JP2007214374A - 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子 - Google Patents

固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子 Download PDF

Info

Publication number
JP2007214374A
JP2007214374A JP2006032774A JP2006032774A JP2007214374A JP 2007214374 A JP2007214374 A JP 2007214374A JP 2006032774 A JP2006032774 A JP 2006032774A JP 2006032774 A JP2006032774 A JP 2006032774A JP 2007214374 A JP2007214374 A JP 2007214374A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
film
insulating film
manufacturing
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.)
Withdrawn
Application number
JP2006032774A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuneo Sasamoto
恒夫 笹本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2006032774A priority Critical patent/JP2007214374A/ja
Publication of JP2007214374A publication Critical patent/JP2007214374A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

【課題】固体撮像素子の周辺回路部の加工マージンを十分に維持しつつも、素子部の薄型化、集光効率の向上をはかり、高感度で、光学特性にすぐれた固体撮像素子を提供する。
【解決手段】半導体基板に、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を形成する工程と、前記光電変換部の受光領域に相当する領域で、表面が光電変換部に向かう凹部をもつように、前記半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に形成された前記凹部内に、層内レンズを形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法であって、前記層内レンズを形成する工程に先立ち、前記絶縁膜を形成した後、前記凹部の内壁が深い傾斜をもつように、前記光電変換部上の前記絶縁膜の少なくとも表面部を除去する工程を含み、前記凹部内に、層内レンズを形成するようにしたことを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子に係り、特に固体撮像素子の層内レンズの形成方法に関する。
エリアセンサ等の撮像デバイスであるCCDを用いた固体撮像素子は、基本構造として、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの電荷読み出し部と、読み出し電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。この電荷転送電極は、半導体基板表面に形成された電荷転送チャネル上に複数個隣接して配置され、クロック信号で順次に駆動されるように構成されている。
近年、固体撮像素子においては、撮像画素数の増加により、画素の微細化が進んでおり、それに伴い光電変換部の微細化も進み高感度を維持することが、困難になっている。
そこで、開口部周辺に到達した光を効率よく光電変換部に集光するための種々の方法が提案されている。
例えば、図14に示すように、受光部の直上位置の平坦化膜に凹部を形成し、この凹部に高屈折率材料を埋め込むことにより、層内レンズ(高屈折率材料膜10)を形成し、集光効率を向上して、受光部に取り込む技術が開示されている(特許文献1、2)。
この固体撮像素子は、光電変換部としてのフォトダイオード30上の領域に、BPSG(Boro Phosfo Silicate Glass)膜からなる絶縁膜9を形成して、加熱リフローを行い、下方に突出した形状となるようにレンズ形成のための形状加工を行う。この後加熱リフローによる下凸形状表面を持つ凹部に、プラズマCVD法により高屈折率材料膜として窒化シリコン膜を充填し、層内レンズ10が形成される。40は電荷転送部である。
この製造工程図を図15および図16に示すが、後述の実施の形態において詳細に説明する。
まず、通常の方法で図15(a)に示すように、シリコン基板1内に、電荷転送領域(図示せず)を形成した後、ゲート絶縁膜2を形成し、このゲート絶縁膜2上に、第1層電極(3a)、電極間絶縁膜4、第2層電極3bを形成する。そして、更にこの上層に熱酸化後膜厚80〜90nmの酸化シリコン膜5を形成する。このとき、第1層ドープトアモルファスシリコン膜上が過度に酸化されないようにあらかじめ窒化シリコン膜で被覆しておくようにするのが望ましい。
そして、図15(b)に示すように、CVD法により窒化シリコン膜からなる反射防止膜6を形成し、図15(c)に示すように、この上層に酸化シリコン膜7をCVD法により成膜する。
この後、図15(d)に示すように、スパッタリング法により密着性層(図示せず)としてのチタンナイトライド層を形成した後、CVD法により遮光膜8としてのタングステン膜を形成する。そして、図15(e)に示すように、フォトリソグラフィにより、フォトダイオード部および周辺回路部の遮光膜8をエッチング除去することにより、パターニングする。
そしてBPSG膜9を形成する(図16(a))。このBPSG膜9を炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG膜9を形成する(図16(b))。
そして、この絶縁膜9上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜を形成し、この上層にレジストパターンを形成し、レジストエッチバックを行うことにより、層内レンズ10を形成する。
そして、この窒化シリコン膜10上にレンズ面を構成するレジストパターンを形成し、これを用いてエッチバックを行い、図16(c)に示すように、窒化シリコン膜からなる層内レンズ10が形成される。
最後に、平坦化膜11を形成した後、カラーフィルタ層50を形成し、さらに平坦化膜51を塗布形成後、レンズ60を形成する。
このようにして、図14に示したような固体撮像素子が完成する。
特開平11−87682号公報 特開2003−86778号公報
このように、下凸層内レンズを備えた固体撮像素子においては、フォトダイオードに入射する斜め方向からの光が、電荷転送部に到達し、これがスミア成分となるため、電荷転送部を覆う遮光膜からの距離は小さい方がよく、絶縁膜9の膜厚の低減が重大な問題となっている。
しかしながら、絶縁膜9の膜厚を低減し、下凸形状を深くしようとすると、絶縁膜としてのBPSG膜を薄くせざるを得ず、周辺回路部での加工マージンがなくなるという問題がある。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、固体撮像素子の周辺回路部の加工マージンを十分に維持しつつも、素子部の薄型化、集光効率の向上をはかり、高感度で、光学特性にすぐれた固体撮像素子を提供することを目的とする。
また本発明では、製造が容易で信頼性の高い固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
そこで本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板に、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を形成する工程と、前記光電変換部の受光領域に相当する領域で、表面が光電変換部に向かう凹部をもつように、前記半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に形成された前記凹部内に、層内レンズを形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法であって、前記層内レンズを形成する工程に先立ち、前記絶縁膜を形成した後、前記凹部の内壁が深い傾斜をもつように、前記光電変換部上の前記絶縁膜の少なくとも表面部を除去する工程を含み、前記凹部内に、層内レンズを形成するようにしたことを特徴とする。
この構成により、光電変換部上の絶縁膜を選択的に除去するようにしているため、周辺回路部の絶縁膜の膜厚を十分に大きく維持しつつ、集光効率の高い層内レンズを形成することが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記表面部を除去する工程は、前記絶縁膜を、光電変換部上で、すべて選択的に除去する工程であるものを含む。
この構成により、光電変換部上で絶縁膜をすべて除去するようにすれば、より急峻で集光効率の高い反射防止膜を形成することが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記絶縁膜を形成する工程が、不純物を含む酸化シリコン膜を成膜する工程であるものを含む。
この構成により、平坦化が容易であり、より集光効率の高いレンズ面を形成することが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記不純物を含む酸化シリコン膜を成膜する工程の後、前記酸化シリコン膜をリフローにより平坦化する工程を含む。
この構成により、リフローにより平坦化することにより、より集光効率の高いレンズ面を形成するような壁部を形成することが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記平坦化する工程は、前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する工程の後に実行されるものを含む。
この構成により、絶縁膜を除去した後リフローにより平坦化することにより、良好なレンズ面を形成することが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記平坦化する工程は、前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する工程に先立ち実行されるものを含む。
この構成により、平坦化後に絶縁膜の少なくとも一部を除去しているため、異方性エッチングと等方性エッチングとを組み合わせてエッチング加工を行うことにより、所望のエッチング形状を得ることができ、所望のレンズ面を得ることが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記リフローにより平坦化する工程は、前記光電変換部上の前記絶縁膜をすべて除去する工程の後、表面張力で端部が丸くなるような温度条件を設定して実施する工程であるものを含む。
この構成により、所望のプロファイルを持つレンズ面を形成することが可能となる。
また本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記不純物を含む酸化シリコン膜はBPSG膜であるものを含む。
この構成により、容易にリフローが可能となり、所望のレンズ面を形成することが可能となる。
また本発明は、半導体基板に、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を形成してなる固体撮像素子であって、前記層内レンズの下端が、前記半導体基板の周縁部の絶縁膜の上端レベルよりも低く形成されたことを特徴とする。
この構成により、薄型で信頼性の高い固体撮像素子を提供することが可能となる。
以上説明したように本発明では、薄型で集光効率の良好な層内レンズを備えた固体撮像素子を提供することができ、集光率が向上し、長波長領域の光も効率よく受光領域に集光することができ、低照度時あるいは斜め入射光である場合にも、入射光の大半がフォトダイオード上に集光される。また形状も簡単であり、小型化、薄型化が可能となる。従って、集光効率を高めることができることから、デジタルカメラへの適用に際しては、高速シャッターを用いることが可能となり、手ぶれ、被写体ぶれの少ない画像を得ることができる。
次に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
(実施の形態1)
この固体撮像素子は、図1および図2に、断面図および平面図(図1は図2のA−A断面図である)、図3および図4にその製造工程図を示すように、シリコン基板1に、光電変換部としてフォトダイオード30と、フォトダイオード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とを形成した後、絶縁膜9としてのBPSG膜を形成した後、フォトダイオード30上に形成される凹部の内壁が深い傾斜をもつようにフォトダイオード30上の絶縁膜9の一部を除去して肉薄化し、こののちリフローを行い、このようにして形成された所望の形状の凹部内に、窒化シリコン膜からなる層内レンズ10を形成するようにしたことを特徴とする。
ここで、層内レンズ以外の領域については通例の構造をなすものであるが、層内レンズの形成方法の説明に先立ち、まず、固体撮像素子について説明する。ここで用いられる固体撮像素子においては、n型のシリコン基板1表面部に光電変換部であるフォトダイオード30が配列形成され、各フォトダイオード30で発生した信号電荷を列方向(図2中のY方向)に転送するための電荷転送部40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、奇数列のフォトダイオード列が、偶数列のフォトダイオード列に対して、列方向に配列されるフォトダイオード30の配列ピッチの略1/2列方向にずれるように形成されている。
電荷転送部40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1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33と、電荷転送チャネル33の上層に形成された電荷転送電極3(第1層電極3a、第2層電極3b)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33に読み出すための電荷読み出し領域34とを含む。電荷転送電極3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2中のX方向)に延在する蛇行形状となっている。ここで電荷転送電極3は第1層電極上に電極間絶縁膜を介して第2層電極を形成した2層電極構造としたものであるが、2層電極構造に限らず、2つの電極が並置された単層電極構造であっても良い。
図1に示すように、シリコン基板1の表面にはpウェル層1Pが形成され、pウェル層1P内に、pn接合を形成するn領域30bが形成されると共に表面にp領域30aが形成され、フォトダイオード30を構成しており、このフォトダイオード30で発生した信号電荷は、n領域30bに蓄積される。
そしてこのフォトダイオード30には、少し離間してn領域からなる電荷転送チャネル33が形成される。n領域30bと電荷転送チャネル33の間のpウェル層1Pに電荷読み出し領域34が形成される。
シリコン基板1表面にはゲート絶縁膜2が形成され、電荷読み出し領域34と電荷転送チャネル33の上には、ゲート絶縁膜2を介して、第1層電極3aと第2層の電極3bが形成される。第1の電極3aと第2の電極3bの間は電極間絶縁膜5が形成されている。垂直転送チャネル33に隣接してp+領域からなるチャネルストップ32が設けられ、隣接するフォトダイオード30との分離がなされている。
電荷転送電極3の上層には、反射防止層6、酸化シリコン膜などの絶縁膜7が形成され、更にその上に遮光膜8、BPSG(borophospho silicate glass)膜からなる絶縁膜9、窒化シリコン膜からなる層内レンズ10、酸化シリコン膜からなるフィルタ下平坦化膜11が形成されている。遮光膜8は、フォトダイオード30の開口部分を除いて設けられる。そしてカラーフィルタ50の上層には、絶縁性の透明樹脂等からなるフィルタ上平坦化膜51が設けられる。そしてこの上層にマイクロレンズ60が設けられている。
本実施の形態の固体撮像素子は、フォトダイオード30で発生した信号電荷がn領域30bに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル33によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しない水平電荷転送路(HCCD)によって行方向に転送され、転送された信号電荷に応じた色信号が図示しないアンプから出力されるように構成されている。すなわちシリコン基板1上に、光電変換部、電荷転送部、HCCD、及びアンプを含む領域である固体撮像素子部と、固体撮像素子の周辺回路(PAD部等)が形成される領域である周辺回路部とが形成されて固体撮像素子を構成している。
次にこの固体撮像素子の製造工程について説明する。
図3乃至図4はこの固体撮像素子の製造工程を示す断面図である。ここでは層内レンズの形成工程のみを詳述する。
まず、通常の方法で2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内に、電荷転送領域(図示せず)を形成した後、表面に膜厚25nmの酸化シリコン膜2aと、膜厚50nmの窒化シリコン膜2bと、膜厚10nmの酸化シリコン膜2cを形成し、3層構造のゲート絶縁膜2を形成する。
続いて、このゲート絶縁膜2上に、PHとNとSiHを用いた減圧CVD法により、膜厚0.25μmのリンドープの第1層ドープトアモルファスシリコン膜を形成する。このときの基板温度は500〜600℃とする。
この後、フォトリソグラフィにより第1層ドープトアモルファスシリコン膜をパターニングし、第1層電極(3a)を形成し、この第1層電極表面を熱酸化することにより膜厚80〜90nmの酸化シリコン膜4を形成する。このパターニングに際してはHBrとOとの混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、第1層電極および周辺回路の配線を形成する。ここではECR (電子サイクロトロン共鳴:Electron Cycrotoron Resonance)方式あるいはICP(誘導結合Inductively Coupled Plasma)方式などのエッチング装置を用いるのが望ましい。
そしてこの上層に同様にしてPHとNとSiHを用いた減圧CVD法により、膜厚0.6μmのリンドープの第2層ドープトアモルファスシリコン膜を形成し、パターニングし、ゲート絶縁膜2上の第1層電極上に第2層電極がのりあげるように第2層電極3bを形成する。そして、更にこの上層に熱酸化後膜厚80〜90nmの酸化シリコン膜5を形成する。このとき、第1層ドープトアモルファスシリコン膜上が過度に酸化されないようにあらかじめ窒化シリコン膜で被覆しておくようにするのが望ましい。
そして、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6を形成し、この上層にHTO薄膜10nmを減圧CVD法により成膜する。
この後、スパッタリング法により密着性層(図示せず)としてのチタンナイトライド層を形成した後、CVD法により遮光膜8としてのタングステン膜を形成する。そして、フォトリソグラフィにより、フォトダイオード部および周辺回路部の遮光膜8をエッチング除去することにより、パターニングする。そして膜厚200nm程度のBPSG膜9を形成する(図3(a))。
そしてフォトリソグラフィにより、フォトダイオード部上のBPSG膜9を選択的に除去する(図3(b))。この後、炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG膜9を形成する(図3(c))。
そして、この絶縁膜9上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜を膜厚800nm程度形成し、この上層にレジストパターンを形成し、レジストエッチバックを行うことにより、図4に示すように、層内レンズ10を形成する。ここで、絶縁膜9の凹部が深く形成されアスペクト比が大きい場合は、ボイドが生成されるのを抑制すべく、第1層膜としての窒化シリコン膜を膜厚400nm程度となるように形成し、第1層膜の高い部分(肩部)を除去して低くした後第2層膜を形成するようにしてもよい。
そして、この窒化シリコン膜10上にレンズ面を構成するレジストパターンを形成し、これを用いてエッチバックを行い、窒化シリコン膜からなる層内レンズが形成される。
最後に、平坦化膜11を形成した後、カラーフィルタ層50を形成し、さらに平坦化膜51を塗布形成後、レンズ60を形成する。
このようにして、図1に示したような固体撮像素子が完成する。
この方法によれば、絶縁膜9がフォトダイオード部30上で急峻な傾斜面を構成しているため、層内レンズの曲率が大きくなり、集光効率の高い層内レンズを形成することが可能となる。尚ここではアスペクト比の高い凹部が形成されるため、層内レンズを構成するレンズ層を2回に分けて充填するようにしている。すなわち、CVD法により窒化シリコン膜からなる第1層膜を形成して、レジストを塗布しレジストエッチバックにより、この第1層膜の肩部を露呈させ、窒化シリコンのエッチング速度がレジストに対して十分に大きくなるようなエッチング条件で選択エッチングを行い肩部をエッチングし、第1層膜の平坦化を行う。なおここでは、レジストエッチバックにより、肩部を露呈した後、前記第1層膜の凹部のアスペクト比が小さくなるように、前記レジストに対する前記第1層膜のエッチング速度が充分に高くなるような条件で選択エッチングを行うようにした。つまり窒化シリコンのエッチング速度がレジストに対して十分に大きくなるようなエッチング条件を選択したが、レジストと同等のエッチング条件を用いるようにしてもよい。
このようにして形成された固体撮像素子は、集光効率の良好な層内レンズを有し、高感度で信頼性の高いものとなっている。一方、図示しない周辺回路部では、絶縁膜は通例の膜厚を維持しているため、短絡などのおそれもない。
なお、層内レンズとしては、窒化シリコン膜に限定されることなく、高屈折率カラー膜などを用い、カラーフィルタを兼ねるようにしてもよい。
なお層内レンズとの界面を構成する絶縁膜については、BPSG膜に限定されることなくPSG膜を用いるなど適宜調整可能である。また、レンズ層としてはCVD法によって形成した窒化シリコン膜に限定されることなく、塗布法によりSOG膜などを形成するようにしてもよい。
(実施の形態2)
本実施の形態の固体撮像素子の断面図を図5に示し、図6および図7に層内レンズの製造工程を示す。
また、前記実施の形態1では、絶縁膜9を図3(b)に示すように、フォトダイオード部上で一部除去したが、本実施の形態では、図6(b)に示すように、フォトダイオード部上で完全に除去し開口を形成するようにしたことを特徴とするものである。そして前記実施の形態1と同様にリフローを行うが、このとき、フォトダイオード上で完全に除去されているため、絶縁膜のパターンエッジは表面張力により丸くなり、図5に示すように、層内レンズの曲率を最適な形にすることができる。他は前記実施の形態1と同様である。
これにより、感度の向上など光学特性が向上するという効果がある。
そして膜厚200nm程度のBPSG膜9を形成する(図6(a))。
そしてフォトリソグラフィにより、フォトダイオード部上のBPSG膜9を除去し、反射防止膜6を露呈せしめる(図6(b))。この後、炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG9を形成する(図6(c))。
そして、この絶縁膜9上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜を膜厚800nm程度形成し、レジストパターンをマスクとしてエッチバックを行い、図7に示すように、層内レンズ10を形成する。
そして最後に、平坦化膜11を形成した後、カラーフィルタ層50を形成し、さらに平坦化膜51を塗布形成後、レンズ60を形成する。
このようにして、図5に示したような固体撮像素子が完成する。
(実施の形態3)
本実施の形態の固体撮像素子の断面図を図8に示し、図9および図10に層内レンズの製造工程を示す。
また、前記実施の形態1では、絶縁膜9をリフローするに先立ち、図3(b)に示すように、フォトダイオード部上で絶縁膜9を一部除去したが、本実施の形態では、図9(b)に示すように、成膜後リフローを行いなだらかな形状を形成した後、フォトダイオード部上の絶縁膜をウエットエッチングして、一部除去し、さらにリフローを行うことにより、傾斜の大きい凹部をもつ絶縁膜9を得るようにしたことを特徴とするものである。他は前記実施の形態1および2と同様である。
これにより、感度の向上など光学特性が向上するという効果がある。
そして膜厚200nm程度のBPSG膜9を形成する(図9(a))。
この後、炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG9を形成する(図9(b))。
そしてフォトリソグラフィにより、レジストパターンを形成し、等方性エッチングを行い、フォトダイオード部上のBPSG膜9の一部を除去する(図9(c))。
この後、再度炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG9を形成する(図10(a))。
そして、この絶縁膜9上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜を膜厚800nm程度形成し、レジストパターンをマスクとしてエッチバックを行い、図10(b)に示すように、層内レンズ10を形成する。
そして最後に、平坦化膜11を形成した後、カラーフィルタ層50を形成し、さらに平坦化膜51を塗布形成後、レンズ60を形成する。
このようにして、図8に示したような固体撮像素子が完成する。
(実施の形態4)
本実施の形態の固体撮像素子の断面図を図11に示し、図12および図13に層内レンズの製造工程を示す。
また、前記実施の形態3では、絶縁膜9をリフローした後、図9(c)に示すように、フォトダイオード部上で絶縁膜9を一部除去したが、本実施の形態では、図12(c)に示すように、成膜後リフローを行いなだらかな形状を形成した後、フォトダイオード部上の絶縁膜を異方性エッチングにより、すべて除去し、さらにリフローを行うことにより、傾斜の大きい凹部をもつ絶縁膜9を得るようにしたことを特徴とするものである。他は前記実施の形態1乃至3と同様である。
これにより、感度の向上など光学特性が向上するという効果がある。
そして膜厚200nm程度のBPSG膜9を形成する(図12(a))。
この後、炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG膜9を形成する(図12(b))。
そしてフォトリソグラフィにより、レジストパターンを形成し、等方性エッチングを行い、フォトダイオード部上のBPSG膜9を除去し、反射防止膜6を露呈せしめる(図12(c))。
この後、再度炉アニールにより800〜850℃に加熱して、下凸形状の表面をもつ絶縁膜としてのBPSG膜9を形成する(図13(a))。
そして、この絶縁膜9上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜を膜厚800nm程度形成し、レジストパターンをマスクとしてエッチバックを行い、図13(b)に示すように、層内レンズ10を形成する。
そして最後に、平坦化膜11を形成した後、カラーフィルタ層50を形成し、さらに平坦化膜51を塗布形成後、レンズ60を形成する。
このようにして、図11に示したような固体撮像素子が完成する。
なお前記実施の形態では層内レンズとして窒化シリコン膜を用いたが、CVD法により酸窒化シリコン膜を形成し、屈折率を酸素と窒素の組成比を調整することにより屈折率を調整することも可能である。また、塗布法によってSOG膜の組成を調整するようにしてもよい。
尚絶縁膜としてはBPSG膜に限定されることなく適宜変更可能である。
また、ここでレンズ材としては窒化シリコン、酸窒化シリコンあるいは塗布膜であるSOG膜など種々の材料が適用可能である。
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜可能である。
以上、説明したように本発明の固体撮像素子は、微細化に際しても集光効率を高めることができ、小型化が可能でかつ、製造が容易であることから、デジタルカメラ、携帯電話などに用いられる小型の撮像素子として極めて有効である。
本発明の実施の形態1の固体撮像素子の断面概要図 本発明の実施の形態1の固体撮像素子の平面図 本発明の実施の形態1の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態1の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態2の固体撮像素子を示す断面図 本発明の実施の形態2の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態2の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態3の固体撮像素子を示す断面図 本発明の実施の形態3の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態3の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態4の固体撮像素子を示す断面図 本発明の実施の形態4の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 本発明の実施の形態4の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 従来例の固体撮像素子を示す断面図 従来例の固体撮像素子の製造工程を示す断面図 従来例の固体撮像素子の製造工程を示す断面図
符号の説明
1 シリコン基板
2 ゲート絶縁膜
3 電荷転送電極
4 電極間絶縁膜
5 絶縁膜
6 反射防止膜
7 絶縁膜
8 遮光膜
9 絶縁膜
10 レンズ
11 平坦化膜
50 カラーフィルタ層
51 平坦化膜
60 レンズ層
R1 レジストパターン

Claims (9)

  1. 半導体基板に、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を形成する工程と、
    前記光電変換部の受光領域に相当する領域で、表面が光電変換部に向かう凹部をもつように、前記半導体基板表面に絶縁膜を形成する工程と、
    前記絶縁膜に形成された前記凹部内に、層内レンズを形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法であって、
    前記層内レンズを形成する工程に先立ち、
    前記絶縁膜を形成した後、前記凹部の内壁が深い傾斜をもつように、前記光電変換部上の前記絶縁膜の少なくとも表面部を除去する工程を含み、
    前記凹部内に、層内レンズを形成するようにした固体撮像素子の製造方法。
  2. 請求項1に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記表面部を除去する工程は、
    前記絶縁膜を、光電変換部上で、すべて選択的に除去する工程である固体撮像素子の製造方法。
  3. 請求項1または2に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記絶縁膜を形成する工程は、不純物を含む酸化シリコン膜を成膜する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
  4. 請求項3に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記不純物を含む酸化シリコン膜を成膜する工程の後、前記酸化シリコン膜をリフローにより平坦化する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
  5. 請求項4に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記平坦化する工程は、前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する工程の後に実行される固体撮像素子の製造方法。
  6. 請求項4に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記平坦化する工程は、前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する工程に先立ち実行される固体撮像素子の製造方法。
  7. 請求項4に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記リフローにより平坦化する工程は、前記光電変換部上の前記絶縁膜をすべて除去する工程の後、表面張力で端部が丸くなるような温度条件を設定し53実施する工程である固体撮像素子の製造方法。
  8. 請求項3乃至7のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
    前記不純物を含む酸化シリコン膜はBPSG膜である固体撮像素子の製造方法。
  9. 半導体基板に、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を形成してなる固体撮像素子であって、
    前記層内レンズの下端が、前記半導体基板の周縁部の絶縁膜の上端レベルよりも低く形成された固体撮像素子。
JP2006032774A 2006-02-09 2006-02-09 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子 Withdrawn JP2007214374A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006032774A JP2007214374A (ja) 2006-02-09 2006-02-09 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006032774A JP2007214374A (ja) 2006-02-09 2006-02-09 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007214374A true JP2007214374A (ja) 2007-08-23

Family

ID=38492530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006032774A Withdrawn JP2007214374A (ja) 2006-02-09 2006-02-09 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007214374A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009118682A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Nikon Corp マイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、マイクロアクチュエータ装置、光学デバイス、表示装置、露光装置、及びデバイス製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005116841A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Sharp Corp 固体撮像装置およびその製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005116841A (ja) * 2003-10-08 2005-04-28 Sharp Corp 固体撮像装置およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009118682A (ja) * 2007-11-08 2009-05-28 Nikon Corp マイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、マイクロアクチュエータ装置、光学デバイス、表示装置、露光装置、及びデバイス製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4923456B2 (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ
JP4473240B2 (ja) Cmosイメージセンサの製造方法
JP2010093081A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP2007150087A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP2008270679A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法および撮像装置
JP2006332347A (ja) 層内レンズ、固体撮像素子、電子情報装置、層内レンズの形成方法および固体撮像素子の製造方法
JP2007305683A (ja) 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子
US20090160001A1 (en) Image sensor and method for manufacturing the sensor
JP2009087983A (ja) 固体撮像装置及び固体撮像装置製造方法
JP2008058794A (ja) カラーフィルタ用材料、カラーフィルタ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子およびその製造方法
JP2007287818A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP4909538B2 (ja) マイクロレンズ、その製造方法、マイクロレンズを用いた固体撮像素子およびその製造方法
JP2010080648A (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
JP2007188964A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP2007201266A (ja) マイクロレンズ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子およびその製造方法
JP2006351759A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP2007214374A (ja) 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子
JP2006222366A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP4739706B2 (ja) 固体撮像素子及びその製造方法
JP2007201163A (ja) 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子
JP4406558B2 (ja) 固体撮像素子
JP2007208059A (ja) マイクロレンズ、その製造方法、これを用いた固体撮像素子およびその製造方法
JP2006286873A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法
JP4739703B2 (ja) 固体撮像素子の製造方法
JP2007201162A (ja) 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071109

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071116

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071126

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080710

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110412

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20110606