JP5493461B2 - 固体撮像装置、電子機器及び固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
1.固体撮像装置の基本構成例
2.光導波路層を含む固体撮像装置の構成例
3.本発明の固体撮像装置を備える電子機器の一構成例
[固体撮像装置の構成]
図1に、第1の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す。なお、本実施形態では、固体撮像装置10として、CMOSイメージセンサを例に挙げて説明する。固体撮像装置10は、主に、半導体基板11に形成されたセンサ部領域20(画素アレイ領域)と、その周辺に配置された周辺回路領域30とを有する。
次に、本実施形態の固体撮像装置10の製造方法を、図4〜12を参照しながら説明する。図4〜12は、固体撮像装置10の製造方法における各工程後の成膜状態を示す図である。なお、図4〜12には、センサ部領域20と周辺回路領域30との境界周辺の概略断面図を示す。
[固体撮像装置の構成]
図13に、第2の実施形態に係る固体撮像装置の概略断面構成を示す。なお、図13において、上記第1の実施形態(図2及び12)と同様の構成には、同じ符号を付して示す。
次に、本実施形態の固体撮像装置60の製造方法を、図14及び15を参照しながら簡単に説明する。なお、図14及び15には、上述した第1の実施形態の固体撮像装置10の製造方法(図4〜12)と、異なる工程のみを示す。
上記第1及び第2の実施形態では、配線層3MTの遮光膜49と、配線層4MTの遮光膜50とを同じ構成(形状、寸法及び膜厚等)にする例を説明したが、本発明はこれに限定されない。変形例1では、配線層3MTの遮光膜と、配線層4MTの遮光膜とを異なる構成にする場合の一構成例を説明する。
上記第1及び第2の実施形態では、無効画素領域22とOPB領域23との境界に形成される第2段差部56の段差面と、無効画素領域22の多層配線層21aの表面との間の角度を約90度にする例を説明したが、本発明はこれに限定されない。第2段差部の段差面と、無効画素領域22の多層配線層21aの表面との間の角度を、90度を超えるようにしてもよい。すなわち、第2段差部をテーパー形状で構成してもよい。変形例2では、その一構成例を説明する。
上記第1及び第2の実施形態では、センサ部領域20(OPB領域23)と周辺回路領域30との境界、及び、OPB領域23と無効画素領域22との境界に段差部を設ける例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、OPB領域23の多層配線層23aの表面に、無効画素領域22に向かって多層配線層23aの表面高さが階段状に低下する段差部を設けてもよい。変形例3では、その一構成例を説明する。
上記第1及び第2の実施形態では、フォトダイオード41の直上領域において、配線層1MT上に形成されたキャッピング膜43を残す構成としたが、本発明はこれに限定されない。有効画素領域21において凹部57を形成する際に、配線層1MT上に形成されたキャッピング膜43をエッチングで除去してもよい。
上述した本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器等の電子機器に適用することができる。第3の実施形態では、そのような電子機器の一例として、本発明の固体撮像装置をカメラに適用した例を挙げて説明する。
Claims (12)
- 基板と、
前記基板に形成された複数の画素を有する画素領域と、
前記基板に形成された複数の画素を有し前記画素領域の周囲に配置されたOPB領域と、
前記画素領域および前記OPB領域の周囲に配置された周辺回路領域と、
絶縁膜及び該絶縁膜を介して積層された複数の配線膜を有し、前記画素領域上に形成された第1多層配線層と、
絶縁膜並びに該絶縁膜を介して積層された遮光膜及び配線膜を有し、厚さが前記第1多層配線層の厚さより厚く、前記OPB領域上に形成された第2多層配線層と、
絶縁膜及び該絶縁膜を介して積層された複数の配線膜を有し、厚さが前記第2多層配線層の厚さより厚く、前記周辺回路領域上に形成された第3多層配線層と、
前記第1多層配線層上に設けられたオンチップレンズと
を備える固体撮像装置。 - 前記第1多層配線層の表面における前記画素の直上領域に凹部が形成されている
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記第1多層配線層の外周付近に形成される前記凹部が溝である
請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記凹部に光導波路材料が充填されている
請求項2または3に記載の固体撮像装置。 - 前記第2多層配線層が、前記絶縁膜を介して積層された複数の遮光膜を有し、前記第2多層配線層から前記第1多層配線層に向かう方向において、第1の遮光膜の前記方向の長さが前記第1の遮光膜より光入射側に位置する第2の遮光膜の前記方向の長さより長く、且つ、前記第1の遮光膜の前記第1多層配線層側の端部が、前記第2の遮光膜の前記第1多層配線層側の端部より、前記第1多層配線層に近い位置に位置する
請求項1〜4の何れかに記載の固体撮像装置。 - 前記第2多層配線層の表面の前記第2の遮光膜が形成されていない領域に、前記第2多層配線層の表面高さを前記第1多層配線層側に向かって階段状に低くする段差部が形成されている
請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記第1及び第2多層配線層間の境界、及び、前記第2及び第3多層配線層間との境界の少なくとも一方に、テーパー形状の段差部が形成されている
請求項1〜6の何れかに記載の固体撮像装置。 - 前記第2多層配線層の表面に、前記第2多層配線層の表面高さを前記第1多層配線層側に向かって階段状に低くする段差部が形成されている
請求項1〜7の何れかに記載の固体撮像装置。 - 前記配線膜上にエッチングストッパー膜が形成されている
請求項1〜8の何れかに記載の固体撮像装置。 - 光学レンズ系と、
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力信号に対して所定の処理を行う信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置が、
基板と、
前記基板に形成された複数の画素を有する画素領域と、
前記基板に形成された複数の画素を有し前記画素領域の周囲に配置されたOPB領域と、
前記画素領域および前記OPB領域の周囲に配置された周辺回路領域と、
絶縁膜及び該絶縁膜を介して積層された複数の配線膜を有し、前記画素領域上に形成された第1多層配線層と、
絶縁膜並びに該絶縁膜を介して積層された遮光膜及び配線膜を有し、厚さが前記第1多層配線層の厚さより厚く、前記OPB領域上に形成された第2多層配線層と、
絶縁膜及び該絶縁膜を介して積層された複数の配線膜を有し、厚さが前記第2多層配線層の厚さより厚く、前記周辺回路領域上に形成された第3多層配線層と、
前記第1多層配線層上に設けられたオンチップレンズとを有する
電子機器。 - 基板における画素領域および当該画素領域の周囲に配置されたOPB領域の表面に複数の画素を形成する工程と、
絶縁膜を介して複数の配線膜及び遮光膜を積層して多層配線層を形成する工程と、
前記多層配線層の一部を除去して、前記絶縁膜を介して積層された前記複数の配線膜を有する第1多層配線層を前記画素領域に形成し、前記絶縁膜を介して積層された前記遮光膜及び前記配線膜を有し、厚さが前記第1多層配線層の厚さより厚い第2多層配線層を前記OPB領域に形成し、前記絶縁膜を介して積層された前記遮光膜及び前記配線膜を有し、厚さが前記第2多層配線層の厚さより厚い第3多層配線層を前記画素領域および前記OPB領域の周囲に配置された周辺回路領域に形成する工程と、
前記第1多層配線層上にオンチップレンズを形成する工程と
を含む固体撮像装置の製造方法。 - さらに、前記第1多層配線層の表面における前記画素の直上領域に凹部を形成する工程を含む
請求項11に記載の固体撮像装置の製造方法。
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