JP2010129786A - Method of manufacturing solid-state imaging apparatus, and electronic information apparatus - Google Patents

Method of manufacturing solid-state imaging apparatus, and electronic information apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a solid-state imaging apparatus, wherein processing precision of an antireflective film on a photoelectric conversion portion constituting the solid-state imaging apparatus is improved, and the cost reduction is attained. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the solid-state imaging apparatus, includes steps of: forming a diffusion layer 10a constituting a photodiode on a surface of a silicon substrate 10; forming first and second gate electrodes 41 and 61, etc., as a transfer electrode portion nearby the diffusion layer on the silicon substrate 10; then forming a nitride film 8 as a constituent material of the antireflective film over the entire surface to a predetermined thickness so that steps of a base are reflected; forming a resists film 93 over the entire surface so that the steps of the base are buried; then etching back the resist film 93 so that the nitride film 8 on the transfer electrode portion is exposed; and dry-etching the nitride film 8 using the etched-back resist film 93 as a mask to selectively remove the nitride film 8 over the transfer electrode portion and the nitride film 8 formed in a sidewall shape on a side surface of the transfer electrode portion. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器に関し、特に、固体撮像装置の光電変換部上に配置される反射防止膜の加工工程を簡略化した固体撮像装置の製造方法、およびこのような固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いた電子情報機器に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device and an electronic information device, and more particularly, to a method for manufacturing a solid-state imaging device in which the processing steps of an antireflection film disposed on a photoelectric conversion unit of the solid-state imaging device are simplified, and The present invention relates to an electronic information device using the solid-state imaging device obtained by the method for manufacturing the solid-state imaging device.

従来から固体撮像装置として、その受光部(光電変換部)上に反射防止膜を設けることにより、感度を向上したものがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, some solid-state imaging devices have improved sensitivity by providing an antireflection film on the light receiving unit (photoelectric conversion unit).

図7は、このような従来の固体撮像装置を説明する平面図である。   FIG. 7 is a plan view for explaining such a conventional solid-state imaging device.

図7に示す固体撮像装置200はCCD型固体撮像装置であり、この固体撮像装置200は、Si基板10上にマトリクス状に配列された複数のフォトダイオード(光電変換部)202と、各光電変換部202の列に対応するよう配置され、フォトダイオード202から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部203と、フォトダイオードから対応する垂直転送部203に信号電荷を読み出すトランスファゲート(読出ゲート)204と、垂直転送部203から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部206と、該水平転送路206から転送されてきた信号電荷に対応する信号電圧を出力する出力アンプ207と、該トランスファゲート204、垂直転送部203、および水平転送部206を制御する制御部208とを有している。   The solid-state imaging device 200 shown in FIG. 7 is a CCD solid-state imaging device. The solid-state imaging device 200 includes a plurality of photodiodes (photoelectric conversion units) 202 arranged in a matrix on the Si substrate 10 and each photoelectric conversion. The vertical transfer unit 203 is arranged to correspond to the column of the unit 202 and transfers the signal charge read from the photodiode 202 in the vertical direction, and the transfer gate (read gate) that reads the signal charge from the photodiode to the corresponding vertical transfer unit 203 ) 204, a horizontal transfer unit 206 that horizontally transfers the signal charge transferred from the vertical transfer unit 203, and an output amplifier 207 that outputs a signal voltage corresponding to the signal charge transferred from the horizontal transfer path 206. And a control unit 2 for controlling the transfer gate 204, the vertical transfer unit 203, and the horizontal transfer unit 206. And a 8.

図12(b)は、図7に示す固体撮像装置200の断面構造(XIIb−XIIb線部分)を示している。   FIG. 12B shows a cross-sectional structure (XIIb-XIIb line portion) of the solid-state imaging device 200 shown in FIG.

Si基板10の表面領域には、上記フォトダイオード203を構成する拡散層10aが形成され、該拡散層10a上には、該シリコン酸化膜71を介して反射防止膜8aが形成されている。また、該拡散層10aの両側の垂直転送部では、ゲート酸化膜1、ゲート窒化膜2、およびHTO等の酸化膜3からなるONO構造を有するゲート絶縁膜を介して第1のゲート電極41が形成され、さらに該第1のゲート電極41上には第1の層間絶縁膜5を介して第2のゲート電極61が形成されている。また、該第2のゲート電極61の表面は第2の層間絶縁膜7により覆われている。   A diffusion layer 10a constituting the photodiode 203 is formed on the surface region of the Si substrate 10, and an antireflection film 8a is formed on the diffusion layer 10a with the silicon oxide film 71 interposed therebetween. Further, in the vertical transfer portion on both sides of the diffusion layer 10a, the first gate electrode 41 is connected via a gate insulating film having an ONO structure including the gate oxide film 1, the gate nitride film 2, and the oxide film 3 such as HTO. Further, a second gate electrode 61 is formed on the first gate electrode 41 with a first interlayer insulating film 5 interposed therebetween. The surface of the second gate electrode 61 is covered with the second interlayer insulating film 7.

なお、この固体撮像装置では、上記ゲート電極上には遮光膜が形成され、さらに、上記反射防止膜および遮光膜上には、酸化膜などの平坦化膜を介して、カラーフィルタやマイクロレンズが形成されているが、ここでは図示していない。   In this solid-state imaging device, a light shielding film is formed on the gate electrode, and further, a color filter and a microlens are provided on the antireflection film and the light shielding film via a planarizing film such as an oxide film. Although formed, it is not shown here.

次に上記固体撮像装置の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device will be described.

図8(a)〜(d)、図9(a)〜(c)、図10(a)〜(d)、図11(a)〜(c)、図12(a)および(b)は、固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図であり、ここでは、特に、特許文献1などに開示されている反射防止膜の加工方法を示している。   8 (a) to (d), FIG. 9 (a) to (c), FIG. 10 (a) to (d), FIG. 11 (a) to (c), FIG. 12 (a) and FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining a manufacturing method of a solid-state imaging device in the order of steps, and particularly shows a processing method of an antireflection film disclosed in Patent Document 1 and the like.

図8(a)のように、表面領域にフォトダイオードを構成する拡散層10aが形成されたSi基板10上に、ゲート酸化膜1、ゲート窒化膜2、およびHTO(High Temperature Oxide)膜等の酸化膜3を順次デポジションにより形成し、ONO構造の絶縁膜(以下、ONO膜ともいう。)20を形成し、その後、この絶縁膜20上に第1ゲート電極となる第1のポリシリコン膜(以下、Poly−Si膜ともいう。)4をデポジションする。このPoly−Si膜4には、導電性を高めるために不純物(ボロンあるいはリン)をドーピングしている。   As shown in FIG. 8A, a gate oxide film 1, a gate nitride film 2, an HTO (High Temperature Oxide) film, etc. are formed on a Si substrate 10 on which a diffusion layer 10a constituting a photodiode is formed in the surface region. The oxide film 3 is sequentially formed by deposition to form an ONO structure insulating film (hereinafter also referred to as ONO film) 20, and then a first polysilicon film serving as a first gate electrode on the insulating film 20. (Hereinafter also referred to as a Poly-Si film) 4 is deposited. The Poly-Si film 4 is doped with impurities (boron or phosphorus) in order to improve conductivity.

図8(b)に示すように、Poly−Si膜4上にフォトレジストのパターニングによりレジスト膜91を形成し、図8(c)に示すように、該Poly−Si膜4をドライエッチングで加工して第1ゲート電極41を形成する。レジスト膜91はその後アッシング処理などで除去する。続いて、図8(d)に示すように、熱酸化処理にて、該第1ゲート電極41を構成するPoly−Si膜を酸化させ、第1層間絶縁膜5を形成する。なお、この熱酸化処理の際には、エッチング領域(上記Poly−Si膜4がエッチング除去された部分)のHTO膜3はほとんど酸化されない。   As shown in FIG. 8B, a resist film 91 is formed by patterning a photoresist on the Poly-Si film 4, and as shown in FIG. 8C, the Poly-Si film 4 is processed by dry etching. Thus, the first gate electrode 41 is formed. The resist film 91 is then removed by ashing or the like. Subsequently, as shown in FIG. 8D, the first interlayer insulating film 5 is formed by oxidizing the Poly-Si film constituting the first gate electrode 41 by thermal oxidation. In this thermal oxidation process, the HTO film 3 in the etching region (the portion where the Poly-Si film 4 is removed by etching) is hardly oxidized.

次に、図9(a)に示すように、第1ゲート電極の形成の際と同様に、第2のポリシリコン膜(以下、Poly−Si膜ともいう。)6をデポジションし、図9(b)に示すように、Poly−Si膜6上にフォトレジストのパターニングによりレジスト膜92を形成し、図9(c)に示すように、該Poly−Si膜6をドライエッチングで加工して第2ゲート電極61を形成する。   Next, as shown in FIG. 9A, as in the formation of the first gate electrode, a second polysilicon film (hereinafter also referred to as a Poly-Si film) 6 is deposited, and FIG. As shown in FIG. 9B, a resist film 92 is formed on the Poly-Si film 6 by patterning a photoresist, and the Poly-Si film 6 is processed by dry etching as shown in FIG. A second gate electrode 61 is formed.

この際、エッチング領域(上記Poly−Si膜4がエッチング除去された部分)のHTO3と窒化膜2を除去し、更に、下地の酸化膜1の途中までエッチングを行う。酸化膜1を完全に除去してしまうと、基板10にダメージが入り、結晶欠陥が生ずるため、酸化膜1のエッチングは途中で止める。   At this time, the HTO 3 and the nitride film 2 in the etching region (the portion where the Poly-Si film 4 has been removed by etching) are removed, and etching is further performed halfway through the underlying oxide film 1. If the oxide film 1 is completely removed, the substrate 10 is damaged and crystal defects are generated, so that the etching of the oxide film 1 is stopped halfway.

その後、図10(a)に示すようにレジスト膜61をアッシング処理などで除去した後、ウエットエッチングで残っている酸化膜1を除去し、図10(b)に示すように、Si基板10の表面に熱酸化71を形成する。この際、第2ゲート電極61の表面も酸化され、第2層間絶縁膜7が形成される。   Then, after removing the resist film 61 by ashing or the like as shown in FIG. 10A, the oxide film 1 remaining by wet etching is removed, and as shown in FIG. Thermal oxidation 71 is formed on the surface. At this time, the surface of the second gate electrode 61 is also oxidized, and the second interlayer insulating film 7 is formed.

次に、図10(c)に示すように、多結晶シリコン膜11を下地の段差が反映されるよう所定の膜厚で形成する。この多結晶シリコン膜11の膜厚は、電荷転送部を構成する第1および第2のゲート電極41および61(以下、転送電極部ともいう。)と、その後形成される反射防止膜8aとの距離に応じて設定される。   Next, as shown in FIG. 10C, a polycrystalline silicon film 11 is formed with a predetermined thickness so that the underlying step is reflected. The thickness of the polycrystalline silicon film 11 is such that the first and second gate electrodes 41 and 61 (hereinafter also referred to as transfer electrode portion) constituting the charge transfer portion and the antireflection film 8a formed thereafter. It is set according to the distance.

その後、図10(d)に示すように、多結晶シリコン膜11をドライエッチングでエッチバックすることで、上記第1および第2のゲート電極41および61の側面にサイドウォール12を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 10D, the polycrystalline silicon film 11 is etched back by dry etching to form the sidewalls 12 on the side surfaces of the first and second gate electrodes 41 and 61.

その後、図11(a)に示すように、窒化膜18をその下地の段差が反映されるよう形成する。この窒化膜18は、基板のゲート電極の間の部分に位置する、フォトダイオードを構成する拡散層10aに入射する光を反射させない作用がある。   Thereafter, as shown in FIG. 11A, a nitride film 18 is formed so as to reflect the underlying step. The nitride film 18 has an effect of not reflecting light incident on the diffusion layer 10a that constitutes the photodiode, which is located between the gate electrodes of the substrate.

続いて、図11(b)に示すように、下地の段差が埋め込まれるよう全面にレジスト材料を塗布してレジスト膜93を形成し、図11(c)に示すように、該レジスト膜を溶融させて、転送電極上部の窒化膜18を露呈する。   Subsequently, as shown in FIG. 11B, a resist material is applied on the entire surface so that the base step is buried, thereby forming a resist film 93. As shown in FIG. 11C, the resist film is melted. Thus, the nitride film 18 on the transfer electrode is exposed.

さらに、図12(a)に示すように、転送電極部の上面上の窒化膜および転送電極部の側面上の窒化膜をドライエッチングにて除去し、さらにレジスト剥離を除去し、その後、その後、図12(b)に示すように、転送電極部側面上の多結晶シリコン膜12を除去する。
特開2007−80941号公報
Further, as shown in FIG. 12 (a), the nitride film on the upper surface of the transfer electrode portion and the nitride film on the side surface of the transfer electrode portion are removed by dry etching, further removing the resist, and thereafter As shown in FIG. 12B, the polycrystalline silicon film 12 on the side surface of the transfer electrode portion is removed.
JP 2007-80941 A

以上説明したように、従来の技術では、フォトダイオードを構成する拡散層上に反射防止膜を形成する際、該拡散層の近傍に位置する転送電極部の側壁に形成した多結晶シリコン膜を用いて、転送電極部からの反射防止膜の距離を、多結晶シリコン膜の膜厚で設定している。つまり、該反射防止膜は該転送電極部に対して自己整合的に位置決めされることとなり、このため、反射防止膜をフォトリソグラフィ工程でパターニングする際の位置合わせ精度に起因する反射防止膜の位置ずれを回避することができ、感度のばらつきやスミアの悪化を防止することができる。   As described above, in the conventional technique, when the antireflection film is formed on the diffusion layer constituting the photodiode, the polycrystalline silicon film formed on the side wall of the transfer electrode portion located in the vicinity of the diffusion layer is used. Thus, the distance of the antireflection film from the transfer electrode portion is set by the thickness of the polycrystalline silicon film. In other words, the antireflection film is positioned in a self-aligned manner with respect to the transfer electrode portion. Therefore, the position of the antireflection film due to the alignment accuracy when the antireflection film is patterned in the photolithography process. Deviation can be avoided, and sensitivity variations and smear deterioration can be prevented.

ところで、上記特許文献1などの従来の固体撮像装置において、反射防止膜を基板上の全面に形成するのではなく、光電変換部に対応させて島状に形成しているのは、反射防止膜を全面に形成すると、反射防止膜が、その形成後に行われる基板に対するシンター処理を阻害してしまうことが1つの理由である。   Incidentally, in the conventional solid-state imaging device such as Patent Document 1 described above, the antireflection film is not formed on the entire surface of the substrate, but is formed in an island shape corresponding to the photoelectric conversion portion. One reason is that the antireflection film hinders the sintering process performed on the substrate after the formation.

シンター処理は、基板を構成する例えばシリコンなどの元素の未結合手に水素原子を結合させて結晶欠陥を低減するための処理であるが、上記反射防止膜が全面に形成されていると、基板中への水素原子の侵入が阻害されることとなる。   Sintering is a process for reducing crystal defects by bonding hydrogen atoms to the dangling bonds of elements such as silicon constituting the substrate, but if the antireflection film is formed on the entire surface, The penetration of hydrogen atoms into the inside will be hindered.

また、2つ目の理由は、固体撮像装置では、基板上の光電変換部以外の領域には遮光膜が形成されるため、基板の全面に反射防止膜が形成されていると、遮光膜の、光電変換部に対応する開口部分で、反射防止膜の膜厚分だけ基板と遮光膜との間隔が広くなり、この遮光膜開口部分に斜めに入射した光が、基板表面と遮光膜の下面との間で多重反射して垂直転送部の拡散層に侵入しやすくなり、これが雑音となってしまうというものである。   The second reason is that in a solid-state imaging device, since a light shielding film is formed in a region other than the photoelectric conversion portion on the substrate, if an antireflection film is formed on the entire surface of the substrate, the light shielding film In the opening corresponding to the photoelectric conversion portion, the distance between the substrate and the light shielding film is widened by the film thickness of the antireflection film, and light incident obliquely into the light shielding film opening is incident on the substrate surface and the lower surface of the light shielding film. And multiple reflections between the two and the vertical transfer section, which tends to enter the diffusion layer, resulting in noise.

このような理由から、従来の固体撮像装置の製造方法では、反射防止膜を転送電極部に対して一定距離離して該転送電極部に対して自己整合的に位置決めして形成するようにしている。   For this reason, in the conventional method for manufacturing a solid-state imaging device, the antireflection film is formed by being positioned in a self-aligned manner with respect to the transfer electrode part at a certain distance from the transfer electrode part. .

しかしながら、従来の固体撮像装置の製造方法で行われているような反射防止膜の加工方法では、反射防止膜を転送電極部に対して自己整合的に位置決めするための多結晶シリコン膜の形成およびその除去を行う工程が必要となるという問題がある。   However, in the processing method of the antireflection film as performed in the conventional manufacturing method of the solid-state imaging device, formation of a polycrystalline silicon film for positioning the antireflection film in a self-aligned manner with respect to the transfer electrode portion and There is a problem in that a process for removing it is required.

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、光電変換部上に配置される反射防止膜を、該光電変換部の周辺に配置されている導体層に対して自己整合的に位置決めすることができ、しかも、反射防止膜の自己整合的な位置決めのための工程を簡略化することができる固体撮像装置の製造方法、およびこのような固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いた電子情報機器を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the antireflection film disposed on the photoelectric conversion portion is self-aligned with the conductor layer disposed around the photoelectric conversion portion. And a solid-state imaging device manufacturing method that can simplify the process for self-aligning positioning of the antireflection film, and such a solid-state imaging device manufacturing method. An object is to obtain an electronic information device using the solid-state imaging device.

本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該各光電変換部上に配置された反射防止膜とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、該半導体基板の表面領域に該光電変換部を形成するとともに、該半導体基板上に該光電変換部に隣接するよう導体層を形成する工程と、該反射防止膜の材料である反射防止材料層を、その下地の段差が反映されるよう全面に形成する工程と、該反射防止材料層上に下地の段差が埋め込まれるよう、該反射防止材料層に対するエッチング選択性を有する下地埋込層を形成する工程と、該下地埋込層を、該導体層上の該反射防止材料層が露出するようエッチバックする工程と、該下地埋込層をマスクとして、該反射防止材料層を、該光電変換部上に該反射防止膜が形成されるよう選択的にエッチングする工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。   A method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes: a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion units that generate signal charges by photoelectric conversion of incident light; and an antireflection film disposed on each photoelectric conversion unit. A method of manufacturing, the step of forming the photoelectric conversion portion on the surface region of the semiconductor substrate and forming a conductor layer on the semiconductor substrate so as to be adjacent to the photoelectric conversion portion, and a material for the antireflection film A step of forming the antireflection material layer over the entire surface so that the step of the base is reflected, and etching selectivity with respect to the antireflection material layer so that the step of the base is embedded on the antireflection material layer A step of forming a base buried layer, a step of etching back the base buried layer so that the antireflection material layer on the conductor layer is exposed, and the antireflection material using the base buried layer as a mask. The photoelectric conversion part To those containing a selectively etching so that the antireflective film is formed, the object can be achieved.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記反射防止膜材料の選択的なエッチング工程では、該反射防止膜材料の選択的なエッチングにより前記下地埋込層の下側に残った反射防止材料層を、該下地埋込層を除去した後に、所望の厚さとなるようエッチングにより加工することが好ましい。   According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, in the selective etching process of the antireflection film material, the antireflection film remaining under the underlying buried layer by the selective etching of the antireflection film material. The material layer is preferably processed by etching so as to have a desired thickness after removing the underlying buried layer.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記反射防止材料層は、その膜厚により、前記光電変換部上に配置される反射防止膜と、該光電変換部に隣接するよう前記半導体基板上に配置された導体層との距離が決まるよう形成されることが好ましい。   According to the present invention, in the manufacturing method of the solid-state imaging device, the antireflection material layer has an antireflection film disposed on the photoelectric conversion unit depending on a film thickness thereof, and the semiconductor substrate is adjacent to the photoelectric conversion unit. It is preferable that the distance between the conductive layer and the conductive layer disposed above is determined.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記反射防止材料層は、0.2μm〜0.3μmの範囲内の厚さを有することが好ましい。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the antireflection material layer has a thickness within a range of 0.2 μm to 0.3 μm.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記半導体基板はシリコン基板であり、前記反射防止材料層は窒化シリコン層であることが好ましい。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the semiconductor substrate is a silicon substrate and the antireflection material layer is a silicon nitride layer.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記反射防止材料層としての窒化シリコン層の選択的なエッチングは、フッ素系エッチングガスを用いて行われることが好ましい。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the selective etching of the silicon nitride layer as the antireflection material layer is performed using a fluorine-based etching gas.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記下地埋込層は、レジスト材料の全面塗布により形成されたレジスト層であることが好ましい。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the base buried layer is a resist layer formed by coating the entire surface of a resist material.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、該下地埋込層としてのレジスト層のエッチバックは、酸素ガスを用いて行われることが好ましい。   According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, the etch back of the resist layer as the underlying buried layer is preferably performed using oxygen gas.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記レジスト層をエッチバックする工程では、該レジスト層のみを選択的にエッチングすることが好ましい。   In the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that only the resist layer is selectively etched in the step of etching back the resist layer.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記反射防止材料層は窒化膜であり、前記下地埋込層であるレジスト膜をマスクとして、該反射防止材料層である窒化膜を選択的にエッチングする工程では、該レジスト膜をマスクとして該窒化膜を、前記光電変換部上に位置する部分が島状に残るよう自己整合的にエッチングすることが好ましい。   According to the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, the antireflection material layer is a nitride film, and the resist film that is the base buried layer is used as a mask to selectively select the nitride film that is the antireflection material layer. In the etching step, it is preferable that the nitride film is etched in a self-aligning manner using the resist film as a mask so that a portion located on the photoelectric conversion portion remains in an island shape.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記島状に形成された窒化膜を、その膜厚が30〜70nmとなるようエッチングして前記反射防止膜を形成する工程を含むことが好ましい。   The present invention preferably includes the step of forming the antireflection film by etching the nitride film formed in the island shape so that the film thickness becomes 30 to 70 nm in the method for manufacturing the solid-state imaging device. .

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記固体撮像装置は、前記光電変換部で生成された信号電荷を転送する電荷転送部を含み、前記導体層は、該電荷転送部の転送電極を構成していることが好ましい。   The present invention provides the method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the solid-state imaging device includes a charge transfer unit that transfers a signal charge generated by the photoelectric conversion unit, and the conductor layer includes a transfer electrode of the charge transfer unit. It is preferable to constitute.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記導体層は、ポリシリコンにより構成されており、その表面にはシリコン酸化膜が形成されていることが好ましい。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, it is preferable that the conductor layer is made of polysilicon and a silicon oxide film is formed on a surface thereof.

本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記電荷転送部を構成する転送電極は、第1のポリシリコン層からなる第1のゲート電極と、該第1のポリシリコン上に層間絶縁膜を介して形成された第2のポリシリコンからなる第2のゲート電極とから構成されていることが好ましい。   According to the present invention, in the method of manufacturing a solid-state imaging device, the transfer electrode constituting the charge transfer unit includes a first gate electrode made of a first polysilicon layer, and an interlayer insulating film on the first polysilicon. And a second gate electrode made of a second polysilicon formed through the first electrode.

本発明に係る電子情報機器は、撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部として、上述した固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。   An electronic information device according to the present invention is an electronic information device including an imaging unit, and uses the solid-state imaging device obtained by the above-described manufacturing method of the solid-state imaging device as the imaging unit. This achieves the above object.

以下、本発明の作用について説明する。   Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

本発明においては、固体撮像装置の製造方法において、半導体基板の表面領域に光電変換部を形成するとともに、該半導体基板上に該光電変換部に隣接するよう導体層を形成する工程と、該反射防止膜の材料となる反射防止材料層を、その下地の段差が反映されるよう全面に形成する工程と、該反射防止材料層上に下地の段差が埋め込まれるよう、該反射防止材料層に対するエッチング選択性を有する下地埋込層を形成する工程と、該下地埋込層を、該導体層上の該反射防止材料層が露出するようエッチバックする工程と、該エッチングされた下地埋込層をマスクとして、該反射防止材料層を、該光電変換部上に該反射防止膜が形成されるよう選択的にエッチングするので、該反射防止材料層の選択エッチングにより残る反射防止膜が、該反射防止材料層の、導体層の側壁部に位置する部分の厚みにより、該導体層に対して自己整合的に位置決めされることとなる。しかも、該反射防止膜の構成材料である反射防止材料層が、該反射防止膜を位置決めするための膜を兼ねることとなり、反射防止膜の自己整合的な形成工程における成膜プロセスを簡略化することができ、スループットの向上を図ることができる。   In the present invention, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, a step of forming a photoelectric conversion portion on a surface region of a semiconductor substrate and forming a conductor layer adjacent to the photoelectric conversion portion on the semiconductor substrate, and the reflection A step of forming an antireflection material layer as a material of the antireflection film on the entire surface so that the step of the base is reflected, and etching of the antireflection material layer so that the step of the base is embedded on the antireflection material layer Forming a selective underlying buried layer, etching back the underlying buried layer so that the antireflection material layer on the conductor layer is exposed, and etching the underlying buried layer. As the mask, the antireflection material layer is selectively etched so that the antireflection film is formed on the photoelectric conversion portion. Therefore, the antireflection film remaining by selective etching of the antireflection material layer is Prevention material layer, the thickness of the portion located on the side wall of the conductive layer, and be self-aligned manner positioned relative conductor layer. In addition, the antireflection material layer, which is a constituent material of the antireflection film, also serves as a film for positioning the antireflection film, thereby simplifying the film formation process in the self-alignment formation process of the antireflection film. And throughput can be improved.

また、反射防止材料層を反射防止膜に加工する工程では、反射防止材料層をフォトリソグラフィ工程によりパターニングするのではなく、反射防止材料層の膜厚により該反射防止膜の配置が決まる反射防止材料層の自己整合的なパターニングが行われることとなるので、反射防止膜の寸法の制御精度、および光電変換部に対する反射防止膜の重ね合わせ精度を向上させることができる。   Further, in the process of processing the antireflection material layer into the antireflection film, the antireflection material layer is not patterned by the photolithography process, but the arrangement of the antireflection film is determined by the film thickness of the antireflection material layer. Since the self-aligned patterning of the layers is performed, it is possible to improve the control accuracy of the dimensions of the antireflection film and the overlay accuracy of the antireflection film on the photoelectric conversion unit.

また、反射防止膜は導体層上に形成されないので、該導体層の側壁面には反射防止材料層が形成されず、該導体層を遮光膜により被覆する場合には、導体層の側面に反射防止材料層が形成されていない分だけ、光電変換部の光入射領域を拡大することが可能となり、固体撮像装置の感度向上を図ることができる。   Further, since the antireflection film is not formed on the conductor layer, the antireflection material layer is not formed on the side wall surface of the conductor layer, and when the conductor layer is covered with the light shielding film, the reflection is performed on the side surface of the conductor layer. It is possible to enlarge the light incident region of the photoelectric conversion unit by the amount that the prevention material layer is not formed, and the sensitivity of the solid-state imaging device can be improved.

以上のように、本発明によれば、入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該各光電変換部上に配置された反射防止膜とを有する固体撮像装置を製造する方法において、該半導体基板の表面領域に該光電変換部を形成するとともに、該半導体基板上に該光電変換部に隣接するよう導体層を形成する工程と、該反射防止膜の材料となる反射防止材料層を、その下地の段差が反映されるよう全面に形成する工程と、該反射防止材料層上に下地の段差が埋め込まれるよう、該反射防止材料層に対するエッチング選択性を有する下地埋込層を形成する工程と、該下地埋込層を、該導体層上の該反射防止材料層が露出するようエッチバックする工程と、該下地埋込層をマスクとして、該反射防止材料層を、該光電変換部上に該反射防止膜が形成されるよう選択的にエッチングする工程とを含むので、光電変換部上に配置される反射防止膜を該光電変換部の周辺に配置されている導体層に対して自己整合的に位置決めすることができ、しかも、反射防止膜の自己整合的な位置きめのための工程を簡略化することができる。   As described above, according to the present invention, a solid-state imaging device including a plurality of photoelectric conversion units that generate signal charges by photoelectric conversion of incident light and an antireflection film disposed on each photoelectric conversion unit is manufactured. In the method, the step of forming the photoelectric conversion portion on the surface region of the semiconductor substrate and forming a conductor layer on the semiconductor substrate so as to be adjacent to the photoelectric conversion portion, and the reflection as a material of the antireflection film A step of forming an anti-reflection material layer on the entire surface so that the step of the base is reflected, and a base embedding having etching selectivity with respect to the anti-reflection material layer so that the step of the base is embedded on the anti-reflection material layer Forming a layer, etching back the underlying buried layer so that the antireflection material layer on the conductor layer is exposed, and using the underlying buried layer as a mask, the antireflection material layer, On the photoelectric conversion part And a step of selectively etching so as to form an anti-reflection film, so that the anti-reflection film arranged on the photoelectric conversion portion is self-aligned with the conductor layer arranged around the photoelectric conversion portion. In addition, the process for self-aligning positioning of the antireflection film can be simplified.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を説明する平面図であり、図2〜図5は、この実施形態1による固体撮像装置の製造方法を説明する図であり、図1のXc−Xc線部分の断面構造を工程順に示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view for explaining a solid-state imaging device obtained by the method for manufacturing a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 2 to 5 are methods for manufacturing the solid-state imaging device according to Embodiment 1. FIG. 2 is a diagram illustrating the cross-sectional structure of the Xc-Xc line portion of FIG. 1 in the order of steps.

この実施形態1による固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置100は、図7に示す従来の固体撮像装置と同様、CCD型固体撮像装置であり、この固体撮像装置100は、Si基板10上にマトリクス状に配列された複数のフォトダイオード(光電変換部)202と、各光電変換部202の列に対応するよう配置され、フォトダイオード202から読み出した信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部203と、フォトダイオードから対応する垂直転送部203に信号電荷を読み出すトランスファゲート(読出ゲート)204と、垂直転送部203から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平転送部206と、該水平転送路206から転送されてきた信号電荷に対応する信号電圧を出力する出力アンプ207と、該トランスファゲート204、垂直転送部203、水平転送部206を制御する制御部208とを有している。   The solid-state imaging device 100 obtained by the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment is a CCD solid-state imaging device, similar to the conventional solid-state imaging device shown in FIG. A plurality of photodiodes (photoelectric conversion units) 202 arranged in a matrix form on 10 and a vertical line that transfers signal charges read from the photodiodes 202 in the vertical direction. A transfer unit 203; a transfer gate (read gate) 204 that reads signal charges from a photodiode to a corresponding vertical transfer unit 203; and a horizontal transfer unit 206 that transfers signal charges transferred from the vertical transfer unit 203 in the horizontal direction. An output amplifier 207 that outputs a signal voltage corresponding to the signal charge transferred from the horizontal transfer path 206; Lance fan gate 204, the vertical transfer unit 203, and a control unit 208 for controlling the horizontal transfer unit 206.

次にこの実施形態1の固体撮像装置の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the solid-state imaging device according to Embodiment 1 will be described.

図2(a)〜(d)、図3(a)〜(d)、図4(a)〜(d)、図5(a)〜(c)は、この実施形態1の固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。   2A to 2D, 3A to 3D, 4A to 4D, and 5A to 5C are diagrams of the solid-state imaging device of the first embodiment. It is a figure explaining a manufacturing method in order of a process.

表面領域にフォトダイオードを構成する拡散層10aが形成されたSi基板10上に、ゲート酸化膜1、ゲート窒化膜2、およびHTO(High Temperature Oxide)膜からなるONO膜20を形成した後、このONO膜20上にPoly−Si膜4をデポジションする(図2(a))。   After an ONO film 20 made of a gate oxide film 1, a gate nitride film 2, and an HTO (High Temperature Oxide) film is formed on the Si substrate 10 on which the diffusion layer 10a constituting the photodiode is formed in the surface region, this A Poly-Si film 4 is deposited on the ONO film 20 (FIG. 2A).

その後、該Poly−Si膜4上にレジスト膜91を形成し(図2(b))、該レジスト膜91をマスクとしてPoly−Si膜4をドライエッチングして第1ゲート電極41を形成する(図2(c))。その後、熱酸化処理により第1ゲート電極41の表面に第1層間絶縁膜5を形成する(図2(d))。   Thereafter, a resist film 91 is formed on the Poly-Si film 4 (FIG. 2B), and the Poly-Si film 4 is dry-etched using the resist film 91 as a mask to form a first gate electrode 41 (FIG. FIG. 2 (c)). Thereafter, a first interlayer insulating film 5 is formed on the surface of the first gate electrode 41 by thermal oxidation treatment (FIG. 2D).

なお、図2(a)〜(d)に示す工程は、従来の固体撮像装置の製造方法における、図8(a)〜(d)に示す工程と同一である。   2A to 2D are the same as the steps shown in FIGS. 8A to 8D in the conventional method for manufacturing a solid-state imaging device.

次に、第2のポリシリコン膜(以下、Poly−Si膜ともいう。)6を、レジスト膜92を用いてドライエッチングで加工して第2ゲート電極61を形成する(図3(a)〜(d))。その後、レジスト膜92の除去、残っている酸化膜1の除去を行い、Si基板10の表面に熱酸化71を形成する。この際、第2ゲート電極61の表面も酸化され、第2層間絶縁膜7が形成される(図4(a))。   Next, the second polysilicon film (hereinafter also referred to as a Poly-Si film) 6 is processed by dry etching using the resist film 92 to form the second gate electrode 61 (FIG. 3A to FIG. 3). (D)). Thereafter, the resist film 92 and the remaining oxide film 1 are removed, and a thermal oxidation 71 is formed on the surface of the Si substrate 10. At this time, the surface of the second gate electrode 61 is also oxidized to form the second interlayer insulating film 7 (FIG. 4A).

図3(a)〜(d)および図4(a)に示す工程は、従来の固体撮像装置の製造方法における、図9(a)〜(c)、図10(a)および(b)に示す工程と同一である。   3 (a) to 3 (d) and FIG. 4 (a) are steps shown in FIGS. 9 (a) to 9 (c), FIGS. 10 (a) and 10 (b) in the conventional method for manufacturing a solid-state imaging device. It is the same as the process shown.

その後、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法では、図4(b)に示すように、全面に窒化膜(シリコン窒化膜)8を下地の段差が反映されるようデポジションにより形成する。このシリコン窒化膜8の膜厚は、電荷転送部を構成する、第1および第2のゲート電極41および61を含む転送電極部と、その後形成される反射防止膜81aとの距離に応じて設定されるものであり、ここでは、0.2μm〜0.3μm程度の厚さとしている。   Thereafter, in the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment, as shown in FIG. 4B, a nitride film (silicon nitride film) 8 is formed on the entire surface by deposition so that the underlying step is reflected. The film thickness of the silicon nitride film 8 is set according to the distance between the transfer electrode portion including the first and second gate electrodes 41 and 61 constituting the charge transfer portion and the antireflection film 81a formed thereafter. Here, the thickness is about 0.2 μm to 0.3 μm.

続いて、図4(c)に示すように、下地の段差が埋め込まれるよう全面にレジスト材料を塗布してレジスト膜93を形成し、図4(d)に示すように、転送電極上部の窒化膜8が露出するよう、レジスト膜93の上部をドライエッチングにより除去する。この際のエッチング条件は、窒化膜8に対するレジスト膜93のエッチング選択比が高選択比でなければならない。このときのエッチングガスとして、例えばOガスが用いられる。 Subsequently, as shown in FIG. 4C, a resist material is applied to the entire surface so that the base step is buried, and a resist film 93 is formed. As shown in FIG. The upper portion of the resist film 93 is removed by dry etching so that the film 8 is exposed. As the etching conditions at this time, the etching selectivity of the resist film 93 to the nitride film 8 must be high. As the etching gas at this time, for example, O 2 gas is used.

その後、図4(d)で残されたレジスト膜93をマスクとして転送電極上部に形成された窒化膜8、および転送電極側面にサイドウォール状に形成された窒化膜8をドライエッチングする(図5(a))。この際のエッチング条件は、等方性エッチングで、レジスト93および下地酸化膜71に対する窒化膜8のエッチング選択比は高選択比でなければならない。このときのエッチングガスとしてはCFガスあるいはSFガスなどのフッ素系のエッチングガスが用いられる。 4D, the nitride film 8 formed on the transfer electrode and the nitride film 8 formed in a sidewall shape on the side surface of the transfer electrode are dry-etched using the resist film 93 left in FIG. 4D as a mask. (A)). The etching condition at this time is isotropic etching, and the etching selectivity of the nitride film 8 to the resist 93 and the base oxide film 71 must be high. As the etching gas at this time, a fluorine-based etching gas such as CF 4 gas or SF 6 gas is used.

続いて、図5(b)に示すように上記レジスト膜93を剥離し、図5(c)に示すように、該レジスト膜93の下側に残された窒化膜81をドライエッチングにより30〜70nm程度の厚さまで、好ましくは、30〜50nm程度の厚さまでエッチバックして反射防止膜81aを形成する。この際のエッチング条件は、下地酸化膜71に対する窒化膜81のエッチング選択比は高選択比でなければならない。例えば、このときのエッチングガスとしては、CFガスあるいはSFガスなどのフッ素系のエッチングガスが用いられる。 Subsequently, as shown in FIG. 5B, the resist film 93 is peeled off, and as shown in FIG. 5C, the nitride film 81 remaining on the lower side of the resist film 93 is subjected to 30 to 30 by dry etching. The antireflection film 81a is formed by etching back to a thickness of about 70 nm, preferably about 30 to 50 nm. The etching condition at this time is that the etching selectivity of the nitride film 81 with respect to the base oxide film 71 must be high. For example, as the etching gas at this time, a fluorine-based etching gas such as CF 4 gas or SF 6 gas is used.

その後、固体撮像装置を構成するその他の構成部材、例えば、遮光膜、カラーフィルタ、およびマイクロレンズの形成などとともにシンター処理などが行われる。   Thereafter, sintering is performed along with the formation of other components constituting the solid-state imaging device, such as a light shielding film, a color filter, and a microlens.

このように本実施形態1による固体撮像装置の製造方法では、シリコン基板10の表面にフォトダイオードを構成する拡散層10aを形成し、シリコン基板10の該拡散層の近傍に第1および第2のゲート電極41および61を転送電極部として形成した後、反射防止膜の構成材料である窒化膜8を、下地の段差が反映されるよう全面に所定の厚さで形成し、レジスト膜93を下地の段差が埋め込まれるよう全面に形成し、その後、転送電極部上の窒化膜8が露出するようレジスト膜93をエッチバックし、該エッチバックしたレジスト93をマスクにして、窒化膜8をドライエッチングすることにより、転送電極部上部の窒化膜8と転送電極部側面上のサイドウォール状に形成された窒化膜8を選択的に除去するようにしたので、拡散層10a上に、転送電極部としてのゲート電極41および61に対して自己整合的に反射防止膜81aを配置することができ、しかも、該反射防止膜81aの構成材料である窒化膜8が、該反射防止膜を位置決めするための膜を兼ねることとなり、反射防止膜の自己整合的な形成工程における成膜プロセスを簡略化することができ、スループットの向上を図ることができる。   As described above, in the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment, the diffusion layer 10a constituting the photodiode is formed on the surface of the silicon substrate 10, and the first and second diffusion layers 10a are formed in the vicinity of the diffusion layer of the silicon substrate 10. After the gate electrodes 41 and 61 are formed as transfer electrode portions, a nitride film 8 which is a constituent material of the antireflection film is formed with a predetermined thickness on the entire surface to reflect the level difference of the base, and a resist film 93 is formed on the base Then, the resist film 93 is etched back so that the nitride film 8 on the transfer electrode portion is exposed, and the nitride film 8 is dry-etched using the etched back resist 93 as a mask. As a result, the nitride film 8 above the transfer electrode portion and the nitride film 8 formed in a sidewall shape on the side surface of the transfer electrode portion are selectively removed. An antireflection film 81a can be disposed on a in a self-aligned manner with respect to the gate electrodes 41 and 61 as transfer electrode portions, and the nitride film 8 which is a constituent material of the antireflection film 81a includes The film also serves as a film for positioning the antireflection film, the film formation process in the self-aligned formation process of the antireflection film can be simplified, and the throughput can be improved.

また、この実施形態では、反射防止膜のパターニングは、マスク合わせにより反射防止膜の位置が決まるフォトリソグラフィ工程によるパターニングではなく、反射防止膜を形成するための反射防止材料層(窒化膜)の膜厚により該反射防止膜の位置が決まる自己整合的なパターニングであり、このため、反射防止膜の寸法の制御精度、および反射防止膜のフォトダイオード領域(光電変換部)に対する重ね合わせ精度を向上させることができる。   In this embodiment, the patterning of the antireflection film is not patterning by a photolithography process in which the position of the antireflection film is determined by mask alignment, but a film of an antireflection material layer (nitride film) for forming the antireflection film. This is a self-aligned patterning in which the position of the antireflection film is determined by the thickness. For this reason, the control accuracy of the dimensions of the antireflection film and the overlay accuracy of the antireflection film on the photodiode region (photoelectric conversion unit) are improved. be able to.

この結果、固体撮像装置の製造方法における量産ばらつきを抑えることができ、さらには、成膜プロセスの簡略化によるフォトリソグラフィ工程の削減に伴うマスク削減により、固体撮像装置の製造コストを抑えることができるという効果が得られる。   As a result, variation in mass production in the manufacturing method of the solid-state imaging device can be suppressed, and furthermore, the manufacturing cost of the solid-state imaging device can be suppressed by reducing the mask accompanying the reduction of the photolithography process by simplifying the film forming process. The effect is obtained.

また、反射防止膜は、第1および第2のゲート電極を含む転送電極部上に形成されないので、該転送電極部の側壁面には反射防止材料層が形成されず、該転送電極部を遮光膜により被覆する場合には、転送電極部の側面に反射防止材料層が形成されていない分だけ、光電変換部の光入射領域を拡大することが可能となり、固体撮像装置の感度向上を図ることができる。   Further, since the antireflection film is not formed on the transfer electrode portion including the first and second gate electrodes, the antireflection material layer is not formed on the side wall surface of the transfer electrode portion, and the transfer electrode portion is shielded from light. When covering with a film, it is possible to expand the light incident area of the photoelectric conversion unit by the amount that the antireflection material layer is not formed on the side surface of the transfer electrode unit, thereby improving the sensitivity of the solid-state imaging device. Can do.

なお、上記実施形態1では、固体撮像装置としてCCD型固体撮像装置を製造する方法を例に挙げて説明したが、本発明は、CMOS型固体撮像装置を製造する方法においても適用可能である。つまり、CMOS型固体撮像装置も、CCD型固体撮像装置と同様、基板上に配置された複数の光電変換部上には反射防止膜が形成されており、CMOS型固体撮像装置の製造方法において、この反射防止膜を、半導体基板上に該光電変換部に隣接するよう形成された導体層に対して自己整合的に形成することは可能である。   In the first embodiment, the method for manufacturing a CCD solid-state imaging device as a solid-state imaging device has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a method for manufacturing a CMOS solid-state imaging device. That is, in the CMOS solid-state imaging device, an antireflection film is formed on a plurality of photoelectric conversion units arranged on the substrate, similarly to the CCD solid-state imaging device. This antireflection film can be formed on the semiconductor substrate in a self-aligned manner with respect to the conductor layer formed so as to be adjacent to the photoelectric conversion portion.

さらに、上記実施形態1では、特に説明しなかったが、上記実施形態1の固体撮像装置の製造方法により得られる固体撮像装置を撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
(実施形態2)
図6は、本発明の実施形態2として、実施形態1の固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
Furthermore, although not specifically described in the first embodiment, a digital video camera, a digital still camera, or the like using a solid-state imaging device obtained by the solid-state imaging device manufacturing method according to the first embodiment as an imaging unit. An electronic information device having an image input device such as a camera, an image input camera, a scanner, a facsimile, a camera-equipped mobile phone device, etc. will be briefly described below.
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electronic information device using, as an imaging unit, the solid-state imaging device obtained by the manufacturing method of the solid-state imaging device of Embodiment 1 as Embodiment 2 of the present invention.

図6に示す本発明の実施形態2による電子情報機器190は、本発明の上記実施形態1の固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を、被写体の撮影を行う撮像部191として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部192と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部193と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部194と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力部195とのうちの少なくともいずれかを有している。   The electronic information device 190 according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 6 includes the solid-state imaging device obtained by the solid-state imaging device manufacturing method according to the first embodiment of the present invention as an imaging unit 191 that captures an object. A memory unit 192 such as a recording medium for recording data after high-quality image data obtained by photographing by such an imaging unit is subjected to predetermined signal processing for recording, and the image data for display A display unit 193 such as a liquid crystal display device that displays on a display screen such as a liquid crystal display screen after performing predetermined signal processing, and a communication unit such as a transmission / reception device that performs communication processing after processing this image data for predetermined signal processing 194 and at least one of an image output unit 195 that prints (outputs) and outputs (prints out) the image data.

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. It is understood that the patent documents cited in the present specification should be incorporated by reference into the present specification in the same manner as the content itself is specifically described in the present specification.

本発明は、固体撮像装置の製造方法、および電子情報機器の分野において、反射防止膜の構成材料である窒化膜の、転送電極部の上部に形成された部分と転送電極部の側壁面上にサイドウォール状に形成された部分のみを選択的に除去し、光電変換部であるフォトダイオード領域(拡散層)上に島状の反射防止膜を転送電極部に対して自己整合的に形成することができる固体撮像装置の製造方法、およびこのような固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いた電子情報機器を提供することができる。   The present invention relates to a method of manufacturing a solid-state imaging device, and in the field of electronic information equipment, a nitride film, which is a constituent material of an antireflection film, on a portion formed on an upper portion of a transfer electrode portion and on a side wall surface of the transfer electrode portion. Only the portion formed in the sidewall shape is selectively removed, and an island-shaped antireflection film is formed in a self-aligned manner with respect to the transfer electrode portion on the photodiode region (diffusion layer) which is the photoelectric conversion portion. It is possible to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device capable of performing the above and an electronic information device using the solid-state imaging device obtained by the method for manufacturing a solid-state imaging device.

図1は、本発明の実施形態1による固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を説明する平面図である。FIG. 1 is a plan view illustrating a solid-state imaging device obtained by the method for manufacturing a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. 図2(a)〜図2(d)は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。FIG. 2A to FIG. 2D are views for explaining the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the first embodiment in the order of steps. 図3(a)〜図3(d)は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。FIG. 3A to FIG. 3D are views for explaining the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the first embodiment in the order of steps. 図4(a)〜図4(d)は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。4A to 4D are views for explaining the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment in the order of steps. 図5(a)〜図5(c)は、本実施形態1による固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図であり、図5(c)は、図1のXc−Xc線部分の断面構造を示している。FIGS. 5A to 5C are views for explaining the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the first embodiment in the order of steps, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line Xc-Xc in FIG. The structure is shown. 図6は、本発明の実施形態2として、実施形態1の固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of an electronic information device using, as an imaging unit, the solid-state imaging device obtained by the manufacturing method of the solid-state imaging device of Embodiment 1 as Embodiment 2 of the present invention. 図7は、従来の固体撮像装置を説明する平面図である。FIG. 7 is a plan view for explaining a conventional solid-state imaging device. 図8(a)〜図8(d)は、従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。FIG. 8A to FIG. 8D are diagrams for explaining a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device in the order of steps. 図9(a)〜図9(c)は、従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。FIG. 9A to FIG. 9C are views for explaining a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device in the order of steps. 図10(a)〜図10(d)は、従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。FIG. 10A to FIG. 10D are diagrams for explaining a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device in the order of steps. 図11(a)〜図11(c)は、従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図である。FIG. 11A to FIG. 11C are diagrams for explaining a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device in the order of steps. 図12(a)および図12(b)は、従来の固体撮像装置の製造方法を工程順に説明する図であり、図12(b)は、図7のXIIb−XIIb線部分の断面構造を示している。12 (a) and 12 (b) are diagrams for explaining a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device in the order of steps, and FIG. 12 (b) shows a cross-sectional structure taken along line XIIb-XIIb in FIG. ing.

符号の説明Explanation of symbols

1 ゲート酸化膜
2 ゲート窒化膜
3 ゲートHTO膜
4 第1Poly−Si(ドーピング有り)
5 第1層間絶縁膜
6 第2Poly−Si(ドーピング有り)
7 第2層間絶縁膜
8 反射防止膜(窒化膜)
10 Si基盤
12 多結晶ポリシリコン
21 窒化膜(フォトダイオード上加工後)
41 第1ゲート電極
61 第2ゲート電極
71 第2層間絶縁膜(基板上)
81 反射防止膜(加工後)
81a 反射防止膜(エッチバック後)
91 第1ゲート電極加工用フォトレジストパターン
92 第2ゲート電極加工用フォトレジストパターン
93 反射防止膜加工用フォトレジスト
190 電子情報機器
191 撮像部
192 メモリ部
193 表示部
194 通信部
195 画像出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gate oxide film 2 Gate nitride film 3 Gate HTO film | membrane 4 1st Poly-Si (with doping)
5 First interlayer insulating film 6 Second Poly-Si (with doping)
7 Second interlayer insulating film 8 Antireflection film (nitride film)
10 Si substrate 12 Polycrystalline polysilicon 21 Nitride film (after processing on photodiode)
41 First gate electrode 61 Second gate electrode 71 Second interlayer insulating film (on substrate)
81 Anti-reflective coating (after processing)
81a Anti-reflective coating (after etch back)
91 Photoresist pattern for first gate electrode processing 92 Photoresist pattern for second gate electrode processing 93 Photoresist for antireflection film processing 190 Electronic information equipment 191 Imaging unit 192 Memory unit 193 Display unit 194 Communication unit 195 Image output unit

Claims (15)

入射光の光電変換により信号電荷を生成する複数の光電変換部と、該各光電変換部上に配置された反射防止膜とを有する固体撮像装置を製造する方法であって、
該半導体基板の表面領域に該光電変換部を形成するとともに、該半導体基板上に該光電変換部に隣接するよう導体層を形成する工程と、
該反射防止膜の材料である反射防止材料層を、その下地の段差が反映されるよう全面に形成する工程と、
該反射防止材料層上に下地の段差が埋め込まれるよう、該反射防止材料層に対するエッチング選択性を有する下地埋込層を形成する工程と、
該下地埋込層を、該導体層上の該反射防止材料層が露出するようエッチバックする工程と、
該下地埋込層をマスクとして、該反射防止材料層を、該光電変換部上に該反射防止膜が形成されるよう選択的にエッチングする工程とを含む固体撮像装置の製造方法。
A method of manufacturing a solid-state imaging device having a plurality of photoelectric conversion units that generate signal charges by photoelectric conversion of incident light, and an antireflection film disposed on each photoelectric conversion unit,
Forming the photoelectric conversion portion on the surface region of the semiconductor substrate and forming a conductor layer on the semiconductor substrate so as to be adjacent to the photoelectric conversion portion;
Forming an antireflection material layer, which is a material of the antireflection film, on the entire surface so that a step of the base is reflected;
Forming a base buried layer having etching selectivity with respect to the antireflection material layer so that a step of the base is embedded on the antireflection material layer;
Etching back the underlying buried layer so that the antireflection material layer on the conductor layer is exposed;
And a step of selectively etching the antireflection material layer so that the antireflection film is formed on the photoelectric conversion portion using the underlying buried layer as a mask.
請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記反射防止膜材料の選択的なエッチング工程では、該反射防止膜材料の選択的なエッチングにより前記下地埋込層の下側に残った反射防止材料層を、該下地埋込層を除去した後に、所望の厚さとなるようエッチングにより加工する固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 1,
In the selective etching process of the antireflection film material, the antireflection material layer remaining under the base buried layer by selective etching of the antireflection film material is removed after the base buried layer is removed. A method of manufacturing a solid-state imaging device, which is processed by etching so as to have a desired thickness.
請求項2に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記反射防止材料層は、
その膜厚により、前記光電変換部上に配置される反射防止膜と、該光電変換部に隣接するよう前記半導体基板上に配置された導体層との距離が決まるよう形成される固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 2,
The antireflection material layer is
The solid-state imaging device formed so that the distance between the antireflection film disposed on the photoelectric conversion unit and the conductor layer disposed on the semiconductor substrate adjacent to the photoelectric conversion unit is determined by the film thickness. Production method.
請求項3に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記反射防止材料層は、0.2μm〜0.3μmの範囲内の厚さを有する固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 3,
The antireflection material layer is a method for manufacturing a solid-state imaging device having a thickness in a range of 0.2 μm to 0.3 μm.
請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記半導体基板はシリコン基板であり、
前記反射防止材料層は窒化シリコン層である固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 4,
The semiconductor substrate is a silicon substrate;
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the antireflection material layer is a silicon nitride layer.
請求項5に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記反射防止材料層としての窒化シリコン層の選択的なエッチングは、フッ素系エッチングガスを用いて行われる固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 5,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the selective etching of the silicon nitride layer as the antireflection material layer is performed using a fluorine-based etching gas.
請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記下地埋込層は、レジスト材料の全面塗布により形成されたレジスト層である固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 1,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the underlying buried layer is a resist layer formed by applying a resist material over the entire surface.
請求項7に記載の固体撮像装置の製造方法において、
該下地埋込層としてのレジスト層のエッチバックは、酸素ガスを用いて行われる固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 7,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the etch back of the resist layer as the underlying buried layer is performed using oxygen gas.
請求項8に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記レジスト層をエッチバックする工程では、
該レジスト層のみを選択的にエッチングする固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 8,
In the step of etching back the resist layer,
A method of manufacturing a solid-state imaging device that selectively etches only the resist layer.
請求項9に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記反射防止材料層は窒化膜であり、
前記下地埋込層であるレジスト膜をマスクとして、該反射防止材料層である窒化膜を選択的にエッチングする工程では、
該レジスト膜をマスクとして該窒化膜を、前記光電変換部上に位置する部分が島状に残るよう自己整合的にエッチングする固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 9,
The antireflection material layer is a nitride film,
In the step of selectively etching the nitride film as the antireflection material layer using the resist film as the base buried layer as a mask,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the nitride film is etched in a self-aligning manner so that a portion located on the photoelectric conversion portion remains in an island shape using the resist film as a mask.
請求項10に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記島状に形成された窒化膜を、その膜厚が30〜70nmとなるようエッチングして前記反射防止膜を形成する工程を含む固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 10,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: forming the antireflection film by etching the nitride film formed in the island shape so as to have a film thickness of 30 to 70 nm.
請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記固体撮像装置は、前記光電変換部で生成された信号電荷を転送する電荷転送部を含み、
前記導体層は、該電荷転送部の転送電極を構成している固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 1,
The solid-state imaging device includes a charge transfer unit that transfers a signal charge generated by the photoelectric conversion unit,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the conductor layer constitutes a transfer electrode of the charge transfer unit.
請求項12に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記導体層は、ポリシリコンにより構成されており、その表面にはシリコン酸化膜が形成されている固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 12,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the conductor layer is made of polysilicon and a silicon oxide film is formed on a surface thereof.
請求項12に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記電荷転送部を構成する転送電極は、第1のポリシリコン層からなる第1のゲート電極と、該第1のポリシリコン上に層間絶縁膜を介して形成された第2のポリシリコンからなる第2のゲート電極とから構成されている固体撮像装置の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 12,
The transfer electrode constituting the charge transfer portion is made of a first gate electrode made of a first polysilicon layer and a second polysilicon formed on the first polysilicon via an interlayer insulating film. A method for manufacturing a solid-state imaging device including a second gate electrode.
撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部として、請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法により得られた固体撮像装置を用いたものである電子情報機器。
An electronic information device including an imaging unit,
An electronic information device using a solid-state imaging device obtained by the method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1 as the imaging unit.
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