固态摄像装置、电子设备以及固态摄像装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种固态摄像装置、电子设备、以及固态摄像装置的制造方法。该固态摄像装置包括：光电转换器，形成在基板上；布线部分，形成在光电转换器上方并由多层布线构成；以及绝缘部分，布线部分的多层布线嵌入绝缘部分中，绝缘部分的折射率大于硅氧化物的折射率。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2010年I月29日提交的专利技术名称为“”的专利技术专利申请N0.201010106325.X的分案申请。
本专利技术涉及固态摄像装置、电子设备和固态摄像装置的制造方法。具体地，本专利技术涉及使光通过布线层进入光电转换器的固态摄像装置、电子设备和固态摄像装置的制造方法。
技术介绍
以CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器为代表的半导体图像传感器被要求减小像素尺寸并增大相同图像区域中的像素数量。例如，日本专利申请公开N0.2008-109153公开了固态图像传感器，其中光波导设置在光电转换器上方，该光电转换器形成在半导体基板上。
技术实现思路
然而，在现有技术中，为了形成光波导，在即将形成光波导的凹入部分的内壁上沉积薄膜，该薄膜由折射率大于其周围材料的材料形成，接着凹入部分被具有高填充性能的材料填充。这样，对于形成在光电转换器上方的光波导，存在如下问题:从填充到凹入部分中的材料的填充性能角度来看，需要两种材料来形成光波导。考虑到上述情况，期望提供一种技术，其能穿过布线层有效地传输光信号到光电转换器，使得能够获得足够量的信号。根据本专利技术实施例，提供了一种固态摄像装置，其包括:光电转换器，形成在基板上；布线部分，形成在光电转换器上方并由多层布线构成；以及绝缘部分，布线部分的多层布线嵌入绝缘部分中。绝缘部分的折射率大于硅氧化物。此外，提供了一种电子设备，其使用了该固态摄像装置。在该实施例中，由于其中布线部分的布线形成在光电转换器上方的绝缘部分由折射率大于硅氧化物的材料形成，通过在凹入部分中嵌入材料来形成光波导的工艺不是必须的。此外，与硅氧化物形成绝缘部分的情况相比，能够减少传输的光的束腰直径(beamwaist diameter),由此能够局部地收集光能量,其能够将光传输到光电转换器。此外，根据本专利技术另一实施例，提供了 一种固态摄像装置，其包括:光电转换器，形成在基板上；布线部分，形成在所述光电转换器上方并由多层布线构成；硅氧化物，所述布线部分的所述多层布线嵌入所述硅氧化物中；以及绝缘部分，在所述光电转换器上方从所述布线部分上方的位置到最下层布线的位置嵌入所述硅氧化物中。所述绝缘部分的折射率大于所述硅氧化物。此外，提供了 一种电子设备，其使用了该固态摄像装置。在该实施例中，在光电转换器上方从布线部分上方的位置到最下层布线的位置嵌入的绝缘部分起光波导的作用。由于光波导由折射率大于硅氧化物的折射率的一种材料形成，所以不需要由多种材料形成光波导。此外，提供了一种固态摄像装置的制造方法。该固态摄像装置的制造方法，包括:在基板上形成光电转换器；在基板上形成驱动元件，在驱动元件上形成绝缘膜，以及平坦化形成的表面；通过以下步骤形成具有波导部分的布线层:在绝缘膜上形成嵌入层间绝缘膜中的布线，在层间绝缘膜的光电转换器上方的部分中设置凹入部分，通过在凹入部分中嵌入折射率大于层间绝缘膜的材料来形成波导部分；以及重复执行具有波导部分的布线层的形成，从而通过形成多层布线和连接多个波导部分来形成光波导。在上述实施例中，作为光波导的一部分的波导部分在每次形成一个布线层时形成。通过重复执行具有波导部分的布线层的形成，形成了光波导。因此，光波导能由一种材料形成。这里，绝缘部分由选自由氮化硅、氮氧化硅、氧化铪和氧化钽组成的组的材料制成。根据本专利技术，具有比硅氧化物更优良的光收集性能的绝缘部分能由一种材料形成在光电转换器上方。根据下文对如附图所示的本专利技术最佳实施例的详细描述，本专利技术的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显易懂。【附图说明】图1为示出根据第一实施例的固态摄像装置的示意截面图；图2A和2B为示出穿过固态摄像装置的光的束腰(beam waist)的比较实例的图；图3为示出第一实施例中固态摄像装置对应于RGB颜色的灵敏度的比较实例的图；图4为示出根据第二实施例的固态摄像装置的示意性截面图；图5为示出第二实施例中固态摄像装置对RGB颜色的灵敏度的比较实例的图；图6A至6C为示出根据第二实施例的固态摄像装置的制造方法的示意性截面图(部分I);图7A至7C为示出根据第二实施例的固态摄像制造的制造方法的示意性截面图(部分2)；图8为示出作为根据实施例的电子设备实例的摄像装置的结构实例方框图。【具体实施方式】下文，将参考附图描述本专利技术的实施例。实施例将以下列顺序来描述。1、第一实施例(结构、束腰、灵敏度比较)2、第二实施例(结构、灵敏度比较)3、固态摄像装置的制造方法(根据第二实施例的固态摄像装置的制造方法实例)4、电子设备(摄像装置的实例)〈1、第一实施例〉(结构)图1为示出根据第一实施例的固态摄像装置的示意截面图。固态摄像装置I包括光电转换器10和晶体管Tr。光电转换器10形成在由诸如娃的半导体形成的基板2中。晶体管Tr形成在基板2上。此外，固态摄像装置I包括布线部分40、钝化膜50、滤色器60和微透镜(micro lens)70。布线部分40隔着抗反射膜21形成在晶体管Tr上。钝化膜50形成在布线部分40上。微透镜70形成为对应于每个颜色的滤色器60。形成于基板2中的光电转换器10是对应于每个像素形成的光接收区域并将穿过微透镜70和滤色器60的入射光转换为电信号。基板2上的晶体管Tr可以是不同的晶体管，诸如，读取光电转换器10中获得的电荷的读取晶体管、放大光电转换器10的输出的放大晶体管、选择光电转换器10的选择晶体管以及释放电荷的重置晶体管。抗反射膜21形成在晶体管Tr上，由多层结构中的多条布线41构成的布线部分40隔着绝缘部分30形成于抗反射膜上。布线部分40的布线41被嵌入绝缘部分30中并隔着层之间的绝缘部分30形成多层结构。在布线部分40中，布线41没有设置在光电转换器10上方，所以穿过微透镜70和滤色器60的入射光传输穿过绝缘部分30并到达光电转换器10。在布线部分40上方，用于每个预定区域的R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的滤色器60以预定的布置顺序形成。此外，微透镜70形成以对应于每个滤色器。在此实施例中，一个光接收区域的开口被设定为1.4 μ m2。在此实施例的固态摄像装置I中，由于布线部分40的布线41被嵌入绝缘部分30中，所以绝缘部分30使用折射率大于硅氧化物的材料。这里，除了对应于其中设置有布线部分40的层的部分之外，其中嵌入布线41的绝缘部分30还包括对应于布线41之间的夹层的部分。也就是说，在此实施例中，构成布线部分40的多个布线41的整体嵌入到绝缘部分30中。折射率大于硅氧化物且被用作绝缘部分30的材料的实例包括氮化硅、氮氧化硅、氧化铪和氧化钽。这里，氮化硅在可见光范围内具有约2.0至2.2的折射率，并能够容易地在常规半导体制造设备中形成。此外，氮氧化硅在可见光范围内具有约1.7至1.8的折射率，并能够容易地在常规半导体制造设备中形成。此外，氧化铪具有约2.0的折射率并且具有比氮化硅小的光吸收。另外，氧化钽在可见光范围内具有约2.0的折射率并且具有比氮化硅小的光吸收。(束腰)图2Α和2Β为示出穿过固态摄像装置的光的束腰的比较实例的图。图2Α示出硅氧化物被用作其中嵌入布线的绝缘部分的情况(在现有技术中的实例)。图2Β示出氮化硅被用作其中嵌入布线的绝缘部分的情况(本实施例)。在图2Α和2Β中，附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态摄像装置，包括：光电转换器，形成在基板上；布线部分，形成在所述光电转换器上方并由多层布线构成；硅氧化物，所述布线部分的所述多层布线嵌入所述硅氧化物中；以及绝缘部分，在所述光电转换器的上方，从所述布线部分上方的位置到最下层布线的位置嵌入所述硅氧化物中，所述绝缘部分的折射率大于所述硅氧化物的折射率。

【技术特征摘要】
2009.01.29 JP 017469/091.一种固态摄像装置，包括: 光电转换器，形成在基板上； 布线部分，形成在所述光电转换器上方并由多层布线构成； 硅氧化物，所述布线部分的所述多层布线嵌入所述硅氧化物中；以及绝缘部分，在所述光电转换器的上方，从所述布线部分上方的位置到最下层布线的位置嵌入所述硅氧化物中，所述绝缘部分的折射率大于所述硅氧化物的折射率。2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中所述绝缘部分由选自由氮化硅、氮氧化硅、氧化铪和氧化钽组成的组的材料制成。3.—种电子设备,包括: 固态摄像装置，输出相应于所接收的光量的电信号；以及 信号处理装置，处理从所述固态摄像装置输出的所述电信号， 其中所述固态摄像装置包括: 光电转换器，形成在基板上； 布线部分，形成在所述光电转换器上方并由多层布线构成； 硅氧化物，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊地晃司，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP