JP4099673B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4099673B2
JP4099673B2 JP2004369588A JP2004369588A JP4099673B2 JP 4099673 B2 JP4099673 B2 JP 4099673B2 JP 2004369588 A JP2004369588 A JP 2004369588A JP 2004369588 A JP2004369588 A JP 2004369588A JP 4099673 B2 JP4099673 B2 JP 4099673B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
layer
opening
region
light shielding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004369588A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2006179591A (ja
Inventor
晋 井上
庸 武田
豊 丸尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2004369588A priority Critical patent/JP4099673B2/ja
Priority to US11/287,710 priority patent/US7304337B2/en
Publication of JP2006179591A publication Critical patent/JP2006179591A/ja
Priority to US11/977,333 priority patent/US7667249B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4099673B2 publication Critical patent/JP4099673B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H01L31/02164Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0207Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/105Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66825Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a floating gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/10Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the top-view layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/60Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates the control gate being a doped region, e.g. single-poly memory cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462Coatings
    • H01L27/14623Optical shielding

Description

本発明は、光をうけることにより、特性が変動しうる半導体素子を含む半導体装置に関する。
光をうけることにより、その特性が変動しうる半導体素子として、MOSトランジスタや、フローティングゲート電極を有する不揮発性メモリなどが挙げられる。これらの半導体素子は、特に、ベアチップなどのCOG実装法などにより実装される場合、光があたってしまい、MOSトランジスタであればオンオフ特性の変動や、また不揮発性メモリであれば、フローティングゲート電極に注入された電子が抜けてしまうことがある。このような半導体素子の特性の変動を防ぐために、これらのデバイスが設けられている領域の上方には、光が照射されることを防ぐための遮光層が設けられている。
遮光技術の1つとして、特開2003−124363号公報に開示された技術を挙げることができる。特開2003−124363号公報には、メモリセルアレイ有効領域と、その外側を囲むように遮光領域が設けられており、遮光領域には、異なるレベルに設けられたビア層とコンタクト層とを有している。そして、このビア層とコンタクト層とを千鳥状に配置して、横および斜め方向からの光の進入を抑制するという技術である。
特開2003−124363号公報
しかし、斜め方向および横方向からの光の進入を低減するために、メモリセルアレイ有効領域を囲むように遮光領域を設けたとしても、メモリセルアレイ有効領域から、信号線などの配線を遮光領域の外側に引き延ばす必要などがある。そのため、千鳥状に配置されたビア層およびコンタクト層で完全にメモリセルアレイ有効領域の周囲を囲むことができないことがある。
本発明の目的は、特に、横方向および斜め方向からの光の進入を低減でき、特性の変動が抑制された半導体装置を提供することにある。
1.第1の半導体装置
本発明の第1の半導体装置は、
半導体層に設けられた半導体素子と、
前記半導体素子の周囲に設けられた遮光壁と、
前記半導体素子に電気的に接続された配線層であって、前記遮光壁の設けられていない開孔から該遮光壁の外側に延伸された配線層と、を含み、
前記配線層は、前記開孔に位置している第1部分と、該開孔の外側に位置し、該配線層の延伸方向と交差する分岐部を有することで該開孔の幅と同一以上の幅を有する第2部分と、を含むパターンを有し、
前記分岐部において、前記遮光壁の外側を向いた面は、その表面に凸部を有する。
本発明の第1の半導体装置によれば、半導体素子の周囲には、遮光壁が設けられているために、横方向および斜め上方向から半導体素子に光が照射されることを低減することができる。また、各種半導体素子には、配線が接続されており、この配線を、遮光壁に囲まれた領域の外側まで引き出す必要がある。その場合には、遮光壁の一部に開孔を設け、その開孔から配線を外側に引き出すことがあるが、その開孔から光が進入してしまい、半導体素子の特性に影響を与えることがある。
しかし、本発明の半導体装置によれば、開孔の外側に位置している配線層である第2部分は、開孔の幅と同一の幅を有するようなパターンを形成している。そのため、横方向からの光の進入を低減することができる。また、第2部分の一部である分岐部において、遮光領域の外側を向いた面、つまり、光の進入方向と対向する側面は、その表面に凸部を有している。そのため、開孔に向かって斜め方向から入る光であっても反射させることができ、光の進入のさらなる低減を図ることができる。その結果、特性の変動が抑制され、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
本発明の第1の半導体装置は、さらに、下記の態様をとることができる。
(1)本発明の第1の半導体装置において、前記凸部は、尖鋭形状を有することができる。
(2)本発明の第1の半導体装置において、前記凸部は、ライン状に設けられていることができる。
2.第2の半導体装置
本発明の第2の半導体装置は、
半導体層に設けられた半導体素子と、
前記半導体素子の周囲に設けられた遮光壁と、
前記半導体素子に電気的に接続された配線層であって、前記遮光壁の設けられていない開孔から該遮光壁の外側に延伸された配線層と、を含み、
前記配線層は、前記開孔に位置している第1部分と、該開孔の外側に位置し、該配線層の延伸方向と交差する分岐部を有することで該開孔の幅と同一以上の幅を有する第2部分と、を含むパターンを有し、
前記第2部分において、前記遮光壁の外側を向いた面は、凹形状である。
本発明の第2の半導体装置によれば、第1の半導体装置と同様に、横方向からの光の進入を低減することができる。また、第2部分は、遮光壁の外側を向いた面の形状が凹形状である。そのため、開孔に進入してくる光の入射角の大小にかかわらず、その光を反射させることができ、光の進入のさらなる低減を図ることができる。その結果、特性の変動が抑制され、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
本発明の第2の半導体装置は、さらに、下記の態様をとることができる。
(1)本発明の第2の半導体装置において、前記凹形状は、凹状の曲面であることができる。
(2)本発明の第2の半導体装置において、前記分岐部は、その長さが、該分岐部の先端に向かって大きくなる形状を有することができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
1.第1の実施の形態
第1の実施の形態の半導体装置について、図1、2を参照しつつ説明する。図1(A)は、本実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図であり、図1(B)は、図1のA部を拡大して示す図であり、図2(A)は、図1(B)のI−I線に沿った断面図であり、図2(B)は、図1(B)のII−II線に沿った断面図であり、図2(C)は、図1(B)のIII−III線に沿った断面図である。
図1(A)に示すように、本実施の形態の半導体装置は、半導体層に各種半導体素子(図示せず)が設けられた素子形成領域10Aを有する。素子形成領域10Aには、フローティングゲート電極を有する不揮発性メモリセル(メモリセルアレイも含む)やMOSトランジスタなど、光を受けることにより、その特性が変動する素子が設けられている。そして、素子形成領域10Aの周囲には、遮光壁50が設けられている。この遮光壁50は、素子形成領域10Aへ横方向および斜め方向から光が進入することを低減させるために設けられている。遮光壁50には、素子形成領域10Aの半導体素子に接続された配線層を、素子形成領域10Aの外側に延伸させるために、一部遮光壁50が設けられていない箇所がある。以下の説明では、この遮光壁50が設けられていない箇所を、開孔52と定義して説明をする。
次に、開孔52を含む領域を拡大した図1(B)を参照しつつ、さらに説明する。
図1(B)に示すように、配線層26は、開孔52から素子形成領域10Aの外側に引き出されている。配線層26は、開孔52に設けられている第1部分26Aと、開孔52の外側に設けられ、第1部分26Aと比して幅の大きい第2部分26Bとを含むパターンを有している。本実施の形態では、開孔52の外側のうち、素子形成領域10Aの外側に第2部分26Bを設ける場合を図示する。ここで、開孔52の幅とは、開孔52を画定する遮光壁50の一の端から他の端までの距離Xである。また、配線層26の幅というのは、配線層26が引き出されている方向と直行する方向にみたときの配線層26の一方の端から他方の端までの距離Yである。
本実施の形態の半導体装置では、具体的には、配線層26の延伸方向を軸として、この軸と交差するように設けられた分岐部28を設けることで、第2部分26Bの幅を大きくしている。
このように、分岐部28が設けられたことにより、開孔52と重なるように第2部分26Bが設けられ、かつ、その幅Yと、開孔52の幅Xとは、X≦Yの関係を満たすこととなる。
次に、図2(A)〜図2(C)を参照しつつ、半導体装置の断面構造について説明する。
まず、特に、図2(A)、(B)を参照しつつ、遮光壁50の構造について説明する。図2(B)に示すように、半導体層10の上方に、第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30が順次設けられ、第1層間絶縁層20の上には第1金属層24、第2層間絶縁層30の上には第2金属層34とが設けられている。半導体層10と第1金属層24とは、第1層間絶縁層20に設けられたコンタクト層22により接続されている。第1金属層24と第2金属層34とは、第2層間絶縁層30に設けられたビア層32により接続されている。
コンタクト層22およびビア層32は、第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30のそれぞれに設けられた開口部22a、32aに、たとえば、導電層などの遮光材料が埋め込まれて形成された層である。開口部22a、32aは、開孔52となる領域を除き、半導体素子を囲むよう連続した溝状の開口部である。そのため、図2(A)から分かるように、異なるレベルに設けられたコンタクト層22およびビア層32の全体が壁状になって素子形成領域10Aを覆っていることになる。つまり、第1の実施の形態の半導体装置では、遮光壁50は、第1金属層24、コンタクト層22、第2金属層34およびビア層32で構成されている。
次に、図2(C)に示すように、開孔52が設けられている領域では、半導体層10の上に第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30が順次設けられ、第1層間絶縁層20の上には、配線層26が設けられている。
本実施の形態の半導体装置によれば、半導体素子の周囲には、遮光壁50が設けられているために、横方向または斜め方向からの光の進入を低減することができる。また、各種半導体素子に接続された配線層26を遮光壁50の開孔52から引き出す際には、開孔52を覆うように第2部分26Bを設けるなど配線層26のパターンを制御しているために、開孔52からの光の進入を低減することができる。その結果、特性の変動が抑制され、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
2.第2の実施の形態
次に、第2の実施の形態について、図3〜図7を参照しつつ説明する。図3、4は、第2の実施の形態の半導体装置において、素子形成領域10Aに設けられる不揮発性メモリセル(以下、「メモリセル」という)を説明するための図であり、図5は、第2の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図であり、図6(A)は、図5のI−I線に沿った断面を模式的に示す断面図であり、図6(B)は、図5のII−II線に沿った断面図であり、図7は、第2の実施の形態の半導体装置の変形例を示す平面図である。
まず、素子形成領域10Aに設けられる半導体素子であるメモリセルについて説明する。
本実施の形態の半導体装置に含まれるメモリセル120は、コントロールゲートが半導体層10内のN型の不純物領域であり、フローティングゲート電極が、一層のポリシリコン層などの導電層からなる(以下、「一層ゲート型の不揮発性記憶装置」ということもある)。図3は、メモリセルを示す斜視図であり、図4(A)は、図3のI−I線に沿った断面図であり、図3(B)は、図3のII−IIに沿った断面図であり、図4(C)は、図3のIII―III線に沿った断面図である。
図3に示すように、本実施の形態におけるメモリセル120は、P型の半導体層10に設けられている。半導体層10は、素子分離絶縁層12により、第1領域10Xと、第2領域10Yと、第3領域10Zとに分離画定されている。第1領域10Xおよび第2領域10Yは、P型のウエル14に設けられている。第3領域10Zは、N型のウエル16に設けられている。第1領域10Xはコントロールゲート部であり、第2領域10Yは書き込み部であり、第3領域10Zは消去部である。
第1領域10X〜第3領域10Zの半導体層10の上には、絶縁層124が設けられている。絶縁層124の上には、第1〜第3領域10X〜Zにわたって設けられたフローティングゲート電極126が設けられている。
次に、各領域の断面構造について説明する。図4(A)に示すように、第1領域10Xでは、ウエル14の上に設けられた絶縁層124と、絶縁層124の上に設けられたフローティングゲート電極126と、フローティングゲート電極126下の半導体10に設けられたN型の不純物領域134と、不純物領域134に隣接して設けられたN型の不純物領域128と、を有する。N型の不純物領域134は、コントロールゲートの役割を果たし、不純物領域128は、コントロールゲート線と電気的に接続され、コントロールゲートに電圧を印加するためのコンタクト部となる。
図4(B)に示すように、第2領域10Yには、メモリセル120に書き込みを行うためにNチャネル型MOSトランジスタ100Bが設けられている。Nチャネル型トランジスタ100Bは、ウエル14の上に設けられた絶縁層124と、絶縁層124の上に設けられたフローティングゲート電極126と、半導体層10に設けられた不純物領域130と、を有する。不純物領域130は、ソース領域またはドレイン領域となる。
図4(C)に示すように、第3領域10Zには、Pチャネル型トランジスタ100Cが設けられている。Pチャネル型トランジスタ100Cは、N型のウエル16の上に設けられた絶縁層124と、絶縁層124の上に設けられたフローティングゲート電極126と、N型のウエル16に設けられた不純物領域132とを有する。不純物領域132は、ソース領域またはドレイン領域となる。
ついで、図5を参照しつつ、本実施の形態の半導体装置について説明する。なお、図5では、素子形成領域10Aにおいて、メモリセル120の構成要素のうち、フローティングゲート電極126の形状のみを示すものとする。図5に示すように、素子形成領域10A内には、2つのメモリセル120が設けられている。この素子形成領域10Aを囲むように、遮光壁50が設けられている。遮光壁50は、素子形成領域10Aの周囲をすべて囲んでいるのではなく、第1の実施の形態と同様に開孔52を有する。この開孔52から、メモリセル120の信号線26、27が素子形成領域10Aの外側に引き出されている。信号線26は、第3領域10Zに設けられているPチャネル型トランジスタ100Cと電気的に接続されている。また信号線27は、第1領域10Xの不純物領域128と電気的に接続されている。図5に示す半導体装置では、信号線26、27が同一の方向でかつ一の開孔52から引き出されている場合を示す。
信号線26は、開孔52の位置に設けられている第1部分26Aと、開孔52の内側に位置し、第1部分26Aと比して幅が大きい第2部分26Bとを含むパターンを有している。同様に、信号線27も、第1部分27Aと、開孔52の外側に位置し、第1部分27Aと比して幅が大きい第2部分27Bとを含むパターンを有している。そして、第2部分26Bおよび第2部分27Bの全体の幅Yが、開孔52の幅と重複するように信号線26、27がパターニングされている。本実施の形態では、開孔52の外側のうち、素子形成領域10A側に第2部分26B、27Bが設けられている場合を示す。信号線26、27は、第1の実施の形態と同様に、分岐部28、29を設けることで、信号線26、27の幅が局所的に大きくなるパターンを有している。このように、分岐部28、29が設けられたことにより、第2部分26Bと第2部分27Bとを併合した幅Yを、開孔52の幅Xと比して大きくすることができるのである。
次に、第2の実施の形態の半導体装置にかかる断面形状について、図6(A)および図6(B)を参照しつつ説明する。
図6に示すように、半導体装置200では、素子形成領域10Aの半導体層の上に、メモリセル120が設けられている。メモリセル120の具体的な構造については、上述の説明を参照されたい。
図6(A)および図6(B)に示すように、メモリセル120を覆うように半導体層10の上に第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30が順次設けられている。図6(A)に示すように、遮光壁50(図5参照)が設けられない領域、すなわち、開孔52となる領域では、第1層間絶縁層20の上に信号線26が設けられている。信号線26は、メモリセル120の第3領域10ZのPチャネル型トランジスタ100Cと電気的に接続されている。
また、図6(B)に示すように、遮光壁50となる領域では、第1層間絶縁層20の上には第1金属層24が、第2層間絶縁層30の上には第2金属層34が設けられている。半導体層10と第1金属層24との間には、コンタクト層22が、第1金属層24と第2金属層34との間にはビア層32が設けられている。コンタクト層22およびビア層32は、第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30に開口22a、32aを設け、この開口22a、32aに導電層を埋め込んで形成された層である。開口22a、32aは、素子形成領域10Aを囲むように形成された溝状の開口である。そのため、コンタクト層22とビア層32の全体が壁状になし、素子形成領域10Aを囲むことになる。
第2の実施の形態の半導体装置によれば、メモリセル120の周囲には、遮光壁50が設けられているために、横方向または斜め上方向からの光の進入を低減することができる。さらに、メモリセル120と接続された信号線26、27を遮光壁50の開孔52から引き出す際には、第2部分26B、27Bを設けるなど信号線26、27の幅を局所的に大きくすることで、開孔52からの光の進入を低減することができる。その結果、電荷保持特性を挙げることができ、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
(変形例)
次に、第2の実施の形態の変形例にかかる半導体装置を、図7を参照しつつ説明する。図7は、変形例にかかる半導体装置を示す平面図であり、図5に対応する平面を示す。
変形例にかかる半導体装置は、図7に示すように、信号線26と信号線27との引き出す方向が異なる。つまり、遮光壁50が設けられていない箇所、すなわち開孔52、54が、それぞれ素子形成領域10Aの異なる辺に設けられている。開孔52からは信号線26が、開孔54からは信号線27がそれぞれ引き出されている。信号線26、27は、それぞれ、開孔52、54の幅以上の幅を有する第2部分26B、27Bを含むパターンを有している。そのため、横方向および斜め方向からの光の侵入を低減することができ、その結果、電荷保持特性が向上した半導体装置を提供することができる。
3.第3の実施の形態
次に、第3の実施の形態にかかる半導体装置について、図8、9を参照しつつ説明する。図8は、第3の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図であり、図5に対応した平面を示す図である。図9は、図8のA部を拡大して示す平面図である。図8に示すように、第3の実施の形態にかかる半導体装置は、上述の実施の形態にかかる半導体装置と比して第2部分26Bの形状が異なる例である。以下の説明では、上述の実施の形態と共通する構造については、詳細な説明は省略する。
図8に示すように、素子形成領域10Aにメモリセル120が設けられている。素子形成領域10Aは、その周囲が遮光壁50によりに覆われている。メモリセル120に電気的に接続されている信号線26、27は、遮光壁50が設けられていない開孔52から、遮光壁50の外側に引き出されている。信号線26、27は、開孔52の外側に、分岐部28、29を有している。図9に示すように、第3の実施の形態にかかる半導体装置では、この分岐部28、29の側面のうち光が進入してくる方向を向いた面は、その表面に凸部28a、29aを有している。凸部28a、29aとして、分岐部28、29の側面において、面の高さを不均一にできる形状であれば特に制限はなく、たとえば、凸部の先端が曲面を有していてもよい。好ましい凸部28a、29aの形状としては、複数の斜面からなる尖鋭形状を挙げることができる。図8、9には、2つの斜面からなる尖鋭形状の凸部28a、29aがライン状に設けられている場合を示す。
第3の実施の形態の半導体装置によれば、開孔52の外側に位置している第2部分26B、27Bにおいて、光の進入方向と対向する側面(つまり分岐部28、29の側面)は、その表面に凸部28a、29aを有している。そのため、開孔52に進入してくる光の入射角の大小にかかわらず、その光を反射させることができ、光の進入のさらなる低減を図ることができる。その結果、特性の変動が抑制され、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。また、凸部28a、29aが尖鋭形状からなる場合には、開孔52に向って斜め方向から進入してくる光を容易に反射させることができる。
4.第4の実施の形態
図10は、第4の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図であり、図9に対応した平面を示す図である。図10に示すように、第4の実施の形態にかかる半導体装置は、上述の実施の形態にかかる半導体装置と比して第2部分の形状が異なる例である。以下の説明では、上述の実施の形態と共通する構造については、詳細な説明は省略する。
図10に示すように、第4の実施の形態にかかる半導体装置では、第2部分26Bは、光の進入方向に向かって凹形状を有している。具体的には、第2部分26Bは、分岐部28を含んで構成されるが、この分岐部29は、軸である信号線26からの距離が大きくなるにつれて、つまり分岐部28の先端方向に向かって、その長さZが大きくなるような形状を有している。そのため、第2部分26Bの全体的な形状は、光の進入方向に向かって凹形状の曲面を有することになるのである。
第4の実施の形態の半導体装置によれば、上述の他の実施の形態と同様の利点を有し、横方向または斜め上方向からの光の進入を低減することができる。さらに、第2部分26Bは、光の進入方向対して凹状の曲面を有している。そのため、開孔52に向かって斜め上方向から進入する光であっても反射させることができ、光の進入のさらなる低減を図ることができる。その結果、特性の変動が抑制され、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
5.第5の実施の形態
図11は、第5の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図であり、図9に対応した平面を示す図である。図11に示すように、第5の実施の形態にかかる半導体装置は、上述の実施の形態にかかる半導体装置と比して第2部分の形状が異なる例である。以下の説明では、上述の実施の形態と共通する構造については、詳細な説明は省略する。
図11に示すように、第5の実施の形態にかかる半導体装置では、第2部分26Bは、光が進入してくる方向に向かって凹形状を有している。たとえば、図11に示すように、分岐部28、29の形状をL字形状にすることで、第2部分26Bの全体形状を、凹状にすることができる。
第5の実施の形態の半導体装置によれば、上述の他の実施の形態と同様の利点を有し、横方向または斜め上方向からの光の進入を低減することができる。
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で変形が可能である。たとえば、本実施の形態では、半導体素子の上方に第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30の2層が設けられている場合を図示したが、これに限定されず、3層以上の複数の層間絶縁層が設けられていてもよい。この場合は、各層間絶縁層において、素子形成領域を囲む位置に設けられるコンタクト層が遮光壁を構成することになる。
また、本実施の形態では、遮光壁50を構成するビア層32やコンタクト層22の位置が重ならないように設けた場合を図示したが、これに限定されず、重なっていてもよい。また、コンタクト層22およびビア層32に代わり、第1層間絶縁層20および第2層間絶縁層30を貫通する開口を設け、この開口に導電材料を埋め込んで遮光壁50とすることもできる。
また、図5には、信号線26と信号線27とが、1つの開孔52から引き出されている場合を図示したが、これに限定されず、それぞれの信号線26、27のために開孔を設ける態様をとることもできる。
また、上述の実施の形態の半導体装置では、特に素子形成領域10Aの上方を覆う遮光膜を設ける場合を図示しなかったが、素子形成領域10Aの上方に遮光膜を設けることが好ましいのはいうまでもない。この態様では、上方向および横方向からの光の進入を低減でき、さらに、信頼性の向上した半導体装置を提供することができる。
(A)は、第1の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図であり、(B)は、(A)のA部を拡大して示す平面図。 (A)は、図1(B)のI−I線に沿った断面図であり、(B)は、II−II線に沿った断面図であり、(C)は、III−III線に沿った断面図。 第2の実施の形態にかかる半導体装置に設けられるメモリセルを示す斜視図。 (A)は、図3のI−I線に沿った断面図であり、(B)は、図3のII−II線に沿った断面図であり、(C)は、図3のIII−III線に沿った断面図である 第2の実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示す平面図。 (A)は、図5のI−I線に沿った断面図であり、(B)は、II−II線に沿った断面図。 第2の実施の形態の変形例にかかる半導体装置を示す平面図。 第3の実施の形態にかかる半導体装置を示す平面図。 図8の(A)部を拡大して示す平面図。 第4の実施の形態にかかる半導体装置を示す平面図。 第5の実施の形態にかかる半導体装置を示す平面図。
符号の説明
10…半導体層、 10A…素子形成領域、 10X…第1領域、 10Y…第2領域、 10Z…第3領域、 12…素子分離絶縁層、 16…ウエル、 20…第1層間絶縁層、 22…コンタクト層、 24…第1金属層、 26、27…配線層(信号線)、 26A…第1部分、 26B…第2部分、 27…信号線、 28、29…分岐部、 28a、29a…凸部、 30…第2層間絶縁層、 32…ビア層、 22a、32a…開口部、 34…第2金属層、 50…遮光壁、 52、54…開孔、 120…メモリセル

Claims (6)

  1. 半導体層に設けられた半導体素子と、
    前記半導体素子の周囲に設けられた遮光壁と、
    前記半導体素子に電気的に接続された配線層であって、前記遮光壁の設けられていない開孔から該遮光壁の外側に延伸された配線層と、を含み、
    前記配線層は、前記開孔に位置している第1部分と、該開孔を除く位置に形成され、該配線層の延伸方向と交差する分岐部を有することで該開孔の幅と同一以上の幅を有する第2部分と、を含むパターンを有し、
    前記分岐部の側面のうち光が進入してくる方向を向いた面は、その表面に凸部を有する、半導体装置。
  2. 請求項1において、
    前記凸部は、2つの斜面からなる尖鋭形状を有する、半導体装置。
  3. 請求項1または2において、
    前記凸部は、複数設けられており、
    複数の前記凸部は、ライン状に設けられている、半導体装置。
  4. 請求項1ないしのいずれかにおいて、
    前記半導体素子は、
    フローティングゲート電極を有する不揮発性メモリである、半導体装置。
  5. 請求項において、
    前記不揮発性メモリは、単層ゲート型の不揮発性メモリである、半導体装置。
  6. 請求項またはにおいて、
    前記配線層は、信号線である、半導体装置。
JP2004369588A 2004-12-21 2004-12-21 半導体装置 Expired - Fee Related JP4099673B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004369588A JP4099673B2 (ja) 2004-12-21 2004-12-21 半導体装置
US11/287,710 US7304337B2 (en) 2004-12-21 2005-11-28 Semiconductor device
US11/977,333 US7667249B2 (en) 2004-12-21 2007-10-24 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004369588A JP4099673B2 (ja) 2004-12-21 2004-12-21 半導体装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008014557A Division JP4735862B2 (ja) 2008-01-25 2008-01-25 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006179591A JP2006179591A (ja) 2006-07-06
JP4099673B2 true JP4099673B2 (ja) 2008-06-11

Family

ID=36594571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004369588A Expired - Fee Related JP4099673B2 (ja) 2004-12-21 2004-12-21 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (2) US7304337B2 (ja)
JP (1) JP4099673B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8351107B2 (en) * 2003-11-01 2013-01-08 Olympus Corporation Spatial light modulator having capacitor
US8228594B2 (en) * 2003-11-01 2012-07-24 Silicon Quest Kabushiki-Kaisha Spatial light modulator with metal layers
JP2006295046A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Seiko Epson Corp 半導体装置
JP4626373B2 (ja) * 2005-04-14 2011-02-09 セイコーエプソン株式会社 半導体装置
JP5291972B2 (ja) * 2008-04-09 2013-09-18 シャープ株式会社 半導体記憶装置、表示装置及び機器
JP5385564B2 (ja) * 2008-08-18 2014-01-08 ラピスセミコンダクタ株式会社 半導体装置及びその製造方法
WO2020239538A1 (en) * 2019-05-29 2020-12-03 Ams International Ag Reducing optical cross-talk in optical sensor modules

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63308388A (ja) 1987-06-10 1988-12-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体記憶装置
JPS63310180A (ja) 1987-06-11 1988-12-19 Mitsubishi Electric Corp 半導体メモリ装置
JP2772020B2 (ja) * 1989-02-22 1998-07-02 株式会社東芝 Mos型半導体装置
JP2508288B2 (ja) * 1989-08-30 1996-06-19 三菱電機株式会社 半導体記憶装置
JP3269171B2 (ja) * 1993-04-08 2002-03-25 セイコーエプソン株式会社 半導体装置およびそれを有した時計
US6011271A (en) * 1994-04-28 2000-01-04 Fujitsu Limited Semiconductor device and method of fabricating the same
JPH0955459A (ja) * 1995-06-06 1997-02-25 Seiko Epson Corp 半導体装置
US5811322A (en) * 1996-07-15 1998-09-22 W. L. Gore & Associates, Inc. Method of making a broadband backside illuminated MESFET with collecting microlens
JP4066127B2 (ja) * 1999-03-25 2008-03-26 セイコーエプソン株式会社 半導体装置及びその製造方法、回路基板並びに電子機器。
JP2003124363A (ja) 2001-10-19 2003-04-25 Toshiba Corp 半導体記憶装置
ATE445233T1 (de) * 2002-01-28 2009-10-15 Nichia Corp Nitrid-halbleiterbauelement mit einem trägersubstrat und verfahren zu seiner herstellung
US7280278B2 (en) * 2004-06-02 2007-10-09 Micron Technology, Inc. Apparatus and method for manufacturing positive or negative microlenses

Also Published As

Publication number Publication date
US7667249B2 (en) 2010-02-23
US20060131623A1 (en) 2006-06-22
US7304337B2 (en) 2007-12-04
JP2006179591A (ja) 2006-07-06
US20080067564A1 (en) 2008-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7612396B2 (en) Semiconductor device
US7667249B2 (en) Semiconductor device
KR100718622B1 (ko) 반도체 장치
US5107313A (en) Floating gate type semiconductor memory device
JP4274118B2 (ja) 半導体装置
JP4735862B2 (ja) 半導体装置
JP4735864B2 (ja) 半導体装置
JP4735863B2 (ja) 半導体装置
JP4766277B2 (ja) 半導体装置
JP5029844B2 (ja) 半導体装置
JP4858671B2 (ja) 半導体装置
JP4591691B2 (ja) 半導体装置
JP4952954B2 (ja) 半導体装置
US6818942B2 (en) Non-volatile semiconductor storage device having conductive layer surrounding floating gate
JP5467761B2 (ja) Eeprom
JP2006216683A (ja) 半導体装置
KR100486238B1 (ko) 노어형 플래쉬 메모리소자의 셀 어레이부
JPH0316096A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH01293670A (ja) 半導体記憶装置
KR20080092731A (ko) 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20071126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20071128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080304

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110328

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120328

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130328

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees