JP2011009389A - Solid-state image pickup device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state image pickup device improved in sensitivity and excellent in reduction of color mixture, and a method for manufacturing the device with ease.SOLUTION: A silicon lens 40 is provided between a photodiode 31 and an on-chip micro lens 63. Since the silicon lens 40 and a silicon layer 14 are both the same silicon layer, reflection can be suppressed. Reflection of light is suppressed by a reflection preventing film on the surface of the silicon lens 40 to obtain an improved light condensing factor and improved sensitivity. Failure of color mixture is reduced as well since multiplex reflection is suppressed.

Description

本発明は、いわゆる裏面照射型構造を有し、光電変換素子を用いて撮像する固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device having a so-called back-illuminated structure and imaging using a photoelectric conversion element, and a method for manufacturing the solid-state imaging device.

従来から、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサと呼ばれる固体撮像装置では、基板表面上に受光センサとその各受光センサを接続する配線を形成し、その面に光を照射させて受光センサ領域で変換された電気信号を取り出して撮像する表面照射型構造が一般的であるが、固体撮像装置の微細化が進むにつれて、配線のピッチが狭くなると共に配線層の多層化が進むため、照射された光が受光センサ領域の表面まで十分な強度で到達することが困難になってきている。   Conventionally, in a solid-state imaging device called a CCD image sensor or a CMOS image sensor, a light receiving sensor and a wiring for connecting each light receiving sensor are formed on the surface of the substrate, and light is irradiated on the surface to be converted in the light receiving sensor region. The surface illumination type structure that picks up and picks up electrical signals is common, but as the solid-state imaging device becomes more miniaturized, the pitch of the wiring becomes narrower and the wiring layer becomes multilayered. It has become difficult to reach the surface of the light receiving sensor region with sufficient strength.

この改善案として、受光センサ領域と配線が形成された表面とは反対側から光を照射する裏面照射型構造の固体撮像装置が提案されている。
図22は従来の裏面照射型固体撮像装置の構造を示す断面図である(特許文献1)。
As an improvement plan, there has been proposed a solid-state imaging device having a back-illuminated structure in which light is irradiated from the side opposite to the surface on which the light receiving sensor region and the wiring are formed.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional back-illuminated solid-state imaging device (Patent Document 1).

この特許文献1には、裏面照射型構造を適用したCMOS型固体撮像装置が開示されている。図22に示すように、本例の固体撮像装置は、支持シリコン基板110の片面(裏面)側に反射防止膜等の2層のシリコン酸化膜120を介して多層配線層130が設けられ、この多層配線層130に薄い平板状の単結晶シリコン基板142が積層され、この単結晶シリコン基板142に複数の光電変換素子(以下、フォトダイオードと称す)150が形成されている。各フォトダイオード150は、単結晶シリコン基板142の裏面側を受光部として形成されており、さらに、この単結晶シリコン基板142の裏面側には層間絶縁膜160を介してカラーフィルタ170及びオンチップマイクロレンズ180が設けられている。   This Patent Document 1 discloses a CMOS type solid-state imaging device to which a backside illumination type structure is applied. As shown in FIG. 22, in the solid-state imaging device of this example, a multilayer wiring layer 130 is provided on one surface (back surface) side of a supporting silicon substrate 110 via a two-layer silicon oxide film 120 such as an antireflection film. A thin flat single crystal silicon substrate 142 is laminated on the multilayer wiring layer 130, and a plurality of photoelectric conversion elements (hereinafter referred to as photodiodes) 150 are formed on the single crystal silicon substrate 142. Each photodiode 150 is formed by using the back surface side of the single crystal silicon substrate 142 as a light receiving portion, and further, the color filter 170 and the on-chip micros are formed on the back surface side of the single crystal silicon substrate 142 via an interlayer insulating film 160. A lens 180 is provided.

次に、特許文献1に開示された固体撮像装置の製造方法について図23〜図26の従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図を参照して簡単に説明する。
まず、図23において、酸化シリコン基板141と単結晶シリコン基板142の2層からなる基板を作製する。この2層基板は、各基板を貼り合わせたものや、もしくはSOI基板を用いる。
Next, a manufacturing method of the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 will be briefly described with reference to process cross-sectional views illustrating the conventional manufacturing method of the solid-state imaging device shown in FIGS.
First, in FIG. 23, a two-layer substrate of a silicon oxide substrate 141 and a single crystal silicon substrate 142 is manufactured. As the two-layer substrate, one obtained by bonding the substrates or an SOI substrate is used.

次に、図24において、単結晶シリコン基板142を全面エッチング等によって薄型化し単結晶シリコン基板142の厚さが5μm程度のシリコン基板140とする。
続いて、図25に示すように、単結晶シリコン基板142内にフォトダイオード150等の素子を形成する。この場合、フォトダイオード150の受光部を酸化シリコン基板141側に向けて形成する。そして、その単結晶シリコン基板142の上部に多層配線層130を形成する。
Next, in FIG. 24, the single crystal silicon substrate 142 is thinned by overall etching or the like to obtain a silicon substrate 140 having a thickness of about 5 μm.
Subsequently, as shown in FIG. 25, an element such as a photodiode 150 is formed in the single crystal silicon substrate 142. In this case, the light receiving portion of the photodiode 150 is formed toward the silicon oxide substrate 141 side. Then, a multilayer wiring layer 130 is formed on the single crystal silicon substrate 142.

その上部に、図26に示すように、2層のシリコン酸化膜120を介して支持シリコン基板110を貼り合わせて機械的強度を向上させた後、研削、エッチングまたはそれらを併用することによって裏面側の酸化シリコン基板141を除去する。   As shown in FIG. 26, a support silicon substrate 110 is bonded to the upper portion through a two-layer silicon oxide film 120 to improve mechanical strength, and then the back side is obtained by grinding, etching, or using them together. The silicon oxide substrate 141 is removed.

この後、図22に示したように、単結晶シリコン基板142の上(裏面側)に、上述した薄い層間絶縁膜160、カラーフィルタ170、及びオンチップマイクロレンズ180を形成して従来の裏面照射型固体撮像装置が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 22, the above-described thin interlayer insulating film 160, color filter 170, and on-chip microlens 180 are formed on the single crystal silicon substrate 142 (on the back surface side), and the conventional back surface irradiation is performed. Type solid-state imaging device is formed.

特開2005−259828号公報JP 2005-259828 A

しかしながら、上記従来の固体撮像装置では、受光部の上部にはオンチップマイクロレンズのみ配置している構造のため、画素部の微細化に伴う感度不足、フォトダイオード表面とカラーフィルタ底面の層間膜中での入射光の多重反射による感度低下や隣接するフォトダイオードへの光の漏れによる混色が発生するという問題がある。   However, the conventional solid-state imaging device has a structure in which only the on-chip microlens is arranged above the light receiving portion. Therefore, the sensitivity is insufficient due to the miniaturization of the pixel portion, and the interlayer film on the photodiode surface and the color filter bottom surface There is a problem that sensitivity is lowered due to multiple reflections of incident light at the light source and color mixing occurs due to light leakage to adjacent photodiodes.

そこで本発明は、容易な製造方法で、感度の向上と混色低減に優れた固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device excellent in sensitivity improvement and color mixing reduction with an easy manufacturing method, and a manufacturing method thereof.

上述の目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は、複数の受光部が形成された半導体基板と、前記半導体基板の第1の面の上に形成された多層配線層と、前記半導体基板の前記第1の面と反対側の第2の面の上に形成された反射防止膜と、前記複数の受光部のそれぞれに対応して、前記反射防止膜の上に形成された複数のマイクロレンズと、前記半導体基板の前記第2の面であって前記複数の受光部のそれぞれに対応する位置に形成された複数の凸部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention includes a semiconductor substrate on which a plurality of light receiving portions are formed, a multilayer wiring layer formed on a first surface of the semiconductor substrate, and the semiconductor An antireflection film formed on a second surface opposite to the first surface of the substrate, and a plurality of antireflection films formed on the antireflection film corresponding to each of the plurality of light receiving portions. A microlens and a plurality of convex portions formed on the second surface of the semiconductor substrate at positions corresponding to the plurality of light receiving portions, respectively.

また、前記半導体基板の第2の面と前記マイクロレンズとの間に、前記複数の受光部のそれぞれに対応して形成された複数のカラーフィルタをさらに備え、前記複数のカラーフィルタの色によって、前記複数の凸部の高さが異なっていても良い。   Further, a plurality of color filters formed corresponding to each of the plurality of light receiving portions between the second surface of the semiconductor substrate and the microlens, and depending on the colors of the plurality of color filters, The heights of the plurality of convex portions may be different.

さらに、本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に複数の受光部を形成する工程と、前記半導体基板の第1の面の上に多層配線層を形成する工程と、前記半導体基板の前記第1の面と反対側の第2の面の上に反射防止膜を形成する工程と、前記反射防止膜の上に、前記複数の受光部のそれぞれに対応して複数のマイクロレンズを形成する工程とを備え、前記半導体基板の第2の面に、前記複数の受光部のそれぞれに対応した複数の凸部を形成する工程をさらに備えていることを特徴とする。   Furthermore, the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a step of forming a plurality of light receiving portions on a semiconductor substrate, a step of forming a multilayer wiring layer on the first surface of the semiconductor substrate, Forming an antireflection film on the second surface opposite to the first surface, and forming a plurality of microlenses on the antireflection film corresponding to each of the plurality of light receiving portions. And a step of forming a plurality of convex portions corresponding to each of the plurality of light receiving portions on the second surface of the semiconductor substrate.

また、前記凸部は、レンズ形状であっても良い。
また、前記複数の凸部を形成する工程は、前記積層配線層を形成する工程と前記反射防止膜を形成する工程との間に行っても良い。
The convex portion may have a lens shape.
Further, the step of forming the plurality of convex portions may be performed between the step of forming the laminated wiring layer and the step of forming the antireflection film.

また、前記複数の凸部を形成する工程は、前記積層配線層を形成する工程の前に行っても良い。
また、前記複数の凸部を形成する工程は、前記半導体基板の前記第2の面の上であって前記複数の受光部のそれぞれに対応した位置にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンと前記半導体基板の前記第2の面とを同時にエッチングする工程とからなることもできる。
Further, the step of forming the plurality of convex portions may be performed before the step of forming the laminated wiring layer.
Further, the step of forming the plurality of convex portions includes a step of forming a resist pattern at a position corresponding to each of the plurality of light receiving portions on the second surface of the semiconductor substrate, and the resist pattern And the step of simultaneously etching the second surface of the semiconductor substrate.

また、前記レジストパターンは、半球状であっても良い。
また、前記反射防止膜を形成する工程の後に、前記複数の受光部のそれぞれに対応した前記半導体基板の前記第2の面の上に複数のカラーフィルタを形成する工程をさらに備え、前記レジストパターンを形成する工程では、前記複数のカラーフィルタの色によって、前記レジストパターンの高さが異なるように形成することもできる。
The resist pattern may be hemispherical.
In addition, after the step of forming the antireflection film, the resist pattern further includes a step of forming a plurality of color filters on the second surface of the semiconductor substrate corresponding to each of the plurality of light receiving portions. In the step of forming the resist pattern, the resist pattern can be formed so that the height of the resist pattern differs depending on the colors of the plurality of color filters.

以上により、集光率が向上し、感度の向上と混色低減が可能となる。   As described above, the light collection rate is improved, and the sensitivity can be improved and color mixing can be reduced.

本発明の固体撮像装置によれば、微細化、高画素化が進んだとしても、受光部とオンチップマイクロレンズとの間にレンズ形状等の凹凸形状のシリコン層を形成することにより、容易な製造方法で、凹凸形状のシリコン層を透過する光において、凹凸形状部と受光部が形成されるシリコン層とが同じ材質のシリコン層であるため、異なる屈折率膜界面による反射を抑制することができる。また、凹凸形状のシリコン層の上部に反射防止膜も容易に形成でき、凹凸形状受光面の光の反射を抑制できる。これらの反射抑止効果により、集光率が向上し、感度を向上させることができる。更に、異なる屈折率膜界面における多重反射も抑制できることから、隣接するフォトダイオードへの光の入り込みも抑制でき混色不良も低減できる。   According to the solid-state imaging device of the present invention, even if the miniaturization and the increase in the number of pixels are advanced, it is easy to form an uneven silicon layer such as a lens shape between the light receiving unit and the on-chip microlens. In the light transmitted through the concavo-convex shape silicon layer in the manufacturing method, the concavo-convex shape portion and the silicon layer on which the light receiving portion is formed are the same material silicon layer, so that reflection by different refractive index film interfaces can be suppressed. it can. Further, an antireflection film can be easily formed on the top of the concavo-convex silicon layer, and reflection of light on the concavo-convex light receiving surface can be suppressed. Due to these reflection suppression effects, the light collection rate can be improved and the sensitivity can be improved. Furthermore, since multiple reflections at different refractive index film interfaces can be suppressed, light entering into adjacent photodiodes can be suppressed, and color mixing defects can be reduced.

本発明の第1の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 1st Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 2nd Example of this invention 本発明の第3の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the solid-state imaging device in 3rd Example of this invention 本発明の第3の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 3rd Example of this invention 本発明の第3の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 3rd Example of this invention 本発明の第3の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 3rd Example of this invention 本発明の第3の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solid-state imaging device in 3rd Example of this invention 従来の裏面照射型固体撮像装置の構造を示す断面図Sectional view showing the structure of a conventional back-illuminated solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図Process sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional solid-state imaging device

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。ここで、受光部上部のシリコン層からなる凹凸形状については、レンズ形状の構造の実施例について説明する。
(第1の実施例)
図1は、本発明の第1の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, an example of a lens-shaped structure will be described with respect to the concavo-convex shape formed of the silicon layer above the light receiving portion.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.

図1では、受光センサを有する固体撮像装置の一部を示しており、14はシリコン層(単結晶シリコン層)、31はフォトダイオード、32は第1の絶縁膜、33はコンタクトプラグ、34は第2の絶縁膜、35は配線、36は多層配線層、37は第1の接着層、38は第2の接着層、39は支持シリコン基板、40はシリコン層からなるシリコンレンズ、52は酸化シリコン膜50と窒化シリコン膜51の2層からなる反射防止膜、60はカラーフィルタ(Blue対応)、61はカラーフィルタ(Green対応)、62はカラーフィルタ(Red対応)、63はオンチップマイクロレンズである。   FIG. 1 shows a part of a solid-state imaging device having a light receiving sensor, wherein 14 is a silicon layer (single crystal silicon layer), 31 is a photodiode, 32 is a first insulating film, 33 is a contact plug, and 34 is Second insulating film, 35 is wiring, 36 is a multilayer wiring layer, 37 is a first adhesive layer, 38 is a second adhesive layer, 39 is a supporting silicon substrate, 40 is a silicon lens made of a silicon layer, 52 is an oxide Antireflection film comprising two layers of silicon film 50 and silicon nitride film 51, 60 is a color filter (compatible with Blue), 61 is a color filter (compatible with Green), 62 is a color filter (compatible with Red), and 63 is an on-chip microlens It is.

次に、上述した本発明による固体撮像装置およびその製造方法の第1の実施例を詳細に説明する。
図2〜図9は、本発明の第1の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図であり、図1と対応する部分には同一符号を付す。
Next, a first embodiment of the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention described above will be described in detail.
2 to 9 are process cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention, and portions corresponding to those in FIG.

まず、図2に示すように、シリコン基板12と酸化シリコン膜13とシリコン層11から成るSOI基板15を用意し、そのシリコン層11内にフォトダイオード31等の受光センサを構成する不純物領域を形成する。そして、図示しないがシリコン層11内にトランジスタを構成する不純物領域とシリコン層11の表面にはトランジスタのゲート電極等の形成も行う。   First, as shown in FIG. 2, an SOI substrate 15 comprising a silicon substrate 12, a silicon oxide film 13, and a silicon layer 11 is prepared, and an impurity region constituting a light receiving sensor such as a photodiode 31 is formed in the silicon layer 11. To do. Although not shown, a transistor gate electrode and the like are also formed on the surface of the silicon layer 11 and impurity regions constituting the transistor in the silicon layer 11.

次に、図3に示すように、シリコン層11の表面に例えばシリコン酸化膜等の第1の絶縁膜32を形成し、第1の絶縁膜32内にコンタクトプラグ33を形成する。そして、第1の絶縁膜32上に例えばシリコン酸化膜等の第2の絶縁膜34を形成し、その第2の絶縁膜34内に受光センサ領域を電気的に繋ぐ、例えば銅等の配線35を形成し、多層配線層36を形成する。   Next, as shown in FIG. 3, a first insulating film 32 such as a silicon oxide film is formed on the surface of the silicon layer 11, and a contact plug 33 is formed in the first insulating film 32. Then, a second insulating film 34 such as a silicon oxide film is formed on the first insulating film 32, and the light receiving sensor region is electrically connected to the second insulating film 34, for example, a wiring 35 such as copper. And the multilayer wiring layer 36 is formed.

次に、図4に示すように、多層配線層36の表面に酸化シリコン膜等の第1の接着層37を形成し、表面を平坦に研磨する。そして、酸化シリコン膜等の第2の接着層38が形成された支持シリコン基板39を用意し、第1の接着層37と第2の接着層38の酸化シリコン膜同士が接続するようにして、SOI基板15の表面に形成した多層配線層36と支持基板39とを貼り合わせる。   Next, as shown in FIG. 4, a first adhesive layer 37 such as a silicon oxide film is formed on the surface of the multilayer wiring layer 36, and the surface is polished flat. Then, a supporting silicon substrate 39 on which a second adhesive layer 38 such as a silicon oxide film is formed is prepared so that the silicon oxide films of the first adhesive layer 37 and the second adhesive layer 38 are connected to each other. The multilayer wiring layer 36 formed on the surface of the SOI substrate 15 and the support substrate 39 are bonded together.

次に、図5に示すように、SOI基板15と支持基板39の上下を反転させて、上面になったSOI基板15のシリコン基板12をCMP法、RIE法、BGR法、もしくはこれら3つの方法の組合せにより除去し、その後シリコン基板12の裏面にあった酸化シリコン膜13をCMP法やRIE法等により除去する。この結果、受光部の受光側にシリコン層11が露出することから、以後このシリコン層11の受光面をレンズ形状に形成することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 5, the SOI substrate 15 and the support substrate 39 are turned upside down, and the silicon substrate 12 of the SOI substrate 15 on the upper surface is subjected to CMP, RIE, BGR, or these three methods. Then, the silicon oxide film 13 on the back surface of the silicon substrate 12 is removed by a CMP method, an RIE method, or the like. As a result, since the silicon layer 11 is exposed on the light receiving side of the light receiving portion, the light receiving surface of the silicon layer 11 can be formed into a lens shape thereafter.

次に、図6に示すように、フォトダイオード31の受光側となるシリコン層11の表面に、リソグラフィー技術によりドット上のレジストパターンを形成後、メルトベークなどの熱処理の溶解により、例えば半球状やレンズ形状のような形状のレジストパターン23を形成する。   Next, as shown in FIG. 6, after forming a resist pattern on the dots by lithography technology on the surface of the silicon layer 11 on the light receiving side of the photodiode 31, for example, hemisphere or lens by melting by heat treatment such as melt baking. A resist pattern 23 having a shape like the shape is formed.

次に、図7に示すように、ドライエッチング技術により例えば塩素系、臭素系のハロゲンガスにCF系,酸素ガスを添加した条件により、レジストパターン23とシリコン層11をエッチングしてシリコン層14を形成する。この時、シリコン層14のフォトダイオード31の受光側となる表面には半球状やレンズ形状のシリコン層からなるシリコンレンズ40が形成される。   Next, as shown in FIG. 7, the resist pattern 23 and the silicon layer 11 are etched to form the silicon layer 14 by dry etching technology under the condition that, for example, a chlorine or bromine halogen gas is added with a CF or oxygen gas. Form. At this time, a silicon lens 40 made of a hemispherical or lens-shaped silicon layer is formed on the surface of the silicon layer 14 on the light receiving side of the photodiode 31.

次に、図8に示すように、シリコンレンズ40の上部に酸化シリコン膜50と窒化シリコン膜51からなる2層の反射防止膜52を形成する。
次に、図9に示すように、各フォトダイオードの上部領域である反射防止膜52の上部に、Blueに対応したカラーフィルタ60、Greenに対応したカラーフィルタ61、Redに対応したカラーフィルタ62を形成し、その上にオンチップマイクロレンズ63を形成して固体撮像装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 8, a two-layer antireflection film 52 composed of a silicon oxide film 50 and a silicon nitride film 51 is formed on the silicon lens 40.
Next, as shown in FIG. 9, a color filter 60 corresponding to Blue, a color filter 61 corresponding to Green, and a color filter 62 corresponding to Red are formed on the antireflection film 52 which is an upper region of each photodiode. Then, an on-chip microlens 63 is formed thereon to complete the solid-state imaging device.

以上のように本発明の固体撮像装置の製造方法では、フォトダイオード31とオンチップマイクロレンズ63との間にシリコンレンズ40を有し、また、フォトダイオード31が形成されるシリコン層14がシリコンレンズ40と同一材料で形成されるため、シリコンレンズ40を透過する光において、異なる屈折率膜界面による反射を抑制することができる。また、シリコン層14にレンズ形状(凸形状)のシリコンレンズ40が形成される構造のため、斜め光等を効率的にフォトダイオード31に集光できると共に、その構造を維持した形態でシリコンレンズの上部に反射防止膜も容易に形成でき、シリコンレンズ表面の光の反射を抑制でき、更に集光率を向上できるので感度を向上させることができる。   As described above, in the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, the silicon lens 40 is provided between the photodiode 31 and the on-chip microlens 63, and the silicon layer 14 on which the photodiode 31 is formed is a silicon lens. Since the light is transmitted through the silicon lens 40, reflection from a different refractive index film interface can be suppressed. Further, since the lens shape (convex shape) of the silicon lens 40 is formed on the silicon layer 14, oblique light or the like can be efficiently collected on the photodiode 31, and the structure of the silicon lens can be maintained while maintaining the structure. An antireflection film can be easily formed on the upper portion, light reflection on the surface of the silicon lens can be suppressed, and the light collection rate can be further improved, so that the sensitivity can be improved.

更に、シリコン層14に同一材料で形成されたレンズ形状(凸形状)のシリコンレンズ40が形成されるため、異なる屈折率膜界面における多重反射も抑制できることから、隣接するフォトダイオードへの光の入り込みも抑制でき混色不良も低減できる。   Further, since the silicon lens 40 having a lens shape (convex shape) formed of the same material is formed on the silicon layer 14, multiple reflections at different refractive index film interfaces can be suppressed, so that light enters an adjacent photodiode. And color mixing defects can be reduced.

このように、容易な製造方法で、感度を向上させると共に、混色を防止できるため、更なる微細化、高画素化が可能となり、携帯電話用カメラ、ムービーカメラ、デジタルスチルカメラのさらなる高機能化に貢献することができる。
(第2の実施例)
次に、図10は、本発明の第2の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図である。
In this way, it is possible to improve sensitivity and prevent color mixing with an easy manufacturing method, thus enabling further miniaturization and higher pixel count, and further enhancement of functions for mobile phone cameras, movie cameras, and digital still cameras. Can contribute.
(Second embodiment)
Next, FIG. 10 is a cross-sectional view showing the structure of the solid-state imaging device in the second embodiment of the present invention.

図10では、受光センサを有する固体撮像装置の一部を示しており、本実施例では、SOI基板作成時に予めシリコン裏面層にレンズ形状の凹凸を作りこんでいる。
17は裏面にレンズ形状のシリコンレンズ41を有したシリコン層(単結晶シリコン層)、31はフォトダイオード、32は第1の絶縁膜、33はコンタクトプラグ、34は第2の絶縁膜、35は配線、36は多層配線層、37は第1の接着層、38は第2の接着層、39は支持シリコン基板、41はシリコン層からなるシリコンレンズ、52は酸化シリコン膜50と窒化シリコン膜51の2層からなる反射防止膜、60はカラーフィルタ(Blue対応)、61はカラーフィルタ(Green対応)、62はカラーフィルタ(Red対応)、63はオンチップマイクロレンズである。
FIG. 10 shows a part of a solid-state imaging device having a light receiving sensor. In this embodiment, lens-shaped irregularities are previously formed in the silicon back surface layer when the SOI substrate is formed.
17 is a silicon layer (single crystal silicon layer) having a lens-shaped silicon lens 41 on the back surface, 31 is a photodiode, 32 is a first insulating film, 33 is a contact plug, 34 is a second insulating film, and 35 is Wiring, 36 is a multilayer wiring layer, 37 is a first adhesive layer, 38 is a second adhesive layer, 39 is a supporting silicon substrate, 41 is a silicon lens made of a silicon layer, 52 is a silicon oxide film 50 and a silicon nitride film 51. 2 is an antireflection film, 60 is a color filter (compatible with Blue), 61 is a color filter (compatible with Green), 62 is a color filter (compatible with Red), and 63 is an on-chip microlens.

次に、上述した本発明による固体撮像装置の製造方法の第2の実施例を詳細に説明する。
図11〜図16は、本発明の第2の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図であり、図10と対応する部分には同一符号を付す。
Next, a second embodiment of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention will be described in detail.
FIGS. 11 to 16 are process cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention, and portions corresponding to those in FIG.

まず、図11に示すように、シリコン基板12と酸化シリコン膜16と予め裏面側にレンズ形状を有したシリコン層17とから成るSOI基板18を用意し、そのシリコン層17内にフォトダイオード31等の受光センサを構成する不純物領域を形成する。そして、図示しないがシリコン層17内にトランジスタを構成する不純物領域とシリコン層17の表面にはトランジスタのゲート電極等の形成も行う。   First, as shown in FIG. 11, an SOI substrate 18 comprising a silicon substrate 12, a silicon oxide film 16, and a silicon layer 17 having a lens shape in advance on the back side is prepared, and a photodiode 31 and the like are provided in the silicon layer 17. Impurity regions constituting the light receiving sensor are formed. Although not shown, a transistor gate electrode and the like are also formed on the surface of the silicon layer 17 and the impurity region constituting the transistor in the silicon layer 17.

次に、図12に示すように、シリコン層17の表面に例えばシリコン酸化膜等の第1の絶縁膜32を形成し、第1の絶縁膜32内にコンタクトプラグ33を形成する。そして、第1の絶縁膜32上に例えばシリコン酸化膜等の第2の絶縁膜34を形成し、その第2の絶縁膜34内に受光センサ領域を電気的に繋ぐ、例えば銅等の配線35を形成し、多層配線層36を形成する。   Next, as shown in FIG. 12, a first insulating film 32 such as a silicon oxide film is formed on the surface of the silicon layer 17, and a contact plug 33 is formed in the first insulating film 32. Then, a second insulating film 34 such as a silicon oxide film is formed on the first insulating film 32, and the light receiving sensor region is electrically connected to the second insulating film 34, for example, a wiring 35 such as copper. And the multilayer wiring layer 36 is formed.

次に、図13に示すように、多層配線層36の表面に酸化シリコン膜等の第1の接着層37を形成し、表面を平坦に研磨する。そして、酸化シリコン膜等の第2の接着層38が形成された支持シリコン基板39を用意し、第1の接着層37と第2の接着層38の酸化シリコン膜同士が接続するようにして、SOI基板18の上部に形成した多層配線層36と支持シリコン基板39とを貼り合わせる。   Next, as shown in FIG. 13, a first adhesive layer 37 such as a silicon oxide film is formed on the surface of the multilayer wiring layer 36, and the surface is polished flat. Then, a supporting silicon substrate 39 on which a second adhesive layer 38 such as a silicon oxide film is formed is prepared so that the silicon oxide films of the first adhesive layer 37 and the second adhesive layer 38 are connected to each other. A multilayer wiring layer 36 formed on the SOI substrate 18 and a supporting silicon substrate 39 are bonded together.

次に、図14に示すように、SOI基板18と支持シリコン基板39の上下を反転させて、上面になったSOI基板18のシリコン基板12をCMP法、RIE法、BGR法、もしくはこれら3つの方法の組合せにより除去し、その後シリコン基板12の裏面にあった酸化シリコン膜16をCMP法やRIE法等により除去する。この結果、受光部の受光側にレンズ形状を有したシリコン層からなるシリコンレンズ41が露出する。   Next, as shown in FIG. 14, the SOI substrate 18 and the supporting silicon substrate 39 are turned upside down, and the silicon substrate 12 of the SOI substrate 18 on the upper surface is subjected to CMP, RIE, BGR, or these three Then, the silicon oxide film 16 on the back surface of the silicon substrate 12 is removed by a CMP method, an RIE method, or the like. As a result, the silicon lens 41 made of a silicon layer having a lens shape is exposed on the light receiving side of the light receiving unit.

次に、図15に示すように、シリコンレンズ41の受光面に酸化シリコン膜50と窒化シリコン膜51からなる2層の反射防止膜52を形成する。
次に、図16に示すように、反射防止膜52の受光面に、各フォトダイオードにBlueに対応したカラーフィルタ60、Greenに対応したカラーフィルタ61、Redに対応したカラーフィルタ62を形成し、その上にオンチップマイクロレンズ63を形成して固体撮像装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 15, a two-layer antireflection film 52 including a silicon oxide film 50 and a silicon nitride film 51 is formed on the light receiving surface of the silicon lens 41.
Next, as shown in FIG. 16, a color filter 60 corresponding to Blue, a color filter 61 corresponding to Green, and a color filter 62 corresponding to Red are formed on the light receiving surface of the antireflection film 52, On-chip microlenses 63 are formed thereon to complete the solid-state imaging device.

以上のように本発明の固体撮像装置の製造方法では、受光部とシリコンレンズ41との位置関係を制御し易いように、予めSOI基板作成時にシリコン層17の裏面にレンズ形状を作りこんでおいても、第1の実施例と同様の構造を作成でき、容易な製造方法で、集光率の向上と混色不良を低減できる。   As described above, in the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention, the lens shape is previously formed on the back surface of the silicon layer 17 when the SOI substrate is created so that the positional relationship between the light receiving unit and the silicon lens 41 can be easily controlled. Even in this case, the same structure as that of the first embodiment can be created, and the light collection efficiency can be improved and the color mixing failure can be reduced by an easy manufacturing method.

(第3の実施例)
次に図17は、本発明の第3の実施例における固体撮像装置の構造を示す断面図である。
(Third embodiment)
Next, FIG. 17 is a cross-sectional view showing the structure of a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention.

図17においては、受光センサを有する固体撮像装置の一部を示しており、19はシリコン層(単結晶シリコン層)、31はフォトダイオード、32は第1の絶縁膜、33はコンタクトプラグ、34は第2の絶縁膜、35は配線、36は多層配線層、37は第1の接着層、38は第2の接着層、39は支持シリコン基板、42はシリコン層からなる第1のシリコンレンズ、43はシリコン層からなる第2のシリコンレンズ、44はシリコン層からなる第3のシリコンレンズ、52は酸化シリコン膜50と窒化シリコン膜51の2層からなる反射防止膜、60はカラーフィルタ(Blue対応)、61はカラーフィルタ(Green対応)、62はカラーフィルタ(Red対応)、63はオンチップマイクロレンズである。   FIG. 17 shows a part of a solid-state imaging device having a light receiving sensor, 19 is a silicon layer (single crystal silicon layer), 31 is a photodiode, 32 is a first insulating film, 33 is a contact plug, and 34. Is a second insulating film, 35 is a wiring, 36 is a multilayer wiring layer, 37 is a first adhesive layer, 38 is a second adhesive layer, 39 is a supporting silicon substrate, and 42 is a first silicon lens made of a silicon layer. 43 is a second silicon lens made of a silicon layer, 44 is a third silicon lens made of a silicon layer, 52 is an antireflection film made of two layers of a silicon oxide film 50 and a silicon nitride film 51, and 60 is a color filter ( (Blue), 61 is a color filter (green), 62 is a color filter (red), and 63 is an on-chip microlens.

次に、上述した本発明による固体撮像装置およびその製造方法の第3の実施例を詳細に説明する。
図18〜図21は、本発明の第3の実施例における固体撮像装置の製造方法を示す工程断面図であり、図17と対応する部分には同一符号を付す。
Next, a third embodiment of the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof according to the present invention described above will be described in detail.
18 to 21 are process cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention, and portions corresponding to those in FIG.

第3の実施例については、SOI基板15(図2等参照)の用意から、フォトダイオード31形成、多層配線層36形成、支持シリコン基板39貼り合わせ、SOI基板15の酸化シリコン膜13(図2等参照)除去までは、第1の実施例の図2〜図5で記載した製造方法と同じ製造方法であるため、図示による説明は省略しSOI基板15のシリコン層11の受光面が露出した工程から説明する。   In the third embodiment, from the preparation of the SOI substrate 15 (see FIG. 2 and the like), the formation of the photodiode 31, the formation of the multilayer wiring layer 36, the bonding of the supporting silicon substrate 39, and the silicon oxide film 13 of the SOI substrate 15 (FIG. 2). Since the manufacturing method is the same as the manufacturing method described in FIGS. 2 to 5 of the first embodiment until the removal, the description by illustration is omitted, and the light receiving surface of the silicon layer 11 of the SOI substrate 15 is exposed. The process will be described.

図18に示すように、シリコン層11におけるフォトダイオード31の受光部の受光面側表面に、リソグラフィー技術によりドット状のレジストパターンを形成する。この時、各色に対応したフォトダイオードに対し、例えば各フォトダイオードに対して異なる光透過率になるようにしたマスクを露光させることにより、ドット状のレジストパターンのレジスト高さを各色に対応したフォトダイオードによって変える。これにより、メルトベークなどの熱処理の溶解により例えば3種類の高さの異なる半球状のような形状のレジストパターン25、26、27を形成する。   As shown in FIG. 18, a dot-like resist pattern is formed on the light receiving surface side surface of the light receiving portion of the photodiode 31 in the silicon layer 11 by lithography. At this time, by exposing a photodiode corresponding to each color to a mask corresponding to each color, for example, by exposing a mask having a different light transmittance to each photodiode, the resist height of the dot-shaped resist pattern corresponds to each color. Change by diode. Thus, for example, three kinds of resist patterns 25, 26, and 27 having a hemispherical shape with different heights are formed by melting by heat treatment such as melt baking.

次に、図19に示すように、ドライエッチング技術により例えば第1の実施例で記載した塩素系、臭素系のハロゲンガスにCF系,酸素ガスを添加した条件により、レジストパターン25、26、27とシリコン層11表面をエッチングしてシリコン層19を形成する。この時、フォトダイオード31の受光面には半球状やレンズ形状のシリコン層からなるシリコンレンズ42、43、44が形成されるが、シリコンレンズ42、43、44各々レンズ高さは、各色に対応したフォトダイオードに応じて異なる。例えば、シリコンレンズ42がブルーに対応し、シリコンレンズ43がグリーンに対応し、シリコンレンズ44がレッドに対応する場合、シリコンレンズ42が最も低く、シリコンレンズ44が最も高くなる。   Next, as shown in FIG. 19, resist patterns 25, 26, and 27 are formed by dry etching technique, for example, under the condition that CF and oxygen gases are added to the chlorine and bromine halogen gases described in the first embodiment. The surface of the silicon layer 11 is etched to form a silicon layer 19. At this time, silicon lenses 42, 43, and 44 made of a hemispherical or lens-shaped silicon layer are formed on the light receiving surface of the photodiode 31, and each of the silicon lenses 42, 43, and 44 has a lens height corresponding to each color. It depends on the photodiode. For example, when the silicon lens 42 corresponds to blue, the silicon lens 43 corresponds to green, and the silicon lens 44 corresponds to red, the silicon lens 42 is the lowest and the silicon lens 44 is the highest.

次に、図20に示すように、シリコンレンズ42、43、44の受光面に酸化シリコン膜50と窒化シリコン膜51からなる2層の反射防止膜52を形成する。
次に、図21に示すように、反射防止膜52の受光面に、各フォトダイオードに対応して、シリコンレンズ42の受光面にはBlueに対応したカラーフィルタ60、シリコンレンズ43の受光面にはGreenに対応したカラーフィルタ61、シリコンレンズ44の受光面にはRedに対応したカラーフィルタ62を形成し、その上にオンチップマイクロレンズ63を形成して固体撮像装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 20, a two-layer antireflection film 52 composed of a silicon oxide film 50 and a silicon nitride film 51 is formed on the light receiving surfaces of the silicon lenses 42, 43, 44.
Next, as shown in FIG. 21, the light receiving surface of the antireflection film 52 corresponds to each photodiode, the light receiving surface of the silicon lens 42 corresponds to the color filter 60 corresponding to Blue, and the light receiving surface of the silicon lens 43. The color filter 61 corresponding to Green and the color filter 62 corresponding to Red are formed on the light receiving surface of the silicon lens 44, and the on-chip microlens 63 is formed thereon to complete the solid-state imaging device.

以上のように本発明の固体撮像装置の製造方法では、第1に実施例と同様に、容易な製造方法で、集光率の向上と混色不良を低減できる。更に、各色に対応したフォトダイオードの受光面のシリコンレンズ形状の高さを調節することにより、シリコンレンズ形状頂部からフォトダイオード31までの距離を各色毎の波長に適した距離にすることにより、各色毎の受光センサの光電変換効率も向上できる。   As described above, in the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, first, as in the case of the embodiment, it is possible to improve the light collection rate and reduce the color mixing failure with an easy manufacturing method. Further, by adjusting the height of the silicon lens shape of the light receiving surface of the photodiode corresponding to each color, the distance from the top of the silicon lens shape to the photodiode 31 is set to a distance suitable for the wavelength of each color, so that each color The photoelectric conversion efficiency of each light receiving sensor can also be improved.

より具体的には、長波長の光ほど、シリコンレンズを高く形成することが好ましい。また、本実施例ではレンズ形状のシリコンレンズの高さを変えた例を示しているが、高さを等しくし、レンズの曲率を変えてもよく、そのときは、長波長の光ほど、シリコンレンズの曲率を大きく形成することが好ましい。   More specifically, it is preferable that the longer the wavelength of light, the higher the silicon lens. In addition, although the present embodiment shows an example in which the height of the lens-shaped silicon lens is changed, the height may be made equal and the curvature of the lens may be changed. It is preferable to form the lens with a large curvature.

また、本実施例の製造方法では、色ごとに形状が異なるシリコンレンズを、実施例1のように多層配線層の形成後に形成したが、実施例2のように多層配線形成前に形成することも可能である。   Further, in the manufacturing method of the present embodiment, the silicon lens having a different shape for each color is formed after the multilayer wiring layer is formed as in the first embodiment, but is formed before the multilayer wiring is formed as in the second embodiment. Is also possible.

なお、以上の説明では、SOI基板を使用した場合の実施例を示したが、通常のシリコン基板を用いた場合でも、裏面を加工形成することによってシリコンレンズを形成することが可能であることは言うまでもない。   In the above description, an example in which an SOI substrate is used has been described. However, even when a normal silicon substrate is used, it is possible to form a silicon lens by processing and forming the back surface. Needless to say.

さらに、本発明の固体撮像装置の製造方法としてCMOSイメージセンサを前提としているが、裏面照射型構造を有するその他の構成の固体撮像装置にも、同様に本発明を適用することができる。   Furthermore, although the CMOS image sensor is premised as a manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, the present invention can be similarly applied to solid-state imaging devices having other configurations having a backside illumination structure.

例えば、裏面照射型構造を有するCCD固体撮像装置等において、本発明を適用して、シリコンレンズを形成することが可能である。   For example, the present invention can be applied to form a silicon lens in a CCD solid-state imaging device or the like having a back-illuminated structure.

本発明は、感度の向上と混色低減を実現でき、いわゆる裏面照射型構造を有し、光電変換素子を用いて撮像する固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法等に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve sensitivity and reduce color mixing, has a so-called back-illuminated structure, and is useful for a solid-state imaging device that captures an image using a photoelectric conversion element, a method for manufacturing the solid-state imaging device, and the like.

11、14、17、19 シリコン層(単結晶シリコン層)
12 シリコン基板
13、16 酸化シリコン膜
15、18 SOI基板
23 レジストパターン
25 レジストパターン
26 レジストパターン
27 レジストパターン
31 フォトダイオード
32 第1の絶縁膜
33 コンタクトプラグ
34 第2の絶縁膜
35 配線
36 多層配線層
37 第1の接着層
38 第2の接着層
39 支持シリコン基板
40 シリコンレンズ
41 シリコンレンズ
42 シリコンレンズ
43 シリコンレンズ
44 シリコンレンズ
50 酸化シリコン膜
51 窒化シリコン膜
52 反射防止膜
60 カラーフィルタ(Blue)
61 カラーフィルタ(Green)
62 カラーフィルタ(Red)
63 オンチップマイクロレンズ
110 支持シリコン基板
120 シリコン酸化膜
130 多層配線層
140 シリコン基板
141 酸化シリコン基板
142 単結晶シリコン基板
150 フォトダイオード
160 層間絶縁膜
170 カラーフィルタ
180 オンチップマイクロレンズ
11, 14, 17, 19 Silicon layer (single crystal silicon layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Silicon substrate 13, 16 Silicon oxide film 15, 18 SOI substrate 23 Resist pattern 25 Resist pattern 26 Resist pattern 27 Resist pattern 31 Photodiode 32 1st insulating film 33 Contact plug 34 2nd insulating film 35 Wiring 36 Multilayer wiring layer 37 first adhesive layer 38 second adhesive layer 39 support silicon substrate 40 silicon lens 41 silicon lens 42 silicon lens 43 silicon lens 44 silicon lens 50 silicon oxide film 51 silicon nitride film 52 antireflection film 60 color filter (Blue)
61 Color filter (Green)
62 Color filter (Red)
63 On-chip microlens 110 Support silicon substrate 120 Silicon oxide film 130 Multilayer wiring layer 140 Silicon substrate 141 Silicon oxide substrate 142 Single crystal silicon substrate 150 Photodiode 160 Interlayer insulating film 170 Color filter 180 On-chip microlens

Claims (10)

複数の受光部が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の第1の面の上に形成された多層配線層と、
前記半導体基板の前記第1の面と反対側の第2の面の上に形成された反射防止膜と、
前記複数の受光部のそれぞれに対応して、前記反射防止膜の上に形成された複数のマイクロレンズと、
前記半導体基板の前記第2の面であって前記複数の受光部のそれぞれに対応する位置に形成された複数の凸部と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
A semiconductor substrate on which a plurality of light receiving portions are formed;
A multilayer wiring layer formed on the first surface of the semiconductor substrate;
An antireflection film formed on a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate;
A plurality of microlenses formed on the antireflection film corresponding to each of the plurality of light receiving units,
A solid-state imaging device comprising: a plurality of convex portions formed on the second surface of the semiconductor substrate at positions corresponding to the plurality of light receiving portions.
前記凸部は、レンズ形状であることを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the convex portion has a lens shape. 前記半導体基板の第2の面と前記マイクロレンズとの間に、前記複数の受光部のそれぞれに対応して形成された複数のカラーフィルタをさらに備え、
前記複数のカラーフィルタの色によって、前記複数の凸部の高さが異なっていることを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の固体撮像装置。
A plurality of color filters formed corresponding to each of the plurality of light receiving portions between the second surface of the semiconductor substrate and the microlens;
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein heights of the plurality of convex portions are different depending on colors of the plurality of color filters.
半導体基板に複数の受光部を形成する工程と、
前記半導体基板の第1の面の上に多層配線層を形成する工程と、
前記半導体基板の前記第1の面と反対側の第2の面の上に反射防止膜を形成する工程と、
前記反射防止膜の上に、前記複数の受光部のそれぞれに対応して複数のマイクロレンズを形成する工程と
を備え、前記半導体基板の第2の面に、前記複数の受光部のそれぞれに対応した複数の凸部を形成する工程をさらに備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
Forming a plurality of light receiving portions on a semiconductor substrate;
Forming a multilayer wiring layer on the first surface of the semiconductor substrate;
Forming an antireflection film on a second surface opposite to the first surface of the semiconductor substrate;
Forming a plurality of microlenses corresponding to each of the plurality of light receiving portions on the antireflection film, and corresponding to each of the plurality of light receiving portions on the second surface of the semiconductor substrate. The manufacturing method of the solid-state imaging device characterized by further including the process of forming a plurality of convex parts.
前記凸部は、レンズ形状であることを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。   The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4, wherein the convex portion has a lens shape. 前記複数の凸部を形成する工程は、前記積層配線層を形成する工程と前記反射防止膜を形成する工程との間に行うことを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。   6. The step of forming the plurality of convex portions is performed between the step of forming the laminated wiring layer and the step of forming the antireflection film. Manufacturing method of solid-state imaging device. 前記複数の凸部を形成する工程は、前記積層配線層を形成する工程の前に行うことを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。   6. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4, wherein the step of forming the plurality of convex portions is performed before the step of forming the laminated wiring layer. 前記複数の凸部を形成する工程は、
前記半導体基板の前記第2の面の上であって前記複数の受光部のそれぞれに対応した位置にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンと前記半導体基板の前記第2の面とを同時にエッチングする工程と
からなることを特徴とする請求項4〜請求項7のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
The step of forming the plurality of convex portions includes:
Forming a resist pattern on the second surface of the semiconductor substrate at a position corresponding to each of the plurality of light receiving portions;
8. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4, further comprising a step of simultaneously etching the resist pattern and the second surface of the semiconductor substrate.
前記レジストパターンは、半球状であることを特徴とする請求項8に記載の固体撮像装置の製造方法。   The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 8, wherein the resist pattern is hemispherical. 前記反射防止膜を形成する工程の後に、前記複数の受光部のそれぞれに対応した前記半導体基板の前記第2の面の上に複数のカラーフィルタを形成する工程をさらに備え、
前記レジストパターンを形成する工程では、前記複数のカラーフィルタの色によって、前記レジストパターンの高さが異なるように形成することを特徴とする請求項8または請求項9のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
After the step of forming the antireflection film, further comprising the step of forming a plurality of color filters on the second surface of the semiconductor substrate corresponding to each of the plurality of light receiving portions,
10. The solid-state imaging according to claim 8, wherein, in the step of forming the resist pattern, the resist pattern is formed so that a height of the resist pattern varies depending on colors of the plurality of color filters. Device manufacturing method.
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