JP2009064797A - Manufacturing method of solid-state image pickup element, solid-state image pickup element and image pickup apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、半導体基板上に、入射光に応じた信号電荷を発生する光電変換素子を有する画素部と、発生した信号電荷の読み出し駆動等、信号処理を行うための周辺回路部とを備える固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子並びに撮像装置に関する。 The present invention is a solid comprising a pixel portion having a photoelectric conversion element that generates a signal charge corresponding to incident light on a semiconductor substrate, and a peripheral circuit portion for performing signal processing such as reading drive of the generated signal charge. The present invention relates to an image pickup device manufacturing method, a solid-state image pickup device, and an image pickup apparatus.
近年、広く普及しているビデオカメラや電子カメラ等の撮像装置には、CCD型やCMOS型の固体撮像素子が使用されている。固体撮像素子は、1つの半導体チップに多数の画素を2次元配列して構成される画素部と、この画素部の外側に配置される周辺回路部とを有する。画素部には入射した光を光電変換して信号電荷を生成するフォトダイオード(光電変換素子)が設けられ、周辺回路部には、画素部からの画素信号に所定の信号処理、例えばCDS(相関二重サンプリング)、ゲイン制御、A/D変換等を施す信号処理回路、並びに画素部の各画素を駆動して画素信号の出力を制御する駆動制御回路等が設けられている。 In recent years, CCD-type and CMOS-type solid-state imaging devices are used in imaging apparatuses such as video cameras and electronic cameras that are widely used. The solid-state imaging device has a pixel portion configured by two-dimensionally arranging a large number of pixels on one semiconductor chip, and a peripheral circuit portion disposed outside the pixel portion. The pixel unit is provided with a photodiode (photoelectric conversion element) that photoelectrically converts incident light to generate a signal charge, and the peripheral circuit unit performs predetermined signal processing such as CDS (correlation) on the pixel signal from the pixel unit. A signal processing circuit that performs double sampling), gain control, A / D conversion, and the like, and a drive control circuit that drives each pixel of the pixel portion to control the output of the pixel signal are provided.
ところで、固体撮像素子は、画素部においては、光学特性を改善するためにゲート電極および遮光膜上の中間層(層間絶縁膜)を薄くすることが望ましい。中間層が厚いとフォトダイオードまでの光路途中で入射光が減衰してしまい、また、光路長が長くなるほど入射光がフォトダイオードの受光位置から外れる傾向が強くなるためである。
一方、周辺回路部においては、ゲート電極とメタル配線との間や、メタル配線相互間の層間絶縁膜の厚みが薄いと、寄生容量成分が増大して高速駆動に支障を生じさせ、また、画素部の層内レンズを形成する際のエッチバック処理時にメタル配線等の一部が表出しやすくなる。メタル配線が露出すると、吸湿により配線が腐食したり、電気的特性が変動したり、信頼性劣化が引き起こされる。
これらの層間絶縁膜は、共通のプロセスで同時に形成されるものであるため、デバイス設計においては、両者はトレードオフの関係にあり、双方をうまく折り合いを付けて層間絶縁膜の厚みを設定していた。
By the way, in the solid-state imaging device, in the pixel portion, it is desirable to make the intermediate layer (interlayer insulating film) on the gate electrode and the light shielding film thin in order to improve optical characteristics. This is because if the intermediate layer is thick, the incident light attenuates in the middle of the optical path to the photodiode, and the longer the optical path length, the stronger the tendency for the incident light to deviate from the light receiving position of the photodiode.
On the other hand, in the peripheral circuit portion, if the thickness of the interlayer insulating film between the gate electrode and the metal wiring or between the metal wirings is thin, the parasitic capacitance component increases, causing a problem in high-speed driving. Part of the metal wiring or the like is easily exposed during the etch-back process when forming the inner lens of the part. When the metal wiring is exposed, the wiring is corroded due to moisture absorption, electrical characteristics are changed, and reliability is deteriorated.
Since these interlayer insulating films are formed at the same time in a common process, in device design, the two are in a trade-off relationship, and the thickness of the interlayer insulating film is set by properly negotiating both. It was.
図6、7に上記の層間絶縁膜の状態を示した。図6はCCD型の固体撮像素子において層間絶縁膜が薄い場合の周辺回路部を(a)、水平電荷転送部(HCCD部)を(b)、画素部を(c)に示している。図7は同固体撮像素子において層間絶縁膜が厚い場合の周辺回路部を(a)、水平電荷転送部(HCCD部)を(b)、画素部を(c)に示している。
図6(c)に示す層間絶縁膜500Aの厚みt3が薄い場合には、図6(a),(b)に示すように、ゲート電極501a,501bとメタル配線503a,503bとの間の距離t1,t2が短くなり、上記の寄生容量増大や一部表出の問題が生じる。一方、図7(a)、(b)に示す層間絶縁膜500Bの厚みt1,t2が厚い場合には、図7(c)に示すように、フォトダイオード505までの光路長t3が長くなり、感度低下と受光位置からのケラレが発生する。
FIGS. 6 and 7 show the state of the interlayer insulating film. FIG. 6A shows a peripheral circuit portion when the interlayer insulating film is thin in a CCD type solid-state imaging device, FIG. 6B shows a horizontal charge transfer portion (HCCD portion), and FIG. 6C shows a pixel portion. FIG. 7 shows (a) a peripheral circuit portion, (b) a horizontal charge transfer portion (HCCD portion), and (c) a pixel portion when the interlayer insulating film is thick in the solid-state imaging device.
If an
このような事情から、ゲート電極の上にSiN若しくはポリシリコンをストッパ膜として層間絶縁膜を形成後に、画素部のみをエッチングし、その後、遮光膜を形成する方法が例えば特許文献1により提案されている。すなわち、配線導電膜と遮光導電膜とを別の層で形成し、層間絶縁膜の間にエッチングストッパとなる層を設け、画素領域内で層間絶縁膜を除去する一方、周辺回路領域では層間絶縁膜を残して厚くすることにより、周辺回路の低寄生容量と、高い信頼性を持つ配線形成とを実現しながら、スミアの抑圧を図っている。
For this reason, for example,
しかしながら、特許文献1の方法では、ゲート電極の上にSiN若しくはポリシリコンをストッパ膜として層間絶縁膜を形成した後に、画素部のみをエッチングし、その後遮光膜を形成するが、この方法では画素部のゲート電極のごく近傍で機能性材料である金属シリサイド(金属間化合物)などで遮光する方法が使用できず、また、層間絶縁膜を層内レンズの下側形状として利用することができない等の不具合が残されていた。
つまり、特許文献1の構成は、エッチングストッパ膜が必ず遮光膜の下方に配置されており、図6,7に示すようなゲート電極の真上に比較的薄い層間絶縁膜を介して遮光膜を形成した後、絶縁膜を形成して段差をつけた構成とは異なっている。下側に凸状となる層内レンズを形成するような光路形成の際、光路近傍のゲート電極が遮光されている必要があるが、金属シリサイド材料では、一般的に耐熱性の点でBPSGリフローなどの熱処理が行えないので、リフローによる下側に凸となる形状を形成することができない。
However, in the method of
That is, in the configuration of
また、固体撮像素子への入射光は、半導体基板に対し垂直に入射するばかりではなく斜めに入射する成分を有し、斜めに入射した光は、垂直CCDを覆う遮光膜とシリコン基板の表面との間で多重反射を起こしながら進み、垂直CCDの転送チャネルとなる埋め込み層に直接到達する。このことから、画素部の層間絶縁膜が厚いと、斜めに入射する光が増え、このような光によって生じた電荷がスミアを大きくする原因となった。 In addition, the incident light to the solid-state image sensor has a component that is incident not only vertically but also obliquely on the semiconductor substrate. The obliquely incident light includes a light shielding film that covers the vertical CCD, the surface of the silicon substrate, And proceeding with multiple reflections, directly reaching the buried layer serving as the transfer channel of the vertical CCD. For this reason, when the interlayer insulating film in the pixel portion is thick, the light incident obliquely increases, and the charge generated by such light causes the smear to increase.
さらに、固体撮像素子には、素子の小型化に伴い、素子上部にマイクロレンズを形成した、所謂オンチップレンズ構造に加え、マイクロレンズと受光部との間に、集光特性を持つ層内レンズを設けて、受光部における感度の向上を図るものがある。ところが、層内レンズを備えた固体撮像素子では、撮像装置におけるレンズシステムの絞りの値(F値)によって様々な入射角度の光が入射し、例えばF値が大きい場合には、入射光が絞られて垂直光に近い状態になる一方、F値が小さい場合には、入射光が拡げられ斜め成分が多くなり、カメラのF値が変わることにより斜め成分の光量が変化して感度が異なる所謂F値依存性があった。この場合においても、画素部の層間絶縁膜が厚いと、斜め成分の量が増大してF値依存性が顕著となる問題があった。 Furthermore, in addition to the so-called on-chip lens structure in which a microlens is formed on the upper part of the solid-state imaging device due to the miniaturization of the element, an in-layer lens having a condensing characteristic between the microlens and the light receiving unit. To improve the sensitivity of the light receiving unit. However, in a solid-state imaging device having an in-layer lens, light of various incident angles is incident depending on the aperture value (F value) of the lens system in the imaging apparatus. For example, when the F value is large, the incident light is reduced. On the other hand, when the F value is small, when the F value is small, the incident light is expanded and the oblique component increases, and the F value of the camera changes, so that the amount of the oblique component changes and the sensitivity is different. There was F value dependency. Even in this case, when the interlayer insulating film in the pixel portion is thick, there is a problem that the amount of the oblique component increases and the F value dependency becomes remarkable.
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、金属シリサイドによる遮光膜の形成や、層間絶縁膜による層内レンズ下側形状の利用を可能にしつつ、固体撮像素子の画素部と周辺回路部とで層間絶縁膜の膜厚に対する要求を両立させることができ、もって、高感度、低スミアで、F値依存性がなく、しかも高速動作が実現可能となる固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子並びに撮像装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above situation, and enables the formation of a light-shielding film by metal silicide and the use of the lower shape of the inner lens by an interlayer insulating film, while the pixel portion and the peripheral circuit portion of the solid-state image sensor. The solid-state imaging device manufacturing method and the solid-state imaging device capable of satisfying the requirements for the film thickness of the interlayer insulating film, having high sensitivity, low smear, no F-number dependency, and capable of realizing high-speed operation. An object is to provide an imaging apparatus.
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
(1) 半導体基板上に、複数のフォトダイオードが配列された画素部と、前記各フォトダイオードが発生する信号電荷の読み出し駆動および該信号電荷の信号処理を行う周辺回路部と、を備える固体撮像素子の製造方法であって、
(A-1)前記画素部、およびゲート電極が形成された前記周辺回路部の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
(A-2)前記第1の層間絶縁膜を前記画素部に対してのみ選択的に除去する工程と、
(A-3)前記画素部と前記周辺回路部の双方に対して共通のプロセスにより前記第1の層間絶縁膜より薄い第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
を含み、
前記画素部に形成する層間絶縁膜の厚みを、前記周辺回路部の前記ゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする固体撮像素子の製造方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configuration.
(1) A solid-state imaging device comprising: a pixel unit in which a plurality of photodiodes are arranged on a semiconductor substrate; and a peripheral circuit unit that performs reading drive of signal charges generated by the photodiodes and signal processing of the signal charges. A method for manufacturing an element, comprising:
(A-1) forming a first interlayer insulating film by a process common to both the pixel portion and the peripheral circuit portion on which the gate electrode is formed;
(A-2) selectively removing the first interlayer insulating film only with respect to the pixel portion;
(A-3) forming a second interlayer insulating film thinner than the first interlayer insulating film by a process common to both the pixel portion and the peripheral circuit portion;
Including
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein an interlayer insulating film formed in the pixel portion is thinner than an interlayer insulating film formed on the gate electrode of the peripheral circuit portion.
この固体撮像素子の製造方法によれば、層間絶縁膜を遮光膜形成前に形成して一部除去する従来構成と異なり、画素部の遮光膜を形成した後に形成する層間絶縁膜に対し、画素部と周辺回路部とで膜厚を異ならせるので、画素部の層間絶縁膜を薄くすることでF値依存性を低減し、画素部の層間絶縁膜を薄くすることによるスミア特性の改善は元より、層間絶縁膜表面を底面とした層内レンズを形成することが可能となり、傾斜光の増大に伴う漏れ光を低減するとともに、集光率をアップして感度を高めることができる。これに加え、HCCD部を含む周辺回路部での層間絶縁膜厚を厚く平坦にすることにより、上層に形成される配線層との間の寄生容量を減らし、高速動作を可能にするとともに、配線層の加工時の断線の確率を下げることができる。 According to this method for manufacturing a solid-state imaging device, unlike the conventional configuration in which the interlayer insulating film is formed before the light shielding film is formed and partially removed, the pixel is compared with the interlayer insulating film formed after the light shielding film of the pixel portion is formed. Since the film thickness is different between the pixel portion and the peripheral circuit portion, the F value dependency is reduced by thinning the interlayer insulating film in the pixel portion, and the improvement in smear characteristics by thinning the interlayer insulating film in the pixel portion is the original. As a result, it is possible to form an intralayer lens with the surface of the interlayer insulating film as the bottom surface, and it is possible to reduce leakage light accompanying an increase in tilted light and increase the light collection rate and increase the sensitivity. In addition to this, by making the interlayer insulating film thickness in the peripheral circuit part including the HCCD part thick and flat, the parasitic capacitance with the wiring layer formed in the upper layer is reduced, enabling high-speed operation and wiring. The probability of disconnection during layer processing can be reduced.
(2) (1)記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記(A-3)の工程の後、少なくとも前記画素部に対して、前記第2の層間絶縁膜をリフロー処理したリフロー処理面上に、前記第2の層間絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率層を形成する固体撮像素子の製造方法。
(2) A method for producing a solid-state imaging device according to (1),
After the step (A-3), at least for the pixel portion, a high refraction index higher than that of the second interlayer insulating film is provided on the reflow-treated surface obtained by reflowing the second interlayer insulating film. A method for manufacturing a solid-state imaging device for forming a refractive index layer.
この固体撮像素子の製造方法によれば、リフロー処理によりフォトダイオードに対応して凹曲面状となった第2の層間絶縁膜の部分に、高屈折率層が形成されることで、第2の層間絶縁膜と高屈折率層との境界面、すなわち、高屈折率層の底面が凸曲面となった層内レンズが形成され、フォトダイオードに対する集光率が高まって、感度の向上が図られる。 According to this method for manufacturing a solid-state imaging device, the second layer insulating film is formed into a concave curved surface corresponding to the photodiode by the reflow process, so that the second refractive index layer is formed. An inter-layer lens in which the boundary surface between the interlayer insulating film and the high refractive index layer, that is, the bottom surface of the high refractive index layer becomes a convex curved surface is formed, and the light condensing rate for the photodiode is increased and the sensitivity is improved. .
(3) 半導体基板上に、複数のフォトダイオードが配列された画素部と、前記各フォトダイオードが発生する信号電荷の読み出し駆動および該信号電荷の信号処理を行う周辺回路部と、を備える固体撮像素子の製造方法であって、
(B-1)前記画素部、およびゲート電極が形成された前記周辺回路部の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
(B-2)前記第1の層間絶縁膜の上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、
(B-3)前記エッチングストッパ膜の上に前記第1の層間絶縁膜より厚い第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
(B-4)前記第2の層間絶縁膜を、前記エッチングストッパ膜を用いて前記画素部に対してのみ選択的に除去する工程と、
を含み、
前記画素部に形成する層間絶縁膜の厚みを、前記周辺回路部の前記ゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする固体撮像素子の製造方法。
(3) A solid-state imaging device comprising: a pixel portion in which a plurality of photodiodes are arranged on a semiconductor substrate; and a peripheral circuit portion that performs reading drive of signal charges generated by the photodiodes and signal processing of the signal charges. A method for manufacturing an element, comprising:
(B-1) forming a first interlayer insulating film by a process common to both the pixel portion and the peripheral circuit portion on which the gate electrode is formed;
(B-2) forming an etching stopper film on the first interlayer insulating film;
(B-3) forming a second interlayer insulating film thicker than the first interlayer insulating film on the etching stopper film;
(B-4) selectively removing the second interlayer insulating film only with respect to the pixel portion using the etching stopper film;
Including
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein an interlayer insulating film formed in the pixel portion is thinner than an interlayer insulating film formed on the gate electrode of the peripheral circuit portion.
この固体撮像素子の製造方法によれば、(1)の基本的作用と同様の作用を奏することに加え、画素部および周辺回路部に形成した第1の層間絶縁膜の上に、エッチングストッパ膜を形成し、このエッチングストッパ膜の上に第2の層間絶縁膜を形成した後、画素部に対してのみこの第2の層間絶縁膜を選択的に除去するので、最初に画素部をエッチングストッパ膜にて覆うことができ、第2の層間絶縁膜を除去する際に、露出した上層電極等への影響を無くし、上層の特性変化等を抑止できる。 According to this method for manufacturing a solid-state imaging device, in addition to the same operation as the basic operation (1), an etching stopper film is formed on the first interlayer insulating film formed in the pixel portion and the peripheral circuit portion. After the second interlayer insulating film is formed on the etching stopper film, the second interlayer insulating film is selectively removed only for the pixel portion. The film can be covered with a film, and when the second interlayer insulating film is removed, the influence on the exposed upper layer electrode and the like can be eliminated, and the change in the upper layer characteristic can be suppressed.
(4) (3)記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記(B-1)の工程の後、少なくとも前記画素部に対して、前記第1の層間絶縁膜をリフロー処理し、
前記(B-4)の工程の後、少なくとも前記画素部に対して、前記エッチングストッパ膜上に前記第1の層間絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率層を形成する固体撮像素子の製造方法。
(4) A method for producing a solid-state imaging device according to (3),
After the step (B-1), at least the pixel portion is subjected to a reflow process on the first interlayer insulating film,
After the step (B-4), manufacturing a solid-state imaging device in which a high refractive index layer having a higher refractive index than that of the first interlayer insulating film is formed on the etching stopper film at least for the pixel portion Method.
この固体撮像素子の製造方法によれば、リフロー処理によりフォトダイオードに対応して凹曲面状となった第1の層間絶縁膜の部分にエッチングストッパ膜が形成され、このエッチングストッパ膜上に高屈折率層が形成されることで、エッチングストッパ膜と高屈折率層との境界面、すなわち、高屈折率層の底面が凸曲面となった層内レンズが形成され、フォトダイオードに対する集光率が高まって、感度の向上が図られる。 According to this method for manufacturing a solid-state imaging device, an etching stopper film is formed on a portion of the first interlayer insulating film that has a concave curved surface corresponding to the photodiode by reflow processing, and high refractive index is formed on the etching stopper film. By forming the refractive index layer, an interface lens between the etching stopper film and the high refractive index layer, that is, an in-layer lens in which the bottom surface of the high refractive index layer is a convex curved surface is formed, and the light collection rate with respect to the photodiode is increased. This increases the sensitivity.
(5) (1)〜(4)のいずれか1項記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第1の層間絶縁膜および前記第2の層間絶縁膜が酸化シリコンを含む材料からなる固体撮像素子の製造方法。
(5) The method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of (1) to (4),
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film are made of a material containing silicon oxide.
この固体撮像素子の製造方法によれば、中間層の効率的な除去や、窒化シリコン膜をエッチングストッパ膜としての除去を容易にできる。 According to this method for manufacturing a solid-state imaging device, efficient removal of the intermediate layer and removal using the silicon nitride film as an etching stopper film can be facilitated.
(6) 半導体基板上に、複数のフォトダイオードが配列された画素部と、前記各フォトダイオードが発生する信号電荷の読み出し駆動および該信号電荷の信号処理を行う周辺回路部と、を備える固体撮像素子であって、
(1)〜(5)のいずれか1項記載の固体撮像素子の製造方法を用いて作製され、前記画素部のフォトダイオード上方に形成する層間絶縁膜の厚みが、前記周辺回路部の前記ゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄い固体撮像素子。
(6) A solid-state imaging device comprising: a pixel unit in which a plurality of photodiodes are arranged on a semiconductor substrate; and a peripheral circuit unit that performs read drive of signal charges generated by the photodiodes and signal processing of the signal charges. An element,
(1) to (5) are manufactured using the method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of the above, and the thickness of the interlayer insulating film formed above the photodiode of the pixel portion is set to the gate of the peripheral circuit portion. A solid-state imaging device thinner than an interlayer insulating film formed on an electrode.
この固体撮像素子によれば、画素部の層間絶縁膜が薄くなることでF値依存性が低減し、スミア特性が改善される。また、層間絶縁膜表面を底面とした層内レンズの形成が可能となり、傾斜光の増大に伴う漏れ光が低減するとともに、集光率がアップして感度が高まる。これに加え、HCCD部を含む周辺回路部での層間絶縁膜厚が厚く平坦となり、上層に形成される配線層との間の寄生容量が減り、高速動作が可能になるとともに、配線層加工時の断線確率が低減される。 According to this solid-state imaging device, the F-value dependency is reduced and the smear characteristic is improved by reducing the thickness of the interlayer insulating film in the pixel portion. In addition, it is possible to form an intralayer lens with the surface of the interlayer insulating film as the bottom surface, and the leakage light accompanying the increase of the inclined light is reduced, and the light collection rate is increased to increase the sensitivity. In addition to this, the interlayer insulating film thickness in the peripheral circuit portion including the HCCD portion becomes thick and flat, the parasitic capacitance between the upper wiring layer and the wiring layer formed on the upper layer is reduced, and high-speed operation is possible. The disconnection probability is reduced.
(7) (6)記載の固体撮像素子と、
前記固体撮像素子に光学像を結像させる光学系と、
を備えた撮像装置。
(7) The solid-state imaging device according to (6),
An optical system for forming an optical image on the solid-state imaging device;
An imaging apparatus comprising:
この撮像装置によれば、請求項6記載の固体撮像素子と、固体撮像素子に光学像を結像させる光学系とを備えたので、F値が変更されても感度の差異が少なく、スミアの影響も抑止でき、高感度にして、ノイズの無い良好な画像を高速に取得することができる。 According to this imaging apparatus, since the solid-state imaging device according to claim 6 and the optical system that forms an optical image on the solid-state imaging device are provided, there is little difference in sensitivity even if the F value is changed, and smear The influence can also be suppressed, high sensitivity can be obtained, and a good image without noise can be acquired at high speed.
本発明に係る固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子によれば、画素部の層間絶縁膜を薄くすることでF値依存性を低減し、スミア特性を改善することが可能となり、層間絶縁膜表面を層内レンズの底面とした層内レンズを形成することで集光率がアップし感度を高めることができる一方、HCCD部を含む周辺回路部での層間絶縁膜厚を厚く平坦にすることにより、上層に形成される配線層との間の寄生容量を減らし、高速動作を可能にするとともに、配線層の加工時の断線の確率を下げることができる。この結果、高感度、低スミア、高速動作、高信頼性、歩留まり安定の固体撮像素子を実現することができる。 According to the method for manufacturing a solid-state imaging device and the solid-state imaging device according to the present invention, it is possible to reduce the F value dependency and improve the smear characteristics by thinning the interlayer insulating film of the pixel portion. By forming the inner lens with the surface as the bottom surface of the inner lens, the light collection rate can be increased and the sensitivity can be increased, while the interlayer insulating film thickness in the peripheral circuit part including the HCCD part is made thick and flat. As a result, the parasitic capacitance with the wiring layer formed in the upper layer can be reduced, high-speed operation can be performed, and the probability of disconnection during processing of the wiring layer can be reduced. As a result, a solid-state imaging device with high sensitivity, low smear, high speed operation, high reliability, and stable yield can be realized.
本発明に係る撮像装置によれば、上記の固体撮像素子と、固体撮像素子に光学像を結像させる光学系とを備えたので、F値が変更されても感度の差異が少なく、スミアの影響も抑止でき、高感度にして、ノイズの無い良好な画像を高速に取得することができる。 According to the imaging apparatus of the present invention, since the solid-state imaging device and the optical system that forms an optical image on the solid-state imaging device are provided, there is little difference in sensitivity even if the F value is changed, and smear The influence can also be suppressed, high sensitivity can be obtained, and a good image without noise can be acquired at high speed.
以下、本発明に係る固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子並びに撮像装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る固体撮像素子の画素部、水平電荷転送部、周辺回路部の位置関係を概念的に示した平面図である。
本実施形態の固体撮像素子100は、複数の光電変換素子からの信号電荷を転送する複数の垂直転送路(VCCD)を含む画素部1と、複数の垂直転送路から転送される信号電荷を受けて転送する水平転送路(HCCD)3と、転送された信号電荷に応じて信号処理を行う信号処理回路などの周辺回路部5とを有する。
Preferred embodiments of a method for manufacturing a solid-state imaging device, a solid-state imaging device, and an imaging apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a plan view conceptually showing the positional relationship among a pixel portion, a horizontal charge transfer portion, and a peripheral circuit portion of a solid-state imaging device according to the present invention.
The solid-
本発明に係る固体撮像素子100の製造方法は、半導体基板上に、複数のフォトダイオードが配列された画素部1と、各フォトダイオードが発生する信号電荷の読み出し駆動および信号電荷の信号処理を行う周辺回路部5とを備える固体撮像素子100において、画素部1およびゲート電極が形成された周辺回路部5の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜を形成する第1の工程(A-1)と、第1の層間絶縁膜を画素部1に対してのみ選択的に除去する第2の工程(A-2)と、画素部1と周辺回路部5の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜より薄い第2の層間絶縁膜を形成する第3の工程(A-3)とを含むことにより、画素部1に形成する層間絶縁膜の厚みを、周辺回路部のゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする。
In the method for manufacturing the solid-
この製造方法をより具体的に説明する。
図2は第1実施形態に係る製造方法を、図1の矢視A−Bである周辺回路部と、水平電荷転送部と、画素部との要部に分けて(a)〜(f)の工程順で概略的に示した説明図である。
図2(a)に示すように、予め必要な処理が施された半導体基板7上に、シリコン酸化膜(SiO2)/シリコン窒化膜(SiN)/シリコン酸化膜(SiO2)の積層膜(ONO膜)等による絶縁膜9を形成する。周辺回路部5では、ポリシリコンや金属による信号配線11、ゲート電極等が、ゲート絶縁膜の上に形成される。水平転送路3では、ポリシリコンによる電荷転送電極(ゲート電極)13がゲート絶縁膜上に形成される。画素部1では、ポリシリコンによる電荷読み出し電極15および電荷転送電極(垂直電荷転送部)17がゲート絶縁膜上に形成されており、その上にタングステン等からなる遮光膜19が形成される。
This manufacturing method will be described more specifically.
2 divides the manufacturing method according to the first embodiment into the main parts of the peripheral circuit part, the horizontal charge transfer part, and the pixel part as shown by arrows AB in FIG. 1 (a) to (f). It is explanatory drawing shown roughly in the order of these processes.
As shown in FIG. 2A, a laminated film (silicon oxide film (SiO 2 ) / silicon nitride film (SiN) / silicon oxide film (SiO 2 ) on a semiconductor substrate 7 that has been subjected to necessary processing in advance. An insulating
次に、図2(b)に示すように、上記した第1の工程によって、画素部1およびゲート電極が形成された周辺回路部5、水平転送路3に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜21として、SiO2またはBPSG(Boron Phosphorus Silicon Glass)をCVDにより厚く形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the first step is performed by a process common to the peripheral circuit unit 5 and the
次に、図2(c)に示すように、上記した第2の工程によって、第1の層間絶縁膜21をエッチングにより画素部1に対してのみ選択的に除去する。このエッチング処理は画素部1において下層の絶縁膜9、遮光膜19を露出させるまで、すなわち、絶縁膜9、遮光膜19をストッパ層として、あるいは、絶縁膜9、遮光膜19の上部を覆う第1の層間膜とは耐エッチング性が異なりストッパとして機能する層間膜をストッパ層として行う。または、絶縁膜9、遮光膜19を露出させないため、エッチングの制御により画素部上の第1の層間膜が所定の膜厚が残るようにする。
Next, as shown in FIG. 2C, the first
次に、図2(d)に示すように、上記した第3の工程によって、画素部1と周辺回路部5の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜21より薄い第2の層間絶縁膜23を形成する。第2の層間絶縁膜23は、上記と同様にSiO2またはBPSGをCVDにより薄く形成する。
Next, as shown in FIG. 2D, the second process, which is thinner than the first
次に、図2(e)に示すように、リフロー処理により画素部1のSiO2またはBPSG層からなる第2の層間絶縁膜23を滑らかな波状の凹凸表面にする。このリフロー処理によって形成された下向き凸のリフロー処理面が、後述する層間レンズの底面となる。
Next, as shown in FIG. 2E, the second
次に、図2(f)に示すように、周辺回路部5では、コンタクトホールHを形成して、そのホールH内に金属の導電体層Mを埋め込み、さらにSiO2の表面に信号配線25を形成する。また、水平転送路3においても、SiO2の表面に信号配線27を形成する。
Next, as shown in FIG. 2F, in the peripheral circuit portion 5, a contact hole H is formed, a metal conductor layer M is embedded in the hole H, and the
ここで、画素部1については図3を参照して別途説明する。
図3は画素部についての製造方法を、(a)〜(e)の工程順で概略的に示した説明図である。
本実施の形態では、上記した第3の工程の後、少なくとも画素部1に対して、第2の層間絶縁膜23をリフロー処理したリフロー処理面上に、第2の層間絶縁膜23よりも屈折率の高い高屈折率材料層29を形成する。すなわち、画素部1においては、まず、図3(a)に示すように、高屈折率材料であるSiNをプラズマCVDにより形成する。次に、図3(b)に示すように、所定の厚みにレジストエッチバック、あるいはCMP(Chemical Mechanical Polishing ;化学機械研磨)等により平坦化する。これで下凸の層内レンズ31aが出来上がる。
Here, the
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the manufacturing method for the pixel portion in the order of steps (a) to (e).
In the present embodiment, after the third step described above, at least for the
次に、図3(c)に示すように、さらにSiNをプラズマCVDにより形成する。図3(d)に示すように、レジスト30をパターニング形成した後、図3(e)に示すように、エッチバックによりレジスト30のパターンをSiN層に転写する。これにより、高屈折率材料層29のSiNによる上凸の層内レンズ31が出来上がる。図2の(f)はその結果の図である。この画素部1の処理と同時に周辺回路部5と水平転送路3のメタル配線上の保護膜の形成がなされることになる。そして、層内レンズ31の上には、図示は省略するが、平坦化層、赤(R),緑(G),青(B)色のカラーフィルタ、そして、マイクロレンズが形成され、図中上方から入射された光がフォトダイオードPDにより検知される。
Next, as shown in FIG. 3C, SiN is further formed by plasma CVD. As shown in FIG. 3D, after forming the resist 30 by patterning, as shown in FIG. 3E, the pattern of the resist 30 is transferred to the SiN layer by etch back. Thereby, an upward convex in-
上記のリフロー処理により、フォトダイオードに対応して凹曲面状となった第2の層間絶縁膜23の部分に、高屈折率材料層29が形成されることで、第2の層間絶縁膜23と高屈折率材料層29との境界面、すなわち、高屈折率材料層29の底面が凸曲面となった層内レンズ31が形成され、フォトダイオードに対する集光率が高まって、感度の向上が図られる。
By the above reflow process, the high refractive
本実施の形態では、周辺回路部5と水平転送路3で、最初に厚い第1の層間絶縁膜21を形成し、ゲート電極や信号配線の他の導電体部との距離が長くなり、寄生容量が低減され、また、電極と配線が確実に保護される。そして、画素部1では、この厚い第1の層間絶縁膜21が一旦除去されてはじめの状態に戻され、改めて薄い第2の層間絶縁膜23が形成される。この第2の層間絶縁膜23がリフロー処理により滑らとなり下凸レンズの下地が形成される。そして、その上に高屈折材料のSiNが形成されることで、フォトダイオードに近い高さ位置に下凸の層内レンズ31の頂部(下端)が形成される。
In the present embodiment, the thick first
したがって、層間絶縁膜を遮光膜形成前に形成して一部除去する従来構成と異なり、画素部1の遮光膜19を形成した後に形成する第1の層間絶縁膜21に対し、画素部1と周辺回路部5とで膜厚を異ならせるので、画素部1の層間絶縁膜を薄くすることでF値依存性を低減し、画素部1の層間絶縁膜を薄くすることによるスミア特性の改善は元より、層間絶縁膜表面を底面とした層内レンズ31を形成することが可能となり、傾斜光の増大に伴う漏れ光を低減するとともに、集光率をアップして感度を高めることができる。これに加え、水平転送路(HCCD部)3を含む周辺回路部5での層間絶縁膜厚を厚く平坦にすることにより、上層に形成される配線層との間の寄生容量を減らし、高速動作を可能にするとともに、配線層の加工時の断線の危険性を下げることができる。
Therefore, unlike the conventional configuration in which the interlayer insulating film is formed before the light shielding film is formed and partially removed, the
また、周辺回路部や水平電荷転送部の層間絶縁膜が、画素部と同じレベルで薄い場合は、その上に形成されたメタル配線が、下地形状をトレースするようにうねった形状となる。このため、製造プロセスの後段で行われるシンタリング処理等の高温(400℃前後)処理等において、配線材料の金属が膨張して上層のシリコン窒化膜に応力集中が生じて膜が破けてしまい、シリコン窒化膜から下層の金属材料が吹き出すエクストリュージョンの現象を生じることがあるが、本実施形態の構成によれば、金属の信号配線25,27の上には、十分な厚みのシリコン窒化膜(SiN)が形成され、メタル配線が下地段差の影響を受けにくくなるので、エクストリュージョン現象が発生することなく、素子構造が安定する。
Further, when the interlayer insulating film of the peripheral circuit portion or the horizontal charge transfer portion is thin at the same level as the pixel portion, the metal wiring formed thereon has a shape that undulates so as to trace the base shape. For this reason, in a high temperature process (around 400 ° C.) such as a sintering process performed later in the manufacturing process, the metal of the wiring material expands, stress concentration occurs in the upper silicon nitride film, and the film is torn, Although an extruding phenomenon in which the lower metal material blows out from the silicon nitride film may occur, according to the configuration of the present embodiment, a sufficiently thick silicon nitride film is formed on the
本実施の形態による固体撮像素子100の製造方法および固体撮像素子100によれば、画素部1の層間絶縁膜を薄くすることでF値依存性を低減し、スミア特性を改善することが可能となり、層間絶縁膜表面をレンズ底面とした層内レンズ31を形成することで集光率がアップし感度を高めることができる一方、水平転送路3を含む周辺回路部5での層間絶縁膜厚を厚く平坦にすることにより、上層に形成される配線層との間の寄生容量を減らし、高速動作を可能にするとともに、配線層の加工時の断線の危険性を下げることができる。この結果、高感度、低スミア、高速動作、高信頼性、歩留まり安定の固体撮像素子100を実現することができる。
According to the manufacturing method of the solid-
次に、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の第2実施形態を説明する。
本実施形態の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上に、複数のフォトダイオードが配列された画素部1と、各フォトダイオードが発生する信号電荷の読み出し駆動および該信号電荷の信号処理を行う周辺回路部5と、を備える固体撮像素子において、画素部1、およびゲート電極が形成された周辺回路部5の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜を形成する工程(B-1)と、第1の層間絶縁膜の上にエッチングストッパ膜を形成する工程(B-2)と、エッチングストッパ膜の上に第1の層間絶縁膜より厚い第2の層間絶縁膜を形成する工程(B-3)と、第2の層間絶縁膜を、エッチングストッパ膜を用いて画素部1に対してのみ選択的に除去する工程(B-4)と、を含むことにより、画素部1に形成する層間絶縁膜の厚みを、周辺回路部5のゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする。
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described.
In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present embodiment, a
この製造方法をより具体的に説明する。
図4は第2実施形態に係る製造方法を、図1の矢視A−Bである周辺回路部と、水平電荷転送部と、画素部との要部に分けて(a)〜(f)の工程順で概略的に示した説明図である。
本実施の形態による固体撮像素子の製造方法は、図4(a)に示すように、予め必要な処理が施された半導体基板7上に、シリコン酸化膜(SiO2)/シリコン窒化膜(SiN)/シリコン酸化膜(SiO2)の積層膜(ONO膜)等による絶縁膜9を形成する。周辺回路部5では、ポリシリコンや金属による信号配線11、ゲート電極が、ゲート絶縁膜の上に形成される。水平転送路3では、ポリシリコンによる電荷転送電極(ゲート電極)13がゲート絶縁膜9上に形成される。画素部1では、ポリシリコンによる電荷読み出し電極15および電荷転送電極(垂直電荷転送部)17がゲート絶縁膜9上に形成されており、その上にタングステンからなる遮光膜19が形成される。
This manufacturing method will be described more specifically.
4A and 4F divide the manufacturing method according to the second embodiment into the main parts of the peripheral circuit part, the horizontal charge transfer part, and the pixel part as shown by arrows AB in FIG. It is explanatory drawing shown roughly in the order of these processes.
As shown in FIG. 4A, the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present embodiment has a silicon oxide film (SiO 2 ) / silicon nitride film (SiN) on a semiconductor substrate 7 that has been subjected to necessary processing in advance. ) / The insulating
次に、図4(b)に示すように、第1の工程において、画素部1、およびゲート電極が形成された周辺回路部5の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜33を形成する。第1の層間絶縁膜33は、SiO2またはBPSGの層間絶縁膜を薄く形成して得る。リフロー処理により画素部1のSiO2またはBPSG層からなる第1の層間絶縁膜33を滑らかな波状の凹凸表面にする。
Next, as shown in FIG. 4B, in the first step, the first
次に、図4(c)に示すように、第2の工程において、後のエッチバックの際にエッチングストッパ膜35として機能するSiNを第1の層間絶縁膜33の上に形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, in the second step, SiN that functions as an
次に、図4(d)に示すように、第3の工程において、エッチングストッパ膜35の上に第1の層間絶縁膜33より厚い第2の層間絶縁膜37を形成する。第2の層間絶縁膜37は、SiO2またはBPSGを厚く形成して得る。これにより周辺回路部5や水平転送路3において厚膜が形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 4D, in the third step, a second
次に、図4(e)に示すように、第4の工程において、第2の層間絶縁膜37を、エッチングストッパ膜35を用いて画素部1に対してのみ選択的に除去する。すなわち、画素部1のみSiO2またはBPSGをエッチングにより除去する。このときのエッチングは、SiN層がエッチングのストッパ層として機能する。したがって、画素部1では、薄いSiO2層またはBPSG層とエッチングストッパ膜35が残るのみとなり、これにより、画素部1に形成する層間絶縁膜の厚みを、周辺回路部5のゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする。
Next, as shown in FIG. 4E, in the fourth step, the second
本実施の形態においても、第2の工程の後、少なくとも画素部1に対して、第1の層間絶縁膜33をリフロー処理し、第4の工程の後、少なくとも画素部1に対して、エッチングストッパ膜35上に1の層間絶縁膜33よりも屈折率の高い高屈折率材料層29を形成する。すなわち、高屈折率材料のSiN層を形成して下凸の層内レンズ31を形成する。この場合でもフォトダイオードに近い高さ位置に層内レンズ31の頂部が形成される。
Also in the present embodiment, after the second step, the first
リフロー処理によりフォトダイオードに対応して凹曲面状となった第1の層間絶縁膜33の部分にエッチングストッパ膜35が形成され、このエッチングストッパ膜35上に高屈折率材料層29が形成されることで、エッチングストッパ膜35と高屈折率材料層29との境界面、すなわち、高屈折率材料層29の底面が凸曲面となった層内レンズ31が形成され、フォトダイオードに対する集光率が高まって、感度の向上が図られる。
An
また、図4(f)に示す周辺回路部5では、コンタクトホールHを形成して、そのホールH内に金属の導電体層Mを埋め込み、さらにSiO2の表面に信号配線25を形成する。また、水平転送路3においても、SiO2の表面に信号配線27を形成する。
In the peripheral circuit portion 5 shown in FIG. 4F, a contact hole H is formed, a metal conductor layer M is buried in the hole H, and a
この実施の形態による固体撮像素子の製造方法によれば、第1実施形態の基本的作用と同様の作用効果が得られることに加え、画素部1および周辺回路部5に形成した第1の層間絶縁膜33の上に、エッチングストッパ膜35を形成し、このエッチングストッパ膜35の上に第2の層間絶縁膜37を形成した後、画素部1に対してのみこの第2の層間絶縁膜37を選択的に除去するので、最初に画素部1をエッチングストッパ膜35で覆われて、第2の層間絶縁膜37を除去する際に、露出した上層電極等への影響を無くし、上層の特性変化等を抑止することができる。
According to the method for manufacturing a solid-state imaging device according to this embodiment, the same effects as the basic action of the first embodiment can be obtained, and the first interlayer formed in the
なお、上記した第1、第2の層間絶縁膜21,23,33,37は、酸化シリコンを含む材料からなる。これにより、中間層の効率的な除去や、窒化シリコン膜をエッチングストッパ膜としての除去を容易にすることが可能となる。
したがって、本構成によれば下側に凸状となる層内レンズを形成するような光路形成の際に、金属シリサイドによる遮光膜の形成や層間絶縁膜による層内レンズ下側形状の利用が可能となる。
Note that the first and second
Therefore, according to this configuration, it is possible to form a light-shielding film by metal silicide or use the lower shape of the inner lens by an interlayer insulating film when forming an optical path that forms a lower-layer inner lens. It becomes.
次に、上記した実施の形態による固体撮像素子を備えた撮像装置であるデジタルカメラについて説明する。
図5は本発明に係る固体撮像素子を搭載したデジタルカメラのブロック図である。
図示するデジタルカメラは、撮影レンズ41と、上記した固体撮像素子100と、この両者の間に設けられた絞り43と、赤外線カットフィルタ45と、光学ローパスフィルタ47とを備える。デジタルカメラの全体を統括制御するCPU49は、フラッシュ発光部51および受光部53を制御し、レンズ駆動部55を制御して撮影レンズ41の位置をフォーカス位置に調整し、絞り駆動部57を介し絞り43の開口量を制御して露光量調整を行う。
Next, a digital camera that is an image pickup apparatus including the solid-state image pickup device according to the above-described embodiment will be described.
FIG. 5 is a block diagram of a digital camera equipped with a solid-state imaging device according to the present invention.
The digital camera shown in the figure includes a
また、CPU49は、撮像素子駆動部59を介して固体撮像素子100を駆動し、撮影レンズ41を通して撮像した被写体画像を色信号として出力させる。CPU49には、操作部61を通してユーザからの指示信号が入力され、CPU49はこの指示にしたがって各種制御を行う。
Further, the
デジタルカメラの電気制御系は、固体撮像素子100の出力に接続されたアナログ信号処理部67と、このアナログ信号処理部67から出力されたRGBの色信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路69とを備え、これらはCPU49によって制御される。
The electric control system of the digital camera includes an analog
さらに、このデジタルカメラの電気制御系は、メインメモリ(フレームメモリ)71に接続されたメモリ制御部73と、ガンマ補正演算,RGB/YC変換処理,画像合成処理等の画像処理を行うデジタル信号処理部75と、撮像画像をJPEG画像に圧縮したり圧縮画像を伸張したりする圧縮伸張処理部77と、測光データを積算しデジタル信号処理部75が行うホワイトバランス補正のゲインを求める積算部79と、着脱自在の記録媒体81が接続される外部メモリ制御部83と、カメラ背面等に搭載された液晶表示部85が接続される表示制御部87とを備え、これらは、制御バス89およびデータバス91によって相互に接続され、CPU49からの指令によって制御される。
Further, the electric control system of the digital camera includes a
本実施の形態によるデジタルカメラで被写体画像を撮像する場合、図1に示す各画素1が受光量に応じた信号電荷を蓄積し、この信号電荷を先ず垂直電荷転送路に読み出し、垂直電荷転送路に沿って水平電荷転送路3の方向に転送する。
When a subject image is picked up by the digital camera according to the present embodiment, each
各信号電荷を垂直電荷転送路に読み出す直前のタイミングでは、各垂直電荷転送路や水平電荷転送路3は掃き出し動作によって空の状態になっている。注入された所定電荷量の上記読出処理後に、各画素の受光量に応じた信号電荷を固体撮像素子100から読み出し、デジタル信号処理部75は、被写体画像データを生成する。
At the timing immediately before each signal charge is read out to the vertical charge transfer path, each vertical charge transfer path and horizontal
このデジタルカメラによれば、固体撮像素子100と、固体撮像素子100に光学像を結像させる光学系とを備えたので、F値が変更されても感度の差異が少なく、スミアの影響も抑止でき、高感度にして、ノイズの無い良好な画像を高速に取得することができる。また、均一な基準信号を用いて、出力信号差を高精度に補正することができ、良好な画像を得ることができる。
According to this digital camera, since the solid-
本発明は、CCD型やCMOS型の固体撮像素子で、特には、画素部、周辺回路部、水平転送路などにより多層配線化された固体撮像素子に対し、画素部と周辺回路部とで層間絶縁膜の異なる膜厚に対する要求を両立させることができることから、高感度、低スミアで、F値依存性がなく、しかも高速動作が実現可能となり、例えば、電子カメラやビデオカメラ、あるいは携帯端末などへの利用に有効である。 The present invention is a CCD-type or CMOS-type solid-state image pickup device, and in particular, a solid-state image pickup device formed by multilayer wiring by a pixel portion, a peripheral circuit portion, a horizontal transfer path, etc. Since the requirements for different film thicknesses of the insulating film can be compatible, high sensitivity, low smear, no dependence on F value, and high-speed operation can be realized. For example, electronic cameras, video cameras, portable terminals, etc. It is effective for use.
1 画素部
5周辺回路部
7 半導体基板
21 第1の層間絶縁膜
23 第2の層間絶縁膜
29 高屈折率材料層
33 第1の層間絶縁膜
35 エッチングストッパ膜
37 第2の層間絶縁膜
100 固体撮像素子
PD フォトダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (7)
(A-1)前記画素部、およびゲート電極が形成された前記周辺回路部の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
(A-2)前記第1の層間絶縁膜を前記画素部に対してのみ選択的に除去する工程と、
(A-3)前記画素部と前記周辺回路部の双方に対して共通のプロセスにより前記第1の層間絶縁膜より薄い第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
を含み、
前記画素部に形成する層間絶縁膜の厚みを、前記周辺回路部の前記ゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする固体撮像素子の製造方法。 Manufacturing a solid-state imaging device comprising: a pixel portion in which a plurality of photodiodes are arranged on a semiconductor substrate; and a peripheral circuit portion that performs reading drive of signal charges generated by the photodiodes and signal processing of the signal charges. A method,
(A-1) forming a first interlayer insulating film by a process common to both the pixel portion and the peripheral circuit portion on which the gate electrode is formed;
(A-2) selectively removing the first interlayer insulating film only with respect to the pixel portion;
(A-3) forming a second interlayer insulating film thinner than the first interlayer insulating film by a process common to both the pixel portion and the peripheral circuit portion;
Including
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein an interlayer insulating film formed in the pixel portion is thinner than an interlayer insulating film formed on the gate electrode of the peripheral circuit portion.
前記(A-3)の工程の後、少なくとも前記画素部に対して、前記第2の層間絶縁膜をリフロー処理したリフロー処理面上に、前記第2の層間絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率層を形成する固体撮像素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 1,
After the step (A-3), at least for the pixel portion, a high refraction index higher than that of the second interlayer insulating film is provided on the reflow-treated surface obtained by reflowing the second interlayer insulating film. A method for manufacturing a solid-state imaging device for forming a refractive index layer.
(B-1)前記画素部、およびゲート電極が形成された前記周辺回路部の双方に対して共通のプロセスにより第1の層間絶縁膜を形成する工程と、
(B-2)前記第1の層間絶縁膜の上にエッチングストッパ膜を形成する工程と、
(B-3)前記エッチングストッパ膜の上に前記第1の層間絶縁膜より厚い第2の層間絶縁膜を形成する工程と、
(B-4)前記第2の層間絶縁膜を、前記エッチングストッパ膜を用いて前記画素部に対してのみ選択的に除去する工程と、
を含み、
前記画素部に形成する層間絶縁膜の厚みを、前記周辺回路部の前記ゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄くする固体撮像素子の製造方法。 Manufacturing a solid-state imaging device comprising: a pixel portion in which a plurality of photodiodes are arranged on a semiconductor substrate; and a peripheral circuit portion that performs reading drive of signal charges generated by the photodiodes and signal processing of the signal charges. A method,
(B-1) forming a first interlayer insulating film by a process common to both the pixel portion and the peripheral circuit portion on which the gate electrode is formed;
(B-2) forming an etching stopper film on the first interlayer insulating film;
(B-3) forming a second interlayer insulating film thicker than the first interlayer insulating film on the etching stopper film;
(B-4) selectively removing the second interlayer insulating film only with respect to the pixel portion using the etching stopper film;
Including
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein an interlayer insulating film formed in the pixel portion is thinner than an interlayer insulating film formed on the gate electrode of the peripheral circuit portion.
前記(B-1)の工程の後、少なくとも前記画素部に対して、前記第1の層間絶縁膜をリフロー処理し、
前記(B-4)の工程の後、少なくとも前記画素部に対して、前記エッチングストッパ膜上に前記第1の層間絶縁膜よりも屈折率の高い高屈折率層を形成する固体撮像素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 3,
After the step (B-1), at least the pixel portion is subjected to a reflow process on the first interlayer insulating film,
After the step (B-4), manufacturing a solid-state imaging device in which a high refractive index layer having a higher refractive index than that of the first interlayer insulating film is formed on the etching stopper film at least for the pixel portion Method.
前記第1の層間絶縁膜および前記第2の層間絶縁膜が酸化シリコンを含む材料からなる固体撮像素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to any one of claims 1 to 4,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the first interlayer insulating film and the second interlayer insulating film are made of a material containing silicon oxide.
請求項1〜請求項5のいずれか1項記載の固体撮像素子の製造方法を用いて作製され、前記画素部のフォトダイオード上方に形成する層間絶縁膜の厚みが、前記周辺回路部の前記ゲート電極上に形成する層間絶縁膜よりも薄い固体撮像素子。 A solid-state imaging device comprising: a pixel portion in which a plurality of photodiodes are arranged on a semiconductor substrate; and a peripheral circuit portion that performs reading drive of signal charges generated by each photodiode and signal processing of the signal charges. And
An interlayer insulating film formed using the solid-state imaging device manufacturing method according to claim 1 and formed above the photodiode of the pixel portion has a thickness of the gate of the peripheral circuit portion. A solid-state imaging device thinner than an interlayer insulating film formed on an electrode.
前記固体撮像素子に光学像を結像させる光学系と、
を備えた撮像装置。 A solid-state imaging device according to claim 6;
An optical system for forming an optical image on the solid-state imaging device;
An imaging apparatus comprising:
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