JPWO2020059495A1 - 撮像素子、半導体素子および電子機器 - Google Patents
撮像素子、半導体素子および電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020059495A1 JPWO2020059495A1 JP2020548291A JP2020548291A JPWO2020059495A1 JP WO2020059495 A1 JPWO2020059495 A1 JP WO2020059495A1 JP 2020548291 A JP2020548291 A JP 2020548291A JP 2020548291 A JP2020548291 A JP 2020548291A JP WO2020059495 A1 JPWO2020059495 A1 JP WO2020059495A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- opening
- insulating layer
- semiconductor
- contact
- 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
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 138
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 51
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 34
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 59
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 16
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 8
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 7
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- -1 InAsSb Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 340
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 64
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 description 35
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 25
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 22
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 13
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 13
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 10
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000010336 energy treatment Methods 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000005646 Pneumoperitoneum Diseases 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MOFVSTNWEDAEEK-UHFFFAOYSA-M indocyanine green Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)CCCCN1C2=CC=C3C=CC=CC3=C2C(C)(C)C1=CC=CC=CC=CC1=[N+](CCCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=C(C=CC=C3)C3=C2C1(C)C MOFVSTNWEDAEEK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960004657 indocyanine green Drugs 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004050 Pentaglottis sempervirens Species 0.000 description 1
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N alumane;indium Chemical compound [AlH3].[In] AUCDRFABNLOFRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N cadmium mercury Chemical compound [Cd].[Hg] DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 210000000936 intestine Anatomy 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 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
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 210000002784 stomach Anatomy 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc 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
- H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
-
- 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
- H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
-
- 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
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
-
- 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
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
- H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
-
- 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
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
- H01L27/1461—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements characterised by the photosensitive area
-
- 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
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- 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
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/1469—Assemblies, i.e. hybrid integration
-
- 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
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14694—The active layers comprising only AIIIBV compounds, e.g. GaAs, InP
-
- 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
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14696—The active layers comprising only AIIBVI compounds, e.g. CdS, ZnS, CdTe
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)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
1.実施の形態(第1絶縁層および第2絶縁層を有する撮像素子の例)
2.適用例(電子機器の例)
3.応用例1(内視鏡手術システムへの応用例)
4.応用例2(移動体への応用例)
[撮像素子1の全体構成]
図1A,図1Bは、本開示の第1の実施の形態に係る撮像素子(撮像素子1)の模式的な構成を表したものである。図1Aは、撮像素子1の平面構成を表し、図1Bは、図1AのB−B’線に沿った断面構成を表している。この撮像素子1は、例えばIII−V族半導体などの化合物半導体材料を用いた赤外線センサ等に適用されるものであり、例えば、可視領域(例えば380nm以上780nm未満)〜短赤外領域(例えば780nm以上2400nm未満)の波長の光に、光電変換機能を有している。この撮像素子1には、例えば2次元配置された複数の受光単位領域P(画素P)が設けられている(図1B)。この撮像素子1は、本開示の撮像素子および半導体素子の一具体例に対応する。
図2(A)は、1つの画素Pに対応する領域の半導体層10Sおよび絶縁層17の断面構成を表したものであり、図2(B)は、半導体層10Sおよび絶縁層17の平面構成を表している。以下では、この図2(A)(B)を用いて、絶縁層17の詳細な構成を説明する。図2(A)では、図1Bの上下方向(Z軸方向)を逆転させて表している。
撮像素子1は、例えば次のようにして製造することができる。図4A〜図6Cは、撮像素子1の製造工程を工程順に表したものである。
撮像素子1では、パッシベーション膜16、第2電極15および第2コンタクト層14を介して、光電変換層13へ光(例えば可視領域および赤外領域の波長の光)が入射すると、この光が光電変換層13において吸収される。これにより、光電変換層13では正孔(ホール)および電子の対が発生する(光電変換される)。このとき、例えば第1電極11に所定の電圧が印加されると、光電変換層13に電位勾配が生じ、発生した電荷のうち一方の電荷(例えば正孔)が、信号電荷として拡散領域12Aに移動し、拡散領域12Aから第1電極11へ収集される。この信号電荷が、コンタクト電極19E,22Eを通じて半導体基板21に移動し、画素P毎に読み出される。
本実施の形態の撮像素子1では、絶縁膜17が、第1コンタクト層12側から第1絶縁層171および第2絶縁層172の順の積層構造を有している。コンタクト層12からより遠い第2絶縁層172には、第1絶縁層171の第1開口171Mよりも小さい第2開口172Mが設けられている。これにより、隣り合う第2開口172Mの間隔を容易に調整し、例えば、画素Pの微細化を容易にすることができる。以下、比較例を用いて、この作用効果について説明する。
上述の撮像素子は、例えば赤外領域を撮像可能なカメラなど、様々なタイプの電子機器(撮像装置)に適用することができる。図8に、その一例として、電子機器3(カメラ)の概略構成を示す。この電子機器3は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、撮像素子1と、光学系(光学レンズ)310と、シャッタ装置311と、撮像素子1およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313と、信号処理部312とを有する。
更に、本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械(トラクター)などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
(1)
化合物半導体材料を含む光電変換層と、
前記光電変換層に積層して配置されるとともに、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域を有するコンタクト層と、
前記コンタクト層を間にして前記光電変換層に対向して設けられるとともに、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層と
を備えた撮像素子。
(2)
前記第1絶縁層の構成材料は、前記第2絶縁層の構成材料と異なっている
前記(1)に記載の撮像素子。
(3)
前記第2絶縁層は、所定の条件下で、前記第1絶縁層の構成材料よりもエッチングされやすい材料により構成されている
前記(1)または(2)に記載の撮像素子。
(4)
前記第1絶縁層は、酸化アルミニウム,窒化シリコン,酸化ハフニウム,酸化シリコン,酸窒化シリコン,オルトケイ酸テトラエチルまたは酸化ランタンのうちの少なくともいずれか1つを含む
前記(1)ないし(3)のうちいずれか1つに記載の撮像素子。
(5)
更に、前記第1開口および前記第2開口に設けられ、前記拡散領域に電気的に接続された電極を含む
前記(1)ないし(4)のうちいずれか1つに記載の撮像素子。
(6)
前記コンタクト層の前記拡散領域以外の部分は第2導電型である
前記(1)ないし(5)のうちいずれか1つに記載の撮像素子。
(7)
前記化合物半導体材料は、III−V族化合物半導体である
前記(1)ないし(6)のうちいずれか1つに記載の撮像素子。
(8)
前記化合物半導体材料は、InGaAs,InGaN,InAlN,InAsSb,InAs,InSbおよびHgCdTeのうちのいずれか1つである
前記(1)ないし(6)のうちいずれか1つに記載の撮像素子。
(9)
化合物半導体材料を含み、かつ、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域が設けられたコンタクト層を有する半導体層と、
前記コンタクト層に接するとともに前記半導体層にして積層され、かつ、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層と
を備えた半導体素子。
(10)
前記第1絶縁層の構成材料は、前記第2絶縁層の構成材料と異なっている
前記(9)に記載の半導体素子。
(11)
前記第2絶縁層は、所定の条件下で、前記第1絶縁層の構成材料よりもエッチングされやすい材料により構成されている
前記(9)または(10)に記載の半導体素子。
(12)
前記第1絶縁層は、酸化アルミニウム,窒化シリコン,酸化ハフニウム,酸化シリコン,酸窒化シリコン,オルトケイ酸テトラエチルまたは酸化ランタンのうちの少なくともいずれか1つを含む
前記(9)ないし(11)のうちいずれか1つに記載の半導体素子。
(13)
更に、前記第1開口および前記第2開口に設けられ、前記拡散領域に電気的に接続された電極を含む
前記(9)ないし(12)のうちいずれか1つに記載の半導体素子。
(14)
前記コンタクト層の前記拡散領域以外の部分は第2導電型である
前記(9)ないし(13)のうちいずれか1つに記載の半導体素子。
(15)
前記化合物半導体材料は、III−V族化合物半導体である
前記(9)ないし(14)のうちいずれか1つに記載の半導体素子。
(16)
前記化合物半導体材料は、InGaAs,InAsSb,InAsおよびInSbのうちのいずれか1つである
前記(9)ないし(14)のうちいずれか1つに記載の半導体素子。
(17)
化合物半導体材料を含む光電変換層と、
前記光電変換層に積層して配置されるとともに、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域を有するコンタクト層と、
前記コンタクト層を間にして前記光電変換層に対向して設けられるとともに、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層とを含む
撮像素子を備えた電子機器。
(18)
化合物半導体材料を含み、かつ、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域が設けられたコンタクト層を有する半導体層と、
前記コンタクト層に接するとともに前記半導体層にして積層され、かつ、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層とを含む
半導体素子を備えた電子機器。
Claims (18)
- 化合物半導体材料を含む光電変換層と、
前記光電変換層に積層して配置されるとともに、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域を有するコンタクト層と、
前記コンタクト層を間にして前記光電変換層に対向して設けられるとともに、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層と
を備えた撮像素子。 - 前記第1絶縁層の構成材料は、前記第2絶縁層の構成材料と異なっている
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記第2絶縁層は、所定の条件下で、前記第1絶縁層の構成材料よりもエッチングされやすい材料により構成されている
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記第1絶縁層は、酸化アルミニウム,窒化シリコン,酸化ハフニウム,酸化シリコン,酸窒化シリコン,オルトケイ酸テトラエチルまたは酸化ランタンのうちの少なくともいずれか1つを含む
請求項1に記載の撮像素子。 - 更に、前記第1開口および前記第2開口に設けられ、前記拡散領域に電気的に接続された電極を含む
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記コンタクト層の前記拡散領域以外の部分は第2導電型である
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記化合物半導体材料は、III−V族化合物半導体である
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記化合物半導体材料は、InGaAs,InGaN,InAlN,InAsSb,InAs,InSbおよびHgCdTeのうちのいずれか1つである
請求項1に記載の撮像素子。 - 化合物半導体材料を含み、かつ、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域が設けられたコンタクト層を有する半導体層と、
前記コンタクト層に接するとともに前記半導体層にして積層され、かつ、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層と
を備えた半導体素子。 - 前記第1絶縁層の構成材料は、前記第2絶縁層の構成材料と異なっている
請求項9に記載の半導体素子。 - 前記第2絶縁層は、所定の条件下で、前記第1絶縁層の構成材料よりもエッチングされやすい材料により構成されている
請求項9に記載の半導体素子。 - 前記第1絶縁層は、酸化アルミニウム,窒化シリコン,酸化ハフニウム,酸化シリコン,酸窒化シリコン,オルトケイ酸テトラエチルまたは酸化ランタンのうちの少なくともいずれか1つを含む
請求項9に記載の半導体素子。 - 更に、前記第1開口および前記第2開口に設けられ、前記拡散領域に電気的に接続された電極を含む
請求項9に記載の半導体素子。 - 前記コンタクト層の前記拡散領域以外の部分は第2導電型である
請求項9に記載の半導体素子。 - 前記化合物半導体材料は、III−V族化合物半導体である
請求項9に記載の半導体素子。 - 前記化合物半導体材料は、InGaAs,InAsSb,InAsおよびInSbのうちのいずれか1つである
請求項9に記載の半導体素子。 - 化合物半導体材料を含む光電変換層と、
前記光電変換層に積層して配置されるとともに、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域を有するコンタクト層と、
前記コンタクト層を間にして前記光電変換層に対向して設けられるとともに、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層とを含む
撮像素子を備えた電子機器。 - 化合物半導体材料を含み、かつ、選択的な領域に第1導電型の不純物の拡散領域が設けられたコンタクト層を有する半導体層と、
前記コンタクト層に接するとともに前記半導体層にして積層され、かつ、前記拡散領域に対向する位置に第1開口を有する第1絶縁層と、
前記第1絶縁層を間にして前記コンタクト層に対向して設けられ、かつ、前記第1開口に連通するとともに前記第1開口よりも小さい第2開口を有する第2絶縁層とを含む
半導体素子を備えた電子機器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018174635 | 2018-09-19 | ||
JP2018174635 | 2018-09-19 | ||
PCT/JP2019/034810 WO2020059495A1 (ja) | 2018-09-19 | 2019-09-04 | 撮像素子、半導体素子および電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020059495A1 true JPWO2020059495A1 (ja) | 2021-09-24 |
Family
ID=69887305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020548291A Pending JPWO2020059495A1 (ja) | 2018-09-19 | 2019-09-04 | 撮像素子、半導体素子および電子機器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11961863B2 (ja) |
JP (1) | JPWO2020059495A1 (ja) |
DE (1) | DE112019004680T5 (ja) |
WO (1) | WO2020059495A1 (ja) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170551A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子アレイ、撮像装置およびそれらの製造方法 |
JP2010151690A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 気体モニタリング装置、燃焼状態モニタリング装置、経年変化モニタリング装置、および不純物濃度モニタリング装置 |
JP2011222874A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体ウエハ、受光素子、受光素子アレイ、ハイブリッド型検出装置、光学センサ装置、および半導体ウエハの製造方法 |
JP2014138036A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光デバイス、その製造方法、およびセンシング装置 |
JP2017028078A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | ソニー株式会社 | 撮像装置及びその製造方法 |
WO2017169231A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | 撮像素子および電子機器 |
WO2018016181A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | ソニー株式会社 | 受光素子、受光素子の製造方法、撮像装置および電子機器 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100745985B1 (ko) * | 2004-06-28 | 2007-08-06 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
US7531373B2 (en) * | 2007-09-19 | 2009-05-12 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a conductive interconnect in a pixel of an imager and in other integrated circuitry |
JP5422990B2 (ja) | 2008-12-22 | 2014-02-19 | 住友電気工業株式会社 | 生体成分検出装置 |
EP2372787A4 (en) | 2008-12-26 | 2018-03-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving element, light-receiving element array, method for manufacturing light-receiving element and method for manufacturing light-receiving element array |
FR2977982B1 (fr) | 2011-07-11 | 2014-06-20 | New Imaging Technologies Sas | Matrice de photodiodes ingaas |
JP2018060910A (ja) * | 2016-10-05 | 2018-04-12 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子および固体撮像装置 |
WO2018193747A1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus |
JP6540780B2 (ja) | 2017-12-12 | 2019-07-10 | ソニー株式会社 | 撮像素子および撮像装置 |
-
2019
- 2019-09-04 DE DE112019004680.2T patent/DE112019004680T5/de active Pending
- 2019-09-04 JP JP2020548291A patent/JPWO2020059495A1/ja active Pending
- 2019-09-04 WO PCT/JP2019/034810 patent/WO2020059495A1/ja active Application Filing
- 2019-09-04 US US17/274,782 patent/US11961863B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170551A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光素子アレイ、撮像装置およびそれらの製造方法 |
JP2010151690A (ja) * | 2008-12-25 | 2010-07-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 気体モニタリング装置、燃焼状態モニタリング装置、経年変化モニタリング装置、および不純物濃度モニタリング装置 |
JP2011222874A (ja) * | 2010-04-13 | 2011-11-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体ウエハ、受光素子、受光素子アレイ、ハイブリッド型検出装置、光学センサ装置、および半導体ウエハの製造方法 |
JP2014138036A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 受光デバイス、その製造方法、およびセンシング装置 |
JP2017028078A (ja) * | 2015-07-22 | 2017-02-02 | ソニー株式会社 | 撮像装置及びその製造方法 |
WO2017169231A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | 撮像素子および電子機器 |
WO2018016181A1 (ja) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | ソニー株式会社 | 受光素子、受光素子の製造方法、撮像装置および電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11961863B2 (en) | 2024-04-16 |
TW202023042A (zh) | 2020-06-16 |
WO2020059495A1 (ja) | 2020-03-26 |
US20220052098A1 (en) | 2022-02-17 |
DE112019004680T5 (de) | 2021-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7270616B2 (ja) | 固体撮像素子および固体撮像装置 | |
JP7211935B2 (ja) | 半導体素子およびその製造方法、並びに電子機器 | |
JP7312115B2 (ja) | 受光素子および電子機器 | |
US20230145375A1 (en) | Solid-state image device and imaging apparatus | |
JP6979974B2 (ja) | 受光素子の製造方法 | |
JPWO2020137283A1 (ja) | 半導体素子 | |
JP2024012345A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
TWI818973B (zh) | 固體攝像元件及攝像裝置 | |
WO2017122537A1 (ja) | 受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器 | |
WO2020189179A1 (ja) | 受光素子および受光素子の製造方法ならびに撮像装置 | |
WO2020137282A1 (ja) | 撮像素子および電子機器 | |
JP2021089978A (ja) | 半導体素子および電子機器 | |
US11961863B2 (en) | Imaging element, semiconductor element, and electronic apparatus | |
JPWO2019097949A1 (ja) | 半導体装置および半導体の製造方法、並びに撮像装置 | |
CN118173566A (zh) | 光接收器件 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230307 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230428 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230829 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231120 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20231128 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20240126 |