JP2006332124A - Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof - Google Patents
Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006332124A JP2006332124A JP2005149751A JP2005149751A JP2006332124A JP 2006332124 A JP2006332124 A JP 2006332124A JP 2005149751 A JP2005149751 A JP 2005149751A JP 2005149751 A JP2005149751 A JP 2005149751A JP 2006332124 A JP2006332124 A JP 2006332124A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- insulating film
- solid
- photoelectric conversion
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、固体撮像装置及びその製造方法に関し、特に半導体基板表面近傍の界面準位を低減した固体撮像素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a solid-state imaging device with a reduced interface state near the surface of a semiconductor substrate and a manufacturing method thereof.
CCD(Charge Coupled Device)型の固体撮像素子においては、フォトダイオード等の光電変換部に入力される光をすべて遮断しても出力成分が観測される。これは暗電流と呼ばれ、一種の熱的に生成されるリーク電流であり、温度上昇に伴って増加する。このような暗電流が増大すると、垂直転送部の転送可能な信号電荷量が小さくなり、暗電流そのものの変動によるノイズが発生し、撮像特性を劣化させるという問題が発生する。 In a CCD (Charge Coupled Device) type solid-state imaging device, an output component is observed even if all light input to a photoelectric conversion unit such as a photodiode is blocked. This is called a dark current, which is a kind of a thermally generated leak current, which increases as the temperature rises. When such dark current increases, the amount of signal charge that can be transferred by the vertical transfer unit decreases, and noise due to fluctuations in the dark current itself occurs, resulting in a problem of deteriorating imaging characteristics.
このような暗電流の発生原因の一つとして光電変換部が形成されたシリコン基板の表面に存在する界面準位が挙げられ、界面準位を介して熱的に励起された電荷が暗電流の大部分を占める。このため、界面準位の原因となるシリコン(Si)と酸化シリコン(SiO2)界面におけるシリコンのダングリングボンドを水素で終端化したり、放出可能な水素を含んだシリコン窒化膜の形成と水素アニール処理とを組み合わせて行ったりして界面準位の低減を図ることが検討されている。 One of the causes of such dark current is the interface state existing on the surface of the silicon substrate on which the photoelectric conversion portion is formed. The charge thermally excited through the interface state is the dark current. Occupies the majority. For this reason, silicon dangling bonds at the interface between silicon (Si) and silicon oxide (SiO 2 ), which cause interface states, are terminated with hydrogen, or a silicon nitride film containing releasable hydrogen is formed and hydrogen annealing is performed. It has been studied to reduce the interface state by combining with treatment.
例えば、光電変換部への不要な光の入射を防止する遮光膜の上側に、水素を含有するシリコン窒化膜を透明保護層として形成する。その後、水素を含む雰囲気中で熱処理を施し、シリコン窒化膜から水素を放出させ、放出された水素をシリコン基板の表面に拡散させることによりシリコン基板の表面における界面準位を低減させるという技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。また、遮光膜直下にシリコン窒化膜を形成し、界面準位の低減を促進させるという技術も開示されている(例えば、特許文献2を参照。)。
しかしながら、水素を含むシリコン窒化膜を遮光膜の上側に形成する場合には、シリコン窒化膜とシリコン基板との距離が遠くなるため、シリコン窒化膜から放出された水素が効果的にシリコンのダングリングボンドを終端化できないという問題がある。 However, when the silicon nitride film containing hydrogen is formed on the upper side of the light shielding film, the distance between the silicon nitride film and the silicon substrate is increased, so that hydrogen released from the silicon nitride film is effectively dangling silicon. There is a problem that the bond cannot be terminated.
一方、遮光膜の下側にシリコン窒化膜を形成する場合には、水素の供給源であるシリコン窒化膜のサイズが制限されるため、放出される水素の絶対量が少なくなり、ダングリングボンドを確実に終端化できないという問題がある。 On the other hand, when the silicon nitride film is formed under the light shielding film, the size of the silicon nitride film that is a hydrogen supply source is limited, so that the absolute amount of released hydrogen is reduced and dangling bonds are not formed. There is a problem that it cannot be reliably terminated.
さらに、近年の固体撮像素子においては小型化及び高画素化が強く要請されており、これを進めるために光電変換部のサイズを縮小すると、単位画素当たりの信号電荷が急速に減少し、相対的に暗電流成分を大きくなってしまうため、より一層の界面準位低減技術が必要とされている。 Furthermore, in recent solid-state imaging devices, there is a strong demand for downsizing and high pixels. When the size of the photoelectric conversion unit is reduced to advance this, the signal charge per unit pixel rapidly decreases, and the relative In addition, since the dark current component becomes large, further interface state reduction technology is required.
本発明は前記従来の問題を解決し、シリコン基板の表面におけるダングリングボンドを効果的に終端化することにより界面準位を低減し、暗電流が少ない固体撮像装置及びその製造方法を実現できるようにすることを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and can effectively realize a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same that reduce interface states by effectively terminating dangling bonds on the surface of a silicon substrate and reduce dark current. The purpose is to.
前記目的を達成するため、本発明は固体撮像素子を酸窒化シリコンからなる透明絶縁膜を備えた構成とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a solid-state imaging device is provided with a transparent insulating film made of silicon oxynitride.
具体的に本発明の固体撮像素子は、半導体基板に形成され、光電変換を行う光電変換部と、半導体基板の上面に形成された絶縁膜と、絶縁膜の上に形成され、光電変換部の上側部分を露出する開口部を有する遮光膜と、開口部を埋めるように遮光膜の上に形成され、光が透過する透明絶縁膜とを備え、透明絶縁膜は、シリコン酸窒化膜であることを特徴とする。 Specifically, the solid-state imaging device of the present invention is formed on a semiconductor substrate and performs photoelectric conversion, an insulating film formed on the upper surface of the semiconductor substrate, and formed on the insulating film. A light-shielding film having an opening exposing the upper portion; and a transparent insulating film formed on the light-shielding film so as to fill the opening and transmitting light. The transparent insulating film is a silicon oxynitride film It is characterized by.
本発明の固体撮像素子によれば、透明絶縁膜がシリコン酸窒化膜であるため、透明絶縁膜から放出される水素の量を十分に確保することが可能となる。従って、基板表面におけるダングリングボンドを確実に終端化することができ、その結果、界面準位を低減し、暗電流が少ない固体撮像素子を実現することが可能となる。 According to the solid-state imaging device of the present invention, since the transparent insulating film is a silicon oxynitride film, a sufficient amount of hydrogen released from the transparent insulating film can be secured. Therefore, dangling bonds on the substrate surface can be reliably terminated, and as a result, it is possible to realize a solid-state imaging device with reduced interface states and less dark current.
本発明の固体撮像素子は、透明絶縁膜の上に形成された、窒化シリコンからなる水素透過抑止膜をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、透明絶縁膜から脱離した水素を基板の表面に確実に拡散させることが可能となる。 The solid-state imaging device of the present invention preferably further includes a hydrogen permeation suppression film made of silicon nitride and formed on the transparent insulating film. With such a configuration, hydrogen desorbed from the transparent insulating film can be reliably diffused to the surface of the substrate.
本発明の固体撮像素子において、シリコン酸窒化膜は、その下部における酸素含有率が上部と比べて高く且つその上部における窒素含有率が下部と比べて高いことが好ましい。このような構成とすることにより、下部において水素発生量を増やすことができ、上部において水素透過の抑制効果を高めることができる。 In the solid-state imaging device of the present invention, the silicon oxynitride film preferably has a higher oxygen content in the lower part than in the upper part and a higher nitrogen content in the upper part than in the lower part. With such a configuration, the amount of hydrogen generation can be increased in the lower part, and the effect of suppressing hydrogen permeation can be enhanced in the upper part.
この場合において、シリコン酸窒化膜の窒素含有率は、連続的に変化していることが好ましい。このような構成とすることにより、シリコン酸窒化膜とシリコン窒化膜との界面をなくすことができ、界面における入射光の反射及び干渉を防止し、感度の低下を抑えることが可能となる。 In this case, the nitrogen content of the silicon oxynitride film is preferably continuously changing. With such a configuration, the interface between the silicon oxynitride film and the silicon nitride film can be eliminated, reflection and interference of incident light at the interface can be prevented, and a decrease in sensitivity can be suppressed.
本発明の固体撮像素子において、光電変換部は、半導体基板に行列状に複数形成されており、各光電変換部から読み出した信号電荷を列方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部から転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部とをさらに備え、CCD型の固体撮像素子として機能することが好ましい。 In the solid-state imaging device of the present invention, a plurality of photoelectric conversion units are formed in a matrix on a semiconductor substrate, and a vertical transfer unit that transfers signal charges read from each photoelectric conversion unit in the column direction and a transfer from the vertical transfer unit And a horizontal transfer unit that transfers the signal charges in the row direction, and preferably functions as a CCD type solid-state imaging device.
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に光電変換を行う光電変換部を形成する工程(a)と、半導体基板の上に、光電変換部を覆う絶縁膜を形成する工程(b)と、絶縁膜の上に光電変換部の上側の部分を露出する開口部を有する遮光膜を形成する工程(c)と、遮光膜の上に、開口部を埋めるようにプラズマ化学気相堆積法を用いて透明絶縁膜を形成する工程(d)とを備え、工程(d)は、モノシランガス及び二窒化酸素ガスを原料ガスとして供給することによりシリコン酸窒化膜を堆積する第1のステップと、原料ガスとしてアンモニアガスをさらに供給し、且つ原料ガスに含まれる二窒化酸素ガスの量を次第に減少させると同時にアンモニアガスの量を次第に増加させながらシリコン酸窒化膜を堆積する第2のステップとを含むことを特徴とする。 The solid-state imaging device manufacturing method according to the present invention includes a step (a) of forming a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion on a semiconductor substrate, and a step of forming an insulating film that covers the photoelectric conversion unit on the semiconductor substrate (b). And (c) forming a light shielding film having an opening exposing the upper portion of the photoelectric conversion portion on the insulating film, and plasma enhanced chemical vapor deposition so as to fill the opening on the light shielding film. A step (d) of forming a transparent insulating film using a method, wherein the step (d) includes a first step of depositing a silicon oxynitride film by supplying monosilane gas and oxygen dinitride gas as source gases; A second step of depositing the silicon oxynitride film while further supplying ammonia gas as the source gas and gradually decreasing the amount of oxygen dinitride gas contained in the source gas and simultaneously increasing the amount of ammonia gas. Characterized in that it comprises and.
本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、透明絶縁膜を形成する工程は、モノシランガス及び二窒化酸素ガスを原料ガスとして供給することによりシリコン酸窒化膜を堆積する第1のステップと、原料ガスとしてアンモニアガスをさらに供給し、且つ原料ガスに含まれる二窒化酸素ガスの量を次第に減少させると同時にアンモニアガスの量を次第に増加させながらシリコン酸窒化膜を堆積する第2のステップとを含むため、透明絶縁膜の下部には水素供給能力の高い酸素含有率の高いシリコン酸窒化膜を形成し、上部には水素透過抑止能力の高い窒素含有率の高いシリコン酸窒化膜を形成できる。従って、透明絶縁膜から脱離する水素を、基板の表面に効率的に拡散させることができ、基板表面のダングリングボンドを終端化することができる。 According to the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, the step of forming the transparent insulating film includes the first step of depositing the silicon oxynitride film by supplying monosilane gas and oxygen dinitride gas as the source gas, A second step of further supplying ammonia gas as a gas and depositing a silicon oxynitride film while gradually decreasing the amount of oxygen dinitride gas contained in the source gas and simultaneously increasing the amount of ammonia gas. Therefore, a silicon oxynitride film having a high hydrogen supply capability and a high oxygen content can be formed below the transparent insulating film, and a silicon oxynitride film having a high hydrogen content and a high nitrogen content can be formed on the top. Accordingly, hydrogen desorbed from the transparent insulating film can be efficiently diffused to the surface of the substrate, and dangling bonds on the surface of the substrate can be terminated.
本発明の固体撮像装置の製造方法において、工程(d)は、第2のステップの後に、モノシランガス及びアンモニアガスを原料ガスとして供給することによりシリコン窒化膜を形成する工程を含むことが好ましい。
このような構成とすることにより、表面に水素透過抑止能力の高いシリコン窒化膜を透明絶縁膜の表面に形成することができると共に、電荷トラップとなるシリコン酸窒化膜とシリコン窒化膜との界面をなくすことができるため、入射光の反射及び干渉を抑え、感度の低下を防ぐことができる。
In the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, the step (d) preferably includes a step of forming a silicon nitride film by supplying monosilane gas and ammonia gas as source gases after the second step.
With such a configuration, a silicon nitride film having a high hydrogen permeation inhibiting ability can be formed on the surface of the transparent insulating film on the surface, and the interface between the silicon oxynitride film and the silicon nitride film serving as a charge trap can be formed. Since it can be eliminated, reflection and interference of incident light can be suppressed, and a decrease in sensitivity can be prevented.
本発明の固体撮像装置の製造方法は、工程(d)よりも後に、水素雰囲気でアニール処理を行う工程をさらに備えていることが好ましい。このような構成とすることにより、透明絶縁膜から水素を効率よく脱離させることができ、ダングリングボンドの終端化を確実に行うことが可能となる。 The method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention preferably further includes a step of performing an annealing process in a hydrogen atmosphere after the step (d). With such a configuration, hydrogen can be efficiently desorbed from the transparent insulating film, and dangling bonds can be reliably terminated.
この場合において、アニール処理は、500℃以下の処理温度で行うことが好ましい。このような構成とすることにより、不純物拡散プロファイルを乱すことなくアニール処理を行うことができる。 In this case, the annealing treatment is preferably performed at a treatment temperature of 500 ° C. or lower. With such a configuration, the annealing process can be performed without disturbing the impurity diffusion profile.
本発明の固体撮像素子及びその製造方法によれば、シリコン基板の表面におけるダングリングボンドを効果的に終端化することにより界面準位を低減し、暗電流が少ない固体撮像装置及びその製造方法を実現できる。 According to the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof of the present invention, a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof that reduce the interface state by effectively terminating dangling bonds on the surface of the silicon substrate and reduce the dark current. realizable.
(一実施形態)
本発明の一実施形態に係る固体撮像素子及びその製造方法について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態に係る固体撮像素子の単位画素領域の断面構造を示している。
(One embodiment)
A solid-state imaging device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a unit pixel region of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
本実施形態の固体撮像素子は、シリコンからなる基板1に行列状に配置されたフォトダイオードからなる複数の光電変換部と、各光電変換部から読み出された信号電荷を列方向に転送する垂直転送部と、垂直転送部から転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部とを備えた、CCD(Charge Coupled Device)型の固体撮像素子である。
The solid-state imaging device of this embodiment includes a plurality of photoelectric conversion units made of photodiodes arranged in a matrix on a
図1に示すようにシリコンからなる基板1の表面近くにオーバーフローバリア11が形成されており、基板1の表面に酸化シリコンからなる絶縁膜18が形成されている。オーバーフローバリア11と絶縁膜18との間に形成されたウェル12には、絶縁膜18の直下に正孔蓄積層15Aが設けられたフォトダイオードである光電変換部15が形成されている。
As shown in FIG. 1, an
光電変換部15の一方の側部には読み出し部16を介在させて垂直転送部24Aが形成されている。垂直転送部24Aは、ウェル12に形成された不純物拡散層である垂直転送チャネル20と、絶縁膜18における垂直転送チャネル20の上側に順次形成された絶縁膜21及びポリシリコン膜22からなる垂直転送電極23とから構成されている。垂直転送電極23の上面及び側面には、シリコン酸化膜25が形成されている。
A
光電変換部15の他方の側部には、隣接する他の光電変換部(図示せず)から読み出した信号電荷を転送する垂直転送部24Bが形成されており、光電変換部15と垂直転送部24Bとの間には、チャネルストップ部17が形成されている。
On the other side of the
絶縁膜18の上には、光電変換部15の中央部の上方の領域に開口部を有する、遮光膜26が形成されている。遮光膜26は、シリコン酸化膜25に覆われた垂直転送電極23の上面及び側面並びに光電変換部15の外縁部の上側を覆っており、光電変換部15の受光領域以外の領域に光が入射することを防止する。
On the
遮光膜26の上には開口部を埋めるように酸窒化シリコン(SiON)からなる透明絶縁膜31が形成されている。透明絶縁膜31の上には、画素領域及び周辺回路部(図示せず)を保護するための透明保護膜32が形成され、透明保護膜32の上には、層内レンズ33、カラーフィルタ(図示せず)及びマイクロオンチップレンズ(図示せず)等が必要に応じて形成されている。
A transparent insulating
本実施形態においては、透明絶縁膜31をSiONにより形成している。SiONは、窒化シリコン(SiN)と比べてアニールの際の水素脱離量が多いため、SiONからなる透明絶縁膜31は効率的な水素供給源として機能する。図2はSiON膜とSiN膜との含有水素の脱離量と温度との関係を示している。図2において、横軸は温度を示し、縦軸は水素の脱離の指標となる信号強度を示している。なお、水素の脱離量は、熱脱離質量分析(TDS)法により測定した。
In the present embodiment, the transparent insulating
図2に示すようにSiON膜はSiN膜と比べて低温において水素の脱離が始まり、500℃程度までの累積水素脱離量がSiN膜と比べて多い。従って、SiON膜はSiN膜よりも優れた水素供給源であることが明らかである。 As shown in FIG. 2, the SiON film begins to desorb hydrogen at a lower temperature than the SiN film, and has a larger cumulative hydrogen desorption amount up to about 500 ° C. than the SiN film. Therefore, it is clear that the SiON film is a better hydrogen supply source than the SiN film.
本実施形態においては、優れた水素供給源となるSiONからなる透明絶縁膜31を、光電変換部15の上側における絶縁膜18と接するように形成しているため、本実施形態の固体撮像素子において、500℃以下の低温アニール処理により絶縁膜18とシリコン基板1との界面に水素を効果的に供給できる。従って、基板1の表面に生じたダングリングボンドを水素により終端化することができ、その結果、界面準位ひいては暗電流を大きく低減させることが可能となる。また、500℃以下の温度でアニール処理を行うため、それまでに形成した不純物プロファイルが大きく変動することを防止できる。
In the present embodiment, since the transparent insulating
以下に、本実施形態の固体撮像素子の製造方法について説明する。従来と同様にシリコン基板1の表層部における所定の位置にp型の不純物を注入し、オーバーフローバリア11を形成する。続いて、読み出し部16とチャネルストップ部17とを所定の間隔をおいてそれぞれ形成する。次に、n型の不純物を注入し、読み出し部16とチャネルストップ部17との間に光電変換部15を形成し、読み出し部16及びチャネルストップ部17の外側に垂直転送チャネル20をそれぞれ形成する。
Below, the manufacturing method of the solid-state image sensor of this embodiment is demonstrated. As in the conventional case, p-type impurities are implanted into a predetermined position in the surface layer portion of the
次にシリコン基板1の表面に熱酸化法又はCVD法により絶縁膜18を形成する。続いて絶縁膜18の上に窒化シリコン及び酸化シリコンからなる絶縁膜21及びポリシリコン膜22を順次形成する。形成した絶縁膜21及びポリシリコン膜22を公知のリソグラフィ技術及びエッチング技術によりパターンニングし、垂直転送チャネル20の上側に垂直転送電極23を形成した後、垂直転送電極23の表面に熱酸化法等によりシリコン酸化膜25を形成する。光電変換部15の上方に形成された絶縁膜21を、公知のウェットエッチング技術により除去した後、シリコン基板1の表層部の比較的浅い位置にp型の不純物を注入し、受光部15の上部に正孔蓄積部15Aを形成する。
Next, an insulating
次にスパッタ及びCVD法等によりアルミニウム及びタングステン等の金属膜を堆積した後、公知のリソグラフィ技術及びエッチング技術によってパターンニングして、垂直転送電極23を覆い且つ絶縁膜18における光電変換部15の中央部の上方に開口部を有する遮光膜26を形成する。
Next, after depositing a metal film such as aluminum and tungsten by sputtering or CVD, patterning is performed by a known lithography technique or etching technique to cover the
次に、遮光膜26の上に開口部を埋めるようにSiONからなる透明絶縁膜31をプラズマCVD(化学気相堆積)法により堆積し、透明絶縁層31の上に周辺回路部保護層としてだけでなく水素透過抑止層として機能するSiNからなる透明保護膜32を形成する。
Next, a transparent insulating
この後、水素を含む雰囲気中において450℃の温度で30分間アニール処理を行う。これにより、透明絶縁膜31から水素を放出させ、基板1の表面におけるダングリングボンドを終端化する。なお、アニール温度は、累積水素脱離量からみて350℃以上とすることが好ましく且つ不純物拡散プロファイルに影響を与えない500℃以下とすることが好ましい。
Thereafter, annealing is performed for 30 minutes at a temperature of 450 ° C. in an atmosphere containing hydrogen. As a result, hydrogen is released from the transparent insulating
最後に公知のCMP技術により最表面を平坦化し、層内レンズ33、カラーフィルタ(図示せず)及びマイクロオンチップレンズ(図示せず)等を必要に応じて形成する。
Finally, the outermost surface is flattened by a known CMP technique, and an
本実施形態においては、透明絶縁膜31を堆積した後、別に透明保護膜32を形成する例を示したが、図3に示すようにSiONからなる透明絶縁膜31を堆積した後、同一のチャンバ内において連続的に水素透過抑止膜となるSiN膜31Bを形成することにより、透明保護膜を透明絶縁膜31と一体に形成してもよい。この場合、周辺回路部保護のための透明保護膜は層内レンズ形成に用いる堆積膜で代用できる。
In the present embodiment, the transparent
また、透明絶縁膜31の組成を膜内において連続的又は段階的に変化させてもよい。例えば、図4に示すようにプラズマCVDにより透明絶縁膜31を堆積する際に、堆積開始時にはチャンバーにモノシラン(SiH4)ガス及び二窒化酸素(N2O)ガスを供給し酸素含有率が高いSiONを堆積する。その後N2Oガスの供給量を次第に減少させ、代わってアンモニア(NH3)ガスを次第に量を増やしながら供給する。これにより、透明絶縁膜31の上部には、窒素含有率が高いSiONを堆積する。
Further, the composition of the transparent insulating
これにより、透明絶縁膜31の下部は酸素含有率が高く水素放出量が多い高酸素含有領域31Cとなり、上部は窒素含有率が高く水素透過抑止性に優れた高窒素含有領域31Dとなる。また、最終的にN2Oガスの供給を停止することにより透明絶縁膜31の上部をSiNからなる膜としてもよい。
Thus, the lower portion of the transparent insulating
このように、透明絶縁膜31の組成を膜内で変化させることにより、電荷のトラップとなるSiN膜とSiON膜との界面をなくすことができる。このため、透明絶縁膜31の下に形成された光電変換部15のポテンシャル変動に基づく暗電流等を低減することが可能となる。また入射光の反射及び干渉が減少するので、固体撮像素子の感度の低下を抑えることが可能となる。
As described above, by changing the composition of the transparent insulating
なお、図5に示すように絶縁膜18における光電変換部15の上部に公知の減圧CVD法又はプラズマCVD法によりSiNからなる反射防止膜35を形成してもよい。この場合、反射防止膜35と遮光層22とを離間させ、その間にSiONからなる透明絶縁膜31を充填することにより、絶縁膜18と透明絶縁膜31とが接するようにする。このような構成をとれば、絶縁膜18と透明絶縁膜31とが接した部分においてSiONから水素が供給されるので、暗電流の低減が可能である。
In addition, as shown in FIG. 5, you may form the
本発明に係る固体撮像素子及びその製造方法は、シリコン基板の表面におけるダングリングボンドを効果的に終端化することにより界面準位を低減し、暗電流が少ない固体撮像装置及びその製造方法を実現できるという効果を有し、固体撮像装置及びその製造方法等として有用である。 The solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention realize a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof with less dark current by effectively reducing dangling bonds on the surface of the silicon substrate to reduce the interface state. It is useful as a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof.
1 基板
11 オーバーフローバリア
12 ウェル
15 光電変換部
15A 正孔蓄積層
16 読み出し部
17 チャネルストップ部
18 絶縁膜
20 垂直転送チャネル
21 絶縁膜
22 ポリシリコン膜
23 垂直転送電極
24A 垂直転送部
24B 垂直転送部
25 シリコン酸化膜
26 遮光膜
31 透明絶縁膜
31A SiN膜
31B SiN膜
31C 高酸素含有領域
31D 高窒素含有領域
32 透明保護膜
33 層内レンズ
35 反射防止膜
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記半導体基板の上面に、前記光電変換部を覆うように形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜の上に形成され、前記光電変換部の上側部分を露出する開口部を有する遮光膜と、
前記遮光膜の上に、前記開口部を埋めるように形成され、光が透過する透明絶縁膜とを備え、
前記透明絶縁膜は、シリコン酸窒化膜であることを特徴とする固体撮像素子。 A photoelectric conversion unit that is formed on a semiconductor substrate and performs photoelectric conversion;
An insulating film formed on the upper surface of the semiconductor substrate so as to cover the photoelectric conversion unit;
A light shielding film having an opening formed on the insulating film and exposing an upper portion of the photoelectric conversion unit;
A transparent insulating film that is formed on the light shielding film so as to fill the opening and transmits light,
The solid-state imaging device, wherein the transparent insulating film is a silicon oxynitride film.
前記各光電変換部から読み出した信号電荷を列方向に転送する垂直転送部と、
前記垂直転送部から転送された信号電荷を行方向に転送する水平転送部とをさらに備え、
CCD型の固体撮像素子として機能することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像素子。 A plurality of the photoelectric conversion units are formed in a matrix on the semiconductor substrate,
A vertical transfer unit that transfers signal charges read from the photoelectric conversion units in a column direction;
A horizontal transfer unit for transferring the signal charges transferred from the vertical transfer unit in the row direction,
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device functions as a CCD type solid-state imaging device. 6.
前記半導体基板の上面に、前記光電変換部を覆う絶縁膜を形成する工程(b)と、
前記絶縁膜の上に、前記光電変換部の上側部分を露出する開口部を有する遮光膜を形成する工程(c)と、
前記遮光膜の上に、前記開口部を埋めるようにプラズマ化学気相堆積法を用いて透明絶縁膜を形成する工程(d)とを備え、
前記工程(d)は、モノシランガス及び二窒化酸素ガスを原料ガスとして供給することによりシリコン酸窒化膜を堆積する第1のステップと、前記原料ガスとしてアンモニアガスをさらに供給し、且つ前記原料ガスに含まれる二窒化酸素ガスの量を次第に減少させると同時にアンモニアガスの量を次第に増加させながらシリコン酸窒化膜を堆積する第2のステップとを含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 Forming a photoelectric conversion part for performing photoelectric conversion on a semiconductor substrate;
Forming an insulating film covering the photoelectric conversion part on the upper surface of the semiconductor substrate;
Forming a light shielding film having an opening exposing the upper portion of the photoelectric conversion part on the insulating film (c);
(D) forming a transparent insulating film on the light-shielding film using a plasma chemical vapor deposition method so as to fill the opening,
The step (d) includes a first step of depositing a silicon oxynitride film by supplying monosilane gas and oxygen dinitride gas as source gases, further supplying ammonia gas as the source gas, and supplying the source gas to the source gas And a second step of depositing a silicon oxynitride film while gradually increasing the amount of ammonia gas while gradually reducing the amount of oxygen dinitride gas contained therein.
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 7, wherein the annealing treatment is performed at a treatment temperature of 500 ° C. or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005149751A JP2006332124A (en) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005149751A JP2006332124A (en) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006332124A true JP2006332124A (en) | 2006-12-07 |
Family
ID=37553538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005149751A Ceased JP2006332124A (en) | 2005-05-23 | 2005-05-23 | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006332124A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008211003A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Sony Corp | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
JP2009295799A (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Sharp Corp | Method of manufacturing solid-state imaging apparatus |
JP2009295918A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Panasonic Corp | Solid-state imaging apparatus, and manufacturing method thereof |
US7800041B2 (en) | 2006-12-19 | 2010-09-21 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
WO2010140280A1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | パナソニック株式会社 | Solid-state imaging device |
US8760543B2 (en) | 2011-09-26 | 2014-06-24 | Truesense Imaging, Inc. | Dark reference in CCD image sensors |
CN104617179A (en) * | 2015-01-21 | 2015-05-13 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | Photoelectric sensor and preparation method thereof |
JP2020010062A (en) * | 2019-10-02 | 2020-01-16 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6344761A (en) * | 1986-08-12 | 1988-02-25 | Matsushita Electronics Corp | Solid state image sensor |
JPH03200367A (en) * | 1989-12-27 | 1991-09-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid-state image sensing element |
JPH10256518A (en) * | 1997-01-09 | 1998-09-25 | Sony Corp | Solid state imaging element |
JPH11238866A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Sharp Corp | Solid-state image sensing device |
JP2000252451A (en) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Matsushita Electronics Industry Corp | Solid-state imaging device and manufacture thereof |
JP2003229562A (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Sony Corp | Semiconductor device, its manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
JP2005033110A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid image image sensor, and manufacturing method thereof |
-
2005
- 2005-05-23 JP JP2005149751A patent/JP2006332124A/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6344761A (en) * | 1986-08-12 | 1988-02-25 | Matsushita Electronics Corp | Solid state image sensor |
JPH03200367A (en) * | 1989-12-27 | 1991-09-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid-state image sensing element |
JPH10256518A (en) * | 1997-01-09 | 1998-09-25 | Sony Corp | Solid state imaging element |
JPH11238866A (en) * | 1998-02-20 | 1999-08-31 | Sharp Corp | Solid-state image sensing device |
JP2000252451A (en) * | 1999-03-01 | 2000-09-14 | Matsushita Electronics Industry Corp | Solid-state imaging device and manufacture thereof |
JP2003229562A (en) * | 2002-02-05 | 2003-08-15 | Sony Corp | Semiconductor device, its manufacturing method and semiconductor manufacturing apparatus |
JP2005033110A (en) * | 2003-07-10 | 2005-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid image image sensor, and manufacturing method thereof |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7800041B2 (en) | 2006-12-19 | 2010-09-21 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
US7807953B2 (en) | 2006-12-19 | 2010-10-05 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
JP2008211003A (en) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Sony Corp | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
JP2009295799A (en) * | 2008-06-05 | 2009-12-17 | Sharp Corp | Method of manufacturing solid-state imaging apparatus |
JP2009295918A (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-17 | Panasonic Corp | Solid-state imaging apparatus, and manufacturing method thereof |
WO2010140280A1 (en) * | 2009-06-05 | 2010-12-09 | パナソニック株式会社 | Solid-state imaging device |
US20110031575A1 (en) * | 2009-06-05 | 2011-02-10 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensor |
US8760543B2 (en) | 2011-09-26 | 2014-06-24 | Truesense Imaging, Inc. | Dark reference in CCD image sensors |
CN104617179A (en) * | 2015-01-21 | 2015-05-13 | 广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院 | Photoelectric sensor and preparation method thereof |
JP2020010062A (en) * | 2019-10-02 | 2020-01-16 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
JP7013425B2 (en) | 2019-10-02 | 2022-01-31 | キヤノン株式会社 | Photoelectric conversion device and imaging system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9000493B2 (en) | Solid-state imaging device, method for producing same, and camera | |
JP5402083B2 (en) | SOLID-STATE IMAGING DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP5347999B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and imaging apparatus | |
US8508634B2 (en) | Solid-state image pickup element and a method of manufacturing the same, and image pickup device including the same | |
JP2010283145A (en) | Solid-state image pickup element and method of manufacturing the same, electronic apparatus | |
US8982254B2 (en) | Solid-state image sensor and manufacturing method thereof, and camera | |
KR101644187B1 (en) | Solid-state imaging device and method of producing solid-state imaging device | |
JP2006332124A (en) | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof | |
JP2009176952A (en) | Solid-state imaging device | |
US8709958B2 (en) | Solid-state image pickup element, method of manufacturing the same, and image pickup apparatus including the same | |
JP2010016128A (en) | Solid-state imaging apparatus and method of manufacturing the same | |
JP2006245535A (en) | Solid-state imaging sensor, method of manufacturing the same, and imaging apparatus | |
JP5136081B2 (en) | Solid-state image sensor | |
JP2009290089A (en) | Solid state imaging device and method for manufacturing therefor | |
JP2007287818A (en) | Solid imaging device and its manufacturing method | |
JP2006156611A (en) | Solid-state imaging device and image pick-up system | |
JP2007141938A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP2006114657A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP2005340498A (en) | Solid-state imaging device | |
JP2002319668A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method therefor | |
JP4569169B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2008294242A (en) | Solid imaging apparatus, and manufacturing method thereof | |
JP2010205843A (en) | Solid-state image sensor, method of manufacturing the same, and electronic information apparatus | |
JP2007258361A (en) | Solid state imaging apparatus | |
JP2002164522A (en) | Solid-state image pickup element and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100825 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100831 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101014 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110222 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20110628 |