TWI406404B - 固態成像器件，其製造方法及成像裝置 - Google Patents

固態成像器件，其製造方法及成像裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI406404B
TWI406404B TW098120699A TW98120699A TWI406404B TW I406404 B TWI406404 B TW I406404B TW 098120699 A TW098120699 A TW 098120699A TW 98120699 A TW98120699 A TW 98120699A TW I406404 B TWI406404 B TW I406404B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
insulating film
pad
opening
metal pad
photoelectric conversion
Prior art date
Application number
TW098120699A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201003908A (en
Inventor
Masashi Nakata
Haruhiko Ajisawa
Naotsugu Yoshida
Yasuhiro Nakano
Junichi Furukawa
Yoshinori Toumiya
Junichiro Fujimagari
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW201003908A publication Critical patent/TW201003908A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI406404B publication Critical patent/TWI406404B/zh

Links

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
    • 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
    • H01L27/14632—Wafer-level processed 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
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • 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
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14629—Reflectors
    • 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
    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements
    • 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
    • H01L27/14687—Wafer level processing

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)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Description

固態成像器件，其製造方法及成像裝置
本發明係關於一種固態成像器件，其製造方法及一種成像裝置。
將參考圖8所示之示意剖面圖說明先前技術之固態成像器件。
如圖8所示，一光電轉換部分(光接收部分)112轉換入射光成信號電荷，其係形成在一半導體基板111中。該光電轉換部分112係覆蓋有一絕緣層121，其包括例如一抗反射層及一平坦化層。該絕緣層121之最上層可為一平坦化層，及一佈線部分131係形成在該最上層上，該佈線部分131包括複數個佈線層及絕緣層間，該等絕緣層間填滿該等佈線層之間、和構成該佈線層之導體線路之間的空間。該佈線部分131之一導體線路135係連接至一金屬墊137。該金屬墊137係由，例如鋁或一鋁合金製成。
該金屬墊137在該佈線部分131上係塗布有一墊塗布(pad-coating)絕緣膜141。
在該光電轉換部分112之上，一光學波導151係形成於該佈線部分131及該墊塗布絕緣膜141中。該光學波導151係藉由在一波導開口133中形成一波導材料層153而形成，該波導開口133形成在該佈線部分131之該等絕緣層間中，以便用一鈍化層143填滿其間的該波導開口。
一彩色濾光片171及一聚光透鏡181進一步形成在該光學 波導151上，其間具有一平坦化層161。此一結構係提議在，例如日本專利申請案第2006-332421號。
從程序簡單性及大規模生產量的觀點來看，該墊塗布絕緣膜141形成的厚度為300至500 nm。
該墊塗布絕緣膜141塗布金屬墊137，以防止該金屬墊137被用於形成該波導開口133之蝕刻所蝕刻。
而且，該墊塗布絕緣膜141防止該金屬墊137與一光阻層之直接接觸，該光阻層係用作用於形成該波導開口133之一蝕刻遮罩。若該光阻與該金屬墊137接觸，則該金屬墊137會在該光阻遭到重製時損耗。特定言之，一鋁或鋁合金之金屬墊137具有一損耗的高風險。
因此，較佳係提供該墊塗布絕緣膜141。
然而，該墊塗布絕緣膜141形成一大厚度，如上述。此增加了該波導開口133的縱橫比，以延伸該光學波導151的整個長度，因此增加了該光學波導151中的光學損失。
此外，其可能難以用該波導材料層153填充該波導開口133，且因此空隙(未示出)可能會形成在該波導材料層153中。
在該光學波導151中的一空隙散射入射光，以減少到達該光電轉換部分112之光的品質，且因此導致降低的光接收靈敏度。
另外，該光學波導151之長度的增加妨礙斜射光到達該光電轉換部分112。因此，在視角之一端會降低該靈敏度，及因此使陰影變得更糟。
因此，需求解決該靈敏度降低以造成陰影變糟的問題，因為該墊塗布絕緣膜之存在不會允許形成一短光學波導。
在本發明之一具體實施例中，最佳化該絕緣間層或該墊塗布絕緣膜之厚度，及該光學波導開口之形狀，以增強該光接收靈敏度及防止該陰影變得更糟。
根據本發明之一具體實施例之一固態成像器件包括一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區；一佈線部分，其包括一導體線路且佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜；一金屬墊，其連接至該導體線路；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊；及一波導材料層。該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號。該佈線部分及該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上各具有一開口位於其中，及該等開口彼此綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側。該波導材料層係佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層。該墊塗布絕緣膜之厚度的範圍為50至250 nm。該墊塗布絕緣膜界定該開口的面係傾斜的，以便朝該波導開口之敞開側偏離。
在此固態成像器件中，該波導開口之敞開側係由該墊塗布絕緣膜之一面所界定，該墊塗布絕緣膜係其中形成該波導開口之該等層之最上層，及該面係傾斜，以便朝該波導開口之敞開側偏離。因此，可防止該鈍化層外伸於該波導開口之上。因此，該波導材料層可合意地填滿該波導開口 而不會形成一空隙。而且，可減少該陰影。更明確言之，由於該墊塗布絕緣膜界定該波導開口之該面係傾斜，以便朝敞開側偏離，故通常會被阻擋之部分斜射光可進入該光電轉換部分。因此，該光電轉換部分可接收之光的品質增加，且相應地增強該靈敏度。
此外，該墊塗布絕緣膜之厚度的範圍在50至250 nm，及因而小於根據先前技術之墊塗布絕緣膜。因此，可減少入射光到達該光電轉換部分所通過之光學路徑，且因此可增加該靈敏度。
另外，根據該墊塗布絕緣膜之厚度的減少，可將該光學波導形成的更深。因此，可改善該光學波導之特性，及可增加該光電轉換部分可接收之光的品質。因此，可增加該靈敏度。
根據本發明之另一具體實施例之一固態成像器件包括一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區；一佈線部分，其包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路且佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜；一金屬墊，其佈置於該最上層的絕緣層間上及連接至該等導體線路之其一；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊；及一波導材料層。該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號。該佈線部分及該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上各具有一開口位於其中，及該等開口彼此綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側。該波導材料層係佈置在該波導開口 中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層。該最上層之絕緣層間具有其上佈置該金屬墊的一部分，及不具有該金屬墊的一部分；且不具有該金屬墊的該部分具有的厚度小於在該金屬墊之下的該部分。該墊塗布絕緣膜界定該開口的面係傾斜的，以便朝該波導開口之敞開側偏離。
在此固態成像器件中，該波導開口之敞開側係由該墊塗布絕緣膜之一面所界定，該墊塗布絕緣膜係其中形成該波導開口之該等層之最上層，及該面係朝該波導開口之敞開側傾斜。因此，可防止該鈍化層外伸於該波導開口之上。因此，該波導材料層可合意地填滿該波導開口而不會形成一空隙。而且，可減少該陰影。更明確言之，由於界定該波導開口之部分的該墊塗布絕緣膜之該面係傾斜，以便朝敞開側偏離，故通常會被阻擋之部分斜射光可進入該光電轉換部分。因此，該光電轉換部分可接收之光的品質增加，且相應地增強該靈敏度。
此外，該最上層之絕緣層間具有其上佈置該金屬墊的一部分，及不具有該金屬墊的一部分；且不具有該金屬墊的該部分具有的厚度小於在該金屬墊之下的該部分。因此，其中形成該波導的該佈線部分之該部分具有小於根據先前技術之結構的一厚度。因此，可減少入射光到達該光電轉換部分所通過之光學路徑，且因此可增加該靈敏度。
或者是，根據該墊塗布絕緣膜之厚度的減少，可將該光學波導形成的更深。因此，可改善該光學波導之特性，及可增加該光電轉換部分可接收之光的品質。因此，可增加 該靈敏度。
根據本發明之又另一具體實施例之一固態成像器件包括一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區；一佈線部分，其包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路且佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜；一金屬墊，其佈置於該最上層的絕緣層間上及連接至該等導體線路之其一；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊；及一波導材料層。該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號。該佈線部分及該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上各具有一開口位於其中，及該等開口彼此綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側。該波導材料層係佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層。該最上層之絕緣層間僅存在於該金屬墊之下。該墊塗布絕緣膜界定該開口的面係傾斜的，以便朝該波導開口之敞開側偏離。
在此固態成像器件中，該波導開口之敞開側係由該墊塗布絕緣膜之一面所界定，該墊塗布絕緣膜係其中形成該波導開口之該等層之最上層，及該面係朝該波導開口之敞開側傾斜。因此，可防止該鈍化層外伸於該波導開口之上。因此，該波導材料層可合意地填滿該波導開口而不會形成一空隙。而且，可減少該陰影。更明確言之，由於界定該波導開口之部分的該墊塗布絕緣膜之該面係傾斜，以便朝敞開側偏離，故通常會被阻擋之部分斜射光可進入該光電轉換部分。因此，該光電轉換部分可接收之光的品質增 加，且相應地增強該靈敏度。
而且，由於該最上層之絕緣層間僅存在於該金屬墊之下，故在形成該波導開口之區域中的該等絕緣層間之總厚度可小於根據先前技術之絕緣層間的總厚度。因此，可減少入射光到達該光電轉換部分所通過之光學路徑，且因此可增加該靈敏度。
或者是，根據該墊塗布絕緣膜之厚度的減少，可將該光學波導形成的更深。因此，可改善該光學波導之特性，及可增加該光電轉換部分可接收之光的品質。因此，可增加該靈敏度。
根據本發明之一具體實施例之一固態成像器件之製造方法包括以下步驟：在一半導體基板中形成一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區，該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號；在該半導體基板上形成一佈線部分，其包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路，其間具有一絕緣膜；在該佈線部分之最上層絕緣層間之上形成一金屬墊，其連接至該複數個導體線路之其一；在該佈線部分上形成一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊；及在該光電轉換部分之上，於該等絕緣層間及該墊塗布絕緣膜中形成一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側，使得該墊塗布絕緣膜中的開口具有一面係傾斜，以便朝該波導開口之敞開側偏離。形成該金屬墊之該步驟包括以下子步驟：在最上層之絕緣層間中形成一連接孔，以便連通該最上層絕緣層間之下的導體線路之 其一；在該最上層絕緣層間上形成一金屬基導電層，以便填充該連接孔；圖案化該導電層以在該連接孔中形成一插塞，而該金屬墊係連接至該插塞；及蝕刻該最上層絕緣層間，以便減少在該金屬墊周圍之該最上層絕緣層間的厚度，或移除在該金屬墊周圍之該最上層絕緣層間，留下該金屬墊下方之該最上層絕緣層間的部分。
當在根據一具體實施例製造一固態成像器件之方法中形成該波導開口時，界定該波導開口之部分的墊塗布絕緣膜之該面係傾斜，以便朝該敞開側偏離。因此，可防止該鈍化層外伸於該波導開口之上。因此，該波導材料層可合意地填滿該波導開口而不會形成空隙。而且，由於界定該波導開口之部分的墊塗布絕緣膜之該面係傾斜，以便朝該敞開側偏離，故通常會被阻擋之部分斜射光可進入該光電轉換部分。因此，該光電轉換部分可接收之光的品質增加，及該陰影減少，且相應地增強該靈敏度。
蝕刻該最上層絕緣層間，以便減少在該金屬墊周圍之該最上層絕緣層間的厚度，或實質上完全移除在該金屬墊周圍之該最上層絕緣層間，留下該金屬墊下方之該最上層絕緣層間的部分。因此，可減少入射光到達該光電轉換部分所通過之光學路徑，且因此可增加該靈敏度。
或者是，根據該最上層絕緣層間之厚度的減少，可將該光學波導形成的更深。因此，可改善該光學波導之特性，及可增加該光電轉換部分可接收之光的品質。因此，可增加該靈敏度。
根據本發明之一具體實施例之一成像裝置包括一光聚焦光學區段，其聚焦入射光；一成像區段，其包括一固態成像器件，該成像區段接收聚焦在該光聚焦光學區段中的光及光電地轉換該光為一信號；及一信號處理區段，其處理在該成像區段中經轉換的信號。該固態成像器件包括一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區；一佈線部分，其包括一導體線路且佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜；一金屬墊，其連接至該導體線路；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊；及一波導材料層。該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號。該佈線部分及該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上各具有一開口位於其中，及該等開口彼此綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側。該波導材料層係佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層。該墊塗布絕緣膜之厚度的範圍為50至250 nm，及具有一面界定其中的開口。該面係傾斜，以便朝該波導開口之敞開側偏離。
由於該成像裝置使用根據本發明之一具體實施例之固態成像器件，故每一像素之光電轉換部分之靈敏度增強，且會減少陰影。
在根據本發明之一具體實施例之固態成像器件中，該光電轉換部分可接收之光的品質增加。因此，該靈敏度增強，及該陰影減少。
該成像裝置包括根據本發明之一具體實施例之該固態成 像器件，且因此確保每一像素之光電轉換部分中的一足夠靈敏度。因此，可有利地增強像素性質，例如靈敏度。此外，可減少該陰影，及相應地，增加該等像素周圍的解晰度。因此，可增強影像品質。
現將說明本發明之較佳具體實施例。
第一具體實施例 固態成像器件
現將參考圖1所示之示意剖面圖說明根據本發明之一第一具體實施例之一固態成像器件。
如圖1所示，一半導體基板11具有一像素區12及一在該像素區12周圍之週邊電路區13。該像素區12包括一光電轉換部分21，其藉由光電地轉換入射光產生電信號。
除了該光電轉換部分21之外，該像素區12包括一像素電晶體部分22，其將自該光電轉換部分21讀取的信號電荷轉換成一電壓；及一第一隔離部分14，其分離該光電轉換部分21與該像素電晶體部分22。該第一隔離部分14具有一STI(淺溝渠隔離)結構，且自該半導體基板11之表面凸出。
亦提供具有一STI結構之一第二隔離部分15予該半導體基板11之該週邊電路區13。
該第一隔離部分14埋入該半導體基板11中的部分具有的一深度小於該第二隔離部分15埋入該半導體基板11的部分。例如，該第一隔離部分14埋入該半導體基板11中的部分的深度範圍係50至160 nm。該第二隔離部分15埋入該半 導體基板11中的部分的深度範圍例如係200至300 nm。
藉由減少該像素區12中之該第一隔離部分14之埋入部分的深度，可減少對該STI結構的蝕刻損壞及該STI結構上的膜應力。藉由設定該埋入部分之深度為上述範圍，可減少白斑及暗電流，其對於該像素區12之成像特性係重要的。
此外，藉由將該週邊電路區13之該第二隔離部分15埋得比該第一隔離部分14要深，可增加隔離耐受電壓。該週邊電路區13之重要因素之一係高速操作。藉由增加該埋入部分之深度，可減少該導體線路之寄生電容，及因此可達成一高速器件。
因此，可改變該像素區12及該週邊電路區13之間的STI結構的深度，以達成一高性能固態成像器件1(1A)。
該半導體基板11係覆蓋有一絕緣層31，其包括例如一抗反射層及一平坦化層。該絕緣層31之最上層可為一平坦化層，及在該最上層上形成一佈線部分41。該佈線部分41包括複數個佈線層，其由各別的導體線路42、43及44和絕緣層間45、46、47及48所界定，該等絕緣層間填滿該等佈線層之間與該等導體線路之間的空間。該佈線部分41之一導體線路44係連接至一金屬墊49。該金屬墊49係由，例如鋁或一鋁合金製成。
於該佈線部分41上，以一墊塗布絕緣膜51塗布該金屬墊49。該墊塗布絕緣膜51係由，例如氧化矽製成。或者是，該墊塗布絕緣膜51可為一複合膜，其包括由氧化矽、氮氧化矽或氮化矽製成的至少兩層。
在該光電轉換部分21之上，於該等絕緣層間45、46、47及48和該墊塗布絕緣膜51中形成一波導開口53。
一波導材料層57係形成在該波導開口53中及該墊塗布絕緣膜51上，其間具有一鈍化層55。
該墊塗布絕緣膜51具有一厚度範圍為50至250 nm，且界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51之面S係傾斜，以使朝敞開側偏離。
一光學波導59因而藉由以該波導材料層57填滿該波導開口53而形成，其間具有該鈍化層55。
一彩色濾光片71及一聚光透鏡81進一步形成在該光學波導59上，其間具有一平坦化層61。此外，一開口63係形成在該金屬墊49上的一區域中。
現將說明該墊塗布絕緣膜51之厚度。從例如光接收靈敏度及陰影性質的觀點來看，該墊塗布絕緣膜51所形成的厚度為50至250 nm。
決定該墊塗布絕緣膜51之厚度如下。
如上述，界定該波導開口53之上部部分的該墊塗布絕緣膜51之面S係傾斜，以便朝敞開側偏離。
此一傾斜面係重要的以足夠讓該波導開口填有一波導材料。若該墊塗布絕緣膜51的厚度係小於50 nm，則其難以蝕刻該墊塗布絕緣膜51以形成該傾斜面。
具有一厚度至少為50 nm的一墊塗布絕緣膜51可足夠保護該金屬墊49免受用於形成該波導開口53之蝕刻。而且，該墊塗布絕緣膜51之此一厚度允許該墊塗布絕緣膜51保護 該金屬墊49免受光阻重製。特定言之，該墊塗布絕緣膜51之厚度在該金屬墊49之側表面上傾向小於其他區域，因為沈積之特徵。
因此，該墊塗布絕緣膜51之厚度係設定在50 nm或以上。
若該鈍化層55係直接形成在以一小間距形成的金屬墊49上，則會不合意地形成空隙。例如，在以間隔250 nm形成的500 nm厚之金屬墊49之間的空間具有一高縱橫比。若該鈍化層55係直接形成在此金屬墊上，則會不合意地存在一空隙。
因此，該墊塗布絕緣膜51係由能夠比該鈍化層55之材料更輕易地填滿該鈍化層55和該等金屬墊49之間的空間的一材料形成，因而減少該等金屬墊49之側邊的縱橫比。因此，減少空隙的發生以增加可靠性。
較佳地係，從增強該光電轉換部分21之靈敏度及減少該陰影的觀點來看，該墊塗布絕緣膜51具有的厚度越小越好。然而，如上述，該墊塗布絕緣膜51具有一重要功能。
因此，該墊塗布絕緣膜51之厚度的上限係設定在250 nm。咸信，具有此一厚度的墊塗布絕緣膜可增強該光電轉換部分21之靈敏度及減少該陰影。
在固態成像器件1(1A)中，界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51的面S係傾斜，以便朝敞開側偏離。因此，可防止該鈍化層55外伸於該波導開口53之上。
因此，該波導材料層57可合意地填滿該波導開口53而不 會形成空隙。
而且，可減少該陰影。更明確言之，由於界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51之該面S係傾斜，以便朝敞開側偏離，故通常會被阻擋之斜射光可部分地進入該光電轉換部分21。
因此，該光電轉換部分21可接收之光的品質增加，且相應地增強該靈敏度。
此外，該墊塗布絕緣膜51之厚度的範圍係50至250 nm，及因此小於根據先前技術之墊塗布絕緣膜的厚度。
因此，可減少入射光到達該光電轉換部分21所通過之光學路徑，且因此可增強該靈敏度。
或者是，根據該墊塗布絕緣膜51之厚度的減少，可將該光學波導59形成的更深。
因此，可改善該光學波導之特性，及因而增加該光電轉換部分21可接收之光的品質。因此，可增加該靈敏度。
另外，該墊塗布絕緣膜51的存在使一光阻層當作一用於形成該欲形成薄之波導開口53的蝕刻遮罩。例如，該光阻層可形成的厚度為1.5 μm或更小。
因此可增加曝光邊限。
而且，由於該光阻層及該墊塗布絕緣膜51保護該金屬墊49免受用於形成該波導開口53之蝕刻，故該金屬墊49不會受到蝕刻或損耗。
因此，可維持該金屬墊49的可靠性。
該像素區12之該第一隔離部分14自該半導體基板11之表 面凸出。此在該絕緣膜31的表面造成一凸塊，其中該絕緣膜31包含一抗反射層及一覆蓋該第一隔離部分14的平坦化層。該凸塊可保持數十奈米，即使其被CMP平坦化也亦然。
剩餘之凸塊影響覆蓋佈線部分41。
因此，其變得難以形成該波導開口53。一般而言，微影及蝕刻會隨著該凸塊之高度增加而變得困難。因此，其變得難以形成一精細開口。
因此，將該第一隔離部分14之下方部分埋入該半導體基板11中，以減少該第一隔離部分14自該半導體基板11之表面凸出的高度。例如，該凸出之高度係減少至40 nm或更小，以最小化該凸塊的負面影響。
因此，增強該絕緣膜31之表面的平坦度。
藉由將該墊塗布絕緣膜51形成在平坦度因此增強之該絕緣膜31的表面上，該波導開口53之縱橫比可進一步減少，及因此，可進一步增強所得固態成像器件1之靈敏度。
即使該第一隔離部分14之該凸出係大於上述值，仍可輕易地藉由減少該墊塗布絕緣膜51的厚度而形成該波導開口53。因此，用於填充該波導開口53的邊限可增加。
檢查該固態成像器件1(1A)之一範例的靈敏度及陰影以用於成像性質。其結果如圖2及3所示。圖2中，垂直軸代表靈敏度，而水平軸代表光電轉換效率。圖3中，垂直軸代表陰影之變化，而水平軸代表陰影強度。該陰影強度顯示相對於視角之中心，有多少區域的靈敏度遭到退化。一 較高的陰影強度導致該像素周圍的一退化靈敏度。
結果顯示圖2及3所示之該範例之固態成像器件1(1A)包括一厚度範圍在50至250 nm的墊塗布絕緣膜51。亦檢查根據先前技術之一固態成像器件作為比較性範例。該比較性範例之固態成像器件包括一厚度範圍在300至500 nm的墊塗布絕緣膜51。
圖2顯示包含一減少厚度之墊塗布絕緣膜51的該範例之固態成像器件之靈敏度，比該比較性範例之固態成像器件增加約2%。
圖3顯示包含一減少厚度之墊塗布絕緣膜51的該範例之固態成像器件之陰影，比該比較性範例之固態成像器件減少約3%。
既然在該固態成像器件1(1A)，該光電轉換部分21可接受之光的品質增加，故該靈敏度增強及該陰影減少。
第二具體實施例 固態成像器件
現將參考圖4所示之示意剖面圖說明根據本發明之一第二具體實施例之一固態成像器件。
如圖4所示，一半導體基板11具有一像素區12及一在該像素區12周圍之週邊電路區13。該像素區12包括一光電轉換部分21，其藉由光電地轉換入射光產生電信號。
除了該光電轉換部分21之外，該像素區12包括一像素電晶體部分22，其將自該光電轉換部分21讀取的信號電荷轉換成一電壓；及一第一隔離部分14，其分離該光電轉換部 分21與該像素電晶體部分22。該第一隔離部分14具有一STI(淺溝渠隔離)結構，且自該半導體基板11之表面凸出。
亦提供具有一STI結構之一第二隔離部分15予該半導體基板11之該週邊電路區13。
該第一隔離部分14埋入該半導體基板11中的部分具有的一深度小於該第二隔離部分15埋入該半導體基板11中的部分。例如，該第一隔離部分14埋入該半導體基板11中的部分的深度範圍係50至160 nm。該第二隔離部分15埋入該半導體基板11中的部分的深度範圍例如係200至300 nm。
藉由減少該像素區12中之該第一隔離部分14之埋入部分的深度，可減少對該STI結構的蝕刻損壞及該STI結構上的膜應力。藉由設定該埋入部分之深度為上述範圍，可減少白斑及暗電流，其對於該像素區12之成像特性係重要的。
此外，藉由將該週邊電路區13之該第二隔離部分15埋得比該第一隔離部分14要深，可增加隔離耐受電壓。該週邊電路區13之重要因素之一係高速操作。藉由增加該埋入部分之深度，可減少該導體線路之寄生電容，及因此可達成一高速器件。
因此，可改變該像素區12及該週邊電路區13之間的STI結構的深度，以達成一高性能固態成像器件1(1B)。
該半導體基板11係覆蓋有一絕緣層31，其包括例如一抗反射層及一平坦化層。該絕緣層31之最上層可為一平坦化層，及在該最上層上形成一佈線部分41。該佈線部分41包括複數個佈線層，其由各別的導體線路42、43及44和絕緣 層間45、46、47及48所界定，該等絕緣層間填滿該等佈線層之間與該等導體線路之間的空間。該金屬墊49係形成在該絕緣層間48上，其係該等絕緣層間45、46、47及48的最上層，且該金屬墊49連接至該導體線路44。該金屬墊49係由，例如鋁及一鋁合金製成，且具有一厚度範圍例如係600至1120 nm，且更佳係600至650 nm。
若該金屬墊49之金屬層傾向僅用於一金屬墊，則其有利於形成該金屬墊49成一較大厚度，例如1120 nm。
然而在本具體實施例中，該金屬墊49之該金屬層亦當作一佈線層。由於接合電阻隨著該厚度增加而增加，故該金屬墊49可形成的一厚度為600 nm或更大。另一方面，從減少可能會造成其他層，如彩色濾光片之形成不均的段差高度的觀點來看，其有利於形成該金屬墊49的厚度為650 nm或更小。
最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49的部分具有一厚度d2小於該絕緣層間48位於該金屬墊49下方的部分的厚度d1。
例如，該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的該部分具有一厚度d1為550至600 nm。不具有該金屬墊49的該部分之厚度d2係350 nm或更小。或者是，該最上層絕緣層間48可不必形成在其上沒有形成該金屬墊49的區域中。
已研究該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的厚度d1。例如，重複地以一針頭接觸該金屬墊49進行耐久性測試。當該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的該部分 具有一厚度d1為350 nm時，其耐久度(durability)會減少成具有一厚度d1為450或550 nm之該最上層絕緣層間48之耐久度的一半。另一方面，具有厚度d1為450及550 nm之該等絕緣層間分別地展現相同的耐久度。
具有厚度d1為450及550 nm之該最上層絕緣層間48遭到結構分析，且其沒有發現到該等絕緣層間中存有裂痕。然而觀察到，在具有厚度d1為450 nm的樣本中產生漏電流。
此結果顯示出，該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的該厚度d1可為550 nm或更大。然而，厚度d1過大可能會導致一層覆蓋該金屬墊49之一經減少的涵蓋範圍。因此，厚度d1的上限為1120 nm。然而，可取決於該金屬墊49的厚度而改變厚度d1的上限。更明確言之，該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的厚度d1的上限係設定成使得該金屬墊49可覆蓋有一下文所述之墊塗布絕緣膜51及鈍化層55。
於該佈線部分41上，以一墊塗布絕緣膜51塗布該金屬墊49。該墊塗布絕緣膜51係由，例如氧化矽製成。或者是，該墊塗布絕緣膜51可為一複合膜，其包括由氧化矽、氮氧化矽或氮化矽製成的至少兩層。
在該光電轉換部分21之上，於該等絕緣層間45、46、47及48和該墊塗布絕緣膜51中形成一波導開口53。
一波導材料層57係形成在該波導開口53中及該墊塗布絕緣膜51上，其間具有一鈍化層55。
該墊塗布絕緣膜51具有一厚度範圍為50至250 nm，且界 定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51之面S係傾斜，以便朝敞開側偏離。
一光學波導59因而藉由以該波導材料層57填滿該波導開口53而形成，其間具有該鈍化層55。
一彩色濾光片71及一聚光透鏡81進一步形成在該光學波導59上，其間具有一平坦化層61。此外，一開口63係形成在該金屬墊49上的一區域中。
從光接收靈敏度及陰影性質的觀點來看，如上述，該墊塗布絕緣膜51所形成的厚度為50至250 nm。
在根據第二具體實施例之固態成像器件1(1B)中，以與第一具體實施例之固態成像器件1(1A)相同的方式，將界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51之面S傾斜，以便朝敞開側偏離。因此，可防止該鈍化層55外伸於該波導開口53之上。
因此，該波導材料層57可合意地填滿該波導開口53而不會形成空隙。
而且，可減少該陰影。更明確言之，由於界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51之該面S係傾斜，以便朝敞開側偏離，故通常會被阻擋之斜射光可部分地進入該光電轉換部分21。
因此，該光電轉換部分21可接收之光的品質增加，且相應地增強該靈敏度。
此外，該墊塗布絕緣膜51之厚度的範圍係50至250 nm，及因此小於根據先前技術之墊塗布絕緣膜的厚度。
而且，由於該最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49的部分具有一厚度d2小於該絕緣層間48位於該金屬墊49下方的部分的厚度d1，故該絕緣層間的厚度可減少的比先前技術要多。
或者是，該最上層絕緣層間48可僅於該金屬墊49之下形成。在此情況中，在形成該波導開口53之區域中的該等絕緣層間之總厚度可小於根據先前技術之絕緣層間的總厚度。因此，可減少入射光到達該光電轉換部分21所通過之光學路徑，且因此可增加該靈敏度。
可透過上述方式減少入射光到達該光電轉換部分21所通過之光學路徑，且因此可增強該靈敏度。
可根據其中形成該光學波導59之該墊塗布絕緣膜51或該最上層絕緣層間48之厚度的減少，將該光學波導59形成的更深。
因此，可改善該光學波導之特性，及因而增加該光電轉換部分21可接收之光的品質。因此，可增加該靈敏度。
此外，由於該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的部分具有一厚度d1為550 nm或更大，故其對於一形成在該金屬墊49上的接合導線(未示出)具有一足夠的接合電阻。因此，不會發生漏電流。
另外，該墊塗布絕緣膜51的存在使一光阻層當作一用於形成該欲形成薄之波導開口53的蝕刻遮罩。例如，該光阻層可形成的厚度為1.5 μm或更小。
因此可增加曝光邊限。
而且，由於該光阻層及該墊塗布絕緣膜51保護該金屬墊49免受用於形成該波導開口53之蝕刻，故該金屬墊49不會受到蝕刻或損耗。
因此，可維持該金屬墊49的可靠性。
將該第一隔離部分14之下方部分埋入該半導體基板11中，以減少該第一隔離部分14自該半導體基板11之表面凸出的高度。例如，該凸出之高度係減少至40 nm或更小，以最小化該凸塊的負面影響。
因此，增強該絕緣膜31之表面的平坦度。
藉由將該墊塗布絕緣膜51或具有上述結構之該最上層絕緣層間48形成在平坦度因此增強之該絕緣膜31的表面上，該波導開口53之縱橫比可進一步減少，及因此，可進一步增強該所得固態成像器件1(1B)之靈敏度。
即使該第一隔離部分14之該凸出係大於上述值，仍可輕易地藉由減少該墊塗布絕緣膜51的厚度而形成該波導開口53。因此，用於填充該波導開口53的邊限可增加。
在根據第二具體實施例之固態成像器件1B中，該墊塗布絕緣膜51的厚度可形成的與先前技術相同，而且該最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49之部分的厚度仍可形成小於該絕緣層間48位於該金屬墊49下方之部分的厚度。在此結構中所增強的光接收靈敏度比不上具有墊塗布絕緣膜51厚度為50至250 nm之結構，但是增強勝於先前技術。
第三具體實施例 製造一固態成像器件之方法
現將參考圖5及6所示之示意剖面圖說明根據一第三具體實施例之製造一固態成像器件之方法。
如圖5所示，在一半導體基板11中形成一像素區12及一在該像素區12周圍之週邊電路區13。該像素區12包括一光電轉換部分21，其藉由光電地轉換入射光產生電信號。
除了該光電轉換部分21之外，該像素區12於其中具備一像素電晶體部分22，其將自該光電轉換部分21讀取的信號電荷轉換成一電壓；及一第一隔離部分14，其分離該光電轉換部分21與該像素電晶體部分22。該第一隔離部分14具有一STI(淺溝渠隔離)結構，且例如自該半導體基板11之表面凸出。
亦在該半導體基板11之該週邊電路區13中形成具有一STI結構之一第二隔離部分15。
該第一隔離部分14部分埋入該半導體基板11中的深度小於該第二隔離部分15。例如，該第一隔離部分14埋入該半導體基板11的部分的深度範圍係50至160 nm。該第二隔離部分15埋入該半導體基板11中的部分的深度範圍例如係200至300 nm。
藉由減少該像素區12中之該第一隔離部分14之埋入部分的深度，可減少對該STI結構的蝕刻損壞及該STI結構上的膜應力。藉由設定該埋入部分之深度為上述範圍，可減少白斑及暗電流，其對於該像素區12之成像特性係重要的。
此外，藉由將該週邊電路區13之該第二隔離部分15埋得比該第一隔離部分14要深，可增加隔離耐受電壓。該週邊 電路區13之重要因素之一係高速操作。藉由增加該埋入部分之深度，可減少該導體線路之寄生電容，及因此可達成一高速器件。
藉由改變該像素區12及該週邊電路區13之間的STI結構的深度，可達成一高性能固態成像器件1(1B)。
該半導體基板11係覆蓋有一絕緣層31，其包括例如一抗反射層及一平坦化層。該絕緣層31之最上層可為一平坦化層，及一佈線部分41係形成在該最上層上。該佈線部分41包括複數個佈線層，其由各別的導體線路42、43及44和絕緣層間45、46、47及48所界定，該等絕緣層間填滿該等佈線層之間與該等導體線路之間的空間。
例如，該等絕緣層間45至48係由氧化矽形成，及該最上層絕緣層間48形成的一厚度為550至1120 nm，且更佳係550至650 nm。該最上層絕緣層間48之此厚度範圍係設定，以便施予一足夠電阻至該絕緣層間48，如上述。
若該金屬墊49之金屬層傾向僅用於一金屬墊，則其有利於形成該金屬墊49成一較大厚度，例如1120 nm。
然而在本具體實施例中，該金屬墊49之該金屬層亦當作一佈線層。由於接合電阻隨著該厚度增加而增加，故該金屬墊49可形成的一厚度為600 nm或更大。另一方面，從減少可能會造成其他層，如彩色濾光片之形成不均的段差高度的觀點來看，其有利於形成該金屬墊49的厚度為650 nm或更小。
隨後，一金屬墊49係形成在該佈線部分41之該最上層絕 緣層間48上，且係連接至該導體線路44。
對於形成該金屬墊49，首先，在該最上層絕緣層間48中形成與該導體線路44連通的一連接孔48H。
然後，在該最上層絕緣層間48上形成一導電層91，以便使其透過該連接孔48H連接至該導體線路44。該導電層91係例如由鋁或一鋁合金形成，且具有一厚度範圍係例如600至1120 nm，且更佳係600至650 nm。
若該金屬墊49之金屬層傾向僅用於一金屬墊，則其有利於形成該金屬墊49成一較大厚度，例如1120 nm。
然而在本具體實施例中，該金屬墊49之該金屬層亦當作一佈線層。由於接合電阻隨著該厚度增加而增加，故該金屬墊49可形成的一厚度為600 nm或更大。另一方面，從減少可能會造成其他層(如彩色濾光片)之形成不均的段差高度的觀點來看，其有利於形成該金屬墊49的厚度為650 nm或更小。
可在形成該導電層91之前形成一黏著層或一阻障金屬層。此等層包括一鈦層、一氮化鈦層、一鉭層或一氮化鉭層。
另外形成一硬遮罩層92於該導電層91上。該硬遮罩層92係，例如一無機絕緣膜。該無機絕緣膜可由，例如氧化矽或氮化矽形成。當該硬遮罩層92係氧化矽時，該厚度係設定在範圍100至550 nm，以便當作一蝕刻遮罩。
隨後，一用於形成一金屬墊的光阻遮罩(未示出)係由在該硬遮罩層92上之光阻形成，而藉由蝕刻(例如，乾式蝕 刻)自該硬遮罩層92形成一硬遮罩93。然後，移除該光阻遮罩。
使用該硬遮罩93作為一蝕刻遮罩，將該導電層91圖案化成一金屬墊49。
另外，使用該硬遮罩93作為一蝕刻遮罩，蝕刻該最上層絕緣層間48。留下該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的部分，即其未遭蝕刻，而蝕刻該最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49的部分。執行該蝕刻直到該最上層絕緣層間48之已蝕刻部分的厚度減少至350 nm或更小。
對於蝕刻該導電層91，可使用一氯基蝕刻氣體作為蝕刻氣體，其通常用於乾式蝕刻鋁或鋁合金膜。對於蝕刻該最上層絕緣層間48，可使用一氟氯碳化物基蝕刻氣體作為蝕刻氣體，其通常用於乾式蝕刻氧化矽膜。
該導電層91之乾式蝕刻不會蝕刻該絕緣層間48。即使，例如過度地執行過蝕刻，一具有高度200 nm或更大的段差亦不會形成在該最上層絕緣層間48中。本具體實施例之特徵係，故意蝕刻該最上層絕緣層間。
因此，該最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49的部分的厚度可形成小於該絕緣層間48位於該金屬墊49下方的部分的厚度。
例如，該最上層絕緣層間48位於該金屬墊49下方的該部分具有一厚度為550至600 nm，而該絕緣層間48不具有該金屬墊49的該部分具有一厚度為350 nm或更小。
或者是，可完全移除該最上層絕緣層間48不具有該金屬 墊49的該部分。
連接至該佈線部分41之導體線路44的金屬墊49因此形成在該最上層絕緣層間48的上部表面上。在此情況中，該導電層填滿該連接孔48H的部分當作一插塞49P。
可在不同的步驟中形成該插塞49P及該金屬墊49。換句話說，可先形成該插塞49P，然後再形成該金屬墊49。
圖5顯示該最上層絕緣層間48已蝕刻後的狀態。
現參考圖6，一覆蓋該金屬墊49之墊塗布絕緣膜51係形成在該佈線部分41上。該墊塗布絕緣膜51係由例如氧化矽形成，其厚度範圍為50至250 nm。或者是，該墊塗布絕緣膜51可為一複合膜，其包括由氧化矽、氮氧化矽或氮化矽製成的至少兩層。此一墊塗布絕緣膜51之厚度範圍亦形成為50至250 nm。
將該墊塗布絕緣膜51之厚度設定在範圍50至250 nm的理由與第一具體實施例所述相同。
隨後，藉由一習知微影形成一光阻遮罩(未示出)，及透過該光阻遮罩在該光電轉換部分之上藉由蝕刻而於該等絕緣層間45至48中形成一波導開口53。若該墊塗布絕緣膜51及該最上層絕緣層間48係由不同材料製成，則會先形成該波導開口53，然後再等向性蝕刻該墊塗布絕緣膜51，使得界定該波導開口53之部分的面S會傾斜，以朝敞開側偏離。
若該墊塗布絕緣膜51及該最上層絕緣層間48係由相同材料製成，則僅會在該墊塗布絕緣膜51先形成該波導開口 53，然後再等向性蝕刻該墊塗布絕緣膜51，使得界定該波導開口53之部分的面S會傾斜，以朝敞開側偏離。接著，延伸該波導開口53，以便形成在該等絕緣層間45至48中。
隨後，移除該光阻遮罩。
接著，一波導材料層57係形成在該波導開口53中及該墊塗布絕緣膜51上，其間具有一鈍化層55。
一光學波導59因而藉由以該波導材料層57填滿該波導開口53而形成，其間具有該鈍化層55。
一彩色濾光片71及一聚光透鏡81進一步形成在該光學波導59上，其間具有一平坦化層61。此外，一開口63係形成在該金屬墊49上的一區域中。
一固態成像器件1(1B)因而完成。
當該波導開口53係根據本具體實施例之方法而形成時，界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51的該面S係傾斜，以便朝敞開側偏離。因此，可防止該鈍化層55外伸於該波導開口53之上。
因此，該波導材料層57可合意地填滿該波導開口53而不會形成空隙。
由於界定該波導開口53之部分的該墊塗布絕緣膜51的該面S係傾斜，以便朝敞開側偏離，故通常會被阻擋之部分斜射光可進入該光電轉換部分21。因此，該光電轉換部分21可接收之光的品質增加及陰影減少，且相應地增強該靈敏度。
而且，在根據本具體實施例之方法中，蝕刻該最上層絕 緣層間48位於該金屬墊49之下以外的部分以減少該厚度，或將其完全移除。因此，可減少入射光到達該光電轉換部分21所通過之光學路徑，且因此可增強該靈敏度。
或者是，根據該最上層絕緣層間48之厚度的減少，將該光學波導59形成的更深。因此，可改善該光學波導之特性，及增加該光電轉換部分可接收之光的品質。因此，可增加該靈敏度。
在根據本具體實施例之方法中，該金屬墊49係藉由使用一硬遮罩程序的蝕刻而圖案化，使得該最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49的部分係自對準。此技術不需求一額外的蝕刻遮罩。因此，可簡化製造程序。
在根據本具體實施例之方法中，該墊塗布絕緣膜51的厚度可形成的與先前技術相同，而且該最上層絕緣層間48不具有該金屬墊49之部分的厚度仍可形成小於該絕緣層間48位於該金屬墊49下方之部分的厚度。在此結構中所增強的光接收靈敏度比不上具有該墊塗布絕緣膜51厚度為50至250 nm之結構，但是增強勝於先前技術。
第四具體實施例 成像裝置
現將參考圖7所示之方塊圖說明根據本發明之第四具體實施例的一成像裝置。該成像裝置包括一根據本發明之一具體實施例的固態成像器件。
如圖7所示，成像裝置200包括一成像區段201，其包括該固態成像器件210。一影像形成光學系統202係佈置至該 成像區段201的光聚焦側。該成像區段201係連接至驅動該成像區段201的一驅動電路，及一信號處理區段203，其包括一信號處理電路，其將該固態成像器件210中光電轉換所產生的一信號處理成一影像。由該信號處理區段203處理的影像信號可儲存在一影像記憶體區段(未示出)中。以上具體實施例所述之固態成像器件1A或1B可當作該成像裝置200之固態成像器件210。
包括根據本發明之一具體實施例之一固態成像器件的該成像裝置200可確保每一像素之光電轉換部分中的一足夠靈敏度，如以上具體實施例所述。因此，可有利地增強像素性質，例如靈敏度。此外，可減少該陰影，及相應地，增加該等像素周圍的解晰度。因此，可增強影像品質。
可將本發明應用於任何包括一固態成像器件的成像裝置，其不限於具有上述結構之成像裝置。
例如於一版本中，該成像裝置200可為一單晶片形式或一模組形式，其具有一包括一成像區段、一信號處理區段及一光學系統為一封裝的成像功能。
此成像裝置包括照相機及具有一成像功能的可攜式裝置。此處所用之名詞「成像」論及以一照相機拍攝用於相片的一影像，及廣泛地包括偵測，例如指紋。
本申請案包含的主旨與2008年7月10日向日本專利局提申的日本優先權專利申請案第JP 2008-180103號有關，其全部內容以提及方式併入本文中。
熟習此項技術者應瞭解，可根據設計需求與其他因素而 進行各種修改、組合、次要組合與變更，只要其在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內即可。
1(1A)‧‧‧固態成像器件
1(1B)‧‧‧固態成像器件
11‧‧‧半導體基板
12‧‧‧像素區
13‧‧‧週邊電路區
14‧‧‧第一隔離部分
15‧‧‧第二隔離部分
21‧‧‧光電轉換部分
22‧‧‧像素電晶體部分
31‧‧‧絕緣層/絕緣膜
41‧‧‧佈線部分
42,43,44‧‧‧導體線路
45,46,47,48‧‧‧絕緣層間
48H‧‧‧連接孔
49‧‧‧金屬墊
49P‧‧‧插塞
51‧‧‧墊塗布絕緣膜
53‧‧‧波導開口
55‧‧‧鈍化層
57‧‧‧波導材料層
59‧‧‧光學波導
61‧‧‧平坦化層
63‧‧‧開口
71‧‧‧彩色濾光片
81‧‧‧聚光透鏡
91‧‧‧導電層
92‧‧‧硬遮罩層
93‧‧‧硬遮罩
111‧‧‧半導體基板
112‧‧‧光電轉換部分(光接收部分)
121‧‧‧絕緣層
131‧‧‧佈線部分
133‧‧‧波導開口
135‧‧‧導體線路
137‧‧‧金屬墊
141‧‧‧墊塗布絕緣膜
143‧‧‧鈍化層
151‧‧‧光學波導
153‧‧‧波導材料層
161‧‧‧平坦化層
171‧‧‧彩色濾光片
181‧‧‧聚光透鏡
200‧‧‧成像裝置
201‧‧‧成像區段
202‧‧‧影像形成光學系統
203‧‧‧信號處理區段
210‧‧‧固態成像器件
S‧‧‧面
圖1係依據本發明之一具體實施例之一固態成像器件之示意剖面圖；圖2係顯示靈敏度及光電轉換效率之間的關係的標繪圖；圖3係顯示陰影之變化及陰影強度之間的關係的標繪圖；圖4係依據本發明之另一具體實施例之一固態成像器件之示意剖面圖；圖5係依據本發明之一具體實施例之製造一固態成像器件之方法的示意剖面圖；圖6係顯示製造一固態成像器件之該方法的示意剖面圖；圖7係依據本發明之一具體實施例之一成像裝置的方塊圖；以及圖8係依據先前技術之一固態成像器件之示意剖面圖。
1(1A)‧‧‧固態成像器件
11‧‧‧半導體基板
12‧‧‧像素區
13‧‧‧週邊電路區
14‧‧‧第一隔離部分
15‧‧‧第二隔離部分
21‧‧‧光電轉換部分
22‧‧‧像素電晶體部分
31‧‧‧絕緣層/絕緣膜
41‧‧‧佈線部分
42,43,44‧‧‧導體線路
45,46,47,48‧‧‧絕緣層間
49‧‧‧金屬墊
51‧‧‧墊塗布絕緣膜
53‧‧‧波導開口
55‧‧‧鈍化層
57‧‧‧波導材料層
59‧‧‧光學波導
61‧‧‧平坦化層
63‧‧‧開口
71‧‧‧彩色濾光片
81‧‧‧聚光透鏡
S‧‧‧面

Claims (8)

  1. 一種固態成像器件，其包含：一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區，該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號；一佈線部分，其包括一導體線路且佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜，該佈線部分在該光電轉換部分之上具有一開口於其中；一金屬墊，其連接至該導體線路；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊，該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上具有一開口，該開口係由一面所界定且該墊塗布絕緣膜之開口自該佈線部分之開口綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側；以及一波導材料層，其佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層，其中該墊塗布絕緣膜具有一厚度範圍為50至250 nm，及該墊塗布絕緣膜界定該開口之該面係傾斜的，以便使其朝該波導開口之該敞開側偏離。
  2. 如請求項1之固態成像器件，其中該像素區包括該光電轉換部分；一像素電晶體部分，其將自該光電轉換部分讀取的一信號電荷轉換成一電壓；及一第一隔離部分，其具有一淺溝渠隔離結構，且隔離該光電轉換部分與該像素電晶體部分，該第一隔離部分係部分埋入該半導體基板中；以及 其中該週邊電路區包括一第二隔離部分，其具有一淺溝渠隔離結構且部分埋入該半導體基板中，及該第一隔離部分埋入該半導體基板中的該部分具有的一深度小於該第二隔離部分埋入該半導體基板中的該部分。
  3. 一種固態成像器件，其包含：一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區，該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號；一佈線部分，其包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路，該佈線部分係佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜，該佈線部分在該光電轉換部分之上具有一開口於其中；一金屬墊，其佈置於該複數個絕緣層間之最上層上，且連接至該複數個導體線路之一；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊，該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上具有一開口，該開口係由一面所界定且該墊塗布絕緣膜之該開口自該佈線部分之該開口綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側；以及一波導材料層，其佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層，其中該最上層絕緣層間具有其上佈置該金屬墊的一部分，及不具有該金屬墊的一部分；及不具有該金屬墊的該部分具有的一厚度小於在該金屬墊之下的該部分的厚 度；及其中該墊塗布絕緣膜界定該開口之該面係傾斜的，以便使其朝該波導開口之該敞開側偏離。
  4. 如請求項1之固態成像器件，其中該佈線部分包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路，該導體線路係連接至該金屬墊，及其中該複數個絕緣層間之該最上層具有其上佈置該金屬墊的一部分，及不具有該金屬墊的一部分；而不具有該金屬墊的該部分具有的一厚度小於在該金屬墊之下的該部分的厚度。
  5. 一種固態成像器件，其包含：一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區，該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號；一佈線部分，其包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路，該佈線部分係佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜，該佈線部分在該光電轉換部分之上具有一開口於其中；一金屬墊，其佈置於該複數個絕緣層間之最上層上，且連接至該複數個導體線路之一，該最上層絕緣層間係僅存在於該金屬墊之下；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊，該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上具有一開口，該開口係由一面所界定且該墊塗布絕緣膜之該開口自該佈線部分之該開口綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側；以及 一波導材料層，其佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其間具有一鈍化層，其中該墊塗布絕緣膜界定該開口的該面係傾斜的，以便朝該波導開口之該敞開側偏離。
  6. 如請求項1之固態成像器件，其中該佈線部分包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路，該導體線路係連接至該金屬墊，而該複數個絕緣層間之該最上層上係僅存在於該金屬墊之下。
  7. 一種製造一固態成像器件之方法，其包含以下步驟：在一半導體基板中形成一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區，該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號；在該半導體基板上形成一佈線部分，其間具有一絕緣膜，該佈線部分包括複數個絕緣層間，該等絕緣層間具有複數個導體線路；在該佈線部分之該等絕緣層間之最上層上形成一金屬墊，其連接至該複數個導體線路之一；在該佈線部分上形成一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊；以及在該光電轉換部分之上，於該等絕緣層間及該墊塗布絕緣膜中形成一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側，使得該墊塗布絕緣膜中的該開口具有一面係傾斜的，以便使其朝該波導開口之該敞開側偏離，其中形成該金屬墊之該步驟包括以下子步驟：在該等 絕緣層間之該最上層中形成一連接孔，以便連通該最上層絕緣層間之下的該等導體線路之一；在該最上層絕緣層間上形成一金屬基導電層，以便填充該連接孔；圖案化該導電層以在該連接孔中形成一插塞，而該金屬墊係連接至該插塞；及蝕刻該最上層絕緣層間，以便減少在該金屬墊周圍之該最上層絕緣層間的厚度，或實質上完全移除在該金屬墊周圍之該最上層絕緣層間，留下該金屬墊下方之該最上層絕緣層間的部分。
  8. 一種成像裝置，其包含：一光聚焦光學系統，其聚焦入射光；一固態成像器件，其接收由該光聚焦光學系統所聚焦之光，及光電地轉換該光成一信號；以及一信號處理區段，其處理該經轉換的信號，其中該固態成像器件包括一半導體基板，其具有一像素區及一在該像素區周圍之週邊電路區，該像素區包括一光電轉換部分，其藉由光電轉換入射光產生一電信號；一佈線部分，其包括一導體線路且佈置於該半導體基板上，其間具有一絕緣膜，該佈線部分在該光電轉換部分之上具有一開口於其中；一金屬墊，其連接至該導體線路；一墊塗布絕緣膜，其塗布該金屬墊，該墊塗布絕緣膜在該光電轉換部分之上具有一開口於其中，該墊塗布絕緣膜之該開口自該佈線部分之該開口綿延以界定一波導開口，其具有一敞開側及一閉合側；及一波導材料層，其佈置在該波導開口中及該墊塗布絕緣膜上，其 間具有一鈍化層；其中該墊塗布絕緣膜具有一厚度範圍為50至250 nm，及一面界定於其中的該開口，且該面係傾斜的，以便使其朝該波導開口之該敞開側偏離。
TW098120699A 2008-07-10 2009-06-19 固態成像器件，其製造方法及成像裝置 TWI406404B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008180103 2008-07-10
JP2009138747A JP5446484B2 (ja) 2008-07-10 2009-06-10 固体撮像装置とその製造方法および撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201003908A TW201003908A (en) 2010-01-16
TWI406404B true TWI406404B (zh) 2013-08-21

Family

ID=41504819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098120699A TWI406404B (zh) 2008-07-10 2009-06-19 固態成像器件，其製造方法及成像裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8189083B2 (zh)
JP (1) JP5446484B2 (zh)
KR (1) KR101573079B1 (zh)
CN (1) CN101626028B (zh)
TW (1) TWI406404B (zh)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023409A (ja) * 2009-07-13 2011-02-03 Panasonic Corp 固体撮像装置
JP5506517B2 (ja) * 2010-04-12 2014-05-28 キヤノン株式会社 固体撮像素子
JP5709564B2 (ja) * 2011-02-09 2015-04-30 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法
JP5241902B2 (ja) * 2011-02-09 2013-07-17 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法
JP4866972B1 (ja) * 2011-04-20 2012-02-01 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP6080343B2 (ja) 2011-07-29 2017-02-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子およびその製造方法
JP2013070030A (ja) 2011-09-06 2013-04-18 Sony Corp 撮像素子、電子機器、並びに、情報処理装置
JP2013077678A (ja) 2011-09-30 2013-04-25 Sony Corp 撮像素子、電子機器、並びに、製造方法
WO2013054535A1 (ja) * 2011-10-13 2013-04-18 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
TWI676279B (zh) * 2013-10-04 2019-11-01 新力股份有限公司 半導體裝置及固體攝像元件
JP2018011018A (ja) * 2016-07-15 2018-01-18 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器
CN108121933B (zh) * 2016-11-28 2022-02-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体器件及其制备方法、电子装置
KR102374066B1 (ko) * 2017-03-20 2022-03-14 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 메모리 장치
CN108664855A (zh) * 2017-03-30 2018-10-16 上海箩箕技术有限公司 指纹成像模组和电子设备
CN107195646B (zh) * 2017-04-06 2020-06-09 上海集成电路研发中心有限公司 一种图像传感器及其制造方法
CN109348118A (zh) * 2018-12-04 2019-02-15 德淮半导体有限公司 图像传感器、制作方法以及成像装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060115230A1 (en) * 2002-12-13 2006-06-01 Tetsuya Komoguchi Solid-state imaging device and production method therefor
EP1930950A2 (en) * 2006-12-08 2008-06-11 Sony Corporation Solid-state image pickup device, method for manufacturing solid-state image pickup device, and camera

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000041461A (ko) * 1998-12-22 2000-07-15 김영환 개선된 이미지센서 제조방법
JP2003249632A (ja) * 2002-02-22 2003-09-05 Sony Corp 固体撮像素子およびその製造方法
US6861686B2 (en) * 2003-01-16 2005-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Structure of a CMOS image sensor and method for fabricating the same
JP4539176B2 (ja) * 2004-05-31 2010-09-08 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
US7193289B2 (en) * 2004-11-30 2007-03-20 International Business Machines Corporation Damascene copper wiring image sensor
JP4843951B2 (ja) * 2005-01-27 2011-12-21 ソニー株式会社 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置およびカメラ
JP2006222270A (ja) * 2005-02-10 2006-08-24 Sony Corp 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法
US7298955B2 (en) * 2005-03-30 2007-11-20 Fujifilm Corporation Solid-state image pickup element and method of producing the same
JP2006332421A (ja) 2005-05-27 2006-12-07 Sony Chemical & Information Device Corp 機能素子実装モジュール及びその製造方法
FR2894072A1 (fr) * 2005-11-30 2007-06-01 St Microelectronics Sa Circuit integre muni d'au moins une cellule photosensible comprenant un guide de lumiere a plusieurs niveaux et procede de fabrication correspondant
US7884434B2 (en) * 2005-12-19 2011-02-08 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus, producing method therefor, image pickup module and image pickup system
JP2008166677A (ja) 2006-12-08 2008-07-17 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法並びにカメラ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060115230A1 (en) * 2002-12-13 2006-06-01 Tetsuya Komoguchi Solid-state imaging device and production method therefor
EP1930950A2 (en) * 2006-12-08 2008-06-11 Sony Corporation Solid-state image pickup device, method for manufacturing solid-state image pickup device, and camera

Also Published As

Publication number Publication date
US8189083B2 (en) 2012-05-29
CN101626028B (zh) 2011-05-11
TW201003908A (en) 2010-01-16
US20100007779A1 (en) 2010-01-14
KR101573079B1 (ko) 2015-11-30
CN101626028A (zh) 2010-01-13
JP5446484B2 (ja) 2014-03-19
JP2010041034A (ja) 2010-02-18
KR20100007755A (ko) 2010-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI406404B (zh) 固態成像器件，其製造方法及成像裝置
JP4944399B2 (ja) 固体撮像装置
US20200161357A1 (en) Image pickup device and method for manufacturing image pickup device
US8866205B2 (en) Photoelectric conversion device and image sensing
US20110281391A1 (en) Photoelectric conversion device and fabrication method therefor
JP5241902B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2009021415A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP2008166677A (ja) 固体撮像装置とその製造方法並びにカメラ
JP2009252949A (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
JP4971616B2 (ja) 撮像装置
JP6083572B2 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
JP5031216B2 (ja) 撮像装置の製造方法
JP2006191000A (ja) 光電変換装置
JP5948783B2 (ja) 固体撮像装置、および電子機器
US10032821B2 (en) Imaging device and method of manufacturing the same
JP2012186396A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
US7675096B2 (en) Solid-state image pickup element and method of producing the same
JP2010177418A (ja) 固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置
JP5383124B2 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JPH1187675A (ja) 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子
JP2005340498A (ja) 固体撮像素子
JP6254829B2 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JP2010153414A (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法および電子機器
JP2008235516A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP5092379B2 (ja) 固体撮像装置及びその製造方法並びに撮像装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees