JP2001044406A - 固体撮像素子およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集光レンズの特性ばらつき、製造方法による
悪影響を低減し、コストダウンを図り、さらに集光率を
向上させる。 【解決手段】 受光部の直上に、層間絶縁膜４と同様の
材料からなる絶縁膜を形成し、エッチングにより受光部
の直上のみに残す。次いで、その絶縁膜に熱処理を施す
ことにより凸形状とし、集光レンズ２０を形成する。遮
光膜５および集光レンズ２０上には、表面の凹凸を平坦
にするために平坦膜６，７が形成される。このとき、平
坦化膜６は、集光レンズ２０の形状に合わせて少なから
ず凸形状となる。絶縁膜（集光レンズ）の屈折率＜平坦
化膜の屈折率となるように、集光レンズ２０を形成する
絶縁膜の材料、平坦化膜６の材料を選択する。
悪影響を低減し、コストダウンを図り、さらに集光率を
向上させる。 【解決手段】 受光部の直上に、層間絶縁膜４と同様の
材料からなる絶縁膜を形成し、エッチングにより受光部
の直上のみに残す。次いで、その絶縁膜に熱処理を施す
ことにより凸形状とし、集光レンズ２０を形成する。遮
光膜５および集光レンズ２０上には、表面の凹凸を平坦
にするために平坦膜６，７が形成される。このとき、平
坦化膜６は、集光レンズ２０の形状に合わせて少なから
ず凸形状となる。絶縁膜（集光レンズ）の屈折率＜平坦
化膜の屈折率となるように、集光レンズ２０を形成する
絶縁膜の材料、平坦化膜６の材料を選択する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、層間絶縁間にレン
ズを形成することで集光効率を高めた固体撮像素子およ
びその製造方法に関する。
ズを形成することで集光効率を高めた固体撮像素子およ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＣＤなどの固体撮像素子におい
ては、その感度向上のため、受光面の上に集光レンズ
（凸レンズ）を設け、入射する光を受光面に集光させる
集光技術が提供されている。このような固体撮像素子に
あっては、図３に示すように、受光素子が形成されたシ
リコン基板１上に、絶縁膜２、転送電極３、第１層目の
層間絶縁膜４、遮光膜５、平坦化膜６、平坦化膜７、カ
ラーフィルタ８を形成した後、該カラーフィルタ８上に
透明材料層を形成し、該透明材料層を、プラズマ（ラジ
カル）を励起させるドライエッチング技術により凸形状
とすることで、集光レンズ（ＯＣＬ：オンチップレン
ズ）９を形成している。
ては、その感度向上のため、受光面の上に集光レンズ
（凸レンズ）を設け、入射する光を受光面に集光させる
集光技術が提供されている。このような固体撮像素子に
あっては、図３に示すように、受光素子が形成されたシ
リコン基板１上に、絶縁膜２、転送電極３、第１層目の
層間絶縁膜４、遮光膜５、平坦化膜６、平坦化膜７、カ
ラーフィルタ８を形成した後、該カラーフィルタ８上に
透明材料層を形成し、該透明材料層を、プラズマ（ラジ
カル）を励起させるドライエッチング技術により凸形状
とすることで、集光レンズ（ＯＣＬ：オンチップレン
ズ）９を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術では、プラズマを用いたドライエッチング技術によ
り凸形状の集光レンズ９を形成している。しかしなが
ら、従来技術では、装置のばらつき、製造日時の違い
で、プラズマにばらつきが生じるため、集光レンズ９の
形状、特性にばらつきが生じるという問題がある。ま
た、プラズマを励起させるエッチング技術を用いるた
め、ダスト発生率が高くなり、特性（集光率など）に悪
影響を与えるという問題がある。また、集光レンズ９を
形成するための透明材料層自体が高価であるため、コス
トアップにつながるという問題がある。
技術では、プラズマを用いたドライエッチング技術によ
り凸形状の集光レンズ９を形成している。しかしなが
ら、従来技術では、装置のばらつき、製造日時の違い
で、プラズマにばらつきが生じるため、集光レンズ９の
形状、特性にばらつきが生じるという問題がある。ま
た、プラズマを励起させるエッチング技術を用いるた
め、ダスト発生率が高くなり、特性（集光率など）に悪
影響を与えるという問題がある。また、集光レンズ９を
形成するための透明材料層自体が高価であるため、コス
トアップにつながるという問題がある。
【０００４】そこで本発明は、集光レンズの特性ばらつ
き、悪影響を低減することができるとともに、コストダ
ウンを図ることができ、さらに集光率を向上させること
ができる固定撮像素子およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
き、悪影響を低減することができるとともに、コストダ
ウンを図ることができ、さらに集光率を向上させること
ができる固定撮像素子およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、請
求項１記載の発明による固体撮像素子は、半導体基板の
表層部に形成され、光電変換を行う受光部と、前記受光
部から読み出された電荷を転送する電荷転送部と、前記
受光部および前記電荷転送部を覆うように形成された層
間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上であって、前記受光部の
直上を除く部分に形成された遮光膜と、前記受光部の略
直上に形成された集光レンズと、前記遮光膜および前記
集光レンズを覆うように形成され、表面の凹凸を平坦化
する平坦化膜とを具備することを特徴とする。
求項１記載の発明による固体撮像素子は、半導体基板の
表層部に形成され、光電変換を行う受光部と、前記受光
部から読み出された電荷を転送する電荷転送部と、前記
受光部および前記電荷転送部を覆うように形成された層
間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上であって、前記受光部の
直上を除く部分に形成された遮光膜と、前記受光部の略
直上に形成された集光レンズと、前記遮光膜および前記
集光レンズを覆うように形成され、表面の凹凸を平坦化
する平坦化膜とを具備することを特徴とする。
【０００６】また、好ましい態様として、例えば請求項
２記載のように、請求項１記載の固体撮像素子におい
て、前記集光レンズは、前記層間絶縁膜と同様の絶縁材
料からなり、熱処理により凸形状に形成されていてもよ
い。また、好ましい態様として、例えば請求項３記載の
ように、請求項１記載の固体撮像素子において、前記集
光レンズおよび前記平坦化膜は、各々、集光レンズの材
料の屈折率＜平坦化膜の屈折率となる材料から形成され
ていてもよい。また、好ましい態様として、例えば請求
項４記載のように、請求項１記載の固体撮像素子におい
て、前記集光レンズは、ディスクリート型またはクォン
セット型のいずれか一方であってもよい。
２記載のように、請求項１記載の固体撮像素子におい
て、前記集光レンズは、前記層間絶縁膜と同様の絶縁材
料からなり、熱処理により凸形状に形成されていてもよ
い。また、好ましい態様として、例えば請求項３記載の
ように、請求項１記載の固体撮像素子において、前記集
光レンズおよび前記平坦化膜は、各々、集光レンズの材
料の屈折率＜平坦化膜の屈折率となる材料から形成され
ていてもよい。また、好ましい態様として、例えば請求
項４記載のように、請求項１記載の固体撮像素子におい
て、前記集光レンズは、ディスクリート型またはクォン
セット型のいずれか一方であってもよい。
【０００７】また、請求項５記載の発明による固体撮像
素子の製造方法は、半導体基板の表層部に光電変換を行
う受光部と、該受光部から読み出された電荷を転送する
電荷転送部とを形成する固体撮像素子の製造方法におい
て、前記受光部および前記電荷転送部を覆うように第１
の層間絶縁膜を形成する工程と、前記受光部の略直上に
第２の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２の層間絶
縁膜に熱処理を施し、凸形状の集光レンズを形成する工
程と、前記集光レンズの周囲に遮光膜を形成する工程
と、前記遮光膜および前記集光レンズを覆うように、表
面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。
素子の製造方法は、半導体基板の表層部に光電変換を行
う受光部と、該受光部から読み出された電荷を転送する
電荷転送部とを形成する固体撮像素子の製造方法におい
て、前記受光部および前記電荷転送部を覆うように第１
の層間絶縁膜を形成する工程と、前記受光部の略直上に
第２の層間絶縁膜を形成する工程と、前記第２の層間絶
縁膜に熱処理を施し、凸形状の集光レンズを形成する工
程と、前記集光レンズの周囲に遮光膜を形成する工程
と、前記遮光膜および前記集光レンズを覆うように、表
面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。
【０００８】また、請求項６記載の発明による固体撮像
素子の製造方法は、半導体基板の表層部に光電変換を行
う受光部と、該受光部から読み出された電荷を転送する
電荷転送部とを形成する固体撮像素子の製造方法におい
て、前記受光部の略直上に第１の層間絶縁膜を形成する
工程と、前記第１の層間絶縁膜に熱処理を施し、凸形状
の集光レンズを形成する工程と、前記集光レンズおよび
前記電荷転送部上に第２の層間絶縁膜を形成する工程
と、前記第２の層間絶縁膜上であって、前記集光レンズ
の周囲に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜、前記集
光レンズおよび前記第２の層間絶縁膜を覆うように、表
面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。
素子の製造方法は、半導体基板の表層部に光電変換を行
う受光部と、該受光部から読み出された電荷を転送する
電荷転送部とを形成する固体撮像素子の製造方法におい
て、前記受光部の略直上に第１の層間絶縁膜を形成する
工程と、前記第１の層間絶縁膜に熱処理を施し、凸形状
の集光レンズを形成する工程と、前記集光レンズおよび
前記電荷転送部上に第２の層間絶縁膜を形成する工程
と、前記第２の層間絶縁膜上であって、前記集光レンズ
の周囲に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜、前記集
光レンズおよび前記第２の層間絶縁膜を覆うように、表
面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。
【０００９】本発明では、層間絶縁膜を凸形状の集光レ
ンズとするとともに、該集光レンズを形成することよっ
て、高い屈折率を有する平坦化膜が受光部直上で凸形状
となるため、全体として集光率が向上し、感度を向上さ
せることができる。また、層間絶縁膜に対して、熱処理
を施すことにより凸形状の集光レンズを形成しているの
で、ドライエッチングを用いる従来技術に比べ、形状の
変化を低減することができるとともに、ダスト発生率を
低減することが可能となる。また、集光レンズには、層
間絶縁膜に用いられる材料を使用することが可能である
ので、コストダウンを図ることが可能となる。
ンズとするとともに、該集光レンズを形成することよっ
て、高い屈折率を有する平坦化膜が受光部直上で凸形状
となるため、全体として集光率が向上し、感度を向上さ
せることができる。また、層間絶縁膜に対して、熱処理
を施すことにより凸形状の集光レンズを形成しているの
で、ドライエッチングを用いる従来技術に比べ、形状の
変化を低減することができるとともに、ダスト発生率を
低減することが可能となる。また、集光レンズには、層
間絶縁膜に用いられる材料を使用することが可能である
ので、コストダウンを図ることが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して説明する。 Ａ．第１実施形態 Ａ−１．第１実施形態の構成 図１は、本発明の第１実施形態による固体撮像素子の構
成を示す断面図である。図において、受光素子が形成さ
れたシリコン基板１の表面部には、熱酸化法やＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition）法等によって形成され
たＳｉＯ2からなる絶縁膜２が形成されている。絶縁膜
２の上には、図示しない電荷転送部の略直上に第１ポリ
シリコンからなる転送電極３が形成されている。転送電
極３の表面には、該転送電極３を覆うように、例えばＳ
ｉＯ2などからなる、第１層目の層間絶縁膜４が形成さ
れている。層間絶縁膜４の上には、受光部の直上部分を
除いて上記転送電極３を覆うようにアルミニウムからな
る遮光膜５が形成されている。また、受光部の直上に
は、層間絶縁膜４と同様の材料からなる集光レンズ２０
が形成されている。集光レンズ２０は、絶縁膜に熱処理
を施すことにより凸形状に形成されており、第２層目の
層間絶縁膜としての機能も有している。このように、本
第１実施形態では、第２層目の層間絶縁膜を集光レンズ
２０としている。
面を参照して説明する。 Ａ．第１実施形態 Ａ−１．第１実施形態の構成 図１は、本発明の第１実施形態による固体撮像素子の構
成を示す断面図である。図において、受光素子が形成さ
れたシリコン基板１の表面部には、熱酸化法やＣＶＤ
（Chemical Vapor Deposition）法等によって形成され
たＳｉＯ2からなる絶縁膜２が形成されている。絶縁膜
２の上には、図示しない電荷転送部の略直上に第１ポリ
シリコンからなる転送電極３が形成されている。転送電
極３の表面には、該転送電極３を覆うように、例えばＳ
ｉＯ2などからなる、第１層目の層間絶縁膜４が形成さ
れている。層間絶縁膜４の上には、受光部の直上部分を
除いて上記転送電極３を覆うようにアルミニウムからな
る遮光膜５が形成されている。また、受光部の直上に
は、層間絶縁膜４と同様の材料からなる集光レンズ２０
が形成されている。集光レンズ２０は、絶縁膜に熱処理
を施すことにより凸形状に形成されており、第２層目の
層間絶縁膜としての機能も有している。このように、本
第１実施形態では、第２層目の層間絶縁膜を集光レンズ
２０としている。
【００１１】上記遮光膜５および集光レンズ２０の上に
は、例えばＰ．ＳＩＮなどからなる平坦化膜６が形成さ
れている。該平坦化膜６は、リフロー処理等が施される
ことにより、転送電極３や遮光膜５、集光レンズ２０に
よる凹凸の度合いを低減する一方、集光レンズ２０の形
状に合わせて受光部上で、少なからず凸形状を有してい
る。集光レンズ２０の材料である絶縁材料と平坦化膜６
の屈折率は、絶縁材料の屈折率＜平坦化膜の屈折率とな
るように、それぞれの材料を選択する。例えば、絶縁材
料（集光レンズ２０）をＢＰＳＧ（ホウ素リンシリケー
トガラス）とし、平坦化膜６をＰ−ＳｉＮ（プラズマ−
窒化ケイ素）とすることで、上記屈折率の条件を満足す
ることが可能である。平坦化膜６の上には、リフロー処
理や研磨処理等が施されることにより、その表面が平坦
面となっている平坦化膜７が形成されている。そして、
平坦化膜７の上には、カラーフィルタ８が形成されてい
る。
は、例えばＰ．ＳＩＮなどからなる平坦化膜６が形成さ
れている。該平坦化膜６は、リフロー処理等が施される
ことにより、転送電極３や遮光膜５、集光レンズ２０に
よる凹凸の度合いを低減する一方、集光レンズ２０の形
状に合わせて受光部上で、少なからず凸形状を有してい
る。集光レンズ２０の材料である絶縁材料と平坦化膜６
の屈折率は、絶縁材料の屈折率＜平坦化膜の屈折率とな
るように、それぞれの材料を選択する。例えば、絶縁材
料（集光レンズ２０）をＢＰＳＧ（ホウ素リンシリケー
トガラス）とし、平坦化膜６をＰ−ＳｉＮ（プラズマ−
窒化ケイ素）とすることで、上記屈折率の条件を満足す
ることが可能である。平坦化膜６の上には、リフロー処
理や研磨処理等が施されることにより、その表面が平坦
面となっている平坦化膜７が形成されている。そして、
平坦化膜７の上には、カラーフィルタ８が形成されてい
る。
【００１２】Ａ−２．第１実施形態の製造方法 次に、上述した第１実施形態による固体撮像素子を形成
するための製造方法について説明する。図示する層間絶
縁膜４を形成後、以下の作業を行うことにより、集光レ
ンズ２０を形成する。 （１）層間絶縁膜４に対し、エッチング選択比の良い膜
を表面に付ける。 （２）層間絶縁膜４と同様の材料の絶縁膜を表面に形成
する。 （３）エッチングにより受光部上のみ上記絶縁膜を残
す。 （４）熱処理を行うことで、上記絶縁膜をなだらかに
し、集光レンズ２０を形成する。
するための製造方法について説明する。図示する層間絶
縁膜４を形成後、以下の作業を行うことにより、集光レ
ンズ２０を形成する。 （１）層間絶縁膜４に対し、エッチング選択比の良い膜
を表面に付ける。 （２）層間絶縁膜４と同様の材料の絶縁膜を表面に形成
する。 （３）エッチングにより受光部上のみ上記絶縁膜を残
す。 （４）熱処理を行うことで、上記絶縁膜をなだらかに
し、集光レンズ２０を形成する。
【００１３】Ｂ．第２実施形態 Ｂ−１．第２実施形態の構成 次に、本発明の第２実施形態について説明する。ここ
で、図２は、本発明の第２実施形態による固体撮像素子
の構成を示す断面図である。図において、シリコン基板
１の表面部には、熱酸化法やＣＶＤ（Chemical Vapor D
eposition）法等によって形成されたＳｉＯ2からなる絶
縁膜２が形成されている。絶縁膜２の上には、図示しな
い電荷転送部の略直上に、すなわち受光部を除く部分に
第１ポリシリコン（Poly-Si）からなる転送電極３が形
成されている。また、受光部の直上には、層間絶縁膜４
と同様の材料からなる集光レンズ２０が形成されてい
る。集光レンズ２０は、絶縁膜に熱処理を施すことによ
り形成されており、第１層目の層間絶縁膜としての機能
も有している。上記転送電極３および集光レンズ２０の
表面には、例えばＳｉＯ2などからなる、第２層目の層
間絶縁膜４が形成されている。層間絶縁膜４の上には、
受光部の直上部分を除いて上記転送電極３を覆うように
アルミニウムからなる遮光膜５が形成されている。この
ように、本第２実施形態では、第１層目の層間絶縁膜を
集光レンズ２０としている。
で、図２は、本発明の第２実施形態による固体撮像素子
の構成を示す断面図である。図において、シリコン基板
１の表面部には、熱酸化法やＣＶＤ（Chemical Vapor D
eposition）法等によって形成されたＳｉＯ2からなる絶
縁膜２が形成されている。絶縁膜２の上には、図示しな
い電荷転送部の略直上に、すなわち受光部を除く部分に
第１ポリシリコン（Poly-Si）からなる転送電極３が形
成されている。また、受光部の直上には、層間絶縁膜４
と同様の材料からなる集光レンズ２０が形成されてい
る。集光レンズ２０は、絶縁膜に熱処理を施すことによ
り形成されており、第１層目の層間絶縁膜としての機能
も有している。上記転送電極３および集光レンズ２０の
表面には、例えばＳｉＯ2などからなる、第２層目の層
間絶縁膜４が形成されている。層間絶縁膜４の上には、
受光部の直上部分を除いて上記転送電極３を覆うように
アルミニウムからなる遮光膜５が形成されている。この
ように、本第２実施形態では、第１層目の層間絶縁膜を
集光レンズ２０としている。
【００１４】上記遮光膜５および受光部上の層間絶縁膜
４の上には、例えばＰ．ＳＩＮなどからなる平坦化膜６
が形成されている。該平坦化膜６は、リフロー処理等が
施されることにより、遮光膜５や集光レンズ２０による
凹凸の度合いを低減するものの、集光レンズ２０の形状
に合わせて受光部上で、少なからず凸形状を有してい
る。集光レンズ２０の材料である絶縁材料と平坦化膜６
の屈折率は、前述した第１実施形態と同様に、絶縁材料
の屈折率＜平坦化膜の屈折率となるように、それぞれの
材料を選択する。例えば、絶縁材料（集光レンズ２０）
をＢＰＳＧ（ホウ素リンシリケートガラス）とし、平坦
化膜６をＰ−ＳｉＮ（プラズマ−窒化ケイ素）とするこ
とで、上記屈折率の条件を満足することが可能である。
平坦化膜６の上には、リフロー処理や研磨処理等が施さ
れることにより、その表面が平坦面となっている平坦化
膜７が形成されている。そして、平坦化膜７の上には、
カラーフィルタ８が形成されている。
４の上には、例えばＰ．ＳＩＮなどからなる平坦化膜６
が形成されている。該平坦化膜６は、リフロー処理等が
施されることにより、遮光膜５や集光レンズ２０による
凹凸の度合いを低減するものの、集光レンズ２０の形状
に合わせて受光部上で、少なからず凸形状を有してい
る。集光レンズ２０の材料である絶縁材料と平坦化膜６
の屈折率は、前述した第１実施形態と同様に、絶縁材料
の屈折率＜平坦化膜の屈折率となるように、それぞれの
材料を選択する。例えば、絶縁材料（集光レンズ２０）
をＢＰＳＧ（ホウ素リンシリケートガラス）とし、平坦
化膜６をＰ−ＳｉＮ（プラズマ−窒化ケイ素）とするこ
とで、上記屈折率の条件を満足することが可能である。
平坦化膜６の上には、リフロー処理や研磨処理等が施さ
れることにより、その表面が平坦面となっている平坦化
膜７が形成されている。そして、平坦化膜７の上には、
カラーフィルタ８が形成されている。
【００１５】Ｂ−２．第２実施形態の作業手順 次に、上述した第２実施形態による固体撮像素子の集光
レンズの製造方法についてする。図示する転送電極３を
形成後、以下の作業を行うことにより、集光レンズ２０
を形成する。 （１）受光部上にのみ絶縁膜（第１層目の層間絶縁膜）
を残す。 （２）熱処理を行うことで、上記絶縁膜をなだらかに
し、集光レンズ２０を形成する。 （３）受光部以外の部分を平坦にするために、層間絶縁
膜４（第２層目の層間絶縁膜）を形成する。
レンズの製造方法についてする。図示する転送電極３を
形成後、以下の作業を行うことにより、集光レンズ２０
を形成する。 （１）受光部上にのみ絶縁膜（第１層目の層間絶縁膜）
を残す。 （２）熱処理を行うことで、上記絶縁膜をなだらかに
し、集光レンズ２０を形成する。 （３）受光部以外の部分を平坦にするために、層間絶縁
膜４（第２層目の層間絶縁膜）を形成する。
【００１６】上述した第１実施形態および第２実施形態
によれば、層間絶縁膜に対して、熱処理を施すことによ
り凸形状の集光レンズ２０を形成しているので、ドライ
エッチングを用いる従来技術に比べ、熱がウエーハ面内
に均一に伝わるなど、温度の誤差（ばらつき）による形
状の変化を低減することができる。また、集光レンズ２
０の凸形状形成に、プラズマ励起によるエッチングを行
わないので、ダスト発生率を低減することができる。ま
た、集光レンズ２０は、層間絶縁膜に用いられる材料を
使用することが可能であるので、コストダウンを図るこ
とができる。また、層間絶縁膜としての機能を有する絶
縁膜を、凸形状の集光レンズ２０とするとともに、該集
光レンズ２０を形成することで、高い屈折率を有する平
坦化膜６（Ｐ−ＳｉＮ）が受光部直上で凸形状となるた
め、全体として集光率が向上し、感度を向上させること
ができる。また、感度が向上することにより、Ｓ／Ｎ比
を向上させることができ、（特に、ＣＣＤリニアセンサ
の場合には）光源の消費電力を低減することができ、
（特に、ＣＣＤイメージセンサの場合には）光量が少な
いところでの撮影が可能となる。
によれば、層間絶縁膜に対して、熱処理を施すことによ
り凸形状の集光レンズ２０を形成しているので、ドライ
エッチングを用いる従来技術に比べ、熱がウエーハ面内
に均一に伝わるなど、温度の誤差（ばらつき）による形
状の変化を低減することができる。また、集光レンズ２
０の凸形状形成に、プラズマ励起によるエッチングを行
わないので、ダスト発生率を低減することができる。ま
た、集光レンズ２０は、層間絶縁膜に用いられる材料を
使用することが可能であるので、コストダウンを図るこ
とができる。また、層間絶縁膜としての機能を有する絶
縁膜を、凸形状の集光レンズ２０とするとともに、該集
光レンズ２０を形成することで、高い屈折率を有する平
坦化膜６（Ｐ−ＳｉＮ）が受光部直上で凸形状となるた
め、全体として集光率が向上し、感度を向上させること
ができる。また、感度が向上することにより、Ｓ／Ｎ比
を向上させることができ、（特に、ＣＣＤリニアセンサ
の場合には）光源の消費電力を低減することができ、
（特に、ＣＣＤイメージセンサの場合には）光量が少な
いところでの撮影が可能となる。
【００１７】なお、上述した第１または第２実施形態に
おいて、集光レンズ２０の形状については、ディスクリ
ート型（ドーム形状：１つの受光部に対して１つの集光
レンズ）とクォンセット型（かまぼこ形状：横または縦
に一列の集光レンズ）の２つの形状を採用することが可
能である。
おいて、集光レンズ２０の形状については、ディスクリ
ート型（ドーム形状：１つの受光部に対して１つの集光
レンズ）とクォンセット型（かまぼこ形状：横または縦
に一列の集光レンズ）の２つの形状を採用することが可
能である。
【００１８】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、前記光電
変換を行う受光部の略直上に集光レンズを形成し、前記
遮光膜および前記集光レンズを覆うように表面の凹凸を
平坦化する平坦化膜を形成するようにしたため、集光レ
ンズ形成によって、高い屈折率を有する平坦化膜が受光
部直上で凸形状となるため、全体として集光率が向上
し、感度を向上させることができるという利点が得られ
る。
変換を行う受光部の略直上に集光レンズを形成し、前記
遮光膜および前記集光レンズを覆うように表面の凹凸を
平坦化する平坦化膜を形成するようにしたため、集光レ
ンズ形成によって、高い屈折率を有する平坦化膜が受光
部直上で凸形状となるため、全体として集光率が向上
し、感度を向上させることができるという利点が得られ
る。
【００１９】また、請求項２記載の発明によれば、前記
層間絶縁膜と同様の絶縁材料に対して、熱処理を施すこ
とにより凸形状の集光レンズを形成するようにしたの
で、ドライエッチングを用いる従来技術に比べ、形状の
変化を低減することができるとともに、ダスト発生率を
低減することができるという利点が得られる。また、集
光レンズには、層間絶縁膜に用いられる材料が使用可能
であるので、コストダウンを図ることができるという利
点が得られる。また、請求項３記載の発明によれば、集
光レンズの材料の屈折率＜平坦化膜の屈折率となるよう
に前記集光レンズの材料、前記平坦化膜の材料を選択す
るようにしたので、高い屈折率を有し、集光レンズ形成
により凸形状となった平坦化膜により、全体として集光
率が向上し、感度を向上させることができるという利点
が得られる。また、請求項４記載の発明によれば、前記
集光レンズを、ディスクリート型またはクォンセット型
のいずれか一方の形態とするようにしたので、全体とし
て集光率が向上し、感度を向上させることができるとい
う利点が得られる。
層間絶縁膜と同様の絶縁材料に対して、熱処理を施すこ
とにより凸形状の集光レンズを形成するようにしたの
で、ドライエッチングを用いる従来技術に比べ、形状の
変化を低減することができるとともに、ダスト発生率を
低減することができるという利点が得られる。また、集
光レンズには、層間絶縁膜に用いられる材料が使用可能
であるので、コストダウンを図ることができるという利
点が得られる。また、請求項３記載の発明によれば、集
光レンズの材料の屈折率＜平坦化膜の屈折率となるよう
に前記集光レンズの材料、前記平坦化膜の材料を選択す
るようにしたので、高い屈折率を有し、集光レンズ形成
により凸形状となった平坦化膜により、全体として集光
率が向上し、感度を向上させることができるという利点
が得られる。また、請求項４記載の発明によれば、前記
集光レンズを、ディスクリート型またはクォンセット型
のいずれか一方の形態とするようにしたので、全体とし
て集光率が向上し、感度を向上させることができるとい
う利点が得られる。
【００２０】また、請求項５記載の発明によれば、受光
部および電荷転送部を覆うように第１の層間絶縁膜を形
成し、前記受光部の略直上に第２の層間絶縁膜を形成
し、前記第２の層間絶縁膜に熱処理を施して凸形状の集
光レンズを形成した後、前記集光レンズの周囲に遮光膜
を形成し、前記遮光膜および前記集光レンズを覆うよう
に、表面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成するように
したので、ドライエッチングを用いる従来技術に比べ、
形状の変化を低減することができるとともに、ダスト発
生率を低減することができるという利点が得られる。ま
た、集光レンズには、層間絶縁膜に用いられる材料が使
用可能であるので、コストダウンを図ることができると
いう利点が得られる。さらに、集光レンズ形成により凸
形状となった平坦化膜により、全体として集光率が向上
し、感度を向上させることができるという利点が得られ
る。
部および電荷転送部を覆うように第１の層間絶縁膜を形
成し、前記受光部の略直上に第２の層間絶縁膜を形成
し、前記第２の層間絶縁膜に熱処理を施して凸形状の集
光レンズを形成した後、前記集光レンズの周囲に遮光膜
を形成し、前記遮光膜および前記集光レンズを覆うよう
に、表面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成するように
したので、ドライエッチングを用いる従来技術に比べ、
形状の変化を低減することができるとともに、ダスト発
生率を低減することができるという利点が得られる。ま
た、集光レンズには、層間絶縁膜に用いられる材料が使
用可能であるので、コストダウンを図ることができると
いう利点が得られる。さらに、集光レンズ形成により凸
形状となった平坦化膜により、全体として集光率が向上
し、感度を向上させることができるという利点が得られ
る。
【００２１】また、請求項６記載の発明によれば、前記
受光部の略直上に第１の層間絶縁膜を形成し、前記第１
の層間絶縁膜に熱処理を施して凸形状の集光レンズを形
成した後、前記集光レンズおよび前記電荷転送部上に第
２の層間絶縁膜を形成し、前記第２の層間絶縁膜上に、
前記集光レンズの周囲に遮光膜を形成し、さらに、前記
遮光膜、前記集光レンズおよび前記第２の層間絶縁膜を
覆うように、表面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成す
るようにしたので、ドライエッチングを用いる従来技術
に比べ、形状の変化を低減することができるとともに、
ダスト発生率を低減することができるという利点が得ら
れる。また、集光レンズには、層間絶縁膜に用いられる
材料が使用可能であるので、コストダウンを図ることが
できるという利点が得られる。さらに、集光レンズ形成
により凸形状となった平坦化膜により、全体として集光
率が向上し、感度を向上させることができるという利点
が得られる。
受光部の略直上に第１の層間絶縁膜を形成し、前記第１
の層間絶縁膜に熱処理を施して凸形状の集光レンズを形
成した後、前記集光レンズおよび前記電荷転送部上に第
２の層間絶縁膜を形成し、前記第２の層間絶縁膜上に、
前記集光レンズの周囲に遮光膜を形成し、さらに、前記
遮光膜、前記集光レンズおよび前記第２の層間絶縁膜を
覆うように、表面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形成す
るようにしたので、ドライエッチングを用いる従来技術
に比べ、形状の変化を低減することができるとともに、
ダスト発生率を低減することができるという利点が得ら
れる。また、集光レンズには、層間絶縁膜に用いられる
材料が使用可能であるので、コストダウンを図ることが
できるという利点が得られる。さらに、集光レンズ形成
により凸形状となった平坦化膜により、全体として集光
率が向上し、感度を向上させることができるという利点
が得られる。
【図１】本発明の第１実施形態による集光レンズの形成
方法を説明するための断面図である。
方法を説明するための断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による集光レンズの形成
方法を説明するための断面図である。
方法を説明するための断面図である。
【図３】従来技術による集光レンズ（ＯＣＬ）の形成方
法を説明するための断面図である。
法を説明するための断面図である。
１……シリコン基板（半導体基板）、２……絶縁膜、３
……転送電極、４……層間絶縁膜、５……遮蔽膜、６…
…平坦化膜、７……平坦化膜、８……カラーフィルタ、
２０……集光レンズ
……転送電極、４……層間絶縁膜、５……遮蔽膜、６…
…平坦化膜、７……平坦化膜、８……カラーフィルタ、
２０……集光レンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 半導体基板の表層部に形成され、光電変
換を行う受光部と、 前記受光部から読み出された電荷を転送する電荷転送部
と、 前記受光部および前記電荷転送部を覆うように形成され
た層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上であって、前記受光部の直上を除く部
分に形成された遮光膜と、 前記受光部の略直上に形成された集光レンズと、 前記遮光膜および前記集光レンズを覆うように形成さ
れ、表面の凹凸を平坦化する平坦化膜とを具備すること
を特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記集光レンズは、前記層間絶縁膜と同
様の絶縁材料からなり、熱処理により凸形状に形成され
ていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記集光レンズおよび前記平坦化膜は、
各々、集光レンズの材料の屈折率＜平坦化膜の屈折率と
なる材料から形成されていることを特徴とする請求項１
記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】 前記集光レンズは、ディスクリート型ま
たはクォンセット型のいずれか一方であることを特徴と
する請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項５】 半導体基板の表層部に光電変換を行う受
光部と、該受光部から読み出された電荷を転送する電荷
転送部とを形成する固体撮像素子の製造方法において、 前記受光部および前記電荷転送部を覆うように第１の層
間絶縁膜を形成する工程と、 前記受光部の略直上に第２の層間絶縁膜を形成する工程
と、 前記第２の層間絶縁膜に熱処理を施し、凸形状の集光レ
ンズを形成する工程と、 前記集光レンズの周囲に遮光膜を形成する工程と、 前記遮光膜および前記集光レンズを覆うように、表面の
凹凸を平坦化する平坦化膜を形成する工程とを有するこ
とを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項６】 半導体基板の表層部に光電変換を行う受
光部と、該受光部から読み出された電荷を転送する電荷
転送部とを形成する固体撮像素子の製造方法において、 前記受光部の略直上に第１の層間絶縁膜を形成する工程
と、 前記第１の層間絶縁膜に熱処理を施し、凸形状の集光レ
ンズを形成する工程と、 前記集光レンズおよび前記電荷転送部上に第２の層間絶
縁膜を形成する工程と、 前記第２の層間絶縁膜上であって、前記集光レンズの周
囲に遮光膜を形成する工程と、 前記遮光膜、前記集光レンズおよび前記第２の層間絶縁
膜を覆うように、表面の凹凸を平坦化する平坦化膜を形
成する工程とを有することを特徴とする固体撮像素子の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11210938A JP2001044406A (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11210938A JP2001044406A (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044406A true JP2001044406A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16597583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11210938A Pending JP2001044406A (ja) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | 固体撮像素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044406A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322824A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Sony Corp | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
| JP2007184422A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Canon Inc | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2008103757A (ja) * | 2002-12-25 | 2008-05-01 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその製造方法 |
| US7491923B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-02-17 | Fujifilm Corporation | Solid state imaging device including a converging structure |
| CN104246917A (zh) * | 2011-11-29 | 2014-12-24 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 在外部金属丝上具有电回路的连续结合的小直径线缆 |
-
1999
- 1999-07-26 JP JP11210938A patent/JP2001044406A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008103757A (ja) * | 2002-12-25 | 2008-05-01 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその製造方法 |
| JP2005322824A (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Sony Corp | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
| US7491923B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-02-17 | Fujifilm Corporation | Solid state imaging device including a converging structure |
| JP2007184422A (ja) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Canon Inc | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| CN104246917A (zh) * | 2011-11-29 | 2014-12-24 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 在外部金属丝上具有电回路的连续结合的小直径线缆 |
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