固體攝像器件、電子裝置以及該固體攝像器件的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種固體攝像器件、其制造方法以及電子裝置。該固體攝像器件包括：半導(dǎo)體基板，具有多個(gè)光電二極管以及第一、第二和第三布線(xiàn)部；第一和第二布線(xiàn)部之間的邊界；在半導(dǎo)體基板上的第一布線(xiàn)層；以及在第一布線(xiàn)層上的第二布線(xiàn)層，在第二布線(xiàn)層上的第三布線(xiàn)層，其中，在邊界附近，第一布線(xiàn)部的第一高度不同于第二布線(xiàn)部的第二高度，第二布線(xiàn)層包括靠近第三布線(xiàn)層并包括遮光膜的上層和靠近第一布線(xiàn)層并包括遮光膜的下層，下層中的遮光膜比上層中的遮光膜更靠近第一和第二布線(xiàn)部之間的邊界。
【專(zhuān)利說(shuō)明】固體攝像器件、電子裝置以及該固體攝像器件的制造方法
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年5月4日、發(fā)明名稱(chēng)為“固體攝像器件、電子裝置以及該固體攝像器件的制造方法”的申請(qǐng)?zhí)枮?01010161781.4專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考
[0003]本申請(qǐng)包含與2009年5月12日向日本專(zhuān)利局提交的日本在先專(zhuān)利申請(qǐng)2009-115843的公開(kāi)內(nèi)容相關(guān)的主題，并要求其優(yōu)先權(quán)，將該在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及例如CMOS圖像傳感器或CXD圖像傳感器等固體攝像器件，還涉及包含該固體攝像器件的電子裝置以及該固體攝像器件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0005]人們已經(jīng)開(kāi)發(fā)了例如互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器和電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器等固體攝像器件。固體攝像器件配置為，光電二極管(光電轉(zhuǎn)換元件)設(shè)置在半導(dǎo)體基板的表面，當(dāng)光入射到光電二極管時(shí)，根據(jù)光電二極管產(chǎn)生的信號(hào)電荷獲得圖像信號(hào)。另外，對(duì)于具有上述配置的固體攝像器件，在先技術(shù)提出了改善光學(xué)特性的各種配置(例如，參考未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文本2000-150846和2004-273791)。
[0006]圖26顯示了未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文本2000-150846中所述固體攝像器件的示意性配置剖面圖。此文獻(xiàn)中的固體攝像器件100包括光接收部101和設(shè)置在其周邊的周邊電路部102，光接收部101包括一維或二維布置在半導(dǎo)體基板103表面的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件104。另外，固體攝像器件100具有隔著層間膜111和布線(xiàn)105設(shè)置在光接收部101上的微透鏡108和/或?yàn)V色器107。而且，包括層間膜111、蝕刻阻擋層112、保護(hù)膜113以及布線(xiàn)106的布線(xiàn)層設(shè)置在周邊電路部102的半導(dǎo)體基板103上。
[0007]此外，關(guān)于未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文本2000-150846所述的固體攝像器件100，光接收部101的布線(xiàn)層厚度di設(shè)定為小于周邊電路部102的布線(xiàn)層厚度dc，從而可以改善微透鏡108的聚光效果并避免濾色器107的混色問(wèn)題。
[0008]另外，圖27顯示了未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文本2004-273791中所述的固體攝像器件的周邊電路部和傳感器部間邊界附近的示意性剖面圖。在該文獻(xiàn)所述的固體攝像器件150中，多層布線(xiàn)層161?163夾著平坦膜層165層疊在周邊電路部151的基板160上，該層疊層的表面高度向著傳感器部152階梯式遞減。根據(jù)此配置，可減少周邊電路部151和傳感器部152之間邊界處高度的急劇變化，傳感器部152上的預(yù)定上層164的膜厚度在傳感器部152的整個(gè)表面上幾乎是均勻的，這利于改善光學(xué)特性。
[0009]如上所述，未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文2000-150846和2004-273791提出了在傳感器部和周邊電路部之間邊界處形成高度差的技術(shù)方案。在未經(jīng)審查的日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)文2004-273791中，該技術(shù)應(yīng)用于通過(guò)鋁(Al)布線(xiàn)工藝制造的固體攝像器件。該技術(shù)還能應(yīng)用于通過(guò)銅(Cu)布線(xiàn)工藝制造的固體攝像器件。
[0010]圖28并非在先技術(shù)，而是發(fā)明人遇到的示例性問(wèn)題。圖28描述了當(dāng)上述技術(shù)方案應(yīng)用于通過(guò)銅(Cu)布線(xiàn)工藝制造的固體攝像器件時(shí)，該固體攝像器件的配置的剖面圖。而且，圖28顯示了固體攝像器件200為CMOS圖像傳感器情況下的配置實(shí)例。
[0011]固體攝像器件200設(shè)有半導(dǎo)體基板201和布線(xiàn)層部，該布線(xiàn)層部包括金屬膜205和遮光層206，金屬膜205和遮光層206之間設(shè)有層間絕緣層203和覆蓋膜204。而且，固體攝像器件200具有鈍化膜207、濾色器層208和片上透鏡層209。布線(xiàn)層部、鈍化膜207、濾色器層208和片上透鏡層209依次層疊在半導(dǎo)體基板201上。并且，圖28顯示了由五層布線(xiàn)層IMT?5MT組成布線(xiàn)層部的例子。
[0012]另外，固體攝像器件200包括半導(dǎo)體基板201上的傳感器部區(qū)域220和周邊電路區(qū)域230，該周邊電路區(qū)域230例如包括垂直驅(qū)動(dòng)電路和水平驅(qū)動(dòng)電路。包括用作光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管202和像素晶體管(M0S晶體管:未圖示)的多個(gè)像素240 二維布置在傳感器部區(qū)域220的半導(dǎo)體基板201的表面上。
[0013]另外，傳感器部區(qū)域220包括實(shí)際輸出圖像信號(hào)的有效像素區(qū)域221和實(shí)際不輸出圖像信號(hào)的無(wú)效像素區(qū)域222。傳感器部區(qū)域220還包括輸出黑電平基準(zhǔn)信號(hào)的光學(xué)黑區(qū)(后文中稱(chēng)為OPB區(qū)域)223。而且，無(wú)效像素區(qū)域222和OPB區(qū)域223設(shè)置在有效像素區(qū)域221周邊的合適位置。
[0014]接著，在固體攝像器件200中，傳感器部區(qū)域220中布線(xiàn)層部220a的厚度設(shè)定為小于周邊電路區(qū)域230中布線(xiàn)層部230a的厚度。于是在傳感器部區(qū)域220和周邊電路區(qū)域230之間的邊界處形成高度差部分210。
[0015]但是，在上述配置的固體攝像器件200中，OPB區(qū)域223中的遮光層206布置在布線(xiàn)層2MT上方，因此很難充分減少光電二極管202和片上透鏡209之間的距離。因此，相關(guān)技術(shù)中的固體攝像器件200并不能充分改善光電二極管202的光學(xué)靈敏度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明提供一種固體攝像器件、其制造方法以及包含該固體攝像器件的電子裝置，其中，從該固體攝像器件的入射光側(cè)的表面到像素的距離減小，從而提高靈敏度。
[0017]本發(fā)明的固體攝像器件包括:半導(dǎo)體基板，其上具有多個(gè)光電二極管，該半導(dǎo)體基板包括第一布線(xiàn)部、第二布線(xiàn)部和第三布線(xiàn)部；所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界；在所述半導(dǎo)體基板上的第一布線(xiàn)層，該第一布線(xiàn)層包括多個(gè)金屬膜并延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部、所述第二布線(xiàn)部和所述第三布線(xiàn)部；以及在所述第一布線(xiàn)層上的第二布線(xiàn)層，該第二布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部，在所述第二布線(xiàn)層上的第三布線(xiàn)層，該第三布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部，并包括多個(gè)金屬膜，其中，在所述邊界附近的所述第一布線(xiàn)部的第一高度不同于在所述邊界附近的所述第二布線(xiàn)部的第二高度，并且其中，所述第二布線(xiàn)層包括更靠近所述第三布線(xiàn)層并包括遮光膜的上層和更靠近所述第一布線(xiàn)層并包括遮光膜的下層，所述下層中的所述遮光膜比所述上層中的所述遮光膜更靠近所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界。
[0018]本發(fā)明的固體攝像器件的制造方法包括下述步驟:在具有第一布線(xiàn)部、第二布線(xiàn)部和第三布線(xiàn)部的半導(dǎo)體基板的所述第三布線(xiàn)部中形成多個(gè)光電二極管，并且在所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間具有邊界；在所述半導(dǎo)體基板上形成第一布線(xiàn)層，該第一布線(xiàn)層包括多個(gè)金屬膜并延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部、所述第二布線(xiàn)部和所述第三布線(xiàn)部；以及在所述第一布線(xiàn)層上形成第二布線(xiàn)層，該第二布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部，在所述第一布線(xiàn)層上形成第三布線(xiàn)層，該第三布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部并包括多個(gè)金屬膜，其中，在所述邊界附近形成的所述第一布線(xiàn)部的第一高度不同于在所述邊界附近形成的所述第二布線(xiàn)部的第二高度，并且其中，所述第二布線(xiàn)層包括靠近所述第三布線(xiàn)層并包括遮光膜的上層和靠近所述第一布線(xiàn)層并包括遮光膜的下層，所述下層中的所述遮光膜比所述上層中的所述遮光膜更靠近所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界。
[0019]本發(fā)明的電子裝置包括:光學(xué)系統(tǒng)；和本發(fā)明中上述從所述光學(xué)系統(tǒng)接收光的固體攝像器件。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了下面的附圖及詳細(xì)說(shuō)明后將很容易理解本申請(qǐng)的其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的揭示范圍及隨附的權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)，所有此類(lèi)其它系統(tǒng)、方法、特征和優(yōu)點(diǎn)都被包含在說(shuō)明書(shū)中。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是第一實(shí)施例的固體攝像器件的示意性配置圖；
[0022]圖2是沿圖1所示的I1-1I線(xiàn)的剖面圖；
[0023]圖3是顯示第一實(shí)施例中組成固體攝像器件的各個(gè)區(qū)域與高度差部分和凹部之間位置關(guān)系的圖；
[0024]圖4是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0025]圖5是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0026]圖6是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0027]圖7是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0028]圖8是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0029]圖9是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0030]圖10是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0031]圖11是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0032]圖12是解釋第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0033]圖13是第二實(shí)施例的固體攝像器件的示意性配置剖面圖；
[0034]圖14是解釋第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0035]圖15是解釋第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法的圖；
[0036]圖16是顯示了第二實(shí)施例的固體攝像器件中無(wú)效像素區(qū)域附近的涂覆膜形狀的示意性剖面圖；
[0037]圖17是顯示了無(wú)效像素區(qū)域未設(shè)有凹部情況下無(wú)效像素區(qū)域附近的涂覆膜形狀的示意性剖面圖；
[0038]圖18是變化例I的固體攝像器件中OPB區(qū)域的示意性配置圖；
[0039]圖19是比較例的固體攝像器件中OPB區(qū)域的示意性配置圖；
[0040]圖20是高度差部分位于變化例I的固體攝像器件中OPB區(qū)域情況下的示意性配置圖；
[0041]圖21是高度差部分位于變化例2的固體攝像器件的無(wú)效像素區(qū)域和OPB區(qū)域之間邊界處時(shí)的配置圖；
[0042]圖22是高度差部分位于第一實(shí)施例的固體攝像器件的無(wú)效像素區(qū)域和OPB區(qū)域之間邊界處時(shí)的配置圖；
[0043]圖23是高度差部分位于變化例3的固體攝像器件的周邊電路區(qū)和OPB區(qū)域之間邊界處時(shí)的配置圖；
[0044]圖24是變化例4的固體攝像器件的有效像素區(qū)域中凹部的配置圖；
[0045]圖25是第三實(shí)施例的電子裝置的示意性配置圖；
[0046]圖26是相關(guān)技術(shù)中固體攝像器件的示意性配置圖；
[0047]圖27是相關(guān)技術(shù)中固體攝像器件的示意性配置圖；且
[0048]圖28是通過(guò)銅布線(xiàn)工藝制造的固體攝像器件的示意性配置圖，該固體攝像器件在傳感器部和周邊電路部之間邊界處具有高度差。

【具體實(shí)施方式】
[0049]下面參照附圖以下述順序來(lái)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件和包括該固體攝像器件的電子裝置的配置示例。而且，本發(fā)明并不限于下述示例。
[0050]1.固體攝像器件的基本配置示例
[0051]2.包括光波導(dǎo)層的固體攝像器件的配置示例
[0052]3.包括本發(fā)明實(shí)施例固體攝像器件的電子裝置的一種配置示例
[0053]1.第一實(shí)施例
[0054]固體攝像器件的配置
[0055]圖1說(shuō)明了本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的示意性配置。在此實(shí)施例中，固體攝像器件10為CMOS圖像傳感器。固體攝像器件10主要包括設(shè)置在半導(dǎo)體基板11上的傳感器部區(qū)域20 (像素陣列區(qū)域)和設(shè)置在傳感器部區(qū)域20周邊的周邊電路區(qū)域30。
[0056]傳感器部區(qū)域20包括輸出圖像信號(hào)的有效像素區(qū)域21、不輸出圖像信號(hào)的無(wú)效像素區(qū)域22和輸出黑電平基準(zhǔn)信號(hào)的OPB區(qū)域23。而且，無(wú)效像素區(qū)域22和OPB區(qū)域23設(shè)置在有效像素區(qū)域21周邊的適當(dāng)位置處。無(wú)效像素區(qū)域22和OPB區(qū)域23的設(shè)置位置可根據(jù)器件的特性而改變。此外，如稍后所述，多個(gè)像素40以二維陣列的形式布置在傳感器部區(qū)域20中半導(dǎo)體基板11的表面上。
[0057]雖然未在附圖中顯示，周邊電路區(qū)域30例如包括垂直驅(qū)動(dòng)電路、列信號(hào)處理電路、水平驅(qū)動(dòng)電路、輸出電路和控制電路等。
[0058]垂直驅(qū)動(dòng)電路例如包括移位寄存器，該移位寄存器沿垂直方向(例如圖1所示的y方向)逐行地依次選擇性地掃描傳感器部區(qū)域20的各像素。接著，基于各像素的光電二極管接收的光量所產(chǎn)生的信號(hào)電荷的像素信號(hào)被施加到列信號(hào)處理電路。列信號(hào)處理電路例如設(shè)置為，針對(duì)像素行，根據(jù)來(lái)自O(shè)PB區(qū)域23中各行像素的信號(hào)對(duì)從一行像素輸出的信號(hào)執(zhí)行諸如去除噪聲和放大信號(hào)等信號(hào)處理。水平驅(qū)動(dòng)電路例如包括移位寄存器，依次輸出水平掃描脈沖，以預(yù)定次序在多個(gè)列信號(hào)處理電路中選擇預(yù)定的列信號(hào)處理電路，然后輸出像素信號(hào)。輸出電路將來(lái)自各列信號(hào)處理電路的信號(hào)依次輸出到預(yù)定的信號(hào)處理電路。而且，控制電路根據(jù)垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘來(lái)控制上述各電路。
[0059]圖2顯示了本實(shí)施例的固體攝像器件10的示意性配置剖面圖。而且，圖2是沿著圖1所示的I1-1I線(xiàn)的剖面圖，也是傳感器部區(qū)域20和周邊電路區(qū)域30之間邊界周邊的剖面圖。
[0060]固體攝像器件10具有半導(dǎo)體基板11、布線(xiàn)層部21a、23a、和30a、鈍化膜51、濾色器層52和片上透鏡層53。而且,布線(xiàn)層部21a、23a、和30a、鈍化膜51、濾色器層52和片上透鏡層53依次層疊在半導(dǎo)體基板11上。
[0061]半導(dǎo)體基板11 (基板)例如由硅基板形成，包括光電二極管41和像素晶體管(M0S晶體管:未圖示)的多個(gè)像素40 二維布置在該半導(dǎo)體基板11的表面上。
[0062]鈍化膜51例如由氮化硅如1折射率為2.0)形成，該材料的折射率比后文所述的形成層間絕緣層42的二氧化硅(S12，折射率1.45)等材料的折射率高。
[0063]濾色器52例如由含有著色劑的光致抗蝕劑形成。此外，片上透鏡53例如由二氧化硅(S12)形成。在此實(shí)施例中，片上透鏡53設(shè)置在無(wú)效像素區(qū)域22中。但如果濾色器52有聚光功能，則無(wú)效像素區(qū)域22中可以不設(shè)置片上透鏡53。
[0064]此外，在此實(shí)施例中，如圖3所示，半導(dǎo)體基板11上的布線(xiàn)層部21a、23a、和30a的膜配置按照組成固體攝像器件10的區(qū)域不同而不同。在此處描述各區(qū)域中的布線(xiàn)層部的膜配置。關(guān)于此實(shí)施例所說(shuō)明的示例，如稍后所述，布線(xiàn)層部由五層布線(xiàn)層IMT?5MT組成。但是本發(fā)明并不限于此，布線(xiàn)層的數(shù)目可以根據(jù)例如用途和規(guī)格適當(dāng)改變。
[0065]傳感器部區(qū)域20中有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22的布線(xiàn)層部21a由包含金屬膜44的布線(xiàn)層IMT和包含金屬膜45的布線(xiàn)層2MT形成。布線(xiàn)層2MT隔著覆蓋膜43和層間絕緣層42層疊在布線(xiàn)層IMT上。另外，布線(xiàn)層IMT隔著層間絕緣層42設(shè)于半導(dǎo)體基板11上，在布線(xiàn)層2MT和鈍化膜51之間從布線(xiàn)層2MT側(cè)起設(shè)有覆蓋膜43和層間絕緣層42。
[0066]而且，在布線(xiàn)層部21a中，分別組成布線(xiàn)層IMT和2MT的金屬膜44和45設(shè)在不會(huì)阻擋光通過(guò)片上透鏡53入射到光電二極管41的位置。具體地，金屬膜44和45位于片上透鏡53和光電二極管41彼此相對(duì)的區(qū)域之外的位置。
[0067]另外，在此實(shí)施例中，凹部57位于有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的表面上。凹部57位于相鄰的金屬膜45之間。而且，凹部57的深度到位于布線(xiàn)層IMT上的覆蓋膜43。
[0068]傳感器部區(qū)域20中OPB區(qū)域23上的布線(xiàn)層部23a由包含金屬膜44的布線(xiàn)層1MT、包含金屬膜45的布線(xiàn)層2MT、包含遮光層49的布線(xiàn)層3MT和包含遮光層50的布線(xiàn)層4MT形成。布線(xiàn)層IMT?4MT依次層疊在半導(dǎo)體基板11上。
[0069]而且，在布線(xiàn)層部23a中，在各布線(xiàn)層之間從下布線(xiàn)層側(cè)起設(shè)有覆蓋膜43和層間絕緣層42。此外，布線(xiàn)層IMT隔著層間絕緣層42位于半導(dǎo)體基板11上，在布線(xiàn)層4MT和鈍化膜51之間從布線(xiàn)層4MT側(cè)起設(shè)有覆蓋膜43和層間絕緣層42。而且，在布線(xiàn)層部23a中，分別組成布線(xiàn)層IMT和2MT的金屬膜44和45位于光電二極管41上方區(qū)域之外的位置處。
[0070]周邊電路區(qū)域30上的布線(xiàn)層部30a具有包含金屬膜44的布線(xiàn)層1MT、包含金屬膜45的布線(xiàn)層2MT、包含金屬膜46的布線(xiàn)層3MT和包含金屬膜47的布線(xiàn)層4MT。此外，布線(xiàn)層部30a具有包含金屬膜48的布線(xiàn)層5MT。在布線(xiàn)層部30a中，布線(xiàn)層IMT?5MT依次層疊在半導(dǎo)體基板11上。
[0071]而且，在布線(xiàn)層部30a中，在各個(gè)布線(xiàn)層之間從下布線(xiàn)層側(cè)起設(shè)有覆蓋膜43和層間絕緣層42。此外，布線(xiàn)層IMT隔著層間絕緣層42位于半導(dǎo)體基板11上，層間絕緣層42位于布線(xiàn)層5MT和鈍化膜51之間。
[0072]在各區(qū)域的上述布線(xiàn)層部中，金屬膜44?48和遮光層49?50例如由銅(Cu)或鋁(Al)形成。而且，當(dāng)金屬膜44?48和遮光層49?50由銅(Cu)形成時(shí)，例如由氮化鈦(TiN)形成的防擴(kuò)散膜(未圖示)優(yōu)選地位于各膜附近?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置防擴(kuò)散膜來(lái)防止銅擴(kuò)散到層間絕緣層42。
[0073]在本實(shí)施例中，布線(xiàn)層3MT的遮光層49和布線(xiàn)層4MT的遮光層50的配置(形狀、尺寸、膜厚度等)是相同的。遮光層49和50可以由覆蓋OPB區(qū)域23的整個(gè)表面的金屬膜形成，或者通過(guò)將線(xiàn)形金屬膜布置為柵格形狀而形成。也可以用未施加信號(hào)脈沖的布線(xiàn)，即不使用的布線(xiàn)作為遮光層。
[0074]層間絕緣層42例如由二氧化硅(S12)形成。覆蓋膜43例如由碳化硅(SiC)形成。覆蓋膜43位于各布線(xiàn)層上，用作蝕刻阻擋層。在設(shè)有覆蓋膜43的情況下，易于控制形成各布線(xiàn)層中的高度差部分和凹部的蝕刻步驟。而且，在此實(shí)施例所示的配置示例中，覆蓋膜43布置在傳感器部區(qū)域20中的所有布線(xiàn)層上。但本發(fā)明并不限于此，覆蓋膜43還可以布置在預(yù)定布線(xiàn)層上，或者也可以不包含覆蓋膜43。
[0075]如上所述，在本實(shí)施例的固體攝像器件10中，分別位于周邊電路區(qū)域30、0PB區(qū)域23以及有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22上的布線(xiàn)層部30a、23a、和21a的膜配置彼此不同。此外，布線(xiàn)層部30a、23a、和21a的膜厚度依次減小。
[0076]因此，由于周邊電路區(qū)域30和OPB區(qū)域23的布線(xiàn)層部的厚度差，第一高度差部分55位于兩個(gè)區(qū)域之間邊界附近。此外，同樣由于OPB區(qū)域23和無(wú)效像素區(qū)域22的布線(xiàn)層部的厚度差，第二高度差部分56位于兩個(gè)區(qū)域之間邊界附近。另外，在此實(shí)施例中，凹部57位于有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的表面。
[0077]即，在固體攝像器件10中，多個(gè)高度差部分布置為，各布線(xiàn)層部的表面高度在從周邊電路區(qū)域30到傳感器部區(qū)域20的有效像素區(qū)域21的方向逐漸降低。此外，凹部57位于有效像素區(qū)域21中。
[0078]在此，圖3顯示了本實(shí)施例的固體攝像器件10的各組成區(qū)域、第一高度差部分55和第二高度差部分56以及凹部57之間的位置關(guān)系。圖3是固體攝像器件10的示意性上表面配置圖，第一高度差部分55和第二高度差部分56以及凹部57由虛線(xiàn)表示。
[0079]在此實(shí)施例中，如圖3所示，第一高度差部分55位于沿著傳感器部區(qū)域20的外圍部分附近。第二高度差部分56圍繞著有效像素區(qū)域21。此外，多個(gè)凹部57以預(yù)定間隔二維布置在由第二高度差部分56圍繞的有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中。而且，在圖3所示的例子中，凹部57的開(kāi)口形狀是方形。但是本發(fā)明并不限于此，凹部57的開(kāi)口形狀例如可以是圓形或多邊形，或者凹部57形成為凹槽。
[0080]此外，在此實(shí)施例中，第一高度差部分55的高度差(距離、厚度)在30nm到5000nm之間，第二高度差部分56的高度差(距離、厚度)在10nm到100nm之間，每一凹部的深度在50nm到500nm之間。
[0081]固體攝像器件的制造方法
[0082]接下來(lái)參考圖4?12描述本實(shí)施例的固體攝像器件10的制造方法。圖4?12顯示了固體攝像器件10的制造方法中各步驟之后的膜形成狀態(tài)。而且，圖4?12顯示了傳感器部區(qū)域20和周邊電路區(qū)域30之間邊界周邊的示意性剖面圖。
[0083]首先，在半導(dǎo)體基板11表面上的傳感器部區(qū)域20中二維形成包括光電二極管41和像素晶體管(未圖示)的多個(gè)像素40。之后，通過(guò)諸如濺射法等方法在半導(dǎo)體基板11上依次形成層間絕緣層42、金屬膜44 (布線(xiàn)層IMT的膜厚度在10nm到100nm之間)和覆蓋膜43。此外，通過(guò)諸如濺射法等方法在布線(xiàn)層IMT表面的覆蓋膜43上依次形成層間絕緣層42、金屬膜45 (布線(xiàn)層2MT的膜厚度在50nm到500nm之間)和覆蓋膜43。圖4顯示了上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。
[0084]隨后，通過(guò)諸如濺射法等技術(shù)在布線(xiàn)層2MT表面的覆蓋膜43上依次形成層間絕緣層42、包括金屬膜46和遮光層49的布線(xiàn)層3MT以及覆蓋膜43。此外，通過(guò)諸如濺射法等方法在布線(xiàn)層3MT表面的覆蓋膜43上依次形成層間絕緣層42、包括金屬膜47和遮光層50的布線(xiàn)層4MT以及覆蓋膜43。圖5顯示了上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。布線(xiàn)層3MT或4MT的膜厚度都在50nm到500nm之間。
[0085]接著，通過(guò)諸如濺射法等方法在布線(xiàn)層4MT表面的覆蓋膜43上依次形成層間絕緣層42和金屬膜48 (布線(xiàn)層5MT的膜厚度在50nm到6000nm之間)。此外，在此實(shí)施例中，通過(guò)諸如濺射法等方法在金屬膜48 (布線(xiàn)層5MT)上形成層間絕緣層42。圖6顯示了上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。在此實(shí)施例中，通過(guò)上述步驟在半導(dǎo)體基板11上形成各布線(xiàn)層部。
[0086]接著，用抗蝕劑等對(duì)周邊電路區(qū)域30進(jìn)行掩模，通過(guò)例如干式蝕刻或濕式蝕刻等對(duì)布線(xiàn)層部一側(cè)的表面進(jìn)行蝕刻。以此方式，從作為最上層的層間絕緣層42起蝕刻位于傳感器部區(qū)域20上的布線(xiàn)層部。之后，當(dāng)一定厚度的層間絕緣層42留在布線(xiàn)層4MT表面的覆蓋膜43上時(shí)，結(jié)束蝕刻。或者，可以在到達(dá)覆蓋膜43時(shí)才結(jié)束蝕刻，即不剩有層間絕緣層42。圖7顯示了上述蝕刻步驟之后的膜形成狀態(tài)。通過(guò)該步驟，在傳感器部區(qū)域20 (0ΡΒ區(qū)域23)和周邊電路區(qū)域30之間的邊界處形成高度差(距離、厚度)在30nm到5000nm之間的第一高度差部分55。
[0087]隨后，用抗蝕劑等對(duì)周邊電路區(qū)域30和OPB區(qū)域23進(jìn)行掩模，通過(guò)例如干式蝕刻或濕式蝕刻等對(duì)布線(xiàn)層部一側(cè)的表面進(jìn)行蝕刻。以此方式，從作為最上層的層間絕緣層42起蝕刻位于無(wú)效像素區(qū)域22和有效像素區(qū)域21上的布線(xiàn)層部。接著，當(dāng)一定厚度的層間絕緣層42留在布線(xiàn)層2MT表面的覆蓋膜43上時(shí)，結(jié)束蝕刻。或者，可以在到達(dá)覆蓋膜43時(shí)才結(jié)束蝕刻，即不剩有層間絕緣層42。圖8顯示了上述蝕刻步驟之后的膜形成狀態(tài)。通過(guò)該步驟，在OPB區(qū)域23和無(wú)效像素區(qū)域22之間的邊界處形成高度差(距離、厚度)在10nm到100nm之間的第二高度差部分56。
[0088]此后，用抗蝕劑等對(duì)有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中光電二極管41上方區(qū)域之外的區(qū)域進(jìn)行掩模，通過(guò)例如干式蝕刻或濕式蝕刻等對(duì)布線(xiàn)層部一側(cè)的表面進(jìn)行蝕亥IJ。隨后，對(duì)掩模開(kāi)口部分的區(qū)域(光電二極管41上方的區(qū)域)進(jìn)行蝕刻。接著，當(dāng)蝕刻到達(dá)布線(xiàn)層IMT表面的覆蓋膜43時(shí)，結(jié)束蝕刻。圖9顯示了上述蝕刻步驟之后的膜形成狀態(tài)。通過(guò)該步驟，在有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22的光電二極管41上方的區(qū)域中形成深度在50nm到500nm之間的凹部57。而且，在形成凹部57時(shí)，當(dāng)一定厚度的層間絕緣層42留在布線(xiàn)層IMT表面的覆蓋膜43上時(shí)，結(jié)束蝕刻。在此實(shí)施例中，如上所述，在預(yù)定位置處形成第一高度差部分55、第二高度差部分56和凹部57。
[0089]接著，使用諸如化學(xué)氣相沉積(CVD)等方法，在具有第一高度差部分55、第二高度差部分56和凹部57的布線(xiàn)層部上形成鈍化膜51。此時(shí)，在傳感器部區(qū)域20和周邊電路區(qū)域30的整個(gè)表面上形成鈍化膜51。另外，鈍化膜51的厚度為，使得凹部57被鈍化膜51填滿(mǎn)，有效像素區(qū)域21中鈍化膜51的表面平坦。圖10顯示了在上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。
[0090]隨后，將例如由含有著色劑的光致抗蝕劑構(gòu)成的濾色器材料涂在鈍化膜51上，然后進(jìn)行曝光和顯影處理。以此方式，在無(wú)效像素區(qū)域22和有效像素區(qū)域21上的預(yù)定位置處形成濾色器52。圖11顯示了在上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。
[0091]如上所述，在本實(shí)施例的配置中，兩個(gè)高度差部分設(shè)置為各布線(xiàn)層部的表面高度從周邊電路區(qū)域30向有效像素區(qū)域21方向逐漸減小。因而，在形成濾色器52的步驟中，在鈍化膜51上涂覆濾色器材料時(shí)，在各高度差部分附近堆積的濾色器材料的量減少。從而，涂在有效像素區(qū)域21的濾色器材料厚度均勻，確保濾色器52平坦。
[0092]接著，將片上透鏡材料涂覆在濾色器層52上。同樣地，在此步驟中，在各個(gè)高度差部分附近堆積的片上透鏡材料減少，涂覆在有效像素區(qū)域21上的片上透鏡材料厚度均勻。
[0093]隨后，對(duì)片上透鏡材料的膜表面進(jìn)行圖形化，在有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中的光電二極管41上方形成具有預(yù)定形狀的片上透鏡53。圖12顯示了在上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。在此實(shí)施例中，通過(guò)上述步驟制造固體攝像器件10。
[0094]在本實(shí)施例的固體攝像器件10中，如上所述，有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的厚度設(shè)定為小于OPB區(qū)域23中布線(xiàn)層部的厚度。因此，在本實(shí)施例的固體攝像器件10中，有效像素區(qū)域21中片上透鏡53和光電二極管41之間的距離比圖28中的距離更小。即，在此實(shí)施例中，從入射光側(cè)表面到有效像素區(qū)域21的像素40的光路距離被進(jìn)一步縮短，光路上的光散射面也減小。因此，本實(shí)施例可進(jìn)一步改善諸如靈敏度等像素特性。
[0095]此外，在本實(shí)施例的固體攝像器件10中，在從周邊電路區(qū)域30到傳感器部區(qū)域20的有效像素區(qū)域21之上的各布線(xiàn)層部表面上設(shè)置有多個(gè)高度差部分(第一高度差部分55和第二高度差部分56)。這種配置具有以下效果。
[0096]參見(jiàn)圖28所示的固體攝像器件200，其也增加周邊電路區(qū)域230和傳感器部區(qū)域220之間邊界處的高度差，以減小片上透鏡209和光電二極管202之間的距離。但是，如果兩個(gè)區(qū)域之間的高度差增加，那么在通過(guò)涂覆法形成濾色器層208或片上透鏡層209時(shí)，將產(chǎn)生諸如涂刷不均勻或結(jié)構(gòu)不平坦的問(wèn)題。在此情況下，將會(huì)產(chǎn)生涂覆材料的平坦度降低和光學(xué)特性變差的問(wèn)題。
[0097]另一方面，如上所述，本發(fā)明的固體攝像器件10設(shè)置多個(gè)高度差部分，使得布線(xiàn)層部的表面高度從周邊電路區(qū)域30向傳感器部區(qū)域20的有效像素區(qū)域21階梯式遞減。在此情況下，各高度差部分的高度差變小，能夠避免通過(guò)涂覆法形成濾色器層52或片上透鏡層53時(shí)產(chǎn)生上述問(wèn)題，從而可以防止光學(xué)特性不好。
[0098]此外，在此實(shí)施例中，當(dāng)凹部57設(shè)于有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的表面時(shí)，光電二極管41上方區(qū)域中布線(xiàn)層2MT上的覆蓋膜43被去除。因此在本實(shí)施例中，能夠進(jìn)一步防止光學(xué)特性不好。
[0099]2.第二實(shí)施例
[0100]固體攝像器件的配置
[0101]圖13顯示了第二實(shí)施例的固體攝像器件的示意性剖面配置。并且，在圖13中，與上述第一實(shí)施例(圖2和12)相同的配置以相同的附圖標(biāo)記表示。
[0102]固體攝像器件60具有半導(dǎo)體基板11、布線(xiàn)層部21a、23a和30a、鈍化膜61、光波導(dǎo)層62、濾色器層52和片上透鏡層53。布線(xiàn)層部21a、23a和30a、鈍化膜61、光波導(dǎo)層62、濾色器層52和片上透鏡層53依次層疊在半導(dǎo)體基板11上。并且，組成本實(shí)施例的固體攝像器件60的各區(qū)域與上述第一實(shí)施例(圖1)的各區(qū)域相同。
[0103]在本實(shí)施例中，除鈍化膜61和光波導(dǎo)層62的配置之外，其它配置與上述第一實(shí)施例的配置(圖2和12)相同。因此，下面只說(shuō)明鈍化膜61和光波導(dǎo)層62。
[0104]鈍化膜61由與上述第一實(shí)施例中形成鈍化膜51相同的材料形成。具體地，鈍化膜61例如由氮化硅(SiN:折射率為2.0)等折射率比形成層間絕緣層42的二氧化硅(S12:折射率為1.45)等高的材料形成。
[0105]而且，在上述第一實(shí)施例的配置中，鈍化膜51的膜厚度大，有效像素區(qū)域21和無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的表面上的凹部57由鈍化膜51填充。但是，在此實(shí)施例中，如圖13所示，鈍化膜61的膜厚度小，鈍化膜61設(shè)置為覆蓋布線(xiàn)層部21a、23a和30a的表面。因此在本實(shí)施例中，凹部位于鈍化膜61的表面上。并且，鈍化膜61的膜厚度例如約為
0.5 μ m0
[0106]光波導(dǎo)層62位于鈍化膜61上，其厚度填滿(mǎn)位于鈍化膜61表面上的凹部?？梢允褂美缯凵渎时刃纬蓪娱g絕緣層42的二氧化硅(S12:折射率為1.45)等高的材料形成光波導(dǎo)層62。例如，可以使用硅氧烷樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂等材料形成光波導(dǎo)層62。此外，對(duì)于形成光波導(dǎo)層62的材料，上述樹(shù)脂材料可包括諸如氧化鈦、氧化鉭、氧化鈮、氧化鎢、氧化鋯、氧化鋅、氧化銦和氧化鉿等金屬氧化物微粒。在此情況下，光波導(dǎo)層62的折射率較高。
[0107]固體攝像器件的制造方法
[0108]接下來(lái)參考圖14和15簡(jiǎn)單說(shuō)明本實(shí)施例的固體攝像器件60的制造方法。并且，圖14和15僅僅顯示了不同于第一實(shí)施例(圖4?圖12)的固體攝像器件10的上述制造方法的步驟。
[0109]首先，參考圖4?9，以類(lèi)似于第一實(shí)施例的步驟在布線(xiàn)層部的預(yù)定位置處形成第一高度差部分55、第二高度差部分56和凹部57 (參見(jiàn)圖9)。隨后，以諸如CVD法等在所得的布線(xiàn)層部上形成鈍化膜61。此時(shí)，鈍化膜61形成于傳感器部區(qū)域20和周邊電路區(qū)域30的整個(gè)表面上，該鈍化膜61的膜厚度足以覆蓋布線(xiàn)層部的表面。圖14顯示了上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。
[0110]接著，將形成光波導(dǎo)層62的材料涂覆到鈍化膜61上。以此方式，涂覆材料填充到凹部57中，在有效像素區(qū)域21中形成具有平坦表面的光波導(dǎo)層62。圖15顯示了上述步驟之后的膜形成狀態(tài)。
[0111]此后，參考圖11?12，以類(lèi)似于第一實(shí)施例的步驟在光波導(dǎo)層62上形成濾色器層52和片上透鏡層53。在此實(shí)施例中，通過(guò)上述步驟形成固體攝像器件60。
[0112]在此實(shí)施例中，如上所述，在布線(xiàn)層部的表面上形成第一高度差部分55、第二高度差部分56和凹部57,此外，具有高折射率的光波導(dǎo)層62位于光電二極管41上方區(qū)域中。因此，在此實(shí)施例中，可獲得與第一實(shí)施例相同的技術(shù)效果，另外，固體攝像器件60還具有其它優(yōu)良的光學(xué)特性。
[0113]此外，在此實(shí)施例中，與第一實(shí)施例一樣，也在無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的表面上形成凹部57。在此實(shí)施例中，例如也通過(guò)使用上述配置來(lái)獲得下面的技術(shù)效果。
[0114]圖16顯示了此實(shí)施例中將形成光波導(dǎo)層62的材料涂覆到布線(xiàn)層部21a時(shí)涂覆膜的形狀。另外，圖17顯示了無(wú)效像素區(qū)域22的布線(xiàn)層部21a表面上不設(shè)置凹部57的情況，以及在涂覆形成光波導(dǎo)層62的材料時(shí)涂覆膜的形狀。對(duì)于圖17所示的配置，無(wú)效像素區(qū)域22不包括用于吸收在第二高度差部分56附近堆積的涂覆材料的部分。因此，如圖17所示，直到無(wú)效像素區(qū)域22和有效像素區(qū)域21之間的邊界附近，涂覆膜的表面才平坦。
[0115]另一方面，如此實(shí)施例中所示，在凹部57位于無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a表面上的情況下，在第二高度差部分56處堆積的涂覆膜的一部分被凹部57吸收(填入凹部57中)。由此，對(duì)于此實(shí)施例的配置，如圖16所示，到涂覆膜表面變平坦之前的區(qū)域al小于圖17所示的區(qū)域a2。因此，在此實(shí)施例中，無(wú)效像素區(qū)域22變小。
[0116]在這一點(diǎn)上，為了進(jìn)一步改善上述技術(shù)效果，可將凹部57形成為凹槽。在此情況下，由于凹部57對(duì)涂覆材料的吸收量增加，所以到涂覆膜表面變平坦之前的區(qū)域?qū)⑦M(jìn)一步減小。在此情況下，可以?xún)H將無(wú)效像素區(qū)域22中的凹部57形成為凹槽，也可以將無(wú)效像素區(qū)域22和有效像素區(qū)域21表面的所有凹部57都形成為凹槽。
[0117]奪化例I
[0118]在上述第一和第二實(shí)施例的例子中，布線(xiàn)層3MT的遮光層49和布線(xiàn)層4MT的遮光層50設(shè)定為具有相同配置(形狀、尺寸、膜厚度等)，但本發(fā)明并不限于此。在變化例I中，說(shuō)明了布線(xiàn)層3MT的遮光層和布線(xiàn)層4MT的遮光層設(shè)定為具有不同配置的配置示例。
[0119]圖18顯示了本示例固體攝像器件的OPB區(qū)域23的示意性膜配置。而且，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，圖18僅僅顯示了布線(xiàn)層2MT?4MT的膜配置。
[0120]在此例子中，在從OPB區(qū)域23到無(wú)效像素區(qū)域22的方向上，布線(xiàn)層3MT的遮光層65的長(zhǎng)度大于布線(xiàn)層4MT的遮光層66的長(zhǎng)度。S卩，在此例子中，遠(yuǎn)離入射光側(cè)的遮光層65的長(zhǎng)度大于靠近入射光側(cè)的遮光層66的長(zhǎng)度。而且，在無(wú)效像素區(qū)域22側(cè)，布線(xiàn)層3MT的遮光層65的末端部分比布線(xiàn)層4MT的遮光層66的末端部分更靠近無(wú)效像素區(qū)域22。
[0121]通過(guò)采用上述配置可獲得下述技術(shù)效果。在此為便于比較，在從OPB區(qū)域23到無(wú)效像素區(qū)域22的方向上，布線(xiàn)層3MT的遮光層比布線(xiàn)層4MT的遮光層短(比較例)。圖19顯示了比較例的OPB區(qū)域23的膜配置。此外，在該比較例中，在無(wú)效像素區(qū)域22側(cè)，布線(xiàn)層4MT的遮光層68的末端部分比布線(xiàn)層3MT的遮光層67的末端部分更靠近無(wú)效像素區(qū)域22。
[0122]對(duì)于比較例的配置，當(dāng)光從相對(duì)于OPB區(qū)域23和無(wú)效像素區(qū)域22之間邊界附近的遮光層68表面傾斜的方向入射時(shí),入射光沒(méi)有被遮光層67和68反射,而是入射到OPB區(qū)域23中的布線(xiàn)層2MT上(參見(jiàn)圖19所示的實(shí)線(xiàn)箭頭)。在此情況下，OPB區(qū)域23在邊界附近的遮光性不好。
[0123]另一方面，對(duì)于變化例I的配置，即使光從相對(duì)于遮光層66的表面傾斜的方向入射，光也會(huì)被布線(xiàn)層3MT的遮光層65反射(參見(jiàn)圖18所示的實(shí)線(xiàn)箭頭)，入射光幾乎不會(huì)到達(dá)OPB區(qū)域23中的布線(xiàn)層2MT。因此，通過(guò)將OPB區(qū)域23中的遮光層設(shè)定為變化例I的配置，可改進(jìn)在OPB區(qū)域23邊界附近的遮光性。
[0124]此外，對(duì)于變化例I的配置，還可以得到以下優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于變化例I中的OPB區(qū)域23，在從OPB區(qū)域23到無(wú)效像素區(qū)域22的方向上，布線(xiàn)層4MT的遮光層66的長(zhǎng)度小于布線(xiàn)層3MT的遮光層65的長(zhǎng)度。因此，在OPB區(qū)域23中，在布線(xiàn)層3MT的遮光層65上的層間絕緣層42區(qū)域中存在不具有布線(xiàn)層4MT的遮光層66的區(qū)域。因此，對(duì)于變化例I的配置，可以在層間絕緣層42未設(shè)有布線(xiàn)層4MT的遮光層66的區(qū)域中形成另一高度差部分，圖20就顯示了這樣的一個(gè)配置示例。
[0125]圖20顯示了一個(gè)示例，在布線(xiàn)層3MT的遮光層65上方區(qū)域中，在層間絕緣層42不具有布線(xiàn)層4MT的遮光層66的區(qū)域中形成一個(gè)高度差部分70。但是本發(fā)明并不限于此，可在不具有布線(xiàn)層4MT的遮光層66的區(qū)域中形成多個(gè)高度差部分。在采用上述配置時(shí)，可在從周邊電路區(qū)域30到有效像素區(qū)域21的布線(xiàn)層部的表面上形成更多的高度差部分，于是各高度差部分的高度差都變小。因此，在此情況下，可進(jìn)一步減少在各個(gè)高度差部分附近堆積的涂覆材料量。因此，可進(jìn)一步改善涂覆濾色器層52或片上透鏡層53時(shí)涂覆膜的平坦度。
[0126]奪化例2
[0127]在上述第一和第二實(shí)施例所示的例子中，無(wú)效像素區(qū)域22和OPB區(qū)域23之間邊界處的第二高度差部分56的高度差表面和無(wú)效像素區(qū)域22中的布線(xiàn)層部21a的表面之間的角約為90度。但本發(fā)明不限于此，第二高度差部分的高度差表面和無(wú)效像素區(qū)域22中布線(xiàn)層部21a的表面之間的角可以超過(guò)90度。即，第二高度差部分可為錐形。在變化例2中將說(shuō)明這樣的配置示例。
[0128]圖21顯示了變化例2的固體攝像器件中無(wú)效像素區(qū)域22和OPB區(qū)域23之間邊界處第二高度差部分的示意性剖面配置。而且，在圖21中，為簡(jiǎn)化說(shuō)明，僅在布線(xiàn)層部上顯示例如濾色器層52或片上透鏡層53等的涂覆膜76。
[0129]可通過(guò)例如在蝕刻步驟中使布線(xiàn)層部上掩模的末端部分相對(duì)于掩模表面傾斜預(yù)定角度，形成這種錐形的第二高度差部分75。
[0130]在第二高度差部分75為錐形時(shí)，可獲得下述技術(shù)效果。在此，圖22顯示了上述實(shí)施例中無(wú)效像素區(qū)域22和OPB區(qū)域23之間邊界處第二高度差部分56的示意性配置剖面圖。對(duì)于上述實(shí)施例的配置，在將預(yù)定的涂覆膜76涂覆到布線(xiàn)層部時(shí)，在第二高度差部分56附近會(huì)堆積一定量的涂覆材料。因此，上述實(shí)施例的無(wú)效像素區(qū)域22有一些需要使涂覆膜76平坦化的區(qū)域。
[0131]另一方面，對(duì)于此例子的配置，第二高度差部分75為錐形。因此，在涂覆涂覆材料時(shí)，涂覆材料在第二高度差部分75附近的流動(dòng)可變得更順利。從而，如圖21所示，可以減少涂覆材料在第二高度差部分75附近的堆積量。因此，涂覆膜76變平坦之前的區(qū)域減小。即，在此例子中，可進(jìn)一步減小無(wú)效像素區(qū)域22的區(qū)域。
[0132]而且，周邊電路區(qū)域30和OPB區(qū)域23之間邊界處的第一高度差部分55也可采用這種錐形高度差部分。
[0133]奪化例3
[0134]在上述第一和第二實(shí)施例的例子中，高度差部分位于傳感器部區(qū)域20(0PB區(qū)域23)和周邊電路區(qū)域30之間的邊界處以及OPB區(qū)域23和無(wú)效像素區(qū)域22之間的邊界處。但本發(fā)明并不限于此，例如，高度差部分可位于OPB區(qū)域23中布線(xiàn)層部23a的表面，布線(xiàn)層部23a的表面高度向著無(wú)效像素區(qū)域22的方向階梯式減小，在變化例3中就說(shuō)明了這樣一個(gè)配置示例。
[0135]圖23是此例子OPB區(qū)域23和周邊電路區(qū)域30之間邊界附近的示意性剖面圖。而且，圖23顯示了這樣一個(gè)示例，除了位于OPB區(qū)域23和周邊電路區(qū)域30之間邊界處厚度在15nm到2500nm之間的高度差部分81外，在OPB區(qū)域23中布線(xiàn)層部23a的表面上還設(shè)有厚度在15nm到2500nm之間的另一高度差部分82。但本發(fā)明并不限于此，可在OPB區(qū)域23中布線(xiàn)層部23a的表面上設(shè)置至少兩個(gè)高度差部分。
[0136]在此例子中，在另一高度差部分82位于OPB區(qū)域23中布線(xiàn)層部23a的表面上的情況下，可在從周邊電路區(qū)域30到有效像素區(qū)域21的各布線(xiàn)層部的表面上設(shè)置更多的高度差部分，于是，各高度差部分的高度差進(jìn)一步減小。因此，在此例子中，可進(jìn)一步改善涂覆濾色器層52或片上透鏡層53時(shí)涂覆膜的平坦度。
[0137]奪化例4
[0138]在上述第一和第二實(shí)施例所述的配置中，布線(xiàn)層IMT上的覆蓋膜43留在光電二極管41上方的區(qū)域中，但本發(fā)明并不限于此。在有效像素區(qū)域21中形成凹部57時(shí)，可通過(guò)蝕刻去除布線(xiàn)層IMT上的覆蓋膜43。
[0139]圖24顯示了上述配置的一個(gè)示例(變化例4)。圖24顯示了位于一個(gè)光電二極管41上的膜配置的示意性剖面配置。而且，圖24顯示了將變化例4的配置應(yīng)用到上述第二實(shí)施例的固體攝像器件的情況。然而，變化例4的配置也可應(yīng)用到第一實(shí)施例的固體攝像器件。
[0140]在此例子中，例如在有效像素區(qū)域21中通過(guò)蝕刻形成凹部85時(shí)，當(dāng)具有一定膜厚度的層間絕緣層42留在光電二極管41上時(shí)，結(jié)束蝕刻。因此，可去除光電二極管41上方區(qū)域中布線(xiàn)層IMT上的覆蓋膜43。之后，以類(lèi)似于第二實(shí)施例的方式，在凹部85上依次層疊鈍化膜86、光波導(dǎo)層87、濾色器層52和片上透鏡層53。
[0141]對(duì)于此例子中的固體攝像器件，光電二極管41上方區(qū)域中沒(méi)有覆蓋膜43。因此，可進(jìn)一步改善光學(xué)特性。
[0142]另外，在上述變化例I?4中，各配置可單獨(dú)應(yīng)用于上述第一和/或第二實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此。上述變化例I?4的配置也可適當(dāng)?shù)睾喜⑹褂谩?br> [0143]在第一和第二實(shí)施例以及變化例I?4中，固體攝像器件中具有遮光層的OPB區(qū)域23位于傳感器部區(qū)域20中，但本發(fā)明并不限于此。同樣，本發(fā)明的固體攝像器件中具有遮光層的OPB區(qū)域23也可以位于周邊電路區(qū)域30中，可獲得同樣的技術(shù)效果。
[0144]此外，在第一和第二實(shí)施例以及變化例I?4中，固體攝像器件具有覆蓋膜43，但本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明的固體攝像器件也可以沒(méi)有覆蓋膜43，可獲得同樣的技術(shù)效果。在此情況下，有效像素區(qū)域21中不必設(shè)置凹部57。
[0145]另外，在上述第二實(shí)施例中，在固體攝像器件中凹部57位于無(wú)效像素區(qū)域22中，但本發(fā)明并不限于此。在從周邊電路區(qū)域30到有效像素區(qū)域21的多個(gè)高度差部分足以確保涂覆到有效像素區(qū)域21中布線(xiàn)層部21a的涂覆膜平坦時(shí)，無(wú)效像素區(qū)域22中不必設(shè)置凹部57。
[0146]3.第三實(shí)施例
[0147]本發(fā)明實(shí)施例的上述固體攝像器件可應(yīng)用于電子裝置，例如應(yīng)用于具有固體攝像器件的相機(jī)、帶有相機(jī)的便攜裝置以及具有固體攝像器件的其它裝置等。在第三實(shí)施例中，說(shuō)明了這種電子裝置的示例，即采用了本發(fā)明實(shí)施例固體攝像器件的相機(jī)。
[0148]圖25顯示了此實(shí)施例相機(jī)的示意性配置。此實(shí)施例的相機(jī)90具有光學(xué)系統(tǒng)91 (光學(xué)透鏡)、固體攝像器件92和信號(hào)處理電路93。
[0149]光學(xué)系統(tǒng)91在固體攝像器件92的成像表面形成來(lái)自物體的圖像光(入射光)的影像。然后，信號(hào)電荷在固體攝像器件92的光電二極管(光電轉(zhuǎn)換元件)中累積預(yù)定時(shí)間。任一上述實(shí)施例和變化例的固體攝像器件都可應(yīng)用于固體攝像器件92。之后，信號(hào)處理電路93對(duì)來(lái)自固體攝像器件92的輸出信號(hào)進(jìn)行各種信號(hào)處理，然后輸出該信號(hào)。
[0150]而且，此實(shí)施例的相機(jī)90不僅可單獨(dú)用作相機(jī)，還可以用作光學(xué)系統(tǒng)91、固體攝像器件92和信號(hào)處理電路93經(jīng)模塊化的相機(jī)模塊。具體地，此實(shí)施例的模塊化的相機(jī)90可應(yīng)用于具有相機(jī)的便攜裝置等，例如應(yīng)用于具有相機(jī)模塊的蜂窩電話(huà)。
[0151]在此實(shí)施例的電子裝置中，固體攝像器件的像素特性非常好，其靈敏度差異和顏色差異都被降低。
[0152]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
【權(quán)利要求】
1.一種固體攝像器件，其包括: 半導(dǎo)體基板，其上具有多個(gè)光電二極管，該半導(dǎo)體基板包括第一布線(xiàn)部、第二布線(xiàn)部和第三布線(xiàn)部； 所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界； 在所述半導(dǎo)體基板上的第一布線(xiàn)層，該第一布線(xiàn)層包括多個(gè)金屬膜并延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部、所述第二布線(xiàn)部和所述第三布線(xiàn)部；以及 在所述第一布線(xiàn)層上的第二布線(xiàn)層，該第二布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部， 在所述第二布線(xiàn)層上的第三布線(xiàn)層，該第三布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部，并包括多個(gè)金屬膜， 其中，在所述邊界附近的所述第一布線(xiàn)部的第一高度不同于在所述邊界附近的所述第二布線(xiàn)部的第二高度，并且 其中，所述第二布線(xiàn)層包括更靠近所述第三布線(xiàn)層并包括遮光膜的上層和更靠近所述第一布線(xiàn)層并包括遮光膜的下層，所述下層中的所述遮光膜比所述上層中的所述遮光膜更靠近所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層、所述第二布線(xiàn)層和所述第三布線(xiàn)層中的每者包括絕緣層。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層的表面到所述第二布線(xiàn)層的表面的距離在10nm到100nm之間。
4.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層和所述第二布線(xiàn)層中的至少一個(gè)布線(xiàn)層包括覆蓋膜。
5.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)部是周邊電路區(qū)域，所述第二布線(xiàn)部是光學(xué)黑區(qū)域，所述第三布線(xiàn)部是像素區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其在所述第三布線(xiàn)部上方還包括位于所述金屬膜之間的多個(gè)凹部。
7.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層直接位于所述基板上。
8.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中， 所述第二布線(xiàn)層直接位于所述第一布線(xiàn)層上， 所述第三布線(xiàn)層直接位于所述第二布線(xiàn)層上。
9.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層、所述第二布線(xiàn)層和所述第三布線(xiàn)層中的每者由覆蓋層和絕緣層隔開(kāi)。
10.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層中的所述金屬膜不位于所述半導(dǎo)體基板的所述光電二極管上方。
11.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，所述第一布線(xiàn)層、所述第二布線(xiàn)層和所述第三布線(xiàn)層的膜厚度從所述第三布線(xiàn)層向所述第一布線(xiàn)層依次減小。
12.如權(quán)利要求11所述的固體攝像器件，其中，所述第二布線(xiàn)層和所述第一布線(xiàn)層之間的膜厚度差在所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界附近形成第一高度差部分。
13.如權(quán)利要求11所述的固體攝像器件，其中，所述第三布線(xiàn)層和所述第二布線(xiàn)層之間的膜厚度差在所述第二布線(xiàn)部和所述第三布線(xiàn)部之間的邊界附近形成第二高度差部分。
14.如權(quán)利要求13所述的固體攝像器件，其中，所述第二高度差部分為錐形。
15.如權(quán)利要求6所述的固體攝像器件，其中，光波導(dǎo)層形成于所述凹部上。
16.一種固體攝像器件的制造方法，其包括以下步驟: 在具有第一布線(xiàn)部、第二布線(xiàn)部和第三布線(xiàn)部的半導(dǎo)體基板的所述第三布線(xiàn)部中形成多個(gè)光電二極管，并且在所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間具有邊界； 在所述半導(dǎo)體基板上形成第一布線(xiàn)層，該第一布線(xiàn)層包括多個(gè)金屬膜并延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部、所述第二布線(xiàn)部和所述第三布線(xiàn)部；以及 在所述第一布線(xiàn)層上形成第二布線(xiàn)層，該第二布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部， 在所述第一布線(xiàn)層上形成第三布線(xiàn)層，該第三布線(xiàn)層延伸穿過(guò)所述第一布線(xiàn)部并包括多個(gè)金屬膜， 其中，在所述邊界附近形成的所述第一布線(xiàn)部的第一高度不同于在所述邊界附近形成的所述第二布線(xiàn)部的第二高度，并且 其中，所述第二布線(xiàn)層包括靠近所述第三布線(xiàn)層并包括遮光膜的上層和靠近所述第一布線(xiàn)層并包括遮光膜的下層，所述下層中的所述遮光膜比所述上層中的所述遮光膜更靠近所述第一布線(xiàn)部和所述第二布線(xiàn)部之間的邊界。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其還包括以下步驟:在形成所述第一布線(xiàn)層之后，在所述第三布線(xiàn)部上方的所述第一布線(xiàn)層中的所述金屬膜間形成多個(gè)凹部。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其還包括以下步驟:在所述凹部上形成光波導(dǎo)層。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述光波導(dǎo)層形成到所述凹部表面的鈍化膜上。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第二布線(xiàn)層包括多個(gè)遮光膜。
21.一種電子裝置，其包括: 光學(xué)系統(tǒng)；和 如權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述的固體攝像器件，其從所述光學(xué)系統(tǒng)接收光。
【文檔編號(hào)】H04N5/335GK104241307SQ201410389260
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2009年5月12日
【發(fā)明者】水田恭平, 糸長(zhǎng)總一郎 申請(qǐng)人:索尼公司