JP2001352051A - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低反射構造を有しながら、かつ低スミアを
実現させる。 【解決手段】固体撮像素子の光電変換部２３上において
半導体基板２０と遮光膜３２との間に、厚さ例えば４０
ｎｍ以下の第１シリコン酸化膜３０（下層膜３０−１と
上層膜３０−２）のみが介在するようにする。そして、
低反射性を得る、厚さ例えば５０ｎｍ以下の第１シリコ
ン窒化膜３３を、受光用開口部３２ａが形成された遮光
膜３２上にその受光用開口部３２ａ上も含め、例えばプ
ラズマＣＶＤ或いは減圧ＣＶＤにより形成する。
実現させる。 【解決手段】固体撮像素子の光電変換部２３上において
半導体基板２０と遮光膜３２との間に、厚さ例えば４０
ｎｍ以下の第１シリコン酸化膜３０（下層膜３０−１と
上層膜３０−２）のみが介在するようにする。そして、
低反射性を得る、厚さ例えば５０ｎｍ以下の第１シリコ
ン窒化膜３３を、受光用開口部３２ａが形成された遮光
膜３２上にその受光用開口部３２ａ上も含め、例えばプ
ラズマＣＶＤ或いは減圧ＣＶＤにより形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電荷結合素子（Ch
arge Coupled Device 、以下「ＣＣＤ」という。）等の
固体撮像素子及びその製造方法に関するものである。
arge Coupled Device 、以下「ＣＣＤ」という。）等の
固体撮像素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子、例えばＣＣＤ固体撮像素
子は、入射される光を受光用開口部で受光して信号電荷
に変換し、この変換した信号電荷を読み出し部を通じて
垂直転送部へ読み出し、該垂直転送部をクロックパルス
受ける垂直転送電極により駆動することによりこの信号
電荷を垂直方向に転送していくようになっている。この
種の固体撮像素子ついては、入射される受光用開口部へ
の可視光の透過率を高めて感度を向上させるために、種
々の提案が行われている（特開平６−２０４４４３号公
報、特開平１０−１７８１６６号公報等）。
子は、入射される光を受光用開口部で受光して信号電荷
に変換し、この変換した信号電荷を読み出し部を通じて
垂直転送部へ読み出し、該垂直転送部をクロックパルス
受ける垂直転送電極により駆動することによりこの信号
電荷を垂直方向に転送していくようになっている。この
種の固体撮像素子ついては、入射される受光用開口部へ
の可視光の透過率を高めて感度を向上させるために、種
々の提案が行われている（特開平６−２０４４４３号公
報、特開平１０−１７８１６６号公報等）。
【０００３】例えば、感度向上のために、シリコンから
なる半導体基板の表面部の光電変換部上に形成された受
光用開口部において、半導体基板表面での被写体側から
の光の反射を抑制する試みが為されており、図２はその
ような固体撮像素子の一つの従来例の画素部を示す水平
方向の概略断面図である。
なる半導体基板の表面部の光電変換部上に形成された受
光用開口部において、半導体基板表面での被写体側から
の光の反射を抑制する試みが為されており、図２はその
ような固体撮像素子の一つの従来例の画素部を示す水平
方向の概略断面図である。
【０００４】図において、１は半導体基板、２は該基板
１表面部に選択的に形成された光電変換部、３は該光電
変換部２上方の後述する遮光膜（１１）に形成された開
口からなる受光用開口部で、該光電変換部２への光の入
射を許容する。４は光電変換部２で生じた信号電荷を垂
直転送部（６）へ読み出す読み出し部、５はチャネルス
トップ部、６は上記読み出し部５を通じて読み出された
信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部である。
１表面部に選択的に形成された光電変換部、３は該光電
変換部２上方の後述する遮光膜（１１）に形成された開
口からなる受光用開口部で、該光電変換部２への光の入
射を許容する。４は光電変換部２で生じた信号電荷を垂
直転送部（６）へ読み出す読み出し部、５はチャネルス
トップ部、６は上記読み出し部５を通じて読み出された
信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部である。
【０００５】半導体基板１上にはＳｉＯ2からなるシリ
コン酸化膜７−１が全面的に形成され、該シリコン酸化
膜７−１上の、垂直転送部６と概ね対応する位置に、垂
直転送電極８が形成されている。光電変換部２上のシリ
コン酸化膜７−１と垂直転送電極８の上にもＳｉＯ2か
らなるシリコン酸化膜７−２が形成されている。７−１
がシリコン酸化膜７の下層部、７−２が上層部である。
コン酸化膜７−１が全面的に形成され、該シリコン酸化
膜７−１上の、垂直転送部６と概ね対応する位置に、垂
直転送電極８が形成されている。光電変換部２上のシリ
コン酸化膜７−１と垂直転送電極８の上にもＳｉＯ2か
らなるシリコン酸化膜７−２が形成されている。７−１
がシリコン酸化膜７の下層部、７−２が上層部である。
【０００６】このシリコン酸化膜７−２上には全面的
に、ＬＰＣＶＤ法あるいはＣＶＤ法によりシリコン窒化
膜（ＳｉＮ膜）９が形成され、さらにこの上に、シリコ
ン酸化膜１０が形成され、そして、該シリコン酸化膜１
０上には、アルミニウムＡｌ等からなる遮光膜１１が形
成され、この遮光膜１１に選択的エッチングにより上記
受光用開口部３が形成されているのである。上記シリコ
ン窒化膜９上のシリコン酸化膜１０は、この後に遮光膜
１１を形成して受光用開口部２を設ける選択的エッチン
グをするときに、シリコン窒化膜９が削られないように
保護するためのものである。
に、ＬＰＣＶＤ法あるいはＣＶＤ法によりシリコン窒化
膜（ＳｉＮ膜）９が形成され、さらにこの上に、シリコ
ン酸化膜１０が形成され、そして、該シリコン酸化膜１
０上には、アルミニウムＡｌ等からなる遮光膜１１が形
成され、この遮光膜１１に選択的エッチングにより上記
受光用開口部３が形成されているのである。上記シリコ
ン窒化膜９上のシリコン酸化膜１０は、この後に遮光膜
１１を形成して受光用開口部２を設ける選択的エッチン
グをするときに、シリコン窒化膜９が削られないように
保護するためのものである。
【０００７】受光用開口部２を含め遮光膜１１上には全
面的にＢＰＳＧからなるシリコン酸化膜１２が形成さ
れ、さらにこの上を平坦化するためにパッシベーション
膜１３が形成されている。該パッシベーション膜１３上
には、カラーフィルタ１４が形成され、さらにこの上
に、光集束用のマイクロレンズ１５が形成されている。
面的にＢＰＳＧからなるシリコン酸化膜１２が形成さ
れ、さらにこの上を平坦化するためにパッシベーション
膜１３が形成されている。該パッシベーション膜１３上
には、カラーフィルタ１４が形成され、さらにこの上
に、光集束用のマイクロレンズ１５が形成されている。
【０００８】このような固体撮像素子においては、被写
体側からの光が入射されると、この光がマイクロレンズ
１５によって受光用開口部３を向く方向に集光され、カ
ラーフィルタ１４、パッシベーション膜１３、酸化膜１
２、遮光膜１１の開口部３、シリコン酸化膜１０、シリ
コン窒化膜９及びシリコン酸化膜７−２、７−１を通し
て光電変換部２に入射し、ここで信号電荷に変換され
る。そして、この信号電荷は上記読み出し部４を介して
上記垂直転送部６に読み出され、垂直方向に転送され
る。
体側からの光が入射されると、この光がマイクロレンズ
１５によって受光用開口部３を向く方向に集光され、カ
ラーフィルタ１４、パッシベーション膜１３、酸化膜１
２、遮光膜１１の開口部３、シリコン酸化膜１０、シリ
コン窒化膜９及びシリコン酸化膜７−２、７−１を通し
て光電変換部２に入射し、ここで信号電荷に変換され
る。そして、この信号電荷は上記読み出し部４を介して
上記垂直転送部６に読み出され、垂直方向に転送され
る。
【０００９】このような構造の固体撮像素子は、基板１
上の受光用開口部３における膜構造が、半導体基板１側
から上に順にシリコン酸化膜７の下層部７−１、上層部
７−２、シリコン窒化膜９及びシリコン酸化膜１０とな
っており、シリコン窒化膜９が低反射性を有し、半導体
基板１表面からの反射を干渉作用により低減させるの
で、光電変換部２の受光感度を高くすることができると
いう利点を有していると言える。
上の受光用開口部３における膜構造が、半導体基板１側
から上に順にシリコン酸化膜７の下層部７−１、上層部
７−２、シリコン窒化膜９及びシリコン酸化膜１０とな
っており、シリコン窒化膜９が低反射性を有し、半導体
基板１表面からの反射を干渉作用により低減させるの
で、光電変換部２の受光感度を高くすることができると
いう利点を有していると言える。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
技術においては、受光用開口部２への受光感度を向上さ
せるために、上述したように半導体基板１側から上に順
にシリコン酸化膜７−１、７−２、シリコン窒化膜９及
びシリコン酸化膜１０が配置された構造をとり、半導体
基板１からの反射を抑えるようにしていたが、そのた
め、スミアが生じやすいという問題があった。
技術においては、受光用開口部２への受光感度を向上さ
せるために、上述したように半導体基板１側から上に順
にシリコン酸化膜７−１、７−２、シリコン窒化膜９及
びシリコン酸化膜１０が配置された構造をとり、半導体
基板１からの反射を抑えるようにしていたが、そのた
め、スミアが生じやすいという問題があった。
【００１１】というのは、その図２に示す従来の固体撮
像素子においては、遮光膜１１と半導体基板１との間
に、シリコン酸化膜１０、シリコン窒化膜９及びシリコ
ン酸化膜７−２、７−１が存在するために、遮光膜１１
と半導体基板１との間の間隙が大きくなってしまうから
である。従って、大光量の光が入射した場合、半導体基
板１と遮光膜１１の間に入射した光が、該半導体基板１
と遮光膜１１の間を反射して垂直転送部６へ漏れ込む現
象が起こる。この現象は、モニタ画面で見たときに縦筋
上に白線となって現れる。これは、スミア（smear ）と
称され、固体撮像素子の撮像特性で重要な項目であり、
可能な限り小さくすることが要請される。
像素子においては、遮光膜１１と半導体基板１との間
に、シリコン酸化膜１０、シリコン窒化膜９及びシリコ
ン酸化膜７−２、７−１が存在するために、遮光膜１１
と半導体基板１との間の間隙が大きくなってしまうから
である。従って、大光量の光が入射した場合、半導体基
板１と遮光膜１１の間に入射した光が、該半導体基板１
と遮光膜１１の間を反射して垂直転送部６へ漏れ込む現
象が起こる。この現象は、モニタ画面で見たときに縦筋
上に白線となって現れる。これは、スミア（smear ）と
称され、固体撮像素子の撮像特性で重要な項目であり、
可能な限り小さくすることが要請される。
【００１２】勿論、遮光膜１１下の各膜を薄くすること
によりスミアを小さくすることができ、例えば、シリコ
ン窒化膜９を薄くすることも考えられ得るが、しかしそ
れはパシベーションの面から許されない。というのは、
このシリコン窒化膜９はその上にパシベーションの役割
を果たす膜がないので、受光用開口部２をパシベーショ
ンする役割を果たさざるを得ず、その役割を果たすため
には膜厚を薄くすることに限界があるからである。
によりスミアを小さくすることができ、例えば、シリコ
ン窒化膜９を薄くすることも考えられ得るが、しかしそ
れはパシベーションの面から許されない。というのは、
このシリコン窒化膜９はその上にパシベーションの役割
を果たす膜がないので、受光用開口部２をパシベーショ
ンする役割を果たさざるを得ず、その役割を果たすため
には膜厚を薄くすることに限界があるからである。
【００１３】そのため、従来においては半導体基板１上
の遮光膜１１下の各膜の膜厚の総和を小さくすることに
限界があり、延いてはスミアを小さくすることに限界が
あったのである。
の遮光膜１１下の各膜の膜厚の総和を小さくすることに
限界があり、延いてはスミアを小さくすることに限界が
あったのである。
【００１４】本発明はこのような問題を解決すべく為さ
れたものであり、固体撮像素子において遮光膜の受光用
開口部における低反射性を保持して高感度特性を保持し
つつ低スミア化を図ることを目的とする。
れたものであり、固体撮像素子において遮光膜の受光用
開口部における低反射性を保持して高感度特性を保持し
つつ低スミア化を図ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明固体撮像素子は、
半導体基板の受光開口部上を覆う膜厚が例えば４０ｎｍ
以下の第１シリコン酸化膜上に、受光用開口部を有する
遮光膜を形成し、該遮光膜上に、膜厚が例えば５０ｎｍ
以下の第１シリコン窒化膜を形成し、該第１シリコン窒
化膜上に第２シリコン酸化膜を形成してなる。
半導体基板の受光開口部上を覆う膜厚が例えば４０ｎｍ
以下の第１シリコン酸化膜上に、受光用開口部を有する
遮光膜を形成し、該遮光膜上に、膜厚が例えば５０ｎｍ
以下の第１シリコン窒化膜を形成し、該第１シリコン窒
化膜上に第２シリコン酸化膜を形成してなる。
【００１６】従って、本発明固体撮像素子によれば、遮
光膜の受光用開口部を通して光電変換部入射しようとす
る光に対する第１シリコン窒化膜の反射性を低めること
ができる。というのは、第１シリコン窒化膜は、その上
にパシベーション機能を持つ第２シリコン酸化膜がある
ので、パシベーション機能を持つことが要求されず、従
って、厚いことが要求されない。依って、充分な低反射
性を得るに必要な薄さ、例えば５０ｎｍ以下という薄さ
にして反射性を充分に抑止することができ、延いては、
高い感度を得ることができる。
光膜の受光用開口部を通して光電変換部入射しようとす
る光に対する第１シリコン窒化膜の反射性を低めること
ができる。というのは、第１シリコン窒化膜は、その上
にパシベーション機能を持つ第２シリコン酸化膜がある
ので、パシベーション機能を持つことが要求されず、従
って、厚いことが要求されない。依って、充分な低反射
性を得るに必要な薄さ、例えば５０ｎｍ以下という薄さ
にして反射性を充分に抑止することができ、延いては、
高い感度を得ることができる。
【００１７】そして、受光用開口部近傍において遮光膜
と半導体基板との間には、第１シリコン酸化膜のみが設
けられており、従って、遮光膜と半導体基板との間隔を
狭くすることができ、延いてはスミアを顕著に小さくす
ることができる。
と半導体基板との間には、第１シリコン酸化膜のみが設
けられており、従って、遮光膜と半導体基板との間隔を
狭くすることができ、延いてはスミアを顕著に小さくす
ることができる。
【００１８】本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導
体基板上に、第１シリコン酸化膜上に遮光膜を形成する
工程と、該膜に光電変換部を露出させる受光用開口部を
形成する工程と、該受光用開口部を含む遮光膜上に全面
的に第１シリコン窒化膜を形成し、更にこの上に第２シ
リコン酸化膜を形成する工程を少なくとも有する。
体基板上に、第１シリコン酸化膜上に遮光膜を形成する
工程と、該膜に光電変換部を露出させる受光用開口部を
形成する工程と、該受光用開口部を含む遮光膜上に全面
的に第１シリコン窒化膜を形成し、更にこの上に第２シ
リコン酸化膜を形成する工程を少なくとも有する。
【００１９】従って、本発明の固体撮像素子の製造方法
によれば、受光用開口部近傍において遮光膜下、半導体
基板上に第１シリコン酸化膜のみが存在し、遮光膜上に
低反射性の第１シリコン窒化膜及びパッシベーション機
能を持つ第２シリコン酸化膜を形成した本発明固体撮像
素子を得ることができる。
によれば、受光用開口部近傍において遮光膜下、半導体
基板上に第１シリコン酸化膜のみが存在し、遮光膜上に
低反射性の第１シリコン窒化膜及びパッシベーション機
能を持つ第２シリコン酸化膜を形成した本発明固体撮像
素子を得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明固体撮像素子は、基本的に
は、遮光膜及び受光開口部形成後に、第１シリコン窒化
膜を形成し、光電変換部上方において第１シリコン窒化
膜と半導体基板との間に、第１シリコン酸化膜のみが形
成されるようにする、あるいはしてなるというものであ
り、受光開口部近傍における遮光膜と半導体基板との間
隔を決める第１シリコン酸化膜の膜厚を４０ｎｍ以下に
すれば、スミアをきわめて小さくすることができるので
好ましいといえる。
は、遮光膜及び受光開口部形成後に、第１シリコン窒化
膜を形成し、光電変換部上方において第１シリコン窒化
膜と半導体基板との間に、第１シリコン酸化膜のみが形
成されるようにする、あるいはしてなるというものであ
り、受光開口部近傍における遮光膜と半導体基板との間
隔を決める第１シリコン酸化膜の膜厚を４０ｎｍ以下に
すれば、スミアをきわめて小さくすることができるので
好ましいといえる。
【００２１】また、第１シリコン窒化膜は、低反射性が
要求され、その要求に充分に応えるには厚さが５０ｎｍ
以下であることが好ましく、また、その膜の形成はプラ
ズマＣＶＤ法あるいはＬＰＣＶＤ法により行うことが好
ましいといえる。というのは、膜厚を略バラツキ無く一
定にでき、低反射性を得やすいからである。尚、その第
１シリコン窒化膜上には第２シリコン酸化膜を形成する
が、この厚さは必要なパシベーション効果が得られるよ
うな充分な厚さに設定することができる。
要求され、その要求に充分に応えるには厚さが５０ｎｍ
以下であることが好ましく、また、その膜の形成はプラ
ズマＣＶＤ法あるいはＬＰＣＶＤ法により行うことが好
ましいといえる。というのは、膜厚を略バラツキ無く一
定にでき、低反射性を得やすいからである。尚、その第
１シリコン窒化膜上には第２シリコン酸化膜を形成する
が、この厚さは必要なパシベーション効果が得られるよ
うな充分な厚さに設定することができる。
【００２２】本発明の固体撮像素子の製造方法は、基本
的には、第１シリコン酸化膜の形成を終えた後、遮光膜
を形成し、次いで、該遮光膜に選択エッチングにより受
光開口部を形成し、その後、低反射膜としての第１シリ
コン窒化膜を堆積し、しかる後、パシベーション機能を
持つ第２シリコン酸化膜を形成する。第１シリコン窒化
膜はプラズマＣＶＤ法により或いはＬＰＣＶＤ法により
形成すると良い。というのは、膜厚の制御性が良く、薄
い膜厚、例えば５０ｎｍの第１シリコン窒化膜をバラツ
キ無く且つ均一に形成しやすく、低反射性を確実に得る
ことができやすいからである。尚、プラズマＣＶＤ法に
よれば、水素化が阻害されず、半導体基板とその上の第
１シリコン酸化膜との界面に存在する界面準位を低減で
きるという利点もある。
的には、第１シリコン酸化膜の形成を終えた後、遮光膜
を形成し、次いで、該遮光膜に選択エッチングにより受
光開口部を形成し、その後、低反射膜としての第１シリ
コン窒化膜を堆積し、しかる後、パシベーション機能を
持つ第２シリコン酸化膜を形成する。第１シリコン窒化
膜はプラズマＣＶＤ法により或いはＬＰＣＶＤ法により
形成すると良い。というのは、膜厚の制御性が良く、薄
い膜厚、例えば５０ｎｍの第１シリコン窒化膜をバラツ
キ無く且つ均一に形成しやすく、低反射性を確実に得る
ことができやすいからである。尚、プラズマＣＶＤ法に
よれば、水素化が阻害されず、半導体基板とその上の第
１シリコン酸化膜との界面に存在する界面準位を低減で
きるという利点もある。
【００２３】
【実施例】以下に本発明を実施例により説明する。図１
は本発明固体撮像素子の実施例における画素部の水平方
向の概略の断面図である。図面において、２０は半導体
基板、２２は該半導体基板２０の表面部に形成された光
電変換部、２３はその光電変換部２２の実質的な受光領
域で、後述する遮光膜（３２）の受光用開口部（３２
ａ）が形成されたところにできる。２４は読み出し部、
２５はチャンネルストッパ、２６は垂直転送部、３０−
１は上記半導体基板２０表面を全面的に覆うＳｉ０2か
らなる第１シリコン酸化膜の下層部であり、該下層部３
０−１上には、垂直転送部２６を駆動する、例えばポリ
シリコンからなる垂直転送電極３１が選択的に形成され
ている。
は本発明固体撮像素子の実施例における画素部の水平方
向の概略の断面図である。図面において、２０は半導体
基板、２２は該半導体基板２０の表面部に形成された光
電変換部、２３はその光電変換部２２の実質的な受光領
域で、後述する遮光膜（３２）の受光用開口部（３２
ａ）が形成されたところにできる。２４は読み出し部、
２５はチャンネルストッパ、２６は垂直転送部、３０−
１は上記半導体基板２０表面を全面的に覆うＳｉ０2か
らなる第１シリコン酸化膜の下層部であり、該下層部３
０−１上には、垂直転送部２６を駆動する、例えばポリ
シリコンからなる垂直転送電極３１が選択的に形成され
ている。
【００２４】３０−２は上記第１シリコン酸化膜の下層
部３０−１上及び上記垂直転送電極３１上に全面的に形
成されたＳｉＯ2からなる第１シリコン酸化膜３０の上
層部であり、該上層部３０−２と該下層部３０−１は垂
直転送電極３１で囲繞された部分、換言すれば光電変換
部２２が形成された領域において一体化して第１シリコ
ン酸化膜３０を成しており、該第１シリコン酸化膜３０
は本実施例においては厚さが４０ｎｍ以下にされてい
る。
部３０−１上及び上記垂直転送電極３１上に全面的に形
成されたＳｉＯ2からなる第１シリコン酸化膜３０の上
層部であり、該上層部３０−２と該下層部３０−１は垂
直転送電極３１で囲繞された部分、換言すれば光電変換
部２２が形成された領域において一体化して第１シリコ
ン酸化膜３０を成しており、該第１シリコン酸化膜３０
は本実施例においては厚さが４０ｎｍ以下にされてい
る。
【００２５】３２は第１シリコン酸化膜の上層部３０−
２上に形成された遮光膜で、アルミニウムＡｌ、あるい
はタングステンＷの金属で形成されており、３２ａは該
遮光膜３２に形成されて光電変換部２３を露出させる受
光用開口部で、選択エッチングにより形成される。
２上に形成された遮光膜で、アルミニウムＡｌ、あるい
はタングステンＷの金属で形成されており、３２ａは該
遮光膜３２に形成されて光電変換部２３を露出させる受
光用開口部で、選択エッチングにより形成される。
【００２６】３３は開口部３２ａを含め遮光膜３２上に
全面的に形成された第１シリコン窒化膜３３で、受光開
口部３２ａ上における膜厚がほぼ一定でかつ５０ｎｍ以
下に形成されており、それによって充分な低反射性（反
射防止性）を得るようにしている。３４は該第１シリコ
ン窒化膜３３上に全面的に形成された第２シリコン酸化
膜で、例えば、ＢＰＳＧからなり、パシベーション膜と
しての機能を果たす。
全面的に形成された第１シリコン窒化膜３３で、受光開
口部３２ａ上における膜厚がほぼ一定でかつ５０ｎｍ以
下に形成されており、それによって充分な低反射性（反
射防止性）を得るようにしている。３４は該第１シリコ
ン窒化膜３３上に全面的に形成された第２シリコン酸化
膜で、例えば、ＢＰＳＧからなり、パシベーション膜と
しての機能を果たす。
【００２７】３５は上記第２シリコン酸化膜３４上に全
面的に形成され、パシベーションと表面を平坦化する第
２シリコン窒化膜であり、該第２シリコン窒化膜３５上
には、カラーフィルタ３６が形成され、この上にマイク
ロレンズ３７が形成されている。
面的に形成され、パシベーションと表面を平坦化する第
２シリコン窒化膜であり、該第２シリコン窒化膜３５上
には、カラーフィルタ３６が形成され、この上にマイク
ロレンズ３７が形成されている。
【００２８】このような固体撮像素子によれば、スミア
の程度を左右するところの、受光用開口部近傍における
基板２０と遮光膜３３との間の間隔を、第１シリコン酸
化膜３０（３０−１・３０−２）の厚さのみで決定され
るようにでき、それを例えば４０ｎｍ以下と小さくする
ことが容易に為し得る。従って、スミアを小さくするこ
とができる。
の程度を左右するところの、受光用開口部近傍における
基板２０と遮光膜３３との間の間隔を、第１シリコン酸
化膜３０（３０−１・３０−２）の厚さのみで決定され
るようにでき、それを例えば４０ｎｍ以下と小さくする
ことが容易に為し得る。従って、スミアを小さくするこ
とができる。
【００２９】そして、第１シリコン窒化膜３３の厚さを
５０ｎｍ以下と薄くすることができるので、低反射性を
得ることができるので、受光用開口部３２ａへ向かう被
写体側からの光に対する反射性を低めて固体撮像素子の
感度の向上を図ることができる。
５０ｎｍ以下と薄くすることができるので、低反射性を
得ることができるので、受光用開口部３２ａへ向かう被
写体側からの光に対する反射性を低めて固体撮像素子の
感度の向上を図ることができる。
【００３０】この固体撮像素子は、例えば、次のような
方法により製造することができる。先ず、ウエルが形成
された半導体基板２０の受光用開口部形成予定領域に
は、拡散法等によってｐ型読み出し部２４と素子分離用
チャネルストップ部２５を形成し、更に、ｎ型垂直転送
部２６等を形成する。
方法により製造することができる。先ず、ウエルが形成
された半導体基板２０の受光用開口部形成予定領域に
は、拡散法等によってｐ型読み出し部２４と素子分離用
チャネルストップ部２５を形成し、更に、ｎ型垂直転送
部２６等を形成する。
【００３１】次に、半導体基板２０の全面に、ＳｉＯ2
からなる第１シリコン酸化膜３０の下層部３０−１を形
成し、該下層部３０−１上にポリシリコンからなる垂直
転送電極３１を選択的に形成する。次に、該垂直転送電
極３１をマスクにして、ｎ型とｐ型の不純物イオンを半
導体基板２０に選択的に注入することにより表面部にｐ
型のホールアキュムレート領域（図示を省略する）を有
する電変換部２３を形成する。
からなる第１シリコン酸化膜３０の下層部３０−１を形
成し、該下層部３０−１上にポリシリコンからなる垂直
転送電極３１を選択的に形成する。次に、該垂直転送電
極３１をマスクにして、ｎ型とｐ型の不純物イオンを半
導体基板２０に選択的に注入することにより表面部にｐ
型のホールアキュムレート領域（図示を省略する）を有
する電変換部２３を形成する。
【００３２】次に、垂直転送電極３１及び第１シリコン
酸化膜３０の下層部３０−１上に全面的にＳｉＯ2 から
なる第１シリコン酸化膜３０の上層部３０−２を形成す
る。光電変換部２３上における第１シリコン酸化膜３０
の膜厚（下層部３０−１と上層部３０−２の膜厚の和）
は、４０ｎｍ以下にすることが望ましいこと前述の通り
である。なお、これまでの工程は従来の場合とは異なる
ところは特にはない。
酸化膜３０の下層部３０−１上に全面的にＳｉＯ2 から
なる第１シリコン酸化膜３０の上層部３０−２を形成す
る。光電変換部２３上における第１シリコン酸化膜３０
の膜厚（下層部３０−１と上層部３０−２の膜厚の和）
は、４０ｎｍ以下にすることが望ましいこと前述の通り
である。なお、これまでの工程は従来の場合とは異なる
ところは特にはない。
【００３３】ここからが従来の場合と異なる。先ず、第
１シリコン酸化膜３０−２上に、ＡｌあるいはＷ等の金
属からなる遮光膜３２を形成し、その後、該遮光膜３２
を選択的にエッチングすることにより光電変換部２３を
露出させる受光用開口部３２ａを形成する。
１シリコン酸化膜３０−２上に、ＡｌあるいはＷ等の金
属からなる遮光膜３２を形成し、その後、該遮光膜３２
を選択的にエッチングすることにより光電変換部２３を
露出させる受光用開口部３２ａを形成する。
【００３４】その後、受光用開口部３２ａを含む遮光膜
３２の全面に、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等によ
り、膜厚５０ｎｍ以下の第１シリコン窒化膜３３を形成
し、次いで、ＢＰＳＧ膜等の第２シリコン酸化膜３４、
パッシベーション膜等の第２シリコン窒化膜３５、カラ
ーフィルタ３６及びマイクロレンズ３７を順次形成す
る。
３２の全面に、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等によ
り、膜厚５０ｎｍ以下の第１シリコン窒化膜３３を形成
し、次いで、ＢＰＳＧ膜等の第２シリコン酸化膜３４、
パッシベーション膜等の第２シリコン窒化膜３５、カラ
ーフィルタ３６及びマイクロレンズ３７を順次形成す
る。
【００３５】このような製造方法によれば、図１に示す
固体撮像素子を得ることができる。
固体撮像素子を得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の固体撮像素子によれば、遮光
膜の受光用開口部を通して光電変換部に入射しようとす
る光に対する反射性を第１シリコン窒化膜により低める
ことができる。というのは、第１シリコン窒化膜は、そ
の上にパシベーション機能を持つ第２シリコン酸化膜が
あるので、パシベーション機能を持つことが要求され
ず、従って、薄いことが許容されるからである。依っ
て、充分な低反射性を得るに必要な薄さにして上記反射
を充分に抑止することができ、延いては、高い感度を得
ることができる。
膜の受光用開口部を通して光電変換部に入射しようとす
る光に対する反射性を第１シリコン窒化膜により低める
ことができる。というのは、第１シリコン窒化膜は、そ
の上にパシベーション機能を持つ第２シリコン酸化膜が
あるので、パシベーション機能を持つことが要求され
ず、従って、薄いことが許容されるからである。依っ
て、充分な低反射性を得るに必要な薄さにして上記反射
を充分に抑止することができ、延いては、高い感度を得
ることができる。
【００３７】そして、受光用開口部近傍において遮光膜
と半導体基板との間には、第１シリコン酸化膜のみが介
在しており、従って、遮光膜と半導体基板との間隔を狭
くすることができ、延いてはスミアを顕著に小さくする
ことができる。
と半導体基板との間には、第１シリコン酸化膜のみが介
在しており、従って、遮光膜と半導体基板との間隔を狭
くすることができ、延いてはスミアを顕著に小さくする
ことができる。
【００３８】請求項２の固体撮像素子によれば、第１シ
リコン窒化膜の厚さが５０ｎｍ以下にされているので、
低反射性を充分に得ることができ、延いては高感度にす
ることができる。請求項３の固体撮像素子によれば、受
光開口部近傍における基板と遮光膜との間隔となる第１
シリコン酸化膜の膜厚が４０ｎｍ以下と薄いので、スミ
アを充分に小さくすることができる。
リコン窒化膜の厚さが５０ｎｍ以下にされているので、
低反射性を充分に得ることができ、延いては高感度にす
ることができる。請求項３の固体撮像素子によれば、受
光開口部近傍における基板と遮光膜との間隔となる第１
シリコン酸化膜の膜厚が４０ｎｍ以下と薄いので、スミ
アを充分に小さくすることができる。
【００３９】請求項４の固体撮像素子の製造方法によれ
ば、受光用開口部近傍において遮光膜下、半導体基板上
に第１シリコン酸化膜のみが存在し、遮光膜上に低反射
性の第１シリコン窒化膜及びパッシベーション機能を持
つ第２シリコン酸化膜を形成した請求項１の固体撮像素
子を得ることができる。
ば、受光用開口部近傍において遮光膜下、半導体基板上
に第１シリコン酸化膜のみが存在し、遮光膜上に低反射
性の第１シリコン窒化膜及びパッシベーション機能を持
つ第２シリコン酸化膜を形成した請求項１の固体撮像素
子を得ることができる。
【００４０】請求項５の固体撮像素子によれば、第１シ
リコン窒化膜をプラズマＣＶＤ法により或いはＬＰＣＶ
Ｄ法により形成したので、膜厚の制御性が良く、薄い膜
厚、例えば５０ｎｍの第１シリコン窒化膜をバラツキ無
く且つ均一に形成しやすく、低反射性を確実に得ること
ができ易い。尚、プラズマＣＶＤ法によれば、水素化が
阻害されず、半導体基板とその上の第１シリコン酸化膜
との界面に存在する界面準位を低減できるという利点も
ある。
リコン窒化膜をプラズマＣＶＤ法により或いはＬＰＣＶ
Ｄ法により形成したので、膜厚の制御性が良く、薄い膜
厚、例えば５０ｎｍの第１シリコン窒化膜をバラツキ無
く且つ均一に形成しやすく、低反射性を確実に得ること
ができ易い。尚、プラズマＣＶＤ法によれば、水素化が
阻害されず、半導体基板とその上の第１シリコン酸化膜
との界面に存在する界面準位を低減できるという利点も
ある。
【図１】本発明固体撮像素子の一つの実施例における画
素部の水平方向の概略断面図である。
素部の水平方向の概略断面図である。
【図２】従来の固体撮像素子の画素部における水平方向
の概略断面図である。
の概略断面図である。
２０・・・半導体基板、２３・・・光電変換部、２６・
・・垂直転送部、３０（３０−１、３０−２）・・・第
１シリコン酸化膜、３１・・・垂直転送電極、３２・・
・遮光膜、３２ａ・・・受光用開口部、３３・・・第１
シリコン窒化膜、３４・・・第２シリコン酸化膜、３５
・・・第２シリコン窒化膜。
・・垂直転送部、３０（３０−１、３０−２）・・・第
１シリコン酸化膜、３１・・・垂直転送電極、３２・・
・遮光膜、３２ａ・・・受光用開口部、３３・・・第１
シリコン窒化膜、３４・・・第２シリコン酸化膜、３５
・・・第２シリコン窒化膜。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AB01 BA10 CA03 CA04 CA34 CA40 CB13 CB14 EA01 FA06 FA26 FA35 GB11 GC07 GD04 5C024 CX13 CX41 CY47 GX03 GY01 5F049 MA02 NA02 NB05 PA02 PA03 SE01 SS03 SZ03 SZ10 SZ12 TA12 TA13 UA01
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板上に、 少なくとも光電変換部を覆う第１シリコン酸化膜と、 上記第１シリコン酸化膜上に形成され、上記光電変換部
を露出させる受光用開口部を有する遮光膜と、 上記受光用開口部を含む上記遮光膜上に全面的に形成さ
れた第１シリコン窒化膜と、 上記第１シリコン窒化膜上に全面的に形成された第２シ
リコン酸化膜と、 上記第２シリコン酸化膜上に全面的に形成された表面平
坦化用の第２シリコン窒化膜と、 を有することを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 上記第１シリコン窒化膜の厚さが５０ｎ
ｍ以下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３】 上記第１シリコン酸化膜の膜厚が４０ｎ
ｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の固
体撮像素子。 - 【請求項４】 半導体基板上を光電変換部上を含め全面
的に覆う膜と該膜及び該光電変換部の近傍の***部上を
覆う膜からなる第１シリコン酸化膜上に遮光膜を形成す
る工程と、 上記遮光膜を選択的にエッチングすることにより上記光
電変換部を露出させる受光用開口部を形成する工程と、 上記受光用開口部を含む上記遮光膜上に全面的に低反射
性の第１シリコン窒化膜を形成する工程と、 上記第１シリコン窒化膜上に全面的に第２シリコン酸化
膜を形成する工程と、 上記第２シリコン酸化膜上に全面的に第２シリコン窒化
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５】 上記第１シリコン窒化膜を、プラズマＣ
ＶＤ法あるいはＬＰＣＶＤ法により形成することを特徴
とする請求項４記載の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000169894A JP2001352051A (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000169894A JP2001352051A (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001352051A true JP2001352051A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18672683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000169894A Pending JP2001352051A (ja) | 2000-06-07 | 2000-06-07 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001352051A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005340475A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| JP2006032705A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法、並びに位置検出センサー |
| JP2006041211A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 |
| WO2007055141A1 (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Nikon Corporation | 反射防止膜を有する固体撮像装置および表示装置並びにその製造方法 |
| JP2007335694A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sharp Corp | 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
| US7518096B2 (en) | 2003-11-25 | 2009-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of designing photoelectric conversion apparatus with carefully set antireflective film thickness |
| US8946843B2 (en) | 2009-11-13 | 2015-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensing device |
-
2000
- 2000-06-07 JP JP2000169894A patent/JP2001352051A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7518096B2 (en) | 2003-11-25 | 2009-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of designing photoelectric conversion apparatus with carefully set antireflective film thickness |
| US7985947B2 (en) | 2003-11-25 | 2011-07-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Photoelectric conversion apparatus and image pickup system using photoelectric conversion apparatus |
| JP2005340475A (ja) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | Sony Corp | 固体撮像装置 |
| JP2006032705A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法、並びに位置検出センサー |
| JP4581523B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-11-17 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
| JP2006041211A (ja) * | 2004-07-28 | 2006-02-09 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 |
| WO2007055141A1 (ja) * | 2005-11-11 | 2007-05-18 | Nikon Corporation | 反射防止膜を有する固体撮像装置および表示装置並びにその製造方法 |
| US7829908B2 (en) | 2005-11-11 | 2010-11-09 | Nikon Corporation | Solid-state image sensors and display devices having anti-reflection film |
| JP5082855B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2012-11-28 | 株式会社ニコン | 反射防止膜を有する固体撮像装置および表示装置並びにその製造方法 |
| JP2007335694A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sharp Corp | 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
| US8946843B2 (en) | 2009-11-13 | 2015-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state image sensing device |
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