JP2001044406A - Solid-state image pickup element and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[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。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state image pickup device in which a light-collecting efficiency is improved by forming a lens between interlayer insulating layers, and a method of manufacturing the same.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, to improve the sensitivity of a solid-state image pickup device such as a CCD, a condensing lens (convex lens) is provided on a light receiving surface, and a light collecting technology for condensing incident light on the light receiving surface is known. Provided. In such a solid-state imaging device, as shown in FIG. 3, an insulating film 2, a transfer electrode 3, a first interlayer insulating film 4, a light-shielding film are formed on a silicon substrate 1 on which a light receiving element is formed. 5. After forming the flattening film 6, the flattening film 7, and the color filter 8, a transparent material layer is formed on the color filter 8, and the transparent material layer is formed by a dry etching technique for exciting plasma (radical). The condensing lens (OCL: on-chip lens) 9 is formed by making it convex.
【０００３】[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。As described above, in the prior art, the condensing lens 9 having a convex shape is formed by a dry etching technique using plasma. However, in the related art, there is a problem that the plasma is varied due to the variation in the apparatus and the difference in the manufacturing date and time, so that the shape and characteristics of the condenser lens 9 are varied. Further, since the etching technique for exciting the plasma is used, there is a problem that the dust generation rate is increased and the characteristics (such as the light collection rate) are adversely affected. Further, since the transparent material layer itself for forming the condenser lens 9 is expensive, there is a problem that the cost is increased.
【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。Accordingly, the present invention provides a fixed image pickup device and a method of manufacturing the same, which can reduce variation in characteristics and adverse effects of the condenser lens, can reduce costs, and can further improve the light collection rate. The purpose is to provide.
【０００５】[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。According to a first aspect of the present invention, there is provided a solid-state image pickup device formed on a surface layer of a semiconductor substrate, the light receiving unit performing photoelectric conversion, and reading out from the light receiving unit. A charge transfer portion for transferring the transferred charges, an interlayer insulating film formed so as to cover the light receiving portion and the charge transfer portion, and a portion formed on the interlayer insulating film except for a portion directly above the light receiving portion. A light-shielding film, a condensing lens formed almost directly above the light-receiving portion, and a flattening film formed to cover the light-shielding film and the condensing lens, and to flatten surface irregularities. It is characterized by the following.
【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。In a preferred embodiment, for example, in the solid-state imaging device according to the first aspect, the condensing lens is made of the same insulating material as the interlayer insulating film, and has a convex shape by heat treatment. May be formed. In a preferred embodiment, for example, in the solid-state imaging device according to claim 1, the condensing lens and the flattening film each have a refractive index of a material of the condensing lens <the flattening film. May be formed from a material having a refractive index of In a preferred embodiment, for example, in the solid-state imaging device according to the first aspect, the condensing lens may be one of a discrete type or a quantum set type.
【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。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a light receiving portion for performing photoelectric conversion on a surface layer of a semiconductor substrate; and a charge transfer portion for transferring charges read from the light receiving portion. In the method for manufacturing a solid-state imaging device, a first light-receiving section and a first charge-transfer section are covered.
Forming an interlayer insulating film, forming a second interlayer insulating film substantially immediately above the light receiving portion, and performing heat treatment on the second interlayer insulating film to form a convex condensing lens. A step of forming a light-shielding film around the condensing lens, and a step of forming a flattening film for flattening surface irregularities so as to cover the light-shielding film and the light-collecting lens. Features.
【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。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a light receiving unit for performing photoelectric conversion on a surface layer of a semiconductor substrate; and a charge transfer unit for transferring charges read from the light receiving unit. Forming a first interlayer insulating film substantially immediately above the light receiving section, and performing a heat treatment on the first interlayer insulating film to form a convex condensing lens. Forming a second interlayer insulating film on the condenser lens and the charge transfer unit; and forming a light shielding film on the second interlayer insulation film and around the condenser lens. And forming a flattening film for flattening the surface irregularities so as to cover the light-shielding film, the condenser lens, and the second interlayer insulating film.
【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。In the present invention, since the interlayer insulating film is a convex condensing lens, and the condensing lens is formed, the flattening film having a high refractive index has a convex shape immediately above the light receiving portion. As a whole, the light collection efficiency is improved, and the sensitivity can be improved. In addition, since a convex condensing lens is formed by performing a heat treatment on the interlayer insulating film, the change in shape can be reduced as compared with the conventional technology using dry etching, and the dust generation rate can be reduced. Can be reduced. Further, since the material used for the interlayer insulating film can be used for the condenser lens, it is possible to reduce the cost.
【００１０】[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。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A. First embodiment A-1. Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, a thermal oxidation method or a CVD method
An insulating film 2 made of SiO2 is formed by a (Chemical Vapor Deposition) method or the like. On the insulating film 2, a transfer electrode 3 made of first polysilicon is formed substantially immediately above a charge transfer portion (not shown). On the surface of the transfer electrode 3, for example, S
A first interlayer insulating film 4 made of iO2 or the like is formed. A light-shielding film 5 made of aluminum is formed on the interlayer insulating film 4 so as to cover the transfer electrode 3 except for a portion immediately above the light receiving portion. A condensing lens 20 made of the same material as the interlayer insulating film 4 is provided directly above the light receiving section.
Are formed. The condenser lens 20 is formed in a convex shape by performing a heat treatment on the insulating film, and also has a function as a second-layer interlayer insulating film. As described above, in the first embodiment, the condensing lens 20 is used as the second interlayer insulating film.
【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。On the light shielding film 5 and the condenser lens 20, for example, a P.O. A flattening film 6 made of SIN or the like is formed. The flattening film 6 is subjected to a reflow process or the like to reduce the degree of unevenness due to the transfer electrode 3, the light-shielding film 5, and the condensing lens 20. And has a not less convex shape. Insulating material as the material of the condenser lens 20 and the planarizing film 6
Are selected so that the refractive index of the insulating material is smaller than the refractive index of the flattening film. For example, the insulating material (condenser lens 20) is BPSG (boron phosphorus silicate glass), and the planarizing film 6 is P-SiN (plasma
By using silicon nitride), it is possible to satisfy the above condition of the refractive index. A flattening film 7 having a flat surface is formed on the flattening film 6 by performing a reflow process, a polishing process, or the like. And
A color filter 8 is formed on the flattening film 7.
【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。A-2. Next, a manufacturing method for forming the solid-state imaging device according to the above-described first embodiment will be described. After the illustrated interlayer insulating film 4 is formed, the condensing lens 20 is formed by performing the following operations. (1) A film having a good etching selectivity is provided on the surface of the interlayer insulating film 4. (2) An insulating film of the same material as the interlayer insulating film 4 is formed on the surface. (3) The insulating film is left only on the light receiving portion by etching. (4) By performing heat treatment, the insulating film is made gentle, and the condenser lens 20 is formed.
【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。B. Second embodiment B-1. Configuration of Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a thermal oxidation method or a CVD (Chemical Vapor D)
An insulating film 2 made of SiO2 formed by an eposition method or the like is formed. A transfer electrode 3 made of first polysilicon (Poly-Si) is formed on the insulating film 2 almost immediately above a charge transfer unit (not shown), that is, in a portion excluding a light receiving unit. In addition, immediately above the light receiving section, an interlayer insulating film 4 is provided.
A condenser lens 20 made of the same material as described above is formed. The condenser lens 20 is formed by performing a heat treatment on the insulating film, and also has a function as a first-layer interlayer insulating film. On the surfaces of the transfer electrode 3 and the condenser lens 20, a second interlayer insulating film 4 made of, for example, SiO2 is formed. On the interlayer insulating film 4,
A light-shielding film 5 made of aluminum is formed so as to cover the transfer electrode 3 except for a portion directly above the light-receiving portion. As described above, in the second embodiment, the first interlayer insulating film is the condenser lens 20.
【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。On the light-shielding film 5 and the interlayer insulating film 4 on the light receiving portion, for example, P.P. Flattening film 6 made of SIN or the like
Are formed. Although the flattening film 6 is subjected to a reflow process or the like to reduce the degree of unevenness due to the light-shielding film 5 and the condensing lens 20, the flattening film 6 is formed on the light receiving portion according to the shape of the condensing lens 20. It has a convex shape. Insulating material as the material of the condenser lens 20 and the flattening film 6
Are selected such that the refractive index of the insulating material <the refractive index of the flattening film, as in the first embodiment described above. For example, an insulating material (condensing lens 20)
Is made of BPSG (boron phosphorus silicate glass) and the planarizing film 6 is made of P-SiN (plasma-silicon nitride), so that the above-mentioned condition of the refractive index can be satisfied.
A flattening film 7 having a flat surface is formed on the flattening film 6 by performing a reflow process, a polishing process, or the like. Then, on the flattening film 7,
A color filter 8 is formed.
【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。B-2. Working Procedure of Second Embodiment Next, a method of manufacturing the condenser lens of the solid-state imaging device according to the above-described second embodiment will be described. After forming the transfer electrode 3 shown in the figure, the following operation is performed to
To form (1) Insulating film only on light receiving section (first layer interlayer insulating film)
Leave. (2) The heat treatment is performed to smooth the insulating film and form the condenser lens 20. (3) An interlayer insulating film 4 (a second-layer interlayer insulating film) is formed to flatten portions other than the light receiving portion.
【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。According to the above-described first and second embodiments, the convex condensing lens 20 is formed by performing a heat treatment on the interlayer insulating film. In comparison with the above, it is possible to reduce a change in shape due to a temperature error (variation) such as a uniform transfer of heat to the wafer surface. Also, the condenser lens 2
Since the etching by plasma excitation is not performed to form the convex shape of 0, the dust generation rate can be reduced. Further, since the condensing lens 20 can use the material used for the interlayer insulating film, the cost can be reduced. The insulating film having a function as an interlayer insulating film is formed as a convex condensing lens 20, and the condensing lens 20 is formed, so that the flattening film 6 (P-SiN) having a high refractive index is formed. Has a convex shape immediately above the light receiving portion, so that the light collection efficiency is improved as a whole, and the sensitivity can be improved. In addition, by improving the sensitivity, the S / N ratio can be improved, and in particular, in the case of a CCD linear sensor, the power consumption of the light source can be reduced,
(Especially in the case of a CCD image sensor), it is possible to take a picture in a place where the amount of light is small.
【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。In the first or second embodiment described above, the shape of the condensing lens 20 is a discrete type (a dome shape: one condensing lens for one light-receiving portion) and a quant set type (kamaboko). Shape: a horizontal or vertical line of condensing lenses).
【００１８】[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。According to the first aspect of the present invention, a condensing lens is formed substantially directly above the light receiving portion for performing the photoelectric conversion, and the unevenness of the surface is flattened so as to cover the light shielding film and the condensing lens. Since the flattening film having a high refractive index is formed by forming a condensing lens, the flattening film having a high refractive index has a convex shape immediately above the light receiving unit, so that the light collecting rate is improved as a whole, and the sensitivity is improved. The advantage is that it can be done.
【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。According to the second aspect of the present invention, a convex condensing lens is formed by performing a heat treatment on the same insulating material as the interlayer insulating film. As compared with the conventional technique used, the advantage that the change in shape can be reduced and the dust generation rate can be reduced can be obtained. Further, since the material used for the interlayer insulating film can be used for the condenser lens, there is an advantage that the cost can be reduced. According to the third aspect of the present invention, the material of the condenser lens and the material of the flattening film are selected so that the refractive index of the material of the condenser lens <the refractive index of the flattening film. Therefore, the flattening film having a high refractive index and having a convex shape due to the formation of the condensing lens has an advantage that the condensing rate can be improved as a whole and the sensitivity can be improved. According to the fourth aspect of the present invention, the condensing lens is formed in one of a discrete type and a quantized type, so that the condensing rate is improved as a whole, and the sensitivity is improved. The advantage is that it can be done.
【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。According to the fifth aspect of the present invention, the first interlayer insulating film is formed so as to cover the light receiving section and the charge transfer section, and the second interlayer insulating film is formed substantially immediately above the light receiving section. Then, after performing a heat treatment on the second interlayer insulating film to form a convex condensing lens, a light-shielding film is formed around the condensing lens so as to cover the light-shielding film and the condensing lens. , Because a flattening film for flattening the surface irregularities is formed, compared to the conventional technique using dry etching,
The advantage that the change in shape can be reduced and the dust generation rate can be reduced can be obtained. Further, since the material used for the interlayer insulating film can be used for the condenser lens, there is an advantage that the cost can be reduced. Further, the flattening film formed into a convex shape by forming the condensing lens has an advantage that the condensing rate can be improved as a whole and the sensitivity can be improved.
【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。According to the invention described in claim 6, a first interlayer insulating film is formed substantially immediately above the light receiving portion, and the first interlayer insulating film is formed.
Forming a convex condensing lens by performing a heat treatment on the inter-layer insulating film, forming a second inter-layer insulating film on the condensing lens and the charge transfer section, and forming a second condensing lens on the second inter-layer insulating film. ,
A light-shielding film is formed around the condensing lens, and a flattening film for flattening surface irregularities is formed so as to cover the light-shielding film, the condensing lens, and the second interlayer insulating film. Therefore, the change in shape can be reduced compared to the conventional technology using dry etching,
The advantage that the dust generation rate can be reduced is obtained. Further, since the material used for the interlayer insulating film can be used for the condenser lens, there is an advantage that the cost can be reduced. Further, the flattening film formed into a convex shape by forming the condensing lens has an advantage that the condensing rate can be improved as a whole and the sensitivity can be improved.
【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。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of forming a condenser lens according to a first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a method of forming a condenser lens according to a second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a condensing lens (OCL) according to a conventional technique.
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1 ... silicon substrate (semiconductor substrate) 2 ... insulating film, 3
... transfer electrode, 4 ... interlayer insulating film, 5 ... shielding film, 6 ...
... flattening film, 7 ... flattening film, 8 ... color filter,
20 ... Condensing lens
Claims (6)
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。1. A light receiving unit formed on a surface layer of a semiconductor substrate and performing photoelectric conversion; a charge transfer unit configured to transfer charges read from the light receiving unit; and a charge transfer unit configured to cover the light reception unit and the charge transfer unit. An inter-layer insulating film formed on the inter-layer insulating film, a light-shielding film formed on a portion of the inter-layer insulating film other than immediately above the light receiving unit, and a condensing lens formed almost directly on the light receiving unit; A solid-state imaging device, comprising: a light-shielding film and a flattening film formed so as to cover the light-collecting lens and to flatten surface irregularities.
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。2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the condenser lens is made of the same insulating material as the interlayer insulating film, and is formed in a convex shape by heat treatment.
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。3. The condensing lens and the flattening film,
2. The light-emitting device according to claim 1, wherein each of the light-condensing lenses is formed of a material that satisfies a relation of a refractive index of a material of the condenser lens <a refractive index of the flattening film.
20. The solid-state imaging device according to claim 20.
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。4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the condenser lens is one of a discrete type and a quant set type.
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。5. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a light receiving unit that performs photoelectric conversion on a surface layer of a semiconductor substrate; and a charge transfer unit that transfers charges read from the light receiving unit. Forming a first interlayer insulating film so as to cover the charge transfer portion; forming a second interlayer insulating film substantially directly above the light receiving portion; and performing a heat treatment on the second interlayer insulating film. Forming a convex condensing lens; forming a light blocking film around the condensing lens; flattening surface irregularities so as to cover the light blocking film and the condensing lens. Forming a film.
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。6. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a light receiving unit that performs photoelectric conversion on a surface layer of a semiconductor substrate; and a charge transfer unit that transfers charges read from the light receiving unit. A step of forming a first interlayer insulating film substantially directly above, a step of performing a heat treatment on the first interlayer insulating film to form a convex condensing lens, and a step of forming a convex condensing lens on the condensing lens and the charge transfer section. A step of forming a second interlayer insulating film; a step of forming a light-shielding film on the second interlayer insulating film and around the light-collecting lens; Forming a flattening film for flattening irregularities on the surface so as to cover the two interlayer insulating films.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11210938A JP2001044406A (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Solid-state image pickup element and manufacture thereof |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11210938A JP2001044406A (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Solid-state image pickup element and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001044406A true JP2001044406A (en) | 2001-02-16 |
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ID=16597583
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11210938A Pending JP2001044406A (en) | 1999-07-26 | 1999-07-26 | Solid-state image pickup element and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001044406A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322824A (en) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Sony Corp | Solid-state image pick-up device and manufacturing method thereof |
| JP2007184422A (en) * | 2006-01-06 | 2007-07-19 | Canon Inc | Solid-state image sensing device and its manufacturing method |
| JP2008103757A (en) * | 2002-12-25 | 2008-05-01 | Sony Corp | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
| US7491923B2 (en) | 2005-12-27 | 2009-02-17 | Fujifilm Corporation | Solid state imaging device including a converging structure |
| CN104246917A (en) * | 2011-11-29 | 2014-12-24 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | Continuously bonded small-diameter cable with electrical return on outer wires |
-
1999
- 1999-07-26 JP JP11210938A patent/JP2001044406A/en active Pending
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