JP2012028585A - Solid state image sensor and method of manufacturing the same - Google Patents

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Madoka Nishiyama
円 西山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce color unevenness on the periphery in a pixel region.SOLUTION: A solid state image sensor is manufactured which comprises: a pixel region 10 where multiple pixels are arranged two-dimensionally; and a peripheral region 50 arranged on the periphery of the pixel region 10 in which the pixel region 10 and the peripheral region 50 include a plurality of wiring layers 36-38 and an insulating film 35 is arranged on the uppermost layer 38 out of the wiring layers 36-38. The manufacturing method includes a first step of forming the insulating film 35 on the pixel region 10 and the peripheral region 50, a second step of lowering the height of a part of the insulating film 35 formed in the peripheral region 50 selectively, and a third step of planarizing the insulating film 35 by performing CMP polishing of the insulating film 35 entirely over the pixel region 10 and peripheral region 50.

Description

本発明は、固体撮像素子及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof.

CCD型やCMOS型等の固体撮像素子では、多層配線技術が用いられ、画素領域及び周辺領域(周辺回路を含む。)は複数層の配線層を含んでいる。多層配線技術を用いると、段差が生じてマイクロレンズ、或いはカラーフィルタ等が正常に形成できないなどの問題が生ずる。このため、CMP(化学的機械的研磨:Chemical Mechanical Polishing)によって、配線層間や最上の配線層上に設けられる絶縁膜が平坦化されている。   In a solid-state imaging device such as a CCD type or a CMOS type, a multilayer wiring technique is used, and a pixel region and a peripheral region (including a peripheral circuit) include a plurality of wiring layers. When the multilayer wiring technique is used, there arises a problem that a step occurs and a microlens or a color filter cannot be formed normally. For this reason, the insulating film provided on the wiring layer or on the uppermost wiring layer is flattened by CMP (Chemical Mechanical Polishing).

そして、このような固体撮像素子では、最上の配線層上の絶縁膜上に、その屈折率よりも屈折率の高いSiN膜(シリコン窒化膜)等からなるパッシベーション膜(保護膜)が形成されている。このため、画素の光電変換部の受光部とその受光部上の絶縁膜との界面で反射した光が、パッシベーション膜と最上の配線層上の絶縁膜との界面で再び反射し、受光部への入射光が干渉する。   In such a solid-state imaging device, a passivation film (protective film) made of a SiN film (silicon nitride film) having a refractive index higher than that of the refractive index is formed on the insulating film on the uppermost wiring layer. Yes. For this reason, the light reflected at the interface between the light receiving portion of the photoelectric conversion portion of the pixel and the insulating film on the light receiving portion is reflected again at the interface between the passivation film and the insulating film on the uppermost wiring layer, to the light receiving portion. Incident light interferes.

ところで、CMPによって最上の配線層上に設けられる絶縁層を平坦化する場合、CMPの研磨速度は平坦化前の当該絶縁層の凹凸の分布状況によって異なる。その結果、配線密度等の相違に起因して、画素領域では研磨速度が相対的に高く周辺領域では研磨速度が相対的に遅い。このため、CMPにより平坦化した後においても、周辺領域及びそれに近い画素(画素領域における周辺部に配置される画素)における前記絶縁膜は、画素領域の中央部の画素における前記絶縁膜より厚くなる。   By the way, when the insulating layer provided on the uppermost wiring layer is planarized by CMP, the polishing rate of CMP differs depending on the unevenness distribution state of the insulating layer before planarization. As a result, due to the difference in wiring density and the like, the polishing rate is relatively high in the pixel region, and the polishing rate is relatively low in the peripheral region. For this reason, even after planarization by CMP, the insulating film in the peripheral region and pixels close thereto (pixels disposed in the peripheral portion in the pixel region) is thicker than the insulating film in the pixel in the central portion of the pixel region. .

したがって、画素領域における中心部と周辺部とで前記干渉の度合いが異なる。このため、画素領域における周辺部で色むらが生じてしまい、画質が低下してしまう。   Therefore, the degree of interference differs between the central portion and the peripheral portion in the pixel region. For this reason, color unevenness occurs in the peripheral portion in the pixel region, and the image quality is degraded.

そこで、下記特許文献1に開示された固体撮像素子では、画素領域における中心部での前記絶縁膜の厚さと、画素領域における周辺部での前記絶縁膜の厚さとの間の差を容認しつつ、パッシベーション膜の上面及び下面に反射防止膜を形成することで、前記干渉光を低減させて前記色むらを低減させている。   Therefore, in the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 below, while accepting a difference between the thickness of the insulating film at the central portion in the pixel region and the thickness of the insulating film at the peripheral portion in the pixel region. By forming antireflection films on the upper and lower surfaces of the passivation film, the interference light is reduced to reduce the color unevenness.

特開2007−242697号公報JP 2007-242697 A

しかしながら、前記従来の固体撮像素子では、前記色むらを必ずしも十分に低減させることができなかった。   However, in the conventional solid-state imaging device, the color unevenness cannot always be sufficiently reduced.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、画素領域における周辺部での色むらをより低減することができる固体撮像素子及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same that can further reduce color unevenness in a peripheral portion in a pixel region.

前記課題を解決するための手段として、以下の各態様を提示する。第1の態様による固体撮像素子の製造方法は、複数の画素が2次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記画素領域及び前記周辺領域に配線層を形成する第1の工程と、前記第1の工程により形成された前記配線層上に絶縁膜を形成する第2の工程と、前記第2の工程により形成された前記絶縁膜における、前記周辺領域に形成された部分の高さを低くする第3の工程と、前記絶縁膜の表面を平坦化する第4の工程と、前記第4の工程により表面が平坦化された前記絶縁膜上に、パッシベーション膜を形成する第5の工程と、を備えたものである。   The following aspects are presented as means for solving the problems. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to the first aspect is a method for manufacturing a solid-state imaging device having a pixel region in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged and a peripheral region arranged around the pixel region. A first step of forming a wiring layer in the pixel region and the peripheral region, a second step of forming an insulating film on the wiring layer formed in the first step, and the second step A third step of reducing the height of the portion formed in the peripheral region in the insulating film formed by the step, a fourth step of flattening the surface of the insulating film, and the fourth step. And a fifth step of forming a passivation film on the insulating film whose surface has been flattened.

第2の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第1の態様において、前記第3の工程は、前記絶縁膜における前記周辺領域に形成された部分をエッチングする工程であり、前記第4の工程は、前記絶縁膜の表面を研磨により平坦化する工程であるものである。   In the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the second aspect, in the first aspect, the third step is a step of etching a portion formed in the peripheral region of the insulating film, and the fourth step The step is a step of planarizing the surface of the insulating film by polishing.

第3の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第1又は第2の態様において、前記第4の工程と前記第5の工程との間に、前記絶縁膜上に第1の膜を形成する工程を備え、前記第1の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記絶縁膜の屈折率よりも高いものである。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the third aspect, in the first or second aspect, the first film is formed on the insulating film between the fourth process and the fifth process. The refractive index of the first film is lower than the refractive index of the passivation film and higher than the refractive index of the insulating film.

第4の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第3の態様において、前記第1の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有するものである。   According to a fourth aspect of the method for manufacturing a solid-state imaging device, in the third aspect, the first film has a refractive index gradient in which the refractive index decreases from the passivation film side to the insulating film side. It is what you have.

第5の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第1乃至第4のいずれかの態様において、前記第5の工程により形成された前記パッシベーション膜上に、第2の膜を形成する工程と、前記第2の膜上に平坦化膜を形成する工程と、を備え、前記第2の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記所定膜の屈折率よりも高いものである。   A method for manufacturing a solid-state imaging device according to a fifth aspect includes the step of forming a second film on the passivation film formed by the fifth step in any of the first to fourth aspects. Forming a planarizing film on the second film, and the refractive index of the second film is lower than the refractive index of the passivation film and is higher than the refractive index of the predetermined film. It is expensive.

第6の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第1乃至第5のいずれかの態様において、前記各画素は、半導体基板に配置された光電変換部を有し、前記第1の工程の前に、前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に反射防止膜を形成する工程を、備えたものである。   In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to a sixth aspect, in any one of the first to fifth aspects, each of the pixels has a photoelectric conversion unit disposed on a semiconductor substrate. Before, a step of forming an antireflection film on the semiconductor substrate so as to cover the photoelectric conversion part is provided.

第7の態様による固体撮像素子は、半導体基板に配置された光電変換部を有する複数の画素が2次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子であって、前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に形成された反射防止膜と、前記画素領域及び前記周辺領域に形成された配線層と、前記配線層上に形成され、表面が平坦化された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたパッシベーション膜と、前記絶縁膜と前記パッシベーション膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第1の膜と、を備えたものである。   A solid-state imaging device according to a seventh aspect includes a pixel region in which a plurality of pixels having a photoelectric conversion unit disposed on a semiconductor substrate are two-dimensionally disposed, and a peripheral region disposed around the pixel region. A solid-state imaging device, formed on the wiring layer, an antireflection film formed on the semiconductor substrate so as to cover the photoelectric conversion unit, a wiring layer formed in the pixel region and the peripheral region, and An insulating film having a planarized surface, a passivation film formed on the insulating film, and formed between the insulating film and the passivation film, and having a lower refractive index than the passivation film and the insulating film And a first film having a refractive index higher than that of the first film.

第8の態様による固体撮像素子は、前記第7の態様において、前記絶縁膜は、エッチング及び研磨により表面が平坦化されているものである。   In the solid-state imaging device according to an eighth aspect, in the seventh aspect, the surface of the insulating film is flattened by etching and polishing.

第9の態様による固体撮像素子は、前記第8の態様において、前記第1の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有するものである。   The solid-state imaging device according to a ninth aspect is the solid-state imaging device according to the eighth aspect, wherein the first film has a refractive index gradient in which a refractive index decreases from the passivation film side to the insulating film side. is there.

第10の態様による固体撮像素子は、前記第7乃至第9のいずれかの態様において、前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜と、前記パッシベーション膜と前記平坦化膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記所定膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第2の膜と、を備えたものである。   A solid-state imaging device according to a tenth aspect is formed in any one of the seventh to ninth aspects, between a planarization film formed on the passivation film, and between the passivation film and the planarization film. And a second film having a refractive index lower than the refractive index of the passivation film and higher than the refractive index of the predetermined film.

本発明によれば、画素領域における周辺部での色むらをより低減することができる固体撮像素子及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solid-state image sensor which can reduce the color nonuniformity in the peripheral part in a pixel area | region, and its manufacturing method can be provided.

本発明の一実施の形態による固体撮像素子を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the solid-state image sensor by one embodiment of this invention. 図1中の画素を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the pixel in FIG. 図1中の画素を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the pixel in FIG. 本発明の一実施の形態による固体撮像素子製造方法としての、図1に示す固体撮像素子の製造方法の各工程を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically each process of the manufacturing method of the solid-state image sensor shown in FIG. 1 as a solid-state image sensor manufacturing method by one embodiment of this invention. 図4に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a step that follows the step shown in FIG. 4. 図5に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing a step that follows the step shown in FIG. 5. 図6に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view schematically showing a step that follows the step shown in FIG. 6. 図7に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view schematically showing a step that follows the step shown in FIG. 7. 図8に示す工程に引き続く工程を模式的に示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view schematically showing a step that follows the step shown in FIG. 8. 図9に示す工程に引き続く各工程を模式的に示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view schematically showing each step subsequent to the step shown in FIG. 9. 比較例による固体撮像素子製造方法の主要な工程を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically the main processes of the solid-state image sensor manufacturing method by a comparative example.

以下、本発明による固体撮像素子及びその製造方法について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態による固体撮像素子1を示す概略構成図である。この固体撮像素子1は、CMOS型固体撮像素子として構成されている。もっとも、本発明は、他の増幅型やCCD型などの他の固体撮像素子にも適用可能である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a solid-state imaging device 1 according to an embodiment of the present invention. The solid-state image sensor 1 is configured as a CMOS solid-state image sensor. However, the present invention can also be applied to other solid-state imaging devices such as other amplification types and CCD types.

図1に示すように、本実施の形態による固体撮像素子1は、一般的なCMOS型固体撮像素子と同様に、垂直走査回路2と、水平走査回路3と、2次元状に配置された複数の画素4と、周知のCDS回路等を含む読み出し回路5と、出力アンプ6とを有している。各画素4のフォトダイオード15(図1では図示せず。図2参照)が出力する電気信号が垂直走査回路2によって読み出し回路5に行単位で取り出され、水平走査回路3によって列単位で出力アンプ6を介して出力端子7に画像信号として出力されるようになっている。このように、垂直走査回路2及び水平走査回路3は、画素4を駆動する回路を構成している。   As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment has a vertical scanning circuit 2, a horizontal scanning circuit 3, and a plurality of two-dimensionally arranged like a general CMOS type solid-state imaging device. Pixel 4, a readout circuit 5 including a known CDS circuit and the like, and an output amplifier 6. An electric signal output from a photodiode 15 (not shown in FIG. 1; see FIG. 2) of each pixel 4 is taken out by the vertical scanning circuit 2 to the reading circuit 5 in a row unit, and output by the horizontal scanning circuit 3 in a column unit. 6 is output to the output terminal 7 as an image signal. Thus, the vertical scanning circuit 2 and the horizontal scanning circuit 3 constitute a circuit for driving the pixel 4.

画素4が2次元状に配置された領域が画素領域10である。この固体撮像素子1では、垂直走査回路2、水平走査回路3、読み出し回路5及び出力アンプ6が周辺回路を構成している。画素領域10の周辺に配置された周辺領域50(図1では図示せず。後述する図5(b)等参照)において、前記周辺回路が配置されている。周辺領域50では、CMOSトランジスタなどの半導体素子が高密度で配置され、これに伴い、周辺領域50の配線密度は画素領域10の配線密度よりも高くなっている。周辺回路のトランジスタ等に入射した光によって励起されるキャリアにより周辺回路のトランジスタが誤動作してしまうのを防止するために、後述する遮光膜を兼ねる3層目配線層38が周辺領域50の大部分の領域に形成されている。周辺領域50は、画素領域10の隣り合う2つの辺の側(例えば、上側と左側)のみに配置してもよいし、画素領域10を中心にしてその上下左右に配置してもよい。   A region where the pixels 4 are two-dimensionally arranged is a pixel region 10. In the solid-state imaging device 1, the vertical scanning circuit 2, the horizontal scanning circuit 3, the readout circuit 5, and the output amplifier 6 constitute a peripheral circuit. In the peripheral region 50 (not shown in FIG. 1; see FIG. 5B, which will be described later) disposed around the pixel region 10, the peripheral circuit is disposed. In the peripheral region 50, semiconductor elements such as CMOS transistors are arranged at a high density, and accordingly, the wiring density of the peripheral region 50 is higher than the wiring density of the pixel region 10. In order to prevent the peripheral circuit transistor from malfunctioning due to carriers excited by light incident on the peripheral circuit transistor and the like, a third-layer wiring layer 38 that also serves as a light-shielding film, which will be described later, is provided in a large part of the peripheral region 50. It is formed in the area. The peripheral region 50 may be disposed only on the two adjacent sides of the pixel region 10 (for example, the upper side and the left side), or may be disposed on the upper, lower, left, and right sides of the pixel region 10 as a center.

図2は、図1中の画素4を示す回路図である。各画素4は、図2に示すように、選択トランジスタ11と、ソースフォロアの増幅トランジスタ12と、リセットトランジスタ13と、転送トランジスタ14と、光電変換部としてのフォトダイオード15とから構成されている。図2において、Vccは電源である。   FIG. 2 is a circuit diagram showing the pixel 4 in FIG. As shown in FIG. 2, each pixel 4 includes a selection transistor 11, a source follower amplification transistor 12, a reset transistor 13, a transfer transistor 14, and a photodiode 15 as a photoelectric conversion unit. In FIG. 2, Vcc is a power source.

図1及び図2に示すように、画素4の選択トランジスタ11のゲートは行毎に選択線20に共通に接続されている。画素4のリセットトランジスタ13のゲートは、行毎にリセット線21に共通に接続されている。画素4の転送トランジスタ14のゲートは、行毎に転送線22に共通に接続されている。画素4の選択トランジスタ11のソースは、列毎に垂直信号線23に共通に接続されている。選択線20、リセット線21及び転送線22は、垂直走査回路2に接続されている。垂直信号線23は、読み出し回路5に接続されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the gate of the selection transistor 11 of the pixel 4 is commonly connected to the selection line 20 for each row. The gate of the reset transistor 13 of the pixel 4 is commonly connected to the reset line 21 for each row. The gate of the transfer transistor 14 of the pixel 4 is commonly connected to the transfer line 22 for each row. The source of the selection transistor 11 of the pixel 4 is commonly connected to the vertical signal line 23 for each column. The selection line 20, the reset line 21 and the transfer line 22 are connected to the vertical scanning circuit 2. The vertical signal line 23 is connected to the readout circuit 5.

図3は、図1に示す固体撮像素子1の1つの画素4を模式的に示す概略断面図である。図3は、画素4を簡略化してその主要部のみを模式的に示している。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing one pixel 4 of the solid-state imaging device 1 shown in FIG. FIG. 3 schematically shows only the main part of the pixel 4 in a simplified manner.

本実施の形態による固体撮像素子1では、図3に示すように、各画素4において、半導体基板としてのシリコン基板31にフォトダイオード15が設けられている。シリコン基板31上には、例えばSiO層(シリコン酸化層)からなる層間絶縁膜32〜35が、下側(基板31側)から順に形成されている。また、図3に示すように、1層目配線層36、2層目配線層37及び3層目配線層38が形成され、これらによって、図1及び図2に示す回路の配線がなされている。これらの配線層36〜38として、例えば、アルミニウム層などの金属層が用いられる。最上の配線層38は、各画素4の受光領域以外を覆う遮光膜の役割も果たしている。なお、図面には示していないが、各画素4の図2に示す回路や図1中の他の回路も、シリコン基板31に搭載されている。 In the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, in each pixel 4, a photodiode 15 is provided on a silicon substrate 31 as a semiconductor substrate. On the silicon substrate 31, interlayer insulating films 32 to 35 made of, for example, a SiO 2 layer (silicon oxide layer) are sequentially formed from the lower side (substrate 31 side). Further, as shown in FIG. 3, a first wiring layer 36, a second wiring layer 37, and a third wiring layer 38 are formed, and thereby the wiring of the circuit shown in FIGS. 1 and 2 is made. . As these wiring layers 36-38, metal layers, such as an aluminum layer, are used, for example. The uppermost wiring layer 38 also serves as a light shielding film that covers the area other than the light receiving area of each pixel 4. Although not shown in the drawing, the circuit shown in FIG. 2 of each pixel 4 and other circuits in FIG. 1 are also mounted on the silicon substrate 31.

また、本実施の形態による固体撮像素子1では、図3に示すように、各画素4において、反射防止膜39が、フォトダイオード15を覆うように、シリコン基板31上に形成されている。反射防止膜39は、層間絶縁膜32によって覆われている。反射防止膜39は、入射光の波長に応じて、膜構成(層数、各層の材料、各層の厚さ等)が設定される。例えば、反射防止膜39は、基板31側から順に積層されたSiO層、SiN層(シリコン窒化層)及びSiO層からなる3層膜で構成することができる。あるいは、例えば、反射防止膜39は、基板31側から順に積層されたSiO層、SiN層、SiO層、SiN層及びSiO層からなる5層膜で構成することができる。 In the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the antireflection film 39 is formed on the silicon substrate 31 so as to cover the photodiode 15 in each pixel 4. The antireflection film 39 is covered with the interlayer insulating film 32. The antireflection film 39 has a film configuration (number of layers, material of each layer, thickness of each layer, etc.) according to the wavelength of incident light. For example, the antireflection film 39 can be configured by a three-layer film including a SiO 2 layer, a SiN layer (silicon nitride layer), and a SiO 2 layer that are sequentially stacked from the substrate 31 side. Alternatively, for example, the antireflection film 39 can be formed of a five-layer film including a SiO 2 layer, a SiN layer, a SiO 2 layer, a SiN layer, and a SiO 2 layer that are sequentially stacked from the substrate 31 side.

さらに、本実施の形態による固体撮像素子1では、図3に示すように、最上の配線層38上に配置された層間絶縁膜35上に、下側から順に、パッシベーション膜(保護膜)41、平坦化膜43、カラーフィルタ層44、平坦化膜45、及び、入射光をフォトダイオード15に集光させるマイクロレンズ46が設けられている。カラーフィルタ層44としては、例えば、ベイヤー配列に従って、各画素4毎に赤色、緑色及び青色のいずれかの色のカラーフィルタ層が配置される。マイクロレンズ46も、各画素4毎に形成されている。   Further, in the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, a passivation film (protective film) 41, in order from the lower side, is formed on the interlayer insulating film 35 disposed on the uppermost wiring layer 38. A planarizing film 43, a color filter layer 44, a planarizing film 45, and a microlens 46 that collects incident light on the photodiode 15 are provided. As the color filter layer 44, for example, a color filter layer of any one of red, green, and blue is arranged for each pixel 4 according to the Bayer arrangement. A micro lens 46 is also formed for each pixel 4.

そして、本実施の形態による固体撮像素子1では、図3に示すように、層間絶縁膜35上に第1の膜40が形成されている。第1の膜40は、層間絶縁膜35とパッシベーション膜41との間に位置する。また、パッシベーション膜41上に第2の膜42が形成されている。第2の膜42は、パッシベーション膜41と、パッシベーション膜41上に形成された、例えば、有機材料からなる平坦化膜43との間に位置する。第1の膜40の屈折率は、パッシベーション膜41の屈折率よりも低く、かつ、層間絶縁膜35の屈折率よりも高くなっている。第2の膜42の屈折率は、パッシベーション膜41の屈折率よりも低く、かつ、平坦化膜43の屈折率よりも高くなっている。例えば、パッシベーション膜41として屈折率2.0のSiN膜(シリコン窒化膜)を用い、層間絶縁膜35として屈折率1.46のSiO膜を用い、平坦化膜43として屈折率1.55の樹脂層を用いることができる。なお、入射光の吸収損を低減するため、パッシベーション膜41として、消衰係数kがゼロの膜(例えば、k=0のSiN膜)を用いることが好ましい。 In the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, the first film 40 is formed on the interlayer insulating film 35 as shown in FIG. The first film 40 is located between the interlayer insulating film 35 and the passivation film 41. A second film 42 is formed on the passivation film 41. The second film 42 is positioned between the passivation film 41 and the planarization film 43 made of, for example, an organic material formed on the passivation film 41. The refractive index of the first film 40 is lower than the refractive index of the passivation film 41 and higher than the refractive index of the interlayer insulating film 35. The refractive index of the second film 42 is lower than the refractive index of the passivation film 41 and higher than the refractive index of the planarizing film 43. For example, a SiN film (silicon nitride film) having a refractive index of 2.0 is used as the passivation film 41, a SiO 2 film having a refractive index of 1.46 is used as the interlayer insulating film 35, and a refractive index of 1.55 is used as the planarizing film 43. A resin layer can be used. In order to reduce the absorption loss of incident light, it is preferable to use a film having a zero extinction coefficient k (for example, a SiN film with k = 0) as the passivation film 41.

第1の膜40の屈折率は厚さ方向の各所で均一であってもよいが、パッシベーション膜41の側から層間絶縁膜35の側へかけて低くなるような屈折率勾配を有する。屈折率勾配は、段階的又は連続的であってもよい。第1の膜40の屈折率勾配は、例えば、第1の膜40としてSiON膜を用い、その成膜条件を途中で段階的又は連続的に変えることで実現することができる。   The refractive index of the first film 40 may be uniform everywhere in the thickness direction, but has a refractive index gradient that decreases from the passivation film 41 side to the interlayer insulating film 35 side. The refractive index gradient may be stepped or continuous. The refractive index gradient of the first film 40 can be realized, for example, by using a SiON film as the first film 40 and changing the film formation conditions stepwise or continuously.

同様に、第2の膜42の屈折率は厚さ方向の各所で均一であってもよいが、パッシベーション膜41の側から平坦化膜43の側へかけて低くなるような屈折率勾配を有する。屈折率勾配は、段階的又は連続的であってもよい。第2の膜42の屈折率勾配は、例えば、第2の膜42としてSiON膜を用い、その成膜条件を途中で段階的又は連続的に変えることで実現することができる。   Similarly, the refractive index of the second film 42 may be uniform everywhere in the thickness direction, but has a refractive index gradient that decreases from the passivation film 41 side to the planarization film 43 side. . The refractive index gradient may be stepped or continuous. The refractive index gradient of the second film 42 can be realized, for example, by using a SiON film as the second film 42 and changing the film formation conditions stepwise or continuously.

図3に示した固体撮像素子の構成のうち、上記した反射防止膜39、第1の膜40及び第2の膜42を採用しない従来の固体撮像素子では、図3中の上方から入射した入射光の一部は、シリコン基板31の上面で反射した後にパッシベーション膜41の下面に到達し、絶縁膜35とパッシベーション膜41との屈折率差に起因してパッシベーション膜41の界面で反射してフォトダイオード15に到達する。その結果、このパッシベーション膜41の下側界面で反射した光(以下、「下面反射光」と呼ぶ。)と入射光とが干渉する(この干渉を、以下「下面反射干渉」と呼ぶ。)。また、シリコン基板31の上面で反射した入射光の一部は、パッシベーション膜41の上面に到達し、パッシベーション膜41と平坦化膜43との屈折率差に起因してパッシベーション膜41の界面で反射してフォトダイオード15に到達する。このパッシベーション膜41の上側界面で反射した光(以下、「上面反射光」と呼ぶ。)と入射光とが干渉する(この干渉を、以下「上面反射干渉」と呼ぶ。)。さらに、入射光、下面反射光および上面反射光の干渉も生じ得る。   In the configuration of the solid-state imaging device shown in FIG. 3, in the conventional solid-state imaging device that does not employ the antireflection film 39, the first film 40, and the second film 42, the incident light is incident from above in FIG. 3. A part of the light is reflected on the upper surface of the silicon substrate 31 and then reaches the lower surface of the passivation film 41, and is reflected on the interface of the passivation film 41 due to the refractive index difference between the insulating film 35 and the passivation film 41. The diode 15 is reached. As a result, the light reflected at the lower interface of the passivation film 41 (hereinafter referred to as “lower surface reflected light”) interferes with the incident light (this interference is hereinafter referred to as “lower surface reflected interference”). Further, part of the incident light reflected on the upper surface of the silicon substrate 31 reaches the upper surface of the passivation film 41 and is reflected on the interface of the passivation film 41 due to the difference in refractive index between the passivation film 41 and the planarizing film 43. Then, it reaches the photodiode 15. The light reflected at the upper interface of the passivation film 41 (hereinafter referred to as “upper surface reflected light”) and the incident light interfere (this interference is hereinafter referred to as “upper surface reflection interference”). Furthermore, interference of incident light, lower surface reflected light, and upper surface reflected light may also occur.

本実施の形態による固体撮像素子1では、前述したように、反射防止膜39が、フォトダイオード15を覆うように、シリコン基板31上に形成されている。したがって、入射光のシリコン基板31上面での反射を低減できるので、反射防止膜39が形成されていない場合に比べて、パッシベーション膜41に到達する反射光が低減される。このため、入射光とパッシベーション膜41の界面で反射した反射光との干渉が抑制される。その結果、本実施の形態による固体撮像素子1では、画素領域10における中心部の画素4と画素領域10における周辺部の画素4との間で、シリコン基板31の上面から層間絶縁膜35の上面までの距離d0がばらついて、シリコン基板31の上面からパッシベーション膜41の下面までの距離d1及びシリコン基板31の上面からパッシベーション膜41の上面までの距離d2がばらついても、反射防止膜39が形成されていない場合に比べて、画素領域10における周辺部での色むらが低減される。   In the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, as described above, the antireflection film 39 is formed on the silicon substrate 31 so as to cover the photodiode 15. Therefore, since reflection of incident light on the upper surface of the silicon substrate 31 can be reduced, reflected light reaching the passivation film 41 is reduced as compared with the case where the antireflection film 39 is not formed. For this reason, the interference between the incident light and the reflected light reflected at the interface between the passivation film 41 is suppressed. As a result, in the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, between the upper surface of the silicon substrate 31 and the upper surface of the interlayer insulating film 35 between the central pixel 4 in the pixel region 10 and the peripheral pixel 4 in the pixel region 10. The anti-reflection film 39 is formed even when the distance d0 from the upper surface of the silicon substrate 31 to the lower surface of the passivation film 41 and the distance d2 from the upper surface of the silicon substrate 31 to the upper surface of the passivation film 41 vary. Compared with the case where it is not performed, the color unevenness in the peripheral portion in the pixel region 10 is reduced.

また、本実施の形態による固体撮像素子1では、前述したように、層間絶縁膜35とパッシベーション膜41との間には、第1の膜40が形成されている。したがって、第1の膜40による反射防止効果によって、第1の膜40が形成されていない場合に比べて、前記下面反射光が低減されて前記下面反射干渉が抑制される。その結果、本実施の形態による固体撮像素子1では、画素領域10における中心部の画素4と画素領域10における周辺部の画素4との間で、距離d0がばらついて距離d1がばらついても、第1の膜40が形成されていない場合に比べて、画素領域10における周辺部での色むらが低減される。なお、第1の膜40が前述したような屈折率勾配を有する場合には、第1の膜40の屈折率が厚さ方向の各所で均一である場合に比べて、前記下面反射光がより低減されるので、より好ましい。   In the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, as described above, the first film 40 is formed between the interlayer insulating film 35 and the passivation film 41. Therefore, the lower surface reflected light is reduced and the lower surface reflection interference is suppressed due to the antireflection effect of the first film 40 as compared with the case where the first film 40 is not formed. As a result, in the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, even if the distance d0 varies and the distance d1 varies between the central pixel 4 in the pixel region 10 and the peripheral pixel 4 in the pixel region 10, Compared with the case where the first film 40 is not formed, the color unevenness in the peripheral portion in the pixel region 10 is reduced. In addition, when the first film 40 has the refractive index gradient as described above, the lower surface reflected light is more than in the case where the refractive index of the first film 40 is uniform in various portions in the thickness direction. Since it is reduced, it is more preferable.

さらに、本実施の形態による固体撮像素子1では、前述したように、パッシベーション膜41と平坦化膜43との間には、第2の膜42が形成されている。したがって、第2の膜42による反射防止効果によって、第2の膜42が形成されていない場合に比べて、前記上面反射光が低減されて前記上面反射干渉が抑制される。その結果、本実施の形態による固体撮像素子1では、画素領域10における中心部の画素4と画素領域10における周辺部の画素4との間で、距離d0がばらついて距離d2がばらついても、第2の膜42が形成されていない場合に比べて、画素領域10における周辺部での色むらが低減される。なお、第2の膜42が前述したような屈折率勾配を有する場合には、第2の膜42の屈折率が厚さ方向の各所で均一である場合に比べて、前記上面反射光がより低減されるので、より好ましい。   Furthermore, in the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, as described above, the second film 42 is formed between the passivation film 41 and the planarization film 43. Therefore, due to the antireflection effect of the second film 42, the upper surface reflected light is reduced and the upper surface reflection interference is suppressed as compared with the case where the second film 42 is not formed. As a result, in the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, even if the distance d0 varies and the distance d2 varies between the central pixel 4 in the pixel region 10 and the peripheral pixel 4 in the pixel region 10, Compared with the case where the second film 42 is not formed, the color unevenness in the peripheral portion in the pixel region 10 is reduced. In addition, when the second film 42 has a refractive index gradient as described above, the upper surface reflected light is more than in the case where the refractive index of the second film 42 is uniform in various places in the thickness direction. Since it is reduced, it is more preferable.

次に、本発明の一実施の形態による製造方法として、前述した実施の形態による固体撮像素子1を製造する製造方法の一例を、図4乃至図10を参照して説明する。図4乃至図10は、本実施の形態による製造方法の主要な工程を模式的に示す概略断面である。図4(a)、図4(b)、図5(a)、図6(a)、図7a)、図8(a)、図9(a)、図10(a)及び図10(b)は、1つの画素4の概略断面を示す図3に対応している。図5(b)、図6(b)、図7(b)、図8(b)及び図9(b)は、固体撮像素子1の全体の概略断面に対応しており、各配線層36〜38の分布状況を模式的に示している。図5(a)と図5(b)、図6(a)と図6(b)、図7(a)と図7(b)、図8(a)と図8(b)、図9(a)と図9(b)は、それぞれ同一の工程を示している。なお、以下の説明では、主要な製造工程についてのみ説明する。   Next, as a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, an example of a manufacturing method for manufacturing the solid-state imaging device 1 according to the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 10 are schematic cross sections schematically showing main steps of the manufacturing method according to the present embodiment. 4 (a), 4 (b), 5 (a), 6 (a), 7a), 8 (a), 9 (a), 10 (a), and 10 (b). ) Corresponds to FIG. 3 showing a schematic cross section of one pixel 4. 5B, FIG. 6B, FIG. 7B, FIG. 8B, and FIG. 9B correspond to the overall schematic cross section of the solid-state imaging device 1, and each wiring layer 36 is shown in FIG. The distribution situation of -38 is shown typically. 5 (a) and FIG. 5 (b), FIG. 6 (a) and FIG. 6 (b), FIG. 7 (a) and FIG. 7 (b), FIG. 8 (a), FIG. (A) and FIG.9 (b) have each shown the same process. In the following description, only main manufacturing steps will be described.

まず、周知の半導体プロセスを用いて、シリコン基板31にフォトダイオード15やトランジスタ等の素子を形成する(図4(a))。次いで、成膜及びフォトリソエッチング法により、シリコン基板31上に反射防止膜39を形成する(図4(b))。   First, an element such as a photodiode 15 or a transistor is formed on the silicon substrate 31 using a known semiconductor process (FIG. 4A). Next, an antireflection film 39 is formed on the silicon substrate 31 by film formation and photolithography (FIG. 4B).

次に、層間絶縁膜32を形成し、これをCMPにて平坦化する。次いで、金属膜を成膜しそれをパターニングすることで1層目の配線層36を形成した後に、層間絶縁膜33を形成し、これをCMPにて平坦化する。引き続いて、金属膜を成膜しそれをパターニングすることで2層目の配線層37を形成した後に、層間絶縁膜34を形成し、これをCMPにて平坦化する。その後、金属膜を成膜しそれをパターニングすることで、3層目の配線層38を形成する。図5(a)及び図5(b)は、この状態を示している。なお、図5(b)では、前述した各CMPにより、各層間絶縁膜32〜34の上面がそれぞれ画素領域10と周辺領域50とで同一の高さになったものとして示している。もっとも、実際には、それらの上面の高さは、配線層36,37の密度等の影響で、画素領域10と周辺領域50とで異なっていてもよい。   Next, an interlayer insulating film 32 is formed and planarized by CMP. Next, after forming a metal film and patterning it to form the first wiring layer 36, an interlayer insulating film 33 is formed and planarized by CMP. Subsequently, after forming a second wiring layer 37 by forming a metal film and patterning it, an interlayer insulating film 34 is formed and planarized by CMP. Thereafter, a metal film is formed and patterned to form a third wiring layer 38. FIG. 5A and FIG. 5B show this state. In FIG. 5B, the upper surfaces of the interlayer insulating films 32 to 34 are shown to have the same height in the pixel region 10 and the peripheral region 50 by the CMP described above. In practice, however, the heights of the upper surfaces may be different between the pixel region 10 and the peripheral region 50 due to the influence of the density of the wiring layers 36 and 37 and the like.

図5(b)に示すように、周辺領域50の配線密度は画素領域10の配線密度よりも高くなっている。遮光膜を兼ねる3層目配線層38は、画素領域10では各画素4の受光領域以外の領域に形成されているが、周辺領域50ではその大部分の領域に形成されている。   As shown in FIG. 5B, the wiring density of the peripheral region 50 is higher than the wiring density of the pixel region 10. The third wiring layer 38 also serving as a light shielding film is formed in a region other than the light receiving region of each pixel 4 in the pixel region 10, but is formed in the most region in the peripheral region 50.

引き続いて、層間絶縁膜35を形成する(図6(a)、図6(b))。その後、この層間絶縁膜35における周辺領域50に形成された部分について選択的にその高さを低くする工程を行う。本実施の形態では、この工程では、層間絶縁膜35上の画素領域10に選択的にレジスト等のマスク100を形成した(図7(a)、図7(b))後、層間絶縁膜35における周辺領域50に形成された部分の高さが低くなる(周辺領域50上の層間絶縁膜35の厚さを、画素領域上の層間絶縁膜35の厚さに比して薄くする)ように、当該部分を選択的にエッチングし、更に、マスク100を除去する(図8(a)、図8(b))。このエッチングは、ドライエッチングでもよいし、ウェットエッチングでもよい。   Subsequently, an interlayer insulating film 35 is formed (FIGS. 6A and 6B). Thereafter, a step of selectively reducing the height of the portion formed in the peripheral region 50 in the interlayer insulating film 35 is performed. In this embodiment, in this step, a mask 100 such as a resist is selectively formed in the pixel region 10 on the interlayer insulating film 35 (FIGS. 7A and 7B), and then the interlayer insulating film 35 is formed. The height of the portion formed in the peripheral region 50 is reduced (the thickness of the interlayer insulating film 35 on the peripheral region 50 is made smaller than the thickness of the interlayer insulating film 35 on the pixel region). Then, the portion is selectively etched, and the mask 100 is removed (FIGS. 8A and 8B). This etching may be dry etching or wet etching.

次に、層間絶縁膜35に対して画素領域10及び周辺領域50の全体に渡ってCMPによる研磨を行って、層間絶縁膜35を平坦化する(図9(a)、図9(b))。   Next, the interlayer insulating film 35 is polished by CMP over the entire pixel region 10 and the peripheral region 50 to planarize the interlayer insulating film 35 (FIGS. 9A and 9B). .

次いで、層間絶縁膜35上に第1の膜40を形成した後、第1の膜40上にパッシベーション膜41を形成する(図10(a))。   Next, after forming the first film 40 on the interlayer insulating film 35, a passivation film 41 is formed on the first film 40 (FIG. 10A).

引き続いて、パッシベーション膜41上に第2の膜42を形成し、第2の膜42上に平坦化膜43を形成した後、平坦化膜43上にカラーフィルタ層44を形成する(図10(b))。その後、カラーフィルタ層44上に樹脂層等からなる平坦化膜45を形成し、更に、周知の方法で平坦化膜45上にマイクロレンズ46を形成した後、基板を各チップに分離する。これにより、本実施の形態による固体撮像素子1が完成する(図3)。   Subsequently, a second film 42 is formed on the passivation film 41, a planarizing film 43 is formed on the second film 42, and then a color filter layer 44 is formed on the planarizing film 43 (FIG. 10 ( b)). Thereafter, a planarizing film 45 made of a resin layer or the like is formed on the color filter layer 44, and further, a microlens 46 is formed on the planarizing film 45 by a known method, and then the substrate is separated into chips. Thereby, the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment is completed (FIG. 3).

ここで、本実施の形態による製造方法と比較される比較例について、説明する。この比較例による製造方法が本実施の形態による製造方法と異なる所は、図6(a)及び図6(b)に示す工程の後、層間絶縁膜35における周辺領域50に形成された部分について選択的にその高さを低くする工程を行うことなく、直ちに、層間絶縁膜35に対して画素領域10及び周辺領域50の全体に渡ってCMPによる研磨を行って、層間絶縁膜35を平坦化する点のみである。図11は、このCMPによる層間絶縁膜35の平坦化後の状態を示しており、図9(b)に対応している。   Here, the comparative example compared with the manufacturing method by this Embodiment is demonstrated. The manufacturing method according to this comparative example is different from the manufacturing method according to the present embodiment in that the portion formed in the peripheral region 50 in the interlayer insulating film 35 after the steps shown in FIGS. 6A and 6B. Without performing the step of selectively reducing the height, the interlayer insulating film 35 is immediately polished by CMP over the entire pixel region 10 and the peripheral region 50 to flatten the interlayer insulating film 35. It is only a point to do. FIG. 11 shows a state after the planarization of the interlayer insulating film 35 by this CMP, and corresponds to FIG. 9B.

層間絶縁膜35に対して画素領域10及び周辺領域50の全体に渡ってCMPによる研磨を行うとき、CMPの研磨速度は平坦化前の当該絶縁層の凹凸の分布状況によって異なる結果、画素領域10では研磨速度が相対的に高く周辺領域50では研磨速度が相対的に遅い。このため、この比較例では、図6(a)及び図6(b)に示す工程の後に直ちに層間絶縁膜35に対してCMPによる研磨を行うので、図11に示すように、CMPにより平坦化した後においても、周辺領域50及びそれに近い画素4(画素領域10における周辺部に配置される画素4)における層間絶縁膜35の上面の高さは、画素領域10の中央部の画素4における層間絶縁膜35の上面の高さより高くなり、それらの高さの差は比較的大きくなる。   When polishing is performed on the interlayer insulating film 35 over the entire pixel region 10 and the peripheral region 50 by CMP, the polishing rate of CMP varies depending on the unevenness distribution state of the insulating layer before planarization. Then, the polishing rate is relatively high and the polishing rate in the peripheral region 50 is relatively low. Therefore, in this comparative example, the interlayer insulating film 35 is polished by CMP immediately after the steps shown in FIGS. 6A and 6B, so that the planarization is performed by CMP as shown in FIG. Even after this, the height of the upper surface of the interlayer insulating film 35 in the peripheral region 50 and the pixels 4 close thereto (the pixels 4 arranged in the peripheral portion in the pixel region 10) is the interlayer in the pixel 4 in the central portion of the pixel region 10. The height of the upper surface of the insulating film 35 becomes higher, and the difference between the heights becomes relatively large.

これに対し、前述した実施の形態による製造方法では、図6(a)及び図6(b)に示す工程の後に、層間絶縁膜35における周辺領域50に形成された部分について選択的にその高さを低くする工程を行い、その後、層間絶縁膜35に対してCMPによる研磨を行うので、前記低くする工程における高さを低くする量(本実施の形態では、前記エッチング量)を適切に設定することで、図9(b)に示すように、層間絶縁膜35の上面の高さの差を低減して均一化することができる。本実施の形態では、前記高さを低くする量は、層間絶縁膜35のCMP後に、画素領域10における中央部の画素4における層間絶縁膜35の上面の高さと、画素領域10における周辺部の画素4における層間絶縁膜35の上面の高さとの差の絶対値が、図10に示す比較例の場合のそれらの高さの差の絶対値よりも小さくなるように設定すればよい。ただし、前者の絶対値と後者の絶対値とが極力近づくように設定することが好ましい。   On the other hand, in the manufacturing method according to the above-described embodiment, after the steps shown in FIGS. 6A and 6B, the portion formed in the peripheral region 50 in the interlayer insulating film 35 is selectively high. Since the step of reducing the thickness is performed and then the CMP is performed on the interlayer insulating film 35, the amount of reduction in the height in the step of reducing (the etching amount in the present embodiment) is appropriately set. As a result, as shown in FIG. 9B, the difference in height of the upper surface of the interlayer insulating film 35 can be reduced and uniformized. In the present embodiment, the amount by which the height is lowered is the height of the upper surface of the interlayer insulating film 35 in the central pixel 4 in the pixel region 10 and the peripheral portion in the pixel region 10 after the CMP of the interlayer insulating film 35. What is necessary is just to set so that the absolute value of the difference with the height of the upper surface of the interlayer insulation film 35 in the pixel 4 may become smaller than the absolute value of those height differences in the case of the comparative example shown in FIG. However, it is preferable to set the former absolute value and the latter absolute value as close as possible.

したがって、本実施の形態による製造方法により前記固体撮像素子1を製造すれば、前記比較例による製造方法により前記固体撮像素子1を製造する場合に比べて、画素領域10における中心部の画素4の距離d0(図3参照)と画素領域10における周辺部の画素4の距離d0との間の差(ばらつき)が小さくなる。よって、本実施の形態による製造方法により前記固体撮像素子1を製造すれば、前記比較例による製造方法により前記固体撮像素子1を製造する場合に比べて、画素領域10における中心部の画素4と画素領域10における周辺部の画素4との間で、前記下面反射干渉の度合いの差及び前記上面反射干渉の度合いの差が小さくなり、ひいては、画素領域10における周辺部での色むらがより低減される。もっとも、本発明による固体撮像素子は、前記比較例により製造した固体撮像素子1であってもよい。   Therefore, if the solid-state imaging device 1 is manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment, the central pixel 4 in the pixel region 10 is compared with the case where the solid-state imaging device 1 is manufactured by the manufacturing method according to the comparative example. The difference (variation) between the distance d0 (see FIG. 3) and the distance d0 between the peripheral pixels 4 in the pixel region 10 is reduced. Therefore, if the solid-state imaging device 1 is manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment, the central pixel 4 in the pixel region 10 is compared with the case where the solid-state imaging device 1 is manufactured by the manufacturing method according to the comparative example. The difference in the degree of the lower surface reflection interference and the difference in the degree of the upper surface reflection interference with the peripheral pixel 4 in the pixel region 10 is reduced, and as a result, the color unevenness in the peripheral part in the pixel region 10 is further reduced. Is done. However, the solid-state imaging device 1 according to the present invention may be the solid-state imaging device 1 manufactured according to the comparative example.

以上、本発明の一実施の形態による固体撮像素子1及び本発明の一実施の形態による固体撮像素子製造方法ついて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。   The solid-state imaging device 1 according to one embodiment of the present invention and the solid-state imaging device manufacturing method according to one embodiment of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments.

例えば、本発明による固体撮像素子製造方法は、製造対象を、前記固体撮像素子1において反射防止膜39、第1の膜40及び第2の膜42のうちの少なくとも1つの膜を除去した固体撮像素子とし、前記実施の形態による固体撮像素子製造方法においてその除去した膜の形成工程を除去したものとしてもよい。   For example, in the solid-state imaging device manufacturing method according to the present invention, the solid-state imaging is obtained by removing at least one of the antireflection film 39, the first film 40, and the second film 42 from the solid-state imaging device 1. It is good also as an element, and it is good also as what removed the formation process of the film | membrane removed in the solid-state image sensor manufacturing method by the said embodiment.

また、本発明による固体撮像素子は、前記実施の形態による固体撮像素子1において、反射防止膜39と第1の膜40との組合せで十分に色むらを低減できる。反射防止膜39及び第1の膜40に第2の膜42を組合せることで、色むらをより低減させることができる。従って、第2の膜42は必要に応じて設ければよい。   In addition, the solid-state imaging device according to the present invention can sufficiently reduce color unevenness by combining the antireflection film 39 and the first film 40 in the solid-state imaging device 1 according to the above-described embodiment. By combining the second film 42 with the antireflection film 39 and the first film 40, color unevenness can be further reduced. Therefore, the second film 42 may be provided as necessary.

1 固体撮像素子
10 画素領域
31 シリコン基板
35 層間絶縁膜
38 最上の配線層
39 反射防止膜
40 第1の膜
41 パッシベーション膜
42 第2の膜
43 平坦化膜(所定膜)
50 周辺領域
100 マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state image sensor 10 Pixel area 31 Silicon substrate 35 Interlayer insulation film 38 Top wiring layer 39 Antireflection film 40 First film 41 Passivation film 42 Second film 43 Planarization film (predetermined film)
50 Peripheral area 100 Mask

Claims (10)

複数の画素が2次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子の製造方法であって、
前記画素領域及び前記周辺領域に配線層を形成する第1の工程と、
前記第1の工程により形成された前記配線層上に絶縁膜を形成する第2の工程と、
前記第2の工程により形成された前記絶縁膜における、前記周辺領域に形成された部分の高さを低くする第3の工程と、
前記絶縁膜の表面を平坦化する第4の工程と、
前記第4の工程により表面が平坦化された前記絶縁膜上に、パッシベーション膜を形成する第5の工程と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
A method for manufacturing a solid-state imaging device having a pixel region in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged, and a peripheral region arranged around the pixel region,
A first step of forming a wiring layer in the pixel region and the peripheral region;
A second step of forming an insulating film on the wiring layer formed by the first step;
A third step of reducing the height of the portion formed in the peripheral region in the insulating film formed in the second step;
A fourth step of planarizing the surface of the insulating film;
A fifth step of forming a passivation film on the insulating film whose surface has been planarized by the fourth step;
A method for manufacturing a solid-state imaging device.
前記第3の工程は、前記絶縁膜における前記周辺領域に形成された部分をエッチングする工程であり、
前記第4の工程は、前記絶縁膜の表面を研磨により平坦化する工程である、
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像素子の製造方法。
The third step is a step of etching a portion formed in the peripheral region in the insulating film,
The fourth step is a step of planarizing the surface of the insulating film by polishing.
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1.
前記第4の工程と前記第5の工程との間に、前記絶縁膜上に第1の膜を形成する工程を備え、
前記第1の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記絶縁膜の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項1又は2記載の固体撮像素子の製造方法。
A step of forming a first film on the insulating film between the fourth step and the fifth step;
3. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein a refractive index of the first film is lower than a refractive index of the passivation film and higher than a refractive index of the insulating film.
前記第1の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有することを特徴とする請求項3記載の固体撮像素子の製造方法。   4. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the first film has a refractive index gradient in which a refractive index decreases from a side of the passivation film to a side of the insulating film. 前記第5の工程により形成された前記パッシベーション膜上に、第2の膜を形成する工程と、
前記第2の膜上に平坦化膜を形成する工程と、
を備え、
前記第2の膜の屈折率は、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低く、かつ、前記所定膜の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。
Forming a second film on the passivation film formed by the fifth process;
Forming a planarization film on the second film;
With
5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a refractive index of the second film is lower than a refractive index of the passivation film and higher than a refractive index of the predetermined film. Manufacturing method.
前記各画素は、半導体基板に配置された光電変換部を有し、
前記第1の工程の前に、前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に反射防止膜を形成する工程を、備えたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。
Each of the pixels has a photoelectric conversion unit disposed on a semiconductor substrate,
6. The solid according to claim 1, further comprising a step of forming an antireflection film on the semiconductor substrate so as to cover the photoelectric conversion unit before the first step. Manufacturing method of imaging device.
半導体基板に配置された光電変換部を有する複数の画素が2次元状に配置された画素領域と、前記画素領域の周辺に配置された周辺領域とを有する固体撮像素子であって、
前記光電変換部を覆うように前記半導体基板上に形成された反射防止膜と、
前記画素領域及び前記周辺領域に形成された配線層と、
前記配線層上に形成され、表面が平坦化された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたパッシベーション膜と、
前記絶縁膜と前記パッシベーション膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記絶縁膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第1の膜と、
を備えたことを特徴とする固体撮像素子。
A solid-state imaging device having a pixel region in which a plurality of pixels each having a photoelectric conversion unit disposed on a semiconductor substrate are two-dimensionally disposed, and a peripheral region disposed around the pixel region,
An antireflection film formed on the semiconductor substrate so as to cover the photoelectric conversion unit;
A wiring layer formed in the pixel region and the peripheral region;
An insulating film formed on the wiring layer and having a planarized surface;
A passivation film formed on the insulating film;
A first film formed between the insulating film and the passivation film and having a refractive index lower than a refractive index of the passivation film and higher than a refractive index of the insulating film;
A solid-state imaging device comprising:
前記絶縁膜は、エッチング及び研磨により表面が平坦化されていることを特徴とする請求項7記載の固体撮像素子。   The solid-state imaging device according to claim 7, wherein a surface of the insulating film is flattened by etching and polishing. 前記第1の膜は、屈折率が前記パッシベーション膜の側から前記絶縁膜の側へかけて低くなる屈折率勾配を有することを特徴とする請求項8記載の固体撮像素子。   9. The solid-state imaging device according to claim 8, wherein the first film has a refractive index gradient in which a refractive index decreases from a side of the passivation film to a side of the insulating film. 前記パッシベーション膜上に形成された平坦化膜と、
前記パッシベーション膜と前記平坦化膜との間に形成され、前記パッシベーション膜の屈折率よりも低くかつ前記所定膜の屈折率よりも高い屈折率を有する第2の膜と、
を備えたことを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の固体撮像素子。
A planarization film formed on the passivation film;
A second film formed between the passivation film and the planarization film and having a refractive index lower than the refractive index of the passivation film and higher than the refractive index of the predetermined film;
The solid-state imaging device according to claim 7, further comprising:
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