固态成像装置制造方法及图纸

通过改善配线层的布置结构而实现了配线的光瞳校正保证高的自由 度。成像区域被分成左右侧两个。设置在成像区域的中心的左侧(-X侧) 的像素位置的配线中，接触部分(31)和配线(32)设置在左侧，而垂 直信号线(28)设置在右侧。另外，设置在成像区域的中心的右侧(+X 侧)像素位置上的配线中，接触部分(31)和配线(32)设置在右侧， 而垂直信号线(28)设置在左侧。作为以该方式配线的结果，甚至当配 线通过光瞳校正向成像区域中心偏移时，左右侧的垂直信号线(28)在 远离接触部分(31)的方向上偏移，所以可以实现高自由度的光瞳校正。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及诸如CMOS图像传感器或者CCD图像传感器的固态成像装 置，更具体地，涉及具有经过光瞳校正(pupil correction)的微透镜和配线 图案的固态成像装置。
技术介绍
迄今，在CMOS图像传感器中，每个像素都不仅包括将入射光进行光 电转换的光敏二极管(PD)，而且包括多个晶体管和浮置扩散(FD)单元， 该多个晶体管包括传输光电转换所获得的电信号的晶体管(TG)、复位晶体 管(RST)和放大晶体管(AMP)等。当光泄漏到这些有源区域时，发生光 电转换。错误信号由光电转换所产生的电子而产生，并且视为噪声。因此， 通常在CMOS图像传感器中这些区域被遮光以防止光进入到这些区域。另 外，配线包括传输由放大晶体管放大的电信号的信号线、驱动上述晶体管的 控制信号线和电源线等，这些配线防止光到达光敏二极管。相反，在CCD图像传感器中，每个像素都不仅包括光敏二极管区域， 而且包括用于转移光电转换所获得的电荷的垂直CCD转移区域。因为在光 进入到该区域时产生错误信号，所以该区域必须遮光。如上所述，在图像传感器中于单元像素中形成遮光区域。因此，在现有技术的图像传感器中，提出了这样的技术并投入实际应用， 其中对于每个像素在光敏二极管上方形成微透镜和层内透镜(in-layer lens ), 以便有效地将光聚集到光敏二极管上，同时防止光进入形成在该像素中的遮 光区域。然而，在此情况下，在成像区域(像素阵列部分)的中心部分设置的像 素中，进入光敏二极管的主要光线的角度典型地为0°,并且光垂直地进入光 敏二极管。相反地，通常，在成像区域的周边部分设置的像素中，主要光线 以一定的角度进入光敏二极管。具体地讲，通常在成像区域的周边部分中设 置的像素的主要光线在远离成像区域的中心部分的方向上倾斜地进入光敏二极管。结果，在成像区域的中心部分上，进行光敏二极管的孔径中心对微透镜 和层内透镜的中心的匹配。然而，在成像区域的周边部分上，当进行光敏二 极管孔径的中心对微透镜和层内透镜的中心的匹配时，光轴相对于倾斜的入 射光而倾斜，并且入射光的一部分进入光敏二极管的外面，导致阴影现象(shading phenomenon )的发生。因此，为了处理这种现象，提出并投入实际使用了这样的技术，其中微 透镜、滤色器和层内透镜以这样的方式布置在成像区域的周边部分中，其位 置通过在到成像区域的中心侧方向上的偏移来移动，从而该位置可以适合于 入射光的光轴，由此避免在光敏二极管中产生阴影(例如，见日本未审查专 利申请公开No. 11-186530 )。该技术称为光瞳校正技术，并且应用于配线、 接触和通路等。在此情况下，如果成像区域周边部分的布局中的布线和微透镜等被平行 移动，则成像区域的周边部分中的布局与成像区域的中心部分中的布局一致。然而，在进行上面所述的光瞳校正技术的情况下，关于微透镜和层内透 镜，因为没有限制光瞳校正要移动微透镜和层内透镜的位移量，所以可以容 易地进行优化。然而，关于配线，根据像素中元件的布置或者光敏二极管的 孔径形状等，对配线的位移量施加了限制。因此，作为这些限制的具体示例，以采用三层金属配线结构的像素为例 进行描述。图6是示出在三层金属配线的情况下FD单元附近的元件布置的 示意性平面图。在该图中，在每个像素中，传输由光电转换获得的信号作为电信号的垂 直信号线110和将FD单元112连接到放大晶体管的栅极(未示出)的内部 配线114通常采用第二层的配线膜形成。另外，接触单元116连接FD单元 112和内部配线114。应当注意的是，遮光并且用作电源线的配线(作为第三层的金属配线膜) 形成在所示的配线上。在该配线结构中，当垂直信号线110为了光瞳校正而移动和使用时，垂 直信号线110可以在远离接触单元116的方向(即图中所示的右方向(由箭 头A表示))上相对自由地移动。然而，关于相反方向(即图中所示的左方向(由箭头B表示))，因为不能移动将FD单元112连接到内部配线114的 接触单元116的位置，所以在垂直信号线110以大的量移动时，垂直信号线 IIO会与接触单元接触。因此，不能充分灵活地移动垂直信号线110。因此，例如，在工艺阶段没有进步并且设计规则没有改变的情况下最小 化像素时，假设没有减少要安装在单元像素中的配线数量，则通过光瞳校正 移动配线的最大移动量(光瞳校正量)由布局限制来确定。当配线的光瞳校 正量小于采用模拟或者理论计算获得的配线的光瞳校正量时，就不能在成像 区域周边的配线上充分地进行光瞳校正。配线引起的阴影就会发生，并且降 低了灵敏度。而且，当由于阴影而产生的光线因反射或者折射现象泄漏到相邻像素 时，造成所谓混色的图像质量退化。因此，本专利技术的目的是通过改善配线层的布置结构来提供能以高灵活性 在配线上进行光瞳校正的固态成像装置。
技术实现思路
为了实现上述目标，本专利技术的固态成像装置的特征在于包括像素阵列 部分，其中多个光电转换单元沿着二维方向布置在半导体基板上；配线层， 其中绝缘膜和配线膜堆叠在该像素阵列部分的上部，并且其中一些配线经由 接触单元连接到半导体基板侧；以及微透镜，布置在该配线层上，并且形成 为具有用于光瞳校正的节距，该节距不同于该像素阵列部分中该光电转换单 元的节距。该配线层包括相对于该像素阵列部分的中心部分侧在周边部分侧 上将配线层划分而得到的至少两个划分的区域，预定接触单元和预定配线的 每一个都对应于该像素阵列部分中的像素中的一个设置，并且预定接触单元 和预定配线布置成使得该两个划分的区域之一中的预定接触单元和预定配 线的位置与该两个划分的区域的另一个中相应的预定接触单元和预定配线 的位置相反。根据本专利技术，固态成像装置的配线层包括相对于像素阵列部分的中心部 分侧在周边部分侧上将配线层划分而得到的至少两个划分的区域，并且接触 单元和配线布置成两个划分的区域之一中的接触单元和配线的位置与两个划分的区域的另一个中相对应的接触单元和配线的位置相反，接触单元和配 线的每一个都对应于像素阵列部分的一个像素而设置。因此，接触单元可以6布置在在成像区域的每个像素位置对配线进行光瞳校正的方向一侧的相反 侧。光瞳校正可以通过自由移动来进行而不干扰4妻触单元。因此，可以以高度灵活性进行光瞳校正，并且可以在整个成像区域上改 善光接收效率和均匀性。可获得有助于改善固态成像装置的图像质量等效 果。附图说明图1是示出根据本专利技术实施例的固态成像装置的轮廓的方块图。 图2是示出图1所示固态成像装置的像素电路构造的电路图。图3是示出成像区域的X-Y坐标的示意图。图4包括示出在图1所示固态成像装置中采用的配线布局的具体示例的 示意性平面图。图5包括示出其中图4所示各像素的配线经受光瞳校正的情况的具体示 例的示意性平面图。图6是 示出在现有技术的固态成像装置中采用的配线布局的具体示例的 示意性平面图。具体实施例方式图1是示出根据本专利技术实施例的固态成像装置的具体示例的平面图，并 且示出了 CMOS图像传感器的示例。另外，图2是示出在图1所示固态成 像装置的像素中的电路构造的电路图。应当注意的是，尽管下面对实施例的 描述将主要涉及CMOS图像传感器，但是本专利技术同样也可以用于CCD图像传感器。如图l所示，该实施例的固态成像装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像装置，其特征在于包括：　像素阵列部分，在所述像素阵列部分中多个光电转换单元沿着二维方向布置在半导体基板上；　配线层，在所述配线层中绝缘膜和配线膜堆叠在所述像素阵列部分的上部，并且在所述配线层中一些配线经由接触单元连接 到所述半导体基板侧；以及　微透镜，布置在所述配线层上，并且形成为具有用于光瞳校正的节距，所述节距不同于所述像素阵列部分中所述光电转换单元的节距，　其中所述配线层包括通过相对于所述像素阵列部分的中心部分侧在周边部分侧上将配线层划分 而得到的至少两个划分的区域，预定接触单元和预定配线的每一个对应于所述像素阵列部分中的像素中的一个设置，所述预定接触单元和所述预定配线布置为使得所述两个划分的区域之一中的所述预定接触单元和所述预定配线的位置与所述两个划分的区域的另一个中的所述预定接触单元和所述预定配线的位置相反。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.11 JP 244992/20061、一种固态成像装置，其特征在于包括像素阵列部分，在所述像素阵列部分中多个光电转换单元沿着二维方向布置在半导体基板上；配线层，在所述配线层中绝缘膜和配线膜堆叠在所述像素阵列部分的上部，并且在所述配线层中一些配线经由接触单元连接到所述半导体基板侧；以及微透镜，布置在所述配线层上，并且形成为具有用于光瞳校正的节距，所述节距不同于所述像素阵列部分中所述光电转换单元的节距，其中所述配线层包括通过相对于所述像素阵列部分的中心部分侧在周边部分侧上将配线层划分而得到的至少两个划分的区域，预定接触单元和预定配线的每一个对应于所述像素阵列部分中的像素中的一个设置，所述预定接触单元和所述预定配线布置为使得所述两个划分的区域之一中的所述预定接触单元和所述预定配线的位置与所述两个划分的区域的另一个中的所述预定接触单元和所述预定配线的位置相反。2、 根据权利要求1所述的固态成像装置，其特征在于，所述配线层包 括第一接触单元和第一配线，所述第一接触单元的每一个都对应于所述像素 阵列部分中的像素中的一个设置，所述第一配线相邻于所述第一接触单元而 不连接到所述第一接触单元，并且在所述划分的区域中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石渡宏明，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP