KR20140053931A - 광전변환장치 및 이를 사용한 촬상 시스템 - Google Patents

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Abstract

광전변환장치는, 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 상기 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와; 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 상기 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치에 있어서, 상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소는, 절연막과, 상기 절연막에 배치된 플러그와, 상기 플러그 위에 배치된 알루미늄을 주성분으로 하는 층과, 상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층 위, 또는 상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층과 상기 플러그 사이에 배치된 티타늄층을 포함하고, 상기 티타늄층의 막두께는 5㎚ 내지 15㎚이고, 상기 유효 화소의 상기 티타늄층의 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 티타늄층의 체적보다 적어지도록 상기 티타늄층이 패턴된다.

Description

광전변환장치 및 이를 사용한 촬상 시스템{PHOTOELECTRIC CONVERSION APPARATUS AND IMAGING SYSTEM USING THE PHOTOELECTRIC CONVERSION APPARATUS}
본 발명은 광전변환장치에 관한 것이다.
ＣＣＤ형 및 ＣＭＯＳ형의 광전변환장치는, 많은 디지털 스틸 카메라나 디지털 캠코더에 이용되고 있다. 특히, ＣＭＯＳ형의 광전변환장치는 소비 전력과 다기능성에 있어서 우수하고, 최근 응용범위가 확대되고 있다.
최근, 광전변환장치에 있어서는 화소의 미세화가 요구되고 있어, 미세화 프로세스로서 플러그 형성시에는 화학적 기계 연마 처리(ＣＭＰ처리)가 행해지고 있다. 일본국 공개특허공보 특개 2008-218755호의 도 1에는, ＣＭＰ처리를 실행하여 플러그 형성시에 콘택의 구성이 기재되어 있다. 일본국 공개특허공보 특개 2008-218755호에서는 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류의 차이가 있는 문제를 다루고, 배리어 메탈층은 질화 티타늄층 및 티타늄층을 포함하는 층들에 의해 형성된다.
또한 오키가와 미쯔루 저, "고체촬상소자를 위한 저손상 플라즈마 프로세스", 사단법인 영상정보 미디어 학회 기술보고, Ｖｏｌ.28, Ｎｏ.23, 제19쪽부터 제22쪽에는, 에칭과 ＣＶＤ등의 플라즈마 프로세스에 있어서 발생한 250∼350ｎｍ의 자외선이 실리콘과 산화 실리콘막 사이에서의 계면준위를 증가시켜, 암전류의 원인이 되어 있는 것이 기재되어 있다.
본 발명자들은, 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류의 차이는, 수소종단처리뿐만 아니라, 에칭과 플라즈마 프로세스에 있어서의 250∼350ｎｍ의 자외선에 의해 생긴 데미지도 영향을 받는 것을 발견하였다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것이고, 본 발명의 목적은 미세화 프로세스를 실행하는 경우에 옵티컬 블랙 화소영역 및 유효화소영역의 암전류 차이를 저감할 수 있는 광전변환장치 및 촬상 시스템을 제공하는데에 있다.
본 발명의 광전변환장치는, 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 상기 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와; 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 상기 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치에 있어서, 상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소는, 절연막과, 상기 절연막에 배치된 플러그와, 상기 플러그 위에 배치된 알루미늄을 주성분으로 하는 층과, 상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층 위, 또는 상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층과 상기 플러그 사이에 배치된 티타늄층을 포함하고, 상기 티타늄층의 막두께는 5㎚ 내지 15㎚이고, 상기 유효 화소의 상기 티타늄층의 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 티타늄층의 체적보다 적어지도록 상기 티타늄층이 패턴된다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 첨부도면과 관련된 아래의 설명으로부터 명백해질 것이고, 여기서 동일한 참조문자는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 유사한 부분을 나타낸다.
본 발명의 또 다른 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
(발명의 효과)
본 발명은 미세화 프로세스를 실행하는 경우에 옵티컬 블랙 화소영역 및 유효화소영역의 암전류 차이를 저감할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 광전변환장치의 구조를 나타내는 단면도다.
도 1b는 도 1a의 파선영역(22)의 확대 단면도다.
도 2는 티타늄 막의 막두께와 암전류의 관계를 나타내는 플로트 도면이다.
도 3은 광의 소광계수 및 광투과 강도를 나타내는 플로트 도면이다.
도 4a, 4b, 4c는 본 발명의 제1실시예에 따른 광전변환장치의 변형 구조를 나타내는 단면도다.
도 5는 촬상 시스템을 설명하는 블럭도다.
본 명세서에 포함되고 그 일부를 구성하는 첨부도면들은, 본 발명의 실시예들을 나타내고, 이 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면에 따라 상세히 설명하겠다.
본 발명에 따른 광전변환장치는, 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역을 갖고, 적어도 옵티컬 블랙 화소영역의 플러그 상부에 배치되는 차광막의 위 혹은 아래에, 티타늄 막이 5∼15ｎｍ의 두께로 배치된 광전변환장치다. 이러한 구성에 의하면, 티타늄 막의 수소흡장효과에 의한 암전류의 증가와 에칭이나 플라즈마 처리에 의한 암전류의 증가를 막는 것이 가능해지고, 옵티컬 블랙 화소영역의 암전류를 저감하는 것이 가능해진다.
이후, 실시예들을 들어서 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은, 그 실시예들에 한정되는 것이 아니다. 적절하게 변형이 가능하고, 복수의 실시예를 조합하여도 된다. 본 명세서에 있어서, "위(above)"와 "아래(below)"란, 반도체 기판에 디바이스가 배치되는 일 메인 면을 기준으로, 기판의 깊이방향을 "아래"방향이라고 하고, 이것과 역방향을 "위"방향이라고 한다. 재료 기판인 기판을 "기판"이라고 표현하지만, 이러한 재료 기판이 처리되어서, 예를 들면 하나 또는 복수의 반도체영역을 포함한 부재, 일련의 제조공정 중간의 부재, 또는, 그 일련의 제조 공정 후의 부재를 기판이라고 부를 수도 있다.
(제1실시예)
본 발명의 제1실시예에 따른 광전변환장치를, 도 1a 및 1b를 참조하여 설명한다. 도 1a는, 본 발명의 제1실시예에 따른 광전변환장치의 구조를 나타내는 단면도다.
도 1a에 있어서, 광전변환장치는, 유효화소영역(1)과 옵티컬 블랙 화소영역(2)을 구비한다. 유효화소영역(1)에는, 광에 따른 신호를 발생하는 포토다이오드(광전변환부)ＰＤ와 그 ＰＤ의 신호를 출력하기 위한 트랜지스터(예를 들면, 도면에 나타나 있지 않은 증폭 MOS트랜지스터)를 포함하는 복수의 화소(단위화소)가 배치되어 있다. 옵티컬 블랙 화소영역(2)의 화소들 위에는, 흑계조의 기준신호(흑 기준신호)를 판독하기 위해서, 차광막이 배치되어 있다.
유효화소영역(1)의 화소와, 옵티컬 블랙 화소영역(2)의 화소는, 그 기본적인 구성은 같다. 보다 구체적으로, 화소(단위화소)는, 반도체영역 11, 반도체영역 12, 전송 MOS트랜지스터(13), 플로팅 디퓨전(floating diffusion) 영역(이하, "ＦＤ영역"이라고 한다)(14) 및 콘택 플러그(15)를 구비한다. 광전변환장치는, 제1 배선층(16), 제1 비어(via) 플러그(17), 제2 배선층(18), 제2 비어 플러그(19), 제3 배선층(20) 및 패시베이션 막(상부층)(21)을 구비한다. 광전변환장치는, 배선 및 배선층들을 절연하기 위한 제1 절연막(25), 제2 절연막(26) 및 제3 절연막(27)을 더 구비한다.
반도체영역(11)은, 제1도전형(예를 들면, Ｐ형)의 반도체영역이다. 반도체영역 12 및 23은, 제1도전형과 반대 도전형인 제2도전형(예를 들면, Ｎ형)의 반도체영역이다. 반도체영역 11과 12는, PN접합을 형성하고, 광전변환부로서 기능하는 포토다이오드ＰＤ를 구성한다. 그 전하가 전자일 경우, 반도체영역(12)이 전하를 축적한다.
전송 MOS트랜지스터(13)는, 활성화시키기 위한 신호가 그 전송 MOS트랜지스터(13)의 게이트에 공급될 때에, 포토다이오드ＰＤ의 반도체영역(12)에 축적되어 있었던 전하를 ＦＤ영역(14)에 전송한다. 옵티컬 블랙 화소영역에도 전송 MOS트랜지스터(13)가 배치되고, 도 1a는 전송 MOS트랜지스터의 게이트 전극(24)이 도시되어 있다.
ＦＤ영역(14)은, 제2도전형의 반도체영역이다. 전송 MOS트랜지스터(13)에 의해 전하가 그 ＦＤ영역(14)에 전송된다. ＦＤ영역(14)은, 전송 MOS트랜지스터(13)의 드레인 영역으로서도 기능한다. 콘택 플러그(15)는, ＦＤ영역(14)과 제1 배선층(16)을 접속한다. 제1 배선층(16)은, 제1 비어 플러그(17)를 통해 제2 배선층(18)에 접속된다. 제2 배선층(18)은, 제2 비어 플러그(19)를 통해 제3 배선층(20)에 접속된다. 제3 배선층(20)(후술하는 코어층)은, 차광층으로서 기능한다. 유효화소영역(1)에서는, 포토다이오드ＰＤ의 윗쪽의 배선층(20)이 열려 있다. 한편, 옵티컬 블랙 화소영역(2)에서는, 포토다이오드ＰＤ의 윗쪽도 배선층(20)에 의해 덮어져 있다. 이 점이, 유효화소영역(1)의 화소와 옵티컬 블랙 화소영역(2)의 화소가 다른 점이다.
패시베이션 막(21)은, 제3 배선층(20)의 상부면을 따라 유효화소영역(1) 및 옵티컬 블랙 화소영역(2)을 가로질러 연장되어 있다. 패시베이션 막(21)은, 예를 들면, 질화 실리콘으로 형성된다. 패시베이션 막(21)은, 수소를 포함하는 것이 가능하고, 열처리시에 수소를 확산하여 실리콘과 실리콘 산화막 사이의 계면준위를 저감할 수 있다. 보다 구체적으로, 패시베이션 막(21)은, 수소종단화 처리에 있어서의 수소공급층으로서 기능한다. 여기서, 실리콘과 실리콘 산화막 사이의 계면 준위는, 예를 들면 반도체 영역(11)을 포함하는 기판과 게이트 절연막 사이의 계면이다. 패시베이션 막(21)은, 유효화소영역(1)과 옵티컬 블랙 화소영역(2)의 전체면에 형성되어 있다. 패시베이션 막(21)은, 수소종단화 처리 후에 제거되어도 된다. 패시베이션 막(21)을 제거 함에 의해, 광로중의 굴절율을 맞추는 것이 용이해지고, 광전변환부에의 광의 입사율을 향상시키는 것이 가능해진다.
제2 비어 플러그(19) 및 제3 배선층(20)의 상세구성을 도 1b를 참조하여 설명한다. 도 1b는, 도 1a의 파선영역(22)의 확대 단면도다.
제2 비어 플러그(19)는, 제1 배리어 메탈층(19a) 및 코어층(19b)을 구비하고, 제3 절연막(27) 위에 배치된다. 제1 배리어 메탈층(19a)은, 티타늄층(31) 및 질화 티타늄층(32)을 포함한다. 티타늄층(31)은, 질화 티타늄층(32)을 덮도록 배치된다. 티타늄층(제1 재료층)(31)은, 티타늄(제1 재료)으로 형성된다. 질화 티타늄층(32)은, 코어층(19b)을 덮도록 배치된다. 질화 티타늄층(제2 재료층)(32)은, 질화 티타늄(제2 재료)으로 형성된다. 코어층(19b)은, 텅스텐층(33)을 포함한다. 텅스텐층(33)은, 질화 티타늄층(32)의 함몰 부분에 매립된다. 텅스텐층(33)은, 텅스텐으로 형성된다. ＣＭＰ처리를 실행하여 코어층(19b)인 텅스텐층(33)을 형성한다. 따라서, 제2 비어 플러그(19), 제1 배리어 메탈층(19a) 및 코어층(19b)과 제3 절연막(27)이 동시에 노출되고, 동일면을 형성한다(같은 면이 된다).
상기 제2 비어 플러그 위에 제3 배선층(20)이 배치된다. 제3 배선층(20)은, 티타늄층(20a) 및 제2 배리어 메탈층(20b) 및 코어층(20c)을 구비한다. 티타늄층 20a는, 티타늄층 34를 포함한다. 그 티타늄층 34은, 티타늄으로 형성된다. 티타늄층(34)은 질화 티타늄층(35)의 하부면을 따라 연장되어 있다. 티타늄층(34)은, 제2 비어 플러그(19)와 질화 티타늄층(35)과의 사이에 배치된다. 티타늄층(34)은, 5 내지 15ｎｍ의 막두께를 갖고(막두께를 d로 할 때, 관계식 5ｎｍ≤d≤15ｎｍ을 만족한다), 250 내지 350ｎｍ의 자외선의 흡수층으로서 기능한다. 제2 배리어 메탈층 20b 및 20d는, 질화 티타늄층 35 및 질화 티타늄층 37을 포함한다. 질화 티타늄층(35)은, 코어층(20c)의 하부면을 따라 연장되어 있다. 질화 티타늄층(35)은, 티타늄층(34)과 코어층(20c)과의 사이에 형성된다. 질화 티타늄층(35)은, 질화 티타늄으로 형성된다. 질화 티타늄층(37)은, 코어층(20c) 위에 형성된다. 질화 티타늄층(37)은, 질화 티타늄으로 형성된다. 코어층(20c)은, 알루미늄합금층(36)을 포함한다. 알루미늄합금층(36)은, 질화 티타늄층 35와 질화 티타늄층 37의 사이에 형성된다. 알루미늄합금층(36)은, 알루미늄을 주성분으로 하는 알루미늄합금으로 형성된다.
또한, 유효화소영역(1)에 배치된 제3 배선층(20)의 아래에도 티타늄으로 형성된 층이 배치되어 있지만, 티타늄으로 형성된 층을 부분적으로 배치하지 않아도 된다.
상기 제3 배선층(20)의 구조에 의해 옵티컬 블랙 화소영역에 인가된 250 내지 350ｎｍ의 자외선을 효과적으로 흡수할 수 있고, 옵티컬 블랙 화소영역의 암전류를 저감시킬 수 있다. 이하에 상세내용을 설명한다.
일본국 공개특허공보 특개 2008-218755호에 기재된 것처럼, 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류의 차이가 티타늄층의 수소흡장효과에 기인할 경우에는, 옵티컬 블랙 화소영역의 티타늄층의 막두께를 0으로 할 수 있다. 그러나, 본 발명자들은, 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류의 차이가 티타늄층의 수소흡장효과에 의해서만 생기지 않고, 에칭과 플라즈마 데미지에 의해 생긴 암전류의 증가도 무시될 수 없다는 것을 발견하였다.
도 2는, 티타늄층(20a)의 막두께를 변화시켰을 때의 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류의 차이를 보이고 있다. 티타늄층의 막두께가 10ｎｍ정도일 때 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류 차이는 최소치다. 그 암전류의 차이는, 5 내지 15ｎｍ정도의 사이에서 점점 커진다. 막두께가 5ｎｍ이하 혹은 15ｎｍ이상일 때 기울기는 크고, 옵티컬 블랙 화소영역과 유효화소영역의 암전류의 차이는 크다.
도 3은, 티타늄층의 상부면에서 광을 조사했을 때의 광의 소광계수와 광 투광 강도를 보이고 있다. 이 티타늄층은, 도 1a 및 1b에서 나타낸 티타늄층(20a)과 같은 티타늄으로 이루어진 10ｎｍ의 두께의 티타늄층이다. 도 3의 소광계수에 나타나 있는 바와 같이, 티타늄층은 파장이 300ｎｍ정도일 경우 광 흡수 피크를 갖고, 대응한 파장에 있어서 광 투과 강도도 최소치를 나타낸다. 따라서, 광 투과 강도로부터 티타늄층은 250 내지 350ｎｍ의 파장의 광을 투과시키지 않는 것을 알 수 있다. 티타늄층의 상부면으로부터 광을 조사하는 경우도, 250 내지 350ｎｍ정도의 광은 티타늄층 아래에 쉽게 투과되지 않는다.
보다 구체적으로, 도 2의 현상은, 도 3에 나타나 있는 바와 같이, 티타늄층(20a)이 250 내지 350ｎｍ의 자외선 흡수와, 티타늄층의 수소흡장효과에 의해 생긴다. 옵티컬 블랙 화소영역(2)은, 유효화소영역(1)과 달리, 티타늄층을 포함하는 차광층(20)으로 덮어져 있다. 따라서, 티타늄층(20a) 형성 후의 플라즈마 처리에서 발생한 250 내지 350ｎｍ의 자외선을 티타늄층(20a)이 흡수하고, 옵티컬 블랙 화소영역(2)에 있어서의 화소의 암전류를 저감할 수 있다. 또한 티타늄층의 수소흡장효과에 의해, 티타늄층(20a)의 막두께가 15ｎｍ이상이 되면 수소흡장효과의 영향이 커진다. 그리고, 티타늄층(20a) 형성 후에 계면준위를 저감시키는 수소종단화 처리를 저해하기 때문에 암전류는 증가한다. 따라서, 자외선을 효과적으로 흡수하면서, 수소종단화 처리를 효과적으로 행하기 위해서는, 티타늄층의 막두께가 5ｎｍ이상이며 15ｎｍ이하인 것이 바람직하다.
유효화소영역(1)에 있어서는 상기 차광막의 다른 부분이 배치되고, 상기 광전변환부가 개방되기 때문에, 250 내지 350ｎｍ의 자외선에 의해 생긴 계면준위는 옵티컬 블랙 화소영역(2)의 것보다 커도 된다. 그러나, 티타늄층의 체적이 적기 때문에, 계면준위를 저감시키기 위해서 행하는 수소처리의 효과가 옵티컬 블랙 화소영역보다도 커진다. 이에 따라 유효화소영역과 옵티컬 블랙 화소영역의 암전류 차이를 저감하는 것이 가능해지고, 우수한 화질을 얻을 수 있다.
예를 들면, 제2 비어 플러그(19)의 위에 티타늄층(20a)이 배치되지 않은 경우에, 제2 비어 플러그(19)는 티타늄층을 포함한다. 그렇지만, 비어 홀(hole)을 매립하여 균일한 막두께의 티타늄층을 형성하는 것이 곤란하여, 티타늄층의 두께가 불균일하게 될 것이다. 이러한 경우에는, 옵티컬 블랙 화소영역에 있어서의 암전류에 편차가 생겨버릴 가능성이 있다. 따라서, 제3 배선층(20)을 따라서의 평면에 5 내지 15ｎｍ의 범위에서 티타늄층(20a)을 배치함으로써 옵티컬 블랙 화소영역에 있어서의 암전류를, 균일하게 저감시킬 수 있다. 본 실시예에 있어서, 티타늄층(20a)은 제3 배선층(20)의 코어층(20c)과 동일한 패턴을 가진다. 동일한 패턴이란, 제3 배선층(20)을 따라서의 평면에 있어서, 동일한 평면 배치를 갖는 구성이다. 이러한 구성에 의해, 옵티컬 블랙 화소영역에 있어서의 암전류의 저감을 균일하게 하는 것이 용이해진다.
상술한 것처럼, 본 실시예의 구성에 의하면, 티타늄층의 수소흡장효과 및 플라즈마 데미지의 억제 효과를 밸런스 좋게 할 수 있고, 유효화소영역과 옵티컬 블랙 화소영역의 암전류 차이를 저감할 수 있다.
(제1실시예의 변형 예)
본 발명의 제1실시예에 따른 광전변환장치의 변형 예를 도 4a 내지 도 4c에 나타낸다. 도 4a 내지 도 4c는, 도 1b에 대응하는 단면도다. 도 1b와 같은 기능은, 동일한 참조번호로 나타내어지고, 그 상세한 설명은 반복하지 않겠다.
도 1b에서는 티타늄층(34)을 질화 티타늄층(35)의 아래에 배치한다. 그러나, 도 4a에서는 티타늄층(34)이 질화 티타늄층(35)의 위에 배치되어 있다. 도 4b의 구성에 있어서는, 티타늄층(34)이 알루미늄합금층(36)의 위에 배치된다. 도 4c에서는, 티타늄층 34를 알루미늄합금층(36)의 아래에 배치하고, 티타늄층 38을 알루미늄합금층(36)의 위에 배치하고 있다. 티타늄층 34와 38의 두께는 총 5 내지 15ｎｍ이고(막두께를 d로 할 때, 관계식 5ｎｍ≤d≤15ｎｍ을 만족한다), 그 막두께의 비율은 관계없다.
도 4a∼4c에 나타나 있는 바와 같이, 제3 배선층(20)의 위 혹은 아래, 혹은 위와 아래에 티타늄층을 배치하고, 그 막두께는 총 5 내지 15ｎｍ다. 이것은, 상기 제1실시예와 같이 유효화소영역과 옵티컬 블랙 화소영역의 암전류 차이를 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 여러 가지의 변경이 가능하다.
(촬상 시스템에의 적용)
본 발명의 광전변환장치를 촬상장치로서 촬상 시스템에 적용했을 경우의 일 실시예에 대해서 상세하게 설명한다. 촬상 시스템의 예들로서는, 디지털 스틸 카메라나 디지털 캠코더 등을 들 수 있다. 도 5는, 촬상 시스템의 예로서 디지털 스틸 카메라에 광전변환장치를 적용했을 경우의 블럭도를 나타낸다.
도 5에 있어서, 참조번호 501은 렌즈의 보호를 위한 배리어를 나타낸다. 참조번호 502는 피사체의 광학 상(image)을 촬상장치(504)에 결상시키는 렌즈를 나타낸다. 참조번호 503은 렌즈(2)를 통과한 광량을 변화시키기 위한 조리개를 나타낸다. 참조번호 504는 상기의 실시예에서 설명한 촬상장치이며, 렌즈(502)에 의해 결상된 광학상을 화상 데이터로 변환한다. 촬상장치(504)의 기판에는 ＡＤ변환기가 형성되어 있는 것으로 가정한다. 참조번호 507은 촬상장치(504)에서 출력된 촬상 데이터에 각종의 보정이나 데이터를 압축하는 신호 처리부를 나타낸다. 도 5에 있어서, 참조번호 508은 촬상장치(504) 및 신호 처리부(507)에, 각종 타이밍 신호를 출력하는 타이밍 발생부다. 참조번호 509는 각종 연산과 디지털 스틸 카메라 전체를 제어하는 전체 제어 및 연산부다. 참조번호 510은 화상 데이터를 일시적으로 기억 하기 위한 메모리부다. 참조번호 511은 기록 매체에 및 기록 매체로부터 데이터를 기록 또는 판독하기 위한 인터페이스부다. 참조번호 512는 촬상 데이터의 기록 또는 판독을 행하기 위한 반도체 메모리 등의 착탈가능한 기록 매체다. 참조번호 513은 외부 컴퓨터 등과 통신하기 위한 인터페이스부다. 타이밍 신호등은 촬상 시스템의 외부에서 입력되어도 좋고, 촬상 시스템은 적어도 촬상장치(504)와, 촬상장치로부터 출력된 촬상신호를 처리하는 신호 처리부(507)를 구비하여도 된다. 본 실시예에서는, 촬상장치(504)와 ＡＤ변환기가 동일기판에 형성되어 있지만, 그 촬상장치와 ＡＤ변환기가 다른 기판에 배치되어도 된다. 그 촬상장치(504)와 신호 처리부(507)는 동일한 기판 위에 형성되어도 된다. 이상과 같이, 본 발명의 광전변환장치를 촬상 시스템에 적용하는 것이 가능하다. 본 발명의 광전변환장치를 촬상 시스템에 적용함으로써, 저 노이즈의 화상의 촬상이 가능해진다.
본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.
(부호의 설명)
1 : 유효화소영역 2: 옵티컬 블랙 화소영역
11, 12 : 반도체영역 13: 전송 MOS트랜지스터
14 : 플로팅 디퓨전(floating diffusion) 영역
15 : 콘택 플러그 16 : 제1 배선층
17 : 제1 비어(via) 플러그 18 : 제2 배선층
19 : 제2 비어 플러그 19a : 제1 배리어 메탈층
19b : 코어층 20 : 제3 배선층
20b, 20d : 제2 배리어 메탈층 20c : 코어층
21 : 패시베이션 막(상부층)
22 : 파선영역 23 : 반도체 영역
24 : 전송 MOS트랜지스터의 게이트 전극
25 : 제1 절연막 26 : 제2 절연막
27 : 제3 절연막 31 : 티타늄층
32 : 질화 티타늄층 33 : 텅스텐층
34 : 티타늄층 35 : 질화 티타늄층
36 : 알루미늄합금층 37 : 질화 티타늄층

Claims (11)

  1. 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 상기 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와;
    광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 상기 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치에 있어서,
    상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소는,
    절연막과,
    상기 절연막에 배치된 플러그와,
    상기 플러그 위에 배치된 알루미늄을 주성분으로 하는 층과,
    상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층 위, 또는 상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층과 상기 플러그 사이에 배치된 티타늄층을 포함하고,
    상기 티타늄층의 막두께는 5㎚ 내지 15㎚이고,
    상기 유효 화소의 상기 티타늄층의 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 티타늄층의 체적보다 적어지도록 상기 티타늄층이 패턴되는 것을 특징으로 하는, 광전변환장치.
  2. 광전변환부를 가지며, 티타늄층 및 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와;
    광전변환부를 가지며, 티타늄층 및 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치에 있어서,
    상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소는,
    절연막과,
    상기 절연막에 배치된 플러그와,
    상기 플러그 위에 배치된 알루미늄을 주성분으로 하는 층과,
    상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층 위와, 상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층과 상기 플러그 사이, 각각에 배치된 티타늄층을 포함하고,
    상기 티타늄층의 막두께는 총 5㎚ 내지 15㎚이고,
    상기 유효 화소의 상기 티타늄층의 총 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 티타늄층의 총 체적보다 적어지도록 상기 티타늄층이 패턴되는 것을 특징으로 하는, 광전변환장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플러그와 상기 절연막은 화학적 기계 연마(ＣＭＰ)처리에 의해 형성되는, 광전변환장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플러그는 배리어 메탈층을 포함하고, 상기 플러그의 코어층과 배리어 메탈층과 상기 절연막은 동일면을 형성하는, 광전변환장치.
  5. 청구항 1 또는 2에 따른 광전변환장치와,
    상기 광전변환장치로부터 출력된 촬상신호를 처리하는 신호 처리부를 구비한 촬상 시스템.
  6. 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 상기 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와;
    광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 상기 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치의 제조방법에 있어서,
    상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소의 영역에 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 절연막에 플러그를 형성하는 공정과,
    상기 플러그 위에 5㎚ 내지 15㎚의 막두께를 갖는 티타늄층을 형성하는 공정과,
    상기 티타늄층 위에 알루미늄을 주성분으로 하는 층을 형성하는 공정과,
    상기 유효 화소의 상기 티타늄층의 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 티타늄층의 체적보다 적어지도록 상기 티타늄층을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광전변환장치의 제조방법.
  7. 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 상기 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와;
    광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 상기 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치의 제조방법에 있어서,
    상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소의 영역에 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 절연막에 플러그를 형성하는 공정과,
    상기 플러그 위에 알루미늄을 주성분으로 하는 층을 형성하는 공정과,
    상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층 위에 5㎚ 내지 15㎚의 막두께를 갖는 티타늄층을 형성하는 공정과,
    상기 유효 화소의 상기 티타늄층의 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 티타늄층의 체적보다 적게 되도록 상기 티타늄층을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광전변환장치의 제조방법.
  8. 광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층 모두가 상기 광전변환부의 위를 덮는 옵티컬 블랙 화소와;
    광전변환부를 가지며, 티타늄층과 알루미늄을 주성분으로 하는 층이 상기 광전변환부의 위를 덮지 않지만, 그 이외의 부분에 배치된 유효 화소를 포함하는 광전변환장치의 제조방법에 있어서,
    상기 옵티컬 블랙 화소 및 상기 유효 화소를 형성하는 영역에 절연막을 형성하는 공정과,
    상기 절연막에 플러그를 형성하는 공정과,
    상기 플러그 위에 제1 티타늄층을 형성하는 공정과,
    상기 제1 티타늄층 위에 알루미늄을 주성분으로 하는 층을 형성하는 공정과,
    상기 알루미늄을 주성분으로 하는 층 위에 제1 및 제2 티타늄층과의 총 막두께가 5㎚ 내지 15㎚가 되도록 제2 티타늄층을 형성하는 공정과,
    상기 유효 화소의 상기 제1 및 제2 티타늄층들의 총 체적이 상기 옵티컬 블랙 화소의 상기 제1 및 제2 티타늄층들의 총 체적보다 적어지도록 상기 제1 및 제2 티타늄층들을 패터닝하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 광전변환장치의 제조방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 티타늄층을 형성하는 공정 후에, 상기 유효 화소와 상기 옵티컬 블랙 화소에 대하여 수소 종단화 처리를 행하는 공정을 더 포함하는, 광전변환장치의 제조방법.
  10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플러그를 형성하는 공정은, 상기 플러그와 상기 절연막에 대하여 화학적 기계 연마(ＣＭＰ)처리를 행하는 공정을 포함하는, 광전변환장치의 제조방법.
  11. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플러그는 배리어 메탈층을 포함하고, 상기 플러그의 코어층과 배리어 메탈층과 상기 절연막은 동일면을 형성하도록, 처리되는 것을 특징으로 하는, 광전변환장치의 제조방법.
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