阅读说明：本技术 固体摄像装置 (Solid-state imaging device ) 是由 板桥康 于 2019-03-04 设计创作，主要内容包括：实施方式提供一种能够减小分光特性的波动的固体摄像装置。实施方式的固体摄像装置具备：基板；像素，设置在上述基板的表面；第1布线层，设置在上述基板之上，具有与上述像素对置的第1开口；第2布线层，设置在上述第1布线层之上，具有与上述第1开口对置的第2开口；以及绝缘膜，将上述像素、上述第1布线层及上述第2布线层覆盖，具有设置在与上述第2开口对置的区域的多个凹部。上述第2开口的边缘与上述第1开口的边缘相比向远离上述第1开口的中心的方向后退。上述凹部具有圆形状的开口和有曲率的凹面，配置在比上述第2开口的上述边缘靠内侧的区域。(Embodiments provide a solid-state imaging device capable of reducing fluctuation in spectral characteristics. The solid-state imaging device of the embodiment includes: a substrate; pixels arranged on the surface of the substrate; a 1 st wiring layer provided on the substrate and having a 1 st opening facing the pixel; a 2 nd wiring layer provided on the 1 st wiring layer and having a 2 nd opening opposed to the 1 st opening; and an insulating film covering the pixel, the 1 st wiring layer, and the 2 nd wiring layer, and having a plurality of recesses provided in a region facing the 2 nd opening. The edge of the 2 nd opening is set back from the edge of the 1 st opening in a direction away from the center of the 1 st opening. The concave portion has a circular opening and a concave surface having a curvature, and is disposed in a region inside the edge of the 2 nd opening.)

固体摄像装置

本申请基于日本专利申请2018－152303号(申请日：2018年8月13日)主张优先权，这里引用其全部内容。

技术领域

实施方式主要涉及固体摄像装置。

背景技术

在固体摄像装置中，已知由于向光电转换元件(像素)直接入射的光与由保护膜反射的光的干涉，而在分光特性中发生波动的现象。该波动成为产生图像的不均匀的原因。此外，做出了通过在保护膜上形成凹陷来减少波动的提案。

发明内容

实施方式提供一种能够减少分光特性中的波动的固体摄像装置。

技术方案的固体摄像装置具备：基板；像素，设置在上述基板的表面；第1布线层，设置在上述基板之上，具有与上述像素对置的第1开口；第2布线层，设置在上述第1布线层之上，具有与上述第1开口对置的第2开口；以及绝缘膜，将上述像素、上述第1布线层及上述第2布线层覆盖，具有设置在与上述第2开口对置的区域的多个凹部。上述第2开口的边缘与上述第1开口的边缘相比向远离上述第1开口的中心的方向后退。上述凹部具有圆形状的开口和有曲率的凹面，配置在比上述第2开口的上述边缘靠内侧的区域。

附图说明

图1是实施方式的固体摄像装置的示意剖视图。

图2是实施方式的固体摄像装置的示意平面图。

图3是实施方式的固体摄像装置的示意平面图。

图4是实施方式的固体摄像装置的示意剖视图。

图5是实施方式的固体摄像装置的示意平面图。

图6是实施方式的固体摄像装置的示意剖视图。

图7是实施方式的固体摄像装置的示意平面图。

图8是表示实施方式的固体摄像装置的凹部的形成方法的示意平面图。

图9是表示分光特性的波动量与凹部的面积的关系的曲线图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行说明。另外，在各图中，对于相同的要素赋予相同的标号。

图1是第1实施方式的固体摄像装置1的示意剖视图。

图2是第1实施方式的固体摄像装置1的示意平面图。

图3是在图2中将绝缘膜50去除的示意平面图。

固体摄像装置1具有基板10、设置在基板10的表面的像素11、电荷转送晶体管20、第1布线层30、第2布线层40和绝缘膜50。

设与基板10的表面平行且相互正交的两方向为X方向及Y方向。设与X方向及Y方向正交的方向为Z方向。图1是沿着图2的X方向的剖视图。

像素11包括光电转换部。基板10例如是硅基板。像素11例如包含N型硅与P型硅的PN结。固体摄像装置1例如是线性传感器，如图3所示，多个像素11具有在Y方向上排列的像素列。

电荷转送晶体管20具有扩散层21、栅极绝缘膜22和栅极电极23。扩散层21例如是掺杂有杂质的硅区域，在基板10的表面中设置在接近于像素11的区域中。

在像素11与扩散层21之间的区域之上，经由栅极绝缘膜22设置有栅极电极23。

在基板10上的比栅极电极23靠上的层中设置有第1布线层30。第2布线层40设置在比第1布线层30靠上的层中。第1布线层30通过导通孔61与扩散层21连接。第1布线层30与电荷转送晶体管20电气地连接，与电荷转送晶体管20一起构成电路。

第2布线层40不与电荷转送晶体管20电气地连接，主要承担遮光的功能。

在基板10上设置有绝缘膜50，以将像素11、电荷转送晶体管20、第1布线层30及第2布线层40覆盖。此外，绝缘膜50将导通孔61的周围覆盖。

第1布线层30及第2布线层40例如是含有铝的金属层，具有对于向像素11的入射对象的光的遮光性及反射性。

绝缘膜50例如是硅氧化膜，具有对于向像素11的入射对象的光的透过性。

第1布线层30在与像素11对置的区域具有第1开口31。如图3所示，沿着多个像素11的排列方向，在Y方向上排列有多个第1开口31。第1布线层30也设置于在Y方向上相邻的像素11之间。

第1开口31的X方向的宽度比像素11的X方向的宽度小，第1开口31的边缘在像素11的上方位于与像素11重叠的区域中。

第2布线层40具有与第1布线层30的第1开口31对置的第2开口41。如图3所示，第2开口41沿着排列有多个第1开口31的区域在Y方向上以狭缝状延伸。

第2开口41的边缘与第1开口31的边缘相比，向从第1开口31的中心远离的方向后退。第2开口41的边缘与第1开口31的边缘相比沿着X方向后退。

绝缘膜50具有设置在与第2开口41对置的区域的多个凹部51。各个凹部51在俯视下具有圆形状的开口51a和有曲率的凹面51b。凹部51的开口51a的形状并不限于正圆。在图1所示的例子中，绝缘膜50的一部分以凸状设置于在X方向上相邻的凹部51之间。此外，绝缘膜50的一部分以凸状设置于在Y方向上相邻的凹部51之间。

在1个像素11的上方区域配置有多个凹部51。多个凹部51配置在比第2开口41的边缘靠内侧的区域。凹部51的一部分与第1开口31的外侧的区域重叠。

由第1布线层30和第2布线层40将基板10的表面的像素11以外的区域覆盖而遮光。

图8是表示多个凹部51的形成方法的示意平面图。

在基板10上形成第1布线层30、第2布线层40、绝缘膜50等之后，在绝缘膜50上形成抗蚀剂70。

接着，通过对于抗蚀剂70的曝光及显影，在抗蚀剂70的位于像素11的上方的区域中形成多个开口71。以该抗蚀剂70为掩模，对绝缘膜50的表面进行湿式蚀刻。在绝缘膜50中，从在抗蚀剂70的开口71露出的部分起，如在图8中用虚线表示的那样，蚀刻各向同性地进展，形成多个凹部51。

没有直接向像素11入射而由基板10的表面反射而向上方返回的光能够由凹部51的有曲率的凹面51b反射。由该凹面51b反射的光通过凹透镜效果而扩散，变得难以向像素11入射。因而，能够抑制因这样的反射光与直接入射到像素11中的光的干涉造成的分光特性的波动。

图9是表示分光特性的波动量与凹部51的面积的关系的曲线图。

横轴表示多个凹部51(配置在1个像素11的上方的多个凹部51)的面积相对于1个像素11的面积的比。这里，凹部51的面积不是表示也包括凹面51b的凹部51的表面积，而是表示在俯视下配置有多个开口51a的区域的面积。

根据图9的曲线图可以确认，凹部51的面积越大，波动抑制效果越大。

如果增大凹部51的面积，则担心发生凹部51与第2布线层40的交叠，而第2布线层40从绝缘膜50露出。第2布线层40的露出导致可靠性的下降。另一方面，以不与第2布线层40交叠的方式形成凹部51会阻碍凹部51的面积扩大。

在固体摄像装置中，通常最上层的布线层承担遮光的功能。根据实施方式，不是仅由最上层的布线层(第2布线层40)承担遮光的功能，也由设置在第2布线层40之下的第1布线层30承担遮光的功能。即，用不同层的多个布线层将像素11以外的区域覆盖而遮光。

像素11的外边缘的附近区域被第1布线层30遮光。因此，能够将第2布线层40的第2开口41的宽度(X方向的宽度)扩大为比像素11的宽度(X方向的宽度)大。相应于该第2开口41的宽度扩大，能够扩大凹部51的区域。因而，根据实施方式，能够在将最上层的第2布线层40用绝缘膜50可靠地覆盖、保护的同时，将凹部51的区域扩大而提高波动的抑制效果。

图4是第2实施方式的固体摄像装置2的示意剖视图。

图5是第2实施方式的固体摄像装置2的示意平面图。

图4是沿着图5的X方向的剖视图。

凹部51的圆形状的开口51a具有在俯视下与其他凹部51的开口51a重叠的区域。凹部51的开口51a的一部分与在X方向上相邻的其他凹部51的开口51a的一部分重叠。凹部51的开口51a的一部分与在Y方向上相邻的其他凹部51的开口51a的一部分重叠。

如果在像素11的上方区域中的绝缘膜50上有平坦面，则由基板10的表面反射的光在该平坦面上反射而容易向像素11入射，容易引起直接入射光与反射光的干涉。根据第2实施方式，通过使多个凹部51的开口51a相互重叠，像素11的上方区域中的绝缘膜50的平坦部的面积减小，能够进一步提高波动抑制效果。

图6是第3实施方式的固体摄像装置3的示意剖视图。

图7是第3实施方式的固体摄像装置3的示意平面图。

图6是沿着图7的X方向的剖视图。

在第2开口41的边缘的附近的第2布线层40与第1布线层30之间，设置有多个导通孔62。导通孔62将第2布线层40与第1布线层30连接。导通孔62是对于向像素11的入射对象的光具有反射性的金属部件。

如图7所示，在像素11的X方向的边缘的附近，沿Y方向排列有多个导通孔62。以在X方向夹着像素11的上方区域的方式配置有多个导通孔62。

能够使由凹部51的凹面51b反射而扩散的光由导通孔62反射而朝向像素11。这减少了不向像素11入射的反射光，使感度提高。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不是要限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种各样的省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。