CN1619828A - 固体摄像器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种固体摄像器件，包括：以一维或二维状排列的光电二极管组(1)；在光电二极管之上形成的由透光性的无机物质构成的无机电介质膜(8b、8c)；以及在无机电介质膜中以被夹在由无机电介质膜构成的内侧侧壁和外侧侧壁之间的状态形成的中空层(9)；中空层具有漏斗形状，即以光电二极管的上部周边部为起点，离光电二极管越远、开口越变宽。该器件能够在宽范围内将入射到光电二极管周围的上部的光有效地聚光到光电二极管。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够在数字静像照相机和一体型摄像机中利用的固体摄像器件及其制造方法。
背景技术
近年来，固体摄像器件被广泛地应用于一体型摄像机和数字静像照相机的摄像部等。其中，行间传送方式CCD型固体摄像器件(以下称IT-CCD)由于具有低噪声特性，特别受到关注。
图8是表示常规的IT-CCD结构的典型示意图。在图8中，1是具有光电转换功能的光电二极管，2是将信号电荷向垂直方向输送的嵌入型沟道结构的垂直输送部，3是控制垂直输送的垂直输送栅极，4是将信号电荷向水平方向输送的水平输送部，5是输出部。
图9是表示包含图8的光电二极管1、垂直输送部2及垂直输送栅极3的单位像素P的示意图。图9的沿A-A′线的剖面图如图10所示。图10中，在硅基板11内形成光电二极管1、垂直输送部2。在硅基板11上形成垂直输送栅极3。6是遮光膜，设置成使入射光不能入射到光电二极管1以外的垂直输送部2等区域。8a、8b分别是以SiO2为主要成分的第一及第二电介质膜，10为保护膜。在保护膜10的上部形成平坦化的有机的电介质膜12。在有机的电介质膜12的上部，设置由有机膜形成的透镜7，将入射光聚光到光电二极管1。电介质膜12兼有平坦化的作用和滤色的作用。
图11A及图11B表示上述现有固体摄像器件的制造工序。图11A表示在形成遮光膜6、形成第二电介质膜8b后，形成保护膜10阶段中的剖面状态。再有，第二电介质膜8b经过实施成膜后的热流(FLOW)工序成为图中所示的形状。形成保护膜10后，如图11B所示地形成有机电介质膜12，进一步形成透镜7。
但是，在上述结构的固体摄像器件中，存在有透镜7的聚光不充分的情况下不能够有效地利用入射光这样的问题。即，入射到固体摄像器件的光，在垂直入射时通过透镜7被有效地聚光，有效地入射到光电二极管1，但一旦入射角度偏离到垂直方向之外，就不被聚光到光电二极管1，会在遮光膜6的表面散射，因此就不能够有效地利用入射光。
特别地，由于随着照相机的小型化，固体摄像器件的单位像素的小型化和照相机中所使用的透镜的出射光瞳短距离化非常明显，因此就增加了上述问题的重要性。例如，随着单位像素的小型化，一方面缩小作为遮光膜6开口的光电二极管开口宽度，另一方面，根据垂直栅极3的膜厚不能用开口宽度的缩小率的比例来进行薄膜化。为此，由于开口部形成狭窄的纵孔形状，就难于入射光的聚光。此外，照相机透镜的出射光瞳短距离化成为向固体摄像器件的入射光的角度由垂直偏离的光的比例增加的原因，因此，难以实现将这些也导向光电二极管的入射光的有效聚光。
与此对应，在日本特许第2869280号中公开了如下结构，即通过在位于光电转换部上方的光路形成部的侧壁部设置低折射区域层，使入射输送电极侧面的光或向邻接像素侵入的光入射到光电转换部，从而实现提高感光度、分辨率、像质。专利文献1中公开有了如下方法，即为了将设置气体层作为低折射区域层，涂敷水溶性树脂并用其它树脂覆盖其上部，此后通过溶解水溶性树脂而形成气体层(参考段落0008、段落0014、图1)。
但是，特许第2869280号中记载的低折射区域层的结构，不能充分地在宽范围内将入射到光电二极管周围上部的光聚光到光电二极管。
即，入射到光电二极管1周围的与其它光电二极管之间的中间区域的光，由于以近似垂直于遮光膜6的角度入射，因此在遮光膜6表面产生反射，从而入射到这些区域的光不能聚光到光电二极管1。
此外，在特许第2869280号中记载的制造方法中，由于难以在凹凸不平的固体摄像器件表面将水溶性树脂涂敷得薄厚均匀，因此会在凹部产生积液、或整个凹部被树脂掩埋、或在凹部的一部分形成泡状而未涂敷树脂的区域，不容易获得具有均匀特性的低折射区域层。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够有效地在宽范围内将入射到光电二极管周围的上部的光聚光到光电二极管的固体摄像器件。
此外，本发明的目的在于，提供一种能够容易地形成具有均匀特性的低折射区域层的固体摄像器件的制造方法。
本发明涉及的固体摄像器件，包括：包括：以一维或二维状排列的光电二极管组；在上述光电二极管之上形成的由透光性的无机物质构成的无机电介质膜；以及在上述无机电介质膜中以被夹在由上述无机电介质膜构成的内侧侧壁和外侧侧壁之间的状态形成的中空层；上述中空层具有漏斗形状，即以上述光电二极管的上部周边部为起点，离上述光电二极管越远、开口越变宽。
本发明涉及的固体摄像器件的制造方法，包括：在以一维或二维状排列形成在半导体基板上的多个光电二极管的至少周边部的上方，形成由无机物质构成的外壁电介质膜的工序；在上述外壁电介质膜上，形成由与上述外壁电介质膜不同的无机物质构成的中空形成电介质膜的工序；蚀刻去除与上述中空形成电介质膜的光电二极管开口部对应的部分的工序；在上述中空形成电介质膜和上述光电二极管开口部的上面，形成由与上述中空形成电介质膜不同的无机物质构成的内壁电介质膜的工序；在含有上述各光电二极管的单位单元的边界外周部，蚀刻上述内壁电介质膜直至上述中空形成电介质膜上为止的工序；以及，将上述外壁电介质膜及内壁电介质膜作为掩膜，选择性地蚀刻被夹在上述外壁电介质膜和内壁电介质膜之间的上述中空形成电介质膜，形成中空层的工序。
根据上述结构的本发明的固体摄像器件，设置中空层并将电介质膜的折射率设置为最大限度，通过利用全反射，就能够有效地将入射光聚光到光电二极管。并且，由于中空层具有漏斗形状，因此就能够在宽范围内将入射到光电二极管周围的上部的光有效地聚光到光电二极管。由此，可对应伴随固体摄像器件的单位像素的缩小而引起的光电二极管的深的纵坑状、和由照相机透镜的出射光瞳短距离化引起的入射角度的变化，能够获得优良的摄像特性。
此外，根据上述结构的本发明的制造方法，就能够均匀地形成中空层。
最好是，在本发明的固体摄像器件中，还包括：CCD，与上述光电二极管邻接配置，输送由上述光电二极管进行光电转换并存储的电荷；遮光膜，在上述中空层的下方覆盖上述CCD而形成，在上述光电二极管上部具有开口部；上述中空层的上述起点部位于上述遮光膜的开口部的内侧。
此外，最好是，位于距上述光电二极管规定距离处的上述中空层的开口，比上述遮光膜的开口部大。由此，就能够使利用了全反射的入射光的导向装置(GUIDE)在宽范围内发挥功能。此外，最好是，由形成上述中空层的上述无机电介质膜构成的上述内侧侧壁及外侧侧壁，大致平行地形成。由此，能够按照衬底形状且以最大宽度获取中空层的内侧区域，所以能够将聚光区域最大化。此外，最好是，上述光电二极管周边的上述遮光膜的端部，位于比上述中空层的最下部更上方的位置。由此，利用入射光引导装置并扩大光电二极管的开口，能够提高感光度。此外，由于中空层具有台阶部，所以能够进一步扩大比上述遮光膜的开口部更宽的区域中的可全反射区域。
此外，当单位像素的微细化进一步发展、光电二极管面位于深部位置时，中空层也可以在深部从光电二极管上部的起点几乎垂直地、或以靠近一部分光电二极管中心且使其开口变狭的形状上升，在上部其开口成为充分扩展的形状。即使在此情况下，也能够有效地将在上部聚光的光通过全反射并利用导向装置导向处于深部的光电二极管。
此外，即使中空层不是从光电二极管上部的起点几乎垂直地、或以靠近一部分光电二极管中心且使其开口变狭的形状上升而在上部其开口成为充分扩展的形状，由于在上部中空层开口聚光的光能够通过全反射并利用导向装置导向处于深部的光电二极管，所以，可充分获得采用中空层的全反射所造成的入射光的导向效果。
在本发明的固体摄像器件的制造方法中，可在上述外壁电介质膜上形成中空形成电介质膜的工序之前，具有在比包含1个上述光电二极管的单位单元的边界部更小的区域按规定深度蚀刻上述外壁电介质膜，而做成比上述光电二极管的开口部更大的工序。此外，在比上述中空层的最下部位于上方的位置，形成上述光电二极管周边的上述遮光膜的端部。
另外，在本发明的固体摄像器件的制造方法中，在形成上述外壁电介质膜的工序之前，具有在上述多个光电二极管的周边部上方、形成在上述光电二极管的上部具有开口部的遮光膜的工序；在形成上述外壁电介质膜的工序中，在上述遮光膜及上述光电二极管的上部形成上述外壁电介质膜。
此外，可以用以SiO2为主要成分的膜形成上述外壁电介质膜及上述内壁电介质膜，可以用以SiN为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜。此时，可以用以Cl、或F、或这两个物质为主要成分的气体蚀刻上述中空形成电介质膜。或者，可使用以Cl的活性种、或F的活性种、或这两种物质为主要成分的气体来蚀刻上述中空形成电介质膜，在上述蚀刻工序中，将放置晶片的工作台温度设定成大于等于50℃。
此外，可以用以SiN为主要成分的膜形成上述外壁电介质膜及上述内壁电介质膜，可以用以SiO2为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜。此时，可以使用以HF为主要成分的溶液蚀刻上述中空形成电介质膜。或者，可使用以CxHy的活性种为主要成分的气体蚀刻上述中空形成电介质膜。
此外，还可以用以SiO2为主要成分的膜形成上述上述外壁电介质膜，用以SiN为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜，用SiON膜形成上述内壁电介质膜。
此外，也可以是，上述内壁电介质膜是石英玻璃，并且具有涂敷上述石英玻璃并进行退火的工序。或者，还可具有形成上述内壁电介质膜后、利用CMP(化学机械抛光)进行平坦化的工序。
此外，可将上述中空形成电介质膜作为导电膜。例如，可以用以SiO2为主要成分的膜形成上述外壁电介质膜及上述内壁电介质膜，用以Si为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜。此时，可以使用以卤族元素为主要成分的气体蚀刻上述中空形成电介质膜。
此外，也可以用具有高熔点金属成分的膜形成上述中空形成电介质膜。
再有，本发明并没限定于CCD固体摄像器件，也适用于MOS型的固体摄像器件，能够具有同样的效果。即使是其它的任何结构，对于包括具有光电转换功能的光电二极管的固体摄像器件，也能适用本发明。
下面，参照附图来具体说明本发明的实施方式。再有，各实施方式的固体摄像器件的整体结构与图8所示的现有例相同。在以下的参考附图和说明中，说明与图9所示的单位像素的区域相同区域的结构。
附图说明
图1是表示第一实施方式的固体摄像器件的剖面结构的剖面图。
图2A～2F是表示该固体摄像器件的制造方法的剖面图。
图3是表示第二实施方式的固体摄像器件的剖面结构的剖面图。
图4A～4C是表示该固体摄像器件的制造方法的剖面图。
图5是表示第二实施方式的固体摄像器件的剖面结构另一例子的剖面图。
图6是表示该固体摄像器件的剖面结构又一例子的剖面图。
图7是表示第三实施方式的固体摄像器件的剖面结构的剖面图。
图8是表示现有的固体摄像器件概略结构的俯视图。
图9是表示现有的固体摄像器件的单位像素的概略结构的俯视图。
图10是表示沿图9中的A-A′线的剖面结构的剖面图。
图11A及图11B是表示现有的固体摄像器件的制造方法的剖面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是表示本发明的第一实施方式的固体摄像器件剖面结构的图，且图1是沿图9的A-A′线的剖面结构图。
在图1中，1是光电二极管、2是嵌入型沟道结构的垂直输送部，都被形成在硅基板11内。在硅基板11上部形成垂直输送栅极13。6是遮光膜，为了遮蔽来自光电二极管1以外的垂直输送部2等区域的入射光而设置。在垂直输送栅极3的上部，夹着遮光膜6形成以无机物质例如SiO2为主要成分的有机电介质膜8a、8b、8c。电介质膜8b、8c是透光性的，分别作为内壁、外壁形成中空层9。因此在以后的说明中，将电介质膜8b、8c分别称为外壁电介质膜、内壁电介质膜。中空层9以光电二极管1的上部四周为起点、离光电二极管1越远则开口越宽而形成漏斗的侧壁状。
在内壁电介质膜8c的上面形成保护膜10。在保护膜10的上部形成有机电介质膜12，并进行平坦化。在有机电介质膜12的上部，设置由有机膜形成的透镜7，以便将入射光聚光到光电二极管1。电介质膜12兼有平坦化的作用和滤色的作用。
在具有以上这种结构的第一实施方式的固体摄像器件中，在中空层9和内壁电介质膜8c的边界部，在内壁电介质膜8c这一侧的折射率大，此外，中空层9的介电常数是真空的介电常数1，其折射率差为最大。因此，从内壁电介质膜8c到中空层9的边界，根据其折射率差产生全反射。
设内壁电介质膜8c的折射率为n，其全反射角θ为用
cosθ＝1/n…(公式1)
表示的角度。n为1.5时，根据公式1，θ为48.1°。这意味着，在内壁电介质膜8c和中空层9的边界处，在从连接此点的面到48.1°的角度范围内会引起全反射。由此，虽然通过透镜7没有将入射光直接聚光到光电二极管1的开口部，但通过在中空层9的界面产生的全反射来引导入射光，也能够有效地聚光到光电二极管1。
此外，在特许第2869280号公开的技术中，中空层在垂直输送栅极(输送电极)上部成为平面，相对于入射光形成近似直角的角度，但本实施方式中，中空层9形成为漏斗的侧壁状。据此，也能够在宽范围内将入射到垂直输送栅极3上部的光聚光到光电二极管1。
此外，本实施方式中，沿外壁电介质膜8b的形状几乎平行(中空层9的厚度均匀)地形成中空层9。因此，在外壁电介质膜的形状在外侧扩展的部分，中空层9也沿此扩展形成。据此，就能够最大限度地获取用于聚光的中空层的内壁区域，能够进一步提高向光电二极管聚光的效果。
再有，根据本实施方式，由于有效地将入射光导入到光电二极管1，使不需要的光不能进入垂直输送部2，所以并不一定需要遮光膜6。
作为中空层9的制造方法，可使用通过各向同性腐蚀来蚀刻去除夹在2个电介质膜之间的另一电介质膜的方法。下面，参照图2A～2F来说明上述结构的固体摄像器件的制造方法。
图2A表示形成遮光膜6并进一步形成外壁电介质膜8b后、形成以SiN为主要成分的电介质膜即中空形成电介质膜13的状态。形成外壁电介质膜8b之前的工序，与现有的固体摄像器件的制造方法相同。通过实施成膜后热流的工序，外壁电介质膜8b形成如图所示的形状。在中空形成电介质膜13的形成中，例如可利用等离子体或UV，并采用降低膜的形成温度的CVD等。
如图2B所示，构图光刻胶14，以便在光电二极管1的上部开口，并由此蚀刻中空形成电介质膜13。接下来，去除光刻胶14，形成内壁电介质膜8c并进行平坦化，从而得到图2C所示的状态。接下来，如图2D所示，形成光刻胶15的图形，在与邻接单位单元的边界部蚀刻内壁电介质膜8c，从而形成中空形成电介质膜13的露出部13a。
接下来，如图2E所示，去除光刻胶15，从露出部13a蚀刻并去除中空形成电介质膜13。由此，形成中空层9。在中空形成电介质膜13的蚀刻中，例如使用CF4或CCl4等以F(氟)或Cl(氯)为腐蚀主要成分的气体进行干法腐蚀，由此仅选择地去除以SiN为主要成分的中空形成电介质膜13。接下来，如图2F所示，用保护膜10覆盖全体，此后形成有机膜12和有机膜的透镜7。
在上述制造工序中，由于利用以F或Cl为活性种的等离子体来蚀刻作为中空形成电介质膜13的SiN膜，就能够获得对于各向同性、SiO2膜的充分选择性，能够良好地形成中空层。
此外，由于利用CVD法等成膜方法来形成SiN膜，因此，在如特许第2869280号所示的涂敷水溶性树脂的方法中成为问题的形成膜的均匀性，这里是完全没有问题的。
此外，作为中空形成电介质膜13使用Si膜来替代SiN膜时，Si与F或Cl的活性种容易反应，可以获得更良好的蚀刻特性。这在以SiN膜夹持SiO2膜时，用HF溶液或CxHy气体等活性种进行蚀刻时也一样。
此外，在蚀刻中空形成电介质膜13时，不使用有机光刻胶，而用已构图的内壁电介质膜8c来代替光刻胶。若在干法腐蚀时使用光刻胶，在蚀刻中途由光刻胶产生的生成物就会变为蚀刻活性种，从而使选择性下降。根据本实施方式的技术，由于在中空形成电介质膜13的蚀刻时没有使用光刻胶，因此就能够获得良好的选择性。此外，利用HF进行湿法腐蚀时，也能够防止长时间蚀刻时的光刻胶剥落等，能够稳定地执行制造工序。
此外，对于用于形成上述中空层9的蚀刻而言，控制干法腐蚀时的晶片温度是重要的。若晶片温度为低温时，因蚀刻产生的反应生成物就会再次附着在中空层9的侧壁和蚀刻室的侧壁上。若反应生成物附着在中空层9侧壁上，中空蚀刻在到达规定深度之前就会停止。此外，反应生成物若附着在蚀刻室侧壁上，它们就会成为粉尘并落到晶片上，依然成为蚀刻的障碍，因此必须频繁地对蚀刻室内进行清扫。为了防止这些，通过将蚀刻室内的晶片台温度保持在50℃以上，就能获得很好的效果。特别是CxHy系气体容易再附着，因此必须进行温度管理。
此外，使用石英玻璃作为内壁电介质膜8c，也可通过涂敷石英玻璃后退火来形成内壁电介质膜8c。
此外，在形成内壁电介质膜8c后，也可通过CMP(化学机械抛光)进行平坦化。
(第二实施方式)
参照图3说明第二实施方式的固体摄像器件。图3表示本实施方式的固体摄像器件的剖面结构，相当于图9的A-A′剖面。
对于图3的各要素，与表示第一实施方式的图1所示的要素相同的要素，付与相同的附图标记并简略其说明。在本实施方式中，形成中空层16的外壁电介质膜17a及内壁电介质膜17b的形状，与第一实施方式的中空层9不同。
外壁电介质膜17a在光电二极管1的开口部的外侧、且比包含一个光电二极管的单位单元的边界部更处于内部的区域具有弯曲部18a、18b，在弯曲部18a、18b之间形成台阶部19。在作为漏斗状侧壁的上开口部的台阶部19中，中空层16的形状维持固定的角度。通过形成弯曲部18a、18b，就更容易形成这种形状。
在上述结构中，根据在中空层16和内壁电介质膜17b的边界得到的折射率差，在其边界处就会发生全反射，具有有效地将入射光导向光电二极管1的功能，这与第一实施方式相同。而且，在本实施方式中，由于中空层16的漏斗上开口部的形状一直到单位光电二极管的边界部为止都保持固定的角度，所以能够在更宽范围内将来自透镜7的入射光导向光电二极管1。
具体地，由光电二极管1上方的透镜7聚光的外部光，在光电二极管1的并行的边界部分以近似垂直的角度入射。相对于此，按引起全反射的角度(例如第一实施方式中为48.1°)形成中空层16的区域被扩展到更周边区域。在这样的周边区域全反射的光，通过位于光电二极管1的开口部正上方附近的中空层16再次全反射，并入射到光电二极管1。即，通过从透镜7或透镜7的边界区域等透镜7以外的部分而入射的光，能够在宽范围内导向光电二极管1。
在没有台阶部19形状中，在与台阶部19的下部边界即弯曲部18a对应的部分上部，中空层相对于基板接近于平行，针对入射光的角度不引起全反射，丧失了作为入射光的导向装置的功能。但是，由于存在台阶部19，中空层16能够保持在更宽的范围内引起全反射的角度，能够在比遮光膜6的开口部更宽的范围内将来自透镜7的入射光导向光电二极管1。
特别是CCD固体摄像器件中，由于光电二极管1的开口部面积比重复的单位像素面积小，因此能够有效地将周边入射光导向光电二极管1，对于提高感光度特性是非常有效的。
参照图4A～4B说明本实施方式的固体摄像器件的制造方法。图4A表示形成遮光膜6并进一步形成外壁电介质膜17a后、形成光刻胶20的图形的状态。形成外壁电介质膜17a之前的工序，与现有的固体摄像器件的制造方法相同。光刻胶20的图形形成为比光电二极管1的开口部大、且在比单位单元的边界部小的区域具有开口。
接下来，如图4B所示，将光刻胶20作为掩膜，将外壁电介质膜17a蚀刻至规定的深度。并且，去除光刻胶20后，形成以SiN为主要成分的中空形成电介质膜13。在中空形成电介质膜13的形成中，例如可利用等离子体或UV，并采用降低膜形成温度的SiN膜的形成方法。
此后，用图4A～4C示出了经过与第一实施方式的固体摄像器件的制造方法相同的工序，直到完成形成有机膜的透镜7的工序的状态。即，在图4B示出的状态之后，蚀刻中空形成电介质膜13，以便在光电二极管1上部开口，此后，形成内壁电介质膜17b并进行平坦化，并且，在邻接内壁电介质膜17b的单位单元的边界部进行蚀刻，形成露出部。此后，从内壁电介质膜17b的露出部中蚀刻以SiN为主要成分的中空形成电介质膜13，形成中空层16。接下来，用保护膜10覆盖全体，此后，形成有机膜12和有机膜的透镜7。
在上述例子中，只设置了1个台阶部19，但也可通过多次实施图4A和图4B的工序，形成设置多个台阶部的结构。
图5表示在本实施方式中形成多个台阶部19a、19b的例子的剖面结构。根据此实施例，由于设置了多个台阶部19a、19b，就能够通过全反射将入射到更宽周边区域的光导向光电二极管1。
图6表示在本实施方式中相对于周围的外壁电介质膜17a、光电二极管1形成在更深部位而加大形成台阶部21的例子的剖面结构。作为相对于外壁电介质膜17a形成在更深部位的光电二极管1的构造，例如在外壁电介质膜17a内部形成多层的布线层等，也可相对于光电二极管1增高形成其绝缘层间膜，也可只是加厚形成电介质膜。
根据本实施方式，即使在深部形成光电二极管1，由于设置了台阶部21，并设定成对于周边入射光也产生全反射的角度，也能够有效地将光导向光电二极管1。
再有，在本实施方式所示的图中，与光电二极管1邻接地形成垂直输送部2，在其上部形成遮光膜6，但在本发明中，通过全反射将入射光有效地导向光电二极管1，并能将不需要的光不导向垂直输送部2，所以并不一定需要遮光膜6。即使像MOS传感器那样邻接电荷检测用晶体管，或不形成遮光膜，显而易见也能够获得与上述实施方式相同的效果。
(第三实施方式)
参照图7说明第三实施方式的固体摄像器件。图7表示本实施方式的固体摄像器件的剖面结构，相当于图9的A-A′剖面。
对于图7的各要素，与表示第一实施方式的图1所示的要素相同的要素，付与相同的附图标记并简化其说明。在本实施方式中，遮光膜22的形状与第一实施方式的遮光膜不同。在本实施方式中，遮光膜22没有覆盖垂直输送栅极3的侧面，而是采取将光电二极管1的开口扩宽的结构。
在现有技术中，如果在垂直输送栅极3的侧面没有遮光膜，由于来自这里的无效光入射，使拖尾(smear)性能劣化。与此相反，根据本实施方式，通过由中空膜9形成入射光的导向装置，能够抑制来自该部分的无效光的入射。因此，使拖尾性能不劣化，也能够扩大光电二极管1的开口，能够大幅度地提高感光特性。这是由中空层9的形成与开口扩大这两种技术的相加效果所带来的结果。
Claims (23)
1、一种固体摄像器件，包括：
以一维或二维状排列的光电二极管组；
在上述光电二极管之上形成的由透光性的无机物质构成的无机电介质膜；以及
在上述无机电介质膜中以被夹在由上述无机电介质膜构成的内侧侧壁和外侧侧壁之间的状态形成的中空层；
上述中空层具有漏斗形状，即以上述光电二极管的上部周边部为起点，离上述光电二极管越远、开口越变宽。
2、根据权利要求1记载的固体摄像器件，
还包括：CCD，与上述光电二极管邻接配置，输送由上述光电二极管进行光电转换并存储的电荷；遮光膜，在上述中空层的下方覆盖上述CCD而形成，在上述光电二极管上部具有开口部；
上述中空层的上述起点部位于上述遮光膜的开口部的内侧。
3、根据权利要求1记载的固体摄像器件，位于距上述光电二极管规定距离处的上述中空层的开口，比上述遮光膜的开口部大。
4、根据权利要求1～3中任一项记载的固体摄像器件，由形成上述中空层的上述无机电介质膜构成的上述内侧侧壁及外侧侧壁，大致平行地形成。
5、根据权利要求1记载的固体摄像器件，上述光电二极管周边的上述遮光膜的端部，位于比上述中空层的最下部更上方的位置。
6、根据权利要求1～5中任一项记载的固体摄像器件，上述中空层具有台阶部。
7、一种固体摄像器件的制造方法，包括：
在以一维或二维状排列形成在半导体基板上的多个光电二极管的至少周边部的上方，形成由无机物质构成的外壁电介质膜的工序；
在上述外壁电介质膜上，形成由与上述外壁电介质膜不同的无机物质构成的中空形成电介质膜的工序；
蚀刻去除与上述中空形成电介质膜的光电二极管开口部对应的部分的工序；
在上述中空形成电介质膜和上述光电二极管开口部的上面，形成由与上述中空形成电介质膜不同的无机物质构成的内壁电介质膜的工序；
在含有上述各光电二极管的单位单元的边界外周部，蚀刻上述内壁电介质膜直至上述中空形成电介质膜上为止的工序；以及，
将上述外壁电介质膜及内壁电介质膜作为掩膜，选择性地蚀刻被夹在上述外壁电介质膜和内壁电介质膜之间的上述中空形成电介质膜，形成中空层的工序。
8、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，在形成上述外壁电介质膜的工序之前，具有在上述多个光电二极管的周边部上方、形成在上述光电二极管的上部具有开口部的遮光膜的工序；
在形成上述外壁电介质膜的工序中，在上述遮光膜及上述光电二极管的上部形成上述外壁电介质膜。
9、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，在上述外壁电介质膜上形成中空形成电介质膜的工序之前，具有在比包含1个上述光电二极管的单位单元的边界部更小的区域按规定深度蚀刻上述外壁电介质膜，而做成比上述光电二极管的开口部更大的工序。
10、根据权利要求8记载的固体摄像器件的制造方法，在比上述中空层的最下部位于上方的位置，形成上述光电二极管周边的上述遮光膜的端部。
11、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，用以SiO2为主要成分的膜形成上述外壁电介质膜及上述内壁电介质膜，用以SiN为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜。
12、根据权利要求11记载的固体摄像器件的制造方法，使用以Cl或F或这两种物质为主要成分的气体来蚀刻上述中空形成电介质膜。
13、根据权利要求11记载的固体摄像器件的制造方法，使用以Cl的活性种、或F的活性种、或这两种物质为主要成分的气体来蚀刻上述中空形成电介质膜，在上述蚀刻工序中，将放置晶片的工作台温度设定成大于等于50℃。
14、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，用以SiN为主要成分的膜来形成上述外壁电介质膜及上述内壁电介质膜，用以SiO2为主要成分的膜来形成上述中空形成电介质膜。
15、根据权利要求14记载的固体摄像器件的制造方法，使用以HF为主要成分的溶液来蚀刻上述中空形成电介质膜。
16、根据权利要求14记载的固体摄像器件的制造方法，使用以CxHy的活性种为主要成分的气体来蚀刻上述中空形成电介质膜。
17、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，用以SiO2为主要成分的膜形成上述上述外壁电介质膜，用以SiN为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜，用SiON膜形成上述内壁电介质膜。
18、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，上述内壁电介质膜是石英玻璃，并且包括涂敷上述石英玻璃后进行退火的工序。
19、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，包括形成上述内壁电介质膜后、利用CMP(化学机械抛光)进行平坦化的工序。
20、根据权利要求7记载的固体摄像器件的制造方法，上述中空形成电介质膜是导电膜。
21、根据权利要求20记载的固体摄像器件的制造方法，用以SiO2为主要成分的膜形成上述外壁电介质膜及上述内壁电介质膜，用以Si为主要成分的膜形成上述中空形成电介质膜。
22、根据权利要求21记载的固体摄像器件的制造方法，使用以卤族元素为主要成分的气体来蚀刻上述中空形成电介质膜。
23、根据权利要求7或22记载的固体摄像器件的制造方法，用具有高熔点金属成分的膜来形成上述中空形成电介质膜。
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