在使用铜布线的金属氧化半导体（ＭＯＳ）型等的固体摄像装置及其制造方法中，实现了暗电流和白斑数的降低和感度的提高。本发明专利技术的半导体装置，包括衬底（１０１）；形成在衬底（１０１）上，具有光电转换部（１０３）的光电转换单元呈阵列状排列的摄像区域；形成在衬底（１０１）上，进行摄像区域的控制和来自摄像区域的信号的输出的周围电路区域；形成在衬底（１０１）上且由含铜材料形成的含铜布线层（１３２、１３４、１３８），且，作为为防止铜扩散的扩散防止层，在光电转换部（１０３）上形成第一扩散防止层（１２１）的同时，还按顺序形成了含铜布线层（１３２、１３４、１３８）上的扩散防止层（１２２、１２３、１２４）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术，涉及，特别是包含光电二极管和金属氧化半导体(Metal Oxdie Semiconductor)型晶体管的同时使用铜布线的。
技术介绍
金属氧化半导体型固体摄像装置，对于各个像素都形成了包含金属氧化半导体晶体管的放大电路，利用该放大电路，成为在各光电二极管中放大信号读出的图像传感器。这样的固体摄像装置，具有被称为MOS图像传感器的，低电压且低电耗，再有，与周围电路可作成一个晶片的特长。为此，近年作为个人电脑用小型相机及携带型机器等的像素输入元件得到注目。这样的MOS图像传感器，现在是按照0.35μm标准以上的CMOS标准来制造的，平均一个像素的尺寸为5.6μm。然而，伴随着固体摄像装置的小型化、低成本化及多像素化的提高，今后，可以设想到像素的精细像素化及高速化会更加推进。在此，揭示了在低阻抗的同时，利用适合于高速动作及布线区域的削减的铜布线的固体摄像装置。图4，是表示固体摄像装置中电路构成的一例。该固体摄像装置，是在同一半导体衬底上包括，复数个像素11被排列成两维的摄像区域12，进行从被排列的像素11中垂直方向的选择的垂直移位寄存器13，进行从被排列的复数个像素11中水平方向选择的水平移位寄存器14，供给垂直移位寄存器13及水平移位寄存器14脉冲的定时发生电路15。还有，排列在摄像区域12中的像素11，各自都包含由光电二极管形成的光电转换部31，传送由光电转换部31发生的电荷的传送晶体管32，清除来自像素11的电荷复原的复原晶体管34，检测由传送晶体管传送的电荷、输出信号的放大晶体管35，控制放大晶体管35输出信号的时刻的选择晶体管36。这样，一个像素11由四个MOS晶体管形成。接下来，图5中，表示了以前的MOS型固体摄像装置50的剖面图。在此，表示了相当于两个像素(像素a及像素b)的范围，因为这两个像素具有相同的构造，所以主要说明像素a。MOS型固体摄像装置50，用硅衬底51形成，像素a等各个像素至少由一个MOS晶体管52和一个光电二极管53形成。在此，MOS晶体管52，是由对硅衬底51注入杂质而形成的源极区域及漏极区域(以下称为源极·漏极区域54)，和在硅衬底51上介于栅极绝缘膜55形成的栅极电极56构成的。还有，尽管图中未示，MOS晶体管52，由元件分离区域分隔的同时还形成在形成了p型或n型的阱(well)的范围内。还有，这也未图示，进行了为调整MOS晶体管52的阈值电压的对硅衬底51的杂质注入。还有，光电二极管部53，由对硅衬底51注入n型杂质而形成。还有，源极·漏极区域54上各自形成了第一层接触点71，第一层接触点71，连接于第一层埋入布线72。再有，第一层埋入布线72上形成了第二层接触点73，第二层接触点73，连接于第二层埋入布线74。再有，第二层埋入布线74上形成了第三层接触点75，第三层接触点75连接于第三层埋入布线76。在此，从第一层到第三层接触点及埋入布线，全部都形成在硅衬底51上形成的层间绝缘膜60中。这些，由如下所述那样形成。且，层间绝缘膜60，为合计五层的叠层构造。首先，沉积由氧化硅材料形成的第一层下侧层间绝缘膜61，由CMP研磨(Chemical Mechanical Polishing研磨)平整。接下来，在第一层下侧层间绝缘膜61的所规定位置开口接触孔，通过在该开口中填入钨等，形成第一层接触点71。它们高度(膜厚)形成为约0.5μm。接下来，第一层下侧层间绝缘膜61上，沉积厚度约为0.4μm的第一层上侧层间绝缘膜62，再对它通过平板印刷技术及蚀刻技术，形成为形成第一层埋入布线72的布线槽。再有，对该布线槽，成膜由钽(Ta)等形成的势垒金属(varia metal)和由铜(Cu)形成的导电膜后，通过CMP研磨平整。由此，形成了膜厚约为0.4μm的第一层埋入布线72。接下来，在第一层上侧层间绝缘膜62上，沉积氧化硅材料形成膜厚约为0.6μm的第二层层间绝缘膜63，CMP研磨平整。接下来，通过平板印刷技术及蚀刻技术，在第二层层间绝缘膜63上，形成通孔(via)接触点孔和布线槽。再有，通过成膜由钽(Ta)等形成的势垒金属和由铜(Cu)形成的导电膜后，再由CMP研磨平整，形成了膜厚约为0.3μm的第二层接触点73及第二层埋入布线74。接下来，与第二层层间绝缘膜63、第二层接触点73及第二层埋入布线74一样，形成第三层层间绝缘膜64、第三层接触点75及第三层埋入布线76。再有，成膜由氮化钛(TiN)形成的势垒金属和铝(Al)膜，通过蚀刻，形成垫部分(未图示)。此后，形成氮化硅膜的钝化膜81，再沉积最上部层间绝缘膜65。接下来，在最上部层间绝缘膜65上，形成了彩色滤色器82，再在彩色滤色器82上形成晶片镜83。在这样的固体摄像装置50中，通过使用能够形成的比由蚀刻形成的膜厚更薄的埋入布线，可以减小光电转换部件上形成的由布线层等形成的叠层构造。由此，可以谋得受光效率的提高。还有，作为布线材料由于使用了铜，通过控制布线层的膜厚而控制了布线层的电阻增加。(专利文献1)特开2003-264281号公报(专利技术所要解决的课题)然而，在图5所示的固体摄像装置50中，作为第一层埋入布线72等的布线材料所使用的铜(Cu)，一部分扩散到层间绝缘膜60，甚至扩散到硅衬底51。这样扩散了的铜(Cu)，在光电二极管53中作为增长暗电流的杂质元素而起作用，成为加剧白斑特性的原因。还有，布线层中最上部的层(图5的情况下，第三层埋入布线76)，因为还有兼用防止对光电二极管部53以外部分光的入射的遮光膜的机能，所以，制成为规整的格子状布线图案。使用作为这样的布线层的埋入布线的情况，摄像区域部的中央附近布线膜厚变薄。这被称为中凹(dishing)，在进行CMP(Chemical Mechanical Pol-ishing)研磨之际，由于研磨剂的化学作用布线中央部等的图案出现洼下现象。这个现象，在布线尺寸大处尤其显著。由于中凹布线层变薄的话，在成为断线的原因的同时光电二极管部53以外的区域也射入光线而成为MOS晶体管52误动作的原因。
技术实现思路
鉴于以上的课题，本专利技术的目的，在于提供能够容易地实现泄漏电流和白斑数的降低的同时，能够抑制布线的断线及对所规定区域以外的区域的光线的射入的。(为解决课题的方法)为了达到上述的目的，本专利技术的固体摄像装置，包括衬底；形成在衬底上的，具有光电转换部的光电转换单元(cell)排列为阵列状的摄像区域；形成在衬底上的，进行摄像区域的控制及来自摄像区域的信号的输出的周围电路区域；形成在衬底上的，且由含铜材料形成的含铜布线层；另外，作为防止铜扩散的扩散防止层，在光电转换部上形成了第一扩散防止层的同时，在含铜布线层上还形成了第二扩散防止层。根据本专利技术的固体摄像装置，由于形成了第一及第二扩散防止层，防止了由于布线层所含铜(Cu)的移动而侵入衬底(特别是形成在衬底上的光电转换部)。为此，防止了因为扩散到光电转换部的铜(Cu)而引起的暗电流的增加，也就能够防止固体摄像装置的白斑特征的恶化。也就是，在布线层中使用铜(Cu)的固体摄像装置中，可以减少白斑的数量。在此，在光电转换部上形成的第一扩散防止层，防止了扩散到光电转换部附近的铜(Cu)进入光电转换部。还有，在布线层上形成的第二扩本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体摄像装置，包括：衬底，摄像区域，形成在上述衬底上，具有光电转换部的光电转换单元排列为阵列状，周围电路区域，形成在上述衬底上，进行上述摄像区域的控制及来自上述摄像区域的信号的输出，以及含铜布线层，形成在上述衬底上，且由含铜的材料形成，其特征为：作为防止上述铜扩散的扩散防止层，在上述光电转换部上形成了第一扩散防止层的同时，还在上述含铜布线层上形成了第二扩散防止层。
【技术特征摘要】
JP 2005-1-27 2005-0196181.一种固体摄像装置，包括衬底，摄像区域，形成在上述衬底上，具有光电转换部的光电转换单元排列为阵列状，周围电路区域，形成在上述衬底上，进行上述摄像区域的控制及来自上述摄像区域的信号的输出，以及含铜布线层，形成在上述衬底上，且由含铜的材料形成，其特征为作为防止上述铜扩散的扩散防止层，在上述光电转换部上形成了第一扩散防止层的同时，还在上述含铜布线层上形成了第二扩散防止层。2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征为上述第一扩散防止层，和形成在最下层的上述含铜布线层上的上述第二扩散防止层，形成为连续的一体。3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征为上述光电转换部和上述第一扩散防止层之间，具有应力缓和膜。4.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征为上述第一扩散防止层及上述第二扩散防止层，包含氮化硅及碳化硅中的至少一种。5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征为包括含有上述含铜布线层的复数层布线层，在复数层的布线层之间，至少形成了绝缘膜。6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征为包括遮光布线层，上述遮光布线层与上述含铜布线层不同，具有作为遮挡入射光线的遮光膜机能的同时，还有为向上述光电转换部射入光线的开口，上述遮光布线层，由蚀刻形成图案。7.根据权利要求6所述的固体摄像装置，其特征为上述遮光布线层，包含铝。8.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其特征为在上述摄像区域形成的布线层中的最上层布线层，由蚀刻形成图案，在上述控制电路区域形成的布线层中的最上层布线层，为埋入布线。9.根据权利要求8所述的固体摄像装置，其特征为上述摄像区域的上述最上层布线层，位于比上述控制电路区域的上述最上层布线层靠下的位置。10.根据权利要求8所述的固体摄像装置，其特征为上述摄像区域的上述最上层布线层，在含有铝的同时，上述控制电路区域的上述最上层布线层，含有铜。11.一种摄像机，其特征为包括权利要求1所述的固体摄像装置。12.一种固体摄像装置的制造方法，其特征为包括第一工序，在衬底上形成的，具有光电转换部的光电转换单元排列为阵列状的摄像区域，和进行上述摄像区域的控制及来自上述摄像区域的信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：森三佳，内田干也，藤原一夫，山口琢己，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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