JPWO2014021130A1 - Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus - Google Patents
Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2014021130A1 JPWO2014021130A1 JP2014528078A JP2014528078A JPWO2014021130A1 JP WO2014021130 A1 JPWO2014021130 A1 JP WO2014021130A1 JP 2014528078 A JP2014528078 A JP 2014528078A JP 2014528078 A JP2014528078 A JP 2014528078A JP WO2014021130 A1 JPWO2014021130 A1 JP WO2014021130A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- antireflection
- layer
- light shielding
- solid
- imaging device
- 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.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 182
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 364
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 146
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 77
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 20
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 16
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 234
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 72
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 28
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 15
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 11
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 8
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JMOHEPRYPIIZQU-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(2+) Chemical compound [O-2].[Ta+2] JMOHEPRYPIIZQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14623—Optical shielding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
Abstract
本技術は、入射光の波長に応じて各光電変換部の感度が最適化できるようにする固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器に関する。固体撮像装置は、複数の光電変換部を有する半導体基板と、保護層と、遮光膜と、反射防止調整層と、カラーフィルタと、配線層とを備える。保護層は、半導体基板の受光面の直上に、受光面の全面を覆って設けられている。遮光膜は、保護層上に設けられ、光電変換部の間を遮光する。反射防止調整層は、保護層上において遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に設けられ、所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する。カラーフィルタは、反射防止調整層上に光電変換部に対応した配置で設けられ、反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有する。配線層は、半導体基板の受光面とは反対側に設けられている。The present technology relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method of the solid-state imaging device, and an electronic apparatus that can optimize the sensitivity of each photoelectric conversion unit according to the wavelength of incident light. The solid-state imaging device includes a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion units, a protective layer, a light shielding film, an antireflection adjustment layer, a color filter, and a wiring layer. The protective layer is provided directly on the light receiving surface of the semiconductor substrate so as to cover the entire surface of the light receiving surface. The light shielding film is provided on the protective layer and shields light between the photoelectric conversion units. The antireflection adjusting layer is provided on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and has a stepped shape that is thinned corresponding to a predetermined photoelectric conversion unit. The color filter is provided on the antireflection adjustment layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion unit, and has each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjustment layer. The wiring layer is provided on the side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate.
Description
本技術は、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び電子機器に関し、特には反射防止調整層を有する固体撮像装置と、この固体撮像装置の製造方法と、この固体撮像装置を用いた電子機器とに関する。 The present technology relates to a solid-state imaging device, a method for manufacturing a solid-state imaging device, and an electronic apparatus, and in particular, a solid-state imaging device having an antireflection adjustment layer, a manufacturing method for the solid-state imaging device, and an electronic device using the solid-state imaging device. Related to equipment.
固体撮像装置は、複数の光電変換部が配列された半導体基板を有し、この半導体基板上に反射防止調整層が設けられ、さらに反射防止調整層の上部には複数色で構成されたパターンを有するカラーフィルタが設けられている。固体撮像装置への入射光は、カラーフィルタにより赤、緑、及び青色などの異なる波長を有する光に分離され、各光電変換部に入射する。 The solid-state imaging device has a semiconductor substrate on which a plurality of photoelectric conversion units are arranged, an antireflection adjustment layer is provided on the semiconductor substrate, and a pattern composed of a plurality of colors is formed on the antireflection adjustment layer. A color filter is provided. Incident light to the solid-state imaging device is separated into light having different wavelengths such as red, green, and blue by a color filter, and is incident on each photoelectric conversion unit.
このような固体撮像装置において、反射防止調整層の膜厚を、カラーフィルタのパターンに応じて、すなわち光電変換部に入射する光の波長に応じて設定し、固体撮像装置の感度向上を図るという技術が開示されている。 In such a solid-state imaging device, the film thickness of the antireflection adjusting layer is set according to the pattern of the color filter, that is, according to the wavelength of light incident on the photoelectric conversion unit, thereby improving the sensitivity of the solid-state imaging device. Technology is disclosed.
例えば固体撮像装置は、複数の光電変換素子を含む半導体基板と、半導体基板の受光面に積層された反射防止膜と、反射防止膜の上部に積層された所定配列パターンを有するカラーフィルタとを備える。この固体撮像装置において、特定色のカラーフィルタが積層された光電変換素子を反射防止膜除去素子とし、この反射防止除去素子は受光面開口部全面で反射防止膜が除去されている(下記特許文献1参照)。 For example, a solid-state imaging device includes a semiconductor substrate including a plurality of photoelectric conversion elements, an antireflection film laminated on a light receiving surface of the semiconductor substrate, and a color filter having a predetermined arrangement pattern laminated on the antireflection film. . In this solid-state imaging device, a photoelectric conversion element in which a color filter of a specific color is stacked is used as an antireflection film removing element, and the antireflection film is removed from the entire surface of the light receiving surface of the antireflection removing element (the following patent document) 1).
しかしながら、このような構成の固体撮像装置では、半導体基板の受光面に積層された反射防止膜は反射防止除去素子に対応する部分が除去されており、すなわち、半導体基板の受光面に積層された反射防止膜がパターン形成されている。半導体基板の受光面に積層された反射防止膜をパターン形成する際、受光面にレジストコンタミ、ダメージが入りやすくなるため、反射防止除去素子において白点及び暗電流が悪化する可能性が高い。 However, in the solid-state imaging device having such a configuration, the antireflection film laminated on the light receiving surface of the semiconductor substrate has a portion corresponding to the antireflection removing element removed, that is, laminated on the light receiving surface of the semiconductor substrate. An antireflection film is patterned. When patterning the antireflection film laminated on the light receiving surface of the semiconductor substrate, resist contamination and damage are likely to occur on the light receiving surface, so that the white spot and dark current are likely to deteriorate in the antireflection removal element.
そこで本技術は、白点及び暗電流を悪化させることなく設けられた反射防止調整層を有し、入射光の波長に応じて各光電変換部の感度が最適化された固体撮像装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present technology provides a solid-state imaging device having an antireflection adjustment layer provided without deteriorating white spots and dark current, and in which the sensitivity of each photoelectric conversion unit is optimized according to the wavelength of incident light. This is the issue.
このような目的を達成するための本技術の固体撮像装置は、複数の光電変換部を有する半導体基板と、保護層と、遮光膜と、反射防止調整層と、カラーフィルタと、配線層とを備える。保護層は、半導体基板の受光面の直上に、受光面の全面を覆って設けられている。遮光膜は、保護層上に設けられ、光電変換部の間を遮光する。反射防止調整層は、保護層上において遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に設けられ、所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する。カラーフィルタは、反射防止調整層上に光電変換部に対応した配置で設けられ、反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有する。配線層は、半導体基板の受光面とは反対側に設けられている。 In order to achieve such an object, a solid-state imaging device of the present technology includes a semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion units, a protective layer, a light shielding film, an antireflection adjustment layer, a color filter, and a wiring layer. Prepare. The protective layer is provided directly on the light receiving surface of the semiconductor substrate so as to cover the entire surface of the light receiving surface. The light shielding film is provided on the protective layer and shields light between the photoelectric conversion units. The antireflection adjusting layer is provided on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and has a stepped shape that is thinned corresponding to a predetermined photoelectric conversion unit. The color filter is provided on the antireflection adjustment layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion unit, and has each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjustment layer. The wiring layer is provided on the side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate.
このような構成の固体撮像装置は、所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層が、受光面の全面を覆って設けられた保護層を介して、半導体基板の受光面上に設けられた構成である。このため、受光面上に保護層を介して成膜された反射防止調整層を段差形状にパターニングする際、パターニングのダメージが半導体基板の受光面に及ぶことがない。 In the solid-state imaging device having such a configuration, the antireflection adjustment layer having a stepped shape corresponding to a predetermined photoelectric conversion unit is provided in a semiconductor via a protective layer provided so as to cover the entire surface of the light receiving surface. It is the structure provided on the light-receiving surface of a board | substrate. For this reason, when the antireflection adjusting layer formed on the light receiving surface via the protective layer is patterned into a step shape, patterning damage does not reach the light receiving surface of the semiconductor substrate.
また本技術はこのような固体撮像装置の製造方法でもあり、次のような手順が行われる。まず、複数の光電変換部を有する半導体基板の受光面の直上に、受光面の全面を覆う保護層を形成する。保護層上に、光電変換部の間を遮光する遮光膜を形成する。また、保護層上において遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に反射防止調整層を成膜し、成膜された反射防止調整層を、所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状にパターニングする。その後、反射防止調整層上に光電変換部に対応した配置で、反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタを形成する。また、半導体基板の受光面とは反対側に配線層を形成する。 The present technology is also a method for manufacturing such a solid-state imaging device, and the following procedure is performed. First, a protective layer that covers the entire surface of the light receiving surface is formed immediately above the light receiving surface of the semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion portions. A light shielding film that shields light between the photoelectric conversion portions is formed on the protective layer. Further, an antireflection adjustment layer is formed on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and the formed antireflection adjustment layer is thinned corresponding to a predetermined photoelectric conversion portion. To pattern. Then, the color filter which has each color pattern corresponding to the film thickness of an antireflection adjustment layer is formed by arrangement | positioning corresponding to a photoelectric conversion part on an antireflection adjustment layer. A wiring layer is formed on the side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate.
また本技術は、上述した固体撮像装置を備えた電子機器でもあり、光電変換部に入射光を導く光学系をさらに備えている。 The present technology is also an electronic device including the above-described solid-state imaging device, and further includes an optical system that guides incident light to the photoelectric conversion unit.
以上説明した本技術は、所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層を備えた固体撮像装置において、反射防止調整層のパターニングによるダメージが半導体基板の受光面に及ぶことがないので、白点及び暗電流の悪化を防止できる。したがって、反射防止調整層を備えた固体撮像装置において、白点及び暗電流を悪化させることなく、カラーフィルで分光された入射光の波長に応じて各光電変換部の感度の最適化を図ることが可能になる。 In the present technology described above, in the solid-state imaging device including the antireflection adjustment layer having a stepped shape corresponding to a predetermined photoelectric conversion unit, the damage due to the patterning of the antireflection adjustment layer is a light receiving surface of the semiconductor substrate. Therefore, it is possible to prevent the white spot and the dark current from deteriorating. Therefore, in a solid-state imaging device having an antireflection adjustment layer, the sensitivity of each photoelectric conversion unit should be optimized according to the wavelength of incident light dispersed by the color fill without deteriorating the white spot and dark current. Is possible.
以下、図面に基づいて、本技術の実施の形態を次に示す順に説明する。
1.実施形態の固体撮像装置の概略構成例
2.第1実施形態の固体撮像装置(反射防止調整層が遮光膜の下層に設けられた例)
3.第1実施形態の変形例1(カラーフィルタが遮光膜の開口内のみに設けられた例)
4.第1実施形態の変形例2(反射防止調整層が2段階の膜厚に薄膜化された段差形状である例)
5.第2実施形態の固体撮像装置(反射防止調整層が遮光膜の上層に設けられた例:その1)
6.第2実施形態の変形例1(反射防止調整層が遮光膜の上層及び下層に設けられた積層構造である例)
7.第3実施形態の固体撮像装置(反射防止調整層が遮光膜の上層に設けられた例:その2)
8.第4実施形態(固体撮像装置を用いた電子機器の例)
なお、各実施形態において共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。Hereinafter, embodiments of the present technology will be described in the following order based on the drawings.
1. 1. Schematic configuration example of solid-state imaging device according to embodiment Solid-state imaging device according to the first embodiment (an example in which an antireflection adjustment layer is provided below the light shielding film)
3.
4). Modification 2 of the first embodiment (an example in which the antireflection adjusting layer has a stepped shape in which the thickness is reduced to two stages)
5. Solid-state imaging device according to the second embodiment (example in which an antireflection adjusting layer is provided on a light shielding film: Part 1)
6). Modified example 1 of the second embodiment (an example in which the antireflection adjusting layer has a laminated structure in which an upper layer and a lower layer of the light shielding film are provided)
7). Solid-state imaging device according to the third embodiment (example in which the antireflection adjusting layer is provided on the light shielding film: Part 2)
8). Fourth embodiment (an example of an electronic apparatus using a solid-state imaging device)
In addition, in each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to a common component, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
<1.実施形態の固体撮像装置の概略構成例>
図1に、本技術の固体撮像装置が設けられる固体撮像装置の一例として、MOS型の固体撮像装置を用いた概略構成を示す。<1. Schematic Configuration Example of Solid-State Imaging Device of Embodiment>
FIG. 1 shows a schematic configuration using a MOS solid-state imaging device as an example of a solid-state imaging device provided with the solid-state imaging device of the present technology.
この図に示す固体撮像装置1は、半導体基板11の一面上に光電変換領域を含む複数の画素3が2次元的に配列された画素領域4を有している。画素領域4に配列された各画素3には、光電変換領域と、フローティングディフュージョンと、読出ゲートと、その他の複数のトランジスタ(いわゆるMOSトランジスタ)および容量素子等で構成された画素回路とが設けられている。なお、複数の画素3で画素回路の一部を共有している場合もある。
The solid-
以上のような画素領域4の周辺部分には、垂直駆動回路5、カラム信号処理回路6、水平駆動回路7、およびシステム制御回路8などの周辺回路が設けられている。
Peripheral circuits such as a
垂直駆動回路5は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動線9を選択し、選択された画素駆動線9に画素3を駆動するためのパルスを供給し、画素領域4に配列された画素3を行単位で駆動する。すなわち、垂直駆動回路5は、画素領域4に配列された各画素を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、画素駆動線9に対して垂直に配線された垂直駆動線10を通して、各画素3において受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号をカラム信号処理回路6に供給する。
The
カラム信号処理回路6は、画素の例えば列ごとに配置されており、1行分の画素3から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路6は、画素固有の固定パターンノイズを除去するための相関二重サンプリング(CDS:Correlated Double Sampling)や、信号増幅、アナログ/デジタル変換(AD:Analog/Digital Conversion)等の信号処理を行う。
The column
水平駆動回路7は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路6の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路6の各々から画素信号を出力させる。
The
システム制御回路8は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像装置1の内部情報などのデータを出力する。すなわち、システム制御回路8では、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路5、カラム信号処理回路6、および水平駆動回路7などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、これらの信号を垂直駆動回路5、カラム信号処理回路6、および水平駆動回路7等に入力する。
The
以上のような各周辺回路5〜8と、画素領域4に設けられた画素回路とで、各画素を駆動する駆動回路が構成されている。なお、周辺回路5〜8は、画素領域4に積層される位置に配置されていてもよい。
The
<2.第1実施形態の固体撮像装置>
(反射防止調整層が遮光膜の下層に設けられた例)
図2は、第1実施形態の固体撮像装置の構成を示す要部断面図である。以下、この図面に基づいて第1実施形態の固体撮像装置1−1の構成を説明する。<2. Solid-State Imaging Device of First Embodiment>
(An example in which an antireflection adjusting layer is provided below the light shielding film)
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing the configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment. Hereinafter, the configuration of the solid-state imaging device 1-1 of the first embodiment will be described with reference to this drawing.
図2に示すように、第1実施形態の固体撮像装置1−1は、光電変換部12を含む半導体基板11を有し、半導体基板11の受光面11a上に、保護層13、反射防止調整層14、遮光膜15、密着層16、カラーフィルタ17、及びオンチップレンズ18が、この順に積層されている。また、固体撮像装置1−1は裏面照射型であり、半導体基板11の受光面11aとは反対側に、配線層19が設けられている。
As shown in FIG. 2, the solid-state imaging device 1-1 according to the first embodiment includes a
このうち反射防止調整層14が特徴的であり、所定の光電変換部12に対応して薄膜化された段差形状を有し、この段差形状が、遮光膜15をマスクにしてパターニングされた段差形状である。また固体撮像装置1−1において、このような段差形状を有する反射防止調整層14が、受光面11aの全面を覆って設けられた保護層13を介して、半導体基板11の受光面11a上に設けられたところが特徴的である。さらにカラーフィルタ17が遮光膜15の間を埋め込んで設けられたところが特徴的である。
Among these, the
以下、半導体基板11、光電変換部12、保護層13、反射防止調整層14、遮光膜15、密着層16、カラーフィルタ17、オンチップレンズ18、配線層19の順に各構成を説明する。
Hereinafter, each structure is demonstrated in order of the
[半導体基板11]
半導体基板11は、結晶性半導体で構成されており、例えば単結晶シリコンで構成された基板である。半導体基板11内には、受光面11aに沿って複数の光電変換部12が配列形成され、受光面11aとは反対側の界面に図示を省略したフローティングディフュージョンが設けられている。[Semiconductor substrate 11]
The
[光電変換部12]
光電変換部12は、n型の不純物領域とp型の不純物領域とを備えたpn接合のフォトダイオード(PD)である。光電変換部12は画素ごとに設けられ、半導体基板11内において受光面11aに対して2次元的に複数配列される。この光電変換部12には、カラーフィルタ17で分光された光が入射する。例えばカラーフィルタ17がRGBの各色パターン17r、17g、17bを有する場合、光電変換部12r(12)には赤色(R)の光が、光電変換部12g(12)には緑色(G)の光が、また光電変換部12b(12)には青色(B)の光が、それぞれ入射する。各光電変換部12において、入射光が光電変換され、生じた信号電荷が蓄積される。[Photoelectric conversion unit 12]
The
[保護層13]
保護層13は、受光面11aの全面を覆って、半導体基板11の受光面11aの直上に設けられており、半導体基板11の受光面11aを保護する層である。この保護層13は、パターニングされておらず表面が平坦な層であり、10〜50nm程度の均一な膜厚を有する。また保護層13の屈折率は、一例として反射防止調整層14よりも高い。[Protective layer 13]
The
このような保護層13は、例えば、酸化ハフニウム(HfO)、酸化アルミニウム(Al2O3)、酸化タンタル(TaO)、五酸化タンタル(Ta2O5)、窒化シリコン(SiN)、及び酸化シリコン(Si2O)等を用いて構成される。またはこれらの積層構造で構成されてもよい。これらの材料で構成された保護層13は、半導体基板11に対する保護膜である。またこれらの材料を用いた場合には、保護層13は半導体基板11に対するピニング層としても機能する。Such a
[反射防止調整層14]
反射防止調整層14は、保護層13上において遮光膜15の下層に設けられている。反射防止調整層14は、所定の光電変換部12に対応して部分的に薄膜化された段差形状を有し、カラーフィルタ17で分光された各色光の各光電変換部12での反射率が最小となるように調整する反射防止用の層である。反射防止調整層14の屈折率は、カラーフィルタ17の屈折率より小さく、例えば、屈折率n=1.44〜1.54程度である。これにより、反射防止調整層14は、半導体基板11の受光面11a上の多層反射防止膜として機能する。なお、反射防止調整層14の屈折率は、保護層13の屈折率より低い。[Antireflection Adjustment Layer 14]
The
このような反射防止調整層14は、例えば、窒化シリコン(SiN)、及び酸化シリコン(SiO)等の無機材料、アクリル、及びスチレン等の有機材料を用いて構成される。これらから一つの材料を選択した単層構造でもよく、複数の材料を混合した単層構造でもよく、または積層構造でもよい。積層構造の一例として、反射防止調整層14を互いに選択比の異なる材料を用いた層による積層構造とし、反射防止調整層14に段差形状を形成するエッチングの際、下層をエッチングストッパとして使用することもできる。
Such an
反射防止調整層14は、カラーフィルタ17を介して所定の光電変換部12に入射する光の波長が大きいほど、この光電変換部12に対応する部分の膜厚が大きくなるように、所定の光電変換部12に対応して部分的に薄膜化された段差形状である。ここで、各光電変換部12r、12g、12bに対応して薄膜化された部分の反射防止調整層14の各膜厚を、膜厚Tr、Tg、及びTbとする。この場合、各膜厚Tr、Tg、及びTbは、カラーフィルタ17で分光された所定の波長の光を反射防止できる膜厚であり、これらの膜厚が光の持続時間を考慮し、10〜500nm程度の範囲内で調整される。本実施形態では、これら膜厚Tr、Tg、及びTbの関係は、入射光の波長に応じて、Tr>Tg>Tbとなっている。
The
また反射防止調整層14の有する段差形状は、遮光膜15をマスクにしたエッチングによる段差形状である。このため反射防止調整層14は、遮光膜15の開口と同じ開口形状の凹部14g、14bを有し、これら凹部14g、14bが各光電変換部12g、12bに対応して設けられている。反射防止調整層14が凹部14g、14bを有するため、上述したように、各光電変換部12r、12g、12bに対応した部分の反射防止調整層14の各膜厚がTr、Tg、Tbとなっている。これにより反射防止調整層14は、各光電変換部12r、12g、12bに対応して部分的に薄膜化され、凹部14g、14bが設けられた段差形状を有する。
Further, the step shape of the
このような反射防止調整層14において、マスクである遮光膜15に覆われた部分、つまり遮光膜15の下部分の膜厚が、それぞれ等しい。一方、パターニングされる部分つまり遮光膜15の開口部分の膜厚が、対応する光電変換部12に入射する光の波長に応じて異なっている。そして、遮光膜15の開口部分は、遮光膜15で覆われた部分に対して薄膜化されている。
In such an
[遮光膜15]
遮光膜15は、光電変換部12の間を遮光する膜であり、反射防止調整層14上に、光電変換部12の間を覆い、光電変換部12上を開口するパターンで設けられている。この遮光膜15は、例えば、タングステン(W)、酸化タングステン(WO)、チタン(Ti)、窒化チタン(TiN)、及びカーボンブラック分散樹脂等の材料を用いて構成される。これらから一つの材料を選択した単層構造でもよく、複数の材料を混合した単層構造でもよく、または積層構造でもよい。[Light shielding film 15]
The
[密着層16]
密着層16は、反射防止調整層14及び遮光膜15を覆う均一な膜厚を有する層であり、遮光膜15とカラーフィルタ17との密着性を向上させる層である。この密着層16は、反射防止調整層14と同程度の屈折率を有する材料で構成されることが好ましく、反射防止調整層14と同じ材料を用いて構成されてよい。[Adhesion layer 16]
The
[カラーフィルタ17]
カラーフィルタ17は、光電変換部12に対応した配置で設けられ、反射防止調整層14の膜厚に対応した各色パターンを有する。例えば図2に示すようにRGBの各色パターン17r、17g、17bを有するカラーフィルタ17を用いる。この場合、Rパターン17rは反射防止調整層14の膜厚Trに対応し、Gパターン17gは反射防止調整層14の膜厚Tgに対応し、Bパターン17bは反射防止調整層14の膜厚Tbに対応する。カラーフィルタ17は、反射防止調整層14上に遮光膜15の間を埋め込んだ状態で、密着層16を介して設けられている。これにより、固体撮像装置1−1に照射された光は、カラーフィルタ17の各色パターンにおいて分光された波長の異なる光(例えば、赤色、緑色、及び青色)が、対応する各光電変換部12(12r、12g、12b)に入射する。[Color filter 17]
The
またカラーフィルタ17は平坦化された表面を有することが好ましい。これにより、次に説明するオンチップレンズ18の下地として平坦化層を設ける必要がなくなる。
The
このようなカラーフィルタ17は、例えば、アクリルを主成分とする有機樹脂に、金属錯体または高分子染料を用いた色素を添加して構成される。または、多層膜で構成されてもよく、多層膜の一例として、窒化シリコン(SiN)、及び酸化シリコン(SiO)等の無機材料の積層構造が挙げられる。
Such a
[オンチップレンズ18]
オンチップレンズ18は、表面平坦なカラーフィルタ17上に、各光電変換部12に対応して設けられ、各光電変換部12に入射光が集光されるように構成されている。[On-chip lens 18]
The on-
[配線層19]
配線層19は、半導体基板11の受光面11aとは反対側に設けられている。半導体基板11との界面側に、図示を省略した転送ゲートがゲート絶縁膜を介して設けられると共に、さらにその他の電極が設けられ、これらの電極が層間絶縁膜(図示省略)で覆われている。層間絶縁膜には配線が多層に設けられ、この配線の一部が、転送ゲート及び半導体基板11内のフローティングディフュージョンに接続されている。このような配線層19が、画素を駆動する駆動回路の一部を形成している。[Wiring layer 19]
The
[固体撮像装置1−1の製造方法]
図3〜図5は、第1実施形態の固体撮像装置1−1の製造方法を説明するための断面工程図である。以下、これらの図面に基づいて固体撮像装置1−1の製造方法を説明する。[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device 1-1]
3 to 5 are cross-sectional process diagrams for explaining the manufacturing method of the solid-state imaging device 1-1 of the first embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing the solid-state imaging device 1-1 will be described based on these drawings.
まず、図3のAに示すように、半導体基板11の受光面11aに沿って複数の光電変換部12を配列形成し、さらに半導体基板11内に図示を省略したフローティングディフュージョンを形成する。半導体基板11の受光面11aとは反対側の表面上に、図示を省略した転送ゲート及び他のゲート電極を、ゲート絶縁膜を介して形成し、これらを層間絶縁膜で覆い、層間絶縁膜に多層の配線を形成する。これにより半導体基板11の受光面11aとは反対側に、配線層19を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a plurality of
続いて、半導体基板11の受光面11a上に、保護層13、反射防止調整層14、及び遮光膜15を順に積層成膜する。このうち保護層13は、例えば酸化ハフニウム(HfO)で構成され、真空薄膜製法により膜厚10〜50nmで成膜される。反射防止調整層14は、例えば窒化シリコン(SiN)で構成され、P−CVD法により成膜される。この際、反射防止調整層14の膜厚は、先に図1を用いて説明した反射防止調整層14の光電変換部12rに対応する部分の膜厚Trに合わせ、例えば膜厚130nmとする。遮光膜15は、例えばタングステン(W)で構成され、スパッタ成膜法により成膜される。
Subsequently, the
次に、図3のBに示すように、遮光膜15上に光電変換部12間を覆う形状のレジストパターンPR1を形成し、このレジストパターンPR1をマスクにして遮光膜15のエッチングを行う。エッチングの終了後にはレジストパターンPR1を除去する。これにより、図3のCに示すように、光電変換部12上を開口するパターンの遮光膜15がパターン形成される。
Next, as shown in FIG. 3B, a resist pattern PR1 having a shape covering between the
その後、図4のAに示すように、反射防止調整層14及び遮光膜15上に、レジストパターンPR2を形成する。レジストパターンPR2は、光電変換部12bに対応した開口を有し、光電変換部12g、12rの上部を覆う形状である。レジストパターンPR2の開口は、光電変換部12bに対応する遮光膜15の開口と同等の大きさを有するが、光電変換部12g、12rに対応した遮光膜15の開口を覆っていれば多少大きめでもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 4A, a resist pattern PR2 is formed on the
続いて、このようなレジストパターンPR2を用いると共に、遮光膜15をマスクにして反射防止調整層14のエッチングを行い、所定の深さの凹部を形成する。エッチングの際、図4のBに示すように、光電変換部12bに対応する部分の反射防止調整層14の膜厚がTb(例えば40nm)となるようにエッチングを行い、凹部14bを形成する。エッチング終了後にはレジストパターンPR2を除去する。これにより、図4のBに示すように、反射防止調整層14の光電変換部12bに対応した位置に、遮光膜15に対してセルフアラインで凹部14bを形成する。
Subsequently, the resist pattern PR2 is used, and the
次いで、凹部14bの形成と同様に、図示を省略したレジストパターンと遮光膜15とをマスクにして反射防止調整層14のエッチングを行い、図4のCに示すように、光電変換部12gに対応する位置にセルフアラインで凹部14gを形成する。凹部14gは、光電変換部12gに対応する部分の反射防止調整層14の膜厚がTg(例えば80nm)となるように形成される。また光電変換部12rに対応する部分の反射防止調整層14の膜厚Trは、成膜時の膜厚Tr(例えば130nm)である。これら各部分の反射防止調整層14の膜厚の関係は、Tr>Tg>Tbとなっている。これにより、図4のCに示すように、反射防止調整層14に凹部14b、14gを有する段差形状が形成される。
Next, similarly to the formation of the
続いて、図5のAに示すように、反射防止調整層14及び遮光膜15上に、密着層16を形成する。密着層16は、例えばアクリル樹脂等の有機材料で構成され、スピンコーディングにより膜厚10〜70nmで成膜される。なお密着層16は、不要であれば形成しなくても構わない。
Subsequently, as shown in FIG. 5A, the
その後、図5のBに示すように、密着層16上に、光電変換部12に対応した配置で、反射防止調整層14の膜厚Tr、Tg、Tbに対応した各色パターン17r、17g、17bを、遮光膜15の間を埋め込む状態で形成する。この際、各色の色素を含有する感光性組成物を用いたリソグラフィー法により、各色パターン17r、17g、17bをそれぞれパターン形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the
次に、必要に応じて、各色パターン17r、17g、17b上を平坦化する。これにより、密着層16上に、各色パターン17r、17g、17bで構成されたカラーフィルタ17が遮光膜15の間を埋め込んだ状態で形成される。
Next, the
以上の後、先の図2に示したように、カラーフィルタ17上に、オンチップレンズ18を形成し、これにより、固体撮像装置1−1を完成させる。
After that, as shown in FIG. 2, the on-
[第1実施形態の効果]
以上説明した第1実施形態の固体撮像装置1−1は、所定の光電変換部12に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層14が、受光面11aの全面を覆って設けられた保護層13を介して、半導体基板11の受光面11a上に設けられた構成である。このため、固体撮像装置1−1において、反射防止調整層14を段差形状にパターニングする際、パターニングのダメージが半導体基板11の受光面11aに及ぶことがなく、白点及び暗電流の悪化を防止できる。したがって、反射防止調整層14を備えた固体撮像装置1−1において、白点及び暗電流を悪化させることなく、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じて各光電変換部12の感度の最適化を図ることが可能になる。[Effect of the first embodiment]
In the solid-state imaging device 1-1 according to the first embodiment described above, the
また、固体撮像装置1−1では、保護層13が均一な膜厚を有すると共に、半導体基板11の受光面11aの全面を覆っている。このため、保護層13が半導体基板11に対するピニング層として機能する場合には、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じた光電変換部12ごとに、半導体基板11に対するピニング効果が変動し白点及び暗電流の値が変動することがない。すなわち、色ノイズによる画質の悪化を防止できる。したがって、ピニング効果の変動なく、段差形状を有する反射防止調整層14により反射防止条件を調整し、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じて各光電変換部12の感度の最適化を図ることが可能になる。
In the solid-state imaging device 1-1, the
また、反射防止調整層14は、カラーフィルタ17と異なる屈折率を有することで、半導体基板11の受光面11a上の多層反射防止膜として機能する。さらに、反射防止調整層14が所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有することにより、カラーフィルタ17で分光された各色入射光の各光電変換部12での反射率が最小となり、各光電変換部12の感度を最適化できる。
Further, the
図6は、本第1実施形態の固体撮像装置1−1において、カラーフィルタ17から半導体基板11への透過率の測定結果を示したグラフである。破線Rは反射防止調整層14の膜厚が130nmである場合の透過率を示し、波長が480〜700nm程度の光に対して95%以上の透過率を示すことが分かる。実線Gは反射防止調整層14の膜厚が80nmである場合の透過率を示し、波長が460〜620nm程度の光に対して95%以上の透過率を示すことが分かる。破線Bは反射防止調整層14の膜厚が40nmである場合の透過率を示し、波長が440〜600nm程度の光に対して95%以上の透過率を示すことが分かる。
FIG. 6 is a graph showing a measurement result of the transmittance from the
これにより、固体撮像装置1−1において、段差形状を有する反射防止調整層14の各部分の膜厚Tr、Tg、Tbを、それぞれ130nm、80nm、40nmとした場合は、赤色光(波長630nm)、緑色光(波長540nm)、青色光(波長460nm)に対する透過率をそれぞれ95%以上に調整できることが分かる。したがって、固体撮像装置1−1において、赤色光、緑色光、青色光がそれぞれ入射する各光電変換部12r、12g、12bの感度を最適化できたことが確認できる。
Thereby, in the solid-state imaging device 1-1, when the film thicknesses Tr, Tg, and Tb of the portions of the
また、固体撮像装置1−1では、カラーフィルタ17が遮光膜15の間に埋め込まれた構成である。このため、オンチップレンズ18と半導体基板11との距離が短くなり、混色を抑制し、光電変換部12での受光感度を向上させることが可能となる。この結果、混色が抑制され、色再現性の高い固体撮像装置1−1を提供できる。
In the solid-state imaging device 1-1, the
また、反射防止調整層14が遮光膜15をマスクとしてパターニングされた層であるから、遮光膜15の下部分の反射防止調整層14は、薄膜化されず成膜時の膜厚を保っており、遮光膜15と半導体基板11の受光面11aとの間に一定の距離を確保できる。これにより、遮光膜15をフローティング電極とした場合にも、白点及び暗電流の悪化を防止できる。
Further, since the
なお、本実施形態では、光電変換部12rに対応する部分の反射防止調整層14の膜厚Trが、遮光膜15下部分の反射防止調整層14の膜厚と同じである場合を説明した。しかしこれに限らず、反射防止調整層14の光電変換部12rに対応する部分に凹部を設けてもよい。この場合にも、反射防止調整層14の各部分の膜厚Tr、Tg、Tbの関係は、Tr>Tg>Tbである。
In the present embodiment, the case where the film thickness Tr of the
また、本実施形態では、カラーフィルタ17がRGBの3色のパターンを有する場合を説明したが、これに限らず、カラーフィルタ17は2色または4色以上のパターンを有してもよい。この場合には、反射防止調整層14は、カラーフィルタ17の有するパターンに応じて、2段階または4段階以上に薄膜化された段差形状となる。
In the present embodiment, the case where the
また、遮光膜15とカラーフィルタ17との密着性が良好な場合には、密着層16を省略してもよい。
Further, when the adhesion between the
<3.第1実施形態の変形例1>
(カラーフィルタが遮光膜の開口内のみに設けられた例)
図7は、第1実施形態の固体撮像装置の変形例1の構成を示す要部断面図である。図7に示すように、変形例1の固体撮像装置1−1aが、図2を用いて説明した固体撮像装置1−1と異なるところは、カラーフィルタ17が、反射防止調整層14上において遮光膜15の開口内のみに設けられたところである。なお、第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。<3.
(Example in which the color filter is provided only in the opening of the light shielding film)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of
変形例1の固体撮像装置1−1aでは、カラーフィルタ17が、反射防止調整層14上において遮光膜15の開口内のみに設けられたところが特徴的である。遮光膜15の開口内には底面及び側壁に密着層16が設けられており、このような遮光膜15の開口内に密着層16を介してカラーフィルタ17が設けられている。カラーフィルタ17の上面と遮光膜15の上面とは同じ高さであり、平坦な面を形成している。カラーフィルタ17と遮光膜15とで形成された平坦面上に、オンチップレンズ18が設けられる。
The solid-state imaging device 1-1a of
[固体撮像装置1−1aの製造方法]
変形例1の固体撮像装置1−1aの製造方法は、遮光膜15をマスクにした各色パターン17r、17g、17bのパターン形成によりカラーフィルタ17を形成するところが特徴的であり、次のようにして形成する。[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device 1-1a]
The manufacturing method of the solid-state imaging device 1-1a of
まず、先に図4のCを用いて説明した反射防止調整層14を段差形状にパターニングする工程までは、第1実施形態の固体撮像装置1−1と同様にして形成する。
First, the processes up to the step of patterning the
続いて、反射防止調整層14及び遮光膜15上に密着層16を成膜し、遮光膜15上の密着層16をエッチバックにより除去する。これにより、図7に示すように、遮光膜15の開口内の底面及び側壁に密着層16が形成される。
Subsequently, the
次いで、密着層16上に、光電変換部12に対応した配置で、反射防止調整層14の膜厚Tr、Tg、Tbに対応した各色パターン17r、17g、17bを、遮光膜15の間を埋め込む状態で形成する。この際、例えば、各色の色素を含有する感光性組成物を用いたリソグラフィー法により、各色パターン17r、17gをそれぞれパターン形成する。その後、パターン17bに対応する感光性組成物を塗布して硬化させる。続いて、各色パターン17r、17g、17bが遮光膜15と同じ高さになるまで平坦化を行う。これにより、図7に示すように、各色パターン17r、17g、17bが遮光膜15に対してセルフアラインで形成されたものとなり、カラーフィルタ17が遮光膜15の開口内のみに形成される。
Next, the
その後、図7に示すように、カラーフィルタ17及び遮光膜15上に、オンチップレンズ18を形成し、これにより、固体撮像装置1−1aを完成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 7, an on-
[変形例1の効果]
以上説明した変形例1の固体撮像装置1−1aにおいても、第1実施形態と同様の効果が得られる。[Effect of Modification 1]
Also in the solid-state imaging device 1-1a of the modified example 1 described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
さらに、固体撮像装置1−1aでは、反射防止調整層14が、遮光膜15をマスクにしたパターニングにより、所定の光電変換部12g、12bに対応した凹部14g、14bを有する段差形状に、セルフアラインで形成される。さらにカラーフィルタ17を構成する各色パターン17r、17g、17bが、遮光膜15に対してセルフアラインで形成される。したがって、反射防止調整層14とカラーフィルタ17とは共に遮光膜15に対してセルフアラインで形成されたものであり、このため、反射防止調整層14とカラーフィルタ17との位置合わせズレがない。これにより、より精度の高い固体撮像装置1−1aを提供できる。
Further, in the solid-state imaging device 1-1a, the
<4.第1実施形態の変形例2>
(反射防止調整層が2段階の膜厚に薄膜化された段差形状である例)
図8は、第1実施形態の固体撮像装置の変形例2の構成を示す要部断面図である。図8に示すように、変形例2の固体撮像装置1−1bが、図2を用いて説明した固体撮像装置1−1と異なるところは、反射防止調整層14が、所定の光電変換部12に対応して2段階の膜厚に薄膜化された段差形状を有するところである。なお、第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。<4. Modification 2 of First Embodiment>
(Example in which the antireflection adjusting layer has a stepped shape in which the film thickness is reduced to two levels)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of Modification 2 of the solid-state imaging device of the first embodiment. As shown in FIG. 8, the solid-state imaging device 1-1 b of Modification 2 is different from the solid-state imaging device 1-1 described with reference to FIG. 2 in that the
変形例2の固体撮像装置1−1bでは、RGBの各色パターンを有するカラーフィルタ17に対して、反射防止調整層14が、2段階の膜厚に薄膜化された段差形状を有するところが特徴的である。例えばカラーフィルタ17がRGBの各色パターン17r、17g、17bを有する場合、各光電変換部12r、12g、12bに対応する部分の反射防止調整層14の各膜厚が、Tr、Tg、及びTbである。これら膜厚Tr、Tg、及びTbが、互いに異なるのではなく2段階に異なっており、例えば、図8に示すようにTr>Tg=Tbの関係になっている。この場合、例えば、膜厚Trを130nmとし、膜厚Tg、Tbを40nmとする。また、Tr=Tg>Tbの関係であってもよく、この場合には、例えば、膜厚Tr、Tgを130nmとし、膜厚Tbを40nmとする。
The solid-state imaging device 1-1b of Modification 2 is characterized in that the
[変形例2の効果]
以上説明した変形例2の固体撮像装置1−1bにおいても、第1実施形態と同様の効果が得られる。[Effect of Modification 2]
Also in the solid-state imaging device 1-1b of the modified example 2 described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
さらに、変形例2の固体撮像装置1−1bは、3色のパターンを有するカラーフィルタ17に対して、反射防止調整層14が2段階の膜厚に薄膜化された段差形状を有する構成である。このため、反射防止調整層14を段差形状にパターニングする際、使用するレジストパターン及び工程数が削減される。したがって、製造効率の高い固体撮像装置1−1bを提供できる。
Furthermore, the solid-state imaging device 1-1b of Modification 2 is configured to have a step shape in which the
なお、変形例2において、カラーフィルタ17がRGBの各色パターンを有する場合を説明したが、これに限らず、カラーフィルタ17は、4色以上のパターンを有していてもよい。例えば、カラーフィルタ17が4色のパターンを有する場合は、反射防止調整層14が2段階または3段階の膜厚に薄膜化された段差形状となる。
In addition, although the case where the
<5.第2実施形態の固体撮像装置>
(反射防止調整層が遮光膜の上層に設けられた例:その1)
図9は、第2実施形態の固体撮像装置の構成を示す要部断面図である。以下にこの図に基づき、第2実施形態の固体撮像装置1−2の特徴的な構成を説明する。なお、本第2実施形態及びその変形例において、第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。<5. Solid-State Imaging Device of Second Embodiment>
(Example in which the antireflection adjusting layer is provided in the upper layer of the light shielding film: Part 1)
FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of the solid-state imaging device of the second embodiment. The characteristic configuration of the solid-state imaging device 1-2 according to the second embodiment will be described below based on this drawing. Note that, in the second embodiment and its modifications, the same reference numerals are given to the same components as those in the first embodiment, and duplicate descriptions are omitted.
図9に示す固体撮像装置1−2が、図2を用いて説明した第1実施形態の固体撮像装置1−1と異なるところは、反射防止調整層24が、保護層13上において遮光膜15の上層に設けられているところである。そして、反射防止調整層24は、遮光膜15をマスクにしたエッチングによる段差形状を有する。他の構成は第1実施形態と同様である。ただし、固体撮像装置1−2では、密着層を設けず、反射防止調整層24及び遮光膜15上に、密着層を介することなく、直接カラーフィルタ17を設けている。なお、密着層を設けてもよい。
The solid-state imaging device 1-2 shown in FIG. 9 is different from the solid-state imaging device 1-1 of the first embodiment described with reference to FIG. It is in the upper layer. The
固体撮像装置1−2では、保護層13上に遮光膜15がパターン形成され、遮光膜15の間に反射防止調整層24(24r、24g、24b)が設けられている。
In the solid-state imaging device 1-2, the
反射防止調整層24は、各光電変換部12r、12g、12bに対応して薄膜化された反射防止調整層24r、24g、24bで構成された段差形状である。これら反射防止調整層24r、24g、24bの各膜厚が、Tr、Tg、及びTbであり、第1実施形態と同様に、Tr>Tg>Tbの関係になっている。
The
また、反射防止調整層24は、遮光膜15をマスクにしてエッチングされた層である。反射防止調整層24r、24g、24bのうち、少なくとも反射防止調整層24g、24bが、遮光膜15をマスクにしてエッチングされた部分である。このため、反射防止調整層24g、24bの各膜厚Tg、Tbは、遮光膜15の膜厚以下であり、反射防止調整層24g、24bは遮光膜15の開口内のみに設けられている。
The
一方、反射防止調整層24rは、遮光膜15をマスクにしてエッチングされた部分であってもよい。この場合、反射防止調整層24rは、反射防止調整層24g、24bと同様に、遮光膜15の開口内のみに設けられる。また反射防止調整層24rは、図示したように、薄膜化されず成膜時の膜厚を保った部分であってもよい。この場合、反射防止調整層24rは遮光膜15を埋め込んで設けられる、すなわち、遮光膜15の開口内を埋め込むと共に遮光膜15を覆って設けられる。
On the other hand, the
このような反射防止調整層24には、第1実施形態で説明した材料が用いられる。
The material described in the first embodiment is used for such an
[固体撮像装置1−2の製造方法]
図10及び図11は、第2実施形態の固体撮像装置1−2の製造方法を説明するための断面工程図である。以下、これらの図に基づいて固体撮像装置1−2の製造方法を説明する。[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device 1-2]
10 and 11 are cross-sectional process diagrams for explaining a method of manufacturing the solid-state imaging device 1-2 according to the second embodiment. Hereinafter, a method for manufacturing the solid-state imaging device 1-2 will be described based on these drawings.
まず、図10のAに示すように、第1実施形態の固体撮像装置1−1の製造方法を説明したと同様にして、複数の光電変換部12を有する半導体基板11を用意し、半導体基板11の受光面11aとは反対側に配線層19を形成する。次いで、半導体基板11の受光面11a上に保護層13を形成し、保護層13上に遮光膜15をパターン形成する。
First, as illustrated in FIG. 10A, a
続いて、図10のBに示すように、保護層13上に遮光膜15を覆って反射防止調整層24を形成する。この際、先に図9を用いて説明した反射防止調整層24の光電変換部12rに対応する部分の膜厚Trと同様の膜厚で、反射防止調整層24を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 10B, an
次に、図10のCに示すように、反射防止調整層24上にレジストパターンPR3を形成する。レジストパターンPR3は、光電変換部12bに対応した開口を有し、光電変換部12g、12rの上部を覆う形状である。レジストパターンPR3の開口は、光電変換部12bに対応する遮光膜15の開口と同等の大きさを有するが、光電変換部12g、12rに対応した遮光膜15の開口を覆っていれば多少大きめでもよい。
Next, as shown in FIG. 10C, a resist pattern PR <b> 3 is formed on the
次いで、このようなレジストパターンPR3を用いると共に、遮光膜15をマスクにして反射防止調整層24のエッチングを行い、図11のAに示すように、光電変換部12bに対応し膜厚がTbである反射防止調整層24bを、遮光膜15に対してセルフアラインで形成する。エッチング終了後にはレジストパターンPR3を除去する。これにより、光電変換部12bに対応する遮光膜15の開口内に、膜厚Tbの反射防止調整層24bが形成される。
Next, the resist pattern PR3 is used, and the
続いて、反射防止調整層24bの形成と同様に遮光膜15をマスクにして反射防止調整層24のエッチングを行い、図11のBに示すように、光電変換部12gに対応する遮光膜15の開口内に、膜厚Tgの反射防止調整層24gを、遮光膜15に対してセルフアラインで形成する。そして、残りのエッチングされていない反射防止調整層24の部分が、光電変換部12rに対応し膜厚がTrである反射防止調整層24rとなる。これら反射防止調整層24r、24g、24bの各膜厚Tr、Tg、及びTbの関係は、Tr>Tg>Tbとなっている。これにより、反射防止調整層24r、24g、24bで構成された段差形状の反射防止調整層24が形成される。
Subsequently, similarly to the formation of the
その後、図10に示すように、反射防止調整層24上に、光電変換部12r、12g、12bに対応した配置で、反射防止調整層14の膜厚Tr、Tg、Tbに対応した各色パターン17r、17g、17bを有するカラーフィルタ17を、遮光膜15の間を埋め込む状態で形成する。次に、カラーフィルタ17上に、オンチップレンズ18を形成し、これにより、固体撮像装置1−2を完成させる。
Thereafter, as shown in FIG. 10, each
[第2実施形態の効果]
以上説明した第2実施形態の固体撮像装置1−2においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、固体撮像装置1−2は、所定の光電変換部12に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層24が、受光面11aの全面を覆って設けられた保護層13を介して、半導体基板11の受光面11a上に設けられた構成である。このため、固体撮像装置1−2において、反射防止調整層24を段差形状にパターニングする際、パターニングのダメージが半導体基板11の受光面11aに及ぶことがなく、白点及び暗電流の悪化を防止できる。したがって、反射防止調整層24を備えた固体撮像装置1−2において、白点及び暗電流を悪化させることなく、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じて各光電変換部12の感度の最適化を図ることが可能になる。[Effect of the second embodiment]
In the solid-state imaging device 1-2 of the second embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, in the solid-state imaging device 1-2, the
また、固体撮像装置1−2では、第1実施形態と同様に、保護層13が均一な膜厚を有すると共に、半導体基板11の受光面11aの全面を覆っている。このため、保護層13が半導体基板11に対するピニング層として機能する場合には、ピニング効果の変動なく、段差形状を有する反射防止調整層24により反射防止条件を調整し、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じて各光電変換部12の感度の最適化を図ることが可能になる。
In the solid-state imaging device 1-2, as in the first embodiment, the
また、反射防止調整層24は、第1実施形態と同様に、カラーフィルタ17と異なる屈折率を有することで、半導体基板11の受光面11a上の多層反射防止膜として機能する。さらに、反射防止調整層24が所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有することにより、カラーフィルタ17で分光された各色入射光の各光電変換部12での反射率が最小となり、各光電変換部12の感度を最適化できる。
The
また、固体撮像装置1−2では、第1実施形態と同様に、カラーフィルタ17が遮光膜15の間に埋め込まれた構成である。このため、オンチップレンズ18と半導体基板11との距離が短くなり、混色を抑制し、光電変換部12での受光感度を向上させることが可能となる。この結果、混色が抑制され、色再現性の高い固体撮像装置1−2を提供できる。
In the solid-state imaging device 1-2, the
なお、本実施形態の固体撮像装置1−2に、先に説明した第1実施形態の変形例2(図8参照)を組合わせてもよい。この場合、3色のパターンを有するカラーフィルタ17に対して、反射防止調整層24が、所定の光電変換部12に対応して2段階の膜厚に薄膜化された段差形状を有する。反射防止調整層24r、24g、24bの各膜厚Tr、Tg、Tbが、Tr>Tg=Tb、またはTr=Tg>Tbの関係となるように調整される。
In addition, you may combine the modification 2 (refer FIG. 8) of 1st Embodiment demonstrated previously with the solid-state imaging device 1-2 of this embodiment. In this case, with respect to the
また、反射防止調整層24及び遮光膜15上に、密着層を介して、カラーフィルタ17を設けてもよい。
Further, the
<6.第2実施形態の変形例1>
(反射防止調整層が遮光膜の上層及び下層に設けられた積層構造である例)
図12は、第2実施形態の固体撮像装置の変形例1の構成を示す要部断面図である。図12に示すように、変形例1の固体撮像装置1−2aが、図10を用いて説明した固体撮像装置1−2と異なるところは、反射防止調整層24が、保護層13上において遮光膜15の上層及び下層に設けられた積層構造であるところである。すなわち、遮光膜15の下層に設けられた反射防止調整層24−1と、遮光膜15の上層に設けられた反射防止調整層24−2とで構成された積層構造である。なお、第2実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。<6.
(Example in which the antireflection adjusting layer has a laminated structure provided in the upper and lower layers of the light shielding film)
FIG. 12 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of
変形例1の固体撮像装置1−2aは、図9に示す固体撮像装置1−2において、保護層13と、段差形状を有する反射防止調整層24との間に、さらなる反射防止調整用の層を追加した構成である。このような変形例1の固体撮像装置1−2aは、図12に示すように、遮光膜15の下層に設けられた反射防止調整層24−1と、遮光膜15の上層に設けられた反射防止調整層24−2とで構成された積層構造の反射防止調整層24を有する。この積層構造うち少なくとも上層の反射防止調整層24−2が、遮光膜15をマスクにしたエッチングによる段差形状を有する。つまり、保護層13上に、下層の反射防止調整層24−1が成膜され、その上に遮光膜15がパターン形成され、遮光膜15の間に上層の反射防止調整層24−2が段差形状に設けられている。
The solid-state imaging device 1-2a of
このような積層構造の反射防止調整層24は、各光電変換部12r、12g、12bに対応した部分の各膜厚が、Tr、Tg、及びTbであり、第2実施形態と同様に、Tr>Tg>Tbの関係になっている。各膜厚Tr、Tg、及びTbは、下層の反射防止調整層24−1と上層の反射防止調整層24−2とを合わせた膜厚となっている。
In the
[反射防止調整層24−1、24−2]
反射防止調整層24−1、24−2は、同じ材料で構成された層であってもよく、互いに異なる材料で構成された層であってもよい。互いに異なる材料で構成された層である場合、反射防止調整層24−1、24−2の互いの屈折率の差が、0.1以内であることが好ましい。このような反射防止調整層24−1、24−2には、第1実施形態で説明した材料が用いられる。[Antireflection adjusting layers 24-1 and 24-2]
The antireflection adjusting layers 24-1 and 24-2 may be layers made of the same material, or may be layers made of different materials. When the layers are made of different materials, the difference in refractive index between the antireflection adjusting layers 24-1 and 24-2 is preferably within 0.1. The materials described in the first embodiment are used for the antireflection adjusting layers 24-1 and 24-2.
[変形例1の効果]
以上説明した変形例1の固体撮像装置1−2aにおいても、第2実施形態と同様の効果が得られる。[Effect of Modification 1]
Also in the solid-state imaging device 1-2a of the modified example 1 described above, the same effect as in the second embodiment can be obtained.
なお、上層の反射防止調整層24−2が段差形状を有するだけでなく、下層の反射防止調整層24−1も段差形状を有してよい。この場合、まず下層の反射防止調整層24−1及び上層の反射防止調整層24−2を積層成膜し、その後、上層の反射防止調整層24−2のエッチングに続けて下層の反射防止調整層24−1をエッチングしてもよい。または、先に下層の反射防止調整層24−1のエッチングを行い、その後、上層の反射防止調整層24−2を成膜してエッチングしてもよい。 Not only the upper antireflection adjustment layer 24-2 has a step shape, but also the lower antireflection adjustment layer 24-1 may have a step shape. In this case, first, the lower antireflection adjustment layer 24-1 and the upper antireflection adjustment layer 24-2 are stacked, and then the upper antireflection adjustment layer 24-2 is etched, followed by the lower antireflection adjustment layer 24-2. Layer 24-1 may be etched. Alternatively, the lower antireflection adjustment layer 24-1 may be etched first, and then the upper antireflection adjustment layer 24-2 may be formed and etched.
また、反射防止調整層24は、2層に限らず、3層以上の複数層で構成された積層構造であってもよい。この場合、少なくとも最上層が段差形状を有する。
Moreover, the
<7.第3実施形態の固体撮像装置>
(反射防止調整層が遮光膜の上層に設けられた例:その2)
図13は、第3実施形態の固体撮像装置の構成を示す要部断面図である。以下にこの図に基づき、第3実施形態の固体撮像装置1−3の特徴的な構成を説明する。なお、本第3実施形態において、第1実施形態と共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。<7. Solid-State Imaging Device of Third Embodiment>
(Example in which the antireflection adjusting layer is provided on the upper layer of the light shielding film: Part 2)
FIG. 13 is a cross-sectional view of the main part showing the configuration of the solid-state imaging device of the third embodiment. The characteristic configuration of the solid-state imaging device 1-3 according to the third embodiment will be described below based on this drawing. In the third embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図13に示す固体撮像装置1−3が、図2を用いて説明した第1実施形態の固体撮像装置1−1と異なるところは、反射防止調整層34が、保護層13上において遮光膜15の上層に設けられているところである。他の構成は第1実施形態と同様である。ただし、固体撮像装置1−3では、密着層を設けず、反射防止調整層34上に、密着層を介することなく、直接カラーフィルタ17を設けている。また、カラーフィルタ17は、遮光膜15の間に埋め込まれることなく、反射防止調整層34上に設けられている。なお、密着層を設けてもよい。
The solid-state imaging device 1-3 illustrated in FIG. 13 is different from the solid-state imaging device 1-1 according to the first embodiment described with reference to FIG. It is in the upper layer. Other configurations are the same as those of the first embodiment. However, in the solid-state imaging device 1-3, the
固体撮像装置1−3では、保護層13上に遮光膜15がパターン形成され、遮光膜15を埋め込んで反射防止調整層34が設けられている。
In the solid-state imaging device 1-3, the
反射防止調整層34は、各光電変換部12r、12g、12bに対応して薄膜化された段差形状である。反射防止調整層34の各光電変換部12r、12g、12bに対応した部分の各膜厚が、Tr、Tg、及びTbであり、第1実施形態と同様に、Tr>Tg>Tbの関係になっている。
The
[第3実施形態の効果]
以上説明した第3実施形態の固体撮像装置1−3においても、第1実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、固体撮像装置1−3は、所定の光電変換部12に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層34が、受光面11aの全面を覆って設けられた保護層13を介して、半導体基板11の受光面11a上に設けられた構成である。このため、固体撮像装置1−3において、反射防止調整層34を段差形状にパターニングする際、パターニングのダメージが半導体基板11の受光面11aに及ぶことがなく、白点及び暗電流の悪化を防止できる。したがって、反射防止調整層34を備えた固体撮像装置1−3において、白点及び暗電流を悪化させることなく、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じて各光電変換部12の感度の最適化を図ることが可能になる。[Effect of the third embodiment]
Also in the solid-state imaging device 1-3 of the third embodiment described above, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. That is, in the solid-state imaging device 1-3, the
また、固体撮像装置1−3では、第1実施形態と同様に、保護層13が均一な膜厚を有すると共に、半導体基板11の受光面11aの全面を覆っている。これにより、保護層13が半導体基板11に対するピニング層として機能する場合には、ピニング効果の変動なく、段差形状を有する反射防止調整層34により反射防止条件を調整し、カラーフィルタ17で分光された入射光の波長に応じて各光電変換部12の感度の最適化を図ることが可能になる。
Further, in the solid-state imaging device 1-3, as in the first embodiment, the
また、反射防止調整層34は、カラーフィルタ17と異なる屈折率を有することで、半導体基板11の受光面11a上の多層反射防止膜として機能する。さらに、反射防止調整層34が所定の光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有することにより、カラーフィルタ17で分光された各色入射光の各光電変換部12での反射率が最小となり、各光電変換部12の感度を最適化できる。
Further, the
なお、本実施形態の固体撮像装置1−3に、先に説明した第1実施形態の変形例2(図8参照)を組合わせてもよい。この場合、3色のパターンを有するカラーフィルタ17に対して、反射防止調整層34が、所定の光電変換部12に対応して2段階に薄膜化された段差形状を有する。反射防止調整層34の各部分の膜厚Tr、Tg、Tbが、Tr>Tg=Tb、またはTr=Tg>Tbの関係となるように調整される。
In addition, you may combine the modification 2 (refer FIG. 8) of 1st Embodiment demonstrated previously with the solid-state imaging device 1-3 of this embodiment. In this case, with respect to the
また、本実施形態の固体撮像装置1−3に、先に説明した第2実施形態の変形例1(図12参照)を組合わせてもよい。この場合、反射防止調整層34が、遮光膜15の上層及び下層に設けられた積層構造であり、少なくとも上層が段差形状を有する。
Moreover, you may combine the modification 1 (refer FIG. 12) of 2nd Embodiment demonstrated previously with the solid-state imaging device 1-3 of this embodiment. In this case, the
<8.第4実施形態>
(固体撮像装置を用いた電子機器の例)
上述の実施形態で説明した本技術に係る固体撮像装置は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ等のカメラシステム、さらには撮像機能を有する携帯電話、あるいは撮像機能を備えた他の機器などの電子機器に適用することができる。<8. Fourth Embodiment>
(Example of electronic equipment using solid-state imaging device)
The solid-state imaging device according to the present technology described in the above embodiment is applied to an electronic device such as a camera system such as a digital camera or a video camera, a mobile phone having an imaging function, or another device having an imaging function. Can be applied.
図14は、本技術に係る電子機器の一例として、固体撮像装置を用いたカメラの構成図を示す。本実施形態例に係るカメラは、静止画像又は動画撮影可能なビデオカメラを例としたものである。このカメラ91は、固体撮像装置1と、固体撮像装置1の受光センサ部に入射光を導く光学系93と、シャッタ装置94と、固体撮像装置1を駆動する駆動回路95と、固体撮像装置1の出力信号を処理する信号処理回路96とを有する。
FIG. 14 is a configuration diagram of a camera using a solid-state imaging device as an example of an electronic apparatus according to the present technology. The camera according to the present embodiment is an example of a video camera capable of capturing still images or moving images. The
固体撮像装置1は、上述した各実施形態で説明した構成の固体撮像装置が適用される。光学系(光学レンズ)93は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置1の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置1内に、一定期間信号電荷が蓄積される。このような光学系93は、複数の光学レンズから構成された光学レンズ系としてもよい。シャッタ装置94は、固体撮像装置1への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路95は、固体撮像装置1及びシャッタ装置94に駆動信号を供給し、供給した駆動信号(タイミング信号)により、固体撮像装置1の信号処理回路96への信号出力動作の制御、およびシャッタ装置94のシャッタ動作を制御する。すなわち、駆動回路95は、駆動信号(タイミング信号)の供給により、固体撮像装置1から信号処理回路96への信号転送動作を行う。信号処理回路96は、固体撮像装置1から転送された信号に対して、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶され、或いは、モニタに出力される。
As the solid-
以上説明した本実施形態に係る電子機器によれば、上述した第1実施形態〜第3実施形態で説明した何れかの受光特性の良好な固体撮像装置を用いたことにより、撮像機能を有する電子機器における高精彩な撮像や小型化を達成することが可能になる。 According to the electronic apparatus according to the present embodiment described above, an electronic device having an imaging function can be obtained by using any one of the solid-state imaging devices having good light receiving characteristics described in the first to third embodiments. It becomes possible to achieve high-definition imaging and downsizing of the device.
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。 In addition, this technique can also take the following structures.
(1)
複数の光電変換部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の受光面の直上に、当該受光面の全面を覆って設けられた保護層と、
前記保護層上に設けられ、前記光電変換部の間を遮光する遮光膜と、
前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に設けられ、所定の前記光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層と、
前記反射防止調整層上に前記光電変換部に対応した配置で設けられ、前記反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタと、
前記半導体基板の受光面とは反対側に設けられた配線層とを備える
固体撮像装置。(1)
A semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion parts;
A protective layer provided directly over the light receiving surface of the semiconductor substrate and covering the entire surface of the light receiving surface;
A light-shielding film that is provided on the protective layer and shields light between the photoelectric conversion units;
An antireflection adjusting layer provided on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and having a stepped shape corresponding to the predetermined photoelectric conversion unit;
A color filter provided on the antireflection adjustment layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion unit, and having each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjustment layer;
A solid-state imaging device comprising: a wiring layer provided on a side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate.
(2)
前記反射防止調整層は、前記保護層上において前記遮光膜の下層に設けられ、前記遮光膜をマスクにしたエッチングによる段差形状を有し、
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで設けられた
(1)記載の固体撮像装置。(2)
The antireflection adjusting layer is provided on a lower layer of the light shielding film on the protective layer, and has a stepped shape by etching using the light shielding film as a mask.
The solid-state imaging device according to (1), wherein the color filter is provided with the space between the light shielding films embedded on the antireflection adjustment layer.
(3)
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上において前記遮光膜の開口内のみに設けられた
(2)記載の固体撮像装置。(3)
The solid-state imaging device according to (2), wherein the color filter is provided only in the opening of the light shielding film on the antireflection adjustment layer.
(4)
前記反射防止調整層は、前記遮光膜の下部分の膜厚が等しい
(2)または(3)記載の固体撮像装置。(4)
The solid-state imaging device according to (2) or (3), wherein the antireflection adjustment layer has an equal thickness in a lower portion of the light shielding film.
(5)
前記反射防止調整層は、前記保護層上において前記遮光膜の上層に設けられた
(1)記載の固体撮像装置。(5)
The solid-state imaging device according to (1), wherein the antireflection adjustment layer is provided on the light shielding film on the protective layer.
(6)
前記反射防止調整層は、前記遮光膜をマスクにしたエッチングによる段差形状を有し、
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで設けられた
(5)記載の固体撮像装置。(6)
The antireflection adjusting layer has a stepped shape by etching using the light shielding film as a mask,
The solid-state imaging device according to (5), wherein the color filter is provided with the space between the light shielding films embedded on the antireflection adjustment layer.
(7)
前記反射防止調整層は、前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層に設けられた積層構造であり、当該積層構造を構成する少なくとも最上層が前記段差形状を有する
(1)記載の固体撮像装置。(7)
The antireflection adjusting layer has a laminated structure provided on the protective layer in an upper layer and a lower layer of the light shielding film, and at least the uppermost layer constituting the laminated structure has the step shape. apparatus.
(8)
前記最上層は、前記遮光膜をマスクにしたエッチングによる段差形状を有し、
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで設けられた
(7)記載の固体撮像装置。(8)
The uppermost layer has a stepped shape by etching using the light shielding film as a mask,
The solid-state imaging device according to (7), wherein the color filter is provided on the antireflection adjustment layer with a space between the light shielding films embedded therein.
(9)
前記保護層は、均一な膜厚を有する
(1)〜(8)の何れか記載の固体撮像装置。(9)
The solid-state imaging device according to any one of (1) to (8), wherein the protective layer has a uniform film thickness.
(10)
前記反射防止調整層の屈折率は、前記カラーフィルタの屈折率より小さい
(1)〜(9)の何れか記載の固体撮像装置。(10)
The solid-state imaging device according to any one of (1) to (9), wherein a refractive index of the antireflection adjusting layer is smaller than a refractive index of the color filter.
(11)
前記反射防止調整層は、対応する前記光電変換部に入射する光の波長が大きいほど、当該光電変換部に対応する部分の膜厚が大きい
(1)〜(10)の何れか記載の固体撮像装置。(11)
The solid-state imaging according to any one of (1) to (10), wherein the antireflection adjustment layer has a larger thickness of a portion corresponding to the photoelectric conversion unit as a wavelength of light incident on the corresponding photoelectric conversion unit is larger. apparatus.
(12)
前記カラーフィルタは、平坦化された表面を有する
(1)〜(11)の何れか記載の固体撮像装置。(12)
The solid-state imaging device according to any one of (1) to (11), wherein the color filter has a flattened surface.
(13)
複数の光電変換部を有する半導体基板の受光面の直上に、当該受光面の全面を覆う保護層を形成することと、
前記保護層上に、前記光電変換部の間を遮光する遮光膜を形成することと、
前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に反射防止調整層を成膜することと、
前記反射防止調整層を、所定の前記光電変換部に対応して薄膜化された段差形状にパターニングすることと、
前記反射防止調整層上に前記光電変換部に対応した配置で、前記反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタを形成することと、
前記半導体基板の受光面とは反対側に配線層を形成することとを含む
固体撮像装置の製造方法。(13)
Forming a protective layer covering the entire surface of the light receiving surface directly on the light receiving surface of the semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion parts;
Forming a light shielding film that shields light between the photoelectric conversion portions on the protective layer;
Forming an antireflection adjusting layer on at least one of an upper layer and a lower layer of the light shielding film on the protective layer;
Patterning the antireflection adjusting layer into a stepped shape thinned corresponding to the predetermined photoelectric conversion part;
Forming a color filter having each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjusting layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion portion on the antireflection adjusting layer;
Forming a wiring layer on a side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate;
(14)
前記反射防止調整層を成膜する際、前記保護層上において前記遮光膜の下層に当該反射防止調整層を成膜し、
前記遮光膜を形成する際、前記保護層上に成膜された前記反射防止調整層上に、当該遮光膜の形成を行い、
前記反射防止調整層をパターニングする際、前記遮光膜をマスクにしたパターニングを行い、
前記カラーフィルタを形成する際、前記反射防止調整層上に前記遮光膜の間を埋め込んで当該カラーフィルタを形成する
(13)記載の固体撮像装置の製造方法。(14)
When forming the antireflection adjustment layer, the antireflection adjustment layer is formed under the light shielding film on the protective layer,
When forming the light shielding film, the light shielding film is formed on the antireflection adjusting layer formed on the protective layer,
When patterning the antireflection adjusting layer, patterning using the light shielding film as a mask,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to (13), wherein when forming the color filter, the color filter is formed by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjusting layer.
(15)
前記カラーフィルタを形成する際、前記遮光膜をマスクにして前記各色パターンをパターン形成し、前記反射防止調整層上において当該遮光膜の開口内のみに当該カラーフィルタを形成する
(14)記載の固体撮像装置の製造方法。(15)
When forming the color filter, each color pattern is patterned using the light shielding film as a mask, and the color filter is formed only in the opening of the light shielding film on the antireflection adjustment layer. Manufacturing method of imaging apparatus.
(16)
前記反射防止調整層を成膜する際、前記遮光膜を形成後、前記保護層上において前記遮光膜の上層に当該反射防止調整層を成膜する
(13)記載の固体撮像装置の製造方法。(16)
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to (13), wherein, when forming the antireflection adjustment layer, after forming the light shielding film, the antireflection adjustment layer is formed on the light shielding film on the protective layer.
(17)
前記反射防止調整層をパターニングする際、レジストパターンを用いると共に前記遮光膜をマスクにしたパターニングを行い、
前記カラーフィルタを形成する際、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで当該カラーフィルタを形成する
(16)記載の固体撮像装置の製造方法。(17)
When patterning the antireflection adjusting layer, using a resist pattern and patterning with the light shielding film as a mask,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to (16), wherein when forming the color filter, the color filter is formed by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjusting layer.
(18)
複数の光電変換部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の受光面の直上に、当該受光面の全面を覆って設けられた保護層と、
前記保護層上に設けられ、前記光電変換部の間を遮光する遮光膜と、
前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に設けられ、所定の前記光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層と、
前記反射防止調整層上に前記光電変換部に対応した配置で設けられ、前記反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタと、
前記半導体基板の受光面とは反対側に設けられた配線層と、
前記光電変換部に入射光を導く光学系とを備えた
電子機器。(18)
A semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion parts;
A protective layer provided directly over the light receiving surface of the semiconductor substrate and covering the entire surface of the light receiving surface;
A light-shielding film that is provided on the protective layer and shields light between the photoelectric conversion units;
An antireflection adjusting layer provided on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and having a stepped shape corresponding to the predetermined photoelectric conversion unit;
A color filter provided on the antireflection adjustment layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion unit, and having each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjustment layer;
A wiring layer provided on the opposite side of the light receiving surface of the semiconductor substrate;
An electronic apparatus comprising: an optical system that guides incident light to the photoelectric conversion unit.
1,1−1,1−1a,1−1b,1−2,1−2a,1−3…固体撮像装置、11…半導体基板、11a…受光面、12,12r,12g,12b…光電変換部、13…保護層、14,24,24r,24g,24b,24−1,24−2,34…反射防止調整層、15…遮光膜、17…カラーフィルタ、19…配線層
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記半導体基板の受光面の直上に、当該受光面の全面を覆って設けられた保護層と、
前記保護層上に設けられ、前記光電変換部の間を遮光する遮光膜と、
前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に設けられ、所定の前記光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層と、
前記反射防止調整層上に前記光電変換部に対応した配置で設けられ、前記反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタと、
前記半導体基板の受光面とは反対側に設けられた配線層とを備える
固体撮像装置。A semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion parts;
A protective layer provided directly over the light receiving surface of the semiconductor substrate and covering the entire surface of the light receiving surface;
A light-shielding film that is provided on the protective layer and shields light between the photoelectric conversion units;
An antireflection adjusting layer provided on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and having a stepped shape corresponding to the predetermined photoelectric conversion unit;
A color filter provided on the antireflection adjustment layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion unit, and having each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjustment layer;
A solid-state imaging device comprising: a wiring layer provided on a side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate.
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで設けられた
請求項1記載の固体撮像装置。The antireflection adjusting layer is provided on a lower layer of the light shielding film on the protective layer, and has a stepped shape by etching using the light shielding film as a mask.
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the color filter is provided by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjustment layer.
請求項2記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the color filter is provided only in the opening of the light shielding film on the antireflection adjustment layer.
請求項2記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the antireflection adjustment layer has an equal thickness in a lower portion of the light shielding film.
請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the antireflection adjusting layer is provided in an upper layer of the light shielding film on the protective layer.
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで設けられた
請求項5記載の固体撮像装置。The antireflection adjusting layer has a stepped shape by etching using the light shielding film as a mask,
The solid-state imaging device according to claim 5, wherein the color filter is provided by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjustment layer.
請求項1記載の固体撮像装置。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the antireflection adjusting layer has a stacked structure provided on an upper layer and a lower layer of the light shielding film on the protective layer, and at least an upper layer constituting the stacked structure has the step shape. .
前記カラーフィルタは、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで設けられた
請求項7記載の固体撮像装置。The upper layer has a stepped shape by etching using the light shielding film as a mask,
The solid-state imaging device according to claim 7, wherein the color filter is provided by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjustment layer.
請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the protective layer has a uniform film thickness.
請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a refractive index of the antireflection adjusting layer is smaller than a refractive index of the color filter.
請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the antireflection adjustment layer has a larger film thickness in a portion corresponding to the photoelectric conversion unit as a wavelength of light incident on the corresponding photoelectric conversion unit is larger.
請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the color filter has a flattened surface.
前記保護層上に、前記光電変換部の間を遮光する遮光膜を形成することと、
前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に反射防止調整層を成膜することと、
前記反射防止調整層を、所定の前記光電変換部に対応して薄膜化された段差形状にパターニングすることと、
前記反射防止調整層上に前記光電変換部に対応した配置で、前記反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタを形成することと、
前記半導体基板の受光面とは反対側に配線層を形成することとを含む
固体撮像装置の製造方法。Forming a protective layer covering the entire surface of the light receiving surface directly on the light receiving surface of the semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion parts;
Forming a light shielding film that shields light between the photoelectric conversion portions on the protective layer;
Forming an antireflection adjusting layer on at least one of an upper layer and a lower layer of the light shielding film on the protective layer;
Patterning the antireflection adjusting layer into a stepped shape thinned corresponding to the predetermined photoelectric conversion part;
Forming a color filter having each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjusting layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion portion on the antireflection adjusting layer;
Forming a wiring layer on a side opposite to the light receiving surface of the semiconductor substrate;
前記遮光膜を形成する際、前記保護層上に成膜された前記反射防止調整層上に、当該遮光膜の形成を行い、
前記反射防止調整層をパターニングする際、前記遮光膜をマスクにしたパターニングを行い、
前記カラーフィルタを形成する際、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで当該カラーフィルタを形成する
請求項13記載の固体撮像装置の製造方法。When forming the antireflection adjustment layer, the antireflection adjustment layer is formed under the light shielding film on the protective layer,
When forming the light shielding film, the light shielding film is formed on the antireflection adjusting layer formed on the protective layer,
When patterning the antireflection adjusting layer, patterning using the light shielding film as a mask,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 13, wherein when forming the color filter, the color filter is formed by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjusting layer.
請求項14記載の固体撮像装置の製造方法。The solid filter according to claim 14, wherein when forming the color filter, each color pattern is patterned using the light shielding film as a mask, and the color filter is formed only in the opening of the light shielding film on the antireflection adjusting layer. Manufacturing method of imaging apparatus.
請求項13記載の固体撮像装置の製造方法。The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 13, wherein when forming the antireflection adjustment layer, after forming the light shielding film, the antireflection adjustment layer is formed on the protective layer and on the light shielding film.
前記カラーフィルタを形成する際、前記反射防止調整層上に前記遮光膜間を埋め込んで当該カラーフィルタを形成する
請求項16記載の固体撮像装置の製造方法。When patterning the antireflection adjusting layer, using a resist pattern and patterning with the light shielding film as a mask,
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 16, wherein when forming the color filter, the color filter is formed by embedding a space between the light shielding films on the antireflection adjustment layer.
前記半導体基板の受光面の直上に、当該受光面の全面を覆って設けられた保護層と、
前記保護層上に設けられ、前記光電変換部の間を遮光する遮光膜と、
前記保護層上において前記遮光膜の上層及び下層の少なくとも一方に設けられ、所定の前記光電変換部に対応して薄膜化された段差形状を有する反射防止調整層と、
前記反射防止調整層上に前記光電変換部に対応した配置で設けられ、前記反射防止調整層の膜厚に対応した各色パターンを有するカラーフィルタと、
前記半導体基板の受光面とは反対側に設けられた配線層と、
前記光電変換部に入射光を導く光学系とを備えた
電子機器。A semiconductor substrate having a plurality of photoelectric conversion parts;
A protective layer provided directly over the light receiving surface of the semiconductor substrate and covering the entire surface of the light receiving surface;
A light-shielding film that is provided on the protective layer and shields light between the photoelectric conversion units;
An antireflection adjusting layer provided on at least one of the upper layer and the lower layer of the light shielding film on the protective layer, and having a stepped shape corresponding to the predetermined photoelectric conversion unit;
A color filter provided on the antireflection adjustment layer in an arrangement corresponding to the photoelectric conversion unit, and having each color pattern corresponding to the film thickness of the antireflection adjustment layer;
A wiring layer provided on the opposite side of the light receiving surface of the semiconductor substrate;
An electronic apparatus comprising: an optical system that guides incident light to the photoelectric conversion unit.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012172031 | 2012-08-02 | ||
JP2012172031 | 2012-08-02 | ||
PCT/JP2013/069840 WO2014021130A1 (en) | 2012-08-02 | 2013-07-23 | Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2014021130A1 true JPWO2014021130A1 (en) | 2016-07-21 |
Family
ID=50027810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014528078A Pending JPWO2014021130A1 (en) | 2012-08-02 | 2013-07-23 | Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2014021130A1 (en) |
TW (1) | TW201415613A (en) |
WO (1) | WO2014021130A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015192015A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | オリンパス株式会社 | solid-state imaging device |
JP6214691B2 (en) * | 2014-05-01 | 2017-10-18 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited | Solid-state imaging device |
JP6903584B2 (en) * | 2015-10-26 | 2021-07-14 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state image sensor, its manufacturing method, and electronic equipment |
WO2020070887A1 (en) * | 2018-10-05 | 2020-04-09 | オリンパス株式会社 | Solid-state imaging device |
CN114388537A (en) * | 2020-10-21 | 2022-04-22 | 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 | Image sensor and forming method thereof |
CN118235423A (en) * | 2021-12-27 | 2024-06-21 | 索尼半导体解决方案公司 | Light detection device and electronic apparatus |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3723124B2 (en) * | 2001-12-14 | 2005-12-07 | 株式会社東芝 | Solid-state imaging device |
JP2005142510A (en) * | 2003-11-10 | 2005-06-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2011077410A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Toshiba Corp | Solid-state imaging device |
JP2011100900A (en) * | 2009-11-06 | 2011-05-19 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus and method of manufacturing and method of designing the same, and electronic apparatus |
JP5663925B2 (en) * | 2010-03-31 | 2015-02-04 | ソニー株式会社 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus |
JP2012009704A (en) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Panasonic Corp | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same |
-
2013
- 2013-06-25 TW TW102122575A patent/TW201415613A/en unknown
- 2013-07-23 WO PCT/JP2013/069840 patent/WO2014021130A1/en active Application Filing
- 2013-07-23 JP JP2014528078A patent/JPWO2014021130A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014021130A1 (en) | 2014-02-06 |
TW201415613A (en) | 2014-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11676984B2 (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and electronic device | |
KR102076422B1 (en) | Solid-state imaging element, method of manufacturing the same, solid-state imaging apparatus, and imaging apparatus | |
US11282881B2 (en) | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same, and imaging apparatus | |
JP6130221B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
US8779541B2 (en) | Solid-state imaging device with pixels having white filter, microlens and planarizing film refractive indices in predetermined relationship | |
WO2016114154A1 (en) | Solid-state imaging element, method for manufacturing same, and electronic device | |
WO2014021130A1 (en) | Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic device | |
KR102223515B1 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
JP7103385B2 (en) | Solid-state image sensor and electronic equipment | |
JP2018133575A (en) | Solid-state imaging device, electronic device, and manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP6316902B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
JP7180706B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic equipment | |
JP6607275B2 (en) | Solid-state imaging device and electronic device | |
JP2008193008A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method |