专利名称：固体摄像器件和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及固体摄像器件和电子装置。具体地说，本发明涉及包括以矩阵形式布置在光入射面上且具有光电二极管的多个像素的固体摄像器件，还涉及包括该固体摄像器件的电子装置。
背景技术：
在诸如互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor, CMOS)传感器和电荷耦合器件(charge-coupled device, CCD)等固体摄像器件中，光入射到布置在半导体基板表面上的光电二极管(光电转换单元)上，从而在该光电二极管中产生信号电荷，由此得到图像信号。在CMOS传感器中，例如，光电二极管设置于以二维矩阵形式布置在光入射面上的各个像素中。当接收光时在光电二极管中产生并累积的信号电荷通过驱动CMOS电路而被传输到浮动扩散部。信号电荷被转换为信号电压并被读取。在电荷耦合器件中，例如，与CMOS传感器类似地，光电二极管设置于以二维矩阵形式布置在光入射面上的各个像素中。当接收光时在光电二极管中产生并累积的信号电荷通过垂直和水平传输通道进行传输并被读取。诸如CMOS传感器等固体摄像器件包括例如形成在半导体基板表面上的上述光电二极管。在光电二极管上形成有例如由氧化硅制成的绝缘膜。绝缘膜包括形成在除了光电二极管区域之外的区域中的布线，因而不会妨碍光入射到光电二极管上。然而，在上述固体摄像器件中，器件的微细化导致了光入射面的面积减小，这不利地导致入射光率降低并使灵敏度特性劣化。作为克服上述缺点的措施，已经开发出了利用片上透镜和/或层内透镜进行光的收集的结构。特别地，已经开发出了包括光波导的固体摄像器件，该光波导布置在光电二极管上方的绝缘膜中并且被构造为将从外部入射的光引导至光电二极管。日本专利申请公开公报No. 2003-3M189和No. 2004-207433中披露的固体摄像器件都具有在下面说明的结构。该固体摄像器件包括形成于以矩阵形式布置在基板上的像素中的光电二极管、覆盖住该光电二极管的绝缘膜、在该光电二极管上方的绝缘膜中的凹槽以及在该凹槽中的光波导。
在上述固体摄像器件中，在绝缘膜中埋有利用镶嵌工艺(damascene process)形成的铜布线。绝缘膜包括用于构成铜布线的铜的防扩散膜和在形成凹槽时使用的蚀刻阻挡膜。在日本专利申请公开公报No. 2003-3M189和No. 2004-207433中，光波导被形成为贯穿防扩散膜和蚀刻阻挡膜。已知的是，在这种结构中，作为固体摄像器件的代表性特性的暗电流和白点缺陷不能让人满意。日本专利申请公开公报No. 2006-339339披露了一种包括具有与上述结构相同结构的光波导的固体摄像器件。在日本专利申请公开公报No. 2006-339339中所披露的固体摄像器件中，光波导被形成为到达了覆盖住基板表面的氮化硅膜。日本专利申请公开公报No. 2006-190891披露了一种包括具有与上述结构相同结构的光波导的固体摄像器件。在日本专利申请公开公报No. 2006-190891中所披露的固体摄像器件中，光波导被形成为到达了防扩散膜，该防扩散膜被形成在具有利用双重镶嵌工艺(dual damascene process)形成的布线的层中。在日本专利申请公开公报No. 2006-339339和No. 2006-190891中，光波导被形成为不贯穿覆盖住基板表面的氮化硅膜和防扩散膜，因而与日本专利申请公开公报 No. 2003-324189和No. 2004-207433中披露的固体摄像器件相比改善了暗电流和白点缺陷的特性。然而，与日本专利申请公开公报No. 2006-339339和No. 2006-190891相比，对诸如暗电流和白点缺陷等特性进行进一步改善是必要的。另外，也有必要提高灵敏度和减少混色量。包括光波导的固体摄像器件存在这样的问题，S卩，难以进一步改善诸如暗电流和白点缺陷等特性、提高灵敏度并减少混色量。
发明内容
为了解决上述问题而提出了本发明，本发明的目的是提供一种固体摄像器件，其能够进一步改善诸如暗电流和白点缺陷等特性、提高灵敏度并减少混色量。本发明实施方式的固体摄像器件包括具有光入射面的半导体基板；布置在所述光入射面上的多个像素；布置在各个所述像素中的光电二极管；布置在所述半导体基板上并覆盖住所述光电二极管的绝缘膜；埋入在所述绝缘膜中的各布线；蚀刻阻挡膜，其离开所述各布线之中的最下层布线而被布置成靠近所述半导体基板，至少覆盖住布置有各个所述光电二极管的区域，并且由碳化硅形成；布置在各个所述光电二极管上方并到达所述蚀刻阻挡膜的凹槽；以及填充在各个所述凹槽中的光波导，所述光波导具有比所述绝缘膜的折射率高的折射率。在本发明实施方式的固体摄像器件中，所述光电二极管被设置在布置于所述半导体基板的光入射面上的各个像素中。所述绝缘膜被布置在所述半导体基板上并且被构造为覆盖住所述光电二极管。所述各布线埋入在所述绝缘膜中。所述蚀刻阻挡膜离开所述各布线之中的最下层布线而被布置成靠近所述半导体
4基板，至少覆盖住布置有各个所述光电二极管的区域，并且由碳化硅形成。所述凹槽被布置在各个所述光电二极管上方并到达所述蚀刻阻挡膜。设置有用于填充各个所述凹槽的所述光波导，并且所述光波导具有比所述绝缘膜的折射率高的折射率。本发明实施方式的电子装置包括固体摄像器件、用于将入射光引导至光入射部的光学系统以及用于处理来自所述固体摄像器件的输出信号的信号处理电路，其中，所述固体摄像器件包括具有光入射面的半导体基板；布置在所述光入射面上的多个像素；布置在各个所述像素中的光电二极管；布置在所述半导体基板上并覆盖住所述光电二极管的绝缘膜；埋入在所述绝缘膜中的各布线；蚀刻阻挡膜，其离开所述各布线之中的最下层布线而被布置在所述半导体基板侧，至少覆盖住布置有各个所述光电二极管的区域，并且由碳化硅形成；布置在各个所述光电二极管上方并到达所述蚀刻阻挡膜的凹槽；以及填充在各个所述凹槽中的光波导，所述光波导具有比所述绝缘膜的折射率高的折射率。本发明实施方式的电子装置包括如下固体摄像器件，该固体摄像器件具有布置在光入射面上的多个像素、用于将入射光引导至光入射部的光学系统以及用于处理来自所述固体摄像器件的输出信号的信号处理电路。该固体摄像器件具有前述结构。本发明实施方式的固体摄像器件包括用于形成光波导的凹槽，其中，所述凹槽到达所述蚀刻阻挡膜，即，所述凹槽不贯穿所述蚀刻阻挡膜。另外，所述蚀刻阻挡膜由碳化硅形成，被布置为靠近半导体基板而离开埋入在绝缘膜中的各布线之中的最下层布线，因而进一步改善诸如暗电流和白点缺陷等特性、提高灵敏度并减小混色量。本发明实施方式的电子装置包括具有要被形成为光波导的凹槽的固体摄像器件， 其中，所述凹槽到达蚀刻阻挡膜，即，所述凹槽不贯穿所述蚀刻阻挡膜。另外，所述蚀刻阻挡膜由碳化硅形成，被布置为靠近所述半导体基板而离开埋入在所述绝缘膜中的各布线之中的最下层布线，因而进一步改善了诸如暗电流和白点缺陷等特性、提高了灵敏度并减小了混色量。
图1是本发明第一实施方式的固体摄像器件的剖面图；图2A和图2B是说明了本发明第一实施方式的固体摄像器件的制造过程的剖面图；图3A和图:3B是说明了本发明第一实施方式的固体摄像器件的制造过程的剖面图；图4A和图4B是说明了本发明第一实施方式的固体摄像器件的制造过程的剖面图；图5是说明了本发明第一实施方式的固体摄像器件的制造过程的剖面图；图6是说明了本发明第一实施方式的固体摄像器件的制造过程的剖面图；图7是说明了本发明第一实施方式的固体摄像器件的制造过程的剖面图；图8是示出了本发明第一实施例的灵敏度的图；图9是示出了本发明第二实施例的混色率的图；以及图10是本发明第二实施方式的电子装置的示意性框图。
具体实施例方式下面参照
本发明实施方式的固体摄像器件和包括该固体摄像器件的电
子装置。第一实施方式图1是作为包括多个像素的本实施方式固体摄像器件的CMOS传感器的示意性剖面图，并且示出了像素区域Rpx和焊盘电极区域Rpad。例如，在用作光入射面的像素区域Rpx中，在各个像素中的半导体基板10的ρ阱区域中形成有η型电荷累积层11和用作该电荷累积层11的表面层的P+型表面层12，从而形成具有Pn结的光电二极管PD。在半导体基板上与光电二极管PD相邻地布置有栅极绝缘膜 13和栅极电极14。例如，在半导体基板上布置有包括浮动扩散部和CCD电荷传输沟道的信号读取部，该信号读取部被构造为能够读取在光电二极管PD中产生并累积的信号电荷或者与该信号电荷对应的电压。因此，通过在栅极电极14上施加电压来传输信号电荷。例如，由氧化硅等材料形成的第一绝缘膜15被布置在半导体基板上并覆盖住光电二极管PD。由碳化硅(SiC)构成的蚀刻阻挡膜ST被布置在第一绝缘膜15上并至少覆盖住布置有光电二极管PD的区域。例如，在蚀刻阻挡膜ST上布置有第二绝缘膜16、第三绝缘膜17、第四绝缘膜21、第五绝缘膜22、第六绝缘膜沈、第七绝缘膜27、第八绝缘膜31、第一防扩散膜20、第二防扩散膜25和第三防扩散膜30。第二绝缘膜16、第三绝缘膜17、第四绝缘膜21、第五绝缘膜22、第六绝缘膜26、第七绝缘膜27和第八绝缘膜31例如由氧化硅构成。第一防扩散膜20和第二防扩散膜25例如由碳化硅构成。第三防扩散膜30例如由氮化硅构成。如上所述，第一绝缘膜15至第八绝缘膜31堆叠起来形成了绝缘层。例如，在第三绝缘膜17中布置有布线用沟槽17t。布线用沟槽17t的内壁覆盖有由钽/氮化钽形成的阻挡金属层18。布线用沟槽17t中填充有由铜形成的第一布线19。类似地，例如，在第五绝缘膜22中布置有布线用沟槽22t。布线用沟槽22t的内壁覆盖有阻挡金属层23。布线用沟槽22t中填充有第二布线M。另外，例如，在第七绝缘膜27中布置有布线用沟槽27t。布线用沟槽27t的内壁覆盖有阻挡金属层观。布线用沟槽27t中填充有第三布线四。当阻挡金属层18、23和28由上述导电材料形成时，阻挡金属层18、23和28分别用作第一、第二和第三布线19J4和四的一部分。如上所述，第一、第二和第三布线19、对和四埋入在从第一绝缘膜15至第八绝缘膜31堆叠形成的绝缘膜层中。在本实施方式中，蚀刻阻挡膜ST被布置成靠近半导体基板10而离开第一布线19， 该第一布线19是第一、第二和第三布线19J4和四中的最下层布线。前述第一、第二和第三防扩散膜覆盖住第一、第二和第三布线19、对和四，从而防
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另外，阻挡金属层18、23和28覆盖第一、第二和第三布线19J4和四的侧面和底面，从而防止铜的扩散。如上所述，第一、第二和第三布线19、对和四的表面受到用于防止铜扩散的各膜
的覆盖。第一、第二和第三布线19、24和四以及阻挡金属层18、23和28例如是通过镶嵌工艺而形成的。可选地，可以使用如下的互连结构，其中，这些布线通过双重镶嵌工艺、利用从各布线用沟槽的底面到下层布线进行连通的开口中的接触部而一体形成。例如，在焊盘电极区域Rpad中，在绝缘层上布置有焊盘电极32。焊盘电极32例如由铝形成，其贯穿布置在第八绝缘膜31中的开口 31c而连接至第三布线等，并且具有大约 100 μ m的直径。在焊盘电极32上布置有由氧化硅形成的第九绝缘膜33。例如，在光电二极管PD上方的绝缘层中布置有凹槽H，该凹槽贯穿第二至第九绝缘膜和第一至第三防扩散膜并到达蚀刻阻挡膜ST。例如，凹槽H到达用于构成该凹槽H底部的蚀刻阻挡膜ST的厚度的中间。例如，根据光电二极管的面积、像素尺寸和工艺规则等，凹槽H具有约0. 8 μ m的开口直径以及约1 2或以上的纵横比。例如，凹槽H的内壁垂直于基板的主表面。可选地，凹槽H可以朝着其底部逐渐变窄。折射率高于氧化硅(折射率为1. 45)的钝化膜36被布置在焊盘电极32上方，并覆盖住凹槽H的内壁。钝化膜36例如由氮化硅(折射率为2.0)构成并具有大约0.5μπι 的厚度。凹槽H被埋入层37填充，该埋入层布置在钝化膜36上并具有比氧化硅的折射率高的折射率。埋入层37在凹槽H外部具有大约0. 5 μ m的厚度。埋入层37由例如硅氧烷树脂(折射率为1. 7)或者聚酰亚胺等高折射率树脂形成。硅氧烷树脂是特别优选的。为了提高折射率，该树脂中含有例如氧化钛、氧化钽、氧化铌、氧化钨、氧化锆、氧化锌、氧化铟或者氧化铪等金属氧化物的微粒。如上所述，折射率高于氧化硅的钝化膜36和埋入层37构成了光波导。例如，在埋入层37上布置有兼用作粘合剂层的平坦化树脂层38。在各个像素中的平坦化树脂层38上布置有蓝(B)、绿(G)和红(R)滤色器39a、39b和39c。在各个滤色器上布置有微透镜40。在焊盘电极区域Rpad中未布置滤色器。在焊盘电极32上堆叠有第九绝缘膜33、钝化膜36、埋入层37、平坦化树脂层38和用于构成微透镜的树脂层40a。开口 P被布置成使焊盘电极32的顶面露出。作为本实施方式固体摄像器件的CMOS传感器具有上述结构。在本实施方式的CMOS传感器中，用于形成光波导的凹槽H被布置为到达由碳化硅形成的蚀刻阻挡膜ST，即不贯穿蚀刻阻挡膜ST。也就是说，由碳化硅形成的蚀刻阻挡膜ST覆盖住光电二极管，从而防止会导致暗
7电流和白点缺陷出现的杂质到达光电二极管。因此，可以进一步改善诸如暗电流和白点缺陷等特性。蚀刻阻挡膜ST被布置成靠近半导体基板10而离开作为埋入在绝缘层内的第一、 第二和第三布线19J4和四之中的最下层布线的第一布线19。由于蚀刻阻挡膜ST离开了最下层的第一布线19，因此蚀刻阻挡膜ST能够位于该最下层的第一布线19下方的任意位置。例如，在将SiO/SiN膜布置在光接收部的正上方的情况下，蚀刻阻挡膜ST能够位于光电二极管的附近并与该SiN膜接触为止。如上所述，与光电二极管相邻的光波导端部能够位于光电二极管附近，从而将入射光引导至更靠近光电二极管的区域，因此能够提高灵敏度并减小混色量。蚀刻阻挡膜ST由碳化硅形成。在热处理期间从碳化硅产生的氢的量大于从氮化硅产生的氢的量。由于传感器部的Si02/Si界面和Si中的悬挂键(dangling bond)而从能级产生电子，由此导致暗电流和白点缺陷。从碳化硅产生的氢与该悬挂键结合，从而减少所产生的电子的数量，因而能够防止暗电流和白点缺陷的出现。这样，与由氮化硅膜形成的蚀刻阻挡膜相比，由碳化硅形成的蚀刻阻挡膜进一步改善了诸如暗电流和白点缺陷等特性。另外，还能够抑制灵敏度的波动。在本实施方式的固体摄像器件中，凹槽被布置在光电二极管上方的绝缘层中并由高折射率材料填充从而形成光波导。布置在焊盘电极上的钝化膜兼用作埋入在该凹槽中的高折射率材料。因而，即使在形成光波导的情况下，也能够通过更简单的工艺过程来制造出该固体摄像器件。本实施方式的固体摄像器件可以包括安装在同一芯片上的逻辑电路。在这种情况下，用于构成光波导的钝化膜也用作设置有逻辑电路等的其他区域中的钝化膜。下面参照
本实施方式固体摄像器件的制造方法。如图2A所示，例如，在像素区域Rpx中，在半导体基板10的ρ阱区域中形成η型电荷累积层11和设置在该电荷累积层11上的P+型表面层12，从而形成具有ρη结的光电二极管PD。在半导体基板上与光电二极管相邻地布置栅极绝缘膜13和栅极电极14，并且在半导体基板上布置包括浮动扩散部和CCD电荷传输沟道的信号读取部，该信号读取部被构造为用于读取在光电二极管PD中产生并累积的信号电荷或者与该信号电荷对应的电压。如图2B所示，例如利用化学气相沉积(chemical vapor exposition，CVD)方法在在像素区域Rn^P焊盘电极区域Rpad的整个表面上沉积覆盖住光电二极管PD的氧化硅，从而形成第一绝缘膜15。例如，利用CVD方法在第一绝缘膜15上沉积碳化硅。通过利用光刻工艺的图形化方法形成能够至少保护布置有光电二极管的区域的抗蚀剂膜，并且例如利用反应离子蚀刻 (reactive ion etching, RIE)方法来蚀刻该抗蚀剂膜，从而形成蚀刻阻挡膜ST并使其具有至少覆盖住布置有光电二极管的区域的图形。如图3A所示，在蚀刻阻挡膜ST上沉积例如氧化硅，从而形成第二绝缘膜16。在第二绝缘膜16上进一步沉积氧化硅，形成第三绝缘膜17。例如，利用蚀刻方法在第三绝缘膜17中形成布线用沟槽17t。沉积钽和氧化钽， 使其覆盖住布线用沟槽17t的内壁，从而形成阻挡金属层18，接着形成铜种子层。利用电解镀覆(electrolytic plating)方法在整个表面上沉积铜。例如利用化学机械研磨(chemical-mechanical polishing, CMP)方法将沉积在布线用沟槽17t外部的铜除去，从而形成第一布线19。此时，也除去了形成在布线用沟槽17t外部的阻挡金属层18。例如，利用CVD方法在第一布线上沉积碳化硅，并以与蚀刻阻挡膜ST相同的方式进行图形化，从而形成第一防扩散膜20。如图:3B所示，重复用于形成第二绝缘膜16、第三绝缘膜17、布线用沟槽17t、阻挡金属层18、第一布线19和第一防扩散膜20的过程。例如，形成了第四绝缘膜21、第五绝缘膜22、布线用沟槽22t、阻挡金属层23、第二布线M和第二防扩散膜25。然后形成了第六绝缘膜沈、第七绝缘膜27、布线用沟槽27t、 阻挡金属层28和第三布线四。这里，例如将第三布线形成为延伸至焊盘电极区域Rpad。另外，例如利用CVD方法来沉积氮化硅，从而形成第三防扩散膜30。在第三防扩散膜30上形成第八绝缘膜31。如上所述，第一绝缘膜15、第二绝缘膜16、第三绝缘膜17、第四绝缘膜21、第五绝缘膜22、第六绝缘膜沈、第七绝缘膜27、第八绝缘膜31、第一防扩散膜20、第二防扩散膜25 和第三防扩散膜30堆叠起来，形成了绝缘层。第一、第二和第三布线19、M和四埋入在该绝缘层中。对于第一、第二和第三布线19、对和29，例如可以使用如下的互连结构，其中，这些布线通过双重镶嵌工艺、利用从各布线用沟槽的底面到下层布线进行连通的开口中的接触部而一体形成。如图4A所示，在第八绝缘膜31等中形成与第三布线进行连通的开口 31c。例如在大约300°C的沉积温度下利用溅射方法沉积铝，并进行图形化，从而形成具有例如约 100 μ m直径的焊盘电极32。在400°C以下进行在形成该铝焊盘电极32之后的所有步骤。如图4B所示，例如，利用CVD方法在像素区域Rpx和焊盘电极区域Rpad的整个表面上沉积覆盖住焊盘电极32的氧化硅，从而形成第九绝缘膜33。如图5所示，例如，利用光刻工艺形成用于形成凹槽的抗蚀剂膜35，并进行诸如 RIE等各向异性蚀刻，从而形成贯穿第二至第九绝缘膜和第一至第三防扩散膜的凹槽H，使得凹槽H到达蚀刻阻挡膜。在形成凹槽H的情况下，可以在对应于诸如氧化硅、氮化硅和碳化硅等材料而改变蚀刻条件的同时来进行蚀刻。当凹槽的底部到达蚀刻阻挡膜ST时，使该蚀刻终止。例如，利用过蚀刻方法形成凹槽H，使其到达蚀刻阻挡膜ST的厚度的中间。因此，蚀刻阻挡膜ST构成了凹槽H的底部。在利用蚀刻阻挡膜ST来构成凹槽H的底部的情况下，能稳定地确定凹槽H的深度。这使光电二极管与光波导之间的距离恒定，从而防止特性的不一致性。因此，如上所述，形成了开口直径约为0.8μπι且纵横比约为1 2或以上的凹槽 H0如图6所示，例如，在大约380°C的沉积温度下利用等离子体增强CVD方法沉积折射率比氧化硅高的氮化硅，使其覆盖住凹槽H的内壁且存在于焊盘电极32上方，从而形成厚度约为0. 5μπι的钝化膜36。
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如图7所示，例如，在大约400°C下利用旋转涂敷方法在钝化膜36上涂敷含有诸如氧化钛等金属氧化物微粒的硅氧烷树脂，从而形成厚度约为0. 5 μ m的膜并使凹槽H被该硅氧烷树脂填充。因此，形成了折射率高于氧化硅的埋入层37。在该涂敷之后，必要时可在大约300°C下进行后烘(post bake)处理。在使用聚酰亚胺树脂的情况下，例如能够在大约 350°C下形成由该聚酰亚胺树脂构成的膜。例如，在埋入层37上形成兼用作粘合剂层的平坦化树脂层38。例如，在各个像素中的平坦化树脂层38上形成蓝(B)、绿(G)和红(R)滤色器39a、39b和39c。另外，在各滤色器上形成微透镜40。在前述制造方法中，例如，在用于形成焊盘电极的步骤之后和用于形成由树脂构成的埋入层的步骤之前，可以进行用于使半导体中的悬挂键终端化的氢处理(烧结)。如图1所示，在焊盘电极区域Rpad中，形成开口 P，从而使焊盘电极32的顶面露出。因此，能够制造出作为具有图1所示结构的固体摄像器件的CMOS传感器。利用本实施方式固体摄像器件的制造方法，能够制造出诸如暗电流和白点缺陷等特性进一步得以改善、灵敏度得以提高和混色量得以减小的固体摄像器件。实施例1根据第一实施方式，制造出一种CMOS传感器(a)，该CMOS传感器具有这样的结构， 其中，蚀刻阻挡膜ST尽可能地靠近半导体基板，从而减小了光电二极管与光波导之间的距离。这里，钝化膜由SiN形成。除了不形成蚀刻阻挡膜并将用于形成光波导的凹槽形成为到达第一防扩散膜之外，与CMOS传感器(a)的制造过程一样地制造出CMOS传感器(b)。测量这些CMOS传感器的灵敏度。图8示出了结果。图8示出了以F数(F number，光圈)为横坐标的CMOS传感器(a)和(b)的灵敏度的图。在F数的整个范围上，CMOS传感器(a)的灵敏度比CMOS传感器(b)的灵敏度大 10 % 30 %。这个结果表明，通过在半导体基板附近设置蚀刻阻挡膜ST而使光电二极管与光波导之间的距离减小，能提高灵敏度。实施例2根据第一实施方式，制造出一种CMOS传感器(a)，该CMOS传感器具有这样的结构， 其中，蚀刻阻挡膜ST尽可能地靠近半导体基板，从而减小了光电二极管与光波导之间的距离。这里，钝化膜由SiN形成。除了钝化膜由SiON形成之外，与CMOS传感器(a)的制造过程一样地制造出CMOS 传感器(b)。除了不形成蚀刻阻挡膜并且将用于形成光波导的凹槽形成为到达第一防扩散膜之外，与CMOS传感器(a)的制造过程一样地制造出CMOS传感器(c)。测量这些CMOS传感器的混色率。图9示出了结果。图9示出了以入射角为横坐标的CMOS传感器(a)、(b)和(c)的混色率的图。CMOS传感器(a)和(b)的混色率低于CMOS传感器(c)的混色率。该结果表明，通过在半导体基板附近设置蚀刻阻挡膜ST而使光电二极管与光波导之间的距离减小，能降低混色率。
第二实施方式图10是作为本实施方式电子装置的相机的示意性框图。本实施方式的相机是能够摄取静态图像或者记录电影的摄像机的例子。本实施方式的相机包括图像传感器(固体摄像器件)50、光学系统51和信号处理电路53等。在本实施方式中，将第一实施方式的固体摄像器件作为图像传感器50而组装进来。光学系统51把来自物体的入射光聚集在图像传感器50的摄像区域上，从而在某一时间段内使信号电荷在图像传感器50中进行累积。所累积的信号电荷作为输出信号V。ut 而被输出。快门对图像传感器50的光照时间和遮光时间进行控制。图像处理单元供给用于控制图像传感器50的传输操作和快门的快门操作的驱动信号。通过由图像处理单元供给的驱动信号(时序信号)，使来自图像传感器50的信号进行传输。信号处理电路53对来自图像传感器50的输出信号V。ut进行各种信号处理操作从而输出图像信号。所得到的图像信号被存储在诸如存储器等存储介质中或者被输出到监视
ο前述的本实施方式电子装置具有进一步改善的诸如暗电流和白点缺陷等特性、提高的灵敏度和减小的混色量。另外，还能够抑制灵敏度的波动。在上述实施方式中，作为例子给出了包括多个单位像素的图像传感器50，所述多个单位像素呈矩阵状布置，并且这些单位像素被构造为将与可见光的光量对应的信号电荷作为物理量进行检测。本发明实施方式不限于在图像传感器50中的应用，还能够普遍用于包括被布置给像素阵列部中的各行像素的列电路的列型固体摄像器件。另外，本发明实施方式不限于应用到被构造为能够检测可见光的入射光量分布并将该入射光量分布摄取为图像的固体摄像器件中，还能够普遍应用到被构造为能够将红外线、X射线或者粒子的入射量分布摄取为图像的固体摄像器中。在广义上，本发明实施方式能够普遍应用于被构造为能够检测例如压力或者电容等其他物理量的分布并将该分布摄取为图像的诸如指纹检测传感器等固体摄像器件(用于检测物理量分布的器件)。此外，本发明实施方式不限于应用于被构造为以行为单位依次扫描像素阵列部中的单位像素并从各个单位像素读取像素信号的固体摄像器件，还能够应用于被构造为以像素为单位选择任意像素并以像素为单位从所选择的像素中读取信号的X-Y地址型固体摄像器件。本发明实施方式的固体摄像器件可以是芯片形式。可选地，本发明实施方式的固体摄像器件可以是模块形式，该模块具有摄像功能并包括摄像单元和信号处理单元或者光学系统的组合。此外，本发明实施方式不限于应用到固体摄像器件中，还能够用于各种摄像器件。 该术语“摄像器件”用来表示具有摄像功能的电子器件，例如诸如数码照相机和摄像机等相机系统、移动电话等。安装在电子装置上的前述模块，即相机模块可以用作摄像器件。对于诸如摄像机、数码照相机和用于例如移动电话等移动装置的相机模块等摄像
11器件，将上述实施方式的固体摄像器件用作图像传感器50就能够通过简单的结构获得高质量的图像。本发明不限于前述说明。例如，本发明实施方式能够应用于CMOS传感器和CCD元件。可以省略第一绝缘膜15。也就是说，可以如上述各实施方式那样使用将第一绝缘膜15布置在蚀刻阻挡膜ST与半导体基板10之间的结构。可选地，也可以使用将蚀刻阻挡膜ST布置在半导体基板10上的结构。在不背离本发明的范围的情况下可以进行各种改变。本领域技术人员应当理解，依据设计要求和其他因素，可以在本发明所附的权利要求或其等同物的范围内进行各种修改、组合、次组合以及改变。
权利要求
1.一种固体摄像器件，其包括 具有光入射面的半导体基板； 布置在所述光入射面上的多个像素； 布置在各个所述像素中的光电二极管；布置在所述半导体基板上并覆盖住所述光电二极管的绝缘膜； 埋入在所述绝缘膜中的各布线；蚀刻阻挡膜，其中所述蚀刻阻挡膜离开所述各布线之中的最下层布线而被布置成靠近所述半导体基板，至少覆盖住布置有各个所述光电二极管的区域，并且由碳化硅形成； 布置在各个所述光电二极管上方并到达所述蚀刻阻挡膜的凹槽；以及填充在各个所述凹槽中的结构，该结构具有比所述绝缘膜的折射率高的折射率。
2.如权利要求1所述的固体摄像器件，其还包括布置在所述半导体基板与所述蚀刻阻挡膜之间的氧化硅膜。
3.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，所述蚀刻阻挡膜被布置在所述半导体基板上。
4.如权利要求1 3中任一项所述的固体摄像器件，其中，所述各布线包括由铜制成的布线。
5.如权利要求4所述的固体摄像器件，其中，各个所述布线由用于防止铜扩散的涂层復盖着。
6.如权利要求5所述的固体摄像器件，其中，各个所述用于防止铜扩散的涂层包括 覆盖住各个所述布线的下表面和侧面的阻挡金属层；以及覆盖住各个所述布线的上表面的防扩散膜。
7.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，各个所述结构包括 覆盖住各个所述凹槽的内壁的钝化膜；以及布置在各个所述钝化膜上并埋入在对应的所述凹槽中的埋入层。
8.一种电子装置，其包括固体摄像器件、用于将入射光引导至光入射部的光学系统和用于处理来自所述固体摄像器件的输出信号的信号处理电路，其中，所述固体摄像器件包括具有光入射面的半导体基板；布置在所述光入射面上的多个像素；布置在各个所述像素中的光电二极管；布置在所述半导体基板上并覆盖住所述光电二极管的绝缘膜；埋入在所述绝缘膜中的各布线；蚀刻阻挡膜，其中所述蚀刻阻挡膜离开所述各布线之中的最下层布线而被布置在所述半导体基板侧，至少覆盖住布置有各个所述光电二极管的区域，并且由碳化硅形成； 布置在各个所述光电二极管上方并到达所述蚀刻阻挡膜的凹槽；以及填充在各个所述凹槽中的结构，该光波导具有比所述绝缘膜的折射率高的折射率。
全文摘要
本发明提供了固体摄像器件和电子装置，所述固体摄像器件包括具有光入射面的半导体基板；布置在所述光入射面上的多个像素；布置在各个所述像素中的光电二极管；布置在所述半导体基板上并覆盖住所述光电二极管的绝缘膜；埋入在所述绝缘膜中的各布线；蚀刻阻挡膜，其离开所述各布线之中的最下层布线而被布置成靠近所述半导体基板，至少覆盖住布置有各个所述光电二极管的区域，并且由碳化硅形成；布置在各个所述光电二极管上方并到达所述蚀刻阻挡膜的凹槽；以及用于填充各个所述凹槽的光波导，所述光波导具有比所述绝缘膜的折射率高的折射率。因此，能够进一步改善诸如暗电流和白点缺陷等特性，提高灵敏度并减小混色量。
文档编号H01L21/3205GK102222676SQ20111016620
公开日2011年10月19日 申请日期2009年5月11日 优先权日2008年5月9日
发明者东宫祥哲 申请人:索尼株式会社