JP2023133136A - Photoelectric conversion device, apparatus and substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本技術は、光電変換装置および機器および基板に関する。 The present technology relates to a photoelectric conversion device, equipment, and substrate.
裏面照射型の光電変換装置では、半導体層の裏面側に溝型の分離部を形成したり、半導体層の裏面上に遮光部材を配置したりすることにより、画素間のクロストークを抑制することができる。特許文献1には、裏面照射型の光電変換装置において、半導体層の裏面側に形成される溝型の分離部、半導体層の裏面上の遮光壁および遮光膜を具備し、遮光壁の下端と分離部との距離が遮光膜の下端と分離部との距離よりも小さい構造が開示されている。 In a back-illuminated photoelectric conversion device, crosstalk between pixels can be suppressed by forming a groove-shaped separation part on the back side of the semiconductor layer or placing a light shielding member on the back side of the semiconductor layer. I can do it. Patent Document 1 discloses a back-illuminated photoelectric conversion device including a groove-shaped separation portion formed on the back side of a semiconductor layer, a light-shielding wall and a light-shielding film on the backside of the semiconductor layer, and a lower end of the light-shielding wall and a light-shielding film. A structure is disclosed in which the distance to the separation part is smaller than the distance between the lower end of the light shielding film and the separation part.
裏面照射型の光電変換装置において、隣接画素間のクロストークを抑制するためには、半導体層の裏面側に配される溝型の分離部と、半導体層の裏面上に設けられる遮光壁との距離を小さくする必要がある。しかし、分離部には溝を絶縁膜にて埋め込む際に生じる空隙が存在し得るため、遮光壁の下端が分離部に近づきすぎると、光電変換装置を製造する際に、分離部内の空隙が露出し得る。これは、光電変換装置を製造する際に、製造装置の汚染等に影響し得るため好ましくない。特許文献1では、分離部の上に配された遮光壁の下端が分離部と接近している構造が開示されている。この構造では、分離部と遮光壁との距離が小さいことにより、効果的にクロストークが抑制される。しかし、遮光壁の下端と分離部内の空隙が接触し得る。そこで本発明は、クロストークおよび製造プロセス中の汚染を抑制した光電変換装置を提供することを目的とする。 In a back-illuminated photoelectric conversion device, in order to suppress crosstalk between adjacent pixels, a groove-shaped separation section placed on the back side of the semiconductor layer and a light shielding wall provided on the back side of the semiconductor layer are combined. It is necessary to reduce the distance. However, since there may be gaps in the isolation part that occur when filling the trench with an insulating film, if the lower end of the light-shielding wall is too close to the isolation part, the gaps in the isolation part will be exposed when manufacturing the photoelectric conversion device. It is possible. This is not preferable because it may affect the contamination of the manufacturing equipment when manufacturing the photoelectric conversion device. Patent Document 1 discloses a structure in which a lower end of a light shielding wall disposed above the separation section is close to the separation section. In this structure, crosstalk is effectively suppressed because the distance between the separation part and the light shielding wall is small. However, the lower end of the light shielding wall and the gap within the separation section may come into contact with each other. Therefore, an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device in which crosstalk and contamination during the manufacturing process are suppressed.
本発明の1つの側面は、表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、を備える光電変換装置であって、前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きい。 One aspect of the present invention provides a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion units provided between the front surface and the back surface, and wiring arranged on the front surface side of the semiconductor layer. a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two of the plurality of photoelectric conversion units. a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections and another two of the plurality of photoelectric conversion sections, and a width in a first direction parallel to the back surface; is smaller than the first separating part, a first gap arranged inside the first separating part, and the first separating part so as to overlap with the first separating part in a plan view of the back surface side. a first light-shielding wall disposed inside one insulating film, and a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap with the second separation part in a plan view of the back surface side; A photoelectric conversion device comprising: an end on the back side of the first light shielding wall is in contact with the light shielding film, and a distance between the end on the back side of the light shielding film and the back surface is , is larger than the distance between the back surface side end of the second light shielding wall and the back surface.
本発明によれば、クロストークおよび製造プロセス中の汚染を抑制した光電変換装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photoelectric conversion device in which crosstalk and contamination during the manufacturing process are suppressed.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、以下に述べる各実施形態では、光電変換装置の一例として、CMOSセンサを中心に説明する。ただし、各実施形態は、CMOSセンサに限られるものではなく、光電変換装置の他の例にも適用可能である。例えば、CCD、撮像装置、測距装置(焦点検出やTOF(Time Of Flight)を用いた距離測定等の装置)、測光装置(入射光量の測定等の装置)などがある。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the following embodiments do not limit the claimed invention. Although a plurality of features are described in the embodiments, not all of these features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar components are designated by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. Further, in each embodiment described below, a CMOS sensor will be mainly described as an example of a photoelectric conversion device. However, each embodiment is not limited to CMOS sensors, and can be applied to other examples of photoelectric conversion devices. For example, there are CCDs, imaging devices, distance measuring devices (devices such as focus detection and distance measurement using TOF (Time of Flight)), photometry devices (devices such as measuring the amount of incident light), and the like.
本明細書において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語)を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した実施形態の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。 In this specification, terms indicating specific directions and positions (for example, "upper", "lower", "right", "left", and other terms including these terms) are used as necessary. These terms are used to facilitate understanding of the embodiments with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meanings of these terms.
本明細書において、「平面」とは、基板の主面と平行な方向における面をいう。基板の主面とは、光電変換素子を含む基板の光入射面や、複数のアナログデジタル変換回路(ADC)が繰り返し配された面や、積層型の光電変換装置における基板と基板との接合面であり得る。また、「平面視」とは、基板の主面に対して垂直な方向から視ることを指す。さらに、「断面」とは、基板の主面と垂直な方向における面をいう。また、「断面視」とは、基板の主面に対して平行な方向から視ることを指す。 In this specification, a "plane" refers to a plane in a direction parallel to the main surface of the substrate. The principal surface of a substrate refers to the light incident surface of the substrate containing a photoelectric conversion element, the surface on which multiple analog-to-digital conversion circuits (ADCs) are repeatedly arranged, or the bonding surface between substrates in a stacked photoelectric conversion device. It can be. Moreover, "planar view" refers to viewing from a direction perpendicular to the main surface of the substrate. Furthermore, "cross section" refers to a plane in a direction perpendicular to the main surface of the substrate. Moreover, "cross-sectional view" refers to viewing from a direction parallel to the main surface of the substrate.
図1(a)は、裏面照射型の光電変換装置10の模式図である。光電変換装置10は、受光画素領域11、遮光画素領域12、周辺領域13を含む。受光画素領域11、遮光画素領域12には、光電変換素子を含む単位画素がm行n列の2次元状に配列されている。周辺領域13には、必要に応じて回路素子や外部と接続するパッドあるいはパッドのための開口が設けられる。なお、図2に示すように、裏面照射型の光電変換装置10は、センサ基板21と回路基板31がそれぞれ接合面41を備え、互いの接合面によって貼り合わされた積層構造も取り得る。この積層構造においては、画素領域22がセンサ基板21に配され、画素領域22で検出された信号を処理する回路領域32が回路基板31に配される。
FIG. 1A is a schematic diagram of a back-illuminated
図1(b)は、図1(a)のA-A’線における光電変換装置10の断面模式図である。光電変換装置10は、支持基板20、配線構造30、半導体層40、裏面構造体50を備える。半導体層40は、配線構造30側の表面401と入射光側の裏面402を有する。なお、1つの画素に1つの光電変換部が配される場合を図示しているが、1つの画素に複数の光電変換部を備えてもよい。
FIG. 1(b) is a schematic cross-sectional view of the
半導体層40の中には、表面401と裏面402の間に複数の光電変換部403が設けられている。半導体層の材料は、例えば単結晶シリコンや、化合物半導体であり得る。
In the
半導体層40の中には、裏面402から半導体層40の深さ方向に連続する溝によって形成される分離部404が配される。分離部404は、複数の光電変換部403の間に配され、隣接画素間のクロストークを低減する役割を有する。分離部404の材料は、典型的には窒化シリコンや、酸化シリコンなどの絶縁膜であるが、金属膜であってもよい。分離部404の中には、分離部404を埋め込む際に生じる空隙405が存在し得る。空隙405により、隣接画素への入射光が反射されるため、光学クロストークが抑制され得る。なお、空隙405が存在しない場合もあり得る。
In the
裏面構造体50を説明する。半導体層40の裏面402上には、第1絶縁膜506が配される。第1絶縁膜506は、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンの3層構造や、酸化シリコンであり得る。
The
第1絶縁膜506と裏面402との間には、遮光膜502、第2絶縁膜501が配される。また、第2絶縁膜501は、遮光膜502と裏面402との間に配される。遮光膜502は、遮光画素領域12上に配され、遮光画素領域12内の光電変換部403に光線が入射することを抑制する。遮光膜502は、タングステンやアルミニウムを含む金属膜であり得る。第2絶縁膜501は、例えば酸化シリコンであり得る。
A
第1絶縁膜506上には、第3絶縁膜507が配される。第3絶縁膜507は、酸化シリコンであり得る。また、第3絶縁膜507上には、カラーフィルタ504とマイクロレンズ505が設けられている。
A third
第1絶縁膜506、第2絶縁膜501、第3絶縁膜507内には、遮光壁503が配される。遮光壁503は、裏面402側の平面視において、分離部404に重なるように配される。遮光壁503は、タングステンを含む金属膜であり得る。光電変換装置10に対して、光が入射した際、光が遮光壁503に反射されることで、隣接画素への光学クロストークを抑制することができる。しかしながら、入射角の大きい光線が入射した場合、遮光壁503の下端(裏面402側の端部)と分離部404の上端(裏面402側の端部)との隙間を通して、入射光が隣接画素に照射されることによる光学クロストークが発生し得る。
A
上記の問題を抑制するためには、遮光壁503の下端と分離部404の上端との距離Dを小さくすることが好ましい。しかし、分離部404の内部には空隙405が存在し得るため、距離Dが小さい場合、製造時のばらつきにより、遮光壁503の下端と空隙405の上端(裏面402側の端部)が接触する可能性が生じる。これは、製造装置の汚染等の問題を引き起こし得るため好ましくない。
In order to suppress the above problem, it is preferable to reduce the distance D between the lower end of the
表面401側の構造を説明する。半導体層40の表面上には、トランジスタ(不図示)が設けられている。トランジスタの下部には、配線構造30が配されている。配線構造30は、複数の配線構造を含む多層配線構造を有する。配線構造30の下部には、支持基板20が設けられている。支持基板20は、配線構造30、半導体層40、裏面構造体50を機械的に支持している。
The structure on the
〈第1実施形態〉
図3を用いて第1実施形態を説明する。図3(a)は、6画素分の光電変換部403を含む平面図である。図3(b)は、図3(a)のB-B’線における断面図である。なお、図3(a)のB-B’線が示す方向を第1実施形態における第1方向とする。第1方向は裏面402に対して平行である。また、第1方向において、第1遮光膜502aは第1絶縁膜506の間に配される。図3(a)から理解されるように、遮光壁503、分離部404は格子状になっており、遮光壁503、分離部404の開口部を通して入射する光線が光電変換部403に照射されることで、光電変換が生じる。また、遮光壁503は、裏面402側の平面視において分離部404と重なるように配置される。なお、分離部404の幅は、画素領域内で異なっていてもよく、分離部404の幅が大きいほど、空隙405の上端が上方へ延在し得る。
<First embodiment>
The first embodiment will be described using FIG. 3. FIG. 3A is a plan view including the
図3(b)に示すように、本実施形態では、第1分離部404aの第1方向における幅が第2分離部404bの第1方向における幅よりも大きい。また、本実施形態に示す例は、第1分離部404aの内部には第1空隙405aが、第2分離部404bの内部には第1空隙よりも小さい第2空隙405bがそれぞれ配される。また、第1空隙405aの上端が裏面402よりも第1絶縁膜506側に位置し、第2空隙405bの上端が裏面402よりも配線構造30側に位置している。また、第1遮光壁503aは裏面402側の平面視において、第1分離部404aに重なるように、第1絶縁膜506の内部に配される。また、第2遮光壁503bは裏面402側の平面視において、第2分離部404bに重なるように、第1絶縁膜506の内部に配される。さらに、第1分離部404a上に位置する第1遮光壁503aの下部には、第1遮光壁503aの下端と接するように第1遮光膜502aが設けられている。一方、第2分離部404bの上部に配される第2遮光壁503bは、下端が第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501内部に延在している。つまり、第1遮光壁503aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きくなっている。さらに、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第2遮光壁503bの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きくなっている。
As shown in FIG. 3B, in this embodiment, the width of the
第1遮光膜502aは、第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして機能し、第1遮光壁503aの下端が第1分離部404a内部の第1空隙405aと接することを抑制している。これにより、第2遮光壁503bの下部を通した光学クロストークの低減および、第1遮光壁503aの下端と第1分離部404a内部の第1空隙405aとの接触の抑制を、同時に実現している。また、第1遮光膜502aが第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして効果的に機能するためには、第1遮光膜502aの第1方向における幅が第1遮光壁503aの第1方向における幅よりも大きいことが好ましい。なお、図3(b)では、第1空隙405aの上端が裏面402よりも上にある例を示しているが、この例には限定されない。また、第2空隙405bが存在しない例もあり得る。
The first
以下、図4~図6を用いて、本実施形態における光電変換装置10の製造方法の一例を説明する。
An example of a method for manufacturing the
図4(a)に示す工程Aでは、配線構造30と半導体層40を含む部材を支持基板20上に積層した状態である。半導体層40は、所望の厚さになるように加工されている。半導体層40の厚さは、典型的には1~5μm程度である。半導体層40は、配線構造30側の表面401と入射光側の裏面402を有しており、表面401と裏面402の間には、複数の光電変換部403が形成されている。
In step A shown in FIG. 4A, a member including the
図4(b)に示す工程Bでは、半導体層40の内部に分離部404を形成している。分離部404の幅は、画素領域内で異なっていてもよい。本実施形態では、第2分離部404bの第1方向における幅は、第1分離部404aの第1方向における幅よりも小さい。また、図4(b)では、分離部404の下端(表面401側の端部)は表面401と裏面402の間にあるように図示しているが、半導体層40を貫通するように分離部404を形成してもよい。
In step B shown in FIG. 4B, a
図4(c)に示す工程Cでは、裏面402および分離部404上に誘電体層(不図示)、反射防止膜(不図示)、第2絶縁膜501を形成している。誘電体層は例えば、酸化アルミニウムや酸化ハフニウムであり得る。反射防止膜層は、例えば酸化タンタルであり得る。第2絶縁膜501は、酸化シリコンや窒化シリコンであり得る。また、第1分離部404aと第2分離部404bの内部には、第2絶縁膜501を埋め込む際に生じる第1空隙405aと第2空隙405bがそれぞれ存在し得るが、第2空隙405bが存在しない例もあり得る。なお、本例においては、第1空隙405aの上端が半導体層40の裏面402よりも上方に存在し、第2空隙405bの上端が半導体層40の裏面402よりも下方に存在している。つまり、第1空隙405aの上端が裏面402よりも第1絶縁膜506側に位置し、第2空隙405bの上端が裏面402よりも配線構造30側に位置している。
In step C shown in FIG. 4C, a dielectric layer (not shown), an antireflection film (not shown), and a second
図5(a)に示す工程Dでは、第2絶縁膜501上に遮光膜502を形成している。遮光膜502は、第2絶縁膜501上に金属膜を成膜した後に、所望の箇所のみ遮光膜502を残すようにエッチングすることで、形成される。本実施形態では、第1遮光膜502aは第1分離部404a上に配され、第2遮光膜502bは遮光画素領域12上に配される。遮光膜502は、例えばタングステンやアルミニウムを含む金属膜であり得る。
In step D shown in FIG. 5A, a
図5(b)に示す工程Eでは、第2絶縁膜501および遮光膜502上に、第1絶縁膜506、第3絶縁膜507を成膜している。第3絶縁膜507は、成膜後に化学機械研磨法を用いて研磨することで、表面を平坦化している。第1絶縁膜506は、例えば、酸窒化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンの3層構造や、酸化シリコンであり得る。また、第3絶縁膜507は、酸化シリコンであり得る。
In step E shown in FIG. 5B, a first
図5(c)に示す工程Fでは、第1絶縁膜506、第2絶縁膜501、第3絶縁膜507内に遮光壁503用の孔部508を形成している。第2分離部404b上に位置する第2遮光壁503b用の第2孔部508bの下端(裏面402側の端部)は、第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501に延在するようにエッチングされる。また、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第2孔部508bの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きい。このとき、第1分離部404a上に位置する第1遮光壁503a用の第1孔部508aも同時にエッチングされる。しかし、第1遮光膜502aがエッチストッパとして機能するため、第1孔部508aの下端(裏面402側の端部)は、第1遮光膜502aに接するように形成される。第1孔部508aの下方に第1遮光膜502aが存在しない場合は、第1孔部508aの下端は第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501内に延在する。このとき第1分離部404a内部の第1空隙405aの上端は、半導体層40の裏面402より上方に延在し得るため、第1孔部508aの下端と、第1空隙405aの上端が接触し得る。その場合は、遮光壁503形成時に使用する薬液やエッチングガス等が空隙405内に残留し、以降の工程で製造装置を汚染する可能性がある。本実施形態では、第1遮光膜502aを第1孔部508aのエッチングストッパとして利用することで、この問題を抑制し、歩留まりの向上に寄与する。なお、第1遮光膜502aが第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして効果的に機能するためには、第1遮光膜502aの第1方向における幅が第1遮光壁503aの第1方向における幅よりも大きいことが好ましい。
In step F shown in FIG. 5C, a
図6(a)に示す工程Gでは、遮光壁503用の孔部508内部に遮光材料膜を成膜し、余分な部分を化学機械研磨により除去することにより、遮光壁503を形成している。遮光材料膜は、タングステンを含む金属膜であり得る。
In step G shown in FIG. 6A, a light-shielding material film is formed inside the
図6(b)に示す工程Hでは、第3絶縁膜507上にカラーフィルタ504を形成し、カラーフィルタ504上にマイクロレンズ505を形成している。
In step H shown in FIG. 6B, a
第1孔部508aと第2孔部508bが形成されるエッチング工程を含んだ以上の製造方法により、本実施形態における光電変換装置10を製造することができる。
The
なお、本実施形態では、1つの分離部404が含む空隙が1つである形態を説明したが、この例には限定されない。例えば、第1空隙405aとは別に、第1空隙405aの下に別の空隙が設けられていても良い。また、第2空隙405bは設けられていなくても良い。また、第2空隙405bが設けられた分離部404に、さらに別の空隙が設けられていても良い。
Note that in this embodiment, a mode in which one
〈第2実施形態〉
図7を用いて第2実施形態を説明する。図7(a)は、6画素分の光電変換部403を含む平面図である。図7(b)は図7(a)のC-C’線における断面図を、図7(c)は図7(a)のD-D’線における断面図を示している。なお、図7(a)のC-C’線およびD-D’線は平行の関係にあり、これらの線が示す方向を第2実施形態における第1方向とする。第1方向は裏面402に対して平行である。ここで、例えば遮光壁503が交差している箇所を遮光壁503のクロス部とし、遮光壁503が交差していない箇所を遮光壁503のライン部とする。また、クロス部とライン部は遮光壁503以外にも適用してよく、例えば分離部404に適用してもよい。なお、第1実施形態と同様の構成要素には同一の符号が付されており、これらの構成要素についての説明は省略又は簡略化されることがある。また、第2実施形態の構成は第1実施形態で説明した製造方法と同様の製造方法で製造することができる。
<Second embodiment>
A second embodiment will be described using FIG. 7. FIG. 7A is a plan view including the
図7(a)、(b)から解されるように、遮光壁503、分離部404のライン部においては第2遮光壁503b、第2分離部404bが配され、第2遮光壁503bの下端は、第1絶縁膜506を貫通して、第2絶縁膜501内部に延在している。一方、図7(a)、(c)のように、遮光壁503、分離部404のクロス部においては第1遮光壁503a、第1分離部404aが配され、第1遮光壁503aの下部には第1遮光壁503aと接するように第1遮光膜502aが配されている。また、第1遮光壁503aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きい。さらに、第1遮光膜502aの裏面402側の端部と裏面402との間の距離は、第2遮光壁503bの裏面402側の端部と裏面402との間の距離よりも大きくなっている。なお、本例においては、第2分離部404bがクロスすることにより、第1分離部404aが形成されている。
As understood from FIGS. 7A and 7B, a second
第2分離部404bの第1方向における幅は、第1分離部404aよりも小さい。そのため、分離部404のライン部に配される第2空隙405bの上端は、分離部404のクロス部に配される第1空隙405aの上端よりも下方に位置し得る。よって、分離部404のライン部においては、第2分離部404b内部の第2空隙405bと接することなく、第2遮光壁503bの下端と第2分離部404bの上端との距離Dを小さくできる。一方、分離部404のクロス部においては、第1遮光壁503aの下端と、第1空隙405aの上端が接触する可能性がある。しかし、本実施形態では、分離部404のクロス部上には、第1遮光膜502aが配されるため、第1遮光壁503aの下端が第1空隙405aと接することを抑制できる。
The width of the
本実施形態では、ライン部では、第2遮光壁503bの下端と第2分離部404bの上端との距離Dを小さくすることにより、クロストークを低減しつつ、クロス部では、第1遮光壁503aの下端と第1空隙405aとの接触を抑制している。
In this embodiment, in the line part, crosstalk is reduced by reducing the distance D between the lower end of the second
また、第1遮光膜502aが第1遮光壁503a形成時のエッチングストッパとして効果的に機能するためには、第1遮光膜502aの第1方向における幅が第1遮光壁503aの第1方向における幅よりも大きいことが好ましい。なお、図7(b)では、第1空隙405aの上端が裏面402よりも上にある例を示しているが、この例には限定されない。また、第2空隙405bが存在しない例もあり得る。
In addition, in order for the first
〈第3実施形態〉
実施形態3は実施形態1~2のいずれにも適用可能である。図8(a)は本実施形態の半導体装置930を備えた機器9191を説明する模式図である。半導体装置930には上記した各実施形態の光電変換装置(撮像装置)を用いることができる。半導体装置930を備える機器9191について詳細に説明する。半導体装置930は、半導体デバイス910のほかに、半導体デバイス910を収容するパッケージ920を含むことができる。パッケージ920は、半導体デバイス910が固定された基体と、半導体デバイス910に対向するガラスなどの蓋体と、を含むことができる。パッケージ920は、さらに、基体に設けられた端子と半導体デバイス910に設けられた端子とを接続するボンディングワイヤやバンプなどの接合部材を含むことができる。
<Third embodiment>
Embodiment 3 can be applied to any of Embodiments 1 and 2. FIG. 8A is a schematic diagram illustrating a
機器9191は、光学装置940、制御装置950、処理装置960、表示装置970、記憶装置980、機械装置990の少なくともいずれかを備えることができる。光学装置940は、半導体装置930に対応する。光学装置940は、例えばレンズやシャッター、ミラーであり、半導体装置930に光を導く光学系を備える。制御装置950は、半導体装置930を制御する。制御装置950は、例えばASICなどの半導体装置である。
The
処理装置960は、半導体装置930から出力された信号を処理する。処理装置960は、AFE(アナログフロントエンド)あるいはDFE(デジタルフロントエンド)を構成するための、CPUやASICなどの半導体装置である。表示装置970は、半導体装置930で得られた情報(画像)を表示する、EL表示装置や液晶表示装置である。記憶装置980は、半導体装置930で得られた情報(画像)を記憶する、磁気デバイスや半導体デバイスである。記憶装置980は、SRAMやDRAMなどの揮発性メモリ、あるいは、フラッシュメモリやハードディスクドライブなどの不揮発性メモリである。
機械装置990は、モーターやエンジンなどの可動部あるいは推進部を有する。機器9191では、半導体装置930から出力された信号を表示装置970に表示したり、機器9191が備える通信装置(不図示)によって外部に送信したりする。そのために、機器9191は、半導体装置930が有する記憶回路や演算回路とは別に、記憶装置980や処理装置960をさらに備えることが好ましい。機械装置990は、半導体装置930から出力され信号に基づいて制御されてもよい。
また、機器9191は、撮影機能を有する情報端末(例えばスマートフォンやウエアラブル端末)やカメラ(例えばレンズ交換式カメラ、コンパクトカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ)などの電子機器に適する。カメラにおける機械装置990はズーミングや合焦、シャッター動作のために光学装置940の部品を駆動することができる。あるいは、カメラにおける機械装置990は防振動作のために半導体装置930を移動することができる。
Further, the
また、機器9191は、車両や船舶、飛行体などの輸送機器であり得る。輸送機器における機械装置990は移動装置として用いられうる。輸送機器としての機器9191は、半導体装置930を輸送するものや、撮影機能により運転(操縦)の補助および/または自動化を行うものに好適である。運転(操縦)の補助および/または自動化のための処理装置960は、半導体装置930で得られた情報に基づいて移動装置としての機械装置990を操作するための処理を行うことができる。あるいは、機器9191は内視鏡などの医療機器や、測距センサなどの計測機器、電子顕微鏡のような分析機器、複写機などの事務機器、ロボットなどの産業機器であってもよい。
Further, the
上述した実施形態によれば、良好な画素特性を得ることが可能となる。従って、半導体装置の価値を高めることができる。ここでいう価値を高めることには、機能の追加、性能の向上、特性の向上、信頼性の向上、製造歩留まりの向上、環境負荷の低減、コストダウン、小型化、軽量化の少なくともいずれかが該当する。 According to the embodiments described above, it is possible to obtain good pixel characteristics. Therefore, the value of the semiconductor device can be increased. Increasing value here includes at least one of the following: adding functionality, improving performance, improving characteristics, improving reliability, improving manufacturing yield, reducing environmental impact, reducing cost, downsizing, and reducing weight. Applicable.
従って、本実施形態に係る半導体装置930を機器9191に用いれば、機器の価値をも向上することができる。例えば、半導体装置930を輸送機器に搭載して、輸送機器の外部の撮影や外部環境の測定を行う際に優れた性能を得ることができる。よって、輸送機器の製造、販売を行う上で、本実施形態に係る半導体装置を輸送機器へ搭載することを決定することは、輸送機器自体の性能を高める上で有利である。特に、半導体装置で得られた情報を用いて輸送機器の運転支援および/または自動運転を行う輸送機器に半導体装置930は好適である。
Therefore, if the
また、本実施形態の光電変換システム及び移動体について、図8(b)、(c)を用いて説明する。 Further, the photoelectric conversion system and moving body of this embodiment will be explained using FIGS. 8(b) and 8(c).
図8(a)は、車載カメラに関する光電変換システムの一例を示したものである。光電変換システム8は、光電変換装置10を有する。光電変換装置10は、上記のいずれかの実施形態に記載の光電変換装置(撮像装置)である。光電変換システム8は、光電変換装置10により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部101と、光電変換システム8により取得された複数の画像データから視差(視差画像の位相差)の算出を行う視差取得部102を有する。また、光電変換システム8は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離取得部103と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部104と、を有する。ここで、視差取得部102や距離取得部103は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部104はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
FIG. 8(a) shows an example of a photoelectric conversion system related to an on-vehicle camera. The
光電変換システム8は車両情報取得装置810と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、光電変換システム8は、衝突判定部104での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ECU820が接続されている。また、光電変換システム8は、衝突判定部104での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置830とも接続されている。例えば、衝突判定部104の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ECU820はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置830は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
The
本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を光電変換システム8で撮像する。図8(c)に、車両前方(撮像範囲850)を撮像する場合の光電変換システムを示した。車両情報取得装置810が、光電変換システム8ないしは光電変換装置10に指示を送る。このような構成により、測距の精度をより向上させることができる。
In this embodiment, the
上記では、他の車両と衝突しないように制御する例を説明したが、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。更に、光電変換システムは、自車両等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体(移動装置)に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム(ITS)等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。 Above, we explained an example of control to avoid collisions with other vehicles, but it can also be applied to control to automatically drive while following other vehicles, control to automatically drive to avoid moving out of the lane, etc. . Furthermore, the photoelectric conversion system can be applied not only to vehicles such as own vehicles, but also to mobile objects (mobile devices) such as ships, aircraft, and industrial robots. In addition, the present invention can be applied not only to mobile objects but also to a wide range of devices that use object recognition, such as intelligent transportation systems (ITS).
以上、説明した実施形態は、技術思想を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。なお、本明細書の開示内容は、本明細書に記載したことのみならず、本明細書および本明細書に添付した図面から把握可能な全ての事項を含む。また本明細書の開示内容は、本明細書に記載した概念の補集合を含んでいる。すなわち、本明細書に例えば「AはBよりも大きい」旨の記載があれば、「AはBよりも大きくない」旨の記載を省略しても、本明細書は「AはBよりも大きくない」旨を開示していると云える。なぜなら、「AはBよりも大きい」旨を記載している場合には、「AはBよりも大きくない」場合を考慮していることが前提だからである。 The embodiments described above can be modified as appropriate without departing from the technical concept. Note that the disclosure content of this specification includes not only what is described in this specification, but also all matters that can be understood from this specification and the drawings attached to this specification. The disclosure herein also includes the complement of the concepts described herein. In other words, if the specification includes, for example, the statement "A is greater than B," even if the statement "A is not greater than B" is omitted, the specification still states "A is greater than B." It can be said that the company has disclosed that it is not large. This is because when it is stated that "A is larger than B", it is assumed that "A is not larger than B" is being considered.
なお、本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。 Note that the disclosure of this embodiment includes the following configuration and method.
(構成1)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、を備える光電変換装置であって、前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きいことを特徴とする光電変換装置。 (Structure 1) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, in which a plurality of photoelectric conversion units are provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film, and a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation part in a plan view of the back side. In the conversion device, an end of the first light-shielding wall on the back side is in contact with the light-shielding film, and a distance between the end of the back-side of the light-shielding film and the back surface is equal to 2. A photoelectric conversion device characterized in that the distance is greater than the distance between the end of the back surface of the second light-shielding wall and the back surface.
(構成2)前記第1空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置することを特徴とする構成1に記載の光電変換装置。 (Structure 2) The photoelectric conversion device according to Structure 1, wherein an end of the first gap on the back surface side is located closer to the first insulating film than the back surface.
(構成3)前記第2分離部の内部に配された第2空隙の前記裏面側の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする構成1または2に記載の光電変換装置。 (Structure 3) The structure according to structure 1 or 2, wherein an end of the second gap disposed inside the second separating section on the back surface side is located closer to the wiring structure than the back surface. Photoelectric conversion device.
(構成4)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする構成1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 4) The photovoltaic device according to any one of Structures 1 to 3, wherein the first separation part is formed by crossing the second separation parts in a plan view of the back side. conversion device.
(構成5)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする構成1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 5) Photoelectric conversion according to any one of Structures 1 to 4, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. Device.
(構成6)前記遮光膜と前記裏面との間に第2絶縁膜が配されることを特徴とする構成1乃至5のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 6) The photoelectric conversion device according to any one of Structures 1 to 5, wherein a second insulating film is disposed between the light shielding film and the back surface.
(構成7)前記第2遮光壁の前記裏面側の端部が前記第2絶縁膜に配されることを特徴とする構成1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 7) The photoelectric conversion device according to any one of Structures 1 to 6, wherein an end portion of the second light shielding wall on the back surface side is disposed on the second insulating film.
(構成8)前記第1分離部と前記第2分離部は、前記裏面から半導体の深さ方向に連続する溝によって形成されることを特徴とする構成1乃至7のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 8) The first separation part and the second separation part are formed by grooves continuous from the back surface in the depth direction of the semiconductor, according to any one of Structures 1 to 7. Photoelectric conversion device.
(構成9)前記遮光膜はタングステンもしくはアルミニウムを含み、前記第1遮光壁と前記第2遮光壁はタングステンを含むことを特徴とする構成1乃至8のいずれか1項に記載の光電変換装置。 (Structure 9) The photoelectric conversion device according to any one of Structures 1 to 8, wherein the light shielding film contains tungsten or aluminum, and the first light shielding wall and the second light shielding wall contain tungsten.
(構成10)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、を備える基板であって、前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きいことを特徴とする基板。 (Structure 10) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion units provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film, and a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation section when viewed from above on the back surface side. The back end of the first light shielding wall is in contact with the light shielding film, and the distance between the back end of the light shielding film and the back surface is equal to the second light shielding wall. A substrate characterized in that the distance is greater than the distance between the end of the wall on the back surface side and the back surface.
(構成11)前記第1空隙の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする構成10に記載の基板。
(Structure 11) An end of the first gap is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation part is located closer to the first insulating film than the back surface. 11. The substrate according to
(構成12)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする構成10または11に記載の基板。
(Structure 12) The substrate according to
(構成13)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする構成10乃至12のいずれか1項に記載の基板。
(Structure 13) The substrate according to any one of
(構成14)回路基板との接合面を備えることを特徴とする構成10乃至13のいずれか1項に記載の基板。
(Structure 14) The board according to any one of
(構成15)構成1乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置を備える機器であって、前記光電変換装置に光を導く光学装置、前記光電変換装置を制御する制御装置、前記光電変換装置から出力された信号を処理する処理装置、前記光電変換装置で得られた情報を表示する表示装置、前記光電変換装置で得られた情報を記憶する記憶装置、および、前記光電変換装置で得られた情報に基づいて動作する機械装置、の少なくともいずれかを更に備えることを特徴とする機器。 (Configuration 15) A device comprising the photoelectric conversion device according to any one of Configurations 1 to 9, including an optical device that guides light to the photoelectric conversion device, a control device that controls the photoelectric conversion device, and the photoelectric conversion device. A processing device that processes signals output from the device, a display device that displays information obtained by the photoelectric conversion device, a storage device that stores information obtained by the photoelectric conversion device, and a processing device that processes the information obtained by the photoelectric conversion device. A device further comprising at least one of the following: a mechanical device that operates based on the received information.
(方法1)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、を備える光電変換装置の製造方法であって、前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 (Method 1) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, in which a plurality of photoelectric conversion parts are provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first hole disposed inside the first insulating film, and a second hole disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation section when viewed from above on the back surface side. The method for manufacturing a conversion device, wherein the back side end of the first hole is in contact with the light shielding film, and the distance between the back side end of the light shielding film and the back surface is A photovoltaic device comprising an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the end of the second hole on the back side and the back surface. Method for manufacturing a conversion device.
(方法2)前記第1孔部に金属が配されることで第1遮光壁が形成され、前記第2孔部に金属が配されることで第2遮光壁が形成されることを特徴とする方法1に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 2) A first light-shielding wall is formed by disposing metal in the first hole, and a second light-shielding wall is formed by disposing metal in the second hole. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to method 1.
(方法3)前記第1空隙の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする方法1または2に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 3) An end of the first gap is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section is located closer to the first insulating film than the back surface. The method for manufacturing a photoelectric conversion device according to method 1 or 2, characterized in that the photoelectric conversion device is located on the side of a wiring structure.
(方法4)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする方法1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 4) The photovoltaic device according to any one of Methods 1 to 3, wherein the first separating portion is formed by crossing the second separating portions in a plan view of the back side. Method for manufacturing a conversion device.
(方法5)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする方法1乃至4のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。 (Method 5) Photoelectric conversion according to any one of Methods 1 to 4, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. Method of manufacturing the device.
(方法6)表面と裏面を有し、前記表面と前記裏面との間に複数の光電変換部が設けられた半導体層と、前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、を備える基板の製造方法であって、前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程を有することを特徴とする基板の製造方法。 (Method 6) A semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion units provided between the front surface and the back surface, a wiring structure disposed on the front surface side of the semiconductor layer, a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer; a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface; and two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units. and another two photoelectric conversion units of the plurality of photoelectric conversion units, and the width in the first direction parallel to the back surface is equal to or greater than the first separation unit. a second separation section smaller than the separation section; a first gap disposed inside the first separation section; a first hole disposed inside the first insulating film; and a second hole disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation section when viewed from above on the back side. In the manufacturing method, an end of the first hole on the back side is in contact with the light-shielding film, and a distance between the end of the back-side of the light-shielding film and the back surface is in contact with the second hole. manufacturing a substrate, comprising: an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the end on the back side of the part and the back surface; Method.
(方法7)前記第1孔部に金属が配されることで第1遮光壁が形成され、前記第2孔部に金属が配されることで第2遮光壁が形成されることを特徴とする方法6に記載の基板の製造方法。 (Method 7) A first light-shielding wall is formed by disposing metal in the first hole, and a second light-shielding wall is formed by disposing metal in the second hole. The method for manufacturing a substrate according to method 6.
(方法8)前記第1空隙の端部が前記裏面よりも前記第1絶縁膜の側に位置し、前記第2分離部の内部に配された第2空隙の端部が前記裏面よりも前記配線構造の側に位置することを特徴とする方法6または7に記載の基板の製造方法。 (Method 8) An end of the first gap is located closer to the first insulating film than the back surface, and an end of the second gap disposed inside the second separation section is located closer to the first insulating film than the back surface. The method for manufacturing a substrate according to method 6 or 7, characterized in that the method is located on the side of a wiring structure.
(方法9)前記裏面側の平面視において、前記第2分離部がクロスすることにより、前記第1分離部が形成されることを特徴とする方法6乃至8のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 (Method 9) The substrate according to any one of methods 6 to 8, wherein the first separation part is formed by crossing the second separation parts in a plan view of the back surface side. manufacturing method.
(方法10)前記第1方向における前記遮光膜の幅は、前記第1方向における前記第1遮光壁の幅よりも大きいことを特徴とする方法6乃至9のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 (Method 10) The substrate according to any one of Methods 6 to 9, wherein the width of the light shielding film in the first direction is larger than the width of the first light shielding wall in the first direction. Production method.
(方法11)回路基板との接合面を備えることを特徴とする方法6乃至10のいずれか1項に記載の基板の製造方法。 (Method 11) The method for manufacturing a board according to any one of Methods 6 to 10, characterized by comprising a surface to be bonded to a circuit board.
401 表面
402 裏面
403 光電変換部
40 半導体層
30 配線構造
501 第2絶縁膜
506 第1絶縁膜
502a 第1遮光膜
502b 第2遮光膜
404a 第1分離部
404b 第2分離部
405a 第1空隙
405b 第2空隙
503a 第1遮光壁
503b 第2遮光壁
401
Claims (26)
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、
を備える光電変換装置であって、
前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、
前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きい
ことを特徴とする光電変換装置。 a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation part in a plan view of the back side;
a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation part in a plan view of the back side;
A photoelectric conversion device comprising:
The end of the first light-shielding wall on the back side is in contact with the light-shielding film,
The photoelectric conversion characterized in that the distance between the back side end of the light shielding film and the back surface is larger than the distance between the back side end of the second light shielding wall and the back surface. Device.
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1遮光壁と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2遮光壁と、
を備える基板であって、
前記第1遮光壁の前記裏面側の端部は、前記遮光膜と接しており、
前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離は、前記第2遮光壁の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きい
ことを特徴とする基板。 a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation part in a plan view of the back side;
a second light-shielding wall disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation part in a plan view of the back side;
A substrate comprising:
The end of the first light-shielding wall on the back side is in contact with the light-shielding film,
A substrate characterized in that a distance between the back side end of the light shielding film and the back surface is larger than a distance between the back side end of the second light shielding wall and the back surface.
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、
を備える光電変換装置の製造方法であって、
前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程
を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。 a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation portion in a plan view of the back surface side;
a second hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation portion in a plan view of the back surface side;
A method for manufacturing a photoelectric conversion device comprising:
The end of the first hole on the back side is in contact with the light shielding film, and the distance between the end of the back side of the light shielding film and the back surface is the end of the second hole on the back side. A method for manufacturing a photoelectric conversion device, comprising an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the first hole and the back surface.
前記半導体層の前記表面の側に配された配線構造と、
前記半導体層の前記裏面の側に配された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜と前記裏面との間に配された遮光膜と、
前記複数の光電変換部のうちの2つの光電変換部の間に配された第1分離部と、
前記複数の光電変換部のうちの別の2つの光電変換部の間に配され、前記裏面に対して平行な第1方向における幅が前記第1分離部よりも小さい第2分離部と、
前記第1分離部の内部に配された第1空隙と、
前記裏面側の平面視において、前記第1分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第1孔部と、
前記裏面側の平面視において、前記第2分離部に重なるように、前記第1絶縁膜の内部に配された第2孔部と、
を備える基板の製造方法であって、
前記第1孔部の前記裏面側の端部が前記遮光膜と接し、前記遮光膜の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離が、前記第2孔部の前記裏面側の端部と前記裏面との間の距離よりも大きくなるように、前記第1孔部と前記第2孔部が形成されるエッチング工程
を有することを特徴とする基板の製造方法。 a semiconductor layer having a front surface and a back surface, and a plurality of photoelectric conversion parts provided between the front surface and the back surface;
a wiring structure arranged on the surface side of the semiconductor layer;
a first insulating film disposed on the back surface side of the semiconductor layer;
a light shielding film disposed between the first insulating film and the back surface;
a first separation section disposed between two photoelectric conversion sections of the plurality of photoelectric conversion sections;
a second separation section that is disposed between another two of the plurality of photoelectric conversion sections and has a width smaller than the first separation section in a first direction parallel to the back surface;
a first gap arranged inside the first separating section;
a first hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the first separation portion in a plan view of the back surface side;
a second hole portion disposed inside the first insulating film so as to overlap the second separation portion in a plan view of the back surface side;
A method of manufacturing a substrate comprising:
The end of the first hole on the back side is in contact with the light shielding film, and the distance between the end of the back side of the light shielding film and the back surface is the end of the second hole on the back side. A method of manufacturing a substrate, comprising: an etching step in which the first hole and the second hole are formed so as to be larger than the distance between the first hole and the back surface.
前記光電変換装置に光を導く光学装置、
前記光電変換装置を制御する制御装置、
前記光電変換装置から出力された信号を処理する処理装置、
前記光電変換装置で得られた情報を表示する表示装置、
前記光電変換装置で得られた情報を記憶する記憶装置、および、
前記光電変換装置で得られた情報に基づいて動作する機械装置、
の少なくともいずれかを更に備えることを特徴とする機器。 A device comprising the photoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 9,
an optical device that guides light to the photoelectric conversion device;
a control device that controls the photoelectric conversion device;
a processing device that processes the signal output from the photoelectric conversion device;
a display device that displays information obtained by the photoelectric conversion device;
a storage device that stores information obtained by the photoelectric conversion device; and
a mechanical device that operates based on information obtained by the photoelectric conversion device;
A device further comprising at least one of the following.
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