JP2012015133A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することを目的とする。
【解決手段】電荷転送電極5の水平方向の端部に膜厚を薄くした薄膜領域L5aを設け、遮光膜7を薄膜領域L5aの側面に形成せずに電荷転送電極5上に形成することにより、フォトダイオード2上の開口幅L6を確保しながら、遮光膜7と半導体基板1との距離を短縮することができるので、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することが可能となる。
【選択図】図2
【解決手段】電荷転送電極5の水平方向の端部に膜厚を薄くした薄膜領域L5aを設け、遮光膜7を薄膜領域L5aの側面に形成せずに電荷転送電極5上に形成することにより、フォトダイオード2上の開口幅L6を確保しながら、遮光膜7と半導体基板1との距離を短縮することができるので、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することが可能となる。
【選択図】図2
Description
本発明は、電荷転送電極と、電荷転送電極の上方に形成される遮光膜とを備える固体撮像装置およびその製造方法に関する。
CCD型固体撮像装置に代表される固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の撮像素子として広く利用されており、その需要は益々増加している。また、近年、高解像度化および多画素化の要求により益々セルの小型化が進んでいる。一方で、固体撮像装置の感度特性は従来と同レベルが要求されている。
以下、従来の固体撮像装置について、図8〜図11を用いて説明する。
図8は特許文献1における固体撮像装置の構造を示す断面図、図9は固体撮像装置の構造を示す平面概略図、図10は従来の固体撮像装置の構造を示す平面図である。図11は従来の固体撮像装置の構造を示す断面図であり、図10のA−A’における断面図である。
図8は特許文献1における固体撮像装置の構造を示す断面図、図9は固体撮像装置の構造を示す平面概略図、図10は従来の固体撮像装置の構造を示す平面図である。図11は従来の固体撮像装置の構造を示す断面図であり、図10のA−A’における断面図である。
図9に示す固体撮像装置はCCDイメージセンサであり、行列上に配置された複数のフォトダイオード2と、列毎に設けられた複数の垂直転送チャネル3、水平転送チャネル14とを備える。
複数のフォトダイオード2は、入射光を信号電荷に光電変換する。垂直転送チャネル3は、対応する列に配置される複数のフォトダイオード2により光電変換された信号電荷を垂直方向(列方向)に転送する。水平転送チャネル14は、複数の垂直転送チャネル3により転送された信号電荷を水平方向に転送する。
図10および図11に示すように、従来の固体撮像装置は、半導体基板1と、フォトダイオード2と、垂直転送チャネル3と、ゲート絶縁膜4と、電荷転送電極5と、層間絶縁膜6および8と、遮光膜7と、反射防止膜11と、カラーフィルター層9と、マイクロレンズ10とを備える。
マイクロレンズ10を通過した光13は、遮光膜7の開口部7aを通過してフォトダイオード2に入射する。フォトダイオード2は、入射した光13を信号電荷に変換する。
ここで、遮光膜7の開口部7aの幅L6が狭いと、斜め入射光13aおよび13bは遮光膜7で反射されてフォトダイオード2に入らない。つまり、固体撮像装置の高感度を実現させるためには開口幅L6を大きくすることが必要となっている。
ここで、遮光膜7の開口部7aの幅L6が狭いと、斜め入射光13aおよび13bは遮光膜7で反射されてフォトダイオード2に入らない。つまり、固体撮像装置の高感度を実現させるためには開口幅L6を大きくすることが必要となっている。
そのため、図8に示す特許文献1のように、開口幅L6を大きくすることにより、入射光量を増大させる技術が開示されている。
特許文献1記載の固体撮像装置では、図8に示すように、遮光膜7を、電荷転送電極5の側面には形成せず、電荷転送電極5上のみに形成していた。これにより、開口幅L6を大きくしていた。
特許文献1記載の固体撮像装置では、図8に示すように、遮光膜7を、電荷転送電極5の側面には形成せず、電荷転送電極5上のみに形成していた。これにより、開口幅L6を大きくしていた。
しかし、特許文献1記載の固体撮像装置では、電荷転送電極5の側面に遮光膜7を形成せず、遮光膜7と半導体基板1との距離t7が大きくなることにより、垂直転送チャネル3に入射する光13c、13dが増加する。これにより、スミアが発生する。
そのため、特許文献1では、スミア成分の増加に対して、フレーム・インターライン・トランスファー構造を採用することを提案している。
上記特許文献1の構造(フレーム・インターライン・トランスファー(FIT)構造)を用いた場合、電荷蓄積領域を設ける必要がありチップ面積が増加するという別の問題が生じる。
つまり、従来の固体撮像装置では、高感度化を実現するために、スミアおよびチップ面積を増大させる必要があるという問題点を有していた。
本発明は、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することを目的とする。
本発明は、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、半導体基板と、前記半導体基板に行列状に形成される複数の光電変換部と、前記光電変換部の行間に、列方向に伸びて形成される電荷転送チャネルと、前記半導体基板上全面に形成される絶縁膜と、前記電荷転送チャネル上方の前記絶縁膜上に形成される電荷転送電極と、少なくとも前記電荷転送電極の上に形成される層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜を介して前記電荷転送電極上に形成される遮光膜とを有し、前記電荷転送電極が中央部の第1の領域と前記第1の領域より膜厚の薄い第2の領域とを備え、前記第2の領域が前記電荷転送電極の水平方向の端部のうち、前記電荷転送電極が読み出しを行う前記光電変換部の形成領域側に形成されることを特徴とする。
また、前記第2の領域の膜厚は、20〜50nmであることが好ましい。
また、前記第2の領域の水平方向の幅は140nm以下であることが好ましい。
また、前記第1の領域を介して前記第2の領域と対抗する前記電荷転送電極の水平方向の端部にも、前記第1の領域より膜厚の薄い第3の領域を形成することが好ましい。
また、前記第2の領域の水平方向の幅は140nm以下であることが好ましい。
また、前記第1の領域を介して前記第2の領域と対抗する前記電荷転送電極の水平方向の端部にも、前記第1の領域より膜厚の薄い第3の領域を形成することが好ましい。
また、前記遮光膜は金属膜であっても良い。
また、前記電荷転送電極が前記電荷転送電極上で前記遮光膜と導通しても良い。
さらに、本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に複数の光電変換部を行列状に形成する工程と、前記半導体基板の前記複数の光電変換部の行間に、列方向に伸びる電荷転送チャネルを形成する工程と、前記半導体基板上全面に絶縁膜を形成する工程と、前記電荷転送チャネルの上方の前記絶縁膜上に電荷転送電極を形成する工程と、前記電荷転送電極の水平方向の端部のうち、前記電荷転送電極が読み出しを行う前記光電変換部の形成領域側を薄膜化する工程と、少なくとも前記電荷転送電極の上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜を介して前記電荷転送電極上に遮光膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
また、前記電荷転送電極が前記電荷転送電極上で前記遮光膜と導通しても良い。
さらに、本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に複数の光電変換部を行列状に形成する工程と、前記半導体基板の前記複数の光電変換部の行間に、列方向に伸びる電荷転送チャネルを形成する工程と、前記半導体基板上全面に絶縁膜を形成する工程と、前記電荷転送チャネルの上方の前記絶縁膜上に電荷転送電極を形成する工程と、前記電荷転送電極の水平方向の端部のうち、前記電荷転送電極が読み出しを行う前記光電変換部の形成領域側を薄膜化する工程と、少なくとも前記電荷転送電極の上に層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜を介して前記電荷転送電極上に遮光膜を形成する工程とを有することを特徴とする。
また、前記電荷転送電極を薄膜化する工程では、前記電荷転送電極の水平方向の端部の両方を同時に薄膜化することが好ましい。
以上により、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することが可能となる。
以上により、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することが可能となる。
以上のように、電荷転送電極の水平方向の端部に膜厚を薄くした薄膜領域を設け、遮光膜を薄膜領域の側面に形成せずに電荷転送電極上に形成することにより、フォトダイオード上の開口幅を確保しながら、遮光膜と半導体基板との距離を短縮することができるので、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することが可能となる。
以下に、本発明に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法について、図面を参照して具体的に説明する。
まず、図1,図2を用いて本発明の固体撮像装置の構造について説明する。
まず、図1,図2を用いて本発明の固体撮像装置の構造について説明する。
図1は本発明の固体撮像装置の構造を示す平面図であり、明りょう化のため、上層に形成されている層間絶縁膜8,カラーフィルター層9およびマイクロレンズ10を透視的に示している。図2は本発明の固体撮像装置の構造を示す断面図であり、図1のA−A’部分の断面図である。
図1,図2に示すように、本発明に係る固体撮像装置の特徴は、遮光膜7を電荷転送電極5上のみに形成する。これにより、遮光膜7の開口幅L6を広くできるので、フォトダイオード2への入射光を増加できる。さらに、本発明の固体撮像装置は、遮光膜7と電荷転送電極5とを並列に配置してシャント配線構造とすることにより、電荷転送電極5に印加される電荷転送パルスの経路の抵抗値を低減できるので、垂直転送速度を向上できる。これにより、本発明の固体撮像装置は、スミアの増加を抑制できる。
さらに、本発明の固体撮像装置は、遮光膜7の底面と半導体基板1の表面との距離を短くすることにより、垂直転送チャネル3への光漏れを低減でき、スミアの増加を抑制できる。
以下、具体的に説明する。
図1および図2に示すように、本発明の固体撮像装置は、半導体基板1と、光電変換部であるフォトダイオード2と、垂直転送チャネル3と、ゲート絶縁膜4と、電荷転送電極5と、層間絶縁膜6および8と、遮光膜7と、カラーフィルター層9と、マイクロレンズ10と、必要な場合には反射防止膜11とを備える。
図1および図2に示すように、本発明の固体撮像装置は、半導体基板1と、光電変換部であるフォトダイオード2と、垂直転送チャネル3と、ゲート絶縁膜4と、電荷転送電極5と、層間絶縁膜6および8と、遮光膜7と、カラーフィルター層9と、マイクロレンズ10と、必要な場合には反射防止膜11とを備える。
半導体基板1は、例えば、シリコン基板である。
フォトダイオード2は、半導体基板1内に行列状に形成される受光部であり、光を信号電荷に光電変換する。
フォトダイオード2は、半導体基板1内に行列状に形成される受光部であり、光を信号電荷に光電変換する。
垂直転送チャネル3は、フォトダイオード2により光電変換された信号電荷を垂直方向に水平転送チャネルまで転送するための垂直電荷転送チャネルである。垂直転送チャネル3は、フォトダイオード2の列間に形成され、フォトダイオード2が形成される1列に沿って形成される。
絶縁膜4は、半導体基板1の表面上の少なくとも電荷転送電極5上に形成され、例えば、シリコン酸化膜である。
電荷転送電極5は、垂直転送を行なうための転送ゲート電極であり、絶縁膜4上に形成される。つまり、電荷転送電極5は、垂直転送チャネル3の上方に絶縁膜4を介して形成される。この電荷転送電極5は、例えば、多結晶シリコンで形成される。本発明では、電荷転送電極5の行方向である水平方向の両端部分を中央部分に比べて薄く形成することが特徴である。これにより、電荷転送電極5は、膜厚の厚い中央部分の厚膜領域L5bと両端の薄膜領域L5aとを備える構造となる。
電荷転送電極5は、垂直転送を行なうための転送ゲート電極であり、絶縁膜4上に形成される。つまり、電荷転送電極5は、垂直転送チャネル3の上方に絶縁膜4を介して形成される。この電荷転送電極5は、例えば、多結晶シリコンで形成される。本発明では、電荷転送電極5の行方向である水平方向の両端部分を中央部分に比べて薄く形成することが特徴である。これにより、電荷転送電極5は、膜厚の厚い中央部分の厚膜領域L5bと両端の薄膜領域L5aとを備える構造となる。
層間絶縁膜6は、電荷転送電極5を覆うように、電荷転送電極5上に形成される。例えば、層間絶縁膜6はシリコン酸化膜である。
遮光膜7は、垂直転送チャネル3への光の入射を防止するための金属膜等の膜であり、電荷転送電極5の上方のみに層間絶縁膜6を介して形成される。遮光膜7の水平方向の幅L6bは、電荷転送電極5の水平方向の幅L6aより短い。つまり、水平方向に於いて、遮光膜7の両端部は、電荷転送電極5が形成される領域上に形成され、電荷転送電極5の厚膜領域L5b上およびその側面並びに薄膜領域L5a上を覆うが、薄膜領域L5aの側面を覆わない。
遮光膜7は、垂直転送チャネル3への光の入射を防止するための金属膜等の膜であり、電荷転送電極5の上方のみに層間絶縁膜6を介して形成される。遮光膜7の水平方向の幅L6bは、電荷転送電極5の水平方向の幅L6aより短い。つまり、水平方向に於いて、遮光膜7の両端部は、電荷転送電極5が形成される領域上に形成され、電荷転送電極5の厚膜領域L5b上およびその側面並びに薄膜領域L5a上を覆うが、薄膜領域L5aの側面を覆わない。
ここで、電荷転送電極5の水平方向両側の薄膜領域L5aの部分を140nmの幅であらかじめ20nm〜50nmの膜厚に形成し、薄膜領域L5a上まで遮光膜7を形成する。このことにより、遮光膜7と半導体基板1との距離t1は150nm以下とすることができ、遮光膜7の開口部から入射される斜め光が垂直転送チャネル3に入射することを抑制でき、スミア特性の低下を抑制できる。
なお、今回の説明では、電荷転送電極5の薄膜領域L5a部を電荷転送電極5の両端に形成しているが、斜め入射光によるスミア特性の劣化が発生しにくい端においては、薄膜に形成する必要はない。つまり、電荷転送電極5の薄膜領域L5aは、転送電荷を光電変換するフォトダイオード2の片方だけに形成してもよい。このことにより、薄膜化される領域が低減され電荷転送電極5の断面積が大きくなるため、電荷転送電極5の抵抗値が低減され、高速転送駆動が実現できる。
遮光膜7には、電荷転送電極5を駆動する電荷転送パルスが印加される。コンタクト12は、層間絶縁膜6を貫通し、遮光膜7と電荷転送電極5とを電気的に接続する。なお、コンタクト12は、電荷転送パルスが印加される遮光膜7と、それに対応する電荷転送電極5とを接続する構成の場合に用いられ、遮光膜7と電荷転送電極5とを接続しない構成の場合には設ける必要がない。
例えば、4相の電荷転送パルスが用いられる場合には、各列の遮光膜7には、4相の電荷転送パルスのうちいずれかが印加される。また、複数の電荷転送電極5はそれぞれ4相の電荷転送パルスのいずれかに対応し、対応する電荷転送パルスが印加される遮光膜7とコンタクト12を介して接続される。つまり、各遮光膜7には、四つの電荷転送電極5毎に一つのコンタクト12が形成される。
層間絶縁膜8は、層間絶縁膜6および遮光膜7上に形成され、上面が平坦化されている。
カラーフィルター層9は、層間絶縁膜8上に形成され、所定の波長領域の光を透過する。
マイクロレンズ10は、フォトダイオード2の上方、かつカラーフィルター層9上に形成され、入射光をフォトダイオード2に集光する。つまり、マイクロレンズ10によって集光された入射光は、カラーフィルター層9および遮光膜7の開口部7aを通過してフォトダイオード2に入射される。
カラーフィルター層9は、層間絶縁膜8上に形成され、所定の波長領域の光を透過する。
マイクロレンズ10は、フォトダイオード2の上方、かつカラーフィルター層9上に形成され、入射光をフォトダイオード2に集光する。つまり、マイクロレンズ10によって集光された入射光は、カラーフィルター層9および遮光膜7の開口部7aを通過してフォトダイオード2に入射される。
ここで、遮光膜7は電荷転送電極5の最外周の側面である薄膜領域L5aの側面を覆わない構造である。よって、遮光膜7の開口幅L6と電荷転送電極5の幅とは相互に依存しないで決定できるため、開口幅L6と電荷転送電極5の幅は各々の最適値に設定でき、開口幅L6を大きくして高感度化図りながら、薄膜領域L5aで電荷転送電極5の垂直転送チャネル3と対向する部分の面積を確保すると共に、薄膜領域L5a上まで遮光膜7を形成して薄膜領域L5aの側面には遮光膜を形成しないことにより、電荷転送電極5と遮光膜7とを合わせた平面積を抑制しながら、斜め入射光が垂直転送チャネル3に入射することを抑制できる。
また、図11に示す従来の構造と比べて電荷転送電極5の側面を覆っている遮光膜7の張り出し部を省略することによって、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置は、同一セルサイズであれば開口面積を従来構造と比べて拡大できる。つまり、おおよそ遮光膜7の厚みの2倍だけ開口幅L6を広くできる。例えば、一般的なサイズの固体撮像装置の場合、遮光膜7の厚みが100nmであれば、開口幅L6を約400nmとすることができ、本発明の実固体撮像装置は、従来の構造と比べて、感度特性を1.5倍にできる。
ここで、図8に示す特許文献1の構造では、遮光膜7が電荷転送電極5上のみに形成された場合、遮光膜7と半導体基板1との間の距離が大きくなり遮光膜7の端部における斜め入射光漏れによるスミア増加が課題になっていた。
一方、本発明に係る固体撮像装置では、遮光膜7の底面と半導体基板1の表面との間の距離t1を図11に示す従来の構造と同等以下にすることにより、斜め入射光漏れを防止できるので、スミアの増加を抑制できる。
具体的には、本発明に係る固体撮像装置では、遮光膜7の底面と半導体基板表面の距離t1は、薄膜領域L5aの膜厚を20nm〜50nmにすることにより、従来と同等の150nm以下となるように設定している。
詳細には、距離t1は、電荷転送電極5下の絶縁膜4と、電荷転送電極5の薄膜領域L5aと、薄膜領域L5a上の層間絶縁膜6との膜厚総和である。本発明に係る固体撮像装置では、絶縁膜4の膜厚は従来構造と同等であり約40nmである。
また、電荷転送電極5上の層間絶縁膜6は、遮光膜7との耐圧から決定される。具体的には、遮光膜7および電荷転送電極5に最大21V印加される場合、遮光膜7と電荷転送電極5との間の耐圧は5mV/cm以上に確保する必要がある。このため、層間絶縁膜6の膜厚は約42nm以上とすることが望ましい。
また、薄膜領域L5aの膜厚を20〜50nmに形成しているため、遮光膜7の底面と半導体基板1の表面の距離t1の最大値は40+42+50=132nmとなり150nm以下を実現できる。
このように、本発明に係る固体撮像装置では、遮光膜7を電荷転送電極5上から電荷転送電極5の薄膜領域L5a上までに形成し、薄膜領域L5aの側面には形成しないことにより、遮光膜7と半導体基板1との距離t1を従来と同等にすることができ、スミアの増加を抑制できる。これにより、スミアを低減するために、電荷蓄積領域の面積が画素部の1/3を占めるFIT構造を用いる必要がないので、特許文献1記載の固体撮像装置と比較して、チップサイズを約3/4にできる。
次に、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の製造方法について図3〜図7を参照して具体的に説明する。
図3〜図7は本発明の固体撮像装置の製造方法を示す図であり、図3(a),図3(c),図4(a),図4(c),図5(a),図5(c),図6(a),図6(c),図7(a)は順に本発明の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。図3(b),図3(d),図4(b),図4(d),図5(b),図5(d),図6(b),図6(d),図7(b)はそれぞれ図3(a),図3(c),図4(a),図4(c),図5(a),図5(c),図6(a),図6(c),図7(a)に対応する平面図であり、これらの平面図のA−A’部分の断面図が前述の工程断面図である。
図3〜図7は本発明の固体撮像装置の製造方法を示す図であり、図3(a),図3(c),図4(a),図4(c),図5(a),図5(c),図6(a),図6(c),図7(a)は順に本発明の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図である。図3(b),図3(d),図4(b),図4(d),図5(b),図5(d),図6(b),図6(d),図7(b)はそれぞれ図3(a),図3(c),図4(a),図4(c),図5(a),図5(c),図6(a),図6(c),図7(a)に対応する平面図であり、これらの平面図のA−A’部分の断面図が前述の工程断面図である。
まず、半導体基板1内にフォトダイオード2および電荷転送チャネル3を形成する。次に、半導体基板1上の全面に絶縁膜4を形成し、絶縁膜4上に、多結晶シリコン膜15を成膜する(図3(a),図3(b))。
次に、レジストパタ−ンニングを行い、ドライエッチング法により、電荷転送電極5の形成領域に多結晶シリコン膜15が残存するようにエッチングを行なう。エッチング後レジストは除去する(図3(c),図3(d))。
次に、残存した多結晶シリコン膜15の水平方向の両端部分を開口するようにレジストパターン5aの形成を行なう。垂直方向のマスク開口スペース幅L5aは140nmにする(図4(a),図4(b))。
次に、ドライエッチング法により多結晶シリコン膜15のエッチングを行なう。エッチング量は多結晶シリコン膜15の膜厚t2が20nm〜50nm残るように制御する。エッチング後レジストは除去する(図4(c),図4(d))。これにより、水平方向の両端部分の膜厚が薄い形状の電荷転送電極5が形成される。
次に、反射防止膜11を形成する場合には、所定の領域にCVD法により窒化膜を成膜した後、レジストパターニングを行い、ドライエッチング法によりフォトダイオード2の上部の絶縁膜4上に反射防止膜11を形成する。エッチング後レジストは除去する(図5(a),図5(b))。
次に、CVD法により層間絶縁膜6を少なくとも電荷転送電極5上に成膜する。さらに、コンタクト12を形成する必要がある場合には、レジストパターニングを行ない、ドライエッチング法により、電荷転送電極5上の層間絶縁膜6にコンタクト12を形成する(図5(c),図5(d))。ここで、図5(d)においては、構成を明りょうにするために層間絶縁膜6の図示を省略している。
次に、スパッタ法およびCVD法により前面に遮光性材料17を成膜する。この時、遮光性材料17はコンタクト12内にも充填され、コンタクト12内で電荷転送電極5と接触する(図6(a),図6(b))。
次に、遮光性材料17上にレジストパターンニングを行ない、ドライエッチング法により、遮光膜7を形成する。このとき、遮光膜7の両端は、電荷転送電極5の薄膜化された薄膜領域上に形成する。そのため、電荷転送電極5の薄膜領域の側面を覆わないように遮光膜7を形成する。エッチング後レジストは除去する(図6(c),図6(d))。
最後に、必要に応じて、全面に層間絶縁膜8を成膜し、カラーフィルター9およびマイクロレンズ10を形成する(図7(a),図7(b))。
以上のような製造方法で製造された固体撮像装置によれば、遮光膜7を電荷転送電極5上から電荷転送電極5の薄膜領域L5a上までに形成し、薄膜領域L5aの側面には形成しないことができるため、遮光膜7と半導体基板1との距離t1を、入射された斜め光が垂直転送チャネル3に入射することができる程度の距離にすることができるためスミアの発生を抑制することができる。また、遮光膜7を電荷転送電極5の最外周の側面に形成しないため、チップ面積を増加させることなくフォトダイオード2上の開口幅L6を確保することができるため、高感度化を実現することができる。
以上のような製造方法で製造された固体撮像装置によれば、遮光膜7を電荷転送電極5上から電荷転送電極5の薄膜領域L5a上までに形成し、薄膜領域L5aの側面には形成しないことができるため、遮光膜7と半導体基板1との距離t1を、入射された斜め光が垂直転送チャネル3に入射することができる程度の距離にすることができるためスミアの発生を抑制することができる。また、遮光膜7を電荷転送電極5の最外周の側面に形成しないため、チップ面積を増加させることなくフォトダイオード2上の開口幅L6を確保することができるため、高感度化を実現することができる。
本発明は、スミアおよびチップ面積を増大させずに、高感度化を実現することができ、電荷転送電極と、電荷転送電極の上方に形成される遮光膜とを備える固体撮像装置およびその製造方法等に有用である。
1 半導体基板
2 フォトダイオード
3 垂直転送チャネル
4 絶縁膜
5 電荷転送電極
5a レジストパターン
6 層間絶縁膜
7 遮光膜
7a 開口部
8 層間絶縁膜
9 カラーフィルター層
10 マイクロレンズ
11 反射防止膜
12 コンタクトホール(遮光膜−転送電極間)
13 光
13a、b、c、d 入射光
14 水平転送チャネル
15 多結晶シリコン膜
17 遮光性材料
2 フォトダイオード
3 垂直転送チャネル
4 絶縁膜
5 電荷転送電極
5a レジストパターン
6 層間絶縁膜
7 遮光膜
7a 開口部
8 層間絶縁膜
9 カラーフィルター層
10 マイクロレンズ
11 反射防止膜
12 コンタクトホール(遮光膜−転送電極間)
13 光
13a、b、c、d 入射光
14 水平転送チャネル
15 多結晶シリコン膜
17 遮光性材料
Claims (8)
- 半導体基板と、
前記半導体基板に行列状に形成される複数の光電変換部と、
前記光電変換部の行間に、列方向に伸びて形成される電荷転送チャネルと、
前記半導体基板上全面に形成される絶縁膜と、
前記電荷転送チャネル上方の前記絶縁膜上に形成される電荷転送電極と、
少なくとも前記電荷転送電極の上に形成される層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜を介して前記電荷転送電極上に形成される遮光膜と
を有し、前記電荷転送電極が中央部の第1の領域と前記第1の領域より膜厚の薄い第2の領域とを備え、前記第2の領域が前記電荷転送電極の水平方向の端部のうち、前記電荷転送電極が読み出しを行う前記光電変換部の形成領域側に形成されることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第2の領域の膜厚は、20〜50nmであることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の領域の水平方向の幅は140nm以下であることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記第1の領域を介して前記第2の領域と対抗する前記電荷転送電極の水平方向の端部にも、前記第1の領域より膜厚の薄い第3の領域を形成することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記遮光膜は金属膜であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 前記電荷転送電極が前記電荷転送電極上で前記遮光膜と導通することを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の固体撮像装置。
- 半導体基板に複数の光電変換部を行列状に形成する工程と、
前記半導体基板の前記複数の光電変換部の行間に、列方向に伸びる電荷転送チャネルを形成する工程と、
前記半導体基板上全面に絶縁膜を形成する工程と、
前記電荷転送チャネルの上方の前記絶縁膜上に電荷転送電極を形成する工程と、
前記電荷転送電極の水平方向の端部のうち、前記電荷転送電極が読み出しを行う前記光電変換部の形成領域側を薄膜化する工程と、
少なくとも前記電荷転送電極の上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜を介して前記電荷転送電極上に遮光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装置の製造方法。 - 前記電荷転送電極を薄膜化する工程では、前記電荷転送電極の水平方向の端部の両方を同時に薄膜化することを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010147010A JP2012015133A (ja) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010147010A JP2012015133A (ja) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2012015133A true JP2012015133A (ja) | 2012-01-19 |
Family
ID=45601268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010147010A Pending JP2012015133A (ja) | 2010-06-29 | 2010-06-29 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012015133A (ja) |
-
2010
- 2010-06-29 JP JP2010147010A patent/JP2012015133A/ja active Pending
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