JP6393070B2 - 固体撮像装置、その製造方法およびカメラ - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置、その製造方法およびカメラに関する。

固体撮像装置は、例えば、半導体基板に、各々が光電変換部を有する複数の画素が配列された撮像領域を有する。撮像領域には、半導体基板に電位を与えるための不純物領域である給電領域が形成されている。給電領域は、隣接画素間（互いに隣接する２つの光電変換部の間）に、撮像領域の所定領域ごとに形成されうる。

半導体基板の上には、各行または各列に対応する複数の配線が、半導体基板の上面に対する平面視において２つの光電変換部の間を通るように、行方向または列方向に沿って配されうる。該複数の配線は、信号配線の他、給電領域に電源電圧を供給するための電源配線を含む。給電領域は、電源配線に電気的に接続される。

特開２０１１−１１４３２４号公報

給電領域と電源配線とを例えばコンタクトプラグによって接続する場合、一般に、電源配線が給電領域の上に位置する必要がある。そのため、電源配線の位置が給電領域の上に制限されてしまい、配線レイアウトを自由に設計することが難しい。

本発明の目的は、撮像領域に電源電圧を供給する固体撮像装置において、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利な技術を提供することにある。

本発明の一つの側面は固体撮像装置にかかり、前記固体撮像装置は、半導体基板に配列された複数の光電変換部と、前記半導体基板の上面に対する平面視において前記複数の光電変換部のうちの互いに隣り合う２つの光電変換部の間に形成され、前記複数の光電変換部が配された半導体領域に電位を与えるための不純物領域と、前記平面視において前記半導体領域にわたって第１方向に延設され且つ前記２つの光電変換部の間を通るように配された、電源配線を含む２以上の配線と、前記不純物領域および前記電源配線のそれぞれに電気的に接続された導電性部材と、を備え、前記不純物領域は、前記平面視において前記２以上の配線の間に位置し、前記不純物領域を通り且つ前記第１方向と交差する第２方向に沿った断面において、前記電源配線の中心は、前記２つの光電変換部の間において前記２つの光電変換部のうちの一方の側にずれており、前記導電性部材は、前記不純物領域の上の位置から前記電源配線の下の位置まで前記第２方向に延在して配された部分を含むことを特徴とする。

本発明によれば、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利である。

画素構成の例を説明するための図である。 画素構造の例を説明するための図である。 画素構造の比較例を説明するための図である。 固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。 画素構造の例を説明するための図である。 固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。 画素構造の例を説明するための図である。 撮像システムの構成例を説明するためのブロック図である。

（第１実施形態）
図１〜４を参照しながら、第１実施形態に係る固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ」とし、以下、単に「装置ＡＰ」と示す。）を述べる。装置ＡＰは、複数の画素ＰＸが複数の行および複数の列を形成するように配列された撮像領域を有する。そして、各画素ＰＸからの画素信号に基づいて、画像データが形成される。

図１は、単位画素ＰＸの構成例を示している。画素ＰＸは、例えば、光電変換部ＰＤ（例えばフォトダイオード）、フローティングディフュージョンＦＤ、転送トランジスタＴ_ＴＸ、ソースフォロワトランジスタＴ_ＳＦ、選択トランジスタＴ_ＳＥＬおよびリセットトランジスタＴ_ＲＥＳを有する。

なお、これらの各素子は、半導体基板に形成される。半導体基板には、例えばシリコン基板が用いられるが、その他の半導体部材で構成された基板でもよいし、絶縁部材の上に半導体部材が形成された基板や、複数の半導体領域を有する基板が用いられてもよい。

フローティングディフュージョンＦＤは、半導体基板に形成された不純物領域であり、フローティング状態である。転送トランジスタＴ_ＴＸは、ゲート端子で制御信号ＴＸを受け、制御信号ＴＸが活性化されると、光電変換部ＰＤで生じた電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。フローティングディフュージョンＦＤの電位は、該転送された電荷の量に応じて変化する。

ソースフォロワトランジスタＴ_ＳＦは、ゲート端子がフローティングディフュージョンＦＤに接続されており、フローティングディフュージョンＦＤの電位に基づいてソースフォロワ動作を行う。ソースフォロワトランジスタＴ_ＳＦのソース電位は、フローティングディフュージョンＦＤの電位に応じて変化する。選択トランジスタＴ_ＳＥＬは、ゲート端子で制御信号ＳＥＬを受け、制御信号ＳＥＬが活性化されると、ソースフォロワトランジスタＴ_ＳＦのソース電位に応じた信号を画素信号として列信号線Ｌ_Ｃに出力する。

リセットトランジスタＴ_ＲＥＳは、ゲート端子で制御信号ＲＥＳを受け、制御信号ＲＥＳが活性化されると、フローティングディフュージョンＦＤを電源電位ＶＤＤに接続して、その電位を初期化（リセット）する。

なお、ここでは、画素ＰＸとして上記構成を例示したが、画素ＰＸは上記構成に限られるものではなく、他の構成でもよい。

図２（ａ）は、装置ＡＰにおいて、互いに隣接する２つの画素（以下、「２つの隣接画素」）ＰＸの境界領域の上面レイアウトを説明するための模式図である。図２（ｂ）は、カットラインＸ−Ｘ’での断面構造を示している。

２つの隣接画素ＰＸは、例えば、隣接行で互いに隣接している。図中では、これら２つの隣接画素ＰＸの光電変換部ＰＤを区別するため、一方の光電変換部を「光電変換部ＰＤ_１」と示し、他方の光電変換部を「光電変換部ＰＤ_２」と示している。なお、本明細書において、特にこれらを区別しないときには、単に「光電変換部ＰＤ」という。

光電変換部ＰＤ、トランジスタ等の各素子は、半導体基板ＳＵＢ（以下、単に「基板ＳＵＢ」という。）に形成されている。図中では、トランジスタＴ_ＴＸのみ図示されており、そのゲート電極（又はゲートパターン）を「Ｇ_ＴＸ」と示している。

基板ＳＵＢは、例えば、Ｐ型のウエルＲ_Ｗと、ウエルＲ_Ｗよりも深い位置に形成されたＰ型の高濃度不純物領域Ｒ_ＤＷと、領域Ｒ_ＤＷから基板ＳＵＢの表面にわたって形成されたＰ型の高濃度不純物領域Ｒ_ＰＷと、を有する。領域Ｒ_ＰＷには所定の電源電圧（ここでは接地用の電圧）が供給され、これによって、ウエルＲ_Ｗ及び領域Ｒ_ＤＷに電位が与えられる。

以下、本明細書において、領域Ｒ_ＰＷは「給電領域Ｒ_ＰＷ」とも称される。給電領域Ｒ_ＰＷは、撮像領域の所定領域（例えば８行×８列や１６行×１６列等）ごとに１つずつ配されればよい。ここでは、図２（ａ）に例示されるように、ある給電領域Ｒ_ＰＷが、平面視（基板ＳＵＢの上面に対する平面視をいう。以下、同様である。）において、光電変換部ＰＤ_１とＰＤ_２との間に配されている。

また、基板ＳＵＢの上には、絶縁部材ＩＭと、絶縁部材ＩＭの中に形成された配線Ｍ１_１等とを含む構造ＳＴが配されている。構造ＳＴは、例えば、公知の半導体製造方法によって形成され、例えば、層間絶縁膜と配線層とを交互に形成することによって得られる。ここでは、配線Ｍ１_１及びＭ１_ＦＤが、複数の配線層のうちの最下層の第１配線層に配され、配線Ｍ２_１及びＭ２_２が、その上の第２配線層に配された２層配線構造が例示されている。

配線Ｍ２_１及びＭ２_２は、図２（ａ）に例示されるように、平面視において、光電変換部ＰＤ_１とＰＤ_２との間を通るように配されている。配線Ｍ２_１は、給電領域Ｒ_ＰＷに供給する電源電圧を伝搬するための電源配線である。また、図２（ｂ）に例示されるように、給電領域Ｒ_ＰＷの中心（一方の縁と他方の縁との中心）と電源配線Ｍ２_１の中心とが互いにずれており、配線Ｍ１_１は、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から電源配線Ｍ２_１の下の位置にわたって延在するように配されている。そして、配線Ｍ２_１とＭ１_１とが、ビアＶ１によって接続されており、配線Ｍ１_１と給電領域Ｒ_ＰＷとが、コンタクトプラグＣＴ_１によって接続されている。

即ち、配線Ｍ１_１とコンタクトプラグＣＴ_１とビアＶ１とが、基板ＳＵＢの表面に対して垂直な方向においてクランク形状となる導電性部材を形成して、給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線Ｍ２_１とを電気的に接続している。このような構造によって、給電領域Ｒ_ＰＷに電源電圧が供給される。以下、本明細書において、本構造を「クランク構造」と呼ぶ。

配線Ｍ２_２は、例えば前述の制御信号（ＴＸ等）を伝搬するための信号配線であり、ここでは図示されていないが、対応するトランジスタＴ_ＴＸ等のゲート電極Ｇ_ＴＸ等に接続される。或いは、配線Ｍ２_２は、列信号線Ｌ_Ｃでもよいし、画素ＰＸから画素信号を読み出し供するものでなくてもよく、例えば、フローティング状態の配線や所定の電圧を受ける配線等のダミー配線でもよい。

その他、フローティングディフュージョンＦＤと配線Ｍ１_ＦＤとはコンタクトプラグＣＴ_２によって接続されている。

ここで、給電領域Ｒ_ＰＷは、光電変換部ＰＤ_１とＰＤ_２とに及ぼす影響が互いに等しくなるように配されるとよい。具体的には、平面視において、給電領域Ｒ_ＰＷと光電変換部ＰＤ_１との距離と、給電領域Ｒ_ＰＷと光電変換部ＰＤ_２との距離とが、互いに等しくなるとよい。また、平面視において、コンタクトプラグＣＴ_１と光電変換部ＰＤ_１との距離と、コンタクトプラグＣＴ_１と光電変換部ＰＤ_２との距離とが、互いに等しくなるとよい。

また、配線Ｍ２_１及びＭ２_２は、隣接画素間での混色を防止するための遮光部としても作用する。よって、配線Ｍ２_１及びＭ２_２は、装置ＡＰに対して一様光が照射されたときの光電変換部ＰＤ_１及びＰＤ_２での受光光量が互いに等しくなるように配されるとよい。具体的には、平面視において、配線Ｍ２_２と光電変換部ＰＤ_１との距離と、配線Ｍ２_１と光電変換部ＰＤ_２との距離とが、互いに等しくなるとよい。なお、図中では、配線Ｍ２_１とＭ２_２とは、これらの配線幅が互いに等しい状態で示されているが、これらの配線幅は互いに異なっていてもよい。

なお、配線Ｍ１〜Ｍ２、コンタクトプラグＣＴ、ビアＶ１には、例えば、アルミニウム、銅、金、タングステン、チタン等の金属材料が用いられればよい。また、絶縁部材ＩＭには、例えば、酸化シリコン等の絶縁材料が用いられればよい。

以上では、配線Ｍ１_１及びＭ１_ＦＤが、複数の配線層のうちの最下層の第１配線層に配され、配線Ｍ２_１及びＭ２_２が、その上の第２配線層に配された２層配線構造を例示したが、画素ＰＸは、３層以上の配線構造でもよい。

ここで、図２（ｂ）を参照しながら述べたように、給電領域Ｒ_ＰＷの中心と電源配線Ｍ２_１の中心とが互いにずれている場合には、コンタクトプラグないしビアによってこれらを接続することができない。そこで、本実施形態では、基板ＳＵＢの表面に対して垂直な方向においてクランク形状となる導電性部材を用いて、給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線Ｍ２_１とを接続している。具体的には、配線Ｍ１_１が、給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線Ｍ２_１との間に、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から電源配線Ｍ２_１の下の位置にわたって延在するように配されている。そして、配線Ｍ２_１とＭ１_１とが、ビアＶ１によって接続されており、且つ、配線Ｍ１_１と給電領域Ｒ_ＰＷとが、コンタクトプラグＣＴ_１によって接続されている。このクランク構造によって、給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線Ｍ２_１とが電気的に接続される。

ここで、図３（ａ）及び（ｂ）は、比較例である固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ’」とし、以下、単に「装置ＡＰ’」と示す。）の構造を、図２（ａ）及び（ｂ）と同様に示している。本比較例では、電源配線Ｍ１ａ’と信号配線Ｍ１ｂ’とが第１配線層に配されており、電源配線Ｍ１ａ’を給電領域Ｒ_ＰＷにコンタクトプラグを介して接続するため、電源配線Ｍ１ａ’は光電変換部ＰＤ_１側に突出した凸状パターンを有している。配線Ｍ１ａ’とＭ１ｂ’とは、歩留まり向上等の理由により、互いに離れて（適切な距離をとりながら）配置される必要がある。そのため、平面視において、電源配線Ｍ１ａ’が凸状パターンを有するのに対して、信号配線Ｍ１ｂ’は、光電変換部ＰＤ_２側に凹状パターンを形成しており、その結果、光電変換部ＰＤ_１側に、より大きな凸状パターンを形成している。そのため、装置ＡＰ’では、例えば、光電変換部ＰＤ_１の受光光量が小さくなる虞がある。また、レイアウトによっては、該光電変換部ＰＤ_１から電荷を受けるフローティングディフュージョンＦＤに生じる寄生容量が大きくなる虞がある。なお、本比較例では、配線Ｍ１ａ’とＭ１ｂ’とが第１配線層に配された構造を例示したが、これらが第２配線層に配された構造においても上記クランク構造を採らない場合には同様のことが生じると言える。

これに対して、本実施形態によると、給電領域Ｒ_ＰＷの中心と電源配線の中心とが互いにずれている構造においても、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な方向でクランク形状となる導電性部材を用いることによって給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線とを接続するのに有利である。

図４は、本実施形態に係る装置ＡＰの製造方法を説明するための模式図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、該製造方法の各工程における装置ＡＰの断面構造を、図２（ｂ）と同様に示している。

まず、図４（ａ）の工程では、各ウエルＲ_Ｗに光電変換部ＰＤやトランジスタＴ_ＴＸ等の各素子が形成された基板ＳＵＢを準備する。基板ＳＵＢは、公知の半導体製造方法によって製造されてもよいが、既に各素子が形成されたものが準備されてもよい。

次に、図４（ｂ）の工程では、図４（ａ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第１の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。その後、第１の層間絶縁膜に、給電領域Ｒ_ＰＷに接続されたコンタクトプラグＣＴ_１と、フローティングディフュージョンＦＤに接続されたコンタクトプラグＣＴ_２と、を形成する。具体的には、例えば、第１の層間絶縁膜のうちの給電領域Ｒ_ＰＷおよびフローティングディフュージョンＦＤの上の部分をエッチングして開口を形成し、第１の層間絶縁膜の上に該開口を覆う導電性材料を堆積した後、ＣＭＰ処理を行う。

次に、図４（ｃ）の工程では、コンタクトプラグＣＴ_１に接続された配線Ｍ１_１と、コンタクトプラグＣＴ_２に接続された配線Ｍ１_ＦＤと、を形成する。具体的には、例えば、スパッタリング等により第１の導電性部材を形成した後、エッチング等、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより該導電性部材の一部を選択的に除去して、配線Ｍ１_１及びＭ１_ＦＤを形成する。ここで、配線Ｍ１_１は、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から光電変換部ＰＤ２の側に向かって延在するように形成される。なお、ダマシン法によって配線形成を行う場合においても同様である。

次に、図４（ｄ）の工程では、図４（ｂ）〜（ｃ）と同様の手順で、配線Ｍ２_１及びＭ２_２と、配線Ｍ１_１とＭ２_１とを接続するビアＶ１と、を形成する。具体的には、図４（ｃ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第２の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成し、第２の層間絶縁膜に、配線Ｍ１_１に接続されたビアＶ１を形成する。

その後、その上に、ビアＶ１に接続された電源配線Ｍ２_１と、信号配線Ｍ２_２とを形成する。配線Ｍ１_１は、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から光電変換部ＰＤ２の側に向かって延在しているため、ビアＶ１を介して、電源配線Ｍ２_１に接続される。さらに、その後、その上に、配線Ｍ２_１及びＭ２_２並びに第２の層間絶縁膜を覆う第３の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。最後に、構造ＳＴの上には、インナーレンズやカラーフィルタが必要に応じて形成され、その上に、マイクロレンズが形成される。

以上、本実施形態によると、給電領域Ｒ_ＰＷの中心と電源配線Ｍ２_１の中心とが互いにずれている構造においても、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な方向でクランク形状となる導電性部材によって給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線Ｍ２_１とが接続される。本実施形態では、配線Ｍ１_１が、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から電源配線Ｍ２_１の下の位置にわたって延在するように配され、配線Ｍ２_１とＭ１_１とがビアＶ１によって接続され、配線Ｍ１_１と給電領域Ｒ_ＰＷとがコンタクトプラグＣＴ_１によって接続されている。本実施形態によると、給電領域Ｒ_ＰＷの中心と電源配線の中心とが互いにずれている構造においても給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線とを接続するのに有利である。

図２では、２つの隣接画素ＰＸとして、隣接行での２つの画素ＰＸを例示したが、隣接列での２つの画素ＰＸについても同様である。また、例えば、第ｍ行かつ第ｎ列の画素ＰＸおよび第（ｍ＋１）行かつ第（ｎ＋１）列の画素ＰＸのように、それらのコーナー部で互いに隣接する２つの画素ＰＸについても同様である。即ち、２つの隣接画素ＰＸは、対辺方向および対角方向のいずれにおいて隣接するものでもよい。

また、図２では説明を容易にするため、第２配線層に配線Ｍ２_１及びＭ２_２の２つの配線が配された構造を例示して述べたが、２以上の配線であれば上記クランク構造を適用可能である。例えば、配線の数量が偶数の場合には、上記クランク構造によって給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線とが接続されればよい。また、例えば、配線の数量が奇数の場合には、該それらの中央の配線以外の配線が電源配線のときに、上記クランク構造によって、給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線とが接続されればよい。一方、電源配線とそれ以外の配線（信号配線等）との配線幅が互いに異なる場合には、これらの例に限られない。即ち、給電領域Ｒ_ＰＷの中心と電源配線の中心とが互いにずれている構造であれば、上記クランク構造を適用することが可能である。

以上、本実施形態によると、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利である。

（第２実施形態）
図５〜６を参照しながら第２実施形態を述べる。本実施形態は、主に、電源配線が第１配線層に配されており、給電領域Ｒ_ＰＷと該電源配線とを接続するクランク構造の構成が、前述の第１実施形態と異なる。図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ_２」とし、以下、単に「装置ＡＰ_２」と示す。）の構造を、図２（ａ）及び（ｂ）と同様に示している。

図５（ｂ）に例示されるように、本実施形態では、絶縁部材ＩＭＳが、基板ＳＵＢの上に配されている。そして、絶縁部材ＩＭＳは、給電領域Ｒ_ＰＷの少なくとも一部を露出させる開口を有する。絶縁部材ＩＭＳには、例えば、窒化シリコン等の絶縁材料が用いられればよい。なお、図５（ａ）では、図を見やすくするため、絶縁部材ＩＭＳを図示していない。

絶縁部材ＩＭＳの上には、導電性部材Ｍ０_１が、絶縁部材ＩＭＳの開口を覆いながら、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から第１配線層の電源配線Ｍ１_１の下の位置まで延在している。そして、導電性部材Ｍ０_１と電源配線Ｍ１_１とが、コンタクトプラグＣＴ_１によって接続されている。

その他、フローティングディフュージョンＦＤと配線Ｍ１_ＦＤとは、導電性部材Ｍ０_ＦＤとコンタクトプラグＣＴ_２とによって接続されている。

本実施形態によると、給電領域Ｒ_ＰＷの中心と電源配線Ｍ１_１の中心とが互いにずれている構造においても、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な方向でクランク形状となる導電性部材によって給電領域Ｒ_ＰＷと電源配線Ｍ１_１とが接続される。本実施形態では、導電性部材Ｍ０_１が、基板ＳＵＢの上に絶縁部材ＩＭＳを介して、且つ、給電領域Ｒ_ＰＷの上の位置から電源配線Ｍ１_１の下の位置にわたって延在するように配されている。そして、絶縁部材ＩＭＳは、給電領域Ｒ_ＰＷの少なくとも一部を露出する開口を有しており、導電性部材Ｍ０_１と給電領域Ｒ_ＰＷとは、直接、接触している。また、導電性部材Ｍ０_１と配線Ｍ１_１とはコンタクトプラグＣＴ_１によって接続されている。本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。

図６は、本実施形態に係る装置ＡＰ_２の製造方法を説明するための模式図である。図６（ａ）〜（ｄ）は、該製造方法の各工程における装置ＡＰ_２の断面構造を、図５（ｂ）と同様に示している。

まず、図６（ａ）の工程では、図４（ａ）と同様の基板ＳＵＢを準備した後、該基板ＳＵＢの上に絶縁部材ＩＭＳを形成する。その後、絶縁部材ＩＭＳには、給電領域Ｒ_ＰＷの少なくとも一部を露出させるように、開口ＯＰが設けられる。また、絶縁部材ＩＭＳには、開口ＯＰの他、第１配線層の配線と電気的に接続されるべき部分（フローティングディフュージョンＦＤ等）に、他の開口が設けられる。

次に、図６（ｂ）の工程では、図６（ａ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第１の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。その後、第１の層間絶縁膜に、給電領域Ｒ_ＰＷに接続された導電性部材Ｍ０_１と、フローティングディフュージョンＦＤに接続された導電性部材Ｍ０_ＦＤと、を形成する。具体的には、例えば、第１の層間絶縁膜のうちの給電領域Ｒ_ＰＷの上の部分から光電変換部ＰＤ_２側の部分にわたってエッチングして開口を形成する。また、第１の層間絶縁膜のうちのフローティングディフュージョンＦＤの上の部分をエッチングして開口を形成する。そして、第１の層間絶縁膜の上に、これらの開口を覆う導電性材料を堆積した後、ＣＭＰ処理を行う。

次に、図６（ｃ）の工程では、図６（ｂ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第２の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。その後、導電性部材Ｍ０_１に接続されたコンタクトプラグＣＴ_１と、導電性部材Ｍ０_ＦＤに接続されたコンタクトプラグＣＴ_２と、を形成する。具体的には、例えば、第２の層間絶縁膜のうちの給電領域Ｒ_ＰＷよりも光電変換部ＰＤ_２側の部分をエッチングして、導電性部材Ｍ０_１の上面の一部が露出するように開口を形成する。また、第２の層間絶縁膜のうちのフローティングディフュージョンＦＤの上の部分をエッチングして、導電性部材Ｍ０_ＦＤの上面が露出するように開口を形成する。そして、第２の層間絶縁膜の上に、これらの開口を覆う導電性材料を堆積した後、ＣＭＰ処理を行う。

その後、図６（ｄ）の工程では、図４（ｃ）〜（ｄ）と同様の手順で、配線Ｍ１_１、Ｍ１_２及びＭ１_ＦＤ並びに配線Ｍ２を形成する。

以上、本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、第１実施形態では、第１配線層の配線Ｍ１_１を用いたクランク構造が例示されたが、本実施形態のように、他の層の導電性部材ＭＯ_１が用いたクランク構造でもよく、いずれの層の金属パターンが用いられもよい。

なお、図５（ｂ）では、絶縁部材ＩＭＳがゲート電極Ｇ_ＴＸの一部を覆う構造を例示したが、本実施形態は、この構造に限られるものではない。例えば、絶縁部材ＩＭＳによって、光電変換部ＰＤ_２側に向かって延在する導電性部材Ｍ０_１と、基板ＳＵＢのウエルＲ_Ｗないし光電変換部ＰＤ_２とが電気的に分離されればよく、絶縁部材ＩＭＳは、ゲート電極Ｇ_ＴＸを覆っていなくてもよい。

（第３実施形態）
図７を参照しながら第３実施形態を述べる。図７は、本実施形態に係る固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ_３」とし、以下、単に「装置ＡＰ_３」と示す。）の構造を、図５（ｂ）と同様に示している。本実施形態は、主に、絶縁部材ＩＭＳの上面から上の領域に、導光部ＬＧ（又は、導波路）が形成されている点で、前述の第２実施形態と異なる。

導光部ＬＧは、例えば、絶縁部材ＩＭのうちの光電変換部ＰＤの上の部分を除去して絶縁部材ＩＭに開口を形成し、該開口に高屈折材料を埋設することによって形成される。本実施形態では、絶縁部材ＩＭに該開口をエッチングによって形成する際に、絶縁部材ＩＭＳをエッチングストッパとして使用する。よって、絶縁部材ＩＭのエッチングは、絶縁部材ＩＭＳのエッチングレートが絶縁部材ＩＭのエッチングレートよりも小さいエッチング条件で為される。例えば、絶縁部材ＩＭには酸化シリコンが用いられ、絶縁部材ＩＭＳには窒化シリコンが用いられうる。また、導光部ＬＧには、例えば窒化シリコンが用いられうる。

本実施形態によると、第２実施形態と同様の効果が得られる他、導光部ＬＧを形成するのにも有利である。

以上では、３つの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態の一部の特徴を組み合わせてもよい。

（撮像システム）
図８は、カメラ等に代表される撮像システム９０の構成例を説明するためのブロック図である。撮像システム９０は、各実施形態で述べた固体撮像装置（例えば装置ＡＰ）と、光学系ＯＰＴと、データ処理部ＤＰとを具備する。

光学系ＯＰＴは、例えば、シャッター９１と、レンズ９２と、絞り９３とを含む。シャッター９１は、撮影時に装置ＡＰに光が入射するように露光制御を行う。シャッター９１を通過した光は、レンズ９２で集光され、装置ＡＰで検知される。また、絞り９３を調節して、装置ＡＰへの光量を制御することができる。

装置ＡＰは、例えば、前述の各実施形態の複数の画素ＰＸを含む撮像部８５と、信号処理部９５と、ＡＤ変換部９６とを含む。信号処理部９５は、各画素ＰＸからの画素信号に対して所定の信号処理を行い、ＡＤ変換部９６は、該画素信号をアナログデジタル変換（ＡＤ変換）する。

データ処理部ＤＰは、例えば、演算部９７と、メモリ部８７と、外部Ｉ／Ｆ部８９と、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４と、タイミング発生部９８と、制御部９９とを含む。演算部９７は、ＡＤ変換部９６からのデジタル信号に対して補正処理等の演算処理を行い、画像データを形成する。該画像データは、例えば、システムバスを介して、メモリ部８７に記録され、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部のホスト装置に出力され、又は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８に記録される。タイミング発生部９８は、撮像部８５、信号処理部９５、ＡＤ変換部９６、演算部９７等に、対応するタイミング信号を供給し、これらの同期制御を行う。制御部９９は、上記各ユニットの動作をそれぞれ制御して、撮像システム９０全体の動作を制御する。

なお、撮像システム９０は、上記構成例に限られるものではなく、あるユニットの一部の機能が他のユニットによって為されてもよく、例えば、信号処理部９５及びＡＤ変換部９６は、データ処理部ＤＰに含まれてもよい。

ＰＤ：光電変換部、Ｒ_ＰＷ：電源電圧供給用の不純物領域、Ｍ２：第２配線層の配線、Ｍ１：第１配線層の配線、ＣＴ：コンタクトプラグ、Ｖ１：ビア、ＡＰ：固体撮像装置。

Claims (16)

1. 半導体基板に配列された複数の光電変換部と、
   前記半導体基板の上面に対する平面視において前記複数の光電変換部のうちの互いに隣り合う２つの光電変換部の間に形成され、前記複数の光電変換部が配された半導体領域に電位を与えるための不純物領域と、
   前記平面視において前記半導体領域にわたって第１方向に延設され且つ前記２つの光電変換部の間を通るように配された、電源配線を含む２以上の配線と、
   前記不純物領域および前記電源配線のそれぞれに電気的に接続された導電性部材と、を備え、
   前記不純物領域は、前記平面視において前記２以上の配線の間に位置し、
   前記不純物領域を通り且つ前記第１方向と交差する第２方向に沿った断面において、前記電源配線の中心は、前記２つの光電変換部の間において前記２つの光電変換部のうちの一方の側にずれており、
   前記導電性部材は、前記不純物領域の上の位置から前記電源配線の下の位置まで前記第２方向に延在して配された部分を含む
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記不純物領域は、前記２つの光電変換部の其々からの距離が等しくなるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記２以上の配線は、前記平面視における前記２つの光電変換部の間に、前記固体撮像装置に対して一様光が照射されたときの前記２つの光電変換部での受光光量が互いに等しくなるように配されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記平面視において、前記２以上の配線のうちの前記２つの光電変換部の一方に最も近い第１の配線と前記２つの光電変換部の前記一方との距離と、前記２以上の配線のうちの前記２つの光電変換部の他方に最も近い第２の配線と前記２つの光電変換部の前記他方との距離とは、互いに等しい
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
5. 前記導電性部材は、金属パターンと第１のコンタクトプラグと第２のコンタクトプラグとを有し、
   前記金属パターンは、複数の配線層のうちの第１配線層に配され、且つ、前記２以上の配線は、前記複数の配線層のうちの前記第１配線層よりも上の第２配線層に配されており、
   前記金属パターンは、前記第１のコンタクトプラグを介して前記不純物領域に電気的に接続され、前記第２のコンタクトプラグを介して前記電源配線に電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
6. 前記不純物領域の上面を露出する開口を有する第１の絶縁部材をさらに備え、
   前記導電性部材は、金属パターンとコンタクトプラグとを有し、
   前記金属パターンは、前記第１の絶縁部材の上に、前記開口を覆って前記不純物領域に接触するように形成されており、前記コンタクトプラグを介して前記電源配線に電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 前記第１の絶縁部材とは異なる材料で構成され、前記第１の絶縁部材と前記２以上の配線との間に配された第２の絶縁部材をさらに備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
8. 前記第１の絶縁部材は、窒化シリコンで構成されており、
   前記第２の絶縁部材は、酸化シリコンで構成されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
9. 前記第２の絶縁部材の中、且つ、前記第１の絶縁部材の上面から上の領域に形成された導光部をさらに備える
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体撮像装置。
10. 前記導光部は、前記第１の絶縁部材と同じ材料で構成されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
11. 前記複数の光電変換部が配された前記半導体領域は、前記２つの光電変換部より深い位置に形成された第２の不純物領域を含んでおり、
    前記第２の不純物領域は、前記不純物領域に電気的に接続されている
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
12. 前記２以上の配線の数量は偶数である
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
13. 前記２以上の配線の数量は奇数であり、且つ、前記電源配線は、前記２以上の配線における中央の配線以外の配線である
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
    前記固体撮像装置からの信号を処理する処理部と、を備える
    ことを特徴とするカメラ。
15. 固体撮像装置の製造方法であって、
    前記固体撮像装置は、
    半導体基板に配列された複数の光電変換部と、
    前記半導体基板の上面に対する平面視において前記複数の光電変換部のうちの互いに隣接する２つの光電変換部の間に形成され、前記複数の光電変換部が配された半導体領域に電位を与えるための不純物領域と、
    前記平面視において前記半導体領域にわたって第１方向に延設され且つ前記２つの光電変換部の間を通るように配された、電源配線を含む２以上の配線と、
    を備え、
    前記不純物領域は、前記平面視において前記２以上の配線の間に位置し、
    前記固体撮像装置の製造方法は、
    前記半導体基板の上に、前記２つの光電変換部を覆いつつ前記不純物領域の上面を露出する開口を有する第１の絶縁部材を形成する工程と、
    前記第１の絶縁部材の上に、前記不純物領域に接触する金属パターンを、前記開口を覆いつつ前記不純物領域の上の位置から前記２つの光電変換部の一方の側に前記第１方向と交差する第２方向に延在するように形成する工程と、
    前記第１の絶縁部材および前記金属パターンの上に第２の絶縁部材を形成する工程と、
    前記平面視において前記２つの光電変換部の間の前記２つの光電変換部の前記一方に近い方の側に、前記金属パターンの上面の一部が露出するように前記第２の絶縁部材に第２の開口を形成する工程と、
    前記第２の開口にコンタクトプラグを形成する工程と、
    前記第２の絶縁部材の上に前記２以上の配線を、前記電源配線が前記コンタクトプラグに電気的に接続されるように形成する工程と、
    を有する
    ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
16. 前記第２の絶縁部材の中、且つ、前記第１の絶縁部材の上面から上の領域に導光部を形成する工程をさらに有し、
    前記導光部を形成する工程は、前記第１の絶縁部材のエッチングレートが前記第２の絶縁部材のエッチングレートよりも小さいエッチング条件で前記第２の絶縁部材をエッチングして前記第２の絶縁部材に第３の開口を形成する工程を含む
    ことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
    

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