JP2003188368A - Manufacturing method for solid-state imaging device - Google Patents
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、撮像部お
よび周辺回路部の形成後にアニール処理を有する固体撮
像装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a solid-state image pickup device having an annealing process after forming an image pickup unit and a peripheral circuit unit.
【0002】[0002]
【従来の技術】CCD(Charge Coupled Device)固体撮
像素子は、マトリックス状に配列された光電変換を行う
複数の受光部と、受光部列に対応したCCD構造の複数
の垂直転送部から撮像部が構成されている。撮像部の一
端には、撮像部からの信号電荷を出力部に転送するCC
D構造の水平転送部が設けられており、当該水平転送部
の最終段には出力部が接続されている。また、当該撮像
部の他の周辺領域には、上記の垂直転送部および水平転
送部に接続する配線層等が形成されている。2. Description of the Related Art A CCD (Charge Coupled Device) solid-state image pickup device has a plurality of light receiving portions arranged in a matrix for photoelectric conversion, and a plurality of vertical transfer portions having a CCD structure corresponding to the light receiving portion array. It is configured. CC that transfers the signal charge from the image pickup unit to the output unit is provided at one end of the image pickup unit.
A horizontal transfer unit having a D structure is provided, and an output unit is connected to the final stage of the horizontal transfer unit. Further, a wiring layer or the like connected to the vertical transfer section and the horizontal transfer section is formed in another peripheral region of the image pickup section.
【0003】上記のCCD固体撮像素子の高感度化のた
めに、出力部の電荷電圧変換利得を増加させると、暗電
流による雑音が問題となってくる。CCD固体撮像素子
における暗電流は、ほとんどが垂直転送部におけるもの
であり、その抑制のためには、シリコン基板と、酸化シ
リコンなどからなる絶縁膜界面の電気的特性の安定化が
必要となってくる。When the charge-voltage conversion gain of the output section is increased in order to increase the sensitivity of the CCD solid-state image pickup device, noise due to dark current becomes a problem. Most of the dark current in the CCD solid-state image sensor is in the vertical transfer portion, and in order to suppress it, it is necessary to stabilize the electrical characteristics of the interface between the silicon substrate and the insulating film made of silicon oxide or the like. come.
【0004】ところで、一般に半導体装置の製造におい
ては、例えば、特開平8−37163号公報に示すよう
に、シリコン基板と絶縁膜との界面の電気的特性を安定
化させるために、水素ガスあるいは水素と窒素の混合ガ
スの雰囲気下において熱処理を行う水素アニールと呼ば
れる工程と、シリコン基板とアルミニウム等からなる金
属配線との電気的接合性を促すシンターアニールと呼ば
れる工程があり、上記のアニール工程を1ないし2回行
っている。Generally, in the manufacture of semiconductor devices, for example, as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-37163, hydrogen gas or hydrogen is used to stabilize the electrical characteristics of the interface between the silicon substrate and the insulating film. There is a process called hydrogen annealing in which heat treatment is performed in an atmosphere of a mixed gas of nitrogen and nitrogen, and a process called sintering annealing that promotes electrical bonding between a silicon substrate and metal wiring made of aluminum or the like. Have been to twice.
【0005】一方、CCD固体撮像素子の製造工程にお
いては、一般に上記の水素アニール工程とシンターアニ
ール工程とを同時に行っている。On the other hand, in the manufacturing process of the CCD solid-state image pickup device, the hydrogen annealing process and the sintering annealing process are generally performed at the same time.
【0006】すなわち、従来においては、まず、シリコ
ン基板の撮像部に受光部等となる各種の不純物領域を形
成し、基板上に絶縁膜を介在させた状態で垂直転送部お
よび水平転送部を構成する転送電極を形成した後、当該
撮像部の周辺領域に、上記の垂直転送部および水平転送
部等に接続する配線層を形成する。That is, in the prior art, first, various impurity regions such as a light receiving portion are formed in an image pickup portion of a silicon substrate, and a vertical transfer portion and a horizontal transfer portion are formed with an insulating film interposed on the substrate. After forming the transfer electrodes, the wiring layers connected to the vertical transfer section, the horizontal transfer section, and the like are formed in the peripheral region of the imaging section.
【0007】その後、プラズマCVD法によりシリコン
基板の全面に窒化シリコン膜からなる保護膜を形成した
後、水素あるいは窒素を含む雰囲気下において、アニー
ル処理を行うことにより、配線層とシリコン基板との接
続部に合金層を形成するとともに、窒化シリコン膜中に
含まれる水素をシリコン基板のシリコンダングリングボ
ンドへ供給して、シリコンダングリングボンドを低減さ
せることにより、受光部および転送レジスタにおける暗
電流を低減することとしていた。After that, a protective film made of a silicon nitride film is formed on the entire surface of the silicon substrate by the plasma CVD method, and then an annealing process is performed in an atmosphere containing hydrogen or nitrogen to connect the wiring layer to the silicon substrate. A dark current in the light receiving part and the transfer register is reduced by forming an alloy layer in the silicon part and supplying hydrogen contained in the silicon nitride film to the silicon dangling bond of the silicon substrate to reduce the silicon dangling bond. I was going to do it.
【0008】従来においては、このようにシンターアニ
ールと水素アニールとを兼ねたアニール処理を行うこと
で、十分に暗電流を抑制できていたことから、製造工程
の削減の観点からも特にシンターアニールと水素アニー
ルとを別々の工程に分けていなかった。また、水素アニ
ール工程において最適な処理温度と、シンターアニール
工程における最適な処理温度もほとんど同じと考えられ
ていた。Conventionally, since the dark current can be sufficiently suppressed by performing the annealing treatment that combines the sinter annealing and the hydrogen annealing as described above, the sinter annealing is particularly performed from the viewpoint of reducing the manufacturing process. Hydrogen anneal was not split into separate steps. Further, it was considered that the optimum processing temperature in the hydrogen annealing process and the optimum processing temperature in the sintering annealing process were almost the same.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
さらなる固体撮像素子の高感度化のためにさらに暗電流
を低減させるためには、暗電流低減のための水素アニー
ルの温度や時間をさらに最適化する必要がある。However, in order to further reduce the dark current in order to further increase the sensitivity of the solid-state imaging device in recent years, the temperature and time of hydrogen annealing for reducing the dark current are further optimized. There is a need to.
【0010】ここで、水素アニールに最適な温度は、シ
ンターアニールに最適な温度よりも低いことが予想され
る。すなわち、シンターアニールに関しては、配線層と
シリコン基板との合金層を形成する目的から、基本的に
は温度が高い方が合金層が形成されやすく、その結果、
接続部において、低抵抗化を図ることができる。Here, the optimum temperature for hydrogen annealing is expected to be lower than the optimum temperature for sintering annealing. That is, regarding the sintering annealing, basically, the alloy layer is easily formed at a higher temperature for the purpose of forming an alloy layer of the wiring layer and the silicon substrate, and as a result,
It is possible to reduce the resistance in the connection portion.
【0011】一方、水素アニールは、シリコン基板のシ
リコンダングリングボンドに水素を捕獲させることよ
り、界面準位を減少させることが目的であるから、あま
り高い温度で処理すると、一度シリコンダングリングボ
ンドに捕獲された水素原子が、散逸してしまう恐れがあ
る。On the other hand, the purpose of hydrogen annealing is to reduce the interface state by capturing hydrogen in the silicon dangling bond of the silicon substrate. The captured hydrogen atoms may be dissipated.
【0012】水素アニールとシンターアニールとを兼ね
たアニール処理を行う従来においては、金属配線層とシ
リコン基板あるいは転送電極等を構成するポリシリコン
との合金形成のための温度条件が優先されることから、
十分な暗電流の低減が行えないという問題があった。In the conventional case of performing the annealing treatment that combines the hydrogen annealing and the sintering annealing, the temperature condition for forming the alloy between the metal wiring layer and the silicon substrate or the polysilicon forming the transfer electrode is prioritized. ,
There is a problem that the dark current cannot be reduced sufficiently.
【0013】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、基板等に対する配線層の十分な電
気的接続を確保しつつ、暗電流を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ことにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solid-state image pickup device capable of suppressing dark current while ensuring sufficient electrical connection of a wiring layer to a substrate or the like. It is to provide a manufacturing method.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置は、基板に撮像部を形成する
工程と、前記基板の周辺部に前記撮像部を駆動する配線
層を形成する工程と、前記周辺部における前記配線層と
前記基板との接続部に合金層を形成し得る第1の温度で
熱処理を行う工程と、前記撮像部における前記基板上
に、前記基板の欠陥に捕獲され得る捕獲原子を含有する
捕獲原子含有膜を形成する工程と、前記捕獲原子を前記
基板方向へ拡散させ前記基板の欠陥に捕獲させ得る、前
記第1の温度よりも低い第2の温度で熱処理を行う工程
とを有する。In order to achieve the above object, a solid-state image pickup device of the present invention comprises a step of forming an image pickup portion on a substrate and a wiring layer for driving the image pickup portion at a peripheral portion of the substrate. A step of forming, a step of performing a heat treatment at a first temperature capable of forming an alloy layer in a connection portion between the wiring layer and the substrate in the peripheral portion, and a defect of the substrate on the substrate in the imaging unit. Forming a trapping atom-containing film containing trapping atoms that can be trapped in the substrate, and a second temperature lower than the first temperature, which is capable of diffusing the trapping atoms toward the substrate and trapping the defects in the substrate. And a step of performing a heat treatment on.
【0015】前記配線層を形成する工程の後、前記第1
の温度で熱処理を行う工程の前に、少なくとも前記周辺
部における前記配線層を被覆し、前記第1の温度での熱
処理に伴う前記配線層の熱膨張を緩和する保護膜を形成
する工程をさらに有する。After the step of forming the wiring layer, the first
Before the step of performing the heat treatment at the temperature of, a step of forming a protective film that covers at least the wiring layer in the peripheral portion and relaxes the thermal expansion of the wiring layer due to the heat treatment at the first temperature is further formed. Have.
【0016】前記捕獲原子含有膜を形成する工程におい
て、水素含有膜を形成する。前記水素含有膜を形成する
工程において、水素を含有する窒化シリコン膜を形成す
る。In the step of forming the trapped atom-containing film, a hydrogen-containing film is formed. In the step of forming the hydrogen-containing film, a silicon nitride film containing hydrogen is formed.
【0017】前記第2の温度で熱処理を行う工程におい
て、少なくとも水素ガスあるいは窒素ガスのいずれかを
含む雰囲気下で熱処理を行う。In the step of performing the heat treatment at the second temperature, the heat treatment is performed in an atmosphere containing at least either hydrogen gas or nitrogen gas.
【0018】上記の本発明の固体撮像装置の製造方法で
は、基板に撮像部および配線層を形成した後に、まず、
周辺部における配線層と基板との接続部に合金層を形成
し得る第1の温度で熱処理を行う。これにより、配線層
と基板との接続部おける抵抗を低くすることができる。
その後、撮像部における基板上に、基板の欠陥に捕獲さ
れ得る捕獲原子を含有する捕獲原子含有膜を形成し、第
1の温度よりも低く、捕獲原子を基板方向へ拡散させ基
板の欠陥に捕獲させ得る第2の温度で熱処理を行う。こ
のように、周辺部における配線層と基板との接続部に合
金層を形成するための熱処理工程と、捕獲原子を基板の
欠陥へ捕獲させる熱処理工程とを別々に行うことで、そ
れぞれの目的に応じた最適な温度で熱処理を行うことが
できる。このとき、合金層を形成するための熱処理工程
における第1の温度は、捕獲原子を基板の結果へ捕獲さ
せるための熱処理工程における第2の温度よりも通常高
いことから、合金層を形成するための熱処理工程を先に
行い、その後、第1の温度よりも低い第2の温度で熱処
理を行うことにより、捕獲された捕獲原子が外部へ散逸
することもない。In the above-described method for manufacturing a solid-state image pickup device of the present invention, after the image pickup section and the wiring layer are formed on the substrate, first,
The heat treatment is performed at a first temperature at which an alloy layer can be formed in the peripheral portion where the wiring layer and the substrate are connected. As a result, the resistance at the connection between the wiring layer and the substrate can be reduced.
After that, a trapping atom-containing film containing trapping atoms that can be trapped by the defects of the substrate is formed on the substrate in the imaging unit, and the trapping atoms are diffused toward the substrate at a temperature lower than the first temperature and trapped by the defects of the substrate. The heat treatment is performed at a second temperature that allows the heat treatment. In this way, the heat treatment step for forming the alloy layer in the connection portion between the wiring layer and the substrate in the peripheral portion and the heat treatment step for trapping trapped atoms in the defects of the substrate are separately performed, thereby achieving the respective purposes. The heat treatment can be performed at an optimum temperature according to the above. At this time, since the first temperature in the heat treatment step for forming the alloy layer is usually higher than the second temperature in the heat treatment step for trapping trapped atoms into the result of the substrate, it is necessary to form the alloy layer. By performing the heat treatment step 1) first and then performing the heat treatment at the second temperature lower than the first temperature, the trapped trapped atoms are not scattered to the outside.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の固体撮像装置の
製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a method for manufacturing a solid-state image pickup device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0020】図1は、本実施形態に係る固体撮像装置の
一例を示す概略構成図である。本実施形態に係る固体撮
像装置1は、撮像部2、水平転送部3、出力部4を有す
る。出力部4は、例えば、フローティングディフュージ
ョンにて構成された電荷−電圧変換部を有する。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a solid-state image pickup device according to this embodiment. The solid-state imaging device 1 according to this embodiment includes an imaging unit 2, a horizontal transfer unit 3, and an output unit 4. The output unit 4 has, for example, a charge-voltage conversion unit configured by a floating diffusion.
【0021】撮像部2は、光電変換を行う受光部5、読
み出しゲート部6および垂直転送部7からなる画素8
を、平面マトリックス状に多数配置させて構成されてい
る。各画素8間は、図示せぬチャネルストッパで電気的
に干渉しないように分離されている。The image pickup section 2 includes a pixel 8 including a light receiving section 5 for performing photoelectric conversion, a readout gate section 6 and a vertical transfer section 7.
Are arranged in a planar matrix. Each pixel 8 is separated by a channel stopper (not shown) so as not to electrically interfere with each other.
【0022】垂直転送部7は、受光部5の列ごとに共通
化され所定の本数、配置されている。撮像部2に、垂直
転送部7を駆動する4相のクロック信号φV1,φV
2,φV3,φV4が入力される。水平転送部3に、こ
れを駆動する2相のクロック信号φH1,φH2が入力
される。The vertical transfer units 7 are commonly provided for each column of the light receiving units 5 and arranged in a predetermined number. The four-phase clock signals φV1 and φV for driving the vertical transfer unit 7 are provided to the image pickup unit 2.
2, φV3 and φV4 are input. Two-phase clock signals φH1 and φH2 for driving the horizontal transfer unit 3 are input to the horizontal transfer unit 3.
【0023】上記の水平転送部3および垂直転送部7
は、半導体基板内の表面側に不純物が導入された形成さ
れたマイノリティキャリアの電位井戸と、絶縁膜を介在
させた基板上に互いに絶縁分離して形成された複数の電
極(転送電極)とから構成されている。これらの転送部
3,7には、その転送電極に対して上記したクロック信
号φV1,φV2,φV3,φV4,φH1,φH2が
それぞれ周期的に位相をずらして印加される。これら転
送部3,7は、転送電極に印加されるクロック信号に制
御されて上述した電位井戸のポテンシャル分布が順次変
化し、この電位井戸内の電荷をクロック信号の位相ずれ
方向に転送する、いわゆるシフトレジスタとして機能す
る。The horizontal transfer section 3 and the vertical transfer section 7 described above.
Consists of a potential well of minority carriers formed by introducing impurities into the surface side of the semiconductor substrate and a plurality of electrodes (transfer electrodes) formed on the substrate with an insulating film interposed therebetween so as to be insulated and separated from each other. It is configured. The clock signals .phi.V1, .phi.V2, .phi.V3, .phi.V4, .phi.H1 and .phi.H2 are applied to the transfer electrodes 3 and 7 with their phases periodically shifted. These transfer units 3 and 7 are controlled by the clock signal applied to the transfer electrodes to sequentially change the potential distribution of the potential well described above, and transfer the charges in the potential well in the phase shift direction of the clock signal. Functions as a shift register.
【0024】図2は、図1のA部分を拡大して示す平面
図である。図2に示すように、矩形形状の受光部5が、
水平および垂直方向にマトリックス状に複数配置されて
いる。FIG. 2 is an enlarged plan view showing a portion A of FIG. As shown in FIG. 2, the rectangular light receiving unit 5 is
A plurality are arranged in a matrix in the horizontal and vertical directions.
【0025】マトリックス状に配置された受光部5間に
おいて、第1層目のポリシリコンからなる第1転送電極
15が水平方向に延伸して形成されている。第1転送電
極15は、受光部5の両側部において、垂直方向に若干
伸びた矩形形状を有している。Between the light receiving portions 5 arranged in a matrix, the first transfer electrodes 15 made of polysilicon of the first layer are formed extending in the horizontal direction. The first transfer electrode 15 has a rectangular shape slightly extending in the vertical direction on both sides of the light receiving unit 5.
【0026】また、第1転送電極15上には、第2層目
のポリシリコンからなる第2転送電極16が延伸して形
成されている。第2転送電極16は、受光部5の両側部
において、垂直方向に隣接した第1転送電極15と重な
るように伸びた矩形形状を有している。On the first transfer electrode 15, a second transfer electrode 16 made of second layer polysilicon is extended. The second transfer electrode 16 has a rectangular shape that extends so as to overlap the first transfer electrodes 15 that are vertically adjacent to each other on both sides of the light receiving unit 5.
【0027】上述したように、上記の転送電極15,1
6には、4相のクロック信号φV1,φV2,φV3,
φV4が印加される。したがって、第1転送電極15
は、クロック信号φV2が印加される2相目の第1転送
電極15aと、クロック信号φV4が印加される4相目
の第1転送電極15bとを有する。また、第2転送電極
16は、クロック信号φV1が印加される1相目の第2
転送電極16aと、クロック信号φV3が印加される3
相目の第2転送電極16bとを有する。このように、4
相のクロック信号が印加される4つの転送電極15a,
15b,16a,16bを一組として、図1の撮像部2
の全面で転送電極が繰り返し配置されている。As described above, the transfer electrodes 15 and 1
6 includes four-phase clock signals φV1, φV2, φV3.
φV4 is applied. Therefore, the first transfer electrode 15
Has a first transfer electrode 15a of the second phase to which the clock signal φV2 is applied and a first transfer electrode 15b of the fourth phase to which the clock signal φV4 is applied. Further, the second transfer electrode 16 has the second phase of the first phase to which the clock signal φV1 is applied.
3 to which the transfer electrode 16a and the clock signal φV3 are applied
It has the second transfer electrode 16b of the phase. Like this, 4
Four transfer electrodes 15a to which a phase clock signal is applied,
The image pickup unit 2 of FIG. 1 includes 15b, 16a, and 16b as a set.
The transfer electrodes are repeatedly arranged on the entire surface of.
【0028】図3は、撮像部2の周辺回路部を含むチッ
プ全体の概略構成を模式的に示す図である。撮像部2の
周囲の3辺に沿って、転送電極15a,15b,16
a,16bに4相のクロック信号のいずれかを供給する
ための4本の配線層30a,30b,30c,30dを
有する配線層30が横並びに配置されている。配線層3
0aは1相目の第2転送電極16aに、配線層30bは
2相目の第1転送電極15aに、配線層30cは3相目
の第2転送電極16bに、配線層30dは4相目の第1
転送電極15bに、それぞれ左右のコンタクトを介して
接続されている。FIG. 3 is a diagram schematically showing a schematic configuration of the entire chip including the peripheral circuit section of the image pickup section 2. Transfer electrodes 15a, 15b, 16 are provided along the three sides around the image pickup unit 2.
A wiring layer 30 having four wiring layers 30a, 30b, 30c, 30d for supplying any of the four-phase clock signals to a and 16b is arranged side by side. Wiring layer 3
0a is the second transfer electrode 16a of the first phase, the wiring layer 30b is the first transfer electrode 15a of the second phase, the wiring layer 30c is the second transfer electrode 16b of the third phase, and the wiring layer 30d is the fourth phase. First of
The transfer electrodes 15b are connected to the transfer electrodes 15b via left and right contacts, respectively.
【0029】図4に、図2のA−A’線に沿った断面図
を示す。図4に示すように、p型のシリコン基板または
シリコン基板に形成されたp型ウェル(以下、基板とい
う)10に、例えば、n型不純物領域などからなり基板
10とのpn接合を中心とした領域で光電変換を行って
信号電荷を発生させ、信号電荷を一定基板蓄積する受光
部5が形成されている。FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA 'in FIG. As shown in FIG. 4, for example, a p-type silicon substrate or a p-type well (hereinafter referred to as a substrate) 10 formed on the silicon substrate is mainly composed of, for example, an n-type impurity region and a pn junction with the substrate 10. A light receiving portion 5 is formed which performs photoelectric conversion in a region to generate signal charges and accumulates the signal charges on a certain substrate.
【0030】受光部5の一方の隣接領域に、所定距離を
おいて主にn型不純物領域からなる電荷転送部13が形
成されており、図示を省略したが、この受光部5と電荷
転送部13の間は、可変ポテンシャル領域を形成するp
型不純物領域からなる読み出しゲート部が形成されてい
る。また、受光部5の他方の隣接領域には、所定距離を
おいて、n型不純物領域からなる電荷転送部13’が形
成されており、図示を省略したが、この受光部5と電荷
転送部13’の間には、高濃度のp型不純物領域からな
るチャネルストッパが基板深部にまで形成されている。A charge transfer portion 13 mainly composed of an n-type impurity region is formed at a predetermined distance in one adjacent region of the light receiving portion 5, and although not shown, the light receiving portion 5 and the charge transfer portion are not shown. Between 13 is p which forms a variable potential region.
A read gate portion including a type impurity region is formed. Further, in the other adjacent region of the light receiving portion 5, a charge transfer portion 13 'composed of an n-type impurity region is formed at a predetermined distance, and although not shown, the light receiving portion 5 and the charge transfer portion are not shown. Between 13 ', a channel stopper made of a high-concentration p-type impurity region is formed deep in the substrate.
【0031】基板10上には、酸化シリコンなどの絶縁
膜14が形成され、電荷転送部13,13’上には絶縁
膜14を介して、図示しない領域において第2層目のポ
リシリコンからなる第1転送電極15が形成されてい
る。なお、基板10上には、絶縁膜14を介して第2層
目のポリシリコンからなる第2転送電極16が形成され
ており、当該第2転送電極16は、一部が絶縁膜を介し
て第1転送電極15上に重なるように形成されている。
なお、図4に示す電荷転送部13,13’と転送電極1
5,16とが図1に示す垂直転送部7に相当する。An insulating film 14 of silicon oxide or the like is formed on the substrate 10, and a second layer of polysilicon is formed in a region (not shown) on the charge transfer portions 13 and 13 'via the insulating film 14. The first transfer electrode 15 is formed. A second transfer electrode 16 made of polysilicon of the second layer is formed on the substrate 10 via an insulating film 14, and the second transfer electrode 16 has a part thereof via the insulating film. It is formed so as to overlap the first transfer electrode 15.
The charge transfer portions 13 and 13 'and the transfer electrode 1 shown in FIG.
Reference numerals 5 and 16 correspond to the vertical transfer unit 7 shown in FIG.
【0032】絶縁膜14上には、転送電極15,16を
被覆するように例えば、タングステン(W)などの高融
点金属からなる遮光膜17が形成されており、当該遮光
膜17には、受光部5の上方に開口部17aが形成され
ている。遮光膜17が転送電極15,16を被覆するよ
うに形成されているのは、遮光膜17の電荷転送部1
3,13’に対する遮光性を高めてスミアを抑えるため
である。A light-shielding film 17 made of a refractory metal such as tungsten (W) is formed on the insulating film 14 so as to cover the transfer electrodes 15 and 16, and the light-shielding film 17 receives light. An opening 17a is formed above the portion 5. The light shielding film 17 is formed so as to cover the transfer electrodes 15 and 16 because the charge transfer portion 1 of the light shielding film 17 is formed.
This is because the light-shielding property with respect to 3, 13 'is enhanced and smear is suppressed.
【0033】遮光膜17およびその開口部17a内の絶
縁膜14を被覆して全面に、例えば、BPSG(Boropho
sphosilicate glass) などからなる平坦化膜20が形成
され、当該平坦化膜20の表面は平坦化されている。The light shielding film 17 and the insulating film 14 in the opening 17a are covered to cover the entire surface with, for example, BPSG (Boropho
A flattening film 20 made of, for example, sposilicate glass) is formed, and the surface of the flattening film 20 is flattened.
【0034】平坦化膜20を被覆して全面に、例えば、
窒化シリコンからなる第1の保護膜41および第2の保
護膜42が順に積層された保護膜40が形成されてい
る。The flattening film 20 is coated to cover the entire surface, for example,
A protective film 40 is formed by sequentially stacking a first protective film 41 and a second protective film 42 made of silicon nitride.
【0035】保護膜40上に、オンチップカラーフィル
タ50が形成されている。オンチップカラーフィルタ5
0は、原色系のカラーコーディング方式では、赤
(R)、緑(G)、青(B)のいずれかに着色され、補
色系では、例えば、シアン(Cy)、マゼンタ(M
g)、イエロー(Ye)、緑(G)などのいずれかに着
色されている。An on-chip color filter 50 is formed on the protective film 40. On-chip color filter 5
0 is colored red (R), green (G), or blue (B) in the primary color coding system, and is cyan (Cy) or magenta (M) in the complementary color system.
g), yellow (Ye), green (G), or the like.
【0036】オンチップカラーフィルタ50上に、ネガ
型感光樹脂などの光透過材料からなるオンチップレンズ
(OCL)60が形成されている。オンチップレンズ6
0は、遮光膜上方の光も有効利用して受光部5に入射さ
せるため、無効領域となる隙間をできるだけ少なくする
ように形成されている。An on-chip lens (OCL) 60 made of a light-transmitting material such as a negative photosensitive resin is formed on the on-chip color filter 50. On-chip lens 6
0 is formed so as to minimize the gap that becomes the ineffective region, because the light above the light-shielding film is also effectively used to enter the light-receiving portion 5.
【0037】図5は、図3に示した各転送電極15,1
6と配線層30a〜30dとの接続部における断面図で
ある。図5に示すように、周辺回路部における基板10
上には、酸化シリコン膜などからなる素子分離絶縁膜1
1が形成されており、当該素子分離絶縁膜11上に、第
1および第2転送電極15,16が周辺回路部にまで延
伸して形成されている。FIG. 5 shows the transfer electrodes 15 and 1 shown in FIG.
6 is a cross-sectional view of a connection portion between the wiring 6 and the wiring layers 30a to 30d. As shown in FIG. 5, the substrate 10 in the peripheral circuit section
An element isolation insulating film 1 made of a silicon oxide film or the like is formed on the top.
1 is formed, and the first and second transfer electrodes 15 and 16 are formed on the element isolation insulating film 11 so as to extend to the peripheral circuit portion.
【0038】転送電極15,16を被覆して、上述した
撮像部2における平坦化膜20が周辺回路部においても
形成されており、当該平坦化膜20には、コンタクトホ
ールCHが形成され、当該コンタクトホールCH内およ
び平坦化膜20上には、アルミニウムからなりクロック
信号が印加される配線層30a〜30dが形成されてい
る。配線層30a〜30dと、ポリシリコンからなる第
1および第2転送電極15,16との接合部は、熱処理
により合金化されており、両者の良好なオーミック接触
が確保されている。The flattening film 20 in the above-mentioned image pickup section 2 is formed also in the peripheral circuit section so as to cover the transfer electrodes 15 and 16, and the flattening film 20 has a contact hole CH formed therein. In the contact hole CH and on the flattening film 20, wiring layers 30a to 30d made of aluminum and to which a clock signal is applied are formed. The junctions between the wiring layers 30a to 30d and the first and second transfer electrodes 15 and 16 made of polysilicon are alloyed by heat treatment to ensure good ohmic contact between them.
【0039】配線層30を被覆するように平坦化膜20
上には、撮像部における第1の保護膜41および第2の
保護膜42が積層された保護膜40が、周辺回路部にも
形成されており、さらに、撮像部2においてオンチップ
レンズ60となるレンズ材60aが形成されている。The flattening film 20 so as to cover the wiring layer 30.
On the upper part, a protective film 40 in which the first protective film 41 and the second protective film 42 in the image pickup section are laminated is also formed in the peripheral circuit section, and further, in the image pickup section 2, the on-chip lens 60 and the on-chip lens 60 are formed. The lens material 60a is formed.
【0040】図6は、図1に示す出力部4における断面
図を示す。図6に示すように、出力部4において、基板
11には、n型不純物領域からなるフローティングディ
フュージョンFDおよびリセットディフュージョンRD
が形成されている。基板10上には、撮像部2において
形成された酸化シリコンなどからなる絶縁膜14が形成
されており、フローティングディフュージョンFDおよ
びリセットディフュージョンRD間における基板10上
には、絶縁膜14に被覆されたリセットゲートRDが形
成されている。リセットゲートRDは、例えば、撮像部
2における1層目のポリシリコンあるいは2層目のポリ
シリコンにより形成されている。FIG. 6 is a sectional view of the output section 4 shown in FIG. As shown in FIG. 6, in the output section 4, the substrate 11 is provided with a floating diffusion FD and a reset diffusion RD each made of an n-type impurity region.
Are formed. An insulating film 14 made of silicon oxide or the like formed in the imaging unit 2 is formed on the substrate 10, and the reset film covered with the insulating film 14 is formed on the substrate 10 between the floating diffusion FD and the reset diffusion RD. The gate RD is formed. The reset gate RD is formed of, for example, the first layer polysilicon or the second layer polysilicon in the imaging unit 2.
【0041】絶縁膜14を被覆して、撮像部2における
平坦化膜20が形成されており、当該平坦化膜20に
は、コンタクトホールCHが形成され、当該コンタクト
ホールCH内および平坦化膜20上には、例えばアルミ
ニウムからなる配線層30e,30fが形成されてい
る。配線層30e,30fと、フローティングディフュ
ージョンFDおよびリセットディフュージョンRDが形
成された基板10との接合部は、熱処理により合金化さ
れており、両者の良好なオーミック接触が確保されてい
る。なお、配線層30a〜30fは、例えば同一の階層
のアルミニウム配線により形成されている。A flattening film 20 in the image pickup section 2 is formed so as to cover the insulating film 14, a contact hole CH is formed in the flattening film 20, and the inside of the contact hole CH and the flattening film 20 are formed. Wiring layers 30e and 30f made of, for example, aluminum are formed on the top. The joint between the wiring layers 30e and 30f and the substrate 10 on which the floating diffusion FD and the reset diffusion RD are formed is alloyed by heat treatment, and good ohmic contact between them is secured. The wiring layers 30a to 30f are formed of, for example, aluminum wiring in the same layer.
【0042】フローティングディフュージョンFDは、
図示しない領域において基板10に形成されたバッファ
アンプの入力に配線層30eを介して接続されている。
バッファアンプは、水平転送部3からフローティングデ
ィフュージョンFDに送られた信号電荷による電位変化
を検出して増幅する。バッファアンプの出力は、撮像信
号の出力端子に接続され、この出力端子から時系列の撮
像信号が順次出力される。The floating diffusion FD is
In a region (not shown), the input of the buffer amplifier formed on the substrate 10 is connected via the wiring layer 30e.
The buffer amplifier detects and amplifies a potential change due to the signal charges sent from the horizontal transfer unit 3 to the floating diffusion FD. The output of the buffer amplifier is connected to the output terminal of the image pickup signal, and the time-series image pickup signal is sequentially output from this output terminal.
【0043】リセットディフュージョンRDは、配線層
30fを介して一定電圧に保持されている。The reset diffusion RD is held at a constant voltage via the wiring layer 30f.
【0044】図示はしないが、リセットゲートRDも同
様のアルミニウムなどからなる配線層に接続されてお
り、当該配線層を介してリセットゲートRDには、一画
素分の信号電荷の検出が終了した後、リセットゲートR
Dにリセットパルスが印加され、2つのディフュージョ
ンFD,RDが導通する。これにより、フローティング
ディフュージョンFD内の信号電荷がリセットディフュ
ージョンRDに掃き捨てられる。上記した信号電荷の検
出および増幅と、このリセット動作とを画素ごとに繰り
返すことにより撮像信号が生成される。Although not shown, the reset gate RD is also connected to a similar wiring layer made of aluminum or the like, and after the detection of signal charges for one pixel is completed in the reset gate RD via the wiring layer. , Reset gate R
A reset pulse is applied to D, and the two diffusions FD and RD are brought into conduction. As a result, the signal charges in the floating diffusion FD are swept to the reset diffusion RD. An image pickup signal is generated by repeating the above-described detection and amplification of signal charges and this reset operation for each pixel.
【0045】以上のように、上記構成の固体撮像装置1
では、アルミニウム等の金属からなる配線層30と、シ
リコン基板10等を構成するシリコンあるいは転送電極
15,16等を構成するポリシリコンとの接続部分を図
示した以外にも多数有し、両者の良好な電気的接続を確
保する必要がある。また、撮像部2における暗電流の低
減を目的として、撮像部2におけるシリコン基板10と
絶縁膜14との界面におけるシリコンダングリングボン
ドを低減する必要がある。以下に、上記を踏まえた本実
施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、説明す
る。As described above, the solid-state image pickup device 1 having the above structure
In addition, there are many connecting portions between the wiring layer 30 made of a metal such as aluminum and the silicon forming the silicon substrate 10 or the polysilicon forming the transfer electrodes 15 and 16 other than those shown in the figure. It is necessary to secure proper electrical connection. Further, it is necessary to reduce the silicon dangling bond at the interface between the silicon substrate 10 and the insulating film 14 in the imaging unit 2 for the purpose of reducing the dark current in the imaging unit 2. The manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present embodiment based on the above will be described below.
【0046】図7から図12は、本実施形態に係る固体
撮像装置の製造方法を説明するための工程断面図であ
り、各図において、(a)は図4に対応する撮像部にお
ける断面図であり、(b)は図5に対応する周辺回路部
における断面図であり、(c)は図6に対応する出力部
における断面図である。7 to 12 are process cross-sectional views for explaining the method of manufacturing the solid-state image pickup device according to the present embodiment. In each drawing, (a) is a cross-sectional view of the image pickup section corresponding to FIG. 5B is a cross-sectional view of the peripheral circuit portion corresponding to FIG. 5, and FIG. 7C is a cross-sectional view of the output portion corresponding to FIG.
【0047】まず、図7に示す構造に到るまでの製造工
程について説明する。既知の方法に従って、シリコン基
板10の周辺回路部における所定箇所に素子分離絶縁膜
11を形成した後、シリコン基板内の各種不純物領域の
形成を行う。すなわち、撮像部2において、p型のシリ
コン基板またはシリコン基板に形成されたp型ウェル
(以下、基板という)10に、それぞれ所定条件でイオ
ン注入することにより、図示しないチャネルストッパを
形成し、電荷転送部13、13’を形成し、図示しない
読み出しゲート部を形成する。続いて、各種不純物領域
を形成した基板10上に、熱酸化法またはCVD(Chem
ical Vapor Deposition)法により、酸化シリコン膜など
を堆積させ、絶縁膜14を形成する。続いて、撮像部2
における絶縁膜14上に、CVD法により、不純物が添
加されて導電率を高めた第1層目のポリシリコンを堆積
させ、当該ポリシリコンをパターニングして図示しない
領域において第1転送電極15を形成する。続いて、第
1転送電極15および基板10上を被覆して、例えば、
酸化シリコンからなる絶縁膜14を形成し、当該絶縁膜
14を介して第1転送電極15上に、第2層目のポリシ
リコンからなる第2転送電極16を形成し、第2転送電
極16を被覆して絶縁膜14を形成する。また、周辺回
路部においても、第1層目あるいは第2層目のポリシリ
コンからなるリセットゲートRGを形成する。続いて、
撮像部2において、転送電極15,16をマスクとし
て、n型不純物を所定条件でイオン注入して受光部5を
形成し、出力部において、リセットゲートRGをマスク
として、n型不純物をイオン注入してフローティングデ
ィフュージョンFDおよびリセットデュフュージョンR
Dを形成する。さらに、撮像部2において、転送電極1
5,16を被覆するように、絶縁膜14上にタングステ
ン(W)などの高融点金属膜をCVD法により堆積さ
せ、当該高融点金属膜を受光部5の上方で開口部17a
を有するようにパターニングして遮光膜17を形成す
る。以上で図7に示す構造が形成される。First, the manufacturing process up to the structure shown in FIG. 7 will be described. According to a known method, after forming the element isolation insulating film 11 at a predetermined position in the peripheral circuit portion of the silicon substrate 10, various impurity regions in the silicon substrate are formed. That is, in the image pickup unit 2, a channel stopper (not shown) is formed by ion-implanting into a p-type silicon substrate or a p-type well (hereinafter referred to as a substrate) 10 formed on the silicon substrate under predetermined conditions, thereby forming a charge. The transfer units 13 and 13 'are formed, and a read gate unit (not shown) is formed. Then, thermal oxidation or CVD (Chem) is performed on the substrate 10 on which various impurity regions are formed.
The insulating film 14 is formed by depositing a silicon oxide film or the like by the ical vapor deposition method. Then, the imaging unit 2
On the insulating film 14 in FIG. 1C, a first layer of polysilicon, which has been doped with impurities to increase its conductivity, is deposited by a CVD method, and the polysilicon is patterned to form a first transfer electrode 15 in a region (not shown). To do. Then, the first transfer electrode 15 and the substrate 10 are covered, and, for example,
The insulating film 14 made of silicon oxide is formed, and the second transfer electrode 16 made of polysilicon of the second layer is formed on the first transfer electrode 15 through the insulating film 14 to form the second transfer electrode 16. The insulating film 14 is formed by coating. Also in the peripheral circuit portion, the reset gate RG made of the first-layer or second-layer polysilicon is formed. continue,
In the imaging section 2, n-type impurities are ion-implanted under predetermined conditions using the transfer electrodes 15 and 16 to form the light-receiving section 5, and in the output section, n-type impurities are ion-implanted using the reset gate RG as a mask. Floating Diffusion FD and Reset Diffusion R
Form D. Furthermore, in the imaging unit 2, the transfer electrode 1
A refractory metal film of tungsten (W) or the like is deposited on the insulating film 14 by a CVD method so as to cover the insulating films 5 and 16, and the refractory metal film is provided above the light receiving portion 5 with the opening 17a.
The light shielding film 17 is formed by patterning so as to have As described above, the structure shown in FIG. 7 is formed.
【0048】次に、図8に示すように、撮像部2および
周辺回路部の全面に、CVD法により、BPSG膜を堆
積させリフロー処理を行うことにより、表面が平坦化さ
れた平坦化膜20を形成する。Next, as shown in FIG. 8, a BPSG film is deposited on the entire surface of the image pickup section 2 and the peripheral circuit section by a CVD method and a reflow process is performed to make the surface planarized. To form.
【0049】次に、図9に示すように、周辺回路部にお
いて、後に形成する配線層と接続すべき基板箇所あるい
はポリシリコンからなる転送電極15,16等が形成さ
れた箇所に、コンタクトホールCHを形成する。続い
て、各コンタクトホールCH内および平坦化膜20上
に、スパッタリング法によりアルミニウムを堆積し、パ
ターニングする。これにより、周辺回路部において、転
送電極15,16に接続する配線層30a〜30dや、
出力部におけるフローティングディフュージョンFDお
よびリセットディフュージョンRDに接続する配線層2
0e,30f等の各配線層30が形成される。Next, as shown in FIG. 9, in the peripheral circuit portion, a contact hole CH is formed at a substrate portion to be connected to a wiring layer to be formed later or a portion where the transfer electrodes 15 and 16 made of polysilicon are formed. To form. Then, aluminum is deposited in each contact hole CH and on the flattening film 20 by a sputtering method and patterned. As a result, in the peripheral circuit section, the wiring layers 30a to 30d connected to the transfer electrodes 15 and 16 and
Wiring layer 2 connected to the floating diffusion FD and the reset diffusion RD in the output section
The wiring layers 30 such as 0e and 30f are formed.
【0050】次に、図10に示すように、撮像部2およ
び周辺回路部における平坦化膜20および配線層30上
に、プラズマCVD法により窒化シリコンを500nm
〜1μm程度堆積させて第1の保護膜41を形成する。
続いて、例えば、温度が350℃〜400℃で、時間が
30分〜60分程度、アニール(以下、シンターアニー
ルと称する)を行い、各配線層30とポリシリコンある
いはシリコンからなる電極や基板との接続部を合金化す
る。なお、第1の保護膜41を形成してから、シンター
アニール処理するのは、当該アニール処理は温度が高
く、例えばアルミニウムが露出した状態でアニール処理
を行うと、アルミニウムの熱膨張によりヒロックと呼ば
れる突起が形成されてしまい、配線のショートなどを引
き起こしてしまうことからこれを抑制するためである。Next, as shown in FIG. 10, silicon nitride of 500 nm is deposited on the flattening film 20 and the wiring layer 30 in the image pickup section 2 and the peripheral circuit section by the plasma CVD method.
The first protective film 41 is formed by depositing about 1 μm.
Then, for example, annealing is performed at a temperature of 350 ° C. to 400 ° C. for a time of about 30 minutes to 60 minutes (hereinafter, referred to as sintering annealing) to form each wiring layer 30 and an electrode or substrate made of polysilicon or silicon. Alloy the connection part of. Note that the sintering treatment after forming the first protective film 41 is called hillock because the annealing treatment is performed at a high temperature, for example, when the annealing treatment is performed in a state where aluminum is exposed, thermal expansion of aluminum causes the annealing. This is because the protrusions are formed, which causes a short circuit of the wiring and the like, which is suppressed.
【0051】次に、図11に示すように、撮像部2およ
び周辺回路部における第1の保護膜41上に、プラズマ
CVD法により窒化シリコンを300nm〜500nm
程度堆積させて第2の保護膜42を形成する。続いて、
先のアニール工程よりも低温度、例えば、温度が200
℃〜350℃、時間が30分〜180分程度で、アニー
ル(以下、水素アニールと称する)を行う。なお、この
水素アニール処理で使用するガスは、100%の水素ガ
スや、水素ガスと窒素ガスとの混合ガスや、窒素ガス等
を使用する。これにより、プラズマCVD法により形成
された窒化シリコンからなる第2の保護膜42は、水素
を多量に含有することから、当該第2の保護膜42に含
まれる水素が当該熱処理によって拡散して、垂直転送部
7における基板10と絶縁膜14との界面に存在するダ
ングリングボンドを消滅させることにより、基板10と
絶縁膜14との界面準位を低減させる。Next, as shown in FIG. 11, silicon nitride of 300 nm to 500 nm is deposited on the first protective film 41 in the image pickup section 2 and the peripheral circuit section by the plasma CVD method.
The second protective film 42 is formed by depositing the second protective film 42. continue,
A lower temperature than the previous annealing step, for example, a temperature of 200
Annealing (hereinafter, referred to as hydrogen annealing) is performed at a temperature of 30 to 180 minutes for 30 to 180 minutes. The gas used in this hydrogen annealing treatment is 100% hydrogen gas, a mixed gas of hydrogen gas and nitrogen gas, nitrogen gas, or the like. Accordingly, since the second protective film 42 made of silicon nitride formed by the plasma CVD method contains a large amount of hydrogen, the hydrogen contained in the second protective film 42 is diffused by the heat treatment, By eliminating the dangling bond existing at the interface between the substrate 10 and the insulating film 14 in the vertical transfer section 7, the interface state between the substrate 10 and the insulating film 14 is reduced.
【0052】次に、図12に示すように、撮像部2にお
ける第1の保護膜41および第2の保護膜42からなる
保護膜40上に、例えば、染色法によりオンチップカラ
ーフィルタ50を形成する。染色法では、カゼインなど
の高分子に感光剤を添加して塗布し、露光、現像、染色
および定着を色ごとに繰り返す。その他、分散法、印刷
法または電着法等を用いてオンチップカラーフィルタ5
0を形成してもよい。Next, as shown in FIG. 12, an on-chip color filter 50 is formed by, for example, a dyeing method on the protective film 40 formed of the first protective film 41 and the second protective film 42 in the image pickup section 2. To do. In the dyeing method, a polymer such as casein is added with a photosensitizer and applied, and exposure, development, dyeing and fixing are repeated for each color. In addition, the on-chip color filter 5 is formed by using a dispersion method, a printing method or an electrodeposition method
0 may be formed.
【0053】以降の工程としては、例えば、撮像部2お
よび周辺回路部の全面に、ネガ型感光性樹脂などの光透
過性樹脂などのレンズ材60aを形成して、撮像部2に
おけるレンズ材60a上に、所定の曲率を有するレンズ
形状のレジストパターンを形成し、当該レジストパター
ンをマスクとしたエッチングにより、レンズ材60aを
加工してオンチップレンズ60を形成することで、図4
〜図6に示す固体撮像装置を製造することができる。In the subsequent steps, for example, a lens material 60a such as a light-transmissive resin such as a negative photosensitive resin is formed on the entire surface of the image pickup section 2 and the peripheral circuit section, and the lens material 60a in the image pickup section 2 is formed. A lens-shaped resist pattern having a predetermined curvature is formed thereon, and the lens material 60a is processed by etching using the resist pattern as a mask to form the on-chip lens 60.
The solid-state imaging device shown in FIG. 6 can be manufactured.
【0054】上記の本実施形態に係る固体撮像装置の製
造方法によれば、第1の保護膜41を形成した後、温度
が350℃〜400℃程度で、シンターアニール処理を
行い、各配線層30とポリシリコンあるいはシリコンか
らなる電極や基板との接続部を合金化し、その後、さら
に、第2の保護膜42を形成し、先のアニール工程より
も低温度、例えば、温度が200℃〜350℃程度で、
水素アニール処理を行うことにより、垂直転送部7にお
ける基板10と絶縁膜14との界面に存在するダングリ
ングボンドを消滅させ、基板10と絶縁膜14との界面
準位を低減させている。このように、シンターアニール
処理と水素アニール工程とを別々に設け、それぞれの工
程においてその目的に応じた最適な処理温度を採用する
ことにより、基板等に対する配線層30の十分な電気的
接続を確保しつつ、暗電流を抑制することができるAccording to the method for manufacturing the solid-state image pickup device of the present embodiment, after forming the first protective film 41, the sintering annealing process is performed at a temperature of about 350 ° C. to 400 ° C., and each wiring layer is formed. A connection portion between 30 and an electrode or substrate made of polysilicon or silicon is alloyed, and then a second protective film 42 is further formed. The temperature is lower than that in the previous annealing step, for example, the temperature is 200 ° C. to 350 ° C. At about ℃,
By performing the hydrogen annealing treatment, the dangling bond existing at the interface between the substrate 10 and the insulating film 14 in the vertical transfer portion 7 is eliminated, and the interface level between the substrate 10 and the insulating film 14 is reduced. In this way, the sinter annealing process and the hydrogen annealing process are separately provided, and the optimum processing temperature according to the purpose is adopted in each process to secure sufficient electrical connection of the wiring layer 30 to the substrate or the like. While suppressing dark current
【0055】本発明の固体撮像装置の製造方法は、上記
の実施形態の説明に限定されない。例えば、本実施形態
において、シンターアニール工程においてアルミニウム
の熱膨張によるヒロックの発生を防止するために、窒化
シリコンからなる第1の保護膜を形成することとした
が、他の材料により第1の保護膜を形成することもでき
る。例えば、受光部5上の平坦化膜20に下地の段差に
応じた窪みを形成し、当該窪み内に保護膜を形成するこ
とで層内レンズを形成する場合には、当該層内レンズの
特性をも考慮した材料を第1の保護膜に使用することが
できる。The method of manufacturing the solid-state image pickup device of the present invention is not limited to the description of the above embodiment. For example, in the present embodiment, the first protective film made of silicon nitride is formed in order to prevent the generation of hillocks due to the thermal expansion of aluminum in the sintering annealing process, but the first protective film is made of another material. A film can also be formed. For example, in the case where an in-layer lens is formed by forming a recess corresponding to the step of the underlying layer on the flattening film 20 on the light receiving unit 5 and forming a protective film in the recess, the characteristics of the in-layer lens A material that also considers the above can be used for the first protective film.
【0056】また、本実施形態においては、基板10の
シリコンダングリングボンドを低減させるために水素を
多く含有するプラズマCVD法により形成した窒化シリ
コン膜を第2の保護膜42として形成したが、第2の保
護膜42の材料は、これに限られず他の膜を使用するこ
ともでき、また、水素以外にも、シリコンダングリング
ボンドを低減できる不純物原子等を含有する膜があれば
これを採用することもできる。また、本実施形態におい
ては、インターライン転送方式のCCD固体撮像装置を
例に説明したが、転送方式に限定はなく、また、CMO
S型固体撮像装置等にも適用することができる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可
能である。Further, in this embodiment, the silicon nitride film formed by the plasma CVD method containing a large amount of hydrogen is formed as the second protective film 42 in order to reduce the silicon dangling bonds of the substrate 10. The material of the protective film 42 of No. 2 is not limited to this, and other films can be used, and if there is a film containing an impurity atom or the like that can reduce silicon dangling bonds, other than hydrogen, this film is adopted. You can also do it. Further, in the present embodiment, the CCD solid-state imaging device of the interline transfer system has been described as an example, but the transfer system is not limited, and the CMO can be used.
It can also be applied to an S-type solid-state imaging device and the like. Besides, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【0057】[0057]
【発明の効果】本発明の固体撮像装置の製造方法によれ
ば、基板等に対する配線層の十分な電気的接続を確保し
つつ、暗電流を抑制することができる。According to the method of manufacturing a solid-state image pickup device of the present invention, it is possible to suppress dark current while ensuring sufficient electrical connection of the wiring layer to the substrate and the like.
【図1】本実施形態に係る固体撮像装置の一例を示す概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a solid-state imaging device according to this embodiment.
【図2】図1のA部を拡大して示す平面図である。FIG. 2 is an enlarged plan view showing a portion A of FIG.
【図3】本実施形態に係る固体撮像装置の、撮像部の周
辺回路部を含むチップ全体の配置例を模式的に示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram schematically showing an arrangement example of an entire chip including a peripheral circuit section of an image pickup section of the solid-state image pickup device according to the present embodiment.
【図4】図2のA−A’線における断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ in FIG.
【図5】本実施形態に係る固体撮像装置における転送電
極と配線層との接続部における断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a connection portion between a transfer electrode and a wiring layer in the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図6】本実施形態に係る固体撮像装置の出力部におけ
る断面図である。FIG. 6 is a sectional view of an output unit of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図7】本実施形態に係る固体撮像装置の製造におい
て、各種不純物領域および転送電極の形成後の断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view after forming various impurity regions and transfer electrodes in the manufacture of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図8】本実施形態に係る固体撮像装置の製造におい
て、平坦化膜の形成後の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view after a flattening film is formed in the manufacturing of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図9】本実施形態に係る固体撮像装置の製造におい
て、配線層の形成後の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view after a wiring layer is formed in the manufacturing of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図10】本実施形態に係る固体撮像装置の製造におい
て、第1の保護膜の形成後の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view after the formation of the first protective film in the manufacture of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図11】本実施形態に係る固体撮像装置の製造におい
て、第2の保護膜の形成後の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view after forming a second protective film in the manufacture of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
【図12】本実施形態に係る固体撮像装置の製造におい
て、オンチップカラーフィルタ形成後の断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view after forming an on-chip color filter in the manufacturing of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
1…固体撮像装置、2…撮像部、3…水平転送部、4…
出力部、5…受光部、6…読み出しゲート部、7…垂直
転送部、8…画素、10…基板、11…素子分離絶縁
膜、13,13’…電荷転送部、14…絶縁膜、15,
15a,15b…第1転送電極、16,16a,16b
…第2転送電極、17…遮光膜、20…平坦化膜、3
0,30a,30b,30c,30d,30e,30f
…配線層、40…保護膜、41…第1の保護膜、42…
第2の保護膜、50…オンチップカラーフィルタ、60
…オンチップレンズ。1 ... Solid-state imaging device, 2 ... Imaging unit, 3 ... Horizontal transfer unit, 4 ...
Output part, 5 ... Light receiving part, 6 ... Read gate part, 7 ... Vertical transfer part, 8 ... Pixel, 10 ... Substrate, 11 ... Element isolation insulating film, 13, 13 '... Charge transfer part, 14 ... Insulating film, 15 ,
15a, 15b ... First transfer electrodes, 16, 16a, 16b
... second transfer electrode, 17 ... light-shielding film, 20 ... planarizing film, 3
0, 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f
... Wiring layer, 40 ... Protective film, 41 ... First protective film, 42 ...
Second protective film, 50 ... On-chip color filter, 60
... on-chip lens.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA05 AB01 BA13 CA02 CA32 CA33 DB06 DB08 DD04 DD09 EA01 FA06 FA26 5C024 CY47 EX43 EX51 5F049 MA02 MB02 NA05 NB05 QA03 RA02 SE01 SE09 SS03 SZ10 SZ12 SZ20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 4M118 AA05 AB01 BA13 CA02 CA32 CA33 DB06 DB08 DD04 DD09 EA01 FA06 FA26 5C024 CY47 EX43 EX51 5F049 MA02 MB02 NA05 NB05 QA03 RA02 SE01 SE09 SS03 SZ10 SZ12 SZ20
Claims (5)
する工程と、 前記周辺部における前記配線層と前記基板との接続部に
合金層を形成し得る第1の温度で熱処理を行う工程と、 前記撮像部における前記基板上に、前記基板の欠陥に捕
獲され得る捕獲原子を含有する捕獲原子含有膜を形成す
る工程と、 前記捕獲原子を前記基板方向へ拡散させ前記基板の欠陥
に捕獲させ得る、前記第1の温度よりも低い第2の温度
で熱処理を行う工程とを有する固体撮像装置の製造方
法。1. A step of forming an image pickup portion on a substrate, a step of forming a wiring layer for driving the image pickup portion on a peripheral portion of the substrate, and a step of connecting the wiring layer and the substrate on the peripheral portion. A step of performing a heat treatment at a first temperature capable of forming an alloy layer; a step of forming, on the substrate in the imaging unit, a capture atom-containing film containing capture atoms that can be captured by defects in the substrate; A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: performing a heat treatment at a second temperature lower than the first temperature, which allows the trapped atoms to diffuse toward the substrate and be trapped by defects in the substrate.
の温度で熱処理を行う工程の前に、 少なくとも前記周辺部における前記配線層を被覆し、前
記第1の温度での熱処理に伴う前記配線層の熱膨張を緩
和する保護膜を形成する工程をさらに有する請求項1記
載の固体撮像装置の製造方法。2. After the step of forming the wiring layer, the first
Before the step of performing the heat treatment at the temperature of, a step of covering the wiring layer in at least the peripheral portion and forming a protective film that alleviates thermal expansion of the wiring layer due to the heat treatment at the first temperature is further formed. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1.
て、水素含有膜を形成する請求項1記載の固体撮像装置
の製造方法。3. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein a hydrogen-containing film is formed in the step of forming the trapped atom-containing film.
水素を含有する窒化シリコン膜を形成する請求項3記載
の固体撮像装置の製造方法。4. In the step of forming the hydrogen-containing film,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein a silicon nitride film containing hydrogen is formed.
て、少なくとも水素ガスあるいは窒素ガスのいずれかを
含む雰囲気下で熱処理を行う請求項1記載の固体撮像装
置の製造方法。5. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein in the step of performing the heat treatment at the second temperature, the heat treatment is performed in an atmosphere containing at least either hydrogen gas or nitrogen gas.
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---|---|---|---|
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008262995A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sharp Corp | Semiconductor device and its manufacturing method, electronic information equipment |
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2001
- 2001-12-14 JP JP2001381902A patent/JP2003188368A/en active Pending
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