[发明专利]固态摄像装置、电子设备以及固态摄像装置的制造方法

说明书

本申请是2010年1月29日提交的发明名称为“固态摄像装置、电子设备以及固态摄像装置的制造方法”的发明专利申请No.201010106325.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及固态摄像装置、电子设备和固态摄像装置的制造方法。具体地，本发明涉及使光通过布线层进入光电转换器的固态摄像装置、电子设备和固态摄像装置的制造方法。

背景技术

以CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器为代表的半导体图像传感器被要求减小像素尺寸并增大相同图像区域中的像素数量。例如，日本专利申请公开No.2008-109153公开了固态图像传感器，其中光波导设置在光电转换器上方，该光电转换器形成在半导体基板上。

发明内容

然而，在现有技术中，为了形成光波导，在即将形成光波导的凹入部分的内壁上沉积薄膜，该薄膜由折射率大于其周围材料的材料形成，接着凹入部分被具有高填充性能的材料填充。这样，对于形成在光电转换器上方的光波导，存在如下问题：从填充到凹入部分中的材料的填充性能角度来看，需要两种材料来形成光波导。

考虑到上述情况，期望提供一种技术，其能穿过布线层有效地传输光信号到光电转换器，使得能够获得足够量的信号。

根据本发明实施例，提供了一种固态摄像装置，其包括：光电转换器，形成在基板上；布线部分，形成在光电转换器上方并由多层布线构成；以及绝缘部分，布线部分的多层布线嵌入绝缘部分中。绝缘部分的折射率大于硅氧化物。此外，提供了一种电子设备，其使用了该固态摄像装置。

在该实施例中，由于其中布线部分的布线形成在光电转换器上方的绝缘部分由折射率大于硅氧化物的材料形成，通过在凹入部分中嵌入材料来形成光波导的工艺不是必须的。此外，与硅氧化物形成绝缘部分的情况相比，能够减少传输的光的束腰直径(beam waist diameter)，由此能够局部地收集光能量，其能够将光传输到光电转换器。

此外，根据本发明另一实施例，提供了一种固态摄像装置，其包括：光电转换器，形成在基板上；布线部分，形成在所述光电转换器上方并由多层布线构成；硅氧化物，所述布线部分的所述多层布线嵌入所述硅氧化物中；以及绝缘部分，在所述光电转换器上方从所述布线部分上方的位置到最下层布线的位置嵌入所述硅氧化物中。所述绝缘部分的折射率大于所述硅氧化物。此外，提供了一种电子设备，其使用了该固态摄像装置。

在该实施例中，在光电转换器上方从布线部分上方的位置到最下层布线的位置嵌入的绝缘部分起光波导的作用。由于光波导由折射率大于硅氧化物的折射率的一种材料形成，所以不需要由多种材料形成光波导。

此外，提供了一种固态摄像装置的制造方法。该固态摄像装置的制造方法，包括：在基板上形成光电转换器；在基板上形成驱动元件，在驱动元件上形成绝缘膜，以及平坦化形成的表面；通过以下步骤形成具有波导部分的布线层：在绝缘膜上形成嵌入层间绝缘膜中的布线，在层间绝缘膜的光电转换器上方的部分中设置凹入部分，通过在凹入部分中嵌入折射率大于层间绝缘膜的材料来形成波导部分；以及重复执行具有波导部分的布线层的形成，从而通过形成多层布线和连接多个波导部分来形成光波导。

在上述实施例中，作为光波导的一部分的波导部分在每次形成一个布线层时形成。通过重复执行具有波导部分的布线层的形成，形成了光波导。因此，光波导能由一种材料形成。

这里，绝缘部分由选自由氮化硅、氮氧化硅、氧化铪和氧化钽组成的组的材料制成。

根据本发明，具有比硅氧化物更优良的光收集性能的绝缘部分能由一种材料形成在光电转换器上方。

根据下文对如附图所示的本发明最佳实施例的详细描述，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得更加明显易懂。

附图说明

图1为示出根据第一实施例的固态摄像装置的示意截面图；

图2A和2B为示出穿过固态摄像装置的光的束腰(beam waist)的比较实例的图；

图3为示出第一实施例中固态摄像装置对应于RGB颜色的灵敏度的比较实例的图；

图4为示出根据第二实施例的固态摄像装置的示意性截面图；

图5为示出第二实施例中固态摄像装置对RGB颜色的灵敏度的比较实例的图；

图6A至6C为示出根据第二实施例的固态摄像装置的制造方法的示意性截面图(部分1)；

图7A至7C为示出根据第二实施例的固态摄像制造的制造方法的示意性截面图(部分2)；

图8为示出作为根据实施例的电子设备实例的摄像装置的结构实例方框图。