(57)【要約】【課題】撮像領域に電源電圧を供給する固体撮像装置において、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利な技術を提供する。【解決手段】固体撮像装置は、半導体基板に配列された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のうちの互いに隣り合う２つの光電変換部の間に形成され、前記半導体基板に電位を与えるための不純物領域と、前記半導体基板の上に、前記半導体基板の上面に対する平面視において、第１方向に沿って前記２つの光電変換部の間を通るように配された、電源配線を含む２以上の配線と、前記不純物領域および前記電源配線のそれぞれに電気的に接続された導電性部材と、を備え、前記不純物領域を通り、且つ、前記第１方向と交差する第２方向に沿った断面において、前記電源配線は、その中心が、前記不純物領域の中心から前記２つの光電変換部のうちの一方の側にずれており、前記導電性部材は、前記不純物領域の上の位置から前記電源配線の下の位置まで前記第２方向に沿って配された部分を含む。【選択図】図２
2015207716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に配列された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部のうちの互いに隣り合う２つの光電変換部の間に形成され、前記半導体基板に電位を与えるための不純物領域と、
前記半導体基板の上に、前記半導体基板の上面に対する平面視において、第１方向に沿って前記２つの光電変換部の間を通るように配された、電源配線を含む２以上の配線と、
前記不純物領域および前記電源配線のそれぞれに電気的に接続された導電性部材と、を備え、
前記不純物領域を通り、且つ、前記第１方向と交差する第２方向に沿った断面において、前記電源配線は、その中心が、前記不純物領域の中心から前記２つの光電変換部のうちの一方の側にずれており、
前記導電性部材は、前記不純物領域の上の位置から前記電源配線の下の位置まで前記第２方向に沿って配された部分を含む
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記不純物領域は、前記２つの光電変換部の其々からの距離が等しくなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記２以上の配線は、前記平面視における前記２つの光電変換部の間に、前記固体撮像装置に対して一様光が照射されたときの前記２つの光電変換部での受光光量が互いに等しくなるように配されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記平面視において、前記２以上の配線のうちの前記２つの光電変換部の一方に最も近い第１の配線と前記２つの光電変換部の前記一方との距離と、前記２以上の配線のうちの前記２つの光電変換部の他方に最も近い第２の配線と前記２つの光電変換部の前記他方との距離とは、互いに等しい
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記導電性部材は、金属パターンと第１のコンタクトプラグと第２のコンタクトプラグとを有し、
前記金属パターンは、複数の配線層のうちの第１配線層に配され、且つ、前記２以上の配線は、前記複数の配線層のうちの前記第１配線層よりも上の第２配線層に配されており、
前記金属パターンは、前記第１のコンタクトプラグを介して前記不純物領域に電気的に接続され、前記第２のコンタクトプラグを介して前記電源配線に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記不純物領域の上面を露出する開口を有する第１の絶縁部材をさらに備え、
前記導電性部材は、金属パターンとコンタクトプラグとを有し、
前記金属パターンは、前記第１の絶縁部材の上に、前記開口を覆って前記不純物領域に接触するように形成されており、前記コンタクトプラグを介して前記電源配線に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１の絶縁部材とは異なる材料で構成され、前記第１の絶縁部材と前記２以上の配線との間に配された第２の絶縁部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１の絶縁部材は、窒化シリコンで構成されており、
前記第２の絶縁部材は、酸化シリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第２の絶縁部材の中、且つ、前記第１の絶縁部材の上面から上の領域に形成された導光部をさらに備える
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記導光部は、前記第１の絶縁部材と同じ材料で構成されている
ことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記半導体基板は、前記２つの光電変換部より深い位置に形成された第２の不純物領域を含んでおり、
前記第２の不純物領域は、前記不純物領域に電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記２以上の配線の数量は偶数である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記２以上の配線の数量は奇数であり、且つ、前記電源配線は、前記２以上の配線における中央の配線以外の配線である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置からの信号を処理する処理部と、を備える
ことを特徴とするカメラ。
【請求項１５】
固体撮像装置の製造方法であって、
前記固体撮像装置は、
半導体基板に配列された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部のうちの互いに隣接する２つの光電変換部の間に形成され、前記半導体基板に電位を与えるための不純物領域と、を備えており、
前記固体撮像装置の製造方法は、
前記半導体基板の上に、前記２つの光電変換部を覆いつつ前記不純物領域の上面を露出する開口を有する第１の絶縁部材を形成する工程と、
前記第１の絶縁部材の上に、前記不純物領域に接触する金属パターンを、前記開口を覆いつつ前記不純物領域の上の位置から前記２つの光電変換部の一方の側に延在するように形成する工程と、
前記第１の絶縁部材および前記金属パターンの上に第２の絶縁部材を形成する工程と、
前記半導体基板の上面に対する平面視において前記２つの光電変換部の間の前記２つの光電変換部の前記一方に近い方の側に、前記金属パターンの上面の一部が露出するように前記第２の絶縁部材に第２の開口を形成する工程と、
前記第２の開口にコンタクトプラグを形成する工程と、
前記第２の絶縁部材の上に、電源配線を含む２以上の配線を、前記電源配線が前記コンタクトプラグに電気的に接続されるように形成する工程と、
を有する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記第２の絶縁部材の中、且つ、前記第１の絶縁部材の上面から上の領域に導光部を形成する工程をさらに有し、
前記導光部を形成する工程は、前記第１の絶縁部材のエッチングレートが前記第２の絶縁部材のエッチングレートよりも小さいエッチング条件で前記第２の絶縁部材をエッチングして前記第２の絶縁部材に第３の開口を形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項１５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、その製造方法およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、例えば、半導体基板に、各々が光電変換部を有する複数の画素が配列された撮像領域を有する。撮像領域には、半導体基板に電位を与えるための不純物領域である給電領域が形成されている。給電領域は、隣接画素間（互いに隣接する２つの光電変換部の間）に、撮像領域の所定領域ごとに形成されうる。
【０００３】
半導体基板の上には、各行または各列に対応する複数の配線が、半導体基板の上面に対する平面視において２つの光電変換部の間を通るように、行方向または列方向に沿って配されうる。該複数の配線は、信号配線の他、給電領域に電源電圧を供給するための電源配線を含む。給電領域は、電源配線に電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１４３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
給電領域と電源配線とを例えばコンタクトプラグによって接続する場合、一般に、電源配線が給電領域の上に位置する必要がある。そのため、電源配線の位置が給電領域の上に制限されてしまい、配線レイアウトを自由に設計することが難しい。
【０００６】
本発明の目的は、撮像領域に電源電圧を供給する固体撮像装置において、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの側面は固体撮像装置にかかり、前記固体撮像装置は、半導体基板に配列された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のうちの互いに隣り合う２つの光電変換部の間に形成され、前記半導体基板に電位を与えるための不純物領域と、前記半導体基板の上に、前記半導体基板の上面に対する平面視において、第１方向に沿って前記２つの光電変換部の間を通るように配された、電源配線を含む２以上の配線と、前記不純物領域および前記電源配線のそれぞれに電気的に接続された導電性部材と、を備え、前記不純物領域を通り、且つ、前記第１方向と交差する第２方向に沿った断面において、前記電源配線は、その中心が、前記不純物領域の中心から前記２つの光電変換部のうちの一方の側にずれており、前記導電性部材は、前記不純物領域の上の位置から前記電源配線の下の位置まで前記第２方向に沿って配された部分を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画素構成の例を説明するための図である。
【図２】画素構造の例を説明するための図である。
【図３】画素構造の比較例を説明するための図である。
【図４】固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。
【図５】画素構造の例を説明するための図である。
【図６】固体撮像装置の製造方法の例を説明するための図である。
【図７】画素構造の例を説明するための図である。
【図８】撮像システムの構成例を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
図１〜４を参照しながら、第１実施形態に係る固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ」とし、以下、単に「装置ＡＰ」と示す。）を述べる。装置ＡＰは、複数の画素ＰＸが複数の行および複数の列を形成するように配列された撮像領域を有する。そして、各画素ＰＸからの画素信号に基づいて、画像データが形成される。
【００１１】
図１は、単位画素ＰＸの構成例を示している。画素ＰＸは、例えば、光電変換部ＰＤ（例えばフォトダイオード）、フローティングディフュージョンＦＤ、転送トランジスタＴＴＸ、ソースフォロワトランジスタＴＳＦ、選択トランジスタＴＳＥＬおよびリセットトランジスタＴＲＥＳを有する。
【００１２】
なお、これらの各素子は、半導体基板に形成される。半導体基板には、例えばシリコン基板が用いられるが、その他の半導体部材で構成された基板でもよいし、絶縁部材の上に半導体部材が形成された基板や、複数の半導体領域を有する基板が用いられてもよい。
【００１３】
フローティングディフュージョンＦＤは、半導体基板に形成された不純物領域であり、フローティング状態である。転送トランジスタＴＴＸは、ゲート端子で制御信号ＴＸを受け、制御信号ＴＸが活性化されると、光電変換部ＰＤで生じた電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。フローティングディフュージョンＦＤの電位は、該転送された電荷の量に応じて変化する。
【００１４】
ソースフォロワトランジスタＴＳＦは、ゲート端子がフローティングディフュージョンＦＤに接続されており、フローティングディフュージョンＦＤの電位に基づいてソースフォロワ動作を行う。ソースフォロワトランジスタＴＳＦのソース電位は、フローティングディフュージョンＦＤの電位に応じて変化する。選択トランジスタＴＳＥＬは、ゲート端子で制御信号ＳＥＬを受け、制御信号ＳＥＬが活性化されると、ソースフォロワトランジスタＴＳＦのソース電位に応じた信号を画素信号として列信号線ＬＣに出力する。
【００１５】
リセットトランジスタＴＲＥＳは、ゲート端子で制御信号ＲＥＳを受け、制御信号ＲＥＳが活性化されると、フローティングディフュージョンＦＤを電源電位ＶＤＤに接続して、その電位を初期化（リセット）する。
【００１６】
なお、ここでは、画素ＰＸとして上記構成を例示したが、画素ＰＸは上記構成に限られるものではなく、他の構成でもよい。
【００１７】
図２（ａ）は、装置ＡＰにおいて、互いに隣接する２つの画素（以下、「２つの隣接画素」）ＰＸの境界領域の上面レイアウトを説明するための模式図である。図２（ｂ）は、カットラインＸ−Ｘ’での断面構造を示している。
【００１８】
２つの隣接画素ＰＸは、例えば、隣接行で互いに隣接している。図中では、これら２つの隣接画素ＰＸの光電変換部ＰＤを区別するため、一方の光電変換部を「光電変換部ＰＤ１」と示し、他方の光電変換部を「光電変換部ＰＤ２」と示している。なお、本明細書において、特にこれらを区別しないときには、単に「光電変換部ＰＤ」という。
【００１９】
光電変換部ＰＤ、トランジスタ等の各素子は、半導体基板ＳＵＢ（以下、単に「基板ＳＵＢ」という。）に形成されている。図中では、トランジスタＴＴＸのみ図示されており、そのゲート電極（又はゲートパターン）を「ＧＴＸ」と示している。
【００２０】
基板ＳＵＢは、例えば、Ｐ型のウエルＲＷと、ウエルＲＷよりも深い位置に形成されたＰ型の高濃度不純物領域ＲＤＷと、領域ＲＤＷから基板ＳＵＢの表面にわたって形成されたＰ型の高濃度不純物領域ＲＰＷと、を有する。領域ＲＰＷには所定の電源電圧（ここでは接地用の電圧）が供給され、これによって、ウエルＲＷ及び領域ＲＤＷに電位が与えられる。
【００２１】
以下、本明細書において、領域ＲＰＷは「給電領域ＲＰＷ」とも称される。給電領域ＲＰＷは、撮像領域の所定領域（例えば８行×８列や１６行×１６列等）ごとに１つずつ配されればよい。ここでは、図２（ａ）に例示されるように、ある給電領域ＲＰＷが、平面視（基板ＳＵＢの上面に対する平面視をいう。以下、同様である。）において、光電変換部ＰＤ１とＰＤ２との間に配されている。
【００２２】
また、基板ＳＵＢの上には、絶縁部材ＩＭと、絶縁部材ＩＭの中に形成された配線Ｍ１１等とを含む構造ＳＴが配されている。構造ＳＴは、例えば、公知の半導体製造方法によって形成され、例えば、層間絶縁膜と配線層とを交互に形成することによって得られる。ここでは、配線Ｍ１１及びＭ１ＦＤが、複数の配線層のうちの最下層の第１配線層に配され、配線Ｍ２１及びＭ２２が、その上の第２配線層に配された２層配線構造が例示されている。
【００２３】
配線Ｍ２１及びＭ２２は、図２（ａ）に例示されるように、平面視において、光電変換部ＰＤ１とＰＤ２との間を通るように配されている。配線Ｍ２１は、給電領域ＲＰＷに供給する電源電圧を伝搬するための電源配線である。また、図２（ｂ）に例示されるように、給電領域ＲＰＷの中心（一方の縁と他方の縁との中心）と電源配線Ｍ２１の中心とが互いにずれており、配線Ｍ１１は、給電領域ＲＰＷの上の位置から電源配線Ｍ２１の下の位置にわたって延在するように配されている。そして、配線Ｍ２１とＭ１１とが、ビアＶ１によって接続されており、配線Ｍ１１と給電領域ＲＰＷとが、コンタクトプラグＣＴ１によって接続されている。
【００２４】
即ち、配線Ｍ１１とコンタクトプラグＣＴ１とビアＶ１とが、基板ＳＵＢの表面に対して垂直な方向においてクランク形状となる導電性部材を形成して、給電領域ＲＰＷと電源配線Ｍ２１とを電気的に接続している。このような構造によって、給電領域ＲＰＷに電源電圧が供給される。以下、本明細書において、本構造を「クランク構造」と呼ぶ。
【００２５】
配線Ｍ２２は、例えば前述の制御信号（ＴＸ等）を伝搬するための信号配線であり、ここでは図示されていないが、対応するトランジスタＴＴＸ等のゲート電極ＧＴＸ等に接続される。或いは、配線Ｍ２２は、列信号線ＬＣでもよいし、画素ＰＸから画素信号を読み出し供するものでなくてもよく、例えば、フローティング状態の配線や所定の電圧を受ける配線等のダミー配線でもよい。
【００２６】
その他、フローティングディフュージョンＦＤと配線Ｍ１ＦＤとはコンタクトプラグＣＴ２によって接続されている。
【００２７】
ここで、給電領域ＲＰＷは、光電変換部ＰＤ１とＰＤ２とに及ぼす影響が互いに等しくなるように配されるとよい。具体的には、平面視において、給電領域ＲＰＷと光電変換部ＰＤ１との距離と、給電領域ＲＰＷと光電変換部ＰＤ２との距離とが、互いに等しくなるとよい。また、平面視において、コンタクトプラグＣＴ１と光電変換部ＰＤ１との距離と、コンタクトプラグＣＴ１と光電変換部ＰＤ２との距離とが、互いに等しくなるとよい。
【００２８】
また、配線Ｍ２１及びＭ２２は、隣接画素間での混色を防止するための遮光部としても作用する。よって、配線Ｍ２１及びＭ２２は、装置ＡＰに対して一様光が照射されたときの光電変換部ＰＤ１及びＰＤ２での受光光量が互いに等しくなるように配されるとよい。具体的には、平面視において、配線Ｍ２２と光電変換部ＰＤ１との距離と、配線Ｍ２１と光電変換部ＰＤ２との距離とが、互いに等しくなるとよい。なお、図中では、配線Ｍ２１とＭ２２とは、これらの配線幅が互いに等しい状態で示されているが、これらの配線幅は互いに異なっていてもよい。
【００２９】
なお、配線Ｍ１〜Ｍ２、コンタクトプラグＣＴ、ビアＶ１には、例えば、アルミニウム、銅、金、タングステン、チタン等の金属材料が用いられればよい。また、絶縁部材ＩＭには、例えば、酸化シリコン等の絶縁材料が用いられればよい。
【００３０】
以上では、配線Ｍ１１及びＭ１ＦＤが、複数の配線層のうちの最下層の第１配線層に配され、配線Ｍ２１及びＭ２２が、その上の第２配線層に配された２層配線構造を例示したが、画素ＰＸは、３層以上の配線構造でもよい。
【００３１】
ここで、図２（ｂ）を参照しながら述べたように、給電領域ＲＰＷの中心と電源配線Ｍ２１の中心とが互いにずれている場合には、コンタクトプラグないしビアによってこれらを接続することができない。そこで、本実施形態では、基板ＳＵＢの表面に対して垂直な方向においてクランク形状となる導電性部材を用いて、給電領域ＲＰＷと電源配線Ｍ２１とを接続している。具体的には、配線Ｍ１１が、給電領域ＲＰＷと電源配線Ｍ２１との間に、給電領域ＲＰＷの上の位置から電源配線Ｍ２１の下の位置にわたって延在するように配されている。そして、配線Ｍ２１とＭ１１とが、ビアＶ１によって接続されており、且つ、配線Ｍ１１と給電領域ＲＰＷとが、コンタクトプラグＣＴ１によって接続されている。このクランク構造によって、給電領域ＲＰＷと電源配線Ｍ２１とが電気的に接続される。
【００３２】
ここで、図３（ａ）及び（ｂ）は、比較例である固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ’」とし、以下、単に「装置ＡＰ’」と示す。）の構造を、図２（ａ）及び（ｂ）と同様に示している。本比較例では、電源配線Ｍ１ａ’と信号配線Ｍ１ｂ’とが第１配線層に配されており、電源配線Ｍ１ａ’を給電領域ＲＰＷにコンタクトプラグを介して接続するため、電源配線Ｍ１ａ’は光電変換部ＰＤ１側に突出した凸状パターンを有している。配線Ｍ１ａ’とＭ１ｂ’とは、歩留まり向上等の理由により、互いに離れて（適切な距離をとりながら）配置される必要がある。そのため、平面視において、電源配線Ｍ１ａ’が凸状パターンを有するのに対して、信号配線Ｍ１ｂ’は、光電変換部ＰＤ２側に凹状パターンを形成しており、その結果、光電変換部ＰＤ１側に、より大きな凸状パターンを形成している。そのため、装置ＡＰ’では、例えば、光電変換部ＰＤ１の受光光量が小さくなる虞がある。また、レイアウトによっては、該光電変換部ＰＤ１から電荷を受けるフローティングディフュージョンＦＤに生じる寄生容量が大きくなる虞がある。なお、本比較例では、配線Ｍ１ａ’とＭ１ｂ’とが第１配線層に配された構造を例示したが、これらが第２配線層に配された構造においても上記クランク構造を採らない場合には同様のことが生じると言える。
【００３３】
これに対して、本実施形態によると、給電領域ＲＰＷの中心と電源配線の中心とが互いにずれている構造においても、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な方向でクランク形状となる導電性部材を用いることによって給電領域ＲＰＷと電源配線とを接続するのに有利である。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る装置ＡＰの製造方法を説明するための模式図である。図４（ａ）〜（ｄ）は、該製造方法の各工程における装置ＡＰの断面構造を、図２（ｂ）と同様に示している。
【００３５】
まず、図４（ａ）の工程では、各ウエルＲＷに光電変換部ＰＤやトランジスタＴＴＸ等の各素子が形成された基板ＳＵＢを準備する。基板ＳＵＢは、公知の半導体製造方法によって製造されてもよいが、既に各素子が形成されたものが準備されてもよい。
【００３６】
次に、図４（ｂ）の工程では、図４（ａ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第１の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。その後、第１の層間絶縁膜に、給電領域ＲＰＷに接続されたコンタクトプラグＣＴ１と、フローティングディフュージョンＦＤに接続されたコンタクトプラグＣＴ２と、を形成する。具体的には、例えば、第１の層間絶縁膜のうちの給電領域ＲＰＷおよびフローティングディフュージョンＦＤの上の部分をエッチングして開口を形成し、第１の層間絶縁膜の上に該開口を覆う導電性材料を堆積した後、ＣＭＰ処理を行う。
【００３７】
次に、図４（ｃ）の工程では、コンタクトプラグＣＴ１に接続された配線Ｍ１１と、コンタクトプラグＣＴ２に接続された配線Ｍ１ＦＤと、を形成する。具体的には、例えば、スパッタリング等により第１の導電性部材を形成した後、エッチング等、フォトリソグラフィ技術を用いたパターニングにより該導電性部材の一部を選択的に除去して、配線Ｍ１１及びＭ１ＦＤを形成する。ここで、配線Ｍ１１は、給電領域ＲＰＷの上の位置から光電変換部ＰＤ２の側に向かって延在するように形成される。なお、ダマシン法によって配線形成を行う場合においても同様である。
【００３８】
次に、図４（ｄ）の工程では、図４（ｂ）〜（ｃ）と同様の手順で、配線Ｍ２１及びＭ２２と、配線Ｍ１１とＭ２１とを接続するビアＶ１と、を形成する。具体的には、図４（ｃ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第２の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成し、第２の層間絶縁膜に、配線Ｍ１１に接続されたビアＶ１を形成する。
【００３９】
その後、その上に、ビアＶ１に接続された電源配線Ｍ２１と、信号配線Ｍ２２とを形成する。配線Ｍ１１は、給電領域ＲＰＷの上の位置から光電変換部ＰＤ２の側に向かって延在しているため、ビアＶ１を介して、電源配線Ｍ２１に接続される。さらに、その後、その上に、配線Ｍ２１及びＭ２２並びに第２の層間絶縁膜を覆う第３の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。最後に、構造ＳＴの上には、インナーレンズやカラーフィルタが必要に応じて形成され、その上に、マイクロレンズが形成される。
【００４０】
以上、本実施形態によると、給電領域ＲＰＷの中心と電源配線Ｍ２１の中心とが互いにずれている構造においても、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な方向でクランク形状となる導電性部材によって給電領域ＲＰＷと電源配線Ｍ２１とが接続される。本実施形態では、配線Ｍ１１が、給電領域ＲＰＷの上の位置から電源配線Ｍ２１の下の位置にわたって延在するように配され、配線Ｍ２１とＭ１１とがビアＶ１によって接続され、配線Ｍ１１と給電領域ＲＰＷとがコンタクトプラグＣＴ１によって接続されている。本実施形態によると、給電領域ＲＰＷの中心と電源配線の中心とが互いにずれている構造においても給電領域ＲＰＷと電源配線とを接続するのに有利である。
【００４１】
図２では、２つの隣接画素ＰＸとして、隣接行での２つの画素ＰＸを例示したが、隣接列での２つの画素ＰＸについても同様である。また、例えば、第ｍ行かつ第ｎ列の画素ＰＸおよび第（ｍ＋１）行かつ第（ｎ＋１）列の画素ＰＸのように、それらのコーナー部で互いに隣接する２つの画素ＰＸについても同様である。即ち、２つの隣接画素ＰＸは、対辺方向および対角方向のいずれにおいて隣接するものでもよい。
【００４２】
また、図２では説明を容易にするため、第２配線層に配線Ｍ２１及びＭ２２の２つの配線が配された構造を例示して述べたが、２以上の配線であれば上記クランク構造を適用可能である。例えば、配線の数量が偶数の場合には、上記クランク構造によって給電領域ＲＰＷと電源配線とが接続されればよい。また、例えば、配線の数量が奇数の場合には、該それらの中央の配線以外の配線が電源配線のときに、上記クランク構造によって、給電領域ＲＰＷと電源配線とが接続されればよい。一方、電源配線とそれ以外の配線（信号配線等）との配線幅が互いに異なる場合には、これらの例に限られない。即ち、給電領域ＲＰＷの中心と電源配線の中心とが互いにずれている構造であれば、上記クランク構造を適用することが可能である。
【００４３】
以上、本実施形態によると、撮像領域上の複数の配線のレイアウト設計に有利である。
【００４４】
（第２実施形態）
図５〜６を参照しながら第２実施形態を述べる。本実施形態は、主に、電源配線が第１配線層に配されており、給電領域ＲＰＷと該電源配線とを接続するクランク構造の構成が、前述の第１実施形態と異なる。図５（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ２」とし、以下、単に「装置ＡＰ２」と示す。）の構造を、図２（ａ）及び（ｂ）と同様に示している。
【００４５】
図５（ｂ）に例示されるように、本実施形態では、絶縁部材ＩＭＳが、基板ＳＵＢの上に配されている。そして、絶縁部材ＩＭＳは、給電領域ＲＰＷの少なくとも一部を露出させる開口を有する。絶縁部材ＩＭＳには、例えば、窒化シリコン等の絶縁材料が用いられればよい。なお、図５（ａ）では、図を見やすくするため、絶縁部材ＩＭＳを図示していない。
【００４６】
絶縁部材ＩＭＳの上には、導電性部材Ｍ０１が、絶縁部材ＩＭＳの開口を覆いながら、給電領域ＲＰＷの上の位置から第１配線層の電源配線Ｍ１１の下の位置まで延在している。そして、導電性部材Ｍ０１と電源配線Ｍ１１とが、コンタクトプラグＣＴ１によって接続されている。
【００４７】
その他、フローティングディフュージョンＦＤと配線Ｍ１ＦＤとは、導電性部材Ｍ０ＦＤとコンタクトプラグＣＴ２とによって接続されている。
【００４８】
本実施形態によると、給電領域ＲＰＷの中心と電源配線Ｍ１１の中心とが互いにずれている構造においても、基板ＳＵＢの上面に対して垂直な方向でクランク形状となる導電性部材によって給電領域ＲＰＷと電源配線Ｍ１１とが接続される。本実施形態では、導電性部材Ｍ０１が、基板ＳＵＢの上に絶縁部材ＩＭＳを介して、且つ、給電領域ＲＰＷの上の位置から電源配線Ｍ１１の下の位置にわたって延在するように配されている。そして、絶縁部材ＩＭＳは、給電領域ＲＰＷの少なくとも一部を露出する開口を有しており、導電性部材Ｍ０１と給電領域ＲＰＷとは、直接、接触している。また、導電性部材Ｍ０１と配線Ｍ１１とはコンタクトプラグＣＴ１によって接続されている。本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００４９】
図６は、本実施形態に係る装置ＡＰ２の製造方法を説明するための模式図である。図６（ａ）〜（ｄ）は、該製造方法の各工程における装置ＡＰ２の断面構造を、図５（ｂ）と同様に示している。
【００５０】
まず、図６（ａ）の工程では、図４（ａ）と同様の基板ＳＵＢを準備した後、該基板ＳＵＢの上に絶縁部材ＩＭＳを形成する。その後、絶縁部材ＩＭＳには、給電領域ＲＰＷの少なくとも一部を露出させるように、開口ＯＰが設けられる。また、絶縁部材ＩＭＳには、開口ＯＰの他、第１配線層の配線と電気的に接続されるべき部分（フローティングディフュージョンＦＤ等）に、他の開口が設けられる。
【００５１】
次に、図６（ｂ）の工程では、図６（ａ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第１の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。その後、第１の層間絶縁膜に、給電領域ＲＰＷに接続された導電性部材Ｍ０１と、フローティングディフュージョンＦＤに接続された導電性部材Ｍ０ＦＤと、を形成する。具体的には、例えば、第１の層間絶縁膜のうちの給電領域ＲＰＷの上の部分から光電変換部ＰＤ２側の部分にわたってエッチングして開口を形成する。また、第１の層間絶縁膜のうちのフローティングディフュージョンＦＤの上の部分をエッチングして開口を形成する。そして、第１の層間絶縁膜の上に、これらの開口を覆う導電性材料を堆積した後、ＣＭＰ処理を行う。
【００５２】
次に、図６（ｃ）の工程では、図６（ｂ）の工程で得られた基板ＳＵＢの上に、第２の層間絶縁膜（絶縁部材ＩＭの一部）を形成する。その後、導電性部材Ｍ０１に接続されたコンタクトプラグＣＴ１と、導電性部材Ｍ０ＦＤに接続されたコンタクトプラグＣＴ２と、を形成する。具体的には、例えば、第２の層間絶縁膜のうちの給電領域ＲＰＷよりも光電変換部ＰＤ２側の部分をエッチングして、導電性部材Ｍ０１の上面の一部が露出するように開口を形成する。また、第２の層間絶縁膜のうちのフローティングディフュージョンＦＤの上の部分をエッチングして、導電性部材Ｍ０ＦＤの上面が露出するように開口を形成する。そして、第２の層間絶縁膜の上に、これらの開口を覆う導電性材料を堆積した後、ＣＭＰ処理を行う。
【００５３】
その後、図６（ｄ）の工程では、図４（ｃ）〜（ｄ）と同様の手順で、配線Ｍ１１、Ｍ１２及びＭ１ＦＤ並びに配線Ｍ２を形成する。
【００５４】
以上、本実施形態によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。即ち、第１実施形態では、第１配線層の配線Ｍ１１を用いたクランク構造が例示されたが、本実施形態のように、他の層の導電性部材ＭＯ１が用いたクランク構造でもよく、いずれの層の金属パターンが用いられもよい。
【００５５】
なお、図５（ｂ）では、絶縁部材ＩＭＳがゲート電極ＧＴＸの一部を覆う構造を例示したが、本実施形態は、この構造に限られるものではない。例えば、絶縁部材ＩＭＳによって、光電変換部ＰＤ２側に向かって延在する導電性部材Ｍ０１と、基板ＳＵＢのウエルＲＷないし光電変換部ＰＤ２とが電気的に分離されればよく、絶縁部材ＩＭＳは、ゲート電極ＧＴＸを覆っていなくてもよい。
【００５６】
（第３実施形態）
図７を参照しながら第３実施形態を述べる。図７は、本実施形態に係る固体撮像装置（「固体撮像装置ＡＰ３」とし、以下、単に「装置ＡＰ３」と示す。）の構造を、図５（ｂ）と同様に示している。本実施形態は、主に、絶縁部材ＩＭＳの上面から上の領域に、導光部ＬＧ（又は、導波路）が形成されている点で、前述の第２実施形態と異なる。
【００５７】
導光部ＬＧは、例えば、絶縁部材ＩＭのうちの光電変換部ＰＤの上の部分を除去して絶縁部材ＩＭに開口を形成し、該開口に高屈折材料を埋設することによって形成される。本実施形態では、絶縁部材ＩＭに該開口をエッチングによって形成する際に、絶縁部材ＩＭＳをエッチングストッパとして使用する。よって、絶縁部材ＩＭのエッチングは、絶縁部材ＩＭＳのエッチングレートが絶縁部材ＩＭのエッチングレートよりも小さいエッチング条件で為される。例えば、絶縁部材ＩＭには酸化シリコンが用いられ、絶縁部材ＩＭＳには窒化シリコンが用いられうる。また、導光部ＬＧには、例えば窒化シリコンが用いられうる。
【００５８】
本実施形態によると、第２実施形態と同様の効果が得られる他、導光部ＬＧを形成するのにも有利である。
【００５９】
以上では、３つの好適な実施形態を例示したが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的等に応じて、その一部を変更してもよいし、各実施形態の一部の特徴を組み合わせてもよい。
【００６０】
（撮像システム）
図８は、カメラ等に代表される撮像システム９０の構成例を説明するためのブロック図である。撮像システム９０は、各実施形態で述べた固体撮像装置（例えば装置ＡＰ）と、光学系ＯＰＴと、データ処理部ＤＰとを具備する。
【００６１】
光学系ＯＰＴは、例えば、シャッター９１と、レンズ９２と、絞り９３とを含む。シャッター９１は、撮影時に装置ＡＰに光が入射するように露光制御を行う。シャッター９１を通過した光は、レンズ９２で集光され、装置ＡＰで検知される。また、絞り９３を調節して、装置ＡＰへの光量を制御することができる。
【００６２】
装置ＡＰは、例えば、前述の各実施形態の複数の画素ＰＸを含む撮像部８５と、信号処理部９５と、ＡＤ変換部９６とを含む。信号処理部９５は、各画素ＰＸからの画素信号に対して所定の信号処理を行い、ＡＤ変換部９６は、該画素信号をアナログデジタル変換（ＡＤ変換）する。
【００６３】
データ処理部ＤＰは、例えば、演算部９７と、メモリ部８７と、外部Ｉ／Ｆ部８９と、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４と、タイミング発生部９８と、制御部９９とを含む。演算部９７は、ＡＤ変換部９６からのデジタル信号に対して補正処理等の演算処理を行い、画像データを形成する。該画像データは、例えば、システムバスを介して、メモリ部８７に記録され、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部のホスト装置に出力され、又は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８に記録される。タイミング発生部９８は、撮像部８５、信号処理部９５、ＡＤ変換部９６、演算部９７等に、対応するタイミング信号を供給し、これらの同期制御を行う。制御部９９は、上記各ユニットの動作をそれぞれ制御して、撮像システム９０全体の動作を制御する。
【００６４】
なお、撮像システム９０は、上記構成例に限られるものではなく、あるユニットの一部の機能が他のユニットによって為されてもよく、例えば、信号処理部９５及びＡＤ変換部９６は、データ処理部ＤＰに含まれてもよい。
【符号の説明】
【００６５】
ＰＤ：光電変換部、ＲＰＷ：電源電圧供給用の不純物領域、Ｍ２：第２配線層の配線、Ｍ１：第１配線層の配線、ＣＴ：コンタクトプラグ、Ｖ１：ビア、ＡＰ：固体撮像装置。
【図１】
2015207716.tif 000003
【図２】
2015207716.tif 000004
【図３】
2015207716.tif 000005
【図４】
2015207716.tif 000006
【図５】
2015207716.tif 000007
【図６】
2015207716.tif 000008
【図７】
2015207716.tif 000009
【図８】
2015207716.tif 000010