[发明专利]光电转换装置、图像拾取系统及其制造方法

权利要求书

1.一种光电转换装置，包括：

其上布置有光电转换元件和晶体管的半导体衬底；以及

多个布线层，包括第一布线层以及布置在第一布线层之上的第二布线层，

其中，所述半导体衬底与所述多个布线层中的任一布线层之间的连接、所述晶体管的栅极电极与所述多个布线层中的任一布线层之间的连接、或者第一布线层和第二布线层之间的连接具有堆叠接触结构。

2.一种图像拾取系统，包括：

根据权利要求1的光电转换装置；以及

用于处理从所述光电转换装置输出的信号的信号处理电路。

3.一种光电转换装置，包括：

其上布置有像素区和外围电路区的半导体衬底，在所述像素区中布置有多个包括光电转换元件和晶体管的像素，所述外围电路区具有晶体管以及比像素区多的布线层；以及

布线部分，所述布线部分被布置在所述半导体衬底上并且具有多个层间绝缘膜和多个布线层，所述多个层间绝缘膜包括第一层间绝缘膜以及布置在第一层间绝缘膜之上的第二层间绝缘膜，所述多个布线层包括第一布线层以及布置在第一布线层之上的第二布线层，

其中，所述布线部分在所述外围电路区中具有所述第一布线层以及与所述第一布线层连接并被布置在第一层间绝缘膜中的插塞，并且所述布线部分在所述像素区中具有所述第二布线层、与所述第二布线层连接的布置在第一层间绝缘膜中的插塞、以及布置在第二层间绝缘膜中的插塞，以及

其中，在所述外围电路区中最接近半导体衬底布置的布线层是第一布线层，而在所述像素区中最接近半导体衬底布置的布线层是第二布线层。

4.根据权利要求3的光电转换装置，

其中在像素区中布置的第一层间绝缘膜中布置的插塞与布置在第二层间绝缘膜中的插塞具有相互接触并堆叠的堆叠接触结构。

5.根据权利要求4的光电转换装置，

其中，像素包括用于转移光电转换元件中产生的电荷的转移晶体管以及用于放大电荷的放大晶体管，以及

其中，布线部分在第一层间绝缘膜中具有使其中转移晶体管转移电荷的浮置扩散部分与所述像素区中的放大晶体管的栅极电极连接的共享接触结构的插塞。

6.根据权利要求5的光电转换装置，

其中第一布线层的至少一部分被布置在所述共享接触结构的插塞之上，并且被布置在所述浮置扩散部分之上。

7.根据权利要求3的光电转换装置，

其中，布置在第一层间绝缘膜中的插塞以及布置在第二层间绝缘膜中的插塞由阻挡金属膜和导电材料形成，

其中，用于所述阻挡金属膜的材料包括钛、钽、硅和钨中的一种，以及

其中，用于所述导电材料的材料包括钨。

8.根据权利要求3的光电转换装置，

其中，用于多个布线层的材料包括铜或铝。

9.根据权利要求3的光电转换装置，

其中，所述布线部分在所述外围电路区中具有与第二布线层连接的布置在第二层间绝缘膜中的插塞，以及

其中，所述像素区中的布置在第二层间绝缘膜中的插塞比所述外围电路区中的布置在第二层间绝缘膜中的插塞长。

10.根据权利要求3的光电转换装置，

其中，所述光电转换装置具有用于获得参考信号的、具有其中光被遮挡的像素的光学黑体区，

其中，所述光学黑体区中的布线部分具有第一布线层以及与第一布线层连接的布置在第一层间绝缘膜中的插塞，以及

其中，在所述光学黑体区中最接近所述半导体衬底布置的布线层是第一布线层。

11.一种图像拾取系统，包括：

根据权利要求3的光电转换装置；以及

处理从所述光电转换装置输出的信号的信号处理电路。

12.一种用于光电转换装置的制造方法，所述光电转换装置包括：

其上布置有像素区和外围电路区的半导体衬底，在所述像素区中布置有多个包括光电转换元件和晶体管的像素，所述外围电路区具有晶体管以及比所述像素区多的布线层；以及

布线部分，所述布线部分被布置在所述半导体衬底上并且具有多个层间绝缘膜和多个布线层，所述多个层间绝缘膜包括第一层间绝缘膜以及在第一层间绝缘膜之上的第二层间绝缘膜，所述多个布线层包括第一布线层以及在第一布线层的上部之上的第二布线层，

所述制造方法包括：

在所述半导体衬底之上形成第一层间绝缘膜；

在第一层间绝缘膜中形成多个插塞；

在所述外围电路区中，在第一层间绝缘膜上形成与在第一层间绝缘膜中形成的多个插塞的一部分连接的第一布线层；

在形成第一布线层之后形成第二层间绝缘膜；

去除第二层间绝缘膜的一部分，以及在第二层间绝缘膜中，在所述像素区中形成用于暴露在第一层间绝缘膜中形成的多个插塞的一部分的孔，以及在所述外围电路区中形成用于暴露第一布线层的一部分的孔；

用导电材料填充在第二层间绝缘膜中形成的孔，并且在第二层间绝缘膜中形成插塞；以及

在第二层间绝缘膜中形成插塞之后在第二层间绝缘膜上形成第二布线层。