JP2004273827A - Solid-state imaging apparatus and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2004273827A
JP2004273827A JP2003063588A JP2003063588A JP2004273827A JP 2004273827 A JP2004273827 A JP 2004273827A JP 2003063588 A JP2003063588 A JP 2003063588A JP 2003063588 A JP2003063588 A JP 2003063588A JP 2004273827 A JP2004273827 A JP 2004273827A
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Japan
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light
charge transfer
solid
state imaging
microlens
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Inventor
Koji Tanaka
浩司 田中
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging apparatus which can be miniaturized and whose sensibility can be enhanced by improving the light condensing rate, and a manufacturing method of the imaging apparatus. <P>SOLUTION: The solid-state imaging apparatus is provided with a photodiode 2 and a CCD channel 3 which are formed on a semiconductor board 1, gate electrodes 5a, 5b which are formed above the CCD channel 3 via a gate insulating film 4, a flattening layer 7 covering the gate electrodes 5a, 5b, an upward convex micro lens 8 formed on the flattening layer 7, and a shading film 6b formed to avoid the area of the micro lens 8. Since the shading film 6b is formed to cover the area above the micro lens 8 other than that of the micro lens 8, incident light passing through an opening between adjacent shading films 6b is condensed by the micro lens 8, and falls upon the photodiode 2. As a result, reflection losses caused by the shading film thickness is eliminated, thus enhancing incident light to improve a sensibility characteristic without deteriorating a smear characteristic in the apparatus. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

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る。
【0002】
【従来の技術】
固体撮像装置は、入射光を集光するレンズ部と入射光を光電変換する受光部と、電荷を転送する電荷転送部から構成されている。近年の固体撮像素子において、高解像度化や多画素化の要求からますますセルの小型化が進んで行く一方で、感度特性は従来と同レベルが要求されている。これに伴ってオンチップレンズだけでは集光性が不十分となり、受光部(フォドダイオード)に近い位置にさらにマイクロレンズを形成して集光性を高める技術が用いられている。
【0003】
従来のこの種の固体撮像装置について、図7にその断面模式図を示し、図8に平面模式図を示し、さらに図9に製造工程の断面模式図を示す。p型シリコン基板1上に電荷蓄積部(受光部)であるn型不純物領域2(以下フォトダイオードと記す)と、電荷転送部であるn型不純物領域3(以下CCDチャネルと記す)が形成されている。ゲート絶縁膜4を介して、電荷転送電極である第1ゲート電極5aと第2ゲート電極5bが電荷転送方向に沿って交互に配置されている。第1ゲート電極5aおよび第2ゲート電極5bを覆ってゲート絶縁膜4aを介して遮光膜6がパターンニングされている。遮光膜(金属膜)6上に第1平坦化層7を形成し(図9(a))、第1平坦化層7の上に凸型のマイクロレンズ8が形成されている(図9(b))。凸型マイクロレンズ8上にはアクリル系樹脂からなる第2平坦化層9を形成して平坦化され、その上にカラーフィルタ10が形成されている。さらにカラーフィルタ10の上にはオンチップレンズ11が形成されている(図9(c))。このオンチップレンズ11とマイクロレンズ8により集光性を高めることができるのである。a7、b7、c7、d7は入射する光の経路を示す。
【0004】
【特許文献】
特開平6−204443号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来提案されている上記構造では、セルサイズが小さくなった時に遮光膜6に斜めに入射する光b7による反射ロスが大きくなり高感度化の妨げとなっている。ここで、遮光膜厚はCCDチャネル上方から入射する入射光a7の遮光性により決定されるため、単純に薄くするとCCDチャネルに透過光成分が入光し疑似信号(スミア)となる。このため遮光膜厚が一定の時に、セルサイズが小さくなって開口幅L7が小さくなると、開口幅L7に対する遮光膜厚のアスペクト比が大きくなり斜め光b7に対する集光率が低下する。特に上記のマイクロレンズ8を用いた構造では入射光の斜め光b7が増大するため、開口部の遮光膜6に入射する入射光b7が遮光膜6によってケラれを生じ、これによって集光率が低下する。高感度化を図るためには、開口幅L7を拡大することが考えられるが、単純な開口幅L7の拡大はCCDチャネルへ入光する疑似信号を増大させスミアを劣化させる。
【0006】
したがって、この発明の目的は、小型化を図るとともに集光率を向上し高感度化を図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。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の固体撮像装置は、半導体基板に形成された電荷蓄積部および電荷転送部と、前記電荷転送部の上方にゲート絶縁膜を介して形成された電荷転送電極と、この電荷転送電極を覆った平坦化層と、この平坦化層上に形成された上凸状のマイクロレンズと、前記マイクロレンズの領域を除いて形成された遮光膜とを備えたものである。
【0008】
請求項1記載の固体撮像装置によれば、遮光膜間を通った入射光がレンズで集光されて電荷蓄積部に入射するため、従来に比べて遮光膜厚による反射ロスをなくすことができ、入射光を増大させ感度特性を向上させることができる。また、電荷転送部に直接入射する光を少なくすることができるため、スミア特性を劣化させることを防止できる。さらに、電荷蓄積部とレンズ間距離を小さくできるため集光率を高め、感度を向上させることができる。
【0009】
請求項2記載の固体撮像装置は、請求項1において、電荷転送電極の側壁に側面遮光膜を有するものである。
【0010】
請求項2記載の固体撮像装置によれば、請求項1と同様な効果のほか、電荷転送電極の側壁に例えば金属膜のサイドウォールを設けることによりさらに電荷転送部へ入り込む乱反射成分を抑制でき、スミア特性を劣化させることなく感度を向上させることができる。
【0011】
請求項3記載の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に電荷蓄積部および電荷転送部を形成し、前記電荷転送部の上方にゲート絶縁膜を介して電荷転送電極を形成する工程と、前記電荷転送電極の形成後に平坦化層を形成し、前記平坦化層上に上凸状のマイクロレンズを形成する工程と、前記マイクロレンズ形成後に前記マイクロレンズの領域を除いて遮光膜を形成する工程とを含むものである。
【0012】
請求項3記載の固体撮像装置の製造方法によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0013】
請求項4記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項3において、電荷転送電極の形成後に、前記電荷転送電極を覆って形成された絶縁膜を介して金属膜を形成し、前記金属膜を異方性エッチングしてサイドウォールを形成する工程を含むものである。
【0014】
請求項4記載の固体撮像装置の製造方法によれば、その後平坦化層を形成して、平坦化層上に上凸状のマイクロレンズを設けて、マイクロレンズ上方にマイクロレンズを除いて形成された遮光膜を設けることにより、請求項2と同様な効果がある。
【0015】
請求項5記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項3または請求項4において、遮光膜を上凸状の前記マイクロレンズの形成直後に形成するものである。
【0016】
請求項5記載の固体撮像装置の製造方法によれば、請求項3または請求項4と同様な効果がある。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態による固体撮像装置とその製造方法について、図1および図2に基づいて説明する。なお、実施の形態の全図において、同一の部分には同一の符号を付す。
【0018】
第2ゲート電極5bの形成まで(図2(a))は上記従来と同様であるので、同じ箇所に同一の符号を付して記述を省略する。第1ゲート電極5aおよび第2ゲート電極5bを覆って第1平坦化層7が形成され、第1平坦化層7の上に凸型マイクロレンズ8が形成されている(図2(b))。凸型マイクロレンズ8上には絶縁膜9aが形成され、絶縁膜9a上にマイクロレンズ8を除いて遮光膜6bが形成されている(図2(c))。さらにこれらの上にアクリル系樹脂からなる第2平坦化層9bを形成して平坦化され、その上にカラーフィルタ10が形成されている。さらにカラーフィルタ10の上にはオンチップレンズ11が形成されている(図2(d))。
【0019】
具体的には、第1ゲート電極5aおよび第2ゲート電極形5bの形成後に、全面にCVD膜を用いて第1平坦化層7を形成する。平坦化する方法としてはCMP(ケミカル・メカニカル・ポリッシュ)法による方法やCVD膜としてBPSG膜を用いてリフローさせる方法がある。いずれにしてもCVD膜の屈折率は1.4〜1.6の低屈折率材料を用いる。
【0020】
次に、プラズマCVDによるSiN膜(屈折率1.9〜2.0)からなる凸型マイクロレンズ8を形成する。従来の方法では遮光膜形成後にマイクロレンズが形成されるが、本実施の形態ではマイクロレンズ8の形成後に遮光膜6bを形成する。これによってマイクロレンズ8のゲート絶縁膜4の形成位置からの高さh1が従来例の高さh7と比較して小さくできる。フォトダイオード2とレンズ8間距離が小さく出来ると、より集光性を高めることが出来る。具体的には遮光膜6bの厚さ分の200〜400nm小さく出来る。
【0021】
次に、CVD絶縁膜9aと金属膜の遮光膜6bを成膜して、マイクロレンズ8を除いて遮光膜6bをパターンニングする。CVD絶縁膜9aは遮光膜6bのドライエッチング時にオーバーエッチングによるマイクロレンズ8へのダメージを緩和させるために形成しており、エッチング条件によってはCVD絶縁膜9aを省略することができる。
【0022】
遮光膜6bの開口率(すなわち遮光膜6b間の開口幅L1)によってマイクロレンズ8に入射する光が制御できるが、遮光膜6bとマイクロレンズ8とがオーバーラップすると集光率が減少し、また、遮光膜6bとマイクロレンズ8間距離が大きくなると、入射光a1成分を遮光する効果が減少しスミアが増大する。具体的にはマイクロレンズ8とオンチップレンズ11のレンズ端を結んだ領域12以内に遮光膜6bがあることが好ましい。つまり、マイクロレンズ8と遮光膜6b間距離は50〜300nmに設定するのが好ましい。
【0023】
次に、アクリル系樹脂(屈折率1.3〜1.6)からなる第2平坦化層9を形成する。このアクリル系樹脂より凸型マイクロレンズ8の屈折率が大きいことからレンズとして集光ができる。さらにカラーフィルタ10の形成後にオンチップレンズ11を形成している。なおb1、c1、d1はオンチップレンズ11およびマイクロレンズ8に入射した入射光である。
【0024】
この発明の第2の実施の形態を図3から図6に基づいて説明する。すなわち、第1の実施の形態において、第1ゲート電極5aおよび第2ゲート電極5bの形成後に、これらの電極を覆う絶縁膜7aを形成し、さらに金属膜6aを成膜した後(図6(a))、金属膜6aを異方性エッチング(エッチバック)してサイドウォールの側面遮光膜を第1ゲート電極5aおよび第2ゲート電極5bの側方に設けている(図6(b))。その後は第1の実施の形態と同様に第1平坦化層7およびマイクロレンズ8を順次製造してゆく(図6(c)、(d))。
【0025】
金属膜6aによる反射膜のサイドウォールによって乱反射されて入射する光を阻止することができ、スミア抑制効果を高めることができる。
【0026】
金属膜6aの平面パターンは、図4および図5に示している。図4はマイクロレンズ8がかまぼこ形の場合、図5はマイクロレンズ8が円形の場合である。遮光膜6bは、マイクロレンズ8よりも外側に形成する。マイクロレンズ8よりも内側に遮光膜6bが形成されると、遮光膜6bにより入射光がケラれるため、フォトダイオード2に入射する光自体が減少し感度が低下する。金属膜6aのパターン形成ばらつきを考慮してマイクロレンズ8と遮光膜6bは100nm以上離すことが望ましい。
【0027】
【発明の効果】
請求項1記載の固体撮像装置によれば、遮光膜間を通った入射光がレンズで集光されて電荷蓄積部に入射するため、従来に比べて遮光膜厚による反射ロスをなくすことができ、入射光を増大させ感度特性を向上させることができる。また、電荷転送部に直接入射する光を少なくすることができるため、スミア特性を劣化させることを防止できる。さらに、電荷蓄積部とレンズ間距離を小さくできるため集光率を高め、感度を向上させることができる。
【0028】
請求項2記載の固体撮像装置によれば、請求項1と同様な効果のほか、電荷転送電極の側壁に例えば金属膜のサイドウォールを設けることによりさらに電荷転送部へ入り込む乱反射成分を抑制でき、スミア特性を劣化させることなく感度を向上させることができる。
【0029】
請求項3記載の固体撮像装置の製造方法によれば、請求項1と同様な効果がある。
【0030】
請求項4記載の固体撮像装置の製造方法によれば、その後平坦化層を形成して、平坦化層上に上凸状のマイクロレンズを設けて、マイクロレンズ上方にマイクロレンズを除いて形成された遮光膜を設けることにより、請求項2と同様な効果がある。
【0031】
請求項5記載の固体撮像装置の製造方法によれば、請求項3または請求項4と同様な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態の要部断面図である。
【図2】その製造工程図である。
【図3】第2の実施の形態の要部断面図である。
【図4】マイクロレンズがかまぼこ形の場合の平面図である。
【図5】マイクロレンズが円形の場合の平面図である。
【図6】製造工程図である。
【図7】従来例の要部断面図である。
【図8】その平面図である。
【図9】製造工程図である。
【符号の説明】
1・・・p型シリコン基板
2・・・フォトダイオード
3・・・CCDチャネル
4、4a・・・ゲート絶縁膜
5a・・・第1ゲート電極
5b・・・第2ゲート電極
6、6b・・・遮光膜
6a・・・金属膜
7a・・・絶縁膜
7・・・第1平坦化層
8・・・凸型マイクロレンズ
9a・・・CVD絶縁膜
9・・・第2平坦化層
10・・・カラーフィルタ
11・・・オンチップレンズ
12・・・領域
a1、b1、c1、d1・・・・入射光成分
h1・・・マイクロレンズの高さ
L1・・・開口幅
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
The solid-state imaging device includes a lens unit that collects incident light, a light receiving unit that performs photoelectric conversion of the incident light, and a charge transfer unit that transfers charges. In a recent solid-state image sensor, the demand for higher resolution and a larger number of pixels has led to further miniaturization of cells, while sensitivity characteristics have been required to be at the same level as before. Along with this, the light-collecting property becomes insufficient only with the on-chip lens, and a technique for increasing the light-collecting property by further forming a microlens at a position close to the light receiving section (fod diode) is used.
[0003]
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of this type of conventional solid-state imaging device, FIG. 8 is a schematic plan view, and FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a manufacturing process. On a p-type silicon substrate 1, an n-type impurity region 2 (hereinafter referred to as a photodiode) as a charge storage portion (light receiving portion) and an n-type impurity region 3 (hereinafter referred to as a CCD channel) as a charge transfer portion are formed. ing. First gate electrodes 5a and second gate electrodes 5b, which are charge transfer electrodes, are alternately arranged along the charge transfer direction with the gate insulating film 4 interposed therebetween. The light-shielding film 6 is patterned so as to cover the first gate electrode 5a and the second gate electrode 5b via the gate insulating film 4a. A first planarization layer 7 is formed on a light-shielding film (metal film) 6 (FIG. 9A), and a convex microlens 8 is formed on the first planarization layer 7 (FIG. 9 (A)). b)). A second planarization layer 9 made of an acrylic resin is formed on the convex microlens 8 and planarized, and a color filter 10 is formed thereon. Further, an on-chip lens 11 is formed on the color filter 10 (FIG. 9C). The on-chip lens 11 and the microlens 8 can enhance the light collecting property. a7, b7, c7, and d7 indicate paths of incident light.
[0004]
[Patent Document]
JP-A-6-204443
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described structure that has been conventionally proposed, when the cell size is reduced, the reflection loss due to the light b7 obliquely incident on the light-shielding film 6 increases, which hinders an increase in sensitivity. Here, since the light-shielding film thickness is determined by the light-shielding property of the incident light a7 incident from above the CCD channel, if it is simply made thin, a transmitted light component enters the CCD channel and becomes a pseudo signal (smear). Therefore, if the cell size is reduced and the opening width L7 is reduced when the light-shielding film thickness is constant, the aspect ratio of the light-shielding film thickness to the opening width L7 increases, and the condensing rate for oblique light b7 decreases. In particular, in the structure using the micro lens 8, the oblique light b7 of the incident light increases, so that the incident light b7 incident on the light-shielding film 6 in the opening is vignetted by the light-shielding film 6, thereby reducing the light collection rate. descend. To increase the sensitivity, it is conceivable to increase the opening width L7. However, a simple increase in the opening width L7 increases the number of pseudo signals entering the CCD channel and deteriorates smear.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of reducing the size, improving the light-collecting efficiency, and increasing the sensitivity, and a method of manufacturing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a charge storage unit and a charge transfer unit are formed on the semiconductor substrate; a charge transfer electrode is formed above the charge transfer unit via a gate insulating film; , A convex microlens formed on the flattening layer, and a light shielding film formed except for the region of the microlens.
[0008]
According to the solid-state imaging device of the first aspect, since the incident light that has passed between the light-shielding films is condensed by the lens and enters the charge accumulating portion, the reflection loss due to the light-shielding film thickness can be eliminated as compared with the related art. In addition, the incident light can be increased to improve the sensitivity characteristics. Further, since the light directly incident on the charge transfer unit can be reduced, it is possible to prevent the smear characteristic from deteriorating. Further, since the distance between the charge storage portion and the lens can be reduced, the light collection rate can be increased, and the sensitivity can be improved.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the solid-state imaging device according to the first aspect, a side surface light-shielding film is provided on a side wall of the charge transfer electrode.
[0010]
According to the solid-state imaging device of the second aspect, in addition to the same effect as the first aspect, by providing a sidewall of a metal film, for example, on the side wall of the charge transfer electrode, it is possible to further suppress irregular reflection components that enter the charge transfer portion, Sensitivity can be improved without deteriorating smear characteristics.
[0011]
4. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein a charge storage unit and a charge transfer unit are formed on a semiconductor substrate, and a charge transfer electrode is formed above the charge transfer unit via a gate insulating film; Forming a flattening layer after forming the charge transfer electrode, forming an upwardly convex microlens on the flattening layer, and forming a light-shielding film excluding the microlens region after forming the microlens And
[0012]
According to the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the third aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the third aspect, after forming the charge transfer electrode, a metal film is formed via an insulating film formed to cover the charge transfer electrode. This includes a step of forming a sidewall by anisotropic etching.
[0014]
According to the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the fourth aspect, a flattening layer is formed thereafter, an upwardly convex microlens is provided on the flattening layer, and the microlens is formed above the microlens except for the microlens. By providing the light-shielding film, the same effect as that of the second aspect can be obtained.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the third or fourth aspect, the light-shielding film is formed immediately after the formation of the upwardly convex microlens.
[0016]
According to the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the fifth aspect, the same effects as those of the third or fourth aspect can be obtained.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to FIGS. In all the drawings of the embodiments, the same portions are denoted by the same reference numerals.
[0018]
Since the steps up to the formation of the second gate electrode 5b (FIG. 2A) are the same as in the above-described conventional case, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. A first planarization layer 7 is formed to cover the first gate electrode 5a and the second gate electrode 5b, and a convex microlens 8 is formed on the first planarization layer 7 (FIG. 2B). . An insulating film 9a is formed on the convex microlenses 8, and a light-shielding film 6b is formed on the insulating film 9a except for the microlenses 8 (FIG. 2C). Further, a second flattening layer 9b made of an acrylic resin is formed thereon and flattened, and a color filter 10 is formed thereon. Further, an on-chip lens 11 is formed on the color filter 10 (FIG. 2D).
[0019]
Specifically, after the formation of the first gate electrode 5a and the second gate electrode 5b, the first planarization layer 7 is formed on the entire surface using a CVD film. As a method of flattening, there is a method by a CMP (Chemical Mechanical Polish) method or a method of reflowing using a BPSG film as a CVD film. In any case, a low refractive index material whose refractive index of the CVD film is 1.4 to 1.6 is used.
[0020]
Next, a convex microlens 8 made of a SiN film (refractive index: 1.9 to 2.0) is formed by plasma CVD. In the conventional method, the microlens is formed after the formation of the light-shielding film. In the present embodiment, the light-shielding film 6b is formed after the formation of the microlens 8. Thus, the height h1 of the microlens 8 from the position where the gate insulating film 4 is formed can be made smaller than the height h7 of the conventional example. If the distance between the photodiode 2 and the lens 8 can be reduced, the light collecting property can be further improved. Specifically, the thickness can be reduced by 200 to 400 nm corresponding to the thickness of the light shielding film 6b.
[0021]
Next, a CVD insulating film 9a and a light shielding film 6b of a metal film are formed, and the light shielding film 6b is patterned except for the microlenses 8. The CVD insulating film 9a is formed to reduce damage to the microlens 8 due to over-etching during dry etching of the light shielding film 6b, and the CVD insulating film 9a can be omitted depending on etching conditions.
[0022]
The light incident on the microlens 8 can be controlled by the aperture ratio of the light-shielding film 6b (that is, the opening width L1 between the light-shielding films 6b). However, when the light-shielding film 6b and the microlens 8 overlap, the light-collection rate decreases, and When the distance between the light shielding film 6b and the microlens 8 is increased, the effect of shielding the incident light a1 component is reduced and smear is increased. Specifically, it is preferable that the light-shielding film 6b be provided within a region 12 connecting the micro lens 8 and the lens end of the on-chip lens 11. That is, the distance between the microlens 8 and the light shielding film 6b is preferably set to 50 to 300 nm.
[0023]
Next, a second flattening layer 9 made of an acrylic resin (refractive index: 1.3 to 1.6) is formed. Since the refractive index of the convex microlens 8 is larger than that of the acrylic resin, light can be collected as a lens. After the formation of the color filter 10, the on-chip lens 11 is formed. Note that b1, c1, and d1 are incident lights that have entered the on-chip lens 11 and the micro lens 8.
[0024]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. That is, in the first embodiment, after forming the first gate electrode 5a and the second gate electrode 5b, an insulating film 7a covering these electrodes is formed, and further, a metal film 6a is formed (see FIG. a)), the metal film 6a is anisotropically etched (etched back) to provide side wall light-shielding films on the side of the first gate electrode 5a and the second gate electrode 5b (FIG. 6B). . Thereafter, similarly to the first embodiment, the first planarizing layer 7 and the micro lens 8 are sequentially manufactured (FIGS. 6C and 6D).
[0025]
Light that is irregularly reflected by the sidewalls of the reflective film of the metal film 6a can be blocked, and the smear suppressing effect can be enhanced.
[0026]
The plane pattern of the metal film 6a is shown in FIGS. FIG. 4 shows a case where the micro lens 8 has a semi-cylindrical shape, and FIG. 5 shows a case where the micro lens 8 is circular. The light shielding film 6b is formed outside the micro lens 8. If the light-shielding film 6b is formed inside the microlens 8, the incident light is vignetted by the light-shielding film 6b, so that the light incident on the photodiode 2 itself is reduced and the sensitivity is reduced. It is desirable that the microlens 8 and the light shielding film 6b be separated from each other by 100 nm or more in consideration of the variation in the pattern formation of the metal film 6a.
[0027]
【The invention's effect】
According to the solid-state imaging device of the first aspect, since the incident light that has passed between the light-shielding films is condensed by the lens and enters the charge accumulating portion, the reflection loss due to the light-shielding film thickness can be eliminated as compared with the related art. In addition, the incident light can be increased to improve the sensitivity characteristics. Further, since the light directly incident on the charge transfer unit can be reduced, it is possible to prevent the smear characteristic from deteriorating. Further, since the distance between the charge storage portion and the lens can be reduced, the light collection rate can be increased, and the sensitivity can be improved.
[0028]
According to the solid-state imaging device of the second aspect, in addition to the same effects as those of the first aspect, by providing, for example, a side wall of a metal film on the side wall of the charge transfer electrode, it is possible to further suppress irregular reflection components that enter the charge transfer portion, Sensitivity can be improved without deteriorating smear characteristics.
[0029]
According to the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the third aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.
[0030]
According to the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the fourth aspect, a flattening layer is formed thereafter, an upwardly convex microlens is provided on the flattening layer, and the microlens is formed above the microlens except for the microlens. By providing the light-shielding film, the same effect as that of the second aspect can be obtained.
[0031]
According to the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the fifth aspect, the same effects as those of the third or fourth aspect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a manufacturing process diagram thereof.
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a second embodiment.
FIG. 4 is a plan view in the case where the microlens is in a semi-cylindrical shape.
FIG. 5 is a plan view when a micro lens is circular.
FIG. 6 is a manufacturing process diagram.
FIG. 7 is a sectional view of a main part of a conventional example.
FIG. 8 is a plan view thereof.
FIG. 9 is a manufacturing process diagram.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... p-type silicon substrate 2 ... photodiode 3 ... CCD channel 4, 4a ... gate insulating film 5a ... 1st gate electrode 5b ... 2nd gate electrode 6, 6b ... A light shielding film 6a a metal film 7a an insulating film 7 a first planarizing layer 8 a convex microlens 9a a CVD insulating film 9 a second planarizing layer 10 Color filter 11 On-chip lens 12 Areas a1, b1, c1, d1 Incident light component h1 Microlens height L1 Opening width

Claims (5)

半導体基板に形成された電荷蓄積部および電荷転送部と、前記電荷転送部の上方にゲート絶縁膜を介して形成された電荷転送電極と、この電荷転送電極を覆った平坦化層と、この平坦化層上に形成された上凸状のマイクロレンズと、前記マイクロレンズの領域を除いて形成された遮光膜とを備えた固体撮像装置。A charge accumulation unit and a charge transfer unit formed on a semiconductor substrate, a charge transfer electrode formed above the charge transfer unit via a gate insulating film, a flattening layer covering the charge transfer electrode, A solid-state imaging device comprising: an upwardly convex microlens formed on a passivation layer; and a light-shielding film formed except for a region of the microlens. 電荷転送電極の側壁に側面遮光膜を有する請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a side light-shielding film on a side wall of the charge transfer electrode. 半導体基板に電荷蓄積部および電荷転送部を形成し、前記電荷転送部の上方にゲート絶縁膜を介して電荷転送電極を形成する工程と、前記電荷転送電極の形成後に平坦化層を形成し、前記平坦化層上に上凸状のマイクロレンズを形成する工程と、前記マイクロレンズ形成後に前記マイクロレンズの領域を除いて遮光膜を形成する工程とを含む固体撮像装置の製造方法。Forming a charge accumulation portion and a charge transfer portion on a semiconductor substrate, forming a charge transfer electrode over the charge transfer portion via a gate insulating film, and forming a flattening layer after forming the charge transfer electrode; A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: forming an upwardly convex microlens on the flattening layer; and forming a light-shielding film except for a region of the microlens after the formation of the microlens. 電荷転送電極の形成後に、前記電荷転送電極を覆って形成された絶縁膜を介して金属膜を形成し、前記金属膜を異方性エッチングしてサイドウォールを形成する工程を含む請求項3記載の固体撮像装置の製造方法。4. The method according to claim 3, further comprising: after forming the charge transfer electrode, forming a metal film via an insulating film formed to cover the charge transfer electrode, and forming a sidewall by anisotropically etching the metal film. Manufacturing method of a solid-state imaging device. 遮光膜を上凸状の前記マイクロレンズの形成直後に形成する請求項3または請求項4記載の固体撮像装置の製造方法。The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the light-shielding film is formed immediately after the formation of the upwardly convex microlenses.
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