WO1997023909A1 - Integrated circuit incorporating photodiode - Google Patents

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WO1997023909A1
WO1997023909A1 PCT/JP1996/003749 JP9603749W WO9723909A1 WO 1997023909 A1 WO1997023909 A1 WO 1997023909A1 JP 9603749 W JP9603749 W JP 9603749W WO 9723909 A1 WO9723909 A1 WO 9723909A1
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light
photodiode
electrode
cross
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PCT/JP1996/003749
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Inventor
Osamu Shiroma
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Sanyo Electric Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
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    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H01L31/02164Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors

Definitions

  • an interlayer insulating film for insulating the wiring layers from each other there is a polyimide-based insulating film in addition to a PSG film, a BPSG film and the like.
  • polyimide insulating films there is a strong demand for polyimide insulating films because they have excellent flatness and can be manufactured at low cost by spin-on coating.
  • the polyimide insulating film generates gas due to various heat treatments after coating, and the generated scum pushes up the aluminum electrode covering the surface, so that aluminum over a large area of, for example, 200 mm x 200 mm Cannot be coated with electrodes. Therefore, there is a disadvantage that it cannot be used in the case where almost the entire surface of the chip is covered like the light shielding film 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A A of FIG.
  • FIG. 8 is a plan view for explaining a conventional photodiode built-in integrated circuit. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • 11 is a semiconductor chip in which a photodiode element and other peripheral circuit elements are integrated
  • 12 is a light-shielding film formed of aluminum electrode wiring
  • 13 is an electrode node
  • 1 Reference numeral 4 denotes a photodiode section
  • 15 denotes a circuit element section.
  • the light-shielding film 12 covers substantially the entire circuit element section 15 and extends to the vicinity of the outermost scribe line of the semiconductor chip 11, and the photodiode section 4 is opened for light incidence.
  • the electrode pad portion 13 is provided with a bonding pad for external connection by aluminum electrode wiring inside the electrode pad portion 13 so as not to short-circuit the bonding pad and the light shielding film, and To prevent the surface from being exposed, a multilayer wiring structure is used to make the ends overlap each other.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of an NPN transistor as a representative of a circuit element and a photodiode element PD formed in the photodiode section 14.
  • 30 is a P-type base region formed on the surface of the island region 23
  • 31 is an N + -type emitter region formed on the surface of the base region 30
  • 32 is a region of the island region 23. This is the N + type collector contact area formed on the surface.
  • the structure of the photodiode PD and the structure of the dummy photodiode are basically exactly the same.
  • the cross connection of the first-layer electrode wiring 17 is performed. Can be. Therefore, wiring pattern design becomes easy. Also, since the number of layers in the multilayer wiring does not need to be increased, the cost can be reduced. By placing a dummy photodiode below the crossed wiring section 16, the incident light passing through the crossed wiring section 16 is collected, and is prevented from flowing to other circuit elements. To prevent.
  • FIG. 5 is a plan view showing an entire semiconductor chip of a photodiode built-in integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.
  • reference numeral 41 denotes a semiconductor chip in which a photodiode element and other peripheral circuit elements are integrated
  • 42 denotes a light-shielding film formed by aluminum electrode wiring
  • 43 denotes an electrode
  • Section, 44 is a photodiode section
  • 45 is a circuit element section.
  • the light-shielding film 42 covers the entire circuit element portion 45 and extends to the vicinity of the outermost scribe line of the semiconductor chip 41, and the photodiode portion 44 is opened for light incidence.
  • circuit element section 45 a large number of active elements and passive elements such as NPN transistors and resistors are formed. These individual circuit elements are arranged below the light shielding film 42 by an aluminum wiring layer below the light shielding film 42 (or by a first wiring layer if the light shielding film is the second layer). Electrical connection between each element is made to configure. Then, a part of the light-shielding film 42 is opened with a size of about 3 O jxb 0 ° to form a cross wiring part 46.
  • the cross-sectional structure of the integrated circuit shown in FIG. 5 is basically the same as the structure shown in FIG. That is, referring to FIG.
  • the photodiode 44 includes an island region 23 as a cathode, a substrate 21 and an isolation region 22 as anodes, and an N + type force on the bird region 23 surface.
  • a contact region 25 is formed, a cathode electrode 26 is arranged on the surface of the cathode contact region 25, and an anode electrode 24 is arranged on the surface of the separation region 22.
  • the photodiode PD is reverse biased by applying the ground potential GND to the anode electrode 24 and the power supply potential VCC such as +5 V to the force source electrode 26, and the optical signal enters the generated depletion layer. The photocurrent at the time of this is detected.
  • the electrode wirings 48a, 48b, 48c formed in the first wiring layer are exposed, and the same as the light-shielding film 42, in the second wiring layer.
  • the formed cross electrode 47 is interlayer-connected to the electrode wirings 48 a and 48 c via through holes 50 formed in the interlayer insulating film 28. Then, since the cross electrode 47 is insulated by the electrode wiring 48b and the interlayer insulating film 28, cross wiring between the electrode wirings 48a and 48c and the electrode wiring 48b is performed.
  • Each electrode wiring 48a, 48b, 48c extends on the insulating film and is connected to a desired circuit element.
  • the opening of the cross wiring portion 46 exposes the surface of the interlayer insulating film 28, it can serve as a gas vent hole of the polyimide insulating film as a material.
  • the gas vent hole is used to prevent the aluminum that covers the surface from swelling with the gas due to the gas generated from the polyimide during the heat treatment after the polyimide is formed, for example, during the annealing treatment.
  • a design is made such that one aluminum electrode is provided for every coating over a certain area (for example, 200 / X200). Naturally, it is necessary to protect the internal circuit from light entering through the opening, and it is difficult to arrange circuit elements below it.
  • the opening for degassing and the opening for the cross wiring portion 46 in common, it is not necessary to provide an extra opening.
  • the structure shown in FIG. 7 is used in which the crossing electrodes 47, 48a, 48b, and 48c are removed, or the same structure as the light-shielding film 42 is provided by the first-layer electrode.
  • a film having a function may be formed, and the film may be disposed so as to close the opening of the gas vent hole.
  • the area of the opening 51 can be smaller than that of the intersection 46 because the cross electrode 47 is unnecessary.
  • the device can be manufactured at low cost, and the manufacturing process can be simplified.
  • the opening of the cross wiring part 16 and the opening of the gas vent hole common, the number of gas vent holes can be reduced, and the size of the tube can be reduced.
  • the structures of the photodiode PD and the dummy photodiode are not limited to those in the above embodiment.
  • a P-type anode region is formed by diffusion in the same process as the base region 30 on the surface of the island region 23, and the anode region is formed.
  • a configuration in which the PN junction between the island region 23 and the island region 23 is a photodiode may be used.
  • the same level of the aluminum wiring layer as the light-shielding film 42 is used as the cross electrode 47, so that the first-layer electrode wiring can be performed without increasing the number of wiring layers.
  • Cross connection becomes possible. Therefore, the cost can be reduced, and the degree of freedom in pattern design increases, making it easier.
  • the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
  • the integrated circuit with a built-in photodiode is used as a signal reading device used for picking up a storage device using a laser such as a CD, as a device on the light receiving side of a remote control device using infrared rays. I like it.
  • a BIP-type element as an example of a circuit element.
  • the present invention can be applied to, for example, a MOS-type integrated circuit and a mixed-type BIP / MOS-type integrated circuit.

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Abstract

Both light shielding film and cross-wiring of a semiconductor device which incorporates a photodiode and in which circuit elements are covered with the light shielding film are provided without increasing the number of layers of multilayered wiring. A polyimide interlayer insulating film is provided. The surface of a semiconductor chip (11) on which a photodiode section (14) and a circuit element section (15) are formed is covered except the photodiode section (14) with a light shielding film (12) composed of an aluminum wiring layer. Cross-wiring between first-layer electrode wirings (17a and 17c) and electrode wiring (17b) is realized by interlayer connection by forming a cross-wiring section (16) by opening part of the film (12) on the circuit element section (15) and a cross electrode (18) of a wiring layer at the same level as that of the light shielding film (12). A dummy photodiode D-PD is provided below the cross-wiring section (16) so as to absorb excessive incident light. The opening of the wiring section (46) also serves as a vent hole.

Description

明 細 書  Specification
ホトダイォ一ド内蔵集積回路 技術分野 Integrated circuit with integrated photodiode
本発明は、 光信号受光用のホ卜ダイォードを内蔵し不要な光を遮蔽する遮光膜 を持つ半導体装置の、 多層配線構造に関する。 背景技術  The present invention relates to a multilayer wiring structure of a semiconductor device having a built-in photodiode for receiving an optical signal and having a light shielding film for shielding unnecessary light. Background art
赤外線などによる光信号伝達手段の受信側、 又は光ピックアツプ装置の光信号 読み取り装置などでは、 受光用のホトダイォードをその周辺回路と共に集積化し た半導体集積回路が用いられるようになつてきた。 I C化した装置は、 個別部品 でハイプリッ ド化したものに比べてコストダウンが期待でき、 また外部電磁界に よる雑音に対して強いというメ リッ トを有する。  On the receiving side of an optical signal transmitting means using infrared rays or the like, or an optical signal reading device of an optical pickup device, a semiconductor integrated circuit in which a photodiode for light reception is integrated together with its peripheral circuits has been used. The IC-based device has the advantage that it can be expected to reduce costs compared to a device that is hybridized with individual components, and is more resistant to noise caused by external electromagnetic fields.
上記ホトダイォ一ド内蔵集積回路は、 ホ卜ダイオードと N P N トランジスタ等 とが共存するため、 周辺回路への光入射による余分な光電流が生じないよう、 ホ トダイオード部分以外の領域を入射光から遮断する必要がある。  In the integrated circuit with built-in photodiode, since the photodiode and the NPN transistor coexist, the area other than the photodiode is shielded from the incident light so that extra photocurrent does not occur due to light entering the peripheral circuits. There is a need to.
このような遮光手段としては、 半導体集積回路の素子間接続に用いられるアル ミ電極が遮光性であることを利用して、 チップ表面の周辺回路部分の上をアルミ 配線で被覆する方法が最も簡便である (例えば特願平 4一 2 8 7 5 8 2号) 。 図 8にその半導体装置を示す。 同図において、 1は半導体チップ、 2は遮光膜、 3は電極パッ ド部、 4はホトダイオード部、 5は回路素子部である。 回路素子部 5の全ては遮光膜 2により覆われ、 ホトダイォ一ド部 4は光入射のために開口さ れている。 電極パッ ド部 3内には遮光膜 3と短絡しないように互い違いに重なり 合うようにして外部接続用の電極パッ ドが配置されている。 遮光膜 2は多層配線 構造の最上層の配線層からなり、 遮光膜の下部で、 遮光膜より下層の配線層によ り回路素子部 5の各素子の電気的接続が成されている。  The simplest way to shield light is to cover the peripheral circuit on the chip surface with aluminum wiring, utilizing the fact that the aluminum electrodes used to connect the elements of the semiconductor integrated circuit are light-shielding. (For example, Japanese Patent Application No. 4-12878782). Figure 8 shows the semiconductor device. In the figure, 1 is a semiconductor chip, 2 is a light shielding film, 3 is an electrode pad portion, 4 is a photodiode portion, and 5 is a circuit element portion. The entire circuit element section 5 is covered with the light shielding film 2, and the photodiode section 4 is opened for light incidence. Electrode pads for external connection are arranged in the electrode pad portion 3 so as to alternately overlap with each other so as not to short-circuit with the light shielding film 3. The light-shielding film 2 is formed of the uppermost wiring layer of the multilayer wiring structure. Under the light-shielding film, the wiring layers below the light-shielding film electrically connect the respective elements of the circuit element section 5.
しかしながら、 遮光膜 2が多層配線構造の最上層を占有することにより、 電極 配線に利用できる配線層が少なくなる。 その顕著な例が 2層配線構造であり、 第 2層目を遮光膜 2の形成に消費することは、 第 1層目の配線層だけで素子間接続 を行わなければならないことを意味する。 すると多層配線特有のクロス接続がで きなくなり、 パターン設計が困難になると言う欠点があった。 However, since the light shielding film 2 occupies the uppermost layer of the multilayer wiring structure, the number of wiring layers available for electrode wiring decreases. A prominent example is a two-layer wiring structure, and consuming the second layer for forming the light-shielding film 2 means that element-to-element connection must be performed only with the first-layer wiring layer. Then, a cross connection unique to multilayer wiring is created And the pattern design becomes difficult.
単純に配線層の数を 3層、 4層と多くすれば問題解決にはなるが、 内蔵する素 子数とチップサイズに見合った配線層の数があり、 これらに対して配線層の数を 増加することは、 それだけコスト高になる欠点がある。  The problem can be solved simply by increasing the number of wiring layers to three or four.However, there are numbers of wiring layers that match the number of built-in elements and the chip size. An increase has the disadvantage of increasing costs.
また、 高不純物濃度の拡散領域を配線の一部として用いることである程度のク 口ス配線が可能ではあるが、 拡散領域の電気抵抗がアルミ材料より大きいことか ら配線抵抗が大きくなるために限界がある。  In addition, by using a diffusion region with a high impurity concentration as a part of the wiring, it is possible to form a small amount of interconnects, but since the electrical resistance of the diffusion region is higher than that of aluminum material, the wiring resistance is limited. There is.
さらに、 配線層と配線層とを絶縁する層間絶縁膜として P S G膜、 B P S G膜 等の他に、 ポリイミ ド系絶縁膜がある。 ポリイ ミ ド絶縁膜は平坦性に優れスピン オン塗布により安価に製造できることから、 採用したい要求が強い。 しかし、 ポ リイ ミ ド絶縁膜は塗布後の各種熱処理によりガスが発生し、 発生したカスがその 表面を被覆するアルミ電極を押し上げるので、 例えば 2 0 0〃 x 2 0 0 / もの大 面積にわたってアルミ電極で被覆することができない。 従って遮光膜 2のように チップ上のほぼ全表面を被覆するような場合は利用できない欠点がある。 また、 やむをえず大面積のアルミ電極で被覆する場合は、 一定の面積毎に 5 : X 5〃程 度のガス抜き孔を意図的に設けなければならないが、 ポリイミ ド絶縁膜には光を 遮断する能力がないので、 上述した遮光膜 2に前記ガス抜き孔を形成することが できない。  Further, as an interlayer insulating film for insulating the wiring layers from each other, there is a polyimide-based insulating film in addition to a PSG film, a BPSG film and the like. There is a strong demand for polyimide insulating films because they have excellent flatness and can be manufactured at low cost by spin-on coating. However, the polyimide insulating film generates gas due to various heat treatments after coating, and the generated scum pushes up the aluminum electrode covering the surface, so that aluminum over a large area of, for example, 200 mm x 200 mm Cannot be coated with electrodes. Therefore, there is a disadvantage that it cannot be used in the case where almost the entire surface of the chip is covered like the light shielding film 2. Also, if it is unavoidable to cover with a large area of aluminum electrode, it is necessary to intentionally provide a gas vent hole of about 5: X 5〃 for each fixed area, but the polyimide insulating film blocks light. Therefore, the gas vent hole cannot be formed in the light shielding film 2 described above.
従って本発明は、 半導体チッブのほぼ全表面をアルミ電極による遮光膜で被覆 した場合においても、 容易に多層配線による交差配線が可能となるホトダイォ一 ド内蔵集積回路を提供するものである。  Accordingly, the present invention provides an integrated circuit with a built-in photodiode which enables easy cross wiring by multi-layer wiring even when almost the entire surface of the semiconductor chip is covered with a light-shielding film made of aluminum electrodes.
また、 層間絶縁膜として安価で製造しやすいポリイ ミ ド系絶縁膜を利用するこ とが可能な、 ホトダイォード内蔵集積回路を提供するものである。 発明の開示  Another object of the present invention is to provide an integrated circuit with a built-in photodiode, which can use a polyimide-based insulating film which is inexpensive and easy to manufacture as an interlayer insulating film. Disclosure of the invention
本発明は、 回路素子部の一部に遮光膜を開口した交差配線部を形成し、 該交差 配線部で遮光膜と同じ配線層を利用してクロス配線を行うと共に、 前記開口を通 して入射する不要光を、 前記交差配線部の下部に設けたダミーホ卜ダイォ一ドで 吸収することにより、 他の回路素子の誤動作などの悪影響をも排除したものであ o 更に、 交差配線部を設けることにより、 遮光膜に開口部を設けることが必須と なるので、 該開口部をポリイミ ド系絶縁膜のガス抜き孔として兼用することによ り、 チップサイズの効率化を図ると共に層間絶縁膜としてポリイミ ド系樹脂を利 用できるようにしたものである。 図面の簡単な説明 According to the present invention, a cross-wiring portion having a light-shielding film opened in a part of a circuit element portion is formed, and cross-wiring is performed in the cross-wiring portion using the same wiring layer as the light-shielding film. The incident unnecessary light is absorbed by a dummy photodiode provided below the intersection wiring portion, thereby eliminating adverse effects such as malfunction of other circuit elements. Furthermore, since it is necessary to provide an opening in the light-shielding film by providing the cross wiring portion, the chip size can be made more efficient by also using the opening as a gas vent for the polyimide-based insulating film. In addition, polyimide resin can be used as an interlayer insulating film. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
図 1は、 本発明の第 1の実施の形態を説明するための平面図である。  FIG. 1 is a plan view for explaining the first embodiment of the present invention.
図 2は、 図 1の要部拡大平面図である。  FIG. 2 is an enlarged plan view of a main part of FIG.
図 3は、 図 2の A A線断面図である  FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A A of FIG.
図 4は、 第 1の実施の形態を説明するための断面図である。  FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the first embodiment.
図 5は、 本発明の第 2の実施の形態を説明するための平面図である。  FIG. 5 is a plan view for explaining the second embodiment of the present invention.
図 6は、 図 5の要部断面図である。  FIG. 6 is a sectional view of a main part of FIG.
図 7は、 図 5の要部拡大平面図である。  FIG. 7 is an enlarged plan view of a main part of FIG.
図 8は従来のホトダイォード内蔵集積回路を説明するための平面図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 8 is a plan view for explaining a conventional photodiode built-in integrated circuit. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
以下に本発明の第 1の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。  Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図 1は本発明の第 1の実施の形態であるホトダイォード内蔵集積回路の半導体 チップの全体を示す平面図である。  FIG. 1 is a plan view showing an entire semiconductor chip of a photodiode-integrated integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.
m 1を参照して、 1 1はホトダイォ一ド素子と他の周辺回路素子とを一体化し た半導体チップ、 1 2はアルミ電極配線で形成した遮光膜、 1 3は電極ノ ッ ド部、 1 4はホトダイオード部、 1 5は回路素子部である。 遮光膜 1 2は回路素子部 1 5の略全部を被覆し、 半導体チップ 1 1最外周のスクライブライン近傍まで拡張 され、 ホトダイオード部 4は光入射のために開口されている。 電極パッ ド部 1 3 は、 詳細に図示していないが、 その内部にアルミ電極配線によって外部接続用の ボンディングパッ ドが設けられ、 ボンディングパッ ドと遮光膜とが短絡しないよ う、 そして半導体チップ 1 1表面を露出しないよう、 多層配線構造を用いて互い の端部が重なり合うようになっている。  Referring to m1, 11 is a semiconductor chip in which a photodiode element and other peripheral circuit elements are integrated, 12 is a light-shielding film formed of aluminum electrode wiring, 13 is an electrode node, 1 Reference numeral 4 denotes a photodiode section, and 15 denotes a circuit element section. The light-shielding film 12 covers substantially the entire circuit element section 15 and extends to the vicinity of the outermost scribe line of the semiconductor chip 11, and the photodiode section 4 is opened for light incidence. Although not shown in detail, the electrode pad portion 13 is provided with a bonding pad for external connection by aluminum electrode wiring inside the electrode pad portion 13 so as not to short-circuit the bonding pad and the light shielding film, and To prevent the surface from being exposed, a multilayer wiring structure is used to make the ends overlap each other.
回路素子部 1 5には N P Nトランジスタ、 抵抗などの能動素子、 受動素子が多 数形成されており、 遮光膜 1 2の下部で、 遮光膜 1 2より下層の配線層により (遮光膜が第 2層目であれば第 1層目の配線層により) 周辺回路を構成すべく各 素子間の電気的接続を行っている。 そして、 回路素子部 1 5を被覆する遮光膜 1 2の一部を開口することにより交差配線部 1 6を形成する。 Numerous active and passive elements, such as NPN transistors and resistors, are formed in the circuit element section 15, and under the light-shielding film 12, a wiring layer below the light-shielding film 12 is used. (If the light-shielding film is the second layer, the first wiring layer is used.) Electrical connection between each element is made to configure the peripheral circuit. Then, a cross-wiring portion 16 is formed by opening a part of the light-shielding film 12 covering the circuit element portion 15.
図 2は交差配線部 1 6を拡大した平面図である。 図 2を参照して、 遮光膜 1 2 を開口したことにより第 1層目の配線層で形成した電極配線 1 7 a、 1 7 b、 1 7 cが露見し、 遮光膜 1 2と同じく第 2層目の配線層で形成した交差電極 1 8が 層間絶縁膜に形成したスルーホールを介して電極配線 1 7 a、 1 7 cに層間接続 されている。 そして、 交差電極 1 8が電極配線 1 7 bと層間絶縁膜を介してクロ スすることにより、 電極配線 1 7 a、 1 7 cと電極配線 1 7 bとのクロス配線が 行われる。 各電極配線 1 7 a、 1 7 b、 1 7 cは絶縁膜上を延在して所望の回路 素子と接続されている。  FIG. 2 is an enlarged plan view of the cross wiring portion 16. Referring to FIG. 2, the opening of the light shielding film 12 reveals the electrode wirings 17a, 17b, and 17c formed in the first wiring layer. The cross electrode 18 formed by the second wiring layer is interlayer-connected to the electrode wirings 17a and 17c via through holes formed in the interlayer insulating film. Then, the cross electrode 18 crosses the electrode wiring 17b via the interlayer insulating film, whereby the cross wiring between the electrode wiring 17a, 17c and the electrode wiring 17b is performed. Each of the electrode wirings 17a, 17b, and 17c extends on the insulating film and is connected to a desired circuit element.
交差配線部 1 6の下部には、 それより大きな面積のダミーのホ卜ダイォ一ドを 配置している。  A dummy photodiode having a larger area is arranged below the crossed wiring portion 16.
図 3は図 1の A A線断面図である。 図 3を参照して、 2 1は P型のシリコン半 導体基板、 2 2は基板 2 1の上に気相成長により形成した N型のェピ夕キシャル 屑を貫通する P +型の分離領域、 2 3は分離領域により形成された鳥領域である。 ダミーのホトダイオードは、 P型のシリコン半導体基板 2 1と P +分離領域 2 2 をアノード、 島領域 2 3の N型層 (N +埋め込み層 2 7を含め) をカゾードとし て構成するものである。 分離領域 2 2の表面にはァノ一ド電極 2 4を 己置して接 地電位 G N Dを、 島領域 2 3には N +コンタク ト領域 2 5を介して力ソード電極 2 6により + 5 Vの如き電源電位 V C Cを印加する。 この電位印加で前記ダミー ホトダイオード D— P Dを逆バイアスして空乏層を発生させる。 尚、 2 7は N + 埋め込み層、 2 8はシリコン酸化膜、 シリコン窒化膜等の層間絶縁膜、 2 9 aは シリコン酸化膜などの絶縁膜、 2 9 bは同じくシリコン酸化膜、 シリコン窒化膜 等のパッシベ一シヨン皮膜である。 第 2層目の配線層で遮光膜 1 2と交差電極 1 8が形成され、 交差電極 1 8が層間絶縁膜のスルーホールを介して電極配線 1 Ί a、 1 7 cを接続し、 そして電極配線 1 7 bとクロスしている。 各絶緣膜 2 8、 2 9は透光性であり、 この半導体チップ 1 1は特定波長の光に対して透光性の樹 脂でモールドされる。 アルミ製の遮光膜 1 2は遮光性である。  FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. Referring to FIG. 3, reference numeral 21 denotes a P-type silicon semiconductor substrate, and reference numeral 22 denotes a P + -type isolation region that penetrates N-type epitaxial dust formed on the substrate 21 by vapor phase growth. And 23 are bird regions formed by the separation regions. The dummy photodiode has a structure in which the P-type silicon semiconductor substrate 21 and the P + isolation region 22 are anodes, and the N-type layer (including the N + buried layer 27) in the island region 23 is a cathode. . The ground electrode GND is placed on the surface of the isolation region 22 with the anode electrode 24 placed by itself, and the island region 23 is connected to the +5 by the force source electrode 26 via the N + contact region 25. Apply a power supply potential VCC such as V. The application of this potential reverse biases the dummy photodiode D-PD to generate a depletion layer. 27 is an N + buried layer, 28 is an interlayer insulating film such as a silicon oxide film and a silicon nitride film, 29 a is an insulating film such as a silicon oxide film, and 29 b is a silicon oxide film and a silicon nitride film. And the like. The light-shielding film 12 and the cross electrode 18 are formed in the second wiring layer, and the cross electrode 18 connects the electrode wirings 1 Ίa and 17 c via through holes in the interlayer insulating film. Crossed with wiring 17b. The insulating films 28 and 29 are translucent, and the semiconductor chip 11 is molded with a resin that transmits light of a specific wavelength. The aluminum light-shielding film 12 is light-shielding.
遮光膜に 1 2に交差配線部 1 6という開口部を設けたことにより遮光できない 光は、 その下部の島領域 2 3に入射される。 入射された光は、 ダミーホトダイォ ―ドが形成する空乏層、 あるいは空乏層両側の N型又は P型半導体層で光電流に 変換され、 該光電流は拡散によりアノード電極 2 4または力ソード電極 2 6に回 収される。 従って前記光電流が他の回路素子へ流れ込むことによる誤動作ゃラッ チアップを防止できる。 The light-shielding film cannot be shielded by providing an opening called a cross wiring part 16 in the light-shielding film The light is incident on the island region 23 under the light. The incident light is converted into a photocurrent by a depletion layer formed by a dummy photodiode or an N-type or P-type semiconductor layer on both sides of the depletion layer, and the photocurrent is diffused to an anode electrode 24 or a force source electrode 26. Will be collected at Therefore, it is possible to prevent a malfunction or a latch-up due to the photocurrent flowing into another circuit element.
遮光膜 1 2は接地するので、 場合によってはアノード電極 2 4と層間接続して も良い。 またァノード電極 2 4は島領域 2 3周囲の分離領域 2 4に沿ってできる だけ延在させる。 この時遮光膜 1 2と層間接続しながら延在させると、 交差配線 部 1 6から入射した光がシリコン表面と遮光膜 1 2の裏面とで反射を繰り返す多 重反射光を遮光できる。 但し第 1層目の電極配線 1 7の延在を妨げることはしな い。 尚、 遮光膜 1 2はダミーホトダイオードを形成する島領域 2 3の、 分離領域 2 2の端より内側まで延在させて、 分離領域 2 2を露見させない。  Since the light-shielding film 12 is grounded, the light-shielding film 12 may be interlayer-connected to the anode electrode 24 in some cases. The anode electrode 24 extends as much as possible along the isolation region 24 around the island region 23. At this time, if the light is extended while being interlayer-connected to the light-shielding film 12, it is possible to shield the multi-reflection light, which is repeatedly reflected on the silicon surface and the back surface of the light-shielding film 12, from the intersection wiring portion 16. However, it does not hinder the extension of the first-layer electrode wiring 17. The light-shielding film 12 extends from the island region 23 forming the dummy photodiode to the inside of the end of the separation region 22 so that the separation region 22 is not exposed.
図 4は、 回路素子の代表としての N P Nトランジスタと、 ホトダイオード部 1 4に形成したホトダイォ一ド素子 P Dの構造を示す断面図である。 同図において、 3 0は島領域 2 3の表面に形成した P型のベース領域、 3 1はベース領域 3 0の 表面に形成した N +型のエミッ夕領域、 3 2は島領域 2 3の表面に形成した N + 型のコレクタコンタク 卜領域である。 図 2と同じ部分には同じ符号を伏して説明 を省略する。 ホトダイオード P Dの上部の遮光膜 1 2だけが開口され、 回路素子 上は遮光膜 1 2が延在する。 遮光膜 1 2の下で第 1層目の電極配線 1 7が素子間 接続を行っている。 ホトダイォ一ド P Dの構造とダミーホトダイォードの構造と は基本的に全く同一である。  FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of an NPN transistor as a representative of a circuit element and a photodiode element PD formed in the photodiode section 14. In the same figure, 30 is a P-type base region formed on the surface of the island region 23, 31 is an N + -type emitter region formed on the surface of the base region 30, and 32 is a region of the island region 23. This is the N + type collector contact area formed on the surface. The same parts as those in FIG. Only the light-shielding film 12 above the photodiode PD is opened, and the light-shielding film 12 extends over the circuit element. Under the light-shielding film 12, the first-layer electrode wiring 17 connects the elements. The structure of the photodiode PD and the structure of the dummy photodiode are basically exactly the same.
以上に説明した本発明の半導体装置によれば、 遮光膜 1 2と同じレベルのアル ミ配線層を交差電極 1 8として利用するので、 第 1層目の電極配線 1 7のクロス 接続を行うことができる。 従って配線のパターン設計が容易になる。 また多層配 線の層の数を増加せずに済むので、 コストダウンが可能である。 そして、 交差配 線部 1 6の下部にダミーホトダイオードを配置することにより、 交差配線部 1 6 を通過した入射光を回収し、 他の回路素子へ流さないようにすることで回路素子 の誤動作を防止する。  According to the semiconductor device of the present invention described above, since the aluminum wiring layer at the same level as the light shielding film 12 is used as the cross electrode 18, the cross connection of the first-layer electrode wiring 17 is performed. Can be. Therefore, wiring pattern design becomes easy. Also, since the number of layers in the multilayer wiring does not need to be increased, the cost can be reduced. By placing a dummy photodiode below the crossed wiring section 16, the incident light passing through the crossed wiring section 16 is collected, and is prevented from flowing to other circuit elements. To prevent.
尚、 ホドダイオード P D、 ダミーホトダイオードの構造は上記実施例に限られ るものではなく、 例えば島領域 2 3表面にベース領域 3 0と同じく P型のァノー ド領域を拡散形成し、 該アノード領域と島領域 2 3との P N接合をホトダイォ一 ドとした構成でも良い。 The structures of the photodiode PD and the dummy photodiode are not limited to those in the above embodiment. For example, the P-type anode on the surface of the island region 23 as in the base region 30. The anode region and the island region 23 may be formed as a photodiode by diffusion forming the anode region and the island region 23.
本発明の第 1の実施の形態によれば、 遮光膜 1 2と同レベルの配線層を交差電 極 1 8に利用するので、 クロス配線のために配線層を 1つ増加せずに済むという 利点を有する。 従って電極配線のパターン設計が容易になり、 且つコス ト高を招 かないという利点を持つ。  According to the first embodiment of the present invention, a wiring layer at the same level as the light-shielding film 12 is used for the crossover electrode 18, so that it is not necessary to add one wiring layer for cross wiring. Has advantages. Therefore, there is an advantage that the pattern design of the electrode wiring is facilitated and cost is not increased.
更に交差配線部 1 6の下部にダミーホトダイォードを配置することにより、 余 分な光入射による光電流を回収し、 他の回路素子の誤動作を防止できる利点を有 する。  Further, by arranging a dummy photodiode below the intersection wiring part 16, there is an advantage that a photocurrent due to extra light incident can be collected and malfunction of other circuit elements can be prevented.
以下に本発明の第 2の実施の形態であるホトダイォ一ド内蔵集積回路を説明す る ο  Hereinafter, a photodiode built-in integrated circuit according to a second embodiment of the present invention will be described.
図 5は本発明の第 2の実施の形態であるホトダイォード内蔵集積回路の半導体 チップの全体を示す平面図である。  FIG. 5 is a plan view showing an entire semiconductor chip of a photodiode built-in integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.
図 5を参照して、 4 1はホトダイォ一ド素子と他の周辺回路素子とを一体化し た半導体チヅプ、 4 2はアルミ電極配線で形成した遮光膜、 4 3は電極;ノ、'ッ ド部、 4 4はホトダイオード部、 4 5は回路素子部である。 遮光膜 4 2は回路素子部 4 5の全部を被覆し、 半導体チップ 4 1最外周のスクライブライン近傍まで拡張さ れ、 ホトダイオード部 4 4は光入射のために開口されている。 電極パッ ド部 4 3 は、 詳細に図示していないが、 その内部にアルミ電極配線によって外部接続用の ボンディングパッ ドが設けられ、 ボンディングパッ ドと遮光膜とが短络しないよ う、 そして半導体チップ 4 1表面を露出しないよう、 多層配線構造を用いて互い の端部が重なり合うようになっている。  Referring to FIG. 5, reference numeral 41 denotes a semiconductor chip in which a photodiode element and other peripheral circuit elements are integrated, 42 denotes a light-shielding film formed by aluminum electrode wiring, 43 denotes an electrode; Section, 44 is a photodiode section, and 45 is a circuit element section. The light-shielding film 42 covers the entire circuit element portion 45 and extends to the vicinity of the outermost scribe line of the semiconductor chip 41, and the photodiode portion 44 is opened for light incidence. Although not shown in detail, the electrode pad portion 43 is provided with a bonding pad for external connection by aluminum electrode wiring inside the electrode pad portion 43, so that the bonding pad and the light shielding film are not short, and To prevent the surface of the chip 41 from being exposed, the ends are overlapped by using a multilayer wiring structure.
回路素子部 4 5には N P Nトランジスタ、 抵抗などの能動素子、 受動素子が多 数形成されている。 これら個々の回路素子は、 遮光膜 4 2の下部で、 遮光膜 4 2 より下層のアルミ配線層により (遮光膜が第 2層目であれば第 1層目の配線層に より) 周辺回路を構成すべく各素子間の電気的接続を行っている。 そして、 遮光 膜 4 2の一部を約 3 O j x b 0〃の大きさで開口して交差配線部 4 6を形成する。 図 5に示した集積回路の断面構造は、 基本的に図 4に示した構造と同じである。 即ち図 4を参照して、 ホトダイオード 4 4は、 島領域 2 3をカゾード、 基板 2 1 および分離領域 2 2をアノードとして構成され、 鳥領域 2 3表面には N +型の力 ツードコンタク ト領域 2 5を形成し、 カソードコンタク ト領域 2 5表面にカソ一 ド電極 2 6を、 分離領域 2 2表面にはアノード電極 2 4を配置している。 ァノ一 ド電極 2 4に接地電位 G N Dを、 力ソード電極 2 6に + 5 Vの如き電源電位 V C Cを印加することでホトダイォ一ド P Dを逆バイアスし、 発生した空乏層に光信 号が入射したときの光電流を検出するようになっている。 In the circuit element section 45, a large number of active elements and passive elements such as NPN transistors and resistors are formed. These individual circuit elements are arranged below the light shielding film 42 by an aluminum wiring layer below the light shielding film 42 (or by a first wiring layer if the light shielding film is the second layer). Electrical connection between each element is made to configure. Then, a part of the light-shielding film 42 is opened with a size of about 3 O jxb 0 ° to form a cross wiring part 46. The cross-sectional structure of the integrated circuit shown in FIG. 5 is basically the same as the structure shown in FIG. That is, referring to FIG. 4, the photodiode 44 includes an island region 23 as a cathode, a substrate 21 and an isolation region 22 as anodes, and an N + type force on the bird region 23 surface. A contact region 25 is formed, a cathode electrode 26 is arranged on the surface of the cathode contact region 25, and an anode electrode 24 is arranged on the surface of the separation region 22. The photodiode PD is reverse biased by applying the ground potential GND to the anode electrode 24 and the power supply potential VCC such as +5 V to the force source electrode 26, and the optical signal enters the generated depletion layer. The photocurrent at the time of this is detected.
ホトダイォード 4 4とは別の島領域 2 3には回路素子としての N P Nトランジ ス夕が形成されている。 N P Nトランジスタは島領域 2 3をコレクタとし、 島領 域 2 3表面に形成した P型のベース領域 3 0、 ベース領域 3 0の表面に形成した N +型エミッ夕領域 3 1、 および島領域 2 3表面に形成した N +型のコレクタコ ンタク 卜領域 3 2からなる。 2 7は N +型の埋め込み層である。 前記第 1層目の 電極配線 1 7で各領域にォ一ミ ックコンタク 卜するベース電極、 エミヅ夕電極、 およびコレクタ電極を形成する。 カソ一ド電極 2 6およびアノード電極 2 4も前 記第 1層目の電極配線で形成されている。 ェピタキシャル層表面はシリコン酸化 膜で被覆され、 該シリコン酸化膜上を第 1層目の電極配線が延在する。  An NPN transistor as a circuit element is formed in an island region 23 different from the photodiode 44. The NPN transistor has an island region 23 as a collector, a P-type base region 30 formed on the surface of the island region 23, an N + type emitter region 31 formed on the surface of the base region 30, and an island region 2 It consists of an N + -type collector contact region 32 formed on three surfaces. 27 is an N + type buried layer. A base electrode, an emitter electrode, and a collector electrode, which are in omic contact, are formed in each region by the first-layer electrode wiring 17. The cathode electrode 26 and the anode electrode 24 are also formed of the first-layer electrode wiring. The surface of the epitaxial layer is covered with a silicon oxide film, and the first-layer electrode wiring extends on the silicon oxide film.
第 1層目の電極配線の上部は、 スピンオン塗布法により形成された膜厚約 2、 0 のポリイミ ド系の層間絶縁膜 2 8が被覆し、 層間絶縁膜 2 8の表面を遮光膜 4 2 (図 4の中では符号 1 2で示している) が被覆する。 そして図示しないが、 遮光膜 4 2 ( 1 2 ) の上はポリイ ミ ド系のパッシベ一シヨン皮膜で被覆されてい 図 6は交差配線部 4 6を示す断面図である。 図 6を参照して、 交差配線部 4 6 の下部には、 それより大きな面積で島領域 2 3 aを形成しダミーのアイランドと する。  The upper part of the first-layer electrode wiring is covered with a polyimide-based interlayer insulating film 28 having a thickness of about 2.0 formed by a spin-on coating method, and the surface of the interlayer insulating film 28 is covered with a light-shielding film 42. (Indicated by reference numeral 12 in FIG. 4). Although not shown, the light-shielding film 42 (12) is covered with a polyimide-based passivation film, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing the cross wiring portion 46. Referring to FIG. 6, an island region 23a having a larger area is formed below intersection wiring portion 46 to be a dummy island.
ダミーアイランド 2 3 aは、 周囲の P +分離領域 2 2上にアノード電極 2 4 a を介して接地電位 G N Dを、 島領域 2 3 aには N +コンタクト領域 2 5 aを介し てカソ一ド電極 2 6 aにより + 5 Vの如き電源電位 V C Cを印加することで、 図 4のホトダイォ一ド P Dと同じ構造のダミーのホ卜ダイォ一ドとする。  The dummy island 23a is connected to the ground potential GND on the surrounding P + isolation region 22 via the anode electrode 24a, and is connected to the island region 23a via the N + contact region 25a. By applying a power supply potential VCC such as +5 V through the electrode 26a, a dummy photodiode having the same structure as the photodiode PD in FIG. 4 is obtained.
交差配線部 4 6の開口部には、 第 2層目の配線層で交差電極 4 7が形成され、 交差電極 4 7が層間絶縁膜 2 8のスルーホールを介して第 1層目の電極配線 4 8 a、 4 8 cを接続し、 そして電極配線 4 8 bと交差している。 シリコン酸化膜、 ポリイミ ド絶縁膜は全て透光性であり、 この半導体チップ 4 1は特定波長の光に 対して透光性の樹脂でモールドされる。 アルミ製の遮光膜 4 2は遮光性である。 図 7は交差配線部 4 6の拡大平面図である。 遮光膜 4 2を開口したことにより 第 1層目の配線層で形成した電極配線 4 8 a、 4 8 b、 4 8 cが露見し、 遮光膜 4 2と同じく第 2層目の配線層で形成した交差電極 4 7が層間絶縁膜 2 8に形成 したスルーホール 5 0を介して電極配線 4 8 a、 4 8 cに層間接続されている。 そして、 交差電極 4 7が電極配線 4 8 bと層間絶縁膜 2 8で絶縁されることによ り、 電極配線 4 8 a、 4 8 cと電極配線 4 8 bとのクロス配線が行われる。 各電 極配線 4 8 a、 4 8 b、 4 8 cは絶縁膜上を延在して所望の回路素子と接続され ている。 In the opening of the cross wiring portion 46, a cross electrode 47 is formed in the second wiring layer, and the cross electrode 47 is connected to the first layer electrode wiring through a through hole of the interlayer insulating film 28. 48a, 48c are connected, and intersect with the electrode wiring 48b. The silicon oxide film and polyimide insulating film are all translucent, and the semiconductor chip 41 is capable of transmitting light of a specific wavelength. On the other hand, it is molded with a translucent resin. The aluminum light shielding film 42 has a light shielding property. FIG. 7 is an enlarged plan view of the cross wiring portion 46. By opening the light-shielding film 42, the electrode wirings 48a, 48b, 48c formed in the first wiring layer are exposed, and the same as the light-shielding film 42, in the second wiring layer. The formed cross electrode 47 is interlayer-connected to the electrode wirings 48 a and 48 c via through holes 50 formed in the interlayer insulating film 28. Then, since the cross electrode 47 is insulated by the electrode wiring 48b and the interlayer insulating film 28, cross wiring between the electrode wirings 48a and 48c and the electrode wiring 48b is performed. Each electrode wiring 48a, 48b, 48c extends on the insulating film and is connected to a desired circuit element.
遮光膜 4 2に交差配線部 4 6という開口部を設けたことにより遮光できない光 は、 その下部の島領域 2 3 aに入射される。 入射された光は、 ダミーアイランド で形成したホトダイォードの空乏層、 あるいは空乏層両側の N型又は P型半導体 層で光電流に変換され、 該光電流はアノード電極 2 4 aまたはカソ一ド電極 2 6 aに回収される。 従つて前記光電流が他の回路素子へ流れ込むことによる誤動作 ゃラツチアップを防止できる。  The light that cannot be shielded due to the provision of the opening called the cross wiring portion 46 in the light-shielding film 42 is incident on the island region 23a under the light. The incident light is converted into a photocurrent by a photodiode depletion layer formed by a dummy island or an N-type or P-type semiconductor layer on both sides of the depletion layer, and the photocurrent is converted to an anode electrode 24 a or a cathode electrode 2. Recovered at 6a. Therefore, a malfunction due to the photocurrent flowing into another circuit element and a latch-up can be prevented.
交差配線部 4 6の開口は、 層間絶縁膜 2 8の表面を露出するので、 素材である ポリイ ミ ド絶縁膜のガス抜き孔となる得る。 ガス抜き孔とは、 ポリイ ミ ド形成後 の熱処理、 例えばァニール処理時にポリイ ミ ドから発生するガスにより表面を被 覆するアルミが前記ガスで膨れる現象を防止するために、 前記ガスの放出路を作 るためのもので、 ガス抜き孔とするためには、 アルミ電極が一定の面積 (例えば 2 0 0 / X 2 0 0 ) 以上で被覆する毎に 1ケ設ける、 というような設計をする。 当然開口部を通して入射する光から内部回路を保護する必要があり、 その下部に 回路素子を配置することは困難になる。 従って、 ガス抜き用の開口と交差配線部 4 6用の開口とを共通にして設計することにより、 余分な開口を設ける必要が無 くなる。 なお、 ガス抜き孔全てを交差配線部 4 6にする必要は無く、 交差配線が 必要なければ、 単なるガス抜き孔として配置すれば良い。 その場合は図 7の構造 から交差用の各電極 4 7、 4 8 a、 4 8 b , 4 8 cを除去した構成にするか、 あ るいは 1層目電極により遮光膜 4 2と同様の機能を持たせた膜を形成し、 該膜が ガス抜き孔の開口を塞ぐように配置すればよい。 また、 交差電極 4 7が不要の分 だけ、 図 5に示しているように開口 5 1の面積は交差部 4 6より小さくて済む。 以上に説明した本発明の半導体装置によれば、 遮光膜 4 2と同じレベルのアル ミ配線層を交差電極 4 7として利用するので、 第 1層目の電極配線のクロス接続 を行うことができる。 従って配線のパターン設計が容易になる。 また多層配線の 層の数を増加せずに済むので、 コストダウンが可能である。 そして、 交差配線部 4 6の下部にダミーホトダイォードを配置することにより、 交差配線部 4 6を通 過した入射光を回収し、 他の回路素子へ流さないようにすることで回路素子の誤 動作を防止する。 Since the opening of the cross wiring portion 46 exposes the surface of the interlayer insulating film 28, it can serve as a gas vent hole of the polyimide insulating film as a material. The gas vent hole is used to prevent the aluminum that covers the surface from swelling with the gas due to the gas generated from the polyimide during the heat treatment after the polyimide is formed, for example, during the annealing treatment. In order to make a gas vent hole, a design is made such that one aluminum electrode is provided for every coating over a certain area (for example, 200 / X200). Naturally, it is necessary to protect the internal circuit from light entering through the opening, and it is difficult to arrange circuit elements below it. Therefore, by designing the opening for degassing and the opening for the cross wiring portion 46 in common, it is not necessary to provide an extra opening. Note that it is not necessary to form all the gas vent holes in the cross wiring portion 46, and if no cross wiring is required, they may be simply arranged as gas vent holes. In this case, the structure shown in FIG. 7 is used in which the crossing electrodes 47, 48a, 48b, and 48c are removed, or the same structure as the light-shielding film 42 is provided by the first-layer electrode. A film having a function may be formed, and the film may be disposed so as to close the opening of the gas vent hole. Further, as shown in FIG. 5, the area of the opening 51 can be smaller than that of the intersection 46 because the cross electrode 47 is unnecessary. According to the semiconductor device of the present invention described above, since the aluminum wiring layer at the same level as the light-shielding film 42 is used as the cross electrode 47, the first-layer electrode wiring can be cross-connected. . Therefore, wiring pattern design becomes easy. Also, since the number of layers of the multilayer wiring does not need to be increased, the cost can be reduced. Then, by placing a dummy photodiode below the cross wiring section 46, the incident light passing through the cross wiring section 46 is collected, and is prevented from flowing to other circuit elements, so that the Prevent malfunction.
更に、 層間絶縁膜 2 8としてポリイ ミ ド系の絶縁膜を利用するので、 装置を安 価に製造できるし、 製造工程の簡素化を図ることもできる。 そして、 交差配線部 1 6の開口とガス抜き孔の開口とを共通化することにより、 ガス抜き孔孔の数を 減らせるので、 チヅブサイズの縮小化を図ることができる。  Furthermore, since a polyimide-based insulating film is used as the interlayer insulating film 28, the device can be manufactured at low cost, and the manufacturing process can be simplified. By making the opening of the cross wiring part 16 and the opening of the gas vent hole common, the number of gas vent holes can be reduced, and the size of the tube can be reduced.
尚、 ホトダイオード P D、 ダミーホトダイオードの構造は上記実施例に限られ るものではなく、 例えば島領域 2 3表面にベース領域 3 0と同じ工程で P型のァ ノード領域を拡散形成し、 該アノード領域と島領域 2 3との P N接合をホトダイ ォ一ドとした構成でも良い。  The structures of the photodiode PD and the dummy photodiode are not limited to those in the above embodiment. For example, a P-type anode region is formed by diffusion in the same process as the base region 30 on the surface of the island region 23, and the anode region is formed. A configuration in which the PN junction between the island region 23 and the island region 23 is a photodiode may be used.
本発明の第 2の実施の形態によれば、 遮光膜 4 2と同じレベルのアルミ配線層 を交差電極 4 7として利用するので、 配線層の数を増やさずに第 1層目の電極配 線のクロス接続が可能となる。 従ってコス ト減になる他パターン設計の自由度が 増し、 容易になる。 また、 層間絶縁膜 2 8としてポリイミ ド絶縁膜を用いること により、 製造工程を簡素化しコストダウンできる。 交差配線部 4 6の下部にはダ ミーのホトダイォ一ドを形成することにより、 不要な光入射による回路の誤動作 を防ぐことができる。  According to the second embodiment of the present invention, the same level of the aluminum wiring layer as the light-shielding film 42 is used as the cross electrode 47, so that the first-layer electrode wiring can be performed without increasing the number of wiring layers. Cross connection becomes possible. Therefore, the cost can be reduced, and the degree of freedom in pattern design increases, making it easier. Also, by using a polyimide insulating film as the interlayer insulating film 28, the manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced. By forming a dummy photodiode below the intersection wiring portion 46, it is possible to prevent a circuit from malfunctioning due to unnecessary light incidence.
さらに、 交差配線部 4 6の開口部をポリイミ ド絶縁膜のガス抜き孔として兼用 する設計とすることにより、 開口部の数を減らし、 チップサイズの無用な肥大化 を防止できるものである。 産業上の利用可能性  Furthermore, by designing the opening of the cross wiring portion 46 to also serve as a gas vent hole of the polyimide insulating film, the number of openings can be reduced, and unnecessary enlargement of the chip size can be prevented. Industrial applicability
以上のように、 本発明にかかるホトダイオード内蔵集積回路は、 C D等のレザ —を用いた記憶装置のピックアップに用いられる信号読みとり装置として、 赤外 線を用いるリモコン装置の受光側の装置として用いるのに好している。 また、 上 述の各実施の形態は回路素子として B I P型素子を例にしているが、 例えば MO S型の集積回路や、 B I P、 MO S混在型の集積回路にも適用できるものである。 As described above, the integrated circuit with a built-in photodiode according to the present invention is used as a signal reading device used for picking up a storage device using a laser such as a CD, as a device on the light receiving side of a remote control device using infrared rays. I like it. Also, on Each of the embodiments described above uses a BIP-type element as an example of a circuit element. However, the present invention can be applied to, for example, a MOS-type integrated circuit and a mixed-type BIP / MOS-type integrated circuit.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 半導体チップの一部に形成したホトダイオード部と、 1. A photodiode formed in a part of the semiconductor chip,
前記半導体チップの他の部分に形成した回路素子部と、  A circuit element portion formed in another portion of the semiconductor chip,
前記回路素子部の各々の素子を接続する多層配線層と、  A multilayer wiring layer for connecting each element of the circuit element section,
前記ホトダイォード部を除くように前記半導体チップの表面を被覆する遮光膜 と、  A light-shielding film that covers a surface of the semiconductor chip so as to remove the photodiode portion;
前記遮光膜の一部に前記遮光膜を除去して形成した、 交差配線部と、 前記交差配線部で、 前記多層配線により交差する電極配線と、  A cross-wiring portion formed by removing the light-blocking film on a part of the light-blocking film; and an electrode wiring crossing the multilayer wiring at the cross-wiring portion;
前記交差配線部の下部に設けたダミーのホ卜ダイォ一ドと、 を具備することを 特徴とするホトダイォード内蔵集積回路。  And a dummy photodiode provided below the intersection wiring portion.
2 . 前記多層配線が 2層構造であり、 前記遮光膜が第 2層口の配線層で形成した ことを特徴とする請求項 1記載のホトダイォード内蔵集積回路。  2. The integrated circuit with a built-in photodiode according to claim 1, wherein the multi-layer wiring has a two-layer structure, and the light-shielding film is formed by a second-layer wiring layer.
3 . 前記多層配線がポリイ ミ ド絶縁膜により層間絶縁されていることを特徴とす る請求項 1記載のホトダイォード内蔵集積回路。  3. The integrated circuit with built-in photodiode according to claim 1, wherein the multilayer wiring is interlayer-insulated by a polyimide insulating film.
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