JP6983925B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施例の1画素の平面図である。なお、図11、及び以下の各実施例における各図面を通じて同一の構成要素には同一の符号を付している。
図4〜図6は本実施例の撮像装置の製造方法を表す断面図である。
図7は、本実施例を表す撮像装置の断面図である。実施例1と同様の部分には同様の符号を付し詳細な説明は省略する。
図8は本実施例を表す断面図である。本実施例は、実施例3と比較して、電荷蓄積部105の上方のp型半導体領域205が存在せず、代わりに、第1転送トランジスタのゲート電極104が電荷蓄積部105の上方に延在している。
図9は本実施例を表す断面図である。本実施例では、光導波路103の上部の開口領域A4が、各配線層の開口領域A1、A2、A3よりも大きい点で、実施例1と異なる。本発明の実施形態では、半導体基板200内に、光電変換部102に加えて電荷蓄積部105も存在するため、光電変換部102が占める面積は相対的に小さくなる。本実施例のように、光導波路103の上部開口を大きく広げることで、相対的に面積の小さい光電変換部により多くの光を入射させることが可能になり、感度を向上させることができる。
図10は本実施例を表す断面図である。図10では、実施例1と比較して、FD111およびソースフォロワトランジスタのゲート電極107へのコンタクト215が形成されるべき場所で反射防止膜211が開口している。そして、コンタクト215が形成されるべき場所に絶縁膜110が残されていることを特徴とする。絶縁膜110は、コンタクト215をドライエッチングで開口する際のエッチングストップ膜として機能させる。
103 光導波路
105 電荷蓄積部
109 遮光部
110 絶縁膜
214 層間絶縁膜
216 配線層
Claims (23)
- 光電変換部と、
電荷蓄積部と、
フローティングディフュージョンと、
ドレイン部と、
前記光電変換部と前記ドレイン部との間に位置する第1ゲート電極と、
前記光電変換部と前記電荷蓄積部との間に位置する第2ゲート電極と、
前記電荷蓄積部と前記フローティングディフュージョンとの間に位置する第3ゲート電極と、を含む画素が複数配された半導体基板と、
前記半導体基板の上に配された複数の配線層と、
前記半導体基板の上に配された層間絶縁膜と、を有する撮像装置であって、
前記光電変換部と前記第1ゲート電極と前記ドレイン部とは、前記光電変換部を起点として第1方向に沿ってこの順に並び、
前記光電変換部と前記第2ゲート電極と前記電荷蓄積部とは、前記光電変換部を起点として前記第1方向と交差する第2方向に沿ってこの順に並び、
前記層間絶縁膜の開口に配され、前記光電変換部の上に配された光導波路と、
前記複数の配線層と前記半導体基板との間に位置し、前記第2ゲート電極の上と少なくとも前記電荷蓄積部の一部の上とに配され、前記光電変換部の上に開口を有する遮光部と、
前記層間絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有し、前記光電変換部と前記光導波路との間に配された部分と、前記遮光部と前記光導波路との間に配された部分とを含み、前記光電変換部の上から前記遮光部の上に延在する絶縁膜と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記層間絶縁膜は、シリコン酸化物を主成分とする材料からなり、
前記絶縁膜は、シリコン窒化膜あるいはシリコン炭化膜を含むことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 光電変換部と、
電荷蓄積部と、
フローティングディフュージョンと、
ドレイン部と、
前記光電変換部と前記ドレイン部との間に位置する第1ゲート電極と、
前記光電変換部と前記電荷蓄積部との間に位置する第2ゲート電極と、
前記電荷蓄積部と前記フローティングディフュージョンとの間に位置する第3ゲート電極と、を含む画素が複数配された半導体基板と、
前記半導体基板の上に配された複数の配線層と、
前記半導体基板の上に配され、シリコン酸化物を主成分とする層間絶縁膜と、を有する撮像装置であって、
前記光電変換部と前記第1ゲート電極と前記ドレイン部とは、前記光電変換部を起点として第1方向に沿ってこの順に並び、
前記光電変換部と前記第2ゲート電極と前記電荷蓄積部とは、前記光電変換部を起点として前記第1方向と交差する第2方向に沿ってこの順に並び、
前記層間絶縁膜の開口に配され、前記光電変換部の上に配された光導波路と、
前記複数の配線層と前記半導体基板との間に位置し、前記第2ゲート電極の上と少なくとも前記電荷蓄積部の一部の上とに配され、前記光電変換部の上に開口を有する遮光部と、
シリコン窒化膜あるいはシリコン炭化膜を含み、前記光電変換部と前記光導波路との間に配された部分と、前記遮光部と前記光導波路との間に配された部分とを含み、前記光電変換部の上から前記遮光部の上に延在する絶縁膜と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記遮光部は、前記第1ゲート電極と前記第3ゲート電極の上に配され、
前記絶縁膜は、前記第1ゲート電極の上まで延在することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記絶縁膜は前記第3ゲート電極の上まで延在することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記電荷蓄積部と前記第3ゲート電極と前記フローティングディフュージョンとは、前記電荷蓄積部を起点として前記第2方向と異なる第3方向に沿ってこの順に並んでいることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記フローティングディフュージョンをリセットするための第4ゲート電極を有し、
前記フローティングディフュージョンと前記第4ゲート電極は、前記第3方向に沿って並んでいることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 - 前記第3ゲート電極と前記第4ゲート電極との間に位置し、前記第3方向に沿って配され、前記前記フローティングディフュージョンに電気的に接続する第1コンタクトプラグが設けられていることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
- 前記第3方向に沿って配され、前記第4ゲート電極と電気的に接続する第2コンタクトプラグが設けられていることを特徴とする請求項7または8に記載の撮像装置。
- 前記フローティングディフュージョンと電気的に接続する第5ゲート電極を有し、
前記第5ゲート電極は、前記第3方向に沿って配されていることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第3方向に沿って配され、前記第5ゲート電極と電気的に接続する第3コンタクトプラグが設けられていることを特徴とする請求項10に記載の撮像装置。
- 前記第2方向は、前記第3方向と平行であることを特徴とする請求項6乃至11のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 平面視において、前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極との間の部分と、前記第2ゲート電極と前記第3ゲート電極との間の部分との少なくともいずれかに前記絶縁膜と前記遮光部が配されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光導波路は、前記開口を構成する前記遮光部の外縁と離間していることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 平面視において、前記絶縁膜は、前記電荷蓄積部の全体を覆っていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記画素は、前記絶縁膜と前記半導体基板との間に反射防止膜を有することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記遮光部の膜厚は、100nm以上200nm以下であることを特徴とする請求項1乃至16いずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記遮光部は、タングステンを含むことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記遮光部は、前記複数の配線層が有する配線あるいは前記半導体基板の一部と、電気的に接続していることを特徴とする請求項1乃至18のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記第2ゲート電極は、前記電荷蓄積部の上に延在していることを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記絶縁膜のうち、前記光導波路と前記半導体基板の間に位置する部分は膜厚が薄いことを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記絶縁膜の端部は、前記遮光膜の上部に位置することを特徴とする請求項1乃至21のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記光導波路は、シリコン窒化膜、有機膜材料及び有機膜材料に酸化チタン等の粒子を混入した材料のいずれかからなることを特徴とする請求項1乃至22のいずれか1項に記載の撮像装置。
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