JP6217458B2 - 半導体装置およびその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Description
1.第1実施の形態:CMOSイメージセンサ(図1乃至図13)
2.第2実施の形態:CMOSイメージセンサ(図14乃至図28)
3.第3実施の形態:CMOSイメージセンサ(図29乃至図32)
4.第4実施の形態:CMOSイメージセンサ(図33乃至図35)
5.第5実施の形態:無線装置(図36)
6:第6実施の形態:CMOSイメージセンサ(図37乃至図43)
7:第7実施の形態:撮像装置(図44)
(CMOSイメージセンサの第1実施の形態の構成例)
図1は、本開示を適用した半導体装置としてのCMOSイメージセンサの第1実施の形態の構成例を示す図である。
図2は、図1のCMOSイメージセンサ10の配置例を示す図である。
図3は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Aの第1の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第1の構成例を説明する断面図である。
図4は、図3のCMOSイメージセンサ10のトランジスタ70−1および70−2付近の製造方法の第1の例を示す図である。
図5は、図3のCMOSイメージセンサ10のトランジスタ70−1および70−2付近の製造方法の第2の例を示す図である。
図6は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Aの第1の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第2の構成例を説明する断面図である。
図7は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Bの第2の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第1の構成例を説明する断面図である。
図8は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Bの第2の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第2の構成例を説明する断面図である。
図9は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Bの第2の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第3の構成例を説明する断面図である。
図10は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Bの第2の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第4の構成例を説明する断面図である。
図11は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Bの第2の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第5の構成例を説明する断面図である。
図12は、CMOSイメージセンサ10の配置が図2Bの第2の配置である場合のCMOSイメージセンサ10の能動素子周辺の第6の構成例を説明する断面図である。
(CMOSイメージセンサの第2実施の形態の構成例)
図14は、本開示を適用した半導体装置としてのCMOSイメージセンサの第2実施の形態の構成例を示す図である。
図15は、図14の画素アレイ部310を構成する画素の構成例を示す図である。
図16乃至図19は、図14のCMOSイメージセンサ300のうちの能動素子へ水素を供給する領域(以下、水素供給領域という)と能動素子への水素の供給を抑制する領域(以下、水素抑制領域という)の例を示す図である。
図22は、水素供給領域421および水素抑制領域422の構造例を示す断面図および下面図であり、図23は、図22の断面図の一部の拡大図である。また、図24は、水素抑制領域422の図22とは異なる断面の図および側壁面図である。
図25および図26は、コンタクト575の他の形状の例を示す図である。
(CMOSイメージセンサの第3実施の形態の水素抑制領域の構造例)
本開示を適用した半導体装置としてのCMOSイメージセンサ300の第3実施の形態の構成は、図14の構成と同一であるが、水素抑制領域422の構造は第2実施の形態と異なる。従って、以下では、CMOSイメージセンサ300の水素抑制領域422の構造についてのみ説明する。
(CMOSイメージセンサの第4実施の形態の構成例)
図33は、本開示を適用した半導体装置としてのCMOSイメージセンサの第4実施の形態の構成例を示す図である。
図34は、図33のセンサ部811と周辺回路部812の構造例を示す図である。
(無線装置の一実施の形態の構成例)
図36は、本開示を適用した半導体装置としての無線装置の構成例を示す図である。
(CMOSイメージセンサの第5実施の形態の第1の構造例)
本開示を適用した半導体装置としてのCMOSイメージセンサの第5実施の形態の構成は、図14の構成と同一であるため、説明は省略する。
図40と図41は、水素供給物906と金属材料907の配置例を示す概略上面図である。
図42は、制御回路911が、画素アレイ部901および信号処理回路902とは異なる基板に配置される場合のCMOSイメージセンサ900の構造例を示す図である。
図43は、図42のTCV931と水素供給物932の配置例を示す概略上面図である。
(電子機器の一実施の形態の構成例)
図44は、本開示を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
第1の半導体基板と、
前記第1の半導体基板の一部に配置される、ダングリングボンド終端効果のある原子の拡散を防止する第1の原子拡散防止部と
を備える半導体装置。
(2)
前記第1の原子拡散防止部は、前記第1の半導体基板上に形成された能動素子を覆う
ように構成された
前記(1)に記載の半導体装置。
(3)
前記第1の原子拡散防止部は、前記能動素子のゲート電極上に配置される
ように構成された
前記(2)に記載の半導体装置。
(4)
前記第1の原子拡散防止部は、前記第1の半導体基板上に形成された能動素子を含む回路を覆う
ように構成された
前記(1)に記載の半導体装置。
(5)
前記第1の原子拡散防止部は、ビア、配線、およびコンタクトにより構成され、
前記ビア、前記配線、および前記コンタクトの少なくとも1つは、前記原子を吸蔵する原子吸蔵合金の金属膜を有する
ように構成された
前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の半導体装置。
(6)
前記第1の原子拡散防止部は、前記第1の半導体基板と接続される
ように構成された
前記(5)に記載の半導体装置。
(7)
前記第1の原子拡散防止部は、前記第1の半導体基板内に配置される
ように構成された
前記(1)に記載の半導体装置。
(8)
前記第1の半導体基板内に配置される、前記原子を供給する第1の原子供給膜
をさらに備える
前記(7)に記載の半導体装置。
(9)
前記第1の半導体基板上の全面に配置される、前記原子を供給する第1の原子供給膜
をさらに備える
前記(1)または(2)に記載の半導体装置。
(10)
前記第1の半導体基板とは異なる機能を提供する第2の半導体基板
をさらに備え、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記第1の原子供給膜を介して積層される
ように構成された
前記(9)に記載の半導体装置。
(11)
前記第2の半導体基板上の全面に配置される前記原子を供給する第2の原子供給膜
をさらに備え、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記第1の原子供給膜と前記第2の原子供給膜を介して積層される
ように構成された
前記(10)に記載の半導体装置。
(12)
前記第1の半導体基板または前記第2の半導体基板上の全面に配置される前記原子の拡散を防止する第2の原子拡散防止部
をさらに備え、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記第1の原子供給膜と前記第2の原子拡散防止部を介して積層される
ように構成された
前記(10)に記載の半導体装置。
(13)
前記第1の半導体基板には、撮像を行う画素領域が形成され、
前記第2の半導体基板には、前記撮像により生成された信号に対して信号処理を行うロジック回路が形成される
ように構成された
前記(10)に記載の半導体装置。
(14)
前記第1の半導体基板および前記第2の半導体基板とは異なる機能を提供する第3の半導体基板と、
前記第3の半導体基板上の全面に配置される前記原子を供給する第2の原子供給膜と
をさらに備え、
前記第2の半導体基板と前記第3の半導体基板は、前記第2の原子供給膜を介して積層される
ように構成された
前記(10)に記載の半導体装置。
(15)
前記第1の半導体基板には、撮像を行う画素領域が形成され、
前記第2の半導体基板には、前記撮像により生成された信号に対して信号処理を行う信号処理部が形成され、
前記第3の半導体基板には、前記信号を記憶するメモリ部が形成される
ように構成された
前記(14)に記載の半導体装置。
(16)
前記第1の半導体基板上に形成される第1の配線層と、
前記第2の半導体基板上に形成される第2の配線層と
をさらに備え、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記第1の配線層と前記第2の配線層が対向するように積層される
ように構成された
前記(10)に記載の半導体装置。
(17)
前記第1の半導体基板上に形成される第1の配線層と、
前記第2の半導体基板上に形成される第2の配線層と
をさらに備え、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記第1の半導体基板に対する前記第1の配線層の方向と前記第2の半導体基板に対する前記第2の配線層の方向とが同一になるように積層される
ように構成された
前記(10)に記載の半導体装置。
(18)
前記原子は、水素である
ように構成された
前記(1)乃至(17)のいずれかに記載の半導体装置。
(19)
半導体基板と、
前記半導体基板の一部に配置される、ダングリングボンド終端効果のある原子の拡散を防止する原子拡散防止部と
を備える半導体装置を形成する
半導体装置の製造方法。
(20)
半導体基板と、
前記半導体基板の一部に配置される、ダングリングボンド終端効果のある原子の拡散を防止する原子拡散防止部と
を備える電子機器。
Claims (9)
- 第1の半導体基板と、
前記第1の半導体基板の一部に配置される、ダングリングボンド終端効果のある原子の拡散を防止する原子拡散防止部と、
前記第1の半導体基板上の全面に配置される、前記原子を供給する原子供給膜と、
前記第1の半導体基板とは異なる機能を提供する第2の半導体基板と
を備え、
前記原子拡散防止部は、2本のビアと前記2本のビアを支柱とするメタルとにより構成され、
前記2本のビアおよび前記メタルの少なくとも1つは、前記原子を吸蔵する原子吸蔵合金の金属膜を有し、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記原子供給膜を介して積層される
ように構成された
半導体装置。 - 前記原子拡散防止部は、前記第1の半導体基板上に形成された能動素子を覆う
ように構成された
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記原子拡散防止部は、前記第1の半導体基板上に形成された能動素子を含む回路を覆う
ように構成された
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ビアには、配線が挿入される
ように構成された
請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記ビアは、前記第1の半導体基板と接続される
ように構成された
請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記第1の半導体基板上に形成される第1の配線層と、
前記第2の半導体基板上に形成される第2の配線層と
をさらに備え、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記第1の配線層と前記第2の配線層が対向するように積層される
ように構成された
請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記原子は、水素である
ように構成された
請求項1乃至6のいずれかに記載の半導体装置。 - 第1の半導体基板と、
前記第1の半導体基板の一部に配置される、ダングリングボンド終端効果のある原子の拡散を防止する原子拡散防止部と、
前記第1の半導体基板上の全面に配置される、前記原子を供給する原子供給膜と、
前記第1の半導体基板とは異なる機能を提供する第2の半導体基板と
を備え、
前記原子拡散防止部は、2本のビアと前記2本のビアを支柱とするメタルとにより構成され、
前記2本のビアおよび前記メタルの少なくとも1つは、前記原子を吸蔵する原子吸蔵合金の金属膜を有し、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記原子供給膜を介して積層される
ように構成された半導体装置を形成する
半導体装置の製造方法。 - 第1の半導体基板と、
前記第1の半導体基板の一部に配置される、ダングリングボンド終端効果のある原子の拡散を防止する原子拡散防止部と、
前記第1の半導体基板上の全面に配置される、前記原子を供給する原子供給膜と、
前記第1の半導体基板とは異なる機能を提供する第2の半導体基板と
を備え、
前記原子拡散防止部は、2本のビアと前記2本のビアを支柱とするメタルとにより構成され、
前記2本のビアおよび前記メタルの少なくとも1つは、前記原子を吸蔵する原子吸蔵合金の金属膜を有し、
前記第1の半導体基板と前記第2の半導体基板は、前記原子供給膜を介して積層される
ように構成された電子機器。
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