光电转换设备和制造光电转换设备的方法
专利名称：光电转换设备和制造光电转换设备的方法
技术领域：
本发明涉及光电转换设备和制造这样的光电转换设备的方法，具 体来说，涉及包括用于抑制布线材料扩散到层间绝缘膜中的扩散抑制 膜的光电转换设备，并涉及制造这样的光电转换设备的方法。
背景技术：
近年来，已经广泛地开发了使用MOS晶体管的MOS型的光 电转换设备。在这样的光电转换设备中，正在开发缩小像素的大小并 增大像素的数量的实现方法。追随这一趋势，正在研究采用将布线材 料从铝改变为铜的方法。作为使用铜布线的现有技术的光电转换设备，已提出了如在专利 文献1 (日本专利申请公开出版物No. 2005-311015)中公开的这样 的结构。在铜布线用于一般的半导体器件中的情况下，由于一般被用 作层间绝缘膜的氧化物膜中的扩散系数比较大，因此，必须配置用于 抑制铜扩散的扩散抑制层。作为铜布线的上层的扩散抑制膜，在许多 情况下使用SiN膜。此外，在布线材料的层间绝缘膜中的扩散系数比 较大的情况下，必须使用SiN膜，而不限于铜的椅况。然而，在光电转换设备中使用了扩散抑制膜的情况下，导致层间 绝缘膜和扩散抑制膜的多层结构。通过基于由这样的多层结构产生的 层间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面处的反射或多重干涉的影响，入 射到光电转换元件上的光量降低。因此，在专利文献1中，去除了 对应于光电转换元件的区域中的扩散抑制膜。通过去除扩散抑制膜，可以减小由于在层间绝缘膜和扩散抑制膜 之间的界面处的反射或多重干涉的影响而导致的入射光量降低的程 度。然而，诸如用于去除光接收单元上的扩散抑制膜的光刻和蚀刻之类的工艺增多。此外，存在在等离子气体环境中进行蚀刻的许多情况。 在这样的情况下，存在对于光电转换元件的蚀刻损坏会导致光电转换 设备的特性降低的情况。此外，在如专利文献1所描述的去除了扩散抑制膜的对应于光 电转换元件的区域的情况下，难以维持共面性。因而，在透镜被置于 对应于光电转换元件的区域内的情况下，或在配置了滤色镜的情况 下，形成表面必须是平坦的。进一步产生了形成层间绝缘膜或平坦化 膜的必要性。在这样的膜层叠在一起的情况下，光接收单元中的总的 膜厚度增大，以致于担心入射光量会减少。这样的担心不仅限于最上 面的布线上的扩散抑制膜，而且对于相对于它下面的布线层的扩散抑 制膜也会类似地发生。尤其是在最上面的布线层的情况下，其影响是 大的。鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供合适的聚光结构，以便 在即使提供了用于抑制布线材料扩散的扩散抑制膜的情况下，扩散抑 制膜和层间绝缘膜的总的膜厚度也不会增大。此外，本发明的 一 个目的是提供在即使提供了扩散抑制膜的情况 下也能够通过简单的过程减小入射光量降低程度的光电转换设备，以 及制造这样的光电转换设备的方法。发明内容为了实现上述目的，本发明的光电转换设备是包括下列各项的光电转换设备置于半导体村底上的光电转换元件；以及多层布线结构， 该多层布线结构包括在半导体衬底上方配置的多个布线层，所述多个 布线层被配置为以便在它们之间夹着层间绝缘膜，其中，至少在最上面的一个布线层上配置扩散抑制膜，扩散抑制 膜用于抑制形成最上面的布线层的材料的扩散，扩散抑制膜覆盖最上面的布线层和层间绝缘膜的对应于光电转 换元件的区域，以及相对于扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域配置有透镜，以便该透镜由最上面的布线层上配置的扩散抑制膜的一部分制成，或直 接与最上面的布线层上配置的扩散抑制膜接触。通过下面的结合附图进行的描述，本发明的其他特征和优点将变 得显而易见，在附图中，类似的附图标记在所有图中表示相同或类似 的部分。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的光电转换设备的光接 收单元的外周的截面图。图2是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图3是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图4是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图5是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图6是根据本发明的第二示例性实施例的光电转换设备的像素 区的截面视图。图7是用于描述制造图6中所示的光电转换设备的方法的截面图。图8是用于描述制造图6中所示的光电转换设备的方法的截面图。图9是用于描述制造图6中所示的光电转换设备的方法的截面图。图10是本发明的第三示例性实施例的光电转换设备的截面视图。图11是本发明的第三示例性实施例的光电转换设备的平面布置图。图12是本发明的第四示例性实施例的光电转换设备的截面图。 图13是本发明的第四实施例的光电转换设备的变型例的截面图。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的 实施例，并且与说明书一起，用于说明本发明的原理。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选的示例性实施例。 (第一示例性实施例)图1示出了本发明的第一示例性实施例中的光电转换设备的截 面结构。应该注意的是，在对本实施例的详细配置的描述和相应的图 中，将省略在半导体衬底上形成的元件区域和元件隔离区域等等的描述，以便简化描述。在半导体衬底ill中，布置了多个光电二极管112,每一个光电二极管112都充当用于执行光电转换的光电转换元件。布置有这样的光电转换元件的区域被称为像素区。此外，在半导体衬底111上方布置了稍后将描述的包括埋于层间绝缘膜中的布线层1"、 117的多层布线结构。在半导体衬底的上表面上，布置了第一层间绝缘膜ll3。可以使 用氧化硅膜作为第一层间绝缘膜113。第一布线层114嵌入在第一层 间绝缘膜中。通过在第一层间绝缘膜113中形成沟，以将诸如铜之 类的导体埋到此沟中，通过CMP工艺(镶嵌工艺，damascene process ) 去除沟部分之外的导体，从而形成此第一布线层114。此外，还配置了第一扩散抑制膜115，用于覆盖第一布线层，并 用于抑制形成第一布线层的材料的扩散。作为扩散抑制膜，可以使用 氮化硅膜或碳化硅膜。此第一扩散抑制膜115被配置为使得在对应于 光电转换元件的区域中有选择地去除膜体，如此降低了在层间绝缘膜 和扩散抑制膜之间的界面处的入射光的反射。此外，还在第一扩散抑制膜115上配置了包含氧化硅膜的第二层间绝缘膜116。此外，充当最上面的布线层的第二布线层117被 埋于第二层间绝缘膜116中作为布置于像素区的布线层。此第二布线 层也可以通过类似于第一布线层的形成工艺的形成工艺来形成。在第二布线层117的上部配置了氮化硅膜118作为第二扩散 抑制膜。此外，在第二扩散抑制膜上的对应于光电转换元件的区域中 配置了对应于每一个光电转换元件的层内透镜119。此外，氮化硅膜 还充当第二扩散抑制膜和保护膜。在本实施例的光电转换设备中，在对应于光电转换元件的区域内 也配置了布置于多层布线结构的最上面的布线层上的扩散抑制膜，并 配置了利用扩散抑制膜的透镜。作为替换方案，透镜可以置于通过不 同于扩散抑制膜的层直接与扩散抑制膜接触的状态。由于扩散抑制膜 被配置为覆盖层间绝缘膜的对应于光电转换元件的区域，因此，不会 发生由于去除了扩散抑制膜而产生的偏离。结果，可以形成具有这样 的配置的透镜。如此，可以省略只去除扩散抑制膜的对应于光电转换元件区域的 区域的工序，以及形成进一步置于其上层的层间绝缘膜的工序。这里，的i^路的区域。相应地，没有被遮光部"^进行遮光的部分对应于像素 区内的此区域。通过配置透镜，可以增强光接收单元(光电转换元件) 上的入射效率。现在将描述制造本实施例中的光电转换设备的方法。将描述其中 铜被用作布线材料并且线路被埋于层间绝缘膜中的结构。首先，在半导体衬底上方形成多个半导体区域以及用于隔离它们 之间的元件的元件隔离区，其中每一个半导体区域都充当光电转换元 件112和晶体管(未示出)的电极区域。此外，在半导体衬底上形成充当晶体管的栅电极的多晶硅(未示 出)，通过CVD工艺(化学蒸汽淀积工艺)来淀积氧化硅膜。此后， 通过CMP工艺(化学机械抛光工艺)来实现平坦化，从而形成第一 层间绝缘膜113。接下来，通过镶嵌工艺，第一铜线114被埋入第一层间绝缘膜 中(图2)。此后，通过氮化硅膜，在整个表面上形成第一扩散抑制 膜115，此后，通过光刻技术和千蚀刻技术，去除对应于光电转换元 件的区域中配置的扩散抑制膜115 (图3)。然而，在扩散抑制膜115 和层间绝缘膜之间的折射率差别不是那么大的情况下，扩散抑制膜 115可以按照原样保留。接下来，通过CVD工艺形成氧化硅膜以形成第二层间绝缘膜 116。在希望减小在形成第二层间绝缘膜时的第一扩散抑制膜的偏离 的影响的情况下，可以通过CPM工艺平坦化第二层间绝缘膜。接下来，通过像素区内的镶嵌工艺形成充当最上面的布线层的第 二布线层117 (图4)。此外，还通过CVD工艺形成充当第二扩散 抑制膜的氮化硅膜118。由于使第二扩散抑制膜还作为保护膜，因此， 使其膜厚度比第一扩散抑制膜的厚度更厚，以增强保护功能(图5)。 此外，为了增强保护特性，还需要如此配置第二扩散抑制膜，以便覆 盖包括对应于光电转换元件的区域的整个表面。此后，通过在对应于光电转换元件的区域内使用光刻技术和千蚀 刻技术，形成层内透镜119,从而形成本实施例的光电转换设备。应该注意的是，虽然在本实施例中被省略，但是可以在第一层间 绝缘膜113和半导体衬底111之间使用防反射膜，以便降低入射光 在层间绝缘膜和半导体衬底之间的界面处的反射。作为防反射膜，例 如可以使用氮化硅膜。此外，在形成铜布线中，可以通过使用单镶嵌 工艺和双镶嵌工艺中的任何一种来形成这样的铜布线，布线层的数量 不限于两个。此外，尽管作为层内透镜119形成凸透镜，但是也可以使用凹 透镜。此外，作为形成透镜的方法，厚厚地形成充当第二扩散抑制膜 的氮化硅膜，此后将具有透镜形状的光致抗蚀剂图案对于氮化硅膜进 行转印。如此，可以使氮化硅膜的一部分具有透镜形状。如此，可以 进一步缩短工序步骤。此外，本实施例还可以类似地应用于其中在层 内透镜的上部按场合需要而提供滤色镜或微透镜的结构。由于也在这样的配置中在对应于光电转换元件的区域内也没有去除第二扩散抑 制膜，因此，可以配置这些部件，而不单独地提供层间绝缘膜或平坦 化膜。如此，可以缩小设备的高度。此外，由于第二扩散抑制膜被配 置为覆盖对应于光电转换元件的区域，因此，可以提供兼作保护膜和 扩散抑制膜的结构。如此，可以去除可使扩散抑制膜接受图案化的工 序步骤，而同时保持作为保护层的功能。 (第二实施例)图6是本发明的第二示例性实施例中的光电转换设备的截面结 构图。本实施例是第一实施例的变型例。在其中埋入了最上面的布线 层的层间绝缘膜(氧化硅膜)和其上部配置的扩散抑制膜(氮化硅膜) 之间的界面处，配置了防反射膜(氮氧化硅膜)。氮氧化硅膜用于抑 制入射光在氧化硅膜216和氮化硅膜219之间的界面处的反射。相 应地，防反射膜不限于氮氧化硅膜，而是可以釆用用于降低界面处的 反射的任何材料。将描述本实施例的制造方法。首先形成第一布线层214、并随后 形成第一扩散抑制膜215的工序步骤类似于第一实施例的工序步此后，通过CVD工艺形成氧化硅膜216。在希望减小第一扩散 抑制膜215的偏离的影响的情况下，通过CMP工艺执行平坦化。然后，通过CVD工艺在氧化硅膜216 (层间绝缘膜)上形成 氮氧化硅膜218 (图7)。如此，形成了氧化硅膜216和氮氧化硅 膜218的双层结构(层叠结构)。即，在层间绝缘膜上形成了用于 降低入射光在层间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面处的反射的防反 射膜。如此，形成了层间绝缘膜和防反射膜的层叠结构。此后，对于 布置了双层结构的线路的区域，执行蚀刻。如此，形成了布线沟210 (图8)。此时，同时，也可以通过蚀刻(双镶嵌)形成通孔部分。 此外，还通过电镀在布线沟210和通孔中形成铜，以通过CMP工 艺去除沟210部分之外的铜，从而形成第二布线层217 (图9)。此 外，还形成充当保护膜和第二布线层的材料的扩散抑制膜的氮化硅膜219。此外，还在氮化硅膜219上的对应于光电转换元件的区域内形 成层内透镜220。如此，提供了图6的光电转换设备。在本实施例中，在形成了第二层间绝缘膜216的氧化硅膜和第二 布线层217上的氮化硅膜219之间布置了通过氮氧化硅膜制成的防反 射膜218。如此，抑制了氧化硅膜216和氮化硅膜219之间的界面 上的反射。结果，可以进一步降低光损失。此外，根据本实施例的制造方法，在形成氧化硅膜216和氮氧 化硅膜218的双层结构并且此后形成布线沟的工序步骤中，也与氧 化硅膜同时蚀刻防反射膜。如此，可以缩短工序步骤。结果，可以在 其中没有配置包括对应于光电转换元件的光接收单元的区域的布线 层的整个区域(没有形成布线沟的区域)内，形成防反射膜。 (第三实施例)图10和11分别是本发明的第三示例性实施例的光电转换设 备的截面图和平面布置图。首先将描述图11的平面布置图。本实施例的光电转换设备包括光电转换区域811。使从单个光电 转换元件中读出的信号的单位作为一个像素，其中配置了光电转换元 件的区域也可以叫做像素区。像素是用于将信号从光电转换元件读出 到输出线的单个光电转换元件和元件集的最小单位。在此元件集内， 包括了诸如传输MOS晶体管之类的传输单元，诸如放大器MOS 晶体管之类的放大器单元，以及诸如复位MOS晶体管之类的复位单 元。尽管在相邻光电转换元件中，可以共享那些元件，在此情况下， 像素也是由用于读出单个光电转换元件的信号的元件集的最小单位 进行定义的。光电转换设备进一步包括信号处理电路812,用于放大从光电转 换区域读出的信号。应该注意的是，信号处理电路812不限于放大 器电路，也可以是用于通过CDS处理去除像素噪声的电路。此外， 信号处理电路812可以是用于仅仅将并行地从多个列中读出的信号 转换为串行信号的电路。光电转换设备进一步包括用于驱动置于像素 区域内的MOS晶体管的垂直移位寄存器813,以及用于驱动信号处理电路的MOS晶体管的水平移位寄存器814。电路组件812到 814可以包括在外围电路内。配置了这些电路组件的区域被称为外围 电路区域。 一般而言，可以说，这些外围电路用于控制从光电转换元 件输出的信号。此外，在其中在光电转换设备中执行AD转换的情 况下，可以在其内包括AD转换电路。在同一个半导体衬底上方配 置像素区811和外围电路812到814。现在将参照图10进行描述。在半导体衬底311上配置了像素 区312，在该像素区，以阵列形式配置了多个光电二极管314,每一 个都充当光电转换元件。此像素区312是图11中的对应于像素区 811的区域。此外，在同一个村底上还配置了外围电路313。此外围电路313 对应于图11中的外围电路812到814中的任何一个或全部。外围 电路区域的布线层的数量大于像素区的布线层的数量。将描述制造本实施例的光电转换设备的方法。由于可以通过使用 第一实施例的工序步骤等来实现直到形成充当像素区的最上面的布 线层的第二布线层320的工序步骤，因此，将不再对它们进行描述。在形成第二布线层320之后，形成用于覆盖第二布线层320并 充当扩散抑制膜的氮化硅膜321。在外围电路区域313中，使此第 一氮化硅膜321充当层间绝缘膜。在第一氮化硅膜321处形成第一 插塞(via pulg) 322，以在外围电路区域313内进一步形成第三布 线层323。希望使用铝作为笫三布线层的布线材料。使用铝的原因是， 通过第三布线层来形成用于电连接到外部的焊盘，因而与铜相比，焊 盘和用于电连接到外部设备的布线之间的连接是容易的。然后，在第三布线层323上形成包含第二氮化硅膜324的保护膜。相应地，使像素区具有其中第一氮化硅膜321和第二氮化硅膜 324层叠在一起的结构。此外，通过如上所述的对于氮化硅膜的层叠 结构的转印蚀刻，形成层内透镜325。在本实施例中的光电转换设备中，使像素区的最上面的布线层上的氮化硅膜兼作扩散抑制膜和外围电路区域的层间绝缘膜。也是在本 实施例中，可以省略只去除扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域 的工序步骤。结果，形成当已经去除了扩散抑制膜时所必要的层间绝 缘膜也变得不必要。因此，可以减小像素区的光电转换元件上的总的 膜厚度。此外，通过形成层内透镜，可以增强光接收单元上的入射效 率。此外，由于在外围电路区域内，第二和第三布线层之间配置的层间绝缘膜充当氮化硅膜单层，因此，形成连接窗(via contact)变 得容易。现在将描述制造本实施例中的光电转换设备的方法。在半导体衬底311上，形成像素区312以及外围电路区域313， 在该像素区，以阵列形式配置光电转换元件。通过与现有技术相同的 工艺形成构成了外围电路的光电转换元件和晶体管就足够了。通过利 用例如CVD工艺淀积氧化硅膜，此后通过CMP工艺平坦化该氧化硅 膜，形成第一层间绝缘膜316。接下来，通过镶嵌工艺，将第一布线层317埋入第一层间绝缘膜 316中。进而，在整个表面上形成第一扩散抑制膜318，此后，通过 光刻技术和干蚀刻技术等等，去除光接收单元上的这部分。可以在外围电路区域的整个表面上方形成外围电路区域的第一 扩散抑制膜318。进而，例如通过CVD工艺形成包含氧化硅膜的第二 层间绝缘膜319。在形成第二层间绝缘膜319时，在希望抑制第一扩 散抑制膜318的偏离的影响的情况下，可以通过CMP工艺来平坦化 第二层间绝缘膜319。接下来，通过镶嵌工艺，形成充当像素区域内的最上面的布线层 的第二布线层320。接下来，通过CVD工艺，形成充当扩散抑制膜 和第三层间绝缘膜的第一氮化硅膜321。此后，在外围电路区域内， 在氮化硅膜321上形成第一插塞。此后，形成第三布线层323,然后 在像素区和外围电路区域的整个区域上形成第二氮化硅膜324。此后，在像素区内层叠的第一和第二氮化硅膜321和324用于在对应于光电转换元件的区域内形成层内透镜325，从而形成本实施 例中的光电转换设备。在本实施例中，像素区包括两层的布线层，而外围电路区域包括 三层的布线层。外围电路区域中的布线层的数量大于像素区中的布线 层的数量。进而，如此配置外围电路区域，以便包括双层的铜布线层 和单层的铝布线层。此外，像素区的布线层的数量不限于两层。此外， 在外围电路部分中，相对于像素区中配置的布线层的上层的布线材料 不限于铝。在外围电路区域中，通过相对于像素区域的最上面的布线 层的上层上的氮化硅膜所形成的中间绝缘膜，可以形成多个铜布线。 (第四实施例)在上面所提及的第一到第三实施例中，已经描述了在像素区的最 上面的布线层上配置的扩散抑制膜。在第四实施例中，将描述多层布 线结构的最上面的布线层之外的布线层及其扩散抑制膜。图12示出了本发明的第四实施例的光电转换设备的截面图。在 本实施例中，采用了这样的结构相对于第二实施例的配置，在像素 区的最上面的布线层之外的布线层(例如，第一布线层)的扩散抑制 膜，以及与该扩散抑制膜接触的层间绝缘膜之间，提供了防反射膜。 进而，还采用了这样的配置，将此扩散抑制膜置于在对应于光电转换 元件的区域也不接受图案化的状态。根据这样的配置，可以消除对第 一扩散抑制膜进行图案化的工序步骤。如此，可以有助于工序的进行。 此外，不存在在蚀刻第一扩散抑制膜时产生的蚀刻损坏会被传到光电 转换元件的可能性。将参照图12描述本实施例的光电转换元件。类 似的附图标记分别被附加到类似于图6的那些组件的组件，将省略 对它们的详细描述。在图12中，如此配置第一布线层214上配置的第一扩散抑制膜 221，以便覆盖整个基底膜。即，釆用了这样的配置，在对应于光电 转换元件的区域内，也配置了第一扩散抑制膜221。然后，在对应于 第一扩散抑制膜221的下部的光电转换元件212的区域内，配置防 反射膜222。可以通过与第二实施例相同的工艺形成防反射膜222。根据本实施例，由于也不需要对第一扩散抑制膜进行图案化，因 此，可以有助于工序的进行。此外，由于同时可以消除用于对第一扩 散抑制膜进行图案化的刻蚀过程，因此，也可以消除对于光电转换元 件的蚀刻损坏。此外，在图13中示出了本实施例的变型例。该变型例与第四实 施例的不同之处在于，像素区的最上面的布线层上的扩散抑制膜218 和保护膜219是通过不同组成部件形成的。应该注意的是，本发明不限于这些示例性实施例，在需要时，可 以将多个示例性实施例组合起来。此外，作为布线形成工艺描述了将 布线埋入层间绝缘膜的镶嵌工艺，但是，布线形成工艺不限于这样的 镶嵌工艺。在例如使用诸如铜之类的在层间绝缘膜内扩散的具有大扩 散系数的材料作为布线材料的情况下，可以应用使用扩散抑制材料的 任何光电转换设备。此外，布线材料也不限于铜，本发明也可以应用 于使用其中层间绝缘膜内的扩散成为问题的布线材料的配置。虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不 限于所公开的示例性实施例。下列权利要求的范围应该被给予最广泛 的解释，以便包含所有这样的变型以及等同结构和功能。
权利要求
1、一种光电转换设备，包括置于半导体衬底上的光电转换元件；以及多层布线结构，包括布置为在半导体衬底上方将层间绝缘膜夹在其间的多个布线层，在布线层之中的最上面的布线层上配置有扩散抑制膜，以抑制形成最上面的布线层的材料的扩散，扩散抑制膜覆盖最上面的布线层和层间绝缘膜的对应于光电转换元件的区域，在对应于光电转换元件的区域中配置有透镜，该透镜由最上面的布线层上配置的扩散抑制膜的一部分制成，或直接与扩散抑制膜接触。
2、 根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，布线层由Cu制成。
3、 根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，至少一个布线 层形成镶嵌结构。
4、 根据权利要求l所述的光电转换设备，其中 扩散抑制膜包含氮化硅膜。
5、 根据权利要求1所述的光电转换设备，其中在层间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面处配置有防反射膜。
6、 根据权利要求5所述的光电转换设备，其中 防反射膜包含氮化硅膜。
7、 根据权利要求1所述的光电转换设备，进一步包括半导体衬 底上配置的用于控制来自光电转换元件的输出信号的外围电路，其 中，扩散抑制膜的第一部分是在外围电路中的不同布线层之间配置的 层间绝缘膜。
8、 根据权利要求7所述的光电转换设备，其中 扩散抑制膜的第一部分也作为保护膜。
9、 一种光电转换设备，包括 其中配置了多个光电转换元件的像素区；以及 其中配置了用于控制来自光电转换元件的输出信号的电路的外围电路区域，其中所述像素区和外围电路区域配置在共同的半导体衬底上， 在半导体衬底上方配置了多层布线结构，该结构包括被配置为将层间绝缘膜夹在其间的多个布线层，外围电路区域的布线层数量大于像素区的布线层的数量， 在所述像素区的布线层之中的最上面的布线层上配置有扩散抑制膜，以抑制形成最上面的布线层的材料的扩散，以及 扩散抑制膜是外围电路区域中的层间绝缘膜。
10、 根据权利要求9所述的光电转换设备，其中 在扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域中配置透镜。
11、 根据权利要求9所述的光电转换设备，其中，透镜由最上 面的布线层上配置的扩散抑制膜的一部分制成，或直接与扩散抑制膜 接触。
12、 根据权利要求9所述的光电转换设备，其中 布线层由Cu制成。
13、 一种制造光电转换设备的方法，该光电转换设备包括 置于半导体衬底上的光电转换元件，多层布线结构，包括被埋入半导体衬底上方的层间绝缘膜中的多 个布线层，以及在布线层之中的最上面的布线层上配置的扩散抑制膜，以抑制形 成最上面的布线层的材料的扩散，其中，该方法包括下列步骤形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上，形成防反射膜，该防反射膜用于减小入射到层 间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面中的光的反射，以便形成层间绝缘 膜和防反射膜的层叠结构；去除层叠结构中将形成布线的一部分，以便形成布线沟；以及 用布线材料填充布线沟，以形成布线。
全文摘要
本发明公开一种光电转换设备和制造光电转换设备的方法，该光电转换设备包括置于半导体衬底上的光电转换元件，以及多层布线结构，该多层布线结构包括在半导体衬底上方配置的多个布线层，所述多个布线层被配置为以便在它们之间夹着层间绝缘膜。至少在最上面的一个布线层上配置扩散抑制膜，该扩散抑制膜用于抑制形成最上面的布线层的材料的扩散；扩散抑制膜覆盖最上面的布线层和层间绝缘膜的对应于光电转换元件的区域；以及对扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域配置透镜。
文档编号H01L27/14GK101252137SQ200810080868
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月22日 优先权日2007年2月23日
发明者三岛隆一, 成濑裕章 申请人:佳能株式会社
技术领域：
本发明涉及光电转换设备和制造这样的光电转换设备的方法，具 体来说，涉及包括用于抑制布线材料扩散到层间绝缘膜中的扩散抑制 膜的光电转换设备，并涉及制造这样的光电转换设备的方法。
背景技术：
近年来，已经广泛地开发了使用MOS晶体管的MOS型的光 电转换设备。在这样的光电转换设备中，正在开发缩小像素的大小并 增大像素的数量的实现方法。追随这一趋势，正在研究采用将布线材 料从铝改变为铜的方法。作为使用铜布线的现有技术的光电转换设备，已提出了如在专利 文献1 (日本专利申请公开出版物No. 2005-311015)中公开的这样 的结构。在铜布线用于一般的半导体器件中的情况下，由于一般被用 作层间绝缘膜的氧化物膜中的扩散系数比较大，因此，必须配置用于 抑制铜扩散的扩散抑制层。作为铜布线的上层的扩散抑制膜，在许多 情况下使用SiN膜。此外，在布线材料的层间绝缘膜中的扩散系数比 较大的情况下，必须使用SiN膜，而不限于铜的椅况。然而，在光电转换设备中使用了扩散抑制膜的情况下，导致层间 绝缘膜和扩散抑制膜的多层结构。通过基于由这样的多层结构产生的 层间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面处的反射或多重干涉的影响，入 射到光电转换元件上的光量降低。因此，在专利文献1中，去除了 对应于光电转换元件的区域中的扩散抑制膜。通过去除扩散抑制膜，可以减小由于在层间绝缘膜和扩散抑制膜 之间的界面处的反射或多重干涉的影响而导致的入射光量降低的程 度。然而，诸如用于去除光接收单元上的扩散抑制膜的光刻和蚀刻之类的工艺增多。此外，存在在等离子气体环境中进行蚀刻的许多情况。 在这样的情况下，存在对于光电转换元件的蚀刻损坏会导致光电转换 设备的特性降低的情况。此外，在如专利文献1所描述的去除了扩散抑制膜的对应于光 电转换元件的区域的情况下，难以维持共面性。因而，在透镜被置于 对应于光电转换元件的区域内的情况下，或在配置了滤色镜的情况 下，形成表面必须是平坦的。进一步产生了形成层间绝缘膜或平坦化 膜的必要性。在这样的膜层叠在一起的情况下，光接收单元中的总的 膜厚度增大，以致于担心入射光量会减少。这样的担心不仅限于最上 面的布线上的扩散抑制膜，而且对于相对于它下面的布线层的扩散抑 制膜也会类似地发生。尤其是在最上面的布线层的情况下，其影响是 大的。鉴于上述问题，本发明的一个目的是提供合适的聚光结构，以便 在即使提供了用于抑制布线材料扩散的扩散抑制膜的情况下，扩散抑 制膜和层间绝缘膜的总的膜厚度也不会增大。此外，本发明的 一 个目的是提供在即使提供了扩散抑制膜的情况 下也能够通过简单的过程减小入射光量降低程度的光电转换设备，以 及制造这样的光电转换设备的方法。发明内容为了实现上述目的，本发明的光电转换设备是包括下列各项的光电转换设备置于半导体村底上的光电转换元件；以及多层布线结构， 该多层布线结构包括在半导体衬底上方配置的多个布线层，所述多个 布线层被配置为以便在它们之间夹着层间绝缘膜，其中，至少在最上面的一个布线层上配置扩散抑制膜，扩散抑制 膜用于抑制形成最上面的布线层的材料的扩散，扩散抑制膜覆盖最上面的布线层和层间绝缘膜的对应于光电转 换元件的区域，以及相对于扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域配置有透镜，以便该透镜由最上面的布线层上配置的扩散抑制膜的一部分制成，或直 接与最上面的布线层上配置的扩散抑制膜接触。通过下面的结合附图进行的描述，本发明的其他特征和优点将变 得显而易见，在附图中，类似的附图标记在所有图中表示相同或类似 的部分。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的光电转换设备的光接 收单元的外周的截面图。图2是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图3是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图4是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图5是用于描述制造图1中所示的光电转换设备的方法的截面图。图6是根据本发明的第二示例性实施例的光电转换设备的像素 区的截面视图。图7是用于描述制造图6中所示的光电转换设备的方法的截面图。图8是用于描述制造图6中所示的光电转换设备的方法的截面图。图9是用于描述制造图6中所示的光电转换设备的方法的截面图。图10是本发明的第三示例性实施例的光电转换设备的截面视图。图11是本发明的第三示例性实施例的光电转换设备的平面布置图。图12是本发明的第四示例性实施例的光电转换设备的截面图。 图13是本发明的第四实施例的光电转换设备的变型例的截面图。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的 实施例，并且与说明书一起，用于说明本发明的原理。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选的示例性实施例。 (第一示例性实施例)图1示出了本发明的第一示例性实施例中的光电转换设备的截 面结构。应该注意的是，在对本实施例的详细配置的描述和相应的图 中，将省略在半导体衬底上形成的元件区域和元件隔离区域等等的描述，以便简化描述。在半导体衬底ill中，布置了多个光电二极管112,每一个光电二极管112都充当用于执行光电转换的光电转换元件。布置有这样的光电转换元件的区域被称为像素区。此外，在半导体衬底111上方布置了稍后将描述的包括埋于层间绝缘膜中的布线层1"、 117的多层布线结构。在半导体衬底的上表面上，布置了第一层间绝缘膜ll3。可以使 用氧化硅膜作为第一层间绝缘膜113。第一布线层114嵌入在第一层 间绝缘膜中。通过在第一层间绝缘膜113中形成沟，以将诸如铜之 类的导体埋到此沟中，通过CMP工艺(镶嵌工艺，damascene process ) 去除沟部分之外的导体，从而形成此第一布线层114。此外，还配置了第一扩散抑制膜115，用于覆盖第一布线层，并 用于抑制形成第一布线层的材料的扩散。作为扩散抑制膜，可以使用 氮化硅膜或碳化硅膜。此第一扩散抑制膜115被配置为使得在对应于 光电转换元件的区域中有选择地去除膜体，如此降低了在层间绝缘膜 和扩散抑制膜之间的界面处的入射光的反射。此外，还在第一扩散抑制膜115上配置了包含氧化硅膜的第二层间绝缘膜116。此外，充当最上面的布线层的第二布线层117被 埋于第二层间绝缘膜116中作为布置于像素区的布线层。此第二布线 层也可以通过类似于第一布线层的形成工艺的形成工艺来形成。在第二布线层117的上部配置了氮化硅膜118作为第二扩散 抑制膜。此外，在第二扩散抑制膜上的对应于光电转换元件的区域中 配置了对应于每一个光电转换元件的层内透镜119。此外，氮化硅膜 还充当第二扩散抑制膜和保护膜。在本实施例的光电转换设备中，在对应于光电转换元件的区域内 也配置了布置于多层布线结构的最上面的布线层上的扩散抑制膜，并 配置了利用扩散抑制膜的透镜。作为替换方案，透镜可以置于通过不 同于扩散抑制膜的层直接与扩散抑制膜接触的状态。由于扩散抑制膜 被配置为覆盖层间绝缘膜的对应于光电转换元件的区域，因此，不会 发生由于去除了扩散抑制膜而产生的偏离。结果，可以形成具有这样 的配置的透镜。如此，可以省略只去除扩散抑制膜的对应于光电转换元件区域的 区域的工序，以及形成进一步置于其上层的层间绝缘膜的工序。这里，的i^路的区域。相应地，没有被遮光部"^进行遮光的部分对应于像素 区内的此区域。通过配置透镜，可以增强光接收单元(光电转换元件) 上的入射效率。现在将描述制造本实施例中的光电转换设备的方法。将描述其中 铜被用作布线材料并且线路被埋于层间绝缘膜中的结构。首先，在半导体衬底上方形成多个半导体区域以及用于隔离它们 之间的元件的元件隔离区，其中每一个半导体区域都充当光电转换元 件112和晶体管(未示出)的电极区域。此外，在半导体衬底上形成充当晶体管的栅电极的多晶硅(未示 出)，通过CVD工艺(化学蒸汽淀积工艺)来淀积氧化硅膜。此后， 通过CMP工艺(化学机械抛光工艺)来实现平坦化，从而形成第一 层间绝缘膜113。接下来，通过镶嵌工艺，第一铜线114被埋入第一层间绝缘膜 中(图2)。此后，通过氮化硅膜，在整个表面上形成第一扩散抑制 膜115，此后，通过光刻技术和千蚀刻技术，去除对应于光电转换元 件的区域中配置的扩散抑制膜115 (图3)。然而，在扩散抑制膜115 和层间绝缘膜之间的折射率差别不是那么大的情况下，扩散抑制膜 115可以按照原样保留。接下来，通过CVD工艺形成氧化硅膜以形成第二层间绝缘膜 116。在希望减小在形成第二层间绝缘膜时的第一扩散抑制膜的偏离 的影响的情况下，可以通过CPM工艺平坦化第二层间绝缘膜。接下来，通过像素区内的镶嵌工艺形成充当最上面的布线层的第 二布线层117 (图4)。此外，还通过CVD工艺形成充当第二扩散 抑制膜的氮化硅膜118。由于使第二扩散抑制膜还作为保护膜，因此， 使其膜厚度比第一扩散抑制膜的厚度更厚，以增强保护功能(图5)。 此外，为了增强保护特性，还需要如此配置第二扩散抑制膜，以便覆 盖包括对应于光电转换元件的区域的整个表面。此后，通过在对应于光电转换元件的区域内使用光刻技术和千蚀 刻技术，形成层内透镜119,从而形成本实施例的光电转换设备。应该注意的是，虽然在本实施例中被省略，但是可以在第一层间 绝缘膜113和半导体衬底111之间使用防反射膜，以便降低入射光 在层间绝缘膜和半导体衬底之间的界面处的反射。作为防反射膜，例 如可以使用氮化硅膜。此外，在形成铜布线中，可以通过使用单镶嵌 工艺和双镶嵌工艺中的任何一种来形成这样的铜布线，布线层的数量 不限于两个。此外，尽管作为层内透镜119形成凸透镜，但是也可以使用凹 透镜。此外，作为形成透镜的方法，厚厚地形成充当第二扩散抑制膜 的氮化硅膜，此后将具有透镜形状的光致抗蚀剂图案对于氮化硅膜进 行转印。如此，可以使氮化硅膜的一部分具有透镜形状。如此，可以 进一步缩短工序步骤。此外，本实施例还可以类似地应用于其中在层 内透镜的上部按场合需要而提供滤色镜或微透镜的结构。由于也在这样的配置中在对应于光电转换元件的区域内也没有去除第二扩散抑 制膜，因此，可以配置这些部件，而不单独地提供层间绝缘膜或平坦 化膜。如此，可以缩小设备的高度。此外，由于第二扩散抑制膜被配 置为覆盖对应于光电转换元件的区域，因此，可以提供兼作保护膜和 扩散抑制膜的结构。如此，可以去除可使扩散抑制膜接受图案化的工 序步骤，而同时保持作为保护层的功能。 (第二实施例)图6是本发明的第二示例性实施例中的光电转换设备的截面结 构图。本实施例是第一实施例的变型例。在其中埋入了最上面的布线 层的层间绝缘膜(氧化硅膜)和其上部配置的扩散抑制膜(氮化硅膜) 之间的界面处，配置了防反射膜(氮氧化硅膜)。氮氧化硅膜用于抑 制入射光在氧化硅膜216和氮化硅膜219之间的界面处的反射。相 应地，防反射膜不限于氮氧化硅膜，而是可以釆用用于降低界面处的 反射的任何材料。将描述本实施例的制造方法。首先形成第一布线层214、并随后 形成第一扩散抑制膜215的工序步骤类似于第一实施例的工序步此后，通过CVD工艺形成氧化硅膜216。在希望减小第一扩散 抑制膜215的偏离的影响的情况下，通过CMP工艺执行平坦化。然后，通过CVD工艺在氧化硅膜216 (层间绝缘膜)上形成 氮氧化硅膜218 (图7)。如此，形成了氧化硅膜216和氮氧化硅 膜218的双层结构(层叠结构)。即，在层间绝缘膜上形成了用于 降低入射光在层间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面处的反射的防反 射膜。如此，形成了层间绝缘膜和防反射膜的层叠结构。此后，对于 布置了双层结构的线路的区域，执行蚀刻。如此，形成了布线沟210 (图8)。此时，同时，也可以通过蚀刻(双镶嵌)形成通孔部分。 此外，还通过电镀在布线沟210和通孔中形成铜，以通过CMP工 艺去除沟210部分之外的铜，从而形成第二布线层217 (图9)。此 外，还形成充当保护膜和第二布线层的材料的扩散抑制膜的氮化硅膜219。此外，还在氮化硅膜219上的对应于光电转换元件的区域内形 成层内透镜220。如此，提供了图6的光电转换设备。在本实施例中，在形成了第二层间绝缘膜216的氧化硅膜和第二 布线层217上的氮化硅膜219之间布置了通过氮氧化硅膜制成的防反 射膜218。如此，抑制了氧化硅膜216和氮化硅膜219之间的界面 上的反射。结果，可以进一步降低光损失。此外，根据本实施例的制造方法，在形成氧化硅膜216和氮氧 化硅膜218的双层结构并且此后形成布线沟的工序步骤中，也与氧 化硅膜同时蚀刻防反射膜。如此，可以缩短工序步骤。结果，可以在 其中没有配置包括对应于光电转换元件的光接收单元的区域的布线 层的整个区域(没有形成布线沟的区域)内，形成防反射膜。 (第三实施例)图10和11分别是本发明的第三示例性实施例的光电转换设 备的截面图和平面布置图。首先将描述图11的平面布置图。本实施例的光电转换设备包括光电转换区域811。使从单个光电 转换元件中读出的信号的单位作为一个像素，其中配置了光电转换元 件的区域也可以叫做像素区。像素是用于将信号从光电转换元件读出 到输出线的单个光电转换元件和元件集的最小单位。在此元件集内， 包括了诸如传输MOS晶体管之类的传输单元，诸如放大器MOS 晶体管之类的放大器单元，以及诸如复位MOS晶体管之类的复位单 元。尽管在相邻光电转换元件中，可以共享那些元件，在此情况下， 像素也是由用于读出单个光电转换元件的信号的元件集的最小单位 进行定义的。光电转换设备进一步包括信号处理电路812,用于放大从光电转 换区域读出的信号。应该注意的是，信号处理电路812不限于放大 器电路，也可以是用于通过CDS处理去除像素噪声的电路。此外， 信号处理电路812可以是用于仅仅将并行地从多个列中读出的信号 转换为串行信号的电路。光电转换设备进一步包括用于驱动置于像素 区域内的MOS晶体管的垂直移位寄存器813,以及用于驱动信号处理电路的MOS晶体管的水平移位寄存器814。电路组件812到 814可以包括在外围电路内。配置了这些电路组件的区域被称为外围 电路区域。 一般而言，可以说，这些外围电路用于控制从光电转换元 件输出的信号。此外，在其中在光电转换设备中执行AD转换的情 况下，可以在其内包括AD转换电路。在同一个半导体衬底上方配 置像素区811和外围电路812到814。现在将参照图10进行描述。在半导体衬底311上配置了像素 区312，在该像素区，以阵列形式配置了多个光电二极管314,每一 个都充当光电转换元件。此像素区312是图11中的对应于像素区 811的区域。此外，在同一个村底上还配置了外围电路313。此外围电路313 对应于图11中的外围电路812到814中的任何一个或全部。外围 电路区域的布线层的数量大于像素区的布线层的数量。将描述制造本实施例的光电转换设备的方法。由于可以通过使用 第一实施例的工序步骤等来实现直到形成充当像素区的最上面的布 线层的第二布线层320的工序步骤，因此，将不再对它们进行描述。在形成第二布线层320之后，形成用于覆盖第二布线层320并 充当扩散抑制膜的氮化硅膜321。在外围电路区域313中，使此第 一氮化硅膜321充当层间绝缘膜。在第一氮化硅膜321处形成第一 插塞(via pulg) 322，以在外围电路区域313内进一步形成第三布 线层323。希望使用铝作为笫三布线层的布线材料。使用铝的原因是， 通过第三布线层来形成用于电连接到外部的焊盘，因而与铜相比，焊 盘和用于电连接到外部设备的布线之间的连接是容易的。然后，在第三布线层323上形成包含第二氮化硅膜324的保护膜。相应地，使像素区具有其中第一氮化硅膜321和第二氮化硅膜 324层叠在一起的结构。此外，通过如上所述的对于氮化硅膜的层叠 结构的转印蚀刻，形成层内透镜325。在本实施例中的光电转换设备中，使像素区的最上面的布线层上的氮化硅膜兼作扩散抑制膜和外围电路区域的层间绝缘膜。也是在本 实施例中，可以省略只去除扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域 的工序步骤。结果，形成当已经去除了扩散抑制膜时所必要的层间绝 缘膜也变得不必要。因此，可以减小像素区的光电转换元件上的总的 膜厚度。此外，通过形成层内透镜，可以增强光接收单元上的入射效 率。此外，由于在外围电路区域内，第二和第三布线层之间配置的层间绝缘膜充当氮化硅膜单层，因此，形成连接窗(via contact)变 得容易。现在将描述制造本实施例中的光电转换设备的方法。在半导体衬底311上，形成像素区312以及外围电路区域313， 在该像素区，以阵列形式配置光电转换元件。通过与现有技术相同的 工艺形成构成了外围电路的光电转换元件和晶体管就足够了。通过利 用例如CVD工艺淀积氧化硅膜，此后通过CMP工艺平坦化该氧化硅 膜，形成第一层间绝缘膜316。接下来，通过镶嵌工艺，将第一布线层317埋入第一层间绝缘膜 316中。进而，在整个表面上形成第一扩散抑制膜318，此后，通过 光刻技术和干蚀刻技术等等，去除光接收单元上的这部分。可以在外围电路区域的整个表面上方形成外围电路区域的第一 扩散抑制膜318。进而，例如通过CVD工艺形成包含氧化硅膜的第二 层间绝缘膜319。在形成第二层间绝缘膜319时，在希望抑制第一扩 散抑制膜318的偏离的影响的情况下，可以通过CMP工艺来平坦化 第二层间绝缘膜319。接下来，通过镶嵌工艺，形成充当像素区域内的最上面的布线层 的第二布线层320。接下来，通过CVD工艺，形成充当扩散抑制膜 和第三层间绝缘膜的第一氮化硅膜321。此后，在外围电路区域内， 在氮化硅膜321上形成第一插塞。此后，形成第三布线层323,然后 在像素区和外围电路区域的整个区域上形成第二氮化硅膜324。此后，在像素区内层叠的第一和第二氮化硅膜321和324用于在对应于光电转换元件的区域内形成层内透镜325，从而形成本实施 例中的光电转换设备。在本实施例中，像素区包括两层的布线层，而外围电路区域包括 三层的布线层。外围电路区域中的布线层的数量大于像素区中的布线 层的数量。进而，如此配置外围电路区域，以便包括双层的铜布线层 和单层的铝布线层。此外，像素区的布线层的数量不限于两层。此外， 在外围电路部分中，相对于像素区中配置的布线层的上层的布线材料 不限于铝。在外围电路区域中，通过相对于像素区域的最上面的布线 层的上层上的氮化硅膜所形成的中间绝缘膜，可以形成多个铜布线。 (第四实施例)在上面所提及的第一到第三实施例中，已经描述了在像素区的最 上面的布线层上配置的扩散抑制膜。在第四实施例中，将描述多层布 线结构的最上面的布线层之外的布线层及其扩散抑制膜。图12示出了本发明的第四实施例的光电转换设备的截面图。在 本实施例中，采用了这样的结构相对于第二实施例的配置，在像素 区的最上面的布线层之外的布线层(例如，第一布线层)的扩散抑制 膜，以及与该扩散抑制膜接触的层间绝缘膜之间，提供了防反射膜。 进而，还采用了这样的配置，将此扩散抑制膜置于在对应于光电转换 元件的区域也不接受图案化的状态。根据这样的配置，可以消除对第 一扩散抑制膜进行图案化的工序步骤。如此，可以有助于工序的进行。 此外，不存在在蚀刻第一扩散抑制膜时产生的蚀刻损坏会被传到光电 转换元件的可能性。将参照图12描述本实施例的光电转换元件。类 似的附图标记分别被附加到类似于图6的那些组件的组件，将省略 对它们的详细描述。在图12中，如此配置第一布线层214上配置的第一扩散抑制膜 221，以便覆盖整个基底膜。即，釆用了这样的配置，在对应于光电 转换元件的区域内，也配置了第一扩散抑制膜221。然后，在对应于 第一扩散抑制膜221的下部的光电转换元件212的区域内，配置防 反射膜222。可以通过与第二实施例相同的工艺形成防反射膜222。根据本实施例，由于也不需要对第一扩散抑制膜进行图案化，因 此，可以有助于工序的进行。此外，由于同时可以消除用于对第一扩 散抑制膜进行图案化的刻蚀过程，因此，也可以消除对于光电转换元 件的蚀刻损坏。此外，在图13中示出了本实施例的变型例。该变型例与第四实 施例的不同之处在于，像素区的最上面的布线层上的扩散抑制膜218 和保护膜219是通过不同组成部件形成的。应该注意的是，本发明不限于这些示例性实施例，在需要时，可 以将多个示例性实施例组合起来。此外，作为布线形成工艺描述了将 布线埋入层间绝缘膜的镶嵌工艺，但是，布线形成工艺不限于这样的 镶嵌工艺。在例如使用诸如铜之类的在层间绝缘膜内扩散的具有大扩 散系数的材料作为布线材料的情况下，可以应用使用扩散抑制材料的 任何光电转换设备。此外，布线材料也不限于铜，本发明也可以应用 于使用其中层间绝缘膜内的扩散成为问题的布线材料的配置。虽然参照示例性实施例描述了本发明，但是应该理解，本发明不 限于所公开的示例性实施例。下列权利要求的范围应该被给予最广泛 的解释，以便包含所有这样的变型以及等同结构和功能。
权利要求
1、一种光电转换设备，包括置于半导体衬底上的光电转换元件；以及多层布线结构，包括布置为在半导体衬底上方将层间绝缘膜夹在其间的多个布线层，在布线层之中的最上面的布线层上配置有扩散抑制膜，以抑制形成最上面的布线层的材料的扩散，扩散抑制膜覆盖最上面的布线层和层间绝缘膜的对应于光电转换元件的区域，在对应于光电转换元件的区域中配置有透镜，该透镜由最上面的布线层上配置的扩散抑制膜的一部分制成，或直接与扩散抑制膜接触。
2、 根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，布线层由Cu制成。
3、 根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，至少一个布线 层形成镶嵌结构。
4、 根据权利要求l所述的光电转换设备，其中 扩散抑制膜包含氮化硅膜。
5、 根据权利要求1所述的光电转换设备，其中在层间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面处配置有防反射膜。
6、 根据权利要求5所述的光电转换设备，其中 防反射膜包含氮化硅膜。
7、 根据权利要求1所述的光电转换设备，进一步包括半导体衬 底上配置的用于控制来自光电转换元件的输出信号的外围电路，其 中，扩散抑制膜的第一部分是在外围电路中的不同布线层之间配置的 层间绝缘膜。
8、 根据权利要求7所述的光电转换设备，其中 扩散抑制膜的第一部分也作为保护膜。
9、 一种光电转换设备，包括 其中配置了多个光电转换元件的像素区；以及 其中配置了用于控制来自光电转换元件的输出信号的电路的外围电路区域，其中所述像素区和外围电路区域配置在共同的半导体衬底上， 在半导体衬底上方配置了多层布线结构，该结构包括被配置为将层间绝缘膜夹在其间的多个布线层，外围电路区域的布线层数量大于像素区的布线层的数量， 在所述像素区的布线层之中的最上面的布线层上配置有扩散抑制膜，以抑制形成最上面的布线层的材料的扩散，以及 扩散抑制膜是外围电路区域中的层间绝缘膜。
10、 根据权利要求9所述的光电转换设备，其中 在扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域中配置透镜。
11、 根据权利要求9所述的光电转换设备，其中，透镜由最上 面的布线层上配置的扩散抑制膜的一部分制成，或直接与扩散抑制膜 接触。
12、 根据权利要求9所述的光电转换设备，其中 布线层由Cu制成。
13、 一种制造光电转换设备的方法，该光电转换设备包括 置于半导体衬底上的光电转换元件，多层布线结构，包括被埋入半导体衬底上方的层间绝缘膜中的多 个布线层，以及在布线层之中的最上面的布线层上配置的扩散抑制膜，以抑制形 成最上面的布线层的材料的扩散，其中，该方法包括下列步骤形成层间绝缘膜；在层间绝缘膜上，形成防反射膜，该防反射膜用于减小入射到层 间绝缘膜和扩散抑制膜之间的界面中的光的反射，以便形成层间绝缘 膜和防反射膜的层叠结构；去除层叠结构中将形成布线的一部分，以便形成布线沟；以及 用布线材料填充布线沟，以形成布线。
全文摘要
本发明公开一种光电转换设备和制造光电转换设备的方法，该光电转换设备包括置于半导体衬底上的光电转换元件，以及多层布线结构，该多层布线结构包括在半导体衬底上方配置的多个布线层，所述多个布线层被配置为以便在它们之间夹着层间绝缘膜。至少在最上面的一个布线层上配置扩散抑制膜，该扩散抑制膜用于抑制形成最上面的布线层的材料的扩散；扩散抑制膜覆盖最上面的布线层和层间绝缘膜的对应于光电转换元件的区域；以及对扩散抑制膜的对应于光电转换元件的区域配置透镜。
文档编号H01L27/14GK101252137SQ200810080868
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月22日 优先权日2007年2月23日
发明者三岛隆一, 成濑裕章 申请人:佳能株式会社
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