[發明專利]光電轉換裝置及其制造方法和包括光電轉換裝置的設備

有效

• 申請號: 201810757489.5
• 申請日: 2018-07-11
• 公開（公告）號: CN109244092B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 小平新志;岡部剛士;世森光裕;遠藤信之;手塚智之;莊山敏弘;巖田純
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 宋巖

公開了光電轉換裝置及其制造方法和包括光電轉換裝置的設備。光電轉換裝置包括：半導體基板，包括光電轉換部分；金屬含有部分，被設置在半導體基板上；層間絕緣膜，被布置在半導體基板上以覆蓋金屬含有部分；第一氮化硅層，被布置在光電轉換部分上以包括位于層間絕緣膜和半導體基板之間的部分；氧化硅膜，包括布置在第一氮化硅層和光電轉換部分之間的部分以及布置在層間絕緣膜和金屬含有部分之間的部分；第二氮化硅層，被布置在氧化硅膜和金屬含有部分之間。

技術領域

本發明涉及光電轉換裝置。

背景技術

在光電轉換裝置中，光電轉換部分和光電轉換部分之外的元件被設置在同一半導體基板上。抗反射結構和波導結構被設置在光電轉換部分上。接觸插塞被連接到元件。因此，需要考慮光電轉換部分和其它元件的特性來設計光電轉換裝置。

日本專利申請特開No.2010-56516討論了由與具有層狀結構(包括氧化硅膜(134)和氮化硅膜(135))的側壁形成膜(137)相同層的膜在光電轉換部分(21)上形成硅化物阻擋膜(71)。討論了被進一步形成在像素部分(12)和周邊電路部分(13)的整個表面上的由氮化硅膜制成的蝕刻停止膜(74)。討論了要形成在光電轉換部分(21)上的波導(23)。

日本專利申請特開No.2013-84740討論了用作在形成用于導光構件(420)的開口(421)時的蝕刻停止層的控制膜(410)以及用作用于在周邊電路區域中形成接觸孔的蝕刻停止層的保護膜(250)。討論了由相同的氮化硅膜形成的控制膜(410)和保護膜(250)。

日本專利申請特開No.2014-56878討論了形成貫穿層間絕緣膜(IF1)和作為氮化硅膜的接觸蝕刻應力襯墊膜(CESL)到達作為氮化硅膜的側壁絕緣膜(SWI)的波導。

根據常規技術，由于對光電轉換部分的污染或損傷而可能發生噪聲。這會降低光電轉換的質量。另外，與光電轉換部分之外的元件的電連接的可靠性對于確保光電轉換裝置的可靠性是重要的。根據傳統的技術，光電轉換裝置的性能和可靠性的提高是不夠的。

本發明致力于提供具有提高的性能和可靠性的光電轉換裝置。

發明內容

根據本發明的一個方面，光電轉換裝置包括：半導體基板，包括光電轉換部分；金屬含有部分，被設置在半導體基板上以與光電轉換部分的至少一部分不重疊；層間絕緣膜，被布置在半導體基板上以覆蓋金屬含有部分；第一氮化硅層，被布置在光電轉換部分上以包括位于層間絕緣膜和半導體基板之間的部分；氧化硅膜，包括布置在第一氮化硅層和光電轉換部分之間的部分以及布置在層間絕緣膜和金屬含有部分之間的部分；第二氮化硅層，被布置在氧化硅膜和金屬含有部分之間；貫穿層間絕緣膜、氧化硅膜和第二氮化硅層并與金屬含有部分接觸的接觸插塞；和貫穿層間絕緣膜和氧化硅膜并與半導體基板接觸的接觸插塞。

根據本發明的另一方面，光電轉換裝置包括：半導體基板，包括光電轉換部分；金屬含有部分，被設置在半導體基板上以與光電轉換部分的至少一部分不重疊；第一氮化硅層，被布置在光電轉換部分上，光電轉換部分和第一氮化硅層之間的距離小于布線層和半導體基板之間的距離；氧化硅膜，包括布置在第一氮化硅層和光電轉換部分之間的部分以及布置在金屬含有部分上的部分；第二氮化硅層，被布置在氧化硅膜和金屬含有部分之間；和接觸插塞，貫穿氧化硅膜和第二氮化硅層并與布線層和金屬含有部分接觸。

根據本發明的又一個方面，光電轉換裝置包括：半導體基板，包括光電轉換部分；電極，被布置在半導體基板上；側壁間隔件，被配置成覆蓋電極的側表面；層間絕緣膜，被布置在半導體基板上以覆蓋電極和側壁間隔件；第一氮化硅層，被布置在光電轉換部分上；氧化硅膜，包括布置在第一氮化硅層和光電轉換部分之間的部分，氧化硅膜位于層間絕緣膜和側壁間隔件之間；第二氮化硅層，包括布置在氧化硅膜和側壁間隔件之間的部分；和接觸插塞，貫穿層間絕緣膜、氧化硅膜和氮化硅層并被連接到包括電極的元件，光電轉換部分和第一氮化硅層之間的距離小于接觸插塞的長度。