JP2007165864A - 光電変換装置、光電変換装置の製造方法及び撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 反射防止膜及びエッチングストップ膜を設けるための工程を簡素化できる光電変換装置を提供する。
【解決手段】 光電変換装置は、シリコン基板１に、光電変換素子部５と、光電変換素子５の受光面での入射光の反射を防止する反射防止膜９と、光電変換素子５を素子分離するための絶縁体を有する素子分離領域２と、層間絶縁膜と、複数のトランジスタと、トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する。反射防止膜９は、受光面と、素子分離領域２と、導電性部材と接続される活性領域との上部に配される。そして、反射防止膜９は、層間絶縁膜に導電性部材を埋め込む開口の形成における層間絶縁膜のエッチング時のエッチングストップ膜である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光電変換素子と前記光電変換素子とは異なる半導体素子とを有する光電変換装置に関し、特に、光電変換素子の受光面での反射を低減させた光電変換装置に関する。

光電変換装置には、基板上に、光電変換素子とこの光電変換素子からの信号を増幅するための回路などが１次元あるいは２次元に配列されている。光信号を電気信号に変換する光センサとして、光電変換装置は、例えば、各種の光電変換機器における制御用光センサなどや、デジタルカメラ、ビデオカメラ、複写機、ファクシミリなどに搭載されている。

この光電変換装置においては、光電変換素子に対して効率よく光を入射させる必要がある。そこで光電変換素子の表面は、当該表面を保護すると同時に、当該表面における入射光の反射をできるだけ小さく抑えることを目的として、シリコン窒化膜をはじめとする反射防止膜がコーティングされている。特許文献１及び特許文献２には、シリコン窒化膜などからなる反射防止膜を光電変換素子の表面に設けた光電変換装置の記載がある。

また、近年、光電変換装置における画素数が増加する傾向にあり、そのため、光電変換装置の微細化が進行し、光電変換素子の受光面積や、回路を構成するトランジスタの活性領域の面積が減少する傾向にある。また、光電変換素子をトランジスタから素子分離するための素子分離領域や、トランジスタ間の素子分離領域の面積も小さくなってきている。従来は、シリコン半導体基板に形成されたＬＯＣＯＳ膜などからなる選択酸化膜を素子分離に用いていた。しかし、光電変換装置の微細化に伴って、全体の面積に占める素子分離領域の面積の割合が大きくなりすぎるという問題が生じはじめている。そこで、素子分離領域として、半導体基板に設けられたトレンチ（溝）内に埋め込み絶縁膜を形成するＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）が用いられるようになってきている。

特許文献３には、ＳＴＩ構造を有する半導体装置において、コンタクト孔形成時のアライメントずれによって、素子分離領域の一部が削れてしまうことの記載がある。そして、図７に示すような素子分離領域の埋め込み絶縁膜５１７を形成する際に埋め込み絶縁膜５１７の少なくとも一部の上にエッチング阻止膜５１８（エッチングストップ膜とも称する）を設け、層間絶縁膜５２２を堆積させた半導体装置が記載されている。ここで、５１１は半導体基板、５２１はソース領域である。半導体基板５１１上に絶縁膜５１２を介してゲート電極５１９が配されている。５１６はトレンチ内に形成された酸化膜である。また、５２６はコンタクト孔５２４に埋め込まれる導電体であり、５２５はその密着層である。このエッチング阻止膜５１８が存在することによって、トレンチ５１５内の分離絶縁膜５１７がエッチング除去されることはない。
特開昭６３−０１４４６６号 特開２０００−２３６０８０号 特開平１０−０１２７３３号

しかしながら、素子分離領域の埋め込み絶縁膜の少なくとも一部上にエッチング阻止膜を形成する構成は工程が煩雑となる。具体的には、コンタクトが本来形成されるべき位置にはエッチング阻止膜を設けてはならないので、パターニング工程が複雑となる。

また、光電変換装置においては、反射防止膜を設ける必要がある。この場合、反射防止膜とエッチング阻止膜を別個に設けるため、製造工程がさらに複雑になってしまう。

そこで本発明の目的は、反射防止膜及びエッチングストップ膜を設けるための工程を簡素化することができる光電変換装置及びその製造方法を提供することにある。

本発明の光電変換装置は、基板と、前記基板に配された光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面の少なくとも一部上に配される反射防止膜と、絶縁体を有する素子分離領域と、前記光電変換素子の電荷を読み出す読み出し用トランジスタを含む複数のトランジスタと、前記光電変換素子及び前記読み出し用トランジスタ上に配される層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に形成された開口に配された、前記トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する光電変換装置において、前記反射防止膜は、前記素子分離領域と前記導電性部材と接続される活性領域の上部に配され、前記層間絶縁膜がエッチングされる際のエッチングストップ膜であることを特徴とする。

また、本発明の光電変換装置は、基板と、前記基板に配された光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面の少なくとも一部上に配される反射防止膜と、絶縁体を有する素子分離領域と、前記光電変換素子の電荷を読み出す読み出し用トランジスタを含む複数のトランジスタと、前記光電変換素子及び前記読み出し用トランジスタ上に配される層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に形成された開口に配された、前記トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する光電変換装置において、前記反射防止膜は、前記素子分離領域と前記導電性部材と接続された活性領域の上部に配され、前記反射防止膜をエッチングストップ膜として、前記層間絶縁膜の開口を形成することを特徴とする。

さらに、本発明の光電変換装置の製造方法は、基板と、前記基板に配された光電変換素子と、前記光電変換素子の受光面の少なくとも一部を覆う反射防止膜と、絶縁体を有する素子分離領域と、前記光電変換素子の電荷を読み出す読み出し用トランジスタを含む複数のトランジスタと、前記光電変換素子及び前記読み出し用トランジスタ上に配される層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜に形成された開口に配された、前記トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する光電変換装置の製造方法において、前記反射防止膜を、前記受光部と、前記素子分離領域と、前記導電性部材と接続された活性領域との上部に形成する工程と、前記反射防止膜上に前記層間絶縁膜を形成する工程と、前記反射防止膜をエッチングストップ膜として、前記開口を前記層間絶縁膜に形成する工程と、を有することを特徴とする。

反射防止膜及びエッチングストップ膜を設けるための工程を簡素化できる光電変換装置及びその製造方法を提供する。

本発明の光電変換装置は、光電変換素子の受光面と絶縁体を有する素子分離領域とコンタクトが形成された活性領域との上部に、反射防止膜が配されている。反射防止膜は、コンタクトを形成する際のエッチングにおけるエッチングストップ膜である。素子分離領域の一部及びコンタクトを形成する活性領域の一部を覆って反射防止膜を設けることにより、アライメントずれにも好適に対応することが可能となる。反射防止膜がコンタクトを形成する活性領域と隣接する素子分離領域とに渡って設けられてもよく、半導体基板前面に設けられていてもよい。

このような構成によって、反射防止膜と、層間絶縁膜をエッチングしてコンタクトホール（コンタクト孔とも呼ぶ）を形成する際のエッチングストップ膜とを、同時に設けることが可能になる。これにより、反射防止膜及びエッチングストップ膜を設けるための工程を簡素化できる。

さらに、反射防止膜に、膜中の水素含有量が多いシリコン窒化膜を用いるとよい。光電変換装置においては、暗電流による画質の低下を抑制する必要がある。暗電流は、光電変換素子に接続するＭＯＳトランジスタのゲート近傍の界面準位、及び、光電変換素子自体の近傍の界面準位から発生する。よって、水素含有量が多いシリコン窒化膜から、水素が半導体基板に供給され、界面準位が水素で終端されるようになる。これにより、界面準位を低減し、暗電流を低減することが可能となる。よって、さらに光電変換装置の画質を向上させることが可能となる。

ここで、本発明に適用可能な光電変換装置の一例の回路の一部を図５に示し、図６にその画素部の平面レイアウト図を示す。それぞれについて、簡単に説明する。

図５において、１２４は画素部を示している。１０１ａ及び１０１ｂは光電変換素子であり、１０２ａ及び１０２ｂは光電変換素子の電荷を転送する転送用ＭＯＳトランジスタである。１０３は光電変換素子１０１ａ及び１０１ｂや転送用ＭＯＳトランジスタのドレイン領域をリセットするためのリセット用ＭＯＳトランジスタ、１０４は電荷を増幅して信号線１０６へ出力する増幅用ＭＯＳトランジスタである。１０５は信号線への読み出しを制御する選択用ＭＯＳトランジスタである。これら転送用トランジスタ、リセット用トランジスタ、増幅用ＭＯＳトランジスタ、選択用ＭＯＳトランジスタを読み出しトランジスタとする。図５では、この読み出し用トランジスタに含まれる１０３、１０４、１０５を２つの光電変換素子で共有している。

更に、信号線１０６ごとに定電流を与えるための負荷ＭＯＳ１０７が配され、画素部の増幅用ＭＯＳトランジスタとソースフォロワ回路を形成する。また、信号線１０６ごとに、クランプ容量１０８、クランプスイッチ１０９を含んで構成されるクランプ回路、アンプ１２０、帰還容量１２１を含んで構成される列アンプ部、容量１１２ａ及び１１２ｂを含んで構成される信号保持部が設けられている。１１０ａ及び１１０ｂはそれぞれ容量１１２ａ及び１１２ｂへ列アンプ部からの信号を入力する際のスイッチ（ＭＯＳトランジスタ）である。容量１１２ａ及び１１２ｂからスイッチ１１４ａ及び１１４ｂを介して水平信号線１１６ａ及び１１６ｂに信号が出力され、さらに差動アンプ１１８から出力される。１２３及び１１９は、走査回路である。

また、図６は、図５の画素部の一部を模式的に示した平面レイアウト図である。符号は図５と対応している。光電変換素子１０１ａ及び１０１ｂが配され、転送用ＭＯＳトランジスタ１０２ａ及び１０２ｂのドレイン領域１３２へ光電変換素子の電荷が転送される。ここで、転送用ＭＯＳトランジスタのゲート電極は金属配線の下部に配されている。転送用ＭＯＳトランジスタのドレイン領域は、光電変換素子の電荷を転送する際に電気的にフローティングとなるため、フローティングディフュージョンと称する。このフローティングディフュージョン部を配線１３３によって、増幅用ＭＯＳトランジスタのゲート電極と接続している。図６中で、コンタクトは四角にて示している。１３０は接地されたコンタクトであり、１３１は電源と接続された半導体領域である。この平面レイアウト図は、一例である。

以下、本発明の具体的な構成を、実施例を挙げて具体的に説明するが、これら実施例に限定されるものではなく、発明の主旨を超えない範囲で適宜変更組み合わせすることができる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の光電変換装置の要部の構成を模式的に示す断面図である。要部の断面として、図６におけるＡ−Ｂ線の部分を一例とする。図１に、光電変換装置の要部として、シリコン基板１にフォトダイオードとＭＯＳトランジスタとが形成されている部分を示す。実際の光電変換装置には、ＭＯＳトランジスタのゲート電極４、などに接続する配線層等が設けられるが、図１ではこれらは示されていない。

本実施形態の光電変換装置は、例えば第１の導電型の半導体基板であるシリコン基板１の表面に、第１の導電型とは逆導電型（すなわち第２の導電型）の半導体領域５が形成されている。第２導電型の半導体領域５は信号電荷と同導電型であり、信号電荷を蓄積する。この半導体領域５を、光電変換素子を構成する。光電変換素子を他の回路素子から素子分離するために、第２導電型の半導体領域５と分離する回路素子との間にトレンチ素子分離構造（以下、ＳＴＩとよぶ）を有する素子分離領域２が形成されている。ＳＴＩは、シリコン基板１に形成されたトレンチに、例えばシリコン酸化膜といった絶縁体を配することによって形成される。ここで、この素子分離領域２はＬＯＣＯＳ等であってもよい。ＬＯＣＯＳも絶縁体を有する構造である。シリコン基板１と第２導電型の半導体領域５とはｐｎ接合を形成してフォトダイオードを構成し、この部分がこの光電変換装置における受光部分である。ゲート絶縁膜３上には、例えば、ポリシリコンからなるゲート電極４が形成されている。ゲート電極４の形成位置を挟んで第２導電型の半導体領域５の反対側の位置において、シリコン基板１の表面には、第２導電型の半導体領域（ドレイン領域）６が設けられている。

ゲート絶縁膜３の形成位置を除き、シリコン基板１の表面（素子分離領域２、第２導電型の半導体領域５及びドレイン領域６の表面を含む）には、絶縁膜となるシリコン酸化膜７が形成されている。このシリコン酸化膜７は、ゲート電極４の側壁にも設けられると好ましい。

そして、シリコン酸化膜７の露出表面及びゲート電極４の上面を覆うように、反射防止膜９が設けられている。この反射防止膜９はシリコン窒化膜を有する。そして、シリコン窒化膜９の上に層間絶縁膜１０が設けられ、コンタクト１１が設けられている。コンタクト１１は、導電性部材であるプラグを有する。プラグによって、ゲート電極４やドレイン領域６などと上層の配線層１２とを電気的に接続する。本実施形態では、コンタクトが形成される活性領域として、光電変換素子近傍の、フローティングディフュージョンであるドレイン領域６とした。また、光電変換素子の周辺に配されるコンタクトにおいて適用される場合、コンタクト形成時に生じるノイズを低減することが可能となり、光電変換素子の周辺で生じるノイズが低減される。

このシリコン窒化膜９は、層間絶縁膜にコンタクト孔を形成する時のエッチングストップ膜として機能する。つまり、例えばシリコン酸化膜などで形成される層間絶縁膜よりもエッチングされにくい。また、同時に光電変換素子の受光面における反射防止膜となる。ここで反射防止膜とは、光電変換素子の受光表面での反射を低減させるために配される膜のことである。層間絶縁膜と異なる屈折率を有しており、例えば、層間絶縁膜と半導体基板との間の屈折率を有する。よって、シリコン窒化膜９は、少なくとも、光電変換素子の受光表面の一部と素子分離領域２の一部とを覆って、さらに、コンタクト孔が形成される活性領域の一部を覆って配される。ここで、コンタクト孔とは層間絶縁膜に設けられた開口のことである。また、この活性領域とは、素子分離領域により区切られた領域であり、種々の素子が形成される、もしくは素子の一部を構成する領域である。例えば、トランジスタにおけるドレイン領域やソース領域が含まれる。

ここで、シリコン窒化膜９は、枚葉式熱ＣＶＤもしくはプラズマＣＶＤで形成することが望ましい。そして、その膜中に水素（Ｈ）を１×１０^２２ｃｍ^−３以上の濃度で含んでいることが好ましい。

また、シリコン基板１上にシリコン酸化膜７を介してシリコン窒化膜９を設けた場合には、シリコンとシリコン窒化膜との応力差を緩和することが可能となる。このシリコン酸化膜７は、ゲート絶縁膜３と同一の膜でもよい。その場合には、より製造工程を簡易に出来る。

このような構成によれば、コンタクト孔形成用のエッチングストップ膜と光電変換素子の受光表面での反射防止膜とを同一の膜にて兼ねることが可能となる。エッチングストップ膜が配されていることによって、よって、受光表面での反射及び暗電流が低減した光電変換装置を容易に提供することが可能となる。

（第２の実施形態）
本実施形態を、図２を用いて説明する。図２において、図１に示す第１の実施形態と同様の機能を有する構成には、同一の符号を用い、説明を省略する。本実施形態の第１の実施形態と異なる箇所は、ゲート電極４の側壁に、シリコン酸化膜７を挟んで、サイドウォール８が設けられていることである。例えば、このサイドウォール用の絶縁膜として、シリコン窒化膜が用いられる。

ここで、ゲート電極４において、２種の絶縁膜（シリコン酸化膜７及びシリコン窒化膜８、９）からなるサイドウォールが備えられている。このシリコン酸化膜７によって、シリコン基板１やゲート電極４とサイドウォールのシリコン窒化膜との応力差が緩和されている。

シリコン窒化膜９は、第１の実施形態と同様に、少なくとも、光電変換素子の受光表面の上部に配され、素子分離領域２とコンタクト孔が形成される半導体の活性領域を覆って配される。また、サイドウォール８は、画素部以外のトランジスタにも形成される。

（第３の実施形態）
本実施形態は、第１の実施形態に示したような反射防止膜、エッチングストップ膜として機能するシリコン窒化膜９を、周辺回路部を覆って形成した後に、周辺回路部のみシリコン窒化膜９をエッチバックしている。これにより形成されたシリコン窒化膜によるサイドウォールを用いて、周辺回路部のトランジスタはサイドウォールを有するＬＤＤ構造を有する。

ここで周辺回路部とは、上述したＭＯＳトランジスタを駆動するための走査回路、画素からの信号を読み出すための回路である。例えば図５で示したクランプ回路、列アンプ部、容量１１２ａ及び１１２ｂを含んで構成される信号保持部、走査回路１１９、１２３である。

このとき画素部１２４に形成したシリコン窒化膜９はエッチングせずにレジストによるマスク等で保護する。このような構造にすることによって、更に、光電変換素子へのサイドウォール形成時のエッチングによるダメージを少なくしつつ、周辺回路部のトランジスタの性能を向上させることが可能となる。

（光電変換装置の製造方法）
次に、光電変換装置の製造工程について図３及び図４を用いて説明する。まず、第１の導電型のシリコン基板１に、溝（トレンチ）を形成する。そして、トレンチ内に絶縁体を埋め込んで素子分離領域２を形成する。その後、ゲート絶縁膜３を形成し、ゲート電極４をパターニングして形成する。次に、イオン注入などによって、第２の導電型の半導体領域５と転送用ＭＯＳトランジスタのドレイン領域６−１を形成する。このとき、ゲート電極４はイオン注入に対するマスクとして機能させることができる。次に、第２導電型の半導体領域５上に、シリコン酸化膜７を形成する。続いて、シリコン窒化膜８を形成し、図３（ａ）となる。

次に、図３（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜８の全面をエッチバックすることで、ゲート電極４のサイドウォールを形成する。エッチバック時にシリコン基板１の表面にシリコン酸化膜７が残るようにする。このシリコン酸化膜７をシリコン基板１上に残すことで、エッチングダメージから光電変換素子を保護することができる。

図３（ｃ）において、サイドウォールを形成した後、反射防止膜かつエッチングストップ膜として機能するシリコン窒化膜９を厚さ３０ｎｍから７０ｎｍ程度に形成する。これは、半導体領域５を覆い、少なくとも素子分離領域２とコンタクトが形成される活性領域の上部へ覆うように形成される。コンタクト孔を形成するためのエッチング時に、位置ズレによって素子分離領域２の絶縁体が削れることを抑制するためである。シリコン窒化膜９は、基板全面に形成されていてもよい。

ここで、いわゆるＬＤＤ（ｌｉｇｈｔｌｙ ｄｏｐｅｄ ｄｒａｉｎ）構造とするために、シリコン窒化膜９の形成前に、サイドウォールをマスクとして、ドレイン領域６−１に対して第２の導電型の不純物をさらに注入し、ドレイン領域６を形成する。図中で明確にＬＤＤ構造を示してはいない。

さらに、図４（ｄ）に示すように、シリコン窒化膜９を形成した後、層間絶縁膜１０を形成する。例えば、層間絶縁膜１０としてＢＰＳＧ膜を堆積し、ＣＭＰ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって平坦化する。

そして、図４（ｅ）に示すように、所定の位置にコンタクト孔１３を形成する。このコンタクト孔は、レジストマスクドライエッチングによって、層間絶縁膜１０に開口を設けたものである。まず、シリコン窒化膜９と層間絶縁膜とを比べて、層間絶縁膜が選択的にエッチングされるエッチング手法を使用して、エッチングを行う。このエッチングによって形成される開口が、シリコン窒化膜９に達するまでエッチングを行う。このように、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜のエッチング選択比が異なるエッチング条件を組み合わせる手法によって、アライメントずれがあったとしても、素子分離領域２のシリコン酸化膜等の絶縁体へのダメージを低減することが可能である。そして、素子分離領域２の絶縁体よりもシリコン窒化膜９がエッチングされる方法を用いてコンタクト孔をさらに深く形成する。例えば、層間絶縁膜１０に形成された開口にセルフアラインでシリコン窒化膜９を除去し、開口を形成することが可能である。この方法によって、レジストマスクを設ける必要がなく工程が複雑にならない。また、制御よく開口を形成することが可能となる。

既知の方法によって、この開口に金属を埋め込み、プラグを形成し、コンタクト１１を形成する。ここで、プラグと活性領域とがオーミック接合されていればよく、このシリコン窒化膜９の開口にシリコン窒化膜９が一部残っていても構わない。そして、配線層１２を形成し、図２の構成が出来る。

このような光電変換装置では、光電変換素子の受光部分における反射防止膜と、その後の工程において層間絶縁膜にコンタクト孔形成時に用いられるエッチングストップ膜とを、同一工程で、同一膜で形成することができる。したがって、反射防止膜とエッチングストップ膜とを形成するための工程を簡素化できる。

上述の説明においては、光電変換素子に隣接する素子分離領域２しか示されていない。しかし、光電変換装置が複数のＭＯＳトランジスタを備える場合にこれらのＭＯＳトランジスタどうし、もしくはこれらのＭＯＳトランジスタと光電変換素子を素子分離するための領域にも、このシリコン窒化膜９は形成してもよい。このような場合には、これらのＭＯＳトランジスタにおけるコンタクト孔のアライメントずれに起因する問題点も低減される。

また、図１に示すようにＬＤＤ構造を有さない構成とする場合には、上述したサイドウォール形成工程を行わずに、ゲート電極を形成した後に、反射防止膜、エッチングストップ膜として機能するシリコン窒化膜９を形成すればよい。

（撮像システムへの応用）
図８は、上述の実施形態にて説明した光電変換装置を、撮像システムの一例であるビデオカメラへ適用した場合のブロック図である。他の撮像システムとしてデジタルスチルカメラ等があげられる。以下、図８を元に詳細に説明する。

７０１は撮影レンズで焦点調節を行うためのフォーカスレンズ７０１Ａ、ズーム動作を行うズームレンズ７０１Ｂ、結像用のレンズ７０１Ｃを備えている。７０２は絞り及びシャッタ、７０３は撮像面に結像された被写体像を光電変換して電気的な撮像信号に変換する光電変換装置である。この光電変換装置７０３は、各実施形態にて説明した光電変換装置を用いている。７０４は光電変換装置７０３より出力された光電変換信号をサンプルホールドし、さらに、レベルをアンプするサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）であり、映像信号を出力する。

７０５は、サンプルホールド回路７０４から出力された映像信号にガンマ補正、色分離、ブランキング処理等の所定の処理を施すプロセス回路で、輝度信号Ｙ及びクロマ信号Ｃを出力する。プロセス回路７０５から出力されたクロマ信号Ｃは、色信号補正回路７２１で、ホワイトバランス及び色バランスの補正がなされ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙとして出力される。また、プロセス回路７０５から出力された輝度信号Ｙと、色信号補正回路７２１から出力された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙは、エンコーダ回路（ＥＮＣ回路）７２４で変調され、標準テレビジョン信号として出力される。そして、図示しないビデオレコーダ、あるいはモニタ電子ビューファインダ（ＥＶＦ）等の電子ビューファインダへと供給される。

次いで、７０６はアイリス制御回路で有り、サンプルホールド回路７０４から供給される映像信号に基づいてアイリス駆動回路７０７を制御する。そしてし、映像信号のレベルが所定レベルの一定値となるように、絞り７０２の開口量を制御すべくｉｇメータ７０８を自動制御するものである。

７１３及び７１４は、サンプルホールド回路７０４から出力された映像信号中より合焦検出を行うために必要な高周波成分を抽出するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。それぞれ異なる帯域制限である第１のバンドパスフィルタ７１３（ＢＰＦ１）及び第２のバンドパスフィルタ７１４（ＢＰＦ２）から出力された信号は、ゲートパルス発生回路７２３によって駆動されるゲート回路７１５及びフォーカスゲート枠でゲートされる。ピーク検出回路７１６でピーク値が検出されてホールドされる。それと共に、論理制御回路７１７に入力される。この信号を焦点電圧と呼び、この焦点電圧によってフォーカスを合わせている。７２２はゲート回路、７２５は積分回路である。

また、７１８はフォーカスレンズ７０１Ａの移動位置を検出するフォーカスエンコーダ、７１９はズームレンズ７０１Ｂの合焦を検出するズームエンコーダ、７２０は絞り７０２の開口量を検出するアイリスエンコーダである。これらのエンコーダの検出値は、システムコントロールを行う論理制御回路７１７へと供給される。

その論理制御回路７１７は、設定された合焦検出領域内に相当する映像信号に基づいて、被写体に対する合焦検出を行い、焦点調節を行う。即ち、各々のバンドパスフィルタ７１３、７１４より供給された高周波成分のピーク値情報を取り込む。その後、高周波成分のピーク値が最大となる位置へとフォーカスレンズ７０１Ａを駆動する。そのために、フォーカス駆動回路７０９にフォーカスモーター７１０の回転方向、回転速度、回転もしくは停止等の制御信号を供給し、これを制御する。

ズーム駆動回路７１１は、ズームが指示されると、ズームモーター７１２を回転させる。ズームモーター７１２が回転すると、ズームレンズ７０１Ｂが移動し、ズームが行われる。

このような撮像システムに、本発明の光電変換装置を用いることによって、光の反射や暗電流が低減したＳＮ比のよい撮像システムを提供することが可能となる。

以上、本発明によれば、光電変換素子での光の反射や暗電流が低減した、より高性能な光電変換装置及び撮像システムを提供することが可能となる。また、材料や製造方法は各実施形態に限られるものではなく、半導体基板の導電型や画素の構成は記載の構成に限られるものではない。例えば、素子分離領域もＳＴＩ構造のみでなく、ＬＯＣＯＳ等であってもよい。また、エッチングストップ膜の形成範囲も実施形態に限られるものではない。

第１の実施形態の光電変換装置の要部を示す断面図である。 第２の実施形態の光電変換装置の要部を示す断面図である。 第２の実施形態の光電変換装置の製造方法を示す断面図である。 第２の実施形態の光電変換装置の製造方法を示す断面図である。 光電変換装置の回路の一例である。 画素部の平面レイアウトである。 コンタクト孔のアライメントずれとエッチング阻止膜との関係を示す断面図である。 撮像システムの一例を示すブロック図である。

符号の説明

１ シリコン基板
２ 素子分離領域
３ ゲート絶縁膜
４ ゲート電極
５、６ 第２導電型の半導体領域
７ シリコン酸化膜
８ サイドウォール
９ シリコン窒化膜
１０ 層間絶縁膜
１１ プラグ
１２ 配線層

Claims (14)

1. 基板と、前記基板に配された光電変換素子と、
   前記光電変換素子の受光面の少なくとも一部上に配される反射防止膜と、
   絶縁体を有する素子分離領域と、
   前記光電変換素子の電荷を読み出す読み出し用トランジスタを含む複数のトランジスタと、
   前記光電変換素子及び前記読み出し用トランジスタ上に配される層間絶縁膜と、
   前記層間絶縁膜に形成された開口に配された、前記トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する光電変換装置において、
   前記反射防止膜は、前記素子分離領域と前記導電性部材と接続される活性領域の上部に配され、前記層間絶縁膜がエッチングされる際のエッチングストップ膜であることを特徴とする光電変換装置。
2. 前記絶縁体及び前記層間絶縁膜は酸化シリコンで形成され、前記反射防止膜は窒化シリコンで形成されている、請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記受光面と前記反射防止膜との間に配された絶縁膜を有する請求項１あるいは２に記載の光電変換装置。
4. 前記絶縁膜は前記読み出し用トランジスタのゲート絶縁膜を兼ねていることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
5. 前記反射防止膜は、前記基板上に前記複数のトランジスタのゲート電極を覆って配されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換装置。
6. 少なくとも一部の前記複数のトランジスタのゲート電極はサイドウォールを有し、
   前記サイドウォールは、絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられ前記絶縁膜とは異なる材料からなるサイドウォール用絶縁膜と、
   前記サイドウォール用絶縁膜上に配置された前記反射防止膜からなる、請求項１あるいは２に記載の光電変換装置。
7. 前記絶縁膜は、さらに前記受光面と前記反射防止膜との間に配されていることを特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
8. 前記サイドウォール用絶縁膜は窒化シリコンを有する、請求項６あるいは７に記載の光電変換装置。
9. 前記反射防止膜は、膜中に水素を１×１０^２２ｃｍ^−３以上の濃度で含んでいるシリコン窒化膜で形成されている、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光電変換装置。
10. 前記反射防止膜は、前記層間絶縁膜の開口とセルフアラインの開口を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光電変換装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光電変換装置と、前記光電変換装置へ光を結像する光学系と、前記光電変換装置からの出力信号を処理する信号処理回路と、を有することを特徴とする撮像システム。
12. 基板と、前記基板に配された光電変換素子と、
    前記光電変換素子の受光面の少なくとも一部上に配される反射防止膜と、
    絶縁体を有する素子分離領域と、
    前記光電変換素子の電荷を読み出す読み出し用トランジスタを含む複数のトランジスタと、
    前記光電変換素子及び前記読み出し用トランジスタ上に配される層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜に形成された開口に配された、前記トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する光電変換装置において、
    前記反射防止膜は、前記素子分離領域と前記導電性部材と接続された活性領域の上部に配され、
    前記反射防止膜をエッチングストップ膜として、前記層間絶縁膜の開口を形成することを特徴とする光電変換装置。
13. 基板と、前記基板に配された光電変換素子と、
    前記光電変換素子の受光面の少なくとも一部を覆う反射防止膜と、
    絶縁体を有する素子分離領域と、
    前記光電変換素子の電荷を読み出す読み出し用トランジスタを含む複数のトランジスタと、
    前記光電変換素子及び前記読み出し用トランジスタ上に配される層間絶縁膜と、
    前記層間絶縁膜に形成された開口に配された、前記トランジスタの活性領域に電気的に接続される導電性部材と、を有する光電変換装置の製造方法において、
    前記受光部と、前記素子分離領域と、前記導電性部材と接続された活性領域との上部に前記反射防止膜を形成する工程と、
    前記反射防止膜上に前記層間絶縁膜を形成する工程と、
    前記反射防止膜をエッチングストップ膜として、前記開口を前記層間絶縁膜に形成する工程と、を有することを特徴とする光電変換装置の製造方法。
14. 前記開口を用いてセルフアラインによって、前記反射防止膜を除去する工程を有することを特徴とする請求項１３に記載の光電変換装置の製造方法。

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