TWI406406B - 固態攝像裝置及其之製造方法 - Google Patents
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Description
本發明主張日本申請案JP2009-210917(申請日：2009/09/11)之優先權，內容亦參照其全部內容。
本實施形態關於固態攝像裝置及其之製造方法。
近年來隨數位相機、攝影機內建型行動電話之普及，固態攝像裝置(以下稱影像感測器)之需要增加。
影像感測器主要由畫素區域及周邊區域構成。於畫素區域內設有將射入光轉換為電氣信號的光電轉換元件(例如光二極體)。於周邊區域內設置用於處理來自畫素區域之信號的電路或控制畫素區域之動作的電路，彼等電路係使用MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)電晶體等構成。光二極體或MOS電晶體，例如係被形成於同一半導體基板上。
表面照射型影像感測器，光係由設有MOS電晶體之閘極電極或配線之面被照射。表面照射型影像感測器，隨著畫素(光電轉換元件)之微細化進展，畫素區域面積之縮小或電路所連接之配線引起之遮光，而導致射入光對於畫素區域之感度降低之問題。
針對此種表面照射型影像感測器而有背面照射型影像感測器被提案。背面照射型影像感測器，係由設有MOS電晶體之閘極電極或配線之面之對向面取入射入光。因此可以迴避畫素區域之微細化及配線之遮光引起之感度降低問題。
習知背面照射型影像感測器之製造方法，係在元件及配線被形成於半導體基板上之後，在覆蓋元件及配線的絕緣膜上貼合支撐基板。之後，在支撐基板之對向之側之基板之面，安裝透鏡或彩色濾光片。
通常，配線使用鋁(Al)時，係在Al配線被形成於下層之配線層上之後，在AL/上及鄰接之Al配線間沈積絕緣膜。此情況下，即使沈積之絕緣膜被施予平坦化處理之情況下，絕緣膜之接合部(seam)等會導致無法獲得絕緣膜上面之良好之平坦性。結果，於背面照射型影像感測器，在貼合絕緣膜與支撐基板時，無法獲得絕緣膜與支撐基板間之良好密接性，產生支撐基板之剝離。亦即，導致絕緣膜與支撐基板之貼合不良之問題。
以下參照圖面詳細說明實施形態。又，以下實施形態中，同一構成要素附加同一符號，必要時進行其之詳細說明。
本實施形態之固態攝像裝置係包含：半導體基板，具有第1面以及和上述第1面呈對向的第2面；畫素區域，被設於上述半導體基板內，具有光電轉換元件用於將由上述第1面射入之光轉換為電氣信號；周邊區域，被設於上述半導體基板內，具有電路用於控制上述畫素區域內之元件之動作；複數配線，分別被設於積層於上述第2面上的複數之層間絕緣膜內，被連接於上述電路；及支撐基板，設於上述被積層之層間絕緣膜上以及上述配線上。上述複數配線之其中至少最上層之配線係被形成於，設於上述複數層間絕緣膜之中最上層之層間絕緣膜內之溝內。
以下參照圖1～7說明第1實施形態之固態攝像裝置及其製造方法。
參照圖1～2說明本實施形態之固態攝像裝置之構造。
圖1表示固態攝像裝置(以下稱影像感測器)之晶片佈局之一例之模式圖。圖2表示本實施形態之影像感測器之構造之模式斷面圖。
如圖1所示，本實施形態之影像感測器，畫素區域2及周邊區域3係設於1個晶片(半導體基板)100內。由1個晶片切片成為晶片之切割區域9，係以包圍畫素區域2及周邊區域3之周圍的方式，沿晶片100之外周部被設置。例如於晶片100之表面或背面設置和外部裝置(未圖示)連接之焊墊(未圖示)。
如圖1、2所示，於畫素區域2內使複數個光電轉換元件21被配列成為2維狀。光電轉換元件21係例如為光二極體。例如使用光二極體21來構成CMOS感測器。又，使用光二極體21構成CCD亦可。光二極體21，係對影像信號之射入光LS進行光電轉換而成為對應於其光量之電氣信號。1個光二極體21係對應於影像信號之1個畫素。
如圖2所示，本實施形態中，彩色濾光片70，係於晶片100之背面(第1面)之畫素區域2上，介由例如保護層或接著層(以下以保護/接著層表示)19被設置。彩色濾光片70，係具有：對於1個畫素僅透過例如紅(R)、綠(G)、藍(B)之中之任一色之濾光片複數個被配列而成之圖案。另外，彩色濾光片70，除紅、綠、藍之外亦可具有透過可視光之全波長區域的白色(W)濾光片。彩色濾光片70係具有例如Bayer配列或WRGB等之配列圖案。
微透鏡陣列71，係介由彩色濾光片70設於畫素區域2上。微透鏡陣列71，係由1個畫素(光二極體)對應之1個微透鏡以2維狀配列而成。微透鏡陣列71係用於聚集射入光。另外，保護/接著層19，係對射入光具有透過性。
作為影像信號之射入光LS，係經由微透鏡陣列71及彩色濾光片70照射至畫素區域2。本實施形態中，以微透鏡陣列71被安裝之面為背面，背面之相反側之面為表面。
本實施形態之影像感測器係使用例如SOI(Silicon-On-Insulator)基板(以下亦稱為形成基板)，光二極體21係由例如形成於SOI基板之磊晶層1內之雜質半導體層構成。
如圖2所示，1個光二極體21係具有例如P型雜質層21a及N型雜質層21b。N型雜質層21b，係於磊晶層1被設於背面側。P型雜質層21a係設於例如表面側之磊晶層1表層。於圖2，為圖示之簡便而表示2個雜質層構成之光二極體，但是，欲提升光二極體21之特性(感度)時，可於深度方向使雜質濃度不同之複數個N型及P型雜質層設置於畫素區域2內之磊晶層1內。
如圖1、2所示，1個光二極體21，係藉由形成於磊晶層1內之光電元件分離區域29包圍其四方而和鄰接之光二極體21呈電性絕緣。於光電元件分離區域29，係於光電元件分離區域29內之表面側，設置例如STI(Shallow Trench Isolation)構造之元件分離絕緣膜(未圖示)。於STI構造之元件分離絕緣膜下方(背面側)設置雜質層(例如P型雜質層)。又，於圖1、2雖未特別圖示，於畫素區域2內亦可設置構成場效電晶體(Field Effect Transistor)等之感測器的元件。
周邊區域3，係和畫素區域2鄰接被設於晶片100內。周邊區域3，係藉由例如元件分離區域25而和畫素區域2呈電性絕緣。於元件分離區域25內，係和例如光電元件分離區域29同樣使STI構造之元件絕緣膜被填埋於該區域25之表面側，於該絕緣膜下方設置雜質層。
周邊區域3係包含：設有類比電路之區域(以下稱類比電路區域)及設有邏輯電路之區域(以下稱邏輯區域)。設於周邊區域3內之電路，例如為類比/數位轉換電路、數位信號處理器(DSP：Digital Signal Processor)等之對光電轉換後之影像信號進行處理的電路，或者行控制電路或列控制電路等進行畫素區域內之元件控制的電路。
彼等電路係由場效電晶體、電子元件、容量元件等構成。又，於圖2，為圖示方便而僅圖示MOS(Metal-Insulator-Semiconductor)構造之場效電晶體(以下稱MOS電晶體)。
例如於周邊區域3內，MOS電晶體Tr係設於磊晶層1內之P型阱區域31內。於該P型阱區域31內，另設有P型阱區域35及N型阱區域36，而形成於雙阱構造。鄰接之阱區域35、36係藉由例如元件分離絕緣膜(未圖示)而呈電性絕緣。如N型阱區域33般於磊晶層之一部分(表層部)32內設置阱區域亦可。又，於圖2，為圖示方便而僅圖示4個MOS電晶體Tr，但本實施形態之影像感測器包含之MOS電晶體Tr不限定於該數目。
於圖2，係於P型阱區域35內設置N通道MOS電晶體Tr。另外，於N型阱區域36內設置P通道MOS電晶體Tr。以下以N通道MOS電晶體Tr為例說明MOS電晶體Tr之構造。
於P型阱區域35內設置2個N型擴散層(雜質層)41、42。彼等2個擴散層41、42，係作為MOS電晶體Tr之源極/汲極之機能。於2個擴散層41、42間之阱區域(通道區域)表面，介由閘極絕緣膜43設置閘極電極44。如此則，於P型阱區域35內形成N通道MOS電晶體Tr。關於P通道MOS電晶體Tr，僅設置該MOS電晶體Tr之阱區域之傳導型及成為源極/汲極之擴散層之傳導型係和N通道MOS電晶體Tr之傳導型不同，其構造實質上相同。
以覆蓋MOS電晶體Tr之閘極電極44及光二極體21的方式，使複數層間絕緣膜(第1～第3層間絕緣膜)61、62、63被積層於磊晶層1之表面上。於層間絕緣膜61、62、63係使用例如TEOS(四乙氧基矽烷)等之氧化矽。於圖2雖圖示3層層間絕緣膜61、62、63，但不限定於該數。本實施形態中，以層間絕緣膜63為最上層層間絕緣膜予以說明。又，本實施形態中，最上層之層間絕緣膜係指，被積層於晶片表面(第2面)上之複數層間絕緣膜之中，由晶片表面(磊晶層1)側起朝支撐基板18側依序位於最靠近支撐基板側之層間絕緣膜。接觸於磊晶層1之層間絕緣膜61為最下層層間絕緣膜。
於本實施形態之影像感測器，係使用多層配線技術。亦即，在被積層之層間絕緣膜61、62、63內之各個設置複數配線51、52、53。被積層之配線51、52、53，係藉由填埋於層間絕緣膜61、62、63內之栓塞59被電連接。又，MOS電晶體Tr之閘極電極44或擴散層41、42等設於磊晶層1上之元件之端子，係藉由栓塞CP被連接於上層之配線51。
複數配線51、52、53，係將設於基板上之複數元件Tr彼此予以連接，由彼等元件來構成複數電路時被使用。又，配線51、52、53，係例如被連接於焊墊(未圖示)，於信號之輸出入、或將電源電壓或接地電壓供給至電路及元件時被使用。以下以設於最上層層間絕緣膜63內之配線53作為最上層之配線53予以說明。
於最上層層間絕緣膜63上及最上層配線53上，介由平坦膜或保護膜、接著層15設置支撐基板18。本實施形態中，以支撐基板18側為層間絕緣膜之上面，以形成基板1側為層間絕緣膜之下面(底面)予以說明。
設有層間絕緣膜61、62、63及配線51、52、53之側之基板(磊晶層)1之面(第2面)，係和設有彩色濾光片70及微透鏡陣列71之側之基板1之面(第1面)呈對向。本實施形態中，作為影像信號之射入光所照射之設有彩色濾光片70及微透鏡陣列71之面被稱為“背面”，相對於此，稱呼設有層間絕緣膜61、62、63及配線51、52、53之面為“表面”。
如上述說明，光由設有MOS電晶體Tr之閘極電極或配線的基板之面之對向面照射之構造之影像感測器，係被稱為背面照射型影像感測器。
本實施形態之影像感測器中，係於最上層層間絕緣膜63內設置溝P。最上層配線53係設於最上層層間絕緣膜63之溝P內。最上層配線53之上面之高度，實質上係和最上層層間絕緣膜63之上面之高度一致。本實施形態中，配線及層間絕緣膜之上面之高度，係指相對於基板(磊晶層)表面以垂直方向之尺寸為基準之值。
最上層配線53，係使用例如鑲嵌法形成於最上層層間絕緣膜63內。如此則，可獲得最上層配線53之上面之高度實質上和最上層層間絕緣膜63之上面之高度一致之構造。最上層配線53，係使用例如銅(Cu)或包含銅之合金。藉由使用銅作為配線53，如此則，和使用Al(鋁)之配線比較，可達成配線之低電阻化或可抑制電子之遷移。
例如使用鋁之配線形成技術中，係在積層於層間絕緣膜之Al膜被加工成為特定之配線形狀之後，形成覆蓋被加工後之Al配線的層間絕緣膜。因此，在鄰接之Al配線間之區域，基於Al配線上面與底層(下層之層間絕緣膜上面)間之段差影響，或者層間絕緣膜彼此之接合面(seam)之影響，即使於最上層層間絕緣膜上形成平坦膜等對最上層層間絕緣膜施予平坦化處理之情況下，配線上以及形成於下層層間絕緣膜上之層間絕緣膜上面，亦難以確保良好之平坦性。
因此，在使用Al配線之背面照射型影像感測器，支撐基板與貼合支撐基板之面之密接性不良，而會導致支撐基板剝離，支撐基板之貼合不良。
但是，本實施形態之影像感測器中，最上層配線53，係使用例如鑲嵌法被形成於設於最上層層間絕緣膜63之溝內。因此，最上層配線53上面與最上層層間絕緣膜63上面之高度實質上一致，支撐基板之貼合面之平坦性可以提升。換言之，可提升支撐基板和貼合其之面之密接性，可減少支撐基板之貼合不良。
另外，關於較最上層配線53設於更下層之配線51、52，較好是和最上層配線53同樣，使用例如鑲嵌法被填埋於設於層間絕緣膜61、62內之溝Q，使配線51、52之上面之高度與層間絕緣膜61、62之上面之高度一致。此乃因為，基於對上層配線53及層間絕緣膜63之影響，較好是下層之配線51、52及層間絕緣膜61、62亦具有良好平坦性。但是，較最上層配線53設於下層之配線51、52可以使用Al，彼等配線51、52亦可不設於層間絕緣膜61、62內之溝Q內。
因此，於第1實施形態之固態攝像裝置，可提升固態攝像裝置例如背面照射型影像感測器之信賴性。
使用圖2～7說明第1實施形態之固態攝像裝置(背面照射型影像感測器)之製造方法。圖2～7表示本實施形態之製造方法之各工程之斷面構造。
首先，如圖3所示，例如於SOI基板90之磊晶層10內，形成阱區域31、35、36等之雜質區域，及光電元件分離區域29。又，SOI基板，係於半導體基板11上之絕緣膜(Insulator)12上面被形成有磊晶層10。磊晶層10，例如為N型半導體層或本質半導體層。
阱區域31、35、36及光電元件分離區域29，係藉由使用微影成像技術所形成之遮罩或雜質離子之射入速度之控制，被形成於磊晶層10之特定位置。如此則，於磊晶層10內，畫素區域2以及和其鄰接之周邊區域3被形成。另外，於畫素區域2內及周邊區域3內之特定位置，被形成元件分離區域(絕緣膜或雜質層)用於電性分離鄰接之元件。設於元件分離區域之絕緣膜，係例如為STI構造之絕緣膜，藉由在形成於磊晶層10內之溝槽內填埋絕緣膜而予以形成。
於畫素區域2內，藉由離子植入法形成P型及N型雜質層21a、21b。另外，於畫素區域2內被形成光電元件分離區域29。如此則可形成對應於影像感測器之各畫素的光二極體21。
於周邊區域3內，在被形成之阱區域35、36內被形成MOS電晶體Tr或電阻元件等。MOS電晶體Tr係藉由例如以下工程被形成。
例如使用熱氧化法於阱區域35、36之表面形成閘極氧化膜43。之後，於磊晶層10之表面上使用例如CVD(化學氣相沈積)法沈積導電層。沈積之導電層，係藉由微影成像技術及RIE(Reactive Ion Etching)法被加工。如此則形成MOS電晶體Tr之閘極電極44。之後，藉由例如離子植入法於阱區域35、36內形成作為MOS電晶體Tr之源極/汲極使用的擴散層41、42。擴散層41、42之形成時，未被形成擴散層41、42之區域係藉由阻劑遮罩等被覆蓋。在閘極電極44使用多晶矽時，亦可包含使多晶矽矽化物化的工程。
又，將光二極體21形成於畫素區域2內之後，在周邊區域3內形成MOS電晶體Tr等之元件亦可。相反地，形成MOS電晶體Tr之後，形成光二極體21亦可。另外，形成元件之工程與形成元件分離區域之工程之順序不限定於此。
之後，如圖4所示，在形成有元件的基板(磊晶層10)之表面(第2面)上，使用例如CVD法沈積第1層間絕緣膜61。於層間絕緣膜61內，形成複數第1配線51。配線51係使用例如濺鍍法沈積於層間絕緣膜61上。配線51，係使用例如鑲嵌法被填埋於形成於層間絕緣膜61內之溝Q內。溝Q，係對應於配線之佈局，使用微影成像技術及RIE法被形成。在使用鑲嵌法形成配線51時，配線之材料可使用例如銅(Cu)等。
又，不使用鑲嵌法，將配線材(例如Al)沈積於層間絕緣膜上，使用微影成像技術及RIE法將該配線材加工成為特定形狀，而於層間絕緣膜61上形成配線51亦可。
藉由和配線51及層間絕緣膜61同樣之工程，於層間絕緣膜61上形成配線52及第2層間絕緣膜62。另外，於上層配線被連接於下層配線或元件端子之位置，於層間絕緣膜61、62內被形成栓塞59。
第3層間絕緣膜63，係於第2層間絕緣膜62之上使用例如CVD法被沈積。於本實施形態之製造方法中，係以第3層間絕緣膜63為最上層層間絕緣膜予以說明。但是，層間絕緣膜61～63之層數不限定於3層。
例如對層間絕緣膜63之上面使用CMP(Chemical Mechanical Polishing)法實施平坦化處理。
接著，如圖5所示，於最上層層間絕緣膜63上，使用微影成像技術形成遮罩(例如阻劑遮罩)90。依據所形成之遮罩91，於層間絕緣膜63內形成溝P。所形成之溝P之佈局，係對應於形成於層間絕緣膜63內之配線之佈局。
遮罩91由層間絕緣膜63上被除去之後，如圖6所示，使用例如濺鍍法於層間絕緣膜63上沈積配線材53A。配線材53A為例如銅或包含銅之合金。
對配線材53A之上面實施CMP法，將配線材53A予以削薄。對配線材53A之CMP，係以層間絕緣膜63之上面作為阻障層而進行。
如此則，如圖7所示，在形成於層間絕緣膜63內之溝P內，以自動對準方式被填埋配線53。如上述說明，設於最上層之配線53，係使用鑲嵌法形成於最上層層間絕緣膜63內。如此則，配線53之上面之高度與層間絕緣膜63之上面之高度實質上相同。亦即，配線53之上面與層間絕緣膜63之上面實質上成為平坦。
之後，如圖8所示，在最上層之配線53及層間絕緣膜63之上面上，形成平坦膜、保護膜及接著層15。介由接著層15將支撐基板18安裝於配線53及層間絕緣膜63上面(表面側)。如上述說明，最上層之配線53及層間絕緣膜63之上面成為平坦，因此，支撐基板18可以密接於配線53及層間絕緣膜63。
如圖9所示，構成SOI基板之絕緣層及半導體基板，係使用例如CMP法而由磊晶層10予以剝離。
之後，如圖2所示，在和設有支撐基板18之表面呈對向的磊晶層10之背面(第1面)，形成保護層及接著層19。介由接著層19，於畫素區域2上將具有特定配列圖案之彩色濾光片70予以安裝。另外，於彩色濾光片70上，介由接著層(未圖示)將微透鏡陣列71予以安裝。又，構成SOI基板之絕緣層，若為透光性高者則可以殘留。
藉由以上工程而完成本實施形態之影像感測器。在藉由以上工程形成之影像感測器中，影像信號對應之光信號，係由設有配線及層間絕緣膜的表面之對向之背面，介由微透鏡陣列71及彩色濾光片70，被照射至畫素區域2內之光二極體21。亦即，使用本實施形態之製造方法製造之影像感測器為背面照射型影像感測器。
如上述使用圖2～7之說明，於本實施形態之製造方法中，背面照射型影像感測器之最上層配線53，係使用鑲嵌法形成於最上層之層間絕緣膜內。
最上層配線53，係對於設於第3層間絕緣膜63內之溝P內，以自動對準方式被填埋。因此，配線53之上面之高度，實質上和層間絕緣膜63之上面之高度一致。
如上述說明，藉由使用鑲嵌法來形成配線53，如此則，於形成層間絕緣膜之後形成配線53。因此，於本實施形態之製造方法中，在鄰接配線間不存在層間絕緣膜間之接合部或層間絕緣膜上面之段差。
如此則，安裝有支撐基板18之最上層配線53及最上層層間絕緣膜63之平坦性可以提升。換言之，可提升支撐基板18與配線53/層間絕緣膜63間之密接性，可減低支撐基板18之貼合不良。
因此，依據第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法，可以提供能提升信賴性之固態攝像裝置(背面照射型影像感測器)。
使用圖10說明第2實施形態之固態攝像裝置。圖10表示本實施形態之影像感測器之斷面構造。
於影像感測器，係在畫素區域2設置用於遮蔽射入光，不作為畫素之機能的畫素OB(Optical Black)區域。於背面照射型影像感測器，需要在設於表面(第2面)側之層間絕緣膜61、62、63內，形成對於設置畫素OB區域用的畫素區域2之遮光圖案。
另外，於本實施形態之背面照射型影像感測器，在表面側之層間絕緣膜63上不設置將焊墊78以及配線51、52、53予以連接的大面積之配線圖案(以下稱為中間配線圖案)亦可。於本實施形態之背面照射型影像感測器，例如焊墊78係僅設於設有微透鏡陣列71之面、亦即影像感測器之背面(第1面)側。此情況下，設於基板1背面上之焊墊78，係經由形成於層間絕緣膜61、62、63之栓塞或形成於磊晶層1內之高濃度雜質層，經由將磊晶層1內由表面側朝背面側予以貫穿的貫穿電極79，而被連接於設於基板1表面側之配線或元件。
貫穿電極79係如下被形成。於圖9之工程，在剝離SOI基板之絕緣層及半導體基板之後，在和配線之連接位置形成貫穿磊晶層之開口部。於該開口部形成電極材，而形成貫穿電極79。於圖10，貫穿電極79係設於圖中深度方向或前側方向，以虛線表示。
如上述說明，本實施形態之背面照射型影像感測器，在表面側可以不設置遮光圖案或中間配線圖案，因此可以提升影像感測器之表面側中之配線53與層間絕緣膜63之上面之平坦性。換言之，可提升支撐基板18與配線53/層間絕緣膜63間之密接性，可減低支撐基板18之貼合不良。可獲得和第1實施形態之影像感測器同樣效果。
又，在設有遮光圖案之影像感測器，通常遮光圖案之面積大，由於遮光圖案之存在，會妨礙到對晶圓(晶片)之燒結(sinter)處理時之形成氣體之擴散。因此，具有遮光圖案之影像感測器，對形成有元件之形成基板1表面之燒結效應會減低。相對於此，本實施形態之影像感測器，於形成基板1之表面側未形成遮光圖案，可增大燒結效應，可降低暗電流，實現形成有元件之區域表面之穩定化。結果，可減低影像感測器之感度不良或動作不良，可提升動作之信賴性。和此同樣之效果亦可由第1實施形態之影像感測器獲得。
但是，由於不存在遮光圖案及焊墊圖案，因此在安裝有支撐基板18之最上層層間絕緣膜63之表面區域，存在著配線相對於層間絕緣膜63之佔有面積(以下稱為覆蓋率)低之區域。在覆蓋率低之區域會產生層間絕緣膜被CMP過度研磨而產生凹狀變形(dishing)之問題。因此存在著最上層配線53及層間絕緣膜63之平坦性惡化之可能性。
本實施形態中，係如圖10所示，在最上層層間絕緣膜63之覆蓋率低之區域設置溝R，和配線53之形成同時，於該溝R內填埋虛擬圖案55。虛擬圖案55不具備作為將電路或配線予以連接之配線之機能。虛擬圖案55，係和最上層配線53同樣使用鑲嵌法形成。虛擬圖案55，係和最上層配線53同樣由銅或包含銅之合金形成。又，虛擬圖案55，亦可設於較最上層層間絕緣膜63更下層之層間絕緣膜61、62之溝內。
藉由虛擬圖案55之設置，可使層間絕緣膜63內之覆蓋率均勻，可抑制層間絕緣膜63上面之凹狀變形之產生。
如此則，覆蓋率低所引起之最上層之配線53及層間絕緣膜63之平坦性惡化可以減低，最上層之配線53/層間絕緣膜63與支撐基板18間之密接性可以確保。換言之，可減低支撐基板18之貼合不良。
如上述說明，依據第2實施形態之固態攝像裝置(例如背面照射型影像感測器)，可提升固態攝像裝置之信賴性。
以上依據實施形態具體說明本發明，但是本發明並不限定於上述實施形態，在不脫離其要旨之情況下可做各種變更實施。另外，在不脫離本發明精神之情況下，可將方法以及系統之一部分予以省略、取代或變更。伴隨產生之申請專利範圍以及其之等效者亦包含於本發明之範疇內。
1．．．磊晶層
2．．．畫素區域
3．．．周邊區域
9．．．切割區域
15．．．接著層
18．．．支撐基板
19．．．接著層
21．．．光電轉換元件
21a．．．P型雜質層
21b．．．N型雜質層
25．．．元件分離區域
29．．．元件分離區域
31．．．P型阱區域
32．．．絕緣膜
33．．．N型阱區域
35．．．P型阱區域
36．．．N型阱區域
41．．．擴散層
42．．．彩色濾光片
43．．．閘極絕緣膜
44．．．閘極電極
51．．．配線
52．．．配線
53．．．配線
59．．．栓塞
61．．．層間絕緣膜
62．．．層間絕緣膜
63．．．層間絕緣膜
70．．．彩色濾光片
71．．．微透鏡陣列
100．．．晶片
Tr．．．MOS電晶體
CP．．．栓塞
LS．．．射入光
P．．．溝
Q．．．溝
L．．．射入光
圖1表示固態攝像裝置之晶片佈局之一例之模式圖。
圖2表示第1實施形態之固態攝像裝置之構造斷面圖。
圖3表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖4表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖5表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖6表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖7表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖8表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖9表示第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之一工程之斷面圖。
圖10表示第2實施形態之固態攝像裝置之構造斷面圖。
1．．．磊晶層
2．．．畫素區域
3．．．周邊區域
9．．．切割區域
15．．．接著層
18．．．支撐基板
19．．．接著層
21．．．光電轉換元件
21a．．．P型雜質層
21b．．．N型雜質層
25．．．元件分離區域
29．．．元件分離區域
31．．．P型阱區域
32．．．絕緣膜
33．．．N型阱區域
35．．．P型阱區域
36．．．N型阱區域
41．．．擴散層
42．．．彩色濾光片
43．．．閘極絕緣膜
44．．．閘極電極
51．．．配線
52．．．配線
53．．．配線
59．．．栓塞
61．．．層間絕緣膜
62．．．層間絕緣膜
63．．．層間絕緣膜
70．．．彩色濾光片
71．．．微透鏡陣列
100．．．晶片
Tr．．．MOS電晶體
CP．．．栓塞
LS．．．射入光
P．．．溝
Q．．．溝
L．．．射入光
Claims (20)
- 一種固態攝像裝置，其特徵為包含：半導體基板，具有光被射入之第1面以及和上述第1面呈對向的第2面；畫素區域，被設於上述半導體基板內，具有光電轉換元件用於將上述射入之光轉換為電氣信號；周邊區域，被設於上述半導體基板內，具有電路用於控制上述畫素區域內之元件之動作；複數配線，分別被設於積層於上述第2面上的複數之層間絕緣膜內，被連接於上述電路；及支撐基板，設於上述被積層之層間絕緣膜上以及上述配線上；設於最上層之上述層間絕緣膜內的最上層之上述配線，係被填埋於設於上述最上層之層間絕緣膜內的第1溝內。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中上述最上層之配線之上面之高度，係和上述最上層之層間絕緣膜之上面之高度一致。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中上述最上層之配線所使用之材料為銅或包含銅之合金。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中上述最上層之配線以外所使用之材料，係和上述最上層之配線所使用之材料相同。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中另包含：虛擬層，係設於被設於上述最上層之層間絕緣膜內的第2溝內，未連接於上述電路。
- 如申請專利範圍第5項之固態攝像裝置，其中上述虛擬層之上面之高度，係和上述最上層之層間絕緣膜之上面之高度一致。
- 如申請專利範圍第5項之固態攝像裝置，其中上述虛擬層所使用之材料為銅或包含銅之合金。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中除上述最上層配線以外之配線所使用之材料為鋁或包含鋁之合金。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中另包含：設於上述畫素區域之上述第1面上的透鏡。
- 如申請專利範圍第1項之固態攝像裝置，其中另包含：電極，係由上述第1面側朝上述第2面側貫穿上述周邊區域，其被連接於上述電路。
- 一種固態攝像裝置之製造方法，其特徵為包含：在半導體基板之畫素區域內形成光電轉換元件，該光電轉換元件用於將照射至上述半導體基板之第1面的光轉換為電氣信號，在上述半導體基板之周邊區域內形成電路，該電路用於控制上述畫素區域內之元件之動作；在和上述第1面呈對向之上述半導體基板的第2面上，形成層間絕緣膜；在上述層間絕緣膜之上面，形成第1溝；在上述層間絕緣膜上以及上述第1溝內，形成第1配線材；及對上述第1配線材之上面實施平坦化處理，使上述第1配線材之上面之高度和上述層間絕緣膜之上面之高度一致，而將第1配線形成於上述第1溝內。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中另包含：在上述層間絕緣膜上以及上述第1配線上貼合支撐基板。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中另包含：削薄上述半導體基板之厚度。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中另包含：由包含基板、半導體層、以及上述基板與上述半導體層間之絕緣層而構成之上述半導體基板，將上述基板以及上述絕緣層予以剝離；及削薄上述半導體基板之厚度。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中另包含：在上述畫素區域之第1面上設置透鏡。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中另包含：將和上述第1溝鄰接之第2溝，形成於上述層間絕緣膜內；將上述第1配線材形成於上述第2溝；藉由使上述第1配線材之上面之高度和上述層間絕緣膜之上面之高度一致，而將虛擬層形成於上述第2溝內。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中另包含：在上述周邊區域，形成由上述半導體基板之上述第1面朝上述第2面予以貫穿之開口部；及在上述開口部內形成電極。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中上述第1配線材為銅或包含銅之合金。
- 如申請專利範圍第11項之固態攝像裝置之製造方法，其中上述層間絕緣膜為複數絕緣膜之積層體；上述第1配線，係形成於上述複數絕緣膜之中最上層之絕緣膜內。
- 如申請專利範圍第19項之固態攝像裝置之製造方法，其中形成於上述最上層絕緣膜以外之絕緣膜內的第2配線，係由鋁或包含鋁之合金構成。
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