JP2003069007A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光部内の開口領域全域の反射を抑制するこ
とができ、入射する光の反射を十分に抑制することがで
きる固体撮像装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 光電変換機能を有する受光部１１と受光
部１１で発生した信号電荷を転送する転送部１２とを一
単位とする画素部と、受光部１１上に開口領域１８ａを
有する状態で画素部の表面上部に位置し転送部１２への
光入射を遮光する遮光部１８とを備えた固体撮像装置を
製造する際に、遮光部１８をマスクとして、受光部１１
の表面材料に受光部１１の表面材料の屈折率を変化させ
る物質を注入し、受光部１１の表面での光反射を低減さ
せる反射防止膜層２０を自己整合的に形成する。
とができ、入射する光の反射を十分に抑制することがで
きる固体撮像装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 光電変換機能を有する受光部１１と受光
部１１で発生した信号電荷を転送する転送部１２とを一
単位とする画素部と、受光部１１上に開口領域１８ａを
有する状態で画素部の表面上部に位置し転送部１２への
光入射を遮光する遮光部１８とを備えた固体撮像装置を
製造する際に、遮光部１８をマスクとして、受光部１１
の表面材料に受光部１１の表面材料の屈折率を変化させ
る物質を注入し、受光部１１の表面での光反射を低減さ
せる反射防止膜層２０を自己整合的に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、
受光部上方に反射防止膜を設けることにより、反射光を
減少させて感度を向上させた固体撮像装置およびその製
造方法に関するものである。
びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、
受光部上方に反射防止膜を設けることにより、反射光を
減少させて感度を向上させた固体撮像装置およびその製
造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の固体撮像装置およびその製
造方法について、図面を参照しながら説明する。
造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００３】図１２〜図１７は従来のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である（特開
平１１−２３３７５０号公報参照）。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である（特開
平１１−２３３７５０号公報参照）。
【０００４】まず、ｐ型シリコン基板１０内に、ｎ型不
純物領域である受光部１１が、電荷転送埋め込みチャン
ネル部１２等とともにイオン注入法により形成される。
つぎに、このシリコン基板１０上にシリコン酸化膜１３
ａが熱酸化によって形成される。このときのシリコン酸
化膜１３ａの膜厚ｔａは、４０ｎｍ〜８０ｎｍ程度とさ
れる。
純物領域である受光部１１が、電荷転送埋め込みチャン
ネル部１２等とともにイオン注入法により形成される。
つぎに、このシリコン基板１０上にシリコン酸化膜１３
ａが熱酸化によって形成される。このときのシリコン酸
化膜１３ａの膜厚ｔａは、４０ｎｍ〜８０ｎｍ程度とさ
れる。
【０００５】シリコン酸化膜１３ａ上には、ＣＶＤ法に
より、シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４が順に形成される。このとき、シリコン窒化膜１３ｂ
の膜厚は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ程度とされ、多結晶シリ
コン膜１４の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とさ
れる。シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４の一部は、エッチングにより除去され、受光部１１を
含むように開口領域が形成される（図１２）。このよう
なパターニングにより、多結晶シリコン膜１４はゲート
電極とされ、シリコン酸化膜１３ａおよびシリコン窒化
膜１３ｂは、ゲート電極とシリコン基板との間の絶縁膜
として機能する。
より、シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４が順に形成される。このとき、シリコン窒化膜１３ｂ
の膜厚は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ程度とされ、多結晶シリ
コン膜１４の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とさ
れる。シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４の一部は、エッチングにより除去され、受光部１１を
含むように開口領域が形成される（図１２）。このよう
なパターニングにより、多結晶シリコン膜１４はゲート
電極とされ、シリコン酸化膜１３ａおよびシリコン窒化
膜１３ｂは、ゲート電極とシリコン基板との間の絶縁膜
として機能する。
【０００６】つぎに、多結晶シリコン膜１４が熱酸化さ
れ、多結晶シリコン膜１４上にシリコン酸化膜１３ｃが
形成される。このとき、多結晶シリコン膜１４を酸化す
るために供給される雰囲気中の酸素が、シリコン酸化膜
１３ａを透過してシリコン基板１０にも到達するため、
上記開口領域のシリコン基板１０も同時に酸化され、シ
リコン酸化膜１３ａの膜厚が増加することになる（図１
３）。増加した膜厚ｔｂは、通常、６０ｎｍ〜１００ｎ
ｍ程度となる。
れ、多結晶シリコン膜１４上にシリコン酸化膜１３ｃが
形成される。このとき、多結晶シリコン膜１４を酸化す
るために供給される雰囲気中の酸素が、シリコン酸化膜
１３ａを透過してシリコン基板１０にも到達するため、
上記開口領域のシリコン基板１０も同時に酸化され、シ
リコン酸化膜１３ａの膜厚が増加することになる（図１
３）。増加した膜厚ｔｂは、通常、６０ｎｍ〜１００ｎ
ｍ程度となる。
【０００７】つぎに、エッチングにより、シリコン酸化
膜１３ａ，１３ｃの膜厚を減少させる工程が実施される
（図１４）。特に限定されるものではないが、エッチン
グとしては、例えば、フッ酸（フッ化水素酸の水溶液）
系のエッチング液を用いたウェットエッチングが適用さ
れ得る。エッチング時間は、受光部１１上方のシリコン
酸化膜１３ａの膜厚ｔｃが１０ｎｍ〜４０ｎｍとなるよ
うに制御される。
膜１３ａ，１３ｃの膜厚を減少させる工程が実施される
（図１４）。特に限定されるものではないが、エッチン
グとしては、例えば、フッ酸（フッ化水素酸の水溶液）
系のエッチング液を用いたウェットエッチングが適用さ
れ得る。エッチング時間は、受光部１１上方のシリコン
酸化膜１３ａの膜厚ｔｃが１０ｎｍ〜４０ｎｍとなるよ
うに制御される。
【０００８】エッチングにより膜厚が減少したシリコン
酸化膜１３ａ，１３ｃ上に、減圧ＣＶＤ法によりシリコ
ン窒化膜１５が形成される。シリコン窒化膜１５の膜厚
ｔｄは、２０ｎｍ〜１２０ｎｍとされる。シリコン窒化
膜１５は、レジスト１６形成およびエッチング処理によ
りパターニングされ（図１５）、その結果、受光部１１
上方に残存したシリコン窒化膜１５ａが反射防止膜層と
なる（図１６）。
酸化膜１３ａ，１３ｃ上に、減圧ＣＶＤ法によりシリコ
ン窒化膜１５が形成される。シリコン窒化膜１５の膜厚
ｔｄは、２０ｎｍ〜１２０ｎｍとされる。シリコン窒化
膜１５は、レジスト１６形成およびエッチング処理によ
りパターニングされ（図１５）、その結果、受光部１１
上方に残存したシリコン窒化膜１５ａが反射防止膜層と
なる（図１６）。
【０００９】この上に、さらに、層間絶縁膜１７、受光
部１１上方を開口領域１８ａとするようにパターニング
された金属遮光膜１８、パッシベーション膜１９が、順
に形成される（図１７）。特に限定されるものではない
が、例えば、層間絶縁膜１７としては、減圧ＣＶＤ法に
より形成されたシリコン酸化膜が、金属遮光膜１８とし
てはスパッタリング法により形成されたアルミニウム膜
が、パッシベーション膜１９としてはプラズマＣＶＤ法
により形成されたシリコン窒化膜が各々適用され得る。
また、層間絶縁膜１７の膜厚は、８０ｎｍ〜４００ｎｍ
が好ましい。なお、金属遮光膜１８の開口領域１８ａが
受光部１１への入射光が透過する受光領域として機能す
ることになる。
部１１上方を開口領域１８ａとするようにパターニング
された金属遮光膜１８、パッシベーション膜１９が、順
に形成される（図１７）。特に限定されるものではない
が、例えば、層間絶縁膜１７としては、減圧ＣＶＤ法に
より形成されたシリコン酸化膜が、金属遮光膜１８とし
てはスパッタリング法により形成されたアルミニウム膜
が、パッシベーション膜１９としてはプラズマＣＶＤ法
により形成されたシリコン窒化膜が各々適用され得る。
また、層間絶縁膜１７の膜厚は、８０ｎｍ〜４００ｎｍ
が好ましい。なお、金属遮光膜１８の開口領域１８ａが
受光部１１への入射光が透過する受光領域として機能す
ることになる。
【００１０】以上に説明したような一連の工程に、適
宜、平坦化膜の形成工程等が付加されて、固体（ＣＣ
Ｄ）撮像装置が製造される。上記工程中では、エッチン
グにより、シリコン酸化膜の膜厚を減少させることとし
ているため、反射防止膜であるシリコン窒化膜を形成し
た後の反射防止効果が向上することとなる。
宜、平坦化膜の形成工程等が付加されて、固体（ＣＣ
Ｄ）撮像装置が製造される。上記工程中では、エッチン
グにより、シリコン酸化膜の膜厚を減少させることとし
ているため、反射防止膜であるシリコン窒化膜を形成し
た後の反射防止効果が向上することとなる。
【００１１】なお、上記工程中においては、パッシベー
ション膜１９としては、シリコン窒化膜（屈折率２．
０）を例示した。
ション膜１９としては、シリコン窒化膜（屈折率２．
０）を例示した。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法による固体撮像装置の反射防止膜構造はシ
リコン窒化膜１５aと開口領域１８ａの間に反射防止膜
が存在しない領域が発生し、入射する光の反射を十分に
抑制できないという問題があった。
来の製造方法による固体撮像装置の反射防止膜構造はシ
リコン窒化膜１５aと開口領域１８ａの間に反射防止膜
が存在しない領域が発生し、入射する光の反射を十分に
抑制できないという問題があった。
【００１３】したがって、本発明の目的は、受光部内の
開口領域全域の反射を抑制することができ、入射する光
の反射を十分に抑制することができる固体撮像装置およ
びその製造方法を提供することである。
開口領域全域の反射を抑制することができ、入射する光
の反射を十分に抑制することができる固体撮像装置およ
びその製造方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載の固体撮像装置は、光電変換
機能を有する受光部と受光部で発生した信号電荷を転送
する転送部とを一単位とする画素部と、受光部上に開口
領域を有する状態で画素部の表面上部に位置し転送部へ
の光入射を遮光する遮光部と、遮光部をマスクとして開
口領域全域に自己整合的に形成されて受光部の表面での
光反射を低減させる反射防止膜層とを備えている。
に、本発明の請求項１記載の固体撮像装置は、光電変換
機能を有する受光部と受光部で発生した信号電荷を転送
する転送部とを一単位とする画素部と、受光部上に開口
領域を有する状態で画素部の表面上部に位置し転送部へ
の光入射を遮光する遮光部と、遮光部をマスクとして開
口領域全域に自己整合的に形成されて受光部の表面での
光反射を低減させる反射防止膜層とを備えている。
【００１５】この構成によれば、遮光部をマスクとして
反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に形成したの
で、入射する光の反射を効率よく抑制することができ
る。
反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に形成したの
で、入射する光の反射を効率よく抑制することができ
る。
【００１６】また、本発明の請求項２記載の固体撮像装
置は、光電変換機能を有する受光部と受光部で発生した
信号電荷を転送する転送部とを一単位とする画素部と、
受光部上に開口領域を有する状態で画素部の表面上部に
位置し転送部への光入射を遮光する遮光部と、遮光部を
マスクとして遮光部の下部に入り込んだ状態に開口領域
全域に自己整合的に形成されて受光部の表面での光反射
を低減させる反射防止膜層とを備えている。
置は、光電変換機能を有する受光部と受光部で発生した
信号電荷を転送する転送部とを一単位とする画素部と、
受光部上に開口領域を有する状態で画素部の表面上部に
位置し転送部への光入射を遮光する遮光部と、遮光部を
マスクとして遮光部の下部に入り込んだ状態に開口領域
全域に自己整合的に形成されて受光部の表面での光反射
を低減させる反射防止膜層とを備えている。
【００１７】この構成によれば、遮光部をマスクとして
遮光部の下部に入り込んだ状態に反射防止膜層を開口領
域全域に自己整合的に形成したので、斜め方向の光入力
にも効率よく反射を抑制することができる。
遮光部の下部に入り込んだ状態に反射防止膜層を開口領
域全域に自己整合的に形成したので、斜め方向の光入力
にも効率よく反射を抑制することができる。
【００１８】また、本発明の請求項３記載の固体撮像装
置の製造方法は、光電変換機能を有する受光部と受光部
で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とする
画素部と、受光部上に開口領域を有する状態で画素部の
表面上部に位置し転送部への光入射を遮光する遮光部と
を備えた固体撮像装置を製造する際に、遮光部をマスク
とするイオン注入によって、受光部の表面での光反射を
低減させる反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に
形成する。
置の製造方法は、光電変換機能を有する受光部と受光部
で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とする
画素部と、受光部上に開口領域を有する状態で画素部の
表面上部に位置し転送部への光入射を遮光する遮光部と
を備えた固体撮像装置を製造する際に、遮光部をマスク
とするイオン注入によって、受光部の表面での光反射を
低減させる反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に
形成する。
【００１９】この方法によれば、遮光部をマスクとする
イオン注入によって、反射防止膜層を開口領域全域に自
己整合的に形成するので、入射する光の反射を効率よく
抑制することができる。
イオン注入によって、反射防止膜層を開口領域全域に自
己整合的に形成するので、入射する光の反射を効率よく
抑制することができる。
【００２０】また、本発明の請求項４記載の固体撮像装
置の製造方法は、光電変換機能を有する受光部と受光部
で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とする
画素部と、受光部上に開口領域を有する状態で画素部の
表面上部に位置し転送部への光入射を遮光する遮光部と
を備えた固体撮像装置を製造する際に、遮光部をマスク
とする斜め方向からのイオン注入によって、受光部の表
面での光反射を低減させる反射防止膜層を遮光部の下部
に入り込んだ状態に開口領域全域に自己整合的に形成す
る。
置の製造方法は、光電変換機能を有する受光部と受光部
で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とする
画素部と、受光部上に開口領域を有する状態で画素部の
表面上部に位置し転送部への光入射を遮光する遮光部と
を備えた固体撮像装置を製造する際に、遮光部をマスク
とする斜め方向からのイオン注入によって、受光部の表
面での光反射を低減させる反射防止膜層を遮光部の下部
に入り込んだ状態に開口領域全域に自己整合的に形成す
る。
【００２１】この方法によれば、遮光部をマスクとする
斜め方向からのイオン注入によって、金属遮光膜の下部
にも反射防止膜層を自己整合的に形成するので、斜め方
向の光入力にも効率よく反射を抑制することができる。
斜め方向からのイオン注入によって、金属遮光膜の下部
にも反射防止膜層を自己整合的に形成するので、斜め方
向の光入力にも効率よく反射を抑制することができる。
【００２２】本発明の請求項５記載の固体撮像装置の製
造方法は、請求項３または４記載の方法において、イオ
ン注入は、受光部の表面材料に前記受光部の表面材料の
屈折率を変化させる物質を注入する。
造方法は、請求項３または４記載の方法において、イオ
ン注入は、受光部の表面材料に前記受光部の表面材料の
屈折率を変化させる物質を注入する。
【００２３】この方法によれば、請求項３または４と同
様の作用を有する。
様の作用を有する。
【００２４】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の固
体撮像装置の製造方法の第１の実施の形態を図１〜図５
を用いて説明する。図１〜図５は本発明のＣＣＤ撮像装
置の製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
体撮像装置の製造方法の第１の実施の形態を図１〜図５
を用いて説明する。図１〜図５は本発明のＣＣＤ撮像装
置の製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【００２５】まず、ｐ型シリコン基板１０内に、ｎ型不
純物領域である受光部１１が、電荷転送埋め込みチャン
ネル部１２等とともにイオン注入法により形成される。
つぎに、このｐ型シリコン基板１０上にシリコン酸化膜
１３ａが熱酸化によって形成される。このときのシリコ
ン酸化膜１３ａの膜厚ｔａは、４０ｎｍ〜８０ｎｍ程度
とされる。
純物領域である受光部１１が、電荷転送埋め込みチャン
ネル部１２等とともにイオン注入法により形成される。
つぎに、このｐ型シリコン基板１０上にシリコン酸化膜
１３ａが熱酸化によって形成される。このときのシリコ
ン酸化膜１３ａの膜厚ｔａは、４０ｎｍ〜８０ｎｍ程度
とされる。
【００２６】シリコン酸化膜１３ａ上には、ＣＶＤ法に
より、シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４が順に形成される。このとき、シリコン窒化膜１３ｂ
の膜厚は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ程度とされ、多結晶シリ
コン膜１４の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とさ
れる。シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４の一部は、エッチングにより除去され、受光部１１を
含むように開口領域が形成される（図１）。このような
パターニングにより、多結晶シリコン膜１４はゲート電
極とされ、シリコン酸化膜１３ａおよびシリコン窒化膜
１３ｂは、ゲート電極とｐ型シリコン基板との間の絶縁
膜として機能する。
より、シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４が順に形成される。このとき、シリコン窒化膜１３ｂ
の膜厚は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ程度とされ、多結晶シリ
コン膜１４の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とさ
れる。シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１
４の一部は、エッチングにより除去され、受光部１１を
含むように開口領域が形成される（図１）。このような
パターニングにより、多結晶シリコン膜１４はゲート電
極とされ、シリコン酸化膜１３ａおよびシリコン窒化膜
１３ｂは、ゲート電極とｐ型シリコン基板との間の絶縁
膜として機能する。
【００２７】つぎに、多結晶シリコン膜１４が熱酸化さ
れ、多結晶シリコン膜１４上にシリコン酸化膜１３ｃが
形成される。このとき、多結晶シリコン膜１４を酸化す
るために供給される雰囲気中の酸素が、シリコン酸化膜
１３ａを透過してｐ型シリコン基板１０にも到達するた
め、上記開口領域のｐ型シリコン基板１０も同時に酸化
され、シリコン酸化膜１３ａの膜厚が増加することにな
る（図２）。増加する膜厚ｔｂは、３０ｎｍ〜１６０ｎ
ｍ程度となる。
れ、多結晶シリコン膜１４上にシリコン酸化膜１３ｃが
形成される。このとき、多結晶シリコン膜１４を酸化す
るために供給される雰囲気中の酸素が、シリコン酸化膜
１３ａを透過してｐ型シリコン基板１０にも到達するた
め、上記開口領域のｐ型シリコン基板１０も同時に酸化
され、シリコン酸化膜１３ａの膜厚が増加することにな
る（図２）。増加する膜厚ｔｂは、３０ｎｍ〜１６０ｎ
ｍ程度となる。
【００２８】つぎに、この上に、受光部１１上方を方形
の開口領域１８ａとするようにパターニングされた金属
遮光膜１８が形成される（図３）。特に限定されるもの
ではないが、例えば、金属遮光膜１８としてはスパッタ
リング法により形成されたタングステン膜が適用され得
る。
の開口領域１８ａとするようにパターニングされた金属
遮光膜１８が形成される（図３）。特に限定されるもの
ではないが、例えば、金属遮光膜１８としてはスパッタ
リング法により形成されたタングステン膜が適用され得
る。
【００２９】つぎに、金属遮光膜１８をマスクにして窒
素イオンが注入され、シリコン酸化膜１３ｃの一部がオ
キシナイトライド膜になり、反射防止膜の効果（屈折率
の異なる膜を成膜することによる反射抑制機能）を得る
領域、つまり反射防止膜層２０が自己整合的に形成でき
る（図４）。このときのイオン注入角度は、基板に対し
てほぼ垂直になっている。
素イオンが注入され、シリコン酸化膜１３ｃの一部がオ
キシナイトライド膜になり、反射防止膜の効果（屈折率
の異なる膜を成膜することによる反射抑制機能）を得る
領域、つまり反射防止膜層２０が自己整合的に形成でき
る（図４）。このときのイオン注入角度は、基板に対し
てほぼ垂直になっている。
【００３０】このときの注入条件は、シリコン酸化膜膜
厚ｔｃが１０ｎｍ〜４０ｎｍになり、オキシナイトライ
ド膜１６が形成され膜厚ｔｄは、２０ｎｍ〜１２０ｎｍ
となる加速エネルギーと、屈折率２．０程度になるドー
ズ量を選ぶ必要がある。
厚ｔｃが１０ｎｍ〜４０ｎｍになり、オキシナイトライ
ド膜１６が形成され膜厚ｔｄは、２０ｎｍ〜１２０ｎｍ
となる加速エネルギーと、屈折率２．０程度になるドー
ズ量を選ぶ必要がある。
【００３１】ここで、屈折率の異なる膜を成膜すること
により反射が抑制される理由について説明する。空気
（屈折率１）からシリコン酸化膜（屈折率１．５）、シ
リコン（〜３．７）に入射する場合の反射に対して、シ
リコン酸化膜とシリコンの間に、それらの間の屈折率の
膜を成膜することにより、複素屈折率の変化を小さく
し、また膜厚を最適化することにより各界面での反射光
の位相を変化させ、これによって反射光を弱めることが
できる。
により反射が抑制される理由について説明する。空気
（屈折率１）からシリコン酸化膜（屈折率１．５）、シ
リコン（〜３．７）に入射する場合の反射に対して、シ
リコン酸化膜とシリコンの間に、それらの間の屈折率の
膜を成膜することにより、複素屈折率の変化を小さく
し、また膜厚を最適化することにより各界面での反射光
の位相を変化させ、これによって反射光を弱めることが
できる。
【００３２】つぎに、パッシベーション膜１９が形成さ
れる（図５）。特に限定されるものではないが、例え
ば、パッシベーション膜１９としては、プラズマＣＶＤ
法により形成されたシリコン窒化膜が適用され得る。
れる（図５）。特に限定されるものではないが、例え
ば、パッシベーション膜１９としては、プラズマＣＶＤ
法により形成されたシリコン窒化膜が適用され得る。
【００３３】以上に説明したような一連の工程に、適
宜、平坦化膜の形成工程等が付加されて、固体撮像装置
が製造される。上記工程中では、開口部全域に反射防止
膜を自己整合的に形成できるため、反射防止効果が向上
することとなる。
宜、平坦化膜の形成工程等が付加されて、固体撮像装置
が製造される。上記工程中では、開口部全域に反射防止
膜を自己整合的に形成できるため、反射防止効果が向上
することとなる。
【００３４】この実施の形態によれば、金属遮光膜１８
をマスクにして反射防止膜層２０を自己整合的に形成す
るため、反射防止膜層２０を開口領域１８ａ全域に形成
することができ、入射する光の反射を効率よく抑制する
ことができる。
をマスクにして反射防止膜層２０を自己整合的に形成す
るため、反射防止膜層２０を開口領域１８ａ全域に形成
することができ、入射する光の反射を効率よく抑制する
ことができる。
【００３５】（第２の実施の形態）つぎに、本発明の固
体撮像装置の製造方法の第２の実施の形態を図６〜図１
１を用いて説明する。図６〜図１１は本発明のＣＣＤ固
体撮像装置の製造方法の概要を断面方向から示す工程図
である。
体撮像装置の製造方法の第２の実施の形態を図６〜図１
１を用いて説明する。図６〜図１１は本発明のＣＣＤ固
体撮像装置の製造方法の概要を断面方向から示す工程図
である。
【００３６】まず、ｐ型シリコン基板１０内に、ｎ型不
純物領域である受光部１１が、電荷転送埋め込みチャン
ネル部１２等とともにイオン注入法により形成される。
つぎに、このｐ型シリコン基板１０上にシリコン酸化膜
１３ａが熱酸化によって形成される。このときのシリコ
ン酸化膜１３ａの膜厚ｔａは、４０ｎｍ〜８０ｎｍ程度
とされる。シリコン酸化膜１３ａ上には、ＣＶＤ法によ
り、シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１４
が順に形成される。このとき、シリコン窒化膜１３ｂの
膜厚は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ程度とされ、多結晶シリコ
ン膜１４の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とされ
る。シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１４
の一部は、エッチングにより除去され、受光部１１を含
むように開口領域が形成される（図６）。このようなパ
ターニングにより、多結晶シリコン膜１４はゲート電極
とされ、シリコン酸化膜１３ａおよびシリコン窒化膜１
３ｂは、ゲート電極とｐ型シリコン基板との間の絶縁膜
として機能する。
純物領域である受光部１１が、電荷転送埋め込みチャン
ネル部１２等とともにイオン注入法により形成される。
つぎに、このｐ型シリコン基板１０上にシリコン酸化膜
１３ａが熱酸化によって形成される。このときのシリコ
ン酸化膜１３ａの膜厚ｔａは、４０ｎｍ〜８０ｎｍ程度
とされる。シリコン酸化膜１３ａ上には、ＣＶＤ法によ
り、シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１４
が順に形成される。このとき、シリコン窒化膜１３ｂの
膜厚は、２０ｎｍ〜６０ｎｍ程度とされ、多結晶シリコ
ン膜１４の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度とされ
る。シリコン窒化膜１３ｂおよび多結晶シリコン膜１４
の一部は、エッチングにより除去され、受光部１１を含
むように開口領域が形成される（図６）。このようなパ
ターニングにより、多結晶シリコン膜１４はゲート電極
とされ、シリコン酸化膜１３ａおよびシリコン窒化膜１
３ｂは、ゲート電極とｐ型シリコン基板との間の絶縁膜
として機能する。
【００３７】つぎに、多結晶シリコン膜１４が熱酸化さ
れ、多結晶シリコン膜１４上にシリコン酸化膜１３ｃが
形成される。このとき、多結晶シリコン膜１４を酸化す
るために供給される雰囲気中の酸素が、シリコン酸化膜
１３ａを透過してｐ型シリコン基板１０にも到達するた
め、上記開口領域のｐ型シリコン基板１０も同時に酸化
され、シリコン酸化膜１３ａの膜厚が増加させることに
なる（図７）。増加させる膜厚ｔｂは、３０ｎｍ〜１６
０ｎｍ程度となる。
れ、多結晶シリコン膜１４上にシリコン酸化膜１３ｃが
形成される。このとき、多結晶シリコン膜１４を酸化す
るために供給される雰囲気中の酸素が、シリコン酸化膜
１３ａを透過してｐ型シリコン基板１０にも到達するた
め、上記開口領域のｐ型シリコン基板１０も同時に酸化
され、シリコン酸化膜１３ａの膜厚が増加させることに
なる（図７）。増加させる膜厚ｔｂは、３０ｎｍ〜１６
０ｎｍ程度となる。
【００３８】つぎに、この上に、受光部１１上方を方形
の開口領域１８ａとするようにパターニングされた金属
遮光膜１８が形成される（図８）。特に限定されるもの
ではないが、例えば、金属遮光膜１８としてはスパッタ
リング法により形成されたタングステン膜が適用され得
る。
の開口領域１８ａとするようにパターニングされた金属
遮光膜１８が形成される（図８）。特に限定されるもの
ではないが、例えば、金属遮光膜１８としてはスパッタ
リング法により形成されたタングステン膜が適用され得
る。
【００３９】以上の図６〜図８の工程は第１の実施の形
態（図１〜図３）と同様である。
態（図１〜図３）と同様である。
【００４０】つぎに、金属遮光膜１８をマスクに窒素イ
オンが斜めに注入され、シリコン酸化膜１３ｃの一部が
オキシナイトライド膜になり、反射防止膜の効果を得る
領域（屈折率の異なる膜を成膜することによる反射抑制
機能）が形成できる。このときのイオン注入角度は、金
属遮光部１８の下部に窒素イオンが注入される角度に設
定される（斜めイオン注入）（図９）。上記の注入角度
は、例えば７度から４５度までの範囲が好ましい。
オンが斜めに注入され、シリコン酸化膜１３ｃの一部が
オキシナイトライド膜になり、反射防止膜の効果を得る
領域（屈折率の異なる膜を成膜することによる反射抑制
機能）が形成できる。このときのイオン注入角度は、金
属遮光部１８の下部に窒素イオンが注入される角度に設
定される（斜めイオン注入）（図９）。上記の注入角度
は、例えば７度から４５度までの範囲が好ましい。
【００４１】つぎに、金属遮光膜１８の反対方向の下部
に窒素イオンが注入される角度により注入する（斜めイ
オン注入）（図１０）。金属遮光膜１８の他の２方向の
下部についても、窒素イオンが注入されるように、上記
と同様に同様の斜めイオン注入を行う。
に窒素イオンが注入される角度により注入する（斜めイ
オン注入）（図１０）。金属遮光膜１８の他の２方向の
下部についても、窒素イオンが注入されるように、上記
と同様に同様の斜めイオン注入を行う。
【００４２】つぎに、パッシベーション膜１９が形成さ
れる（図１１）。
れる（図１１）。
【００４３】この実施の形態によれば、金属遮光膜１８
の下部にも反射防止膜層２０を自己整合的に形成するこ
とができ、斜め方向の光入力にも効率よく反射を抑制す
ることができる。
の下部にも反射防止膜層２０を自己整合的に形成するこ
とができ、斜め方向の光入力にも効率よく反射を抑制す
ることができる。
【００４４】なお、上記各実施の形態では、反射防止膜
層としては、オキシナイトライド膜１６（屈折率２．
０）を例示したが、領域選択的に屈折率を変化させるイ
オン（ゲルマニウム、リン、アルミニウム）であれは同
様の効果が得られることは言うまでもない。
層としては、オキシナイトライド膜１６（屈折率２．
０）を例示したが、領域選択的に屈折率を変化させるイ
オン（ゲルマニウム、リン、アルミニウム）であれは同
様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４５】さらに、画素部の重要な特性である白キズ
抑制のためには、最終工程近辺での水素処理が重要とな
ってくる。水素を効率よく画素部に導入するためには、
ナイトライドを含まない領域が必要である。本発明の開
口領域１８ａによるセルフアラインでの反射防止膜層の
形成は、ナイトライドを含まない領域を開口領域周辺に
精度よく作ることにつながり、白キズ特性を安定して低
減できるという効果がある。
抑制のためには、最終工程近辺での水素処理が重要とな
ってくる。水素を効率よく画素部に導入するためには、
ナイトライドを含まない領域が必要である。本発明の開
口領域１８ａによるセルフアラインでの反射防止膜層の
形成は、ナイトライドを含まない領域を開口領域周辺に
精度よく作ることにつながり、白キズ特性を安定して低
減できるという効果がある。
【００４６】また、上記実施の形態はＣＣＤを用いた場
合を示しているが、本発明は増幅型の固体撮像装置（Ｃ
ＭＯＳセンサ）にも適用できる。
合を示しているが、本発明は増幅型の固体撮像装置（Ｃ
ＭＯＳセンサ）にも適用できる。
【００４７】
【発明の効果】本発明の請求項１記載の固体撮像装置に
よれば、遮光部をマスクとして反射防止膜層を開口領域
全域に自己整合的に形成したので、入射する光の反射を
効率よく抑制することができる。
よれば、遮光部をマスクとして反射防止膜層を開口領域
全域に自己整合的に形成したので、入射する光の反射を
効率よく抑制することができる。
【００４８】本発明の請求項２記載の固体撮像装置によ
れば、遮光部をマスクとして遮光部の下部に入り込んだ
状態に反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に形成
したので、斜め方向の光入力にも効率よく反射を抑制す
ることができる。
れば、遮光部をマスクとして遮光部の下部に入り込んだ
状態に反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に形成
したので、斜め方向の光入力にも効率よく反射を抑制す
ることができる。
【００４９】本発明の請求項３記載の固体撮像装置の製
造方法によれば、遮光部をマスクとするイオン注入によ
って、反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に形成
するので、入射する光の反射を効率よく抑制することが
できる。
造方法によれば、遮光部をマスクとするイオン注入によ
って、反射防止膜層を開口領域全域に自己整合的に形成
するので、入射する光の反射を効率よく抑制することが
できる。
【００５０】本発明の請求項４記載の固体撮像装置の製
造方法によれば、遮光部をマスクとする斜め方向からの
イオン注入によって、金属遮光膜の下部にも反射防止膜
層を自己整合的に形成するので、斜め方向の光入力にも
効率よく反射を抑制することができる。
造方法によれば、遮光部をマスクとする斜め方向からの
イオン注入によって、金属遮光膜の下部にも反射防止膜
層を自己整合的に形成するので、斜め方向の光入力にも
効率よく反射を抑制することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態のＣＣＤ撮像装置の
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態のＣＣＤ撮像装置
の製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
の製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態のＣＣＤ撮像装置
の製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
の製造方法の概要を断面方向から示す工程図である。
【図１２】従来のＣＣＤ撮像装置の製造方法の概要を断
面方向から示す工程図である。
面方向から示す工程図である。
【図１３】従来のＣＣＤ撮像装置の製造方法の概要を断
面方向から示す工程図である。
面方向から示す工程図である。
【図１４】従来のＣＣＤ撮像装置の製造方法の概要を断
面方向から示す工程図である。
面方向から示す工程図である。
【図１５】従来のＣＣＤ撮像装置の製造方法の概要を断
面方向から示す工程図である。
面方向から示す工程図である。
【図１６】従来のＣＣＤ撮像装置の製造方法の概要を断
面方向から示す工程図である。
面方向から示す工程図である。
【図１７】従来のＣＣＤ撮像装置の製造方法の概要を断
面方向から示す工程図である。
面方向から示す工程図である。
１０ ｐ型シリコン基板
１１ 受光部
１２ 電荷転送埋め込みチャンネル部
１３ａ，１３c シリコン酸化膜
１３ｂ シリコン窒化膜
１４ 多結晶シリコン膜
１５ シリコン窒化膜
１８a 開口領域
１８ 金属遮光膜
１９ パッシベーション膜
２０ 反射防止膜層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ａ
Ｆターム(参考） 2K009 AA02 CC03 DD07
4M118 AA01 AA05 AB01 BA10 CA03
CA34 CB13 CB14 DA03 DA28
EA01 EA03 EA06 GB11
5C024 CY47 GX02 GY01
5F049 MB02 NA01 NB05 PA10 PA14
QA04 SS03 SZ01
Claims (5)
- 【請求項１】 光電変換機能を有する受光部と前記受光
部で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とす
る画素部と、前記受光部上に開口領域を有する状態で前
記画素部の表面上部に位置し前記転送部への光入射を遮
光する遮光部と、前記遮光部をマスクとして前記開口領
域全域に自己整合的に形成されて前記受光部の表面での
光反射を低減させる反射防止膜層とを備えた固体撮像装
置。 - 【請求項２】 光電変換機能を有する受光部と前記受光
部で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とす
る画素部と、前記受光部上に開口領域を有する状態で前
記画素部の表面上部に位置し前記転送部への光入射を遮
光する遮光部と、前記遮光部をマスクとして前記遮光部
の下部に入り込んだ状態に前記開口領域全域に自己整合
的に形成されて前記受光部の表面での光反射を低減させ
る反射防止膜層とを備えた固体撮像装置。 - 【請求項３】 光電変換機能を有する受光部と前記受光
部で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とす
る画素部と、前記受光部上に開口領域を有する状態で前
記画素部の表面上部に位置し前記転送部への光入射を遮
光する遮光部とを備えた固体撮像装置を製造する固体撮
像装置の製造方法であって、 前記遮光部をマスクとするイオン注入によって、前記受
光部の表面での光反射を低減させる反射防止膜層を前記
開口領域全域に自己整合的に形成することを特徴とする
固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】 光電変換機能を有する受光部と前記受光
部で発生した信号電荷を転送する転送部とを一単位とす
る画素部と、前記受光部上に開口領域を有する状態で前
記画素部の表面上部に位置し前記転送部への光入射を遮
光する遮光部とを備えた固体撮像装置を製造する固体撮
像装置の製造方法であって、 前記遮光部をマスクとする斜め方向からのイオン注入に
よって、前記受光部の表面での光反射を低減させる反射
防止膜層を前記遮光部の下部に入り込んだ状態に前記開
口領域全域に自己整合的に形成することを特徴とする固
体撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】 イオン注入は、受光部の表面材料に前記
受光部の表面材料の屈折率を変化させる物質を注入する
ことを特徴とする請求項３または４記載の固体撮像装置
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001254929A JP2003069007A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2001254929A JP2003069007A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069007A true JP2003069007A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19083007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001254929A Pending JP2003069007A (ja) | 2001-08-24 | 2001-08-24 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003069007A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227636A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| JP2012089796A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 受光素子及び受光素子の製造方法、半導体装置 |
| WO2017104443A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社アルバック | サファイア基板の製造方法及びサファイア基板 |
-
2001
- 2001-08-24 JP JP2001254929A patent/JP2003069007A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007227636A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| JP2012089796A (ja) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 受光素子及び受光素子の製造方法、半導体装置 |
| WO2017104443A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | 株式会社アルバック | サファイア基板の製造方法及びサファイア基板 |
| JPWO2017104443A1 (ja) * | 2015-12-16 | 2018-08-30 | 株式会社アルバック | サファイア基板の製造方法及びサファイア基板 |
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