JP2006179581A - 固体撮像素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、前記光電変換部を被覆する反射防止膜と、受光領域を除く前記光電変換部と前記電荷転送電極とを覆うように形成された遮光膜とを具備した固体撮像素子において、前記反射防止膜は、前記電荷転送電極上面に重ならないように形成されたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
しかしながら、縦方向のシュリンクに対しては鈍化しており、縦横比(アスペクト比)は増加傾向にある。アスペクト比の増加は電荷転送電極を覆う遮光膜での反射光および散乱光を生じ易く、CCDにおける光入射角に対するマージンを減少させることになり、光路設計に困難が伴うことになる。
そこで、この問題を解決するため、表面の凹凸を低減するとともに斜め方向からの光の入射を防止すべく、種々の提案がなされている。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、薄型化を維持しつつ、必要以上に露光時の重ね合わせ精度を必要としないで遮光膜を高精度に規定することの可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。
この構成により、窒化シリコンなどの絶縁膜で形成される反射防止膜が電荷伝送電極の側壁全体を覆うため、耐圧の向上をはかることができる。
この構成により、遮光膜の開口を十分に大きくとることができ、感度の向上をはかることができる。
この構成により、基板表面における電荷転送電極の絶縁を十分にとることができるとともに、上部では電荷転送電極の側壁は反射防止膜で被覆されていないため、反射防止膜の膜厚分の開口面積を大きくとることができる。
窒化シリコン膜は、緻密で絶縁性も高く、また電極間絶縁膜あるいは側壁絶縁膜が酸化シリコン膜で形成されている場合には側壁が酸化シリコン膜と窒化シリコン膜の2層構造となるため、絶縁性も向上する。
この構成により、遮光性が向上し、明暗比の向上を図ることができる。
この構成により、遮光膜のパターニングのためのフォトリソグラフィ工程において、電荷転送電極上に凹凸がないためパターン精度の向上をはかることができ、遮光膜パターンの開口面積を大きくとることができ、感度の向上を図ることが出来る。
この構成により、パターン精度を必要とすることなく、リフロー(溶融)によって容易に形成することができる。
この構成により、電荷転送電極の側壁全体を覆う反射防止膜パターンが容易に形成可能である。
この構成により、レジストの供給量の調整によって容易に精度のよい反射防止膜のパターニングが可能となる。
この構成により、フォトリソグラフィ工程を要することなく、スピンコート工程によって容易に必要なレジストパターンを形成することができる。
また本発明の固体撮像素子の製造方法によれば、微細化に際しても遮光膜のパターニング精度が向上するため、信頼性の向上をはかることができる。
例えば、小さめのレジストパターンを形成しておき、流動化により平坦化することにより、レジストパターン形成時にハレーションがあっても熱処理によりレジストパターンの平坦化をはかることができるため、光電変換部を良好に覆うように反射防止膜を形成することができ、反射防止効果の向上をはかることができ、高感度で安定なスミア特性をもつ固体撮像素子を形成することが可能となる。
(実施の形態1)
この固体撮像素子は、図1および図2に示すように、光電変換部30と、前記光電変換部30で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部40と、前記光電変換部を被覆する反射防止膜5と、受光領域を除く前記光電変換部と前記電荷転送電極とを覆うように形成されたタングステン薄膜からなる遮光膜6とを具備した固体撮像素子において、前記反射防止膜のエッジが、電荷転送電極の側壁の中間部に位置するように形成されたことを特徴とする。
また、この例では、いわゆるハニカム構造の固体撮像素子を示しているが、正方格子型の固体撮像素子にも適用可能であることはいうまでもない。
まず、通常の方法で単層電極構造の電荷転送電極を形成する。すなわち不純物濃度1.0×1016cm−3程度のn型のシリコン基板1表面に、膜厚25nmの酸化シリコン膜と、膜厚50nmの窒化シリコン膜と、膜厚10nmの酸化シリコン膜を形成し、3層構造のゲート酸化膜2を形成する。
そしてレジストパターンR2を酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチング(RIE)によりアッシングし、図1に示したような固体撮像素子が形成される。
この後、カラーフィルタ、マイクロレンズなどを形成して、固体撮像素子が完成する。
なお、前記実施の形態ではレジストパターンをリフローすることによって平坦化したが、パターニングに際し、デフォーカスを利用して、断面台形状のレジストパターンを形成するようにしてもよい。この場合はリフロー工程が不要となる。
また、電荷転送電極上にかからないようにレジスト供給量を制御し、スピンコート法により凹部にのみ選択的にをレジストを塗布するようにしてもよい.これによりフォトリソグラフィを必要とすることなく反射防止膜のパターン形成を行なうことができる。
前記実施の形態1では、レジストパターンR1をリフローすることにより、平坦部である光電変換部全体を覆うようにしたが、リフローに代えて、レジストパターンR1を電荷転送電極上にかかるように大きめに形成しておき、これを酸素ラジカルによって等方的に、縮小するようにしてもよい。
この後、この縮小されたレジストパターンR3をマスクとして反射防止膜5をエッチングする(図7(e))。
この構成によっても薄型でより集光効率の高い固体撮像素子を得ることができる。
前記実施の形態1、2では、反射防止膜のエッジが、電荷転送電極の側壁の中間部に位置する例について述べたが、本実施の形態では、図8に示すように、窒化シリコン膜からなる反射防止膜5が、絶縁膜4で被覆された電荷転送電極3の側壁全体を覆うように形成されたことを特徴とする。他部については、前記実施の形態1、2と同様であるため、説明を省略する。
この方法では、図9(a)および(b)に示すように、前記実施の形態1と同様にして電荷転送電極となる第1層アモルファスシリコン層3aと第2層アモルファスシリコン層3bと電極間絶縁膜などの絶縁膜4を形成した後、CVD法により膜厚30nmの窒化シリコン膜からなる反射防止膜5を形成する。
この構成によっても薄型でより集光効率の高い固体撮像素子を得ることができる。
前記実施の形態1、2では、反射防止膜のエッジが、電荷転送電極の側壁の中間部に位置する例について述べたが、本実施の形態では、図11に示すように窒化シリコン膜からなる反射防止膜5が、絶縁膜4で被覆された電荷転送電極3の側壁に這い上がることなく、光電変換部の表面のみに形成されたことを特徴とする。この例では、電荷転送電極と遮光膜との間のリーク防止層として、反射防止膜5と遮光膜6との間にCVD法により酸化シリコン膜8を形成すると共に、この上層に密着性層としてのチタンナイトライドTiN層9を介在させるようにしている。なおこの酸化シリコン膜8としてはHTO膜あるいはLPCVD法によって形成したTEOS膜を用いるのが望ましい。他部については、前記実施の形態1、2と同様であるため、説明を省略する。
この方法では、図12(a)に示すように、前記実施の形態1と同様にして電荷転送電極となる第1層アモルファスシリコン層3aと第2層アモルファスシリコン層3bと電極間絶縁膜などの絶縁膜4を形成した後、スパッタリング法により膜厚30nmの窒化シリコン膜からなる反射防止膜5を形成する。この工程ではスパッタリング法を用いることにより、電荷転送電極の側壁には形成されず水平面にのみ選択的に窒化シリコン膜が形成される。この後図示しないが光電変換部にレジストを残留せしめ、このレジストをマスクとしてエッチングし、図12(a)に示すように光電変換部にのみ反射防止膜5を残留せしめる。
この後、図13(c)に示すようにこの上層にCVD法により密着性層としてのチタンナイトライドTiN層9を形成するとともにタングステン層からなる遮光膜6を形成する。
この構成によっても薄型でより集光効率の高い固体撮像素子を得ることができる。
2 ゲート酸化膜
3a 第1の電極(第1層ドープトアモルファスシリコン膜)
3b 第2の電極(第2層ドープトアモルファスシリコン膜)
3 電荷転送電極
4 絶縁膜
5 反射防止膜
30 フォトダイオード領域
40 電荷転送部
Claims (12)
- 光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部と、
前記光電変換部を被覆する反射防止膜と、
受光領域を除く前記光電変換部と前記電荷転送電極とを覆うように形成された遮光膜とを具備した固体撮像素子において、
前記反射防止膜は、前記電荷転送電極上面に重ならないように形成されたことを特徴とする固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子であって、
前記反射防止膜は、前記電荷転送電極の側壁全体を覆うように形成される固体撮像素子。 - 請求項1に記載の固体撮像素子であって、
前記反射防止膜は、前記電荷転送電極の側壁の底部のみを覆うように形成される固体撮像素子。 - 請求項1または2に記載の固体撮像素子であって、
前記反射防止膜のエッジ(加工端)が電極側壁の中間部に形成される固体撮像素子。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記反射防止膜は窒化シリコン膜である固体撮像素子。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記遮光膜はタングステン膜である固体撮像素子。 - 半導体基板表面に光電変換部を形成する工程と、
前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送するように、前記光電変換部に近接して配される電荷転送電極を含む電荷転送部を形成する工程と、
前記光電変換部および前記電荷転送部の形成された前記半導体基板に反射防止膜を形成する工程と、
前記光電変換部の受光領域を覆うとともに電荷転送電極上に重ならないようにレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記反射防止膜をエッチングする工程と、
前記レジストパターンをアッシングする工程と、
遮光膜のパターンを形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。 - 請求項7に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記レジストパターンを形成する工程は、
前記光電変換部の受光領域よりも小さめのレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンを溶融し、平坦化する熱工程とを含む固体撮像素子の製造方法。 - 請求項8に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記熱工程は、前記平坦化されたレジストパターンが、前記反射防止膜で覆われた前記電荷転送電極の側壁全体を覆うようにする工程である固体撮像素子の製造方法。 - 請求項8に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記熱工程は、前記平坦化されたレジストパターンが、前記反射防止膜で覆われた前記電荷転送電極の側壁の底部のみを覆うように形成される工程である固体撮像素子固体撮像素子の製造方法。 - 請求項8に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記熱工程は、前記平坦化されたレジストパターンのエッジが、前記反射防止膜で覆われた前記電荷転送電極の側壁の中間部に形成される工程である固体撮像素子の製造方法。 - 請求項7に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記レジストパターンを形成する工程は、
前記電荷転送電極上にかからないように、レジスト供給量を制御し、凹部にのみ選択的にレジストを塗布するスピンコート工程を含む固体撮像素子の製造方法。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
JPH04152674A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
JP2002124659A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2002203953A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその製造方法 |
JP2003163344A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
2004
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04152674A (ja) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
JP2002124659A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
JP2002203953A (ja) * | 2001-01-05 | 2002-07-19 | Sony Corp | 固体撮像素子およびその製造方法 |
JP2003163344A (ja) * | 2001-11-26 | 2003-06-06 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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