JP2007173717A - Solid imaging element, and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and a method for manufacturing the solid-state imaging device.
固体撮像素子としては、CCD(charge Coupled Device;電荷結合素子)イメージセンサ(以下、単にCCDという)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサなどがある。これは、デジタルカメラをはじめとして、ビデオカメラ、カメラ付き携帯電話装置、スキャナ装置、デジタル複写機、ファクシミリ装置など、様々な用途に利用されている。また、このような固体撮像素子を用いたデバイスが普及するにつれて、固体撮像素子に対して、画素数の増大、受光感度の向上などの高機能化、高性能化に加えて、小型化、低価格化などに対する要求が益々強まってきている。 Examples of the solid-state imaging device include a charge coupled device (CCD) image sensor (hereinafter simply referred to as a CCD) and a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor. This is used in various applications such as a digital camera, a video camera, a mobile phone device with a camera, a scanner device, a digital copying machine, and a facsimile machine. In addition, as devices using such solid-state image sensors become widespread, in addition to higher functions and higher performance such as an increase in the number of pixels and an improvement in light receiving sensitivity, solid-state image sensors can be reduced in size and size. The demand for pricing is increasing.
このように、固体撮像素子の小型化および高画素化が進み、これと同時に低価格化が要求されると、その画素サイズは益々縮小化される。このような画素サイズの縮小化に伴って、固体撮像素子の基本性能の一つである受光感度が低下するため、照度が低いところで鮮明な像を撮影することは困難である。したがって、単位画素当たりの受光感度を如何にして向上させるかということが重要な問題になっている。 As described above, when the solid-state imaging device is miniaturized and the pixels are increased, and at the same time, the price is required to be reduced, the pixel size is further reduced. As the pixel size is reduced, the light receiving sensitivity, which is one of the basic performances of the solid-state imaging device, is lowered. Therefore, it is difficult to capture a clear image at low illuminance. Therefore, how to improve the light receiving sensitivity per unit pixel is an important problem.
固体撮像素子の集光効率を高めて受光感度を向上させる方法としては、カラーフィルタの上部に有機高分子材料によりマイクロレンズを形成し、さらに、マイクロレンズの下方に層内レンズを形成する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図17にCCD固体撮像素子の構造を示す断面図を示した。CCD固体撮像素子は、半導体基板210内に光電変換部(受光部)212と、読み出しゲート部214と、CCD転送チャネル216とが形成され、また、絶縁膜218を介して転送電極220が形成されている。転送電極220上には層間絶縁膜222を介して遮光膜224が形成され、この遮光膜224は転送電極220への光の入射を防止する。また、遮光膜224には受光部212上に開口が設けられて、受光部212に光が入射可能としている。そして、遮光膜224を覆って、例えばBPSG(ボロンリン シリケートガラス)膜等のリフロー膜或いはHDP(高密度プラズマ)CVD膜による層間絶縁層226が形成されている。この層間絶縁層226は、例えばBPSGの組成を所定の組成とすることにより、光電変換部212上に凹部を有するように形成されている。
As a method for improving the light receiving sensitivity by increasing the light collection efficiency of the solid-state imaging device, there is a method of forming a microlens with an organic polymer material above the color filter and further forming an in-layer lens below the microlens. It is known (see, for example, Patent Document 1).
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the structure of the CCD solid-state imaging device. In the CCD solid-state imaging device, a photoelectric conversion unit (light receiving unit) 212, a
そして、層間絶縁層226上に、層内レンズ228(上に凸なレンズ面228aと、下に凸なレンズ面228bとで構成される)が形成される。層内レンズ228上には、例えばアクリル系樹脂膜(屈折率n=1.3〜1.4)等からなる平坦化層230が形成され、さらにその上にカラーフィルタ232が形成されている。さらにカラーフィルタ232上にはマイクロレンズ(いわゆるオンチップレンズ)234が形成されている。
Then, on the
このように、マイクロレンズ234の下に層内レンズ228を設けることにより、入射光を2段階で集光して、より多くの光を光電変換部212に入射させることができる。従って、オンチップレンズのみを形成した場合と比較して、CCD固体撮像素子の感度を向上させることができる。
しかしながら、上記した層内レンズを設ける構造をもつ従来のCCD固体撮像素子では、遮光膜224上の層間絶縁層226の凹形状でレンズ形状が決まってしまうことから、素子の微細化に伴い、レンズ形状にばらつきが生じて、所望の集光効率を得ることができない場合がある。さらに、素子の微細化に伴い、CVD膜のカバレッジなどが原因で、層内レンズ228にボイドが発生し、これが集光効率の向上の妨げとなる場合がある。また、図17の固体撮像素子では、層内レンズ228の下には、遮光膜224による階段状部分(段差)が生じており、この階段状部分によって入射光が散乱され、迷光となる場合がある。なお、図17では、入射光の進路の例を、矢印にて示している。
However, in the conventional CCD solid-state imaging device having a structure in which the lens in the layer described above is provided, the lens shape is determined by the concave shape of the
本発明は、このような考察に基づいてなされたものであり、その目的は、素子の微細化と共に顕在化する層内レンズの問題点を解消し、固体撮像素子の集光効率を改善することにある。 The present invention has been made on the basis of such considerations, and its object is to eliminate the problem of the intralayer lens that becomes apparent as the element is miniaturized, and to improve the light collection efficiency of the solid-state imaging device. It is in.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1)光電変換部と、この光電変換部で生成された電荷を転送する電荷転送部と、入射した光を前記光電変換部に導く光導波路と、を有する固体撮像素子であって、前記光導波路が、前記電荷転送部を覆うとともに前記光電変換部の上方に内壁面が略垂直に形成された開口部を有する被覆層と、前記開口部の内部に形成される透光性材料部とで構成され、前記被覆層の内壁面および上面が遮光性を有していることを特徴とする固体撮像素子。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit, a charge transfer unit that transfers charges generated by the photoelectric conversion unit, and an optical waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit. A coating layer having an opening in which a waveguide covers the charge transfer portion and an inner wall surface is formed substantially vertically above the photoelectric conversion portion; and a translucent material portion formed in the opening. A solid-state imaging device comprising: an inner wall surface and an upper surface of the covering layer having light shielding properties.
この固体撮像素子によれば、光導波路が設けられ、入射された光が光導波路により光電変換部に導かれるために、集光効率を確実に向上させることができる。光導波路は、電荷転送部を覆うように設けられ、かつ、光電変換部上に光を導くことを可能とするための開口部をもつ被覆層によって形成される。その開口部は、被覆層を直線的に貫通する開口部であり、その被覆層の、内壁面および上面は遮光性を有しており、これによって、開口部に到来する入射光を、被覆層の内壁面にて反射させて光電変換部に確実に導くことができる。異方性エッチングを使用すれば、略垂直の内壁面を形成することは容易であり、したがって、光を下方に導くのに適した、柱状の開口部を容易に形成することができる。層内レンズの形成には、リフロー処理によるレンズの曲率形成等の製造上かなり難しい工程が必要であったが、光導波路は、被覆層の堆積技術と、RIE等の異方性エッチング技術を用いて比較的容易に形成でき、その加工精度も高いため、安定した集光性能を確実に実現することができる。 According to this solid-state imaging device, since the optical waveguide is provided and the incident light is guided to the photoelectric conversion unit by the optical waveguide, the light collection efficiency can be reliably improved. The optical waveguide is formed by a coating layer provided so as to cover the charge transfer unit and having an opening for enabling light to be guided onto the photoelectric conversion unit. The opening is an opening that linearly penetrates the coating layer, and the inner wall surface and the upper surface of the coating layer have a light-shielding property. It can be reliably reflected to the photoelectric conversion part by reflecting on the inner wall surface. If anisotropic etching is used, it is easy to form a substantially vertical inner wall surface. Therefore, a columnar opening suitable for guiding light downward can be easily formed. The formation of an in-layer lens requires processes that are considerably difficult in manufacturing, such as forming the curvature of the lens by reflow processing, but the optical waveguide uses a coating layer deposition technique and an anisotropic etching technique such as RIE. Therefore, it can be formed relatively easily and its processing accuracy is high, so that stable light collecting performance can be realized with certainty.
(2)(1)記載の固体撮像素子であって、前記被覆層は、金属材料からなる遮光膜であることを特徴とする固体撮像素子。 (2) The solid-state imaging device according to (1), wherein the coating layer is a light-shielding film made of a metal material.
この固体撮像素子によれば、例えばタングステン(W)等の金属からなる遮光膜に開口部を設けることによって、光導波路を容易に形成できる。 According to this solid-state imaging device, an optical waveguide can be easily formed by providing an opening in a light shielding film made of a metal such as tungsten (W).
(3)(1)記載の固体撮像素子であって、前記光導波路は、前記光電変換部ならびに電荷転送部上に遮光性材料からなる被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記被覆層を貫通する開口部を設ける工程を経て形成されたものであることを特徴とする固体撮像素子。 (3) The solid-state imaging device according to (1), wherein the optical waveguide is provided with a coating layer made of a light-shielding material on the photoelectric conversion unit and the charge transfer unit, and then the planarization process is performed on the coating layer. The upper surface of the coating layer is flattened, the portion of the coating layer located above the photoelectric conversion portion is removed, and an opening penetrating the coating layer is provided. Solid-state image sensor.
この固体撮像素子によれば、遮光性材料からなる被覆層を設け、平坦化し、平坦化処理後の被覆層を異方性エッチング等によって選択的に除去して、被覆層を貫通する開口部を形成することによって、光導波路を無理なく高精度に形成することが可能である。 According to this solid-state imaging device, the coating layer made of a light-shielding material is provided, planarized, and the planarized coating layer is selectively removed by anisotropic etching or the like, so that an opening penetrating the coating layer is formed. By forming the optical waveguide, it is possible to form the optical waveguide with high accuracy without difficulty.
(4)(1)記載の固体撮像素子であって、前記光導波路を構成する前記被覆層は、該被覆層を貫通する開口部と、該開口部内壁面および上面に設けられた遮光性材料膜と、によって構成されることを特徴とする固体撮像素子。 (4) The solid-state imaging device according to (1), wherein the coating layer constituting the optical waveguide includes an opening that penetrates the coating layer, and a light-shielding material film provided on an inner wall surface and an upper surface of the opening And a solid-state imaging device.
この固体撮像素子によれば、開口部と、開口部内壁面および上面に設けられた遮光性材料膜とによって光導波路を形成することができる。加工が容易な層間膜の表面に選択的に遮光性材料膜を形成して、入射光を反射させることを可能とするものである。 According to this solid-state imaging device, the optical waveguide can be formed by the opening and the light-shielding material film provided on the inner wall surface and the upper surface of the opening. A light-shielding material film is selectively formed on the surface of an interlayer film that can be easily processed to reflect incident light.
(5)(1)記載の固体撮像素子であって、前記光導波路は、前記光電変換部ならびに電荷転送部上に被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の表面に遮光性材料からなる第1の遮光層を形成し、さらに、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記第1の遮光層を貫通する開口部を形成し、この開口部の形成に伴って生じる前記被覆層の内壁面上に、遮光性材料からなり前記第1の遮光層に連接する第2の遮光層を設ける工程を経て形成されたものであることを特徴とする固体撮像素子。 (5) The solid-state imaging device according to (1), wherein the optical waveguide is provided with a coating layer on the photoelectric conversion unit and the charge transfer unit, and then a planarization process is performed on the coating layer to form an upper surface thereof. Flattening, forming a first light-shielding layer made of a light-shielding material on the surface of the coating layer, and further removing the portion of the coating layer located above the photoelectric conversion unit to form the first light-shielding layer Through a step of forming a penetrating opening and providing a second light-shielding layer made of a light-shielding material and connected to the first light-shielding layer on the inner wall surface of the coating layer generated along with the formation of the opening. A solid-state image pickup device formed.
この固体撮像素子によれば、被覆層を設け、その被覆層を平坦化した後、被覆層の表面に選択的に第1の遮光層を形成し、異方性エッチング等によって被覆層を選択的に除去して、その被覆層を貫通する開口部を形成し、被覆層の内壁面に第1の遮光層に連接する第2の遮光層を形成することによって、複合膜を使用した光導波路を、無理なく高精度に形成することが可能である。 According to this solid-state imaging device, a coating layer is provided, and after the coating layer is planarized, the first light shielding layer is selectively formed on the surface of the coating layer, and the coating layer is selectively formed by anisotropic etching or the like. An optical waveguide using a composite film is formed by forming an opening that penetrates the coating layer and forming a second light shielding layer connected to the first light shielding layer on the inner wall surface of the coating layer. It can be formed with high accuracy without difficulty.
(6)(1)〜(5)のいずれか1項記載の固体撮像素子であって、前記光導波路を構成する前記膜の下方には、前記電荷転送部を覆う、遮光性材料からなる遮光膜が形成されていることを特徴とする固体撮像素子。 (6) The solid-state imaging device according to any one of (1) to (5), wherein a light shielding material made of a light shielding material that covers the charge transfer unit is provided below the film constituting the optical waveguide. A solid-state imaging device, wherein a film is formed.
この固体撮像素子によれば、光導波路となる膜の下に、さらに、転送電極を含む電荷転送部を覆う遮光膜が形成されているため、入射光の回り込みによるスミアの発生を確実に防止することができる。すなわち、半導体基板の光電変換部上に設けられる透光性の絶縁膜の膜厚が厚くなると、光導波路内を伝搬してきた光が、その絶縁膜を斜めに通過して電荷転送部側に回り込むことがあるため、そのような回り込む光を、遮光膜にて確実に遮断することができる。 According to this solid-state imaging device, since the light-shielding film that covers the charge transfer portion including the transfer electrode is further formed under the film that becomes the optical waveguide, it is possible to reliably prevent the occurrence of smear due to the wraparound of incident light. be able to. That is, when the thickness of the light-transmitting insulating film provided on the photoelectric conversion portion of the semiconductor substrate increases, the light propagating in the optical waveguide passes obliquely through the insulating film and wraps around the charge transfer portion side. In some cases, such light that wraps around can be reliably blocked by the light shielding film.
(7)(1)〜(6)のいずれか1項記載の固体撮像素子であって、前記光導波路の上方に、前記光導波路に向けて集光するためのマイクロレンズが設けられることを特徴とする固体撮像素子。 (7) The solid-state imaging device according to any one of (1) to (6), wherein a microlens for condensing light toward the optical waveguide is provided above the optical waveguide. A solid-state imaging device.
この固体撮像素子によれば、マイクロレンズ(オンチップレンズ)により集光された光を、光導波路により光電変換部に導くことができため、集光効率を向上させることができる。 According to this solid-state imaging device, the light collected by the microlens (on-chip lens) can be guided to the photoelectric conversion unit by the optical waveguide, so that the light collection efficiency can be improved.
(8)(7)記載の固体撮像素子であって、前記マイクロレンズと前記光導波路との間に、層内レンズが設けられることを特徴とする固体撮像素子。 (8) The solid-state imaging device according to (7), wherein an in-layer lens is provided between the microlens and the optical waveguide.
この固体撮像素子によれば、マイクロレンズ(オンチップレンズ)、層内レンズならびに光導波路の相乗効果によって、入射光を光電変換部に効率的に導くことができる。 According to this solid-state imaging device, incident light can be efficiently guided to the photoelectric conversion unit by a synergistic effect of the microlens (on-chip lens), the in-layer lens, and the optical waveguide.
(9)光電変換部と、この光電変換部で生成された電荷を転送する電荷転送部と、入射した光を前記光電変換部に導く光導波路と、を有する固体撮像素子の製造方法であって、半導体基板内に前記光電変換部を形成する第1のステップと、半導体基板内および半導体基板上に、電荷転送電極を含む電荷転送部を形成する第2のステップと、前記光電変換部ならびに電荷転送部上に遮光性材料からなる被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記被覆層を貫通する開口部を設けることによって前記光導波路を形成する第3の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 (9) A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a photoelectric conversion unit; a charge transfer unit that transfers charges generated by the photoelectric conversion unit; and an optical waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit. A first step of forming the photoelectric conversion unit in the semiconductor substrate, a second step of forming a charge transfer unit including a charge transfer electrode in the semiconductor substrate and on the semiconductor substrate, the photoelectric conversion unit and the charge After providing a coating layer made of a light-shielding material on the transfer unit, the coating layer is subjected to a planarization process to planarize the upper surface, and a portion of the coating layer located above the photoelectric conversion unit is removed. And a third step of forming the optical waveguide by providing an opening that penetrates the coating layer.
この固体撮像素子の製造方法によれば、光電変換部ならびに転送電極を含む電荷転送部を形成した後、遮光性材料からなる被覆層を設け、平坦化し、平坦化処理後の被覆層を異方性エッチング等によって選択的に除去して、その被覆層を貫通する開口部を形成することによって、光導波路を無理なく高精度に形成することが可能である。 According to this method for manufacturing a solid-state imaging device, after forming a photoelectric transfer portion and a charge transfer portion including a transfer electrode, a coating layer made of a light-shielding material is provided and planarized, and the coating layer after the planarization treatment is anisotropic It is possible to form the optical waveguide with high accuracy without difficulty by selectively removing it by reactive etching or the like and forming an opening that penetrates the coating layer.
(10)光電変換部と、この光電変換部で生成された電荷を転送する電荷転送部と、入射した光を前記光電変換部に導く光導波路と、を有する固体撮像素子の製造方法であって、半導体基板内に前記光電変換部を形成する第1のステップと、半導体基板内および半導体基板上に、電荷転送電極を含む電荷転送部を形成する第2のステップと、前記光電変換部ならびに電荷転送部上に被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の表面に遮光性材料からなる第1の遮光層を形成し、さらに、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記第1の遮光層を貫通する開口部を形成し、この開口部の形成に伴って生じる前記被覆層の内壁面上に、遮光性材料からなり前記第1の遮光層に連接する第2の遮光層を設けることによって前記光導波路を形成する第3の工程と、を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 (10) A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a photoelectric conversion unit; a charge transfer unit that transfers charges generated by the photoelectric conversion unit; and an optical waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit. A first step of forming the photoelectric conversion unit in the semiconductor substrate, a second step of forming a charge transfer unit including a charge transfer electrode in the semiconductor substrate and on the semiconductor substrate, the photoelectric conversion unit and the charge After providing a coating layer on the transfer portion, the coating layer is subjected to a planarization process to planarize the upper surface, and a first light-shielding layer made of a light-shielding material is formed on the surface of the coating layer. A portion of the coating layer located above the photoelectric conversion portion is removed to form an opening that penetrates the first light shielding layer, and on the inner wall surface of the coating layer that is generated along with the formation of the opening, Consisting of the light shielding material and connected to the first light shielding layer Method for manufacturing a solid-state imaging device characterized by comprising a third step of forming the optical waveguide by the second providing the light-shielding layer that.
この固体撮像素子の製造方法によれば、光電変換部ならびに転送電極を含む電荷転送部を形成した後、被覆層を設け、被覆層を平坦化した後、その被覆層の表面に選択的に第1の遮光層を形成し、異方性エッチング等によって被覆層を選択的に除去して、その被覆層を貫通する開口部を形成し、被覆層の内壁面に第1の遮光層に連接する第2の遮光層を形成することによって、複合膜を使用した光導波路を、無理なく高精度に形成することが可能である。 According to this method of manufacturing a solid-state imaging device, after forming the charge transfer unit including the photoelectric conversion unit and the transfer electrode, the coating layer is provided, the coating layer is planarized, and then selectively applied to the surface of the coating layer. 1 light shielding layer is formed, the coating layer is selectively removed by anisotropic etching or the like, an opening penetrating the coating layer is formed, and an inner wall surface of the coating layer is connected to the first light shielding layer. By forming the second light shielding layer, an optical waveguide using the composite film can be formed with high accuracy without difficulty.
本発明によれば、光導波路を設けることによって、マイクロレンズにより集光された光を、光導波路により光電変換部に確実に導くことができ、したがって、集光効率を確実に向上させることができる。また、光導波路は、被覆層の堆積技術と、RIE等の異方性エッチング技術を用いて比較的容易に形成でき、その加工精度も高いため、安定した集光性能を確実に実現することができる。さらに、被覆層を平坦化した後、その膜を異方性エッチング等によって選択的に除去して、その被覆層を直線的に貫通する開口部を形成することによって、略垂直の内壁面を形成することが容易にでき、したがって、光を下方に導くのに適した、柱状の開口部を容易に形成することができる。 According to the present invention, by providing the optical waveguide, the light collected by the microlens can be reliably guided to the photoelectric conversion unit by the optical waveguide, and thus the light collection efficiency can be reliably improved. . In addition, the optical waveguide can be formed relatively easily using a coating layer deposition technique and an anisotropic etching technique such as RIE, and its processing accuracy is high, so that stable light collection performance can be realized with certainty. it can. Furthermore, after the coating layer is flattened, the film is selectively removed by anisotropic etching or the like to form an opening that linearly penetrates the coating layer, thereby forming a substantially vertical inner wall surface. Therefore, a columnar opening suitable for guiding light downward can be easily formed.
以下、本発明に係る固体撮像素子およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
まず、本発明の固体撮像素子の構造を説明する。図1は本発明に係る固体撮像素子の平面模式図、図2は図1に示す固体撮像素子の画素部の拡大平面図、図3は図2のA−A線断面模式図である。
図1〜図3に示す固体撮像素子100の撮像素子形成領域47には、受光領域43内に光電変換部(フォトダイオード)30が多数形成され、各フォトダイオード30で発生した信号電荷を列方向(図1中のY方向)に転送するための垂直転送路15が、列方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。そして、垂直転送路15は水平転送CCD(HCCD)40に接続され、水平転送CCD(HCCD)40の終端側には出力アンプ41が設けられる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the structure of the solid-state imaging device of the present invention will be described. 1 is a schematic plan view of a solid-state imaging device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged plan view of a pixel portion of the solid-state imaging device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line AA in FIG.
A large number of photoelectric conversion units (photodiodes) 30 are formed in the
電荷転送部は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板10の表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル15と、電荷転送チャネル15の上層に形成された2層電極構造の電荷転送電極17(第1の電極17a、第2の電極17b)と、フォトダイオード30で発生した電荷を電荷転送チャネル15に読み出すための電荷読み出し領域14(図1参照)とを含む。電荷転送電極17は、行方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向(図1中のX方向)に延在する蛇行形状となっている(図2参照)。電荷転送電極17は単層電極構造であっても良い。
The charge transfer unit includes a plurality of
図3に示すように、固体撮像素子100は、n型半導体基板10上に形成される。電荷転送部80上に、ゲート酸化膜2(2a,2b,2c)を介して第1層電極3aと第2層電極3bとが酸化シリコン膜4aとHTO膜4bとからなる電極間絶縁膜4を介して配列され、電荷転送電極を構成している。参照符号111はn型不純物層であり、参照符号113はp型不純物層である。また、電荷転送電極上には、第1の酸化膜5a、シリコン窒化膜(SiN)6、第2の酸化膜5bが形成される。
As shown in FIG. 3, the solid-
また、フォトダイオード30は、pウェル12とpn接合を形成するn型不純物領域31と、このn型不純物領域31表面に形成された表面電位調整層としての高濃度のp型不純物領域32とで形成されている。参照符号11は、チャネルストップ領域である。ゲート酸化膜2は、酸化シリコン(SiO)膜からなるボトム酸化膜2aと、窒化シリコン(SiN)膜2bと、酸化シリコン(SiO)膜からなるトップ酸化膜2cとを含む積層構造(ONO)膜で構成される。またpウェル12の下方にはp型半導体層からなるオーバードレインバッファ層13が形成されており、電圧を印加することにより、電荷の引き出しができるようになっている。
The
第1層電極3aおよび第2層電極3b上には、酸化シリコン膜5a,5bが形成されている。この酸化シリコン膜5a,5b上には、転送電極3a,3bを埋め込むことが可能な十分な膜厚をもつタングステン(W)からなる遮光膜(被覆層)7が形成され、このタングステン(W)からなる遮光膜7は、光電変換部30上において開口部を有する。これによって、光導波路が構成されている。その開口部は、遮光膜7を平坦化した後、異方性エッチングによって選択的に除去することにより形成される。その開口部は、遮光膜7を貫通し、半導体基板10の基板面に対して略垂直な内壁面Kによって囲まれて形成される。なお、転送電極3a,3b上方の盛り上がった酸化シリコン膜5bの位置における遮光膜7の膜厚は、前記遮光膜の開口部の開口幅の1/2以上であることが好ましい。これにより、光導波路の集光機能が確実に発揮される。
図3中に矢印で示すように、入射光Lは、遮光膜7に設けられた開口部における内壁面Kにより反射して、下方に導かれ、光電変換部30に到達する。光導波路の側面に階段状部分がないため、入射光が乱反射することなく下方に導かれる。これにより、本来なら迷光となってしまう入射光が有効な光となり、集光効率が改善される。したがって、層内レンズを設けなくても、層内レンズを設けたときと同様に集光効率を向上させることができる。また、層内レンズを形成する場合に比べて、光導波路の形成は、CVD技術と、RIEのような異方性エッチング技術を組み合わせて容易に形成することができるため、固体撮像素子の製造が容易化される。また、層内レンズを形成する場合には、デバイスの微細化と共に、レンズの形状不良や埋め込み不良に伴うボイドの発生が懸念されるが、光導波路の形成の際には、このような事態は生じない。
As indicated by an arrow in FIG. 3, the incident light L is reflected by the inner wall surface K in the opening provided in the
図3において、光導波路を構成する遮光膜7上には、層間絶縁膜としての酸化膜(CVDSiO2膜)8が形成され、その上にパッシベーション膜としてのシリコン窒化膜(SiN膜)9が形成されている。
In FIG. 3, an oxide film (CVDSiO 2 film) 8 as an interlayer insulating film is formed on the
さらに、その上には、有機膜等からなる平坦化層24が形成され、その上に、カラーフィルタ50が形成されている。また、カラーフィルタ上には、平坦化膜(有機膜)70を介して、マイクロレンズ(オンチップレンズ)60が形成されている。
Further, a
次に、図3の固体撮像素子の製造方法について、図4〜図8を用いて説明する。
図4は、図3の固体撮像素子の第1の製造工程における断面図である。
まず、図4に示すように、n型半導体基板10内に、p型半導体層からなるオーバードレインバッファ層13を形成するための不純物(B)をイオン打ち込みし、さらに、pウエル12を形成するための不純物(B)をイオン打ち込みする。続いて、光電変換部30においてp型層32とn型層31を形成し、電荷転送部80において、n型層111とp型層113を形成し、また、p型のチャネルストップ領域11を形成する。
Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device of FIG. 3 will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view in the first manufacturing process of the solid-state imaging device of FIG.
First, as shown in FIG. 4, an impurity (B) for forming an
続いて、酸化シリコン(SiO)膜からなるボトム酸化膜2aと、窒化シリコン(SiN)膜2bと、酸化シリコン(SiO)膜からなるトップ酸化膜2cとを含む積層構造(ONO)膜を形成する。この積層構造膜はゲート絶縁膜となる。
Subsequently, a laminated structure (ONO) film including a
さらに、電荷転送部80において、ゲート酸化膜2(2a,2b,2c)上に、ドープトポリシリコンからなる第1層電極3aと第2層電極3bを形成する。第1層電極3aと第2層電極3bとの間には、酸化シリコン膜4aとHTO膜4bとからなる電極間絶縁膜4を形成する。これによって、電荷転送電極が形成される。
Further, in the
続いて、電荷転送電極上に、第1の酸化膜5aを形成する。そして、その光電変換部30上のゲート酸化膜2上にシリコン窒化膜(SiN膜)6を形成し、続いて、第2の酸化膜5bを形成する。このようにして、図4に示されるデバイス構造が形成される。
Subsequently, a
図5は、図3の固体撮像素子の第2の工程における断面図である。
図5に示すように、第2の酸化膜5b上に、転送電極を構成する第1層および第2層電極(3a,3b)を埋め込むことが可能な十分な膜厚をもつ(換言すれば、後の平坦化処理が可能な膜厚をもつ)タングステン(W)を堆積し、遮光膜7を形成する。続いて、その遮光膜7を、CMP(ケミカルメカニカルエッチング)やエッチバック等の平坦化技術によって平坦化する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device of FIG. 3 in the second step.
As shown in FIG. 5, the
図6は、図3の固体撮像素子の第3の工程における断面図である。
続いて、フォトリソグラフィ技術により、タングステン(W)からなる遮光膜7の一部を選択的に除去し、光電変換部30上において開口部を形成する。遮光膜7の選択的除去には、RIE(リアクティブイオンエッチング)のような異方性エッチングを利用する。これにより、タングステン(W)からなる遮光膜7の内壁面Kは、略垂直となり、この内壁面Kは、デバイスの上方から到来する入射光を下方の光電変換部30に導くための反射材として機能する。これによって、光導波路が形成される。この導波路が存在するために、本来なら迷光となってしまう入射光が有効な光となり、集光効率が改善される。したがって、層内レンズを設けなくても、層内レンズを設けたときと同様に集光効率を向上させることができる。また、層内レンズを形成する場合に比べて、光導波路の形成は、CVD技術と、RIEのような異方性エッチング技術を組み合わせて容易に形成することができるため、固体撮像素子の製造が容易化される。
6 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device of FIG. 3 in a third step.
Subsequently, a part of the
図7は、図3の固体撮像素子の第4の工程における断面図である。
続いて、光導波路を構成する遮光膜7上に、層間絶縁膜としての酸化膜(CVD SiO2膜)8を形成し、さらに、その上にパッシベーション膜としてのシリコン窒化膜(SiN膜)9を形成する。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device of FIG. 3 in a fourth step.
Subsequently, an oxide film (CVD SiO 2 film) 8 as an interlayer insulating film is formed on the
図8は、図3の固体撮像素子の第5の工程における断面図である。
続いて、パッシベーション膜としてのシリコン窒化膜(SiN膜)9上に、有機膜等からなる平坦化層24を形成する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the solid-state imaging device of FIG. 3 in the fifth step.
Subsequently, a
そして、先の図3に示されるように、平坦化層24上に、カラーフィルタ50を形成し、そのカラーフィルタ上に平坦化膜70を介して、マイクロレンズ(オンチップレンズ)60を形成する。このようにして、図3の固体撮像素子が完成する。
Then, as shown in FIG. 3, the
以上説明したように、本実施形態の固体撮像素子100によれば、入射光Lは、遮光膜7に設けられた開口部における内壁面Kにより反射して、下方に導かれて光電変換部30に到達するので、入射光が乱反射することなく、効率良く下方の光電変換部30に導かれる。これにより、層内レンズを設けたときと同様の集光効率の向上が図られる。そして、層内レンズを形成する工程と比較して、光導波路の形成はCVD技術と、RIEのような異方性エッチング技術を組み合わせて容易に形成することができるため、固体撮像素子の製造が簡単にされて、低コスト化が図られる。また、層内にボイドの発生がなくなり、高品位な層構成の固体撮像素子を得ることができる。
As described above, according to the solid-
なお、上記例は、遮光膜7を形成した後に光電変換部30の位置に開口部を形成し、この開口部に酸化膜8を形成する方法であったが、本発明はこの方法に限らず、次のようにして光導波路を形成してもよい。
即ち、図9に光導波路の製法の第1変形例を表す断面図を示すように、遮光膜7の形成前に、電荷転送部80を覆うタングステン遮光膜140を形成し、その上に酸化膜8を形成して平坦化し、その後、電荷転送部80の領域上に開口部を形成して、この開口部の内部に遮光膜7となるタングステンのプラグを埋め込むことであってもよい。この方法によれば、光導波路の形成に特別な工程を追加することなく、通常のプロセスに些細な変更を加えるだけで済む。
また、他の方法として、図10に光導波路の製法の第2変形例を表す断面図を示すように、遮光膜7の形成前に酸化膜8を形成して平坦化し、その後、開口部を形成して、この開口部の内部に遮光膜7となるタングステンのプラグを埋め込むことであってもよい。
In the above example, the
That is, as shown in a cross-sectional view of a first modification of the optical waveguide manufacturing method in FIG. 9, a tungsten
As another method, as shown in a cross-sectional view of a second modification of the optical waveguide manufacturing method in FIG. 10, the
(第2の実施形態)
次に、本発明に係る固体撮像素子の第2実施形態を説明する。
図11は、透光性の膜とその表面に設けられた遮光性材料膜とを組み合わせた複合膜によって光導波路を構成する例を示す断面図である。
図11における固体撮像素子の基本的な構造は、図3の固体撮像素子と同じであるが、光導波路の構成が異なっている。すなわち、図3の固体撮像素子では、タングステン(W)からなる単一の膜を加工して光導波路を形成していたが、図11の固体撮像素子では、透光性の膜とその表面に設けられた遮光性材料膜とを組み合わせた複合膜によって光導波路を構成する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example in which an optical waveguide is constituted by a composite film in which a light-transmitting film and a light-shielding material film provided on the surface thereof are combined.
The basic structure of the solid-state imaging device in FIG. 11 is the same as that of the solid-state imaging device in FIG. 3, but the configuration of the optical waveguide is different. That is, in the solid-state imaging device of FIG. 3, a single film made of tungsten (W) is processed to form an optical waveguide. However, in the solid-state imaging device of FIG. An optical waveguide is constituted by a composite film in combination with the provided light shielding material film.
本実施形態の固体撮像素子では、転送電極上に設けられている第2の酸化膜5b上に、転送電極を埋め込むことができる厚みをもつ酸化膜(例えば、プラズマTEOS酸化膜)110を形成し、選択的エッチングにより開口部を形成し、その酸化膜110の上面ならびに内壁面に、金属(例えばタングステンやアルミニウム)からなる遮光性材料膜(反射性材料膜)120を形成し、酸化膜110と遮光性材料膜120とにより構成される複合膜によって、光導波路を形成する。これによって、前掲の実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the solid-state imaging device of this embodiment, an oxide film (for example, a plasma TEOS oxide film) 110 having a thickness capable of embedding the transfer electrode is formed on the
以下、図12(a)〜(e)を用いて、図11の固体撮像素子における、複合膜を使用した光導波路の製造方法を説明する。
図12(a)に示すように、酸化膜110上にアルミニウム(Al)からなる金属膜(反射性材料膜)120aを形成し、その上にレジスト19を形成し、続いて、そのレジスト19をパターニングする。
Hereinafter, a method for manufacturing an optical waveguide using a composite film in the solid-state imaging device of FIG. 11 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 12A, a metal film (reflective material film) 120a made of aluminum (Al) is formed on the
次に、図12(b)に示すように、酸化膜110をエッチングする。続いて、図12(c)に示すように、レジスト19を除去した後、金属膜120a上ならびに酸化膜110の内壁面上に、Alからなる金属膜120bを形成する。
Next, as shown in FIG. 12B, the
次に、図12(d)に示すように、RIEによって、上側の金属膜120bを全面エッチングする。これによって、上側の金属膜120bは、酸化膜110の内壁面だけに残ることになり、他は除去される。そして、酸化膜110の内壁面に形成される金属膜120bは、酸化膜110の上面に設けられている金属膜120aに連接(連結)する。このようにして、金属膜120からなる反射材料膜が、酸化膜110の表面に形成される。
Next, as shown in FIG. 12D, the entire
金属膜120aは遮光材として機能し、金属膜120bは入射光を下方に導くための反射材として機能する。このようにして、図11の固体撮像素子に示されるような光導波路が形成される。複合膜を使用して光導波路を形成する場合の利点としては、厚い酸化膜110の形成と加工が容易であることがあげられる。
The
(第3の実施形態)
次に、本発明に係る固体撮像素子の第3実施形態を説明する。
図13は、遮光膜からなる光導波路の下に、さらにスミア防止用の遮光膜を形成した構造を示す断面図である。
図13の固体撮像素子の基本的な構造は、前掲の実施形態にて説明したものと同様である。即ち、第1層電極3aおよび第2層電極3b上には、酸化シリコン膜5a,5bが形成されている。この酸化シリコン膜5a,5b上には、転送電極3a,3bを埋め込むことが可能な十分な膜厚をもつタングステン(W)からなる遮光膜(被覆層)7が形成され、このタングステン(W)からなる遮光膜7は、光電変換部30上において開口部を有する。
ただし、図13に示す固体撮像素子においては、遮光膜(タングステン膜)7からなる光導波路の下にスミア防止用の遮光膜150が形成され、この遮光膜(タングステン膜)150上に薄い酸化膜160が形成され、さらに、この酸化膜160上にCVD酸化膜8が形成されている。この点で、図3に示す固体撮像素子とは構成が異なっている。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a structure in which a light-shielding film for preventing smear is further formed under an optical waveguide made of a light-shielding film.
The basic structure of the solid-state imaging device of FIG. 13 is the same as that described in the above embodiment. That is,
However, in the solid-state imaging device shown in FIG. 13, a light-shielding
図13の固体撮像素子によれば、光導波路となる遮光膜(タングステン膜)7の下に、さらに、転送電極を含む電荷転送部を覆うような遮光膜(タングステン膜)150が形成されているため、入射光の回り込みによるスミアの発生を確実に防止することができる。すなわち、半導体基板10の光電変換部30上に設けられる透光性のゲート絶縁膜2や酸化膜5bの膜厚が厚くなると、光導波路内を伝搬してきた光が、その絶縁膜を斜めに通過して電荷転送部80側に回り込むことがある。したがって、その回り込む光を、下側の遮光膜150にて確実に遮断する。これによって、スミアの発生が確実に防止される。
According to the solid-state imaging device of FIG. 13, a light shielding film (tungsten film) 150 is formed below the light shielding film (tungsten film) 7 serving as an optical waveguide so as to cover the charge transfer portion including the transfer electrode. Therefore, it is possible to reliably prevent the occurrence of smear due to the wraparound of incident light. That is, when the thickness of the translucent
図14ならびに図15は、図13に示す固体撮像素子の製造工程の一部(光導波路の下に遮光膜を形成する工程)を抜き出して示すデバイスの断面図である。図14ならびに図15において、前掲の図面と同じ部分には同じ参照符号を付してある。 14 and 15 are cross-sectional views of the device showing a part of the manufacturing process of the solid-state imaging device shown in FIG. 13 (step of forming a light shielding film under the optical waveguide). In FIG. 14 and FIG. 15, the same reference numerals are assigned to the same parts as those in the above-mentioned drawings.
先に説明した図4の工程の後、図14に示されるように、酸化膜5b上にタングステン(W)からなる遮光膜150を形成する。続いて、図15に示すように、遮光膜150上に酸化膜160を形成する。以下、前掲の実施形態と同様の製造工程を経て、図13の固体撮像素子が形成される。
After the process of FIG. 4 described above, as shown in FIG. 14, a
(第4の実施形態)
次に、本発明に係る固体撮像素子の第4実施形態を説明する。
本実施形態では、マイクロレンズ(オンチップレンズ)と光導波路との間に、さらに、層内レンズを形成する。本発明は、光導波路によって層内レンズを代替することができるが、層内レンズの使用を排除するものではない。つまり、光導波路の形成層内レンズの集光特性が少々低下しても、層内レンズの下方に光導波路を設けることによって、本来なら迷光となるような光も、光電変換部に導かれ、集光効率が向上する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention will be described.
In this embodiment, an in-layer lens is further formed between the microlens (on-chip lens) and the optical waveguide. The present invention can replace the inner lens with an optical waveguide, but does not exclude the use of the inner lens. In other words, even if the light collection characteristics of the inner lens of the optical waveguide are slightly lowered, by providing the optical waveguide below the inner lens, light that would otherwise be stray light is also guided to the photoelectric conversion unit, Condensation efficiency is improved.
図16は、マイクロレンズ(オンチップレンズ)と光導波路との間に層内レンズを形成した構造を示す断面図である。 FIG. 16 is a cross-sectional view showing a structure in which an intralayer lens is formed between a microlens (on-chip lens) and an optical waveguide.
図示されるように、本実施形態の固体撮像素子では、マイクロレンズ(オンチップレンズ)60と光導波路(タングステンからなる遮光膜7)との間に層内レンズ22が形成されている。
層内レンズは、遮光膜7の開口部を覆うBPSG膜20の上側に、上に凸のレンズ22(SiNからなる)によって構成される。
As shown in the drawing, in the solid-state imaging device of the present embodiment, an in-
The in-layer lens is configured by an upwardly convex lens 22 (made of SiN) on the upper side of the
このように、図16の固体撮像素子によれば、マイクロレンズ(オンチップレンズ)60、層内レンズ22ならびに光導波路の相乗効果によって、入射光を光電変換部30に一層効率的に導くことができる。
As described above, according to the solid-state imaging device of FIG. 16, incident light can be more efficiently guided to the
なお、以上の実施形態の説明においては、CCD型の固体撮像素子を例にとり説明したが、本発明はMOS型の固体撮像素子にも同様に適用可能である。また、フォトセンサ30の配列も図2に示したものに限らず、例えば正方格子配列であっても良い。
In the above description of the embodiment, a CCD solid-state image sensor has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a MOS solid-state image sensor. Further, the arrangement of the
以上説明したように、本発明によれば、光導波路を設けることによって、マイクロレンズにより集光された光を、光導波路により光電変換部に確実に導くことができ、したがって、集光効率を確実に向上させることができ、また、本発明によって、素子の微細化と共に顕在化する層内レンズの問題点を解消し、固体撮像素子の集光効率を効果的に改善することができる。 As described above, according to the present invention, by providing the optical waveguide, the light condensed by the microlens can be reliably guided to the photoelectric conversion unit by the optical waveguide, and thus the light collection efficiency is ensured. Further, according to the present invention, it is possible to eliminate the problem of the in-layer lens that becomes apparent with the miniaturization of the element, and to effectively improve the light collection efficiency of the solid-state imaging element.
2(2a〜2c) ゲート酸化膜
3a,3b 転送電極
4 電極間絶縁膜
5a,5b 酸化膜(酸化シリコン膜)
7 遮光膜
8 酸化膜
10 半導体基板
11 チャネルストップ領域
12 遮光性材料膜
13 オーバードレインバッファ層
15 垂直転送路
30 フォトダイオード(光電変換部)
41 出力アンプ
43 受光領域
47 撮像素子形成領域
50 カラーフィルタ
70 パッシベーション膜
80 電荷転送部
100 固体撮像素子
2 (2a to 2c)
7 Light-shielding
41
Claims (10)
前記光導波路が、前記電荷転送部を覆うとともに前記光電変換部の上方に内壁面が略垂直に形成された開口部を有する被覆層と、前記開口部の内部に形成される透光性材料部とで構成され、前記被覆層の内壁面および上面が遮光性を有していることを特徴とする固体撮像素子。 A solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit, a charge transfer unit that transfers charges generated by the photoelectric conversion unit, and an optical waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit,
The optical waveguide covers the charge transfer portion and has a cover layer having an opening formed on the inner wall surface of the photoelectric conversion portion substantially vertically, and a translucent material portion formed inside the opening. A solid-state imaging device, wherein an inner wall surface and an upper surface of the coating layer have a light shielding property.
前記被覆層は、金属材料からなる遮光膜であることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
The solid-state imaging device, wherein the coating layer is a light shielding film made of a metal material.
前記光導波路は、前記光電変換部ならびに電荷転送部上に遮光性材料からなる被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記被覆層を貫通する開口部を設ける工程を経て形成されたものであることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
The optical waveguide is provided with a coating layer made of a light-shielding material on the photoelectric conversion unit and the charge transfer unit, and then planarized on the coating layer to planarize the upper surface, and the photoelectric conversion of the coating layer A solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device is formed through a step of removing a portion located above the portion and providing an opening penetrating the coating layer.
前記光導波路を構成する前記被覆層は、該被覆層を貫通する開口部と、該開口部内壁面および上面に設けられた遮光性材料膜と、によって構成されることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
The solid-state imaging device, wherein the coating layer constituting the optical waveguide includes an opening penetrating the coating layer, and a light-shielding material film provided on the inner wall surface and the upper surface of the opening.
前記光導波路は、前記光電変換部ならびに電荷転送部上に被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の表面に遮光性材料からなる第1の遮光層を形成し、さらに、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記第1の遮光層を貫通する開口部を形成し、この開口部の形成に伴って生じる前記被覆層の内壁面上に、遮光性材料からなり前記第1の遮光層に連接する第2の遮光層を設ける工程を経て形成されたものであることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
The optical waveguide is provided with a coating layer on the photoelectric conversion unit and the charge transfer unit, and then planarizes the coating layer to planarize the top surface, and the surface of the coating layer is made of a light-shielding material. And forming an opening penetrating the first light-shielding layer by removing a portion of the coating layer located above the photoelectric conversion portion, and accompanying the formation of the opening portion, the first light-shielding layer is formed. A solid-state imaging device, which is formed through a step of providing a second light-shielding layer made of a light-shielding material and connected to the first light-shielding layer on an inner wall surface of the covering layer.
前記光導波路を構成する前記膜の下方には、前記電荷転送部を覆う、遮光性材料からなる遮光膜が形成されていることを特徴とする固体撮像素子。 It is a solid-state image sensing device according to any one of claims 1 to 5,
A solid-state imaging device, wherein a light-shielding film made of a light-shielding material is formed below the film constituting the optical waveguide to cover the charge transfer portion.
前記光導波路の上方に、前記光導波路に向けて集光するためのマイクロレンズが設けられることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state image sensor according to any one of claims 1 to 6,
A solid-state imaging device, wherein a microlens for condensing light toward the optical waveguide is provided above the optical waveguide.
前記マイクロレンズと前記光導波路との間に、層内レンズが設けられることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 7,
A solid-state imaging device, wherein an intralayer lens is provided between the microlens and the optical waveguide.
半導体基板内に前記光電変換部を形成する第1のステップと、
半導体基板内および半導体基板上に、電荷転送電極を含む電荷転送部を形成する第2のステップと、
前記光電変換部ならびに電荷転送部上に遮光性材料からなる被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記被覆層を貫通する開口部を設けることによって前記光導波路を形成する第3の工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a photoelectric conversion unit; a charge transfer unit that transfers charges generated by the photoelectric conversion unit; and an optical waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit,
A first step of forming the photoelectric conversion part in a semiconductor substrate;
A second step of forming a charge transfer portion including a charge transfer electrode in and on the semiconductor substrate;
After providing a coating layer made of a light-shielding material on the photoelectric conversion unit and the charge transfer unit, the coating layer is subjected to a planarization process to planarize the upper surface, and the coating layer is positioned above the photoelectric conversion unit. A third step of forming the optical waveguide by removing an area to be removed and providing an opening penetrating the coating layer;
The manufacturing method of the solid-state image sensor characterized by including.
半導体基板内に前記光電変換部を形成する第1のステップと、
半導体基板内および半導体基板上に、電荷転送電極を含む電荷転送部を形成する第2のステップと、
前記光電変換部ならびに電荷転送部上に被覆層を設けた後、該被覆層に平坦化処理を施してその上面を平坦化し、前記被覆層の表面に遮光性材料からなる第1の遮光層を形成し、さらに、前記被覆層の前記光電変換部の上方に位置する部分を除去して前記第1の遮光層を貫通する開口部を形成し、この開口部の形成に伴って生じる前記被覆層の内壁面上に、遮光性材料からなり前記第1の遮光層に連接する第2の遮光層を設けることによって前記光導波路を形成する第3の工程と、
を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a photoelectric conversion unit; a charge transfer unit that transfers charges generated by the photoelectric conversion unit; and an optical waveguide that guides incident light to the photoelectric conversion unit,
A first step of forming the photoelectric conversion part in a semiconductor substrate;
A second step of forming a charge transfer portion including a charge transfer electrode in and on the semiconductor substrate;
After providing a coating layer on the photoelectric conversion unit and the charge transfer unit, the coating layer is planarized to flatten the top surface, and a first light shielding layer made of a light shielding material is formed on the surface of the coating layer. And forming an opening penetrating the first light-shielding layer by removing a portion of the covering layer located above the photoelectric conversion portion, and the covering layer generated along with the formation of the opening portion A third step of forming the optical waveguide by providing a second light-shielding layer made of a light-shielding material and connected to the first light-shielding layer on the inner wall surface;
The manufacturing method of the solid-state image sensor characterized by including.
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