本发明专利技术涉及光电转换装置和使用光电转换装置的成像系统。一种光电转换装置包括：用于输出根据光的信号的有效像素区域，以及用于输出基准信号的光学黑像素区域，其中，在光学黑像素区域中，在绝缘膜中布置插塞，并且，在插塞上方布置遮光膜并使该遮光膜与插塞连接，以使得插塞的上表面和绝缘膜的上表面形成同一个面，并且其中，在遮光膜上方或下方，布置厚度为５～１５ｎｍ的钛膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电转换装置。
技术介绍
CCD和CMOS光电转换装置被用于多种数字静物照相机和数字便携式摄像机。特别 地，CMOS光电转换装置在功耗和多功能性方面是优越的，并且近年来应用范围在扩大。近来，在光电转换装置中需要像素的小型化，并且，在插塞(plug)的形成过程中 执行化学机械抛光(CMP处理)作为小型化过程。日本专利申请公开No. 2008-218755的 图1描述了执行CMP处理以形成插塞时的触头(contact)的配置。日本专利申请公开 No. 2008-218755应对存在光学黑像素区域和有效像素区域的暗电流差的问题，并且通过包 含钛氮化物(titanium nitride)层和钛层的层来形成势垒(barrier)金属层。Mitsuru Okigawa, "Low-Damage Plasma Process for Solid-StateImaging Element", The Institute of Image Information and TelevisionEngineers Technical Report, Vol. 28，No. 23，pp. 19 22描述了在诸如蚀刻和CVD的等离子处理中产生的 250 350nm的紫外线增大硅和硅氧化物(silicon oxide)膜之间的界面状态(interface state)并导致暗电流。本专利技术的专利技术人发现，光学黑像素区域和有效像素区域的暗电流差不仅受到氢封 端处理(hydrogen-terminated treatment)的影响，而且受到由蚀刻和等离子处理中的 250 350nm的紫外线导致的损伤的影响。鉴于以上的问题而提出本专利技术，并且，本专利技术的一个目的是提供下述这样的光电 转换装置和成像系统能够在执行小型化处理时减少光学黑像素区域和有效像素区域的暗 电流差。
技术实现思路
本专利技术提供一种光电转换装置，该光电转换装置包括有效像素区域，该有效像素 区域用于输出根据光的信号；和光学黑像素区域，该光学黑像素区域用于输出基准信号，其 中，在光学黑像素区域中，在绝缘膜中布置插塞，并且，在插塞上方布置遮光膜并使该遮光 膜与插塞连接，以使得插塞的上表面和绝缘膜的上表面形成同一个面，并且，在遮光膜上方 或下方，布置厚度为5 15nm的钛膜。结合附图阅读以下描述，本专利技术的其它特征和优点将变得清晰，在这些附图中，同 样的附图标记始终表示相同或类似的元件。参照附图阅读示例性实施例的以下描述，本专利技术进一步的特征将变得清晰。 附图说明图IA是示出根据本专利技术的第一实施例的光电转换装置的结构的断面图。图IB是图IA的虚线区域22的放大断面图。图2是示出钛膜的膜厚与暗电流之间的关系的绘制图。图3是示出光的消光系数与透光强度的绘制图。图4A、图4B和图4C是示出根据本专利技术第一实施例的光电转换装置的变更结构的 断面图。图5是描述成像系统的框图。被并入说明书中并构成说明书的一部分的附图示出本专利技术的实施例，并与描述一 起用于解释本专利技术的原理。具体实施例方式现在将根据附图详细描述本专利技术的优选实施例。根据本专利技术的光电转换装置是包括光学黑像素区域和有效像素区域的光电转换 装置，并且，具有5 15nm厚度的钛膜至少被布置在遮光膜上方或下方，该遮光膜被布置在 光学黑像素区域的插塞上方。根据这种配置，可以防止由于钛膜的吸氢效果导致的暗电流 的增加和由于蚀刻或等离子处理导致的暗电流的增加，并且，可以减小光学黑像素区域的 暗电流。以下，将示出实施例以详细描述本专利技术。本专利技术不限于实施例。可以进行适当的 修改，并且，可以组合多个实施例。关于本说明书中的“上方”和“下方”，基于在半导体基板 上布置器件的主面的基板的深度方向将被称为“下”方向，而相反的方向将被称为“上”方 向。虽然作为材料基板的基板将被表达为“基板”，但是这种材料基板可被加工，并且，例如， 包含一个或多个半导体区域的部件、处于一系列制造处理的中间的部件或一系列制造处理 之后的部件也可被称为基板。(第一实施例)将参照图IA和图IB描述根据本专利技术第一实施例的光电转换装置。图IA是示出 根据本专利技术第一实施例的光电转换装置的结构的断面图。在图IA中，光电转换装置包含有效像素区域1和光学黑像素区域2。在有效像素 区域1中布置多个像素(单位像素)，所述像素(单位像素)包含用于产生根据光的信号 的光电二极管(光电转换单元)PD和用于输出PD的信号的晶体管(例如，未示出的放大 MOS晶体管)。遮光膜被布置在光学黑像素区域2上的像素上方以读出黑色灰度的基准信 号(黑色基准信号)。有效像素区域1的像素和光学黑像素区域2的像素的基本配置是相同的。更具体 而言，像素(单位像素)包含半导体区域11、半导体区域12、传送MOS晶体管13、浮置扩散 区域(以下称为“FD区域”)14和触头插塞15。光电转换装置包含第一布线层16、第一通 路插塞17、第二布线层18、第二通路插塞19、第三布线层20和钝化膜(上层)21。光电转 换装置还包含用于使布线和布线层绝缘的第一绝缘膜25、第二绝缘膜沈和第三绝缘膜27。半导体区域11是第一导电类型(例如，P型)的半导体区域。半导体区域12和 23是第二导电类型(例如，N型)的半导体区域，第二导电类型是与第一导电类型相反的导 电类型。半导体区域11和12形成PN结，并且构成用作光电转换单元的光电二极管PD。当 电荷是电子时，半导体区域12累积电荷。当向传送MOS晶体管13的栅极供给用于激活的信号时，传送MOS晶体管13向FD区域14传送在光电二极管PD的半导体区域12中累积的电荷。传送MOS晶体管13也被布 置在光学黑像素区域中，图IA示出传送MOS晶体管的栅电极M。FD区域14是第二导电类型的半导体区域。通过传送MOS晶体管13向FD区域14 传送电荷。FD区域14还用作传送MOS晶体管13的漏极区域。触头插塞15连接FD区域14 和第一布线层16。第一布线层16通过第一通路插塞17与第二布线层18连接。第二布线 层18通过第二通路插塞19与第三布线层20连接。第三布线层20 (后面描述的芯层)用 作遮光层。光电二极管PD的上侧的布线层20在有效像素区域1中有开口。另一方面，光 学黑像素区域2被光电二极管PD的上侧的布线层20覆盖。这是有效像素区域1的像素和 光学黑像素区域2的像素之间的不同点。钝化膜21沿第三布线层20的上表面跨着有效像素区域1和光学黑像素区域2而 延伸。钝化膜21由例如硅氮化物(silicon nitride)形成。钝化膜21可包含氢，并且可 在热处理期间扩散氢以减少硅和硅氧化物膜之间的界面状态。更具体而言，钝化膜21用作 氢封端处理中的氢供给层。这里，硅和硅氧化物膜之间的界面状态为例如包含半导体区域 11的基板和栅绝缘膜之间的界面。在有效像素区域1和光学黑像素区域2的整个表面上形 成钝化膜21。可以在氢封端处理之后去除钝化膜21。钝化膜21的去除有利于光路中折射 率的调整，并且，可以提高对于光电转换单元的光入射率。将参照图IB描述第二通路插塞19和第三布线层20的详细配置。图IB是图IA 的虚线区域22的放大断面图。第二通路插塞19包含第一势垒金属层19a和芯层19b，并且被布本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电转换装置，包括：有效像素区域，所述有效像素区域用于输出根据光的信号；和光学黑像素区域，所述光学黑像素区域用于输出基准信号，其中，在所述光学黑像素区域中，在绝缘膜中布置插塞，并且，在插塞上方布置遮光膜并使遮光膜与插塞连接，以使得插塞的上表面和绝缘膜的上表面形成同一个面，并且其中，在遮光膜上方或下方，布置厚度为５～１５ｎｍ的钛膜。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊野秀臣，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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