[发明专利]固体摄像装置及其制造方法和照相机

说明书

技术区域

本发明涉及固体摄像装置及其制造方法和照相机，特别涉及受光面具有光电二极管的像素以矩阵状排列而构成的固体摄像装置及其制造方法和具有该固体摄像装置的照相机。

背景技术

例如，CMOS传感器或CCD元件等固体摄像装置，其构成是，使光入射到在半导体衬底表面形成的光电二极管(光电转换部)上，利用该光电二极管发生的信号电荷得到影像信号。

在CMOS传感器中，例如其构成是，在受光面以二维矩阵状排列的每个像素上设有光电二极管，当受光时驱动CMOS电路将在各光电二极管发生并存储的信号电荷传送至浮置扩散层，并将信号电荷变换为信号电压读取。

另外，在CCD元件中，例如其构成是，和CMOS传感器一样，在受光面以二维矩阵状排列的每个像素上设有光电二极管，当受光时通过CCD垂直传送路及水平传送路，将在各光电二极管发生并存储的信号电荷传送并读取。

如上所述的CMOS传感器等固体摄像装置，例如其构成是，在半导体衬底的表面上形成有所述光电二极管，并且覆盖其上层而形成有氧化硅等的绝缘膜，为了不阻碍向光电二极管入射光，在除光电二极管区域的其他区域将布线层形成于绝缘膜中。

然而，在所述固体摄像装置中，随着元件的微细化，受光面的面积缩小，因此存在光的入射率下降，敏感度特性恶化的问题。

作为对策，开发了一种固体摄像装置，其构成是：利用片上透镜或层内透镜进行集光，特别是在光电二极管上方的绝缘膜中设有将从外部入射的光导至光电二极管的光波导。

专利文献1及2公开了一种固体摄像装置，其构成是：相对光电二极管上方的绝缘膜形成凹部，利用比氧化硅的折射率高的物质(以下简称“高折射率物质”)氮化硅埋入凹部，并设有将入射的光导至光电二极管的光波导。

专利文献3公开了一种固体摄像装置，其构成是：在光电二极管上方的绝缘膜的凹部埋入氮化硅膜和聚酰亚胺膜，并设有光波导。

专利文献4公开了一种固体摄像装置，其构成是：在光电二极管的上方部分，相对层中含有防止扩散膜的绝缘膜形成凹部，以去除防止扩散层，并且氧化硅膜被埋入凹部。

专利文献5公开了一种固体摄像装置，其构成是：在光电二极管上方的绝缘膜的凹部埋入TiO分散型聚酰亚胺树脂，并设有光波导。

专利文献1(日本)特开2003-224249号公报

专利文献2(日本)特开2003-324189号公报

专利文献3(日本)特开2004-207433号公报

专利文献4(日本)特开2006-190891号公报

专利文献5(日本)特开2006-222270号公报

发明内容

然而，如上所述，在光电二极管上方的绝缘膜中设有把入射光导至光电二极管的光波导的固体摄像装置中，因设有光波导，存在其制造工序复杂化的问题。

另外，还有构成光波导的材料使耐热性下降的问题。

需要解决的问题点是：在设有光波导的固体摄像装置中，因设有光波导其制造工序不可避免地复杂化。

另一个需要解决的问题是：很难得到具有高耐热性和高折射率的光波导。

本发明的固体摄像装置是在受光面集成多个像素而构成的，其特征在于，具有：光电二极管，其在成为半导体衬底的所述受光面的像素区域被每个所述像素划分形成；信号读取部，其在所述半导体衬底形成，并且读取在所述光电二极管上生成并存储的信号电荷或根据所述信号电荷产生的电压的；绝缘膜，其覆盖所述光电二极管且在所述半导体衬底上形成；凹部，其在所述光电二极管的上方部分形成于所述绝缘膜；焊盘电极，其在焊盘电极区域形成于所述绝缘膜上层；钝化膜，其覆盖所述凹部的内壁且在比所述焊盘电极更上层形成，并且具有比氧化硅高的折射率；以及埋入层，其在所述钝化膜的上层埋入所述凹部形成，并且具有比氧化硅高的折射率。

上述本发明的固体摄像装置是在受光面集成多个像素而构成的，在成为半导体衬底的受光面的像素区域形成有被每个像素划分的光电二极管和读取在光电二极管上生成并存储的信号电荷或根据信号电荷产生的电压的信号读取部，覆盖光电二极管在半导体衬底上形成有绝缘膜。

在上述光电二极管的上方部分，在绝缘膜上形成有凹部，另外，在焊盘电极区域的绝缘膜上层形成有焊盘电极，覆盖凹部内壁且在比焊盘电极更上层形成有比氧化硅具有更高折射率的钝化膜。而且，在钝化膜上层的凹部埋入形成比氧化硅具有更高折射率的埋入层。