固态图像传感器制造技术

本发明专利技术涉及固态图像传感器。所述固态图像传感器包含有效像素部分和布置在有效像素部分周围的周边部分，在有效像素部分中布置有多个包含半导体基板上形成的光电二极管的像素，所述固态图像传感器包含：被布置在半导体基板之上的多个金属布线层；以及覆盖作为所述多个金属布线层之中的顶层的被构图的金属布线层的平坦化膜，其中，在有效像素部分中，所述多个金属布线层具有被配置为将光引导至光电二极管的开口，并且，在周边部分中，在顶层中设置有开口，并且顶层和半导体基板之间的至少一个金属布线层具有阻挡经由顶层中的开口入射在光电二极管上的光的图案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态图像传感器。
技术介绍
图IA是表示固态图像传感器的平面布局的平面图。图IA所示的固态图像传感器包含有效像素区域1、光学黑区域2和周边电路区域3。有效像素区域1和光学黑区域2中的每一个包含多个像素的二维阵列。运算放大器电路、水平扫描电路和垂直扫描电路例如被布置于周边电路区域3中。由金属膜制成的遮光膜在有效像素区域1中的各像素中开有开口(open)，而它覆盖光学黑区域2和周边电路区域3的几乎整个表面。来自光学黑区域 2的像素信号被用作黑电平基准信号。由诸如硅氧化物膜的绝缘膜制成的平坦化膜被布置于遮光膜上用于平坦化。在这种情况下，为了抑制由于有效像素区域1内的像素之间的光路差的不均一性所导致的颜色变化，平坦化膜必须具有给定的均一性。通过使用CMP(化学机械抛光)方法来对沉积于具有台阶(st印)的遮光膜上的诸如硅氧化物膜的绝缘膜的表面进行抛光和平坦化，形成该平坦化膜。通过CMP的硅氧化物膜的抛光速度在具有高的面积占有率的遮光膜上比在具有低的面积占有率的遮光膜上慢。 因此，在遮光膜具有低的面积占有率的有效像素区域和遮光膜具有高的面积占有率的有效像素区域周边部分之间的边界处在平坦化膜的表面上产生台阶。由于与这些台阶相关的因素，因此平坦化膜的厚度在有效像素区域的中心部分和外周部分之间改变，由此产生源自光路差的颜色变化。日本专利公开No. 2001-196571公开了用于解决上述问题的方法。根据日本专利公开No. 2001-196571，可通过在事先形成的沟槽中布置具有高的面积占有率的有效像素区域周边部分中的遮光膜，减少有效像素区域和有效像素区域周边部分之间的边界处的平坦化膜上的台阶。不幸的是，日本专利公开No. 2001-196571中描述的方法的不利之处在于它需要新的形成沟槽的处理。并且，该方法不足以根本上消除由于遮光膜的面积占有率的差异所导致的平坦化膜的不均一性。
技术实现思路
本专利技术提供可在不增加新处理的情况下通过减小遮光膜的面积占有率的差异来减小平坦化膜的不均一性的固态图像传感器。本专利技术的各方面中的一个方面提供一种固态图像传感器，所述固态图像传感器包含有效像素部分和布置在有效像素部分周围的周边部分，在有效像素部分中布置有多个包含半导体基板上形成的光电二极管的像素，所述传感器包含多个金属布线层，所述多个金属布线层被布置在半导体基板之上；以及平坦化膜，所述平坦化膜覆盖作为所述多个金属布线层之中的顶层的被构图的金属布线层，其中，在有效像素部分中，所述多个金属布线层具有被配置为将光引导至光电二极管的开口，以及在周边部分中，在所述顶层中设置有开口，并且，所述顶层和半导体基板之间的至少一个金属布线层具有阻挡经由所述顶层中的开口入射在光电二极管上的光的图案。从参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的进一步的特征将变得明显。 附图说明图IA是示意性表示固态图像传感器的平面布局的平面图；图IB是表示根据本专利技术实施例的固态图像传感器的平面布局的平面图；图2A是表示根据第一实施例的沿图IB中的虚线A-A'获取的横截面结构的例子的截面图；图2B是表示根据第一实施例的沿图IB中的虚线B-B'获取的横截面结构的例子的截面图；图3A至图3E是表示根据第一实施例的固态图像传感器的制造工艺的例子的截面图；图4A是表示根据第二实施例的沿图IB中的虚线A-A'获取的横截面结构的例子的截面图；图4B和图4C是表示根据第二实施例的固态图像传感器的制造工艺的例子的截面图；图5A是表示根据第三实施例的沿图IB中的虚线A-A'获取的横截面结构的例子的截面图；图5B是表示根据第三实施例的图5A所示的第二金属布线层的平面布局的例子的平面图；图5C是表示根据第三实施例的图5A所示的第一金属布线层的平面布局的例子的平面图；图6A是示意性地表示固态图像传感器的平面布局的平面图；图6B是表示根据第四和第五实施例的固态图像传感器的平面布局的平面图；图7A是表示根据第四实施例的沿图6B中的虚线A-A'获取的横截面结构的例子的截面图；图7B、图7C和图7D是表示根据第四实施例的固态图像传感器的制造工艺的例子的截面图；图8A是表示根据第五实施例的沿图6B中的虚线A-A'获取的横截面结构的例子的截面图；以及图8B、图8C和图8D是表示根据第五实施例的固态图像传感器的制造工艺的例子的截面图。具体实施例方式以下将参照附图详细描述根据本专利技术的固态图像传感器及其制造方法的实施例。<根据第一实施例的固态图像传感器的配置例子>图IB是表示根据本专利技术实施例的图IA所示的固态图像传感器的平面布局的例子的放大平面图。图2A是表示根据第一实施例的沿图IB中的虚线A-A'获取的横截面结构的截面图，图2B是表示沿图IB中的虚线B-B'获取的横截面结构的截面图。如图IB所示， 固态图像传感器具有有效像素部分，所述有效像素部分包含其中排列有多个像素的有效像素区域1。固态图像传感器还具有布置于有效像素部分周围的周边区域。包含用于获得基准信号的光学黑区域2和周边电路区域3的周边部分被布置在周边区域中。有效像素区域1和光学黑区域2中的每一个包含多个像素的二维阵列。周边电路区域3被用于控制有效像素区域1的操作以及处理从有效像素区域1读取的信号，并且包含例如运算放大器电路、水平扫描电路和垂直扫描电路。如图2A所示，在有效像素区域1和光学黑区域2中，光电二极管101被设置在半导体基板100上。为了简化的目的，没有示出设置在半导体基板 100上的MOS晶体管和金属插塞(plug)中的一些。在半导体基板100之上，分别在绝缘膜 102、103和104上形成第一金属布线层105、第二金属布线层106和遮光膜107。遮光膜107 还用作被用作基准电势和电源线的金属布线层。在金属布线层105、106和107之中，遮光膜107是顶层。第一金属布线层105和第二金属布线层106可通过金属插塞108相互电连接。第二金属布线层106和遮光膜107可通过金属插塞109相互电连接。绝缘膜102、103 和104例如由硅氧化物膜形成。第一金属布线层105、第二金属布线层106和遮光膜107例如由包含铝作为其主要成分的金属或金属间化合物形成。金属插塞108和109例如由包含钨作为其主要成分的金属形成。遮光膜107被由诸如硅氧化物膜的绝缘膜形成的平坦化膜 110覆盖。常规上，光学黑区域2和周边电路区域3的几乎整个表面被遮光膜107覆盖。相对照地，在第一实施例中，如图IB所示，在覆盖光学黑区域2和周边电路区域3的遮光膜 107中设置开口 111。如图2A所示，在光学黑区域2中，开口 111被设置在所有像素上的遮光膜107中。伪(dummy)金属膜112被设置在遮光膜107之下的第二金属布线层106的同一层中，并且在阻挡经由开口 111入射在光电二极管101上的光方面起作用。并且，如图2A 所示，在周边电路区域3中，开口 111被设置在其中伪金属膜112可被设置在遮光膜107之下的第二金属布线层106的同一层中的区域之上。伪金属膜112在阻挡经由开口 111入射在光电二极管101上的光方面起作用。布置于周边电路区域3中的电路可包含例如扫描电路。使A为光学黑区域2和周边电路区域3中的遮光膜107的面积占有本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种固态图像传感器，所述固态图像传感器包含有效像素部分和布置在所述有效像素部分周围的周边部分，在所述有效像素部分中布置有多个像素，每个像素包含半导体基板上形成的光电二极管，所述固态图像传感器包含：多个金属布线层，所述多个金属布线层被布置在所述半导体基板之上；以及平坦化膜，所述平坦化膜覆盖作为所述多个金属布线层之中的顶层的被构图的金属布线层，其中，在所述有效像素部分中，所述多个金属布线层具有被配置为将光引导至所述光电二极管的开口，以及在所述周边部分中，在所述顶层中设置有开口，并且，所述顶层和所述半导体基板之间的至少一个金属布线层具有阻挡经由所述顶层中的开口入射在光电二极管上的光的图案。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：青木武志，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP