JP2016048801A - 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体層101の裏面において受光面JSおよび遮光膜60が設けられた部分を被覆するように、第1の反射防止膜501を設ける。これと共に、裏面において受光面JSが設けられた部分を被覆するように第1の反射防止膜501の上に、第2の反射防止膜502を形成する。遮光膜60については、第2の反射防止膜502の上に設けずに、第1の反射防止膜501の上に設ける。
【選択図】図3
Description
1.実施形態1(遮光膜の上面を被覆する場合)
2.実施形態2(遮光膜の上面を被覆する場合において、中間層を設けた場合)
3.実施形態3(遮光膜の上面を被覆しない場合)
4.実施形態4(遮光膜埋め込み型)
5.その他
(1)装置構成
(1−1)カメラの要部構成
図1は、本発明にかかる実施形態1において、カメラ40の構成を示す構成図である。
固体撮像装置1の全体構成について説明する。
本実施形態にかかる固体撮像装置の詳細内容について説明する。
固体撮像装置1において、フォトダイオード21は、図2に示した複数の画素Pに対応するように複数が配置されている。つまり、撮像面(xy面)において、水平方向xと、この水平方向xに対して直交する垂直方向yとのそれぞれに並んで設けられている。
固体撮像装置1において、画素トランジスタTrは、図2に示した複数の画素Pに対応するように複数が配置されている。
固体撮像装置1において、配線層111は、図3に示すように、半導体層101において、反射防止膜50などの各部が設けられた裏面(図3では上面)とは反対側の表面(図3では下面)に設けられている。
固体撮像装置1において、反射防止膜50は、図3に示すように、半導体層101において、配線層111などの各部が設けられた表面(図3では下面)とは反対側の裏面(図3では上面)に設けられている。
・Al2O3(ΔVfb=4〜6V)
・HfO2(ΔVfb=2〜3V)
・ZrO2(ΔVfb=2〜3V)
・TiO2(ΔVfb=3〜4V)
・Ta2O5(ΔVfb=3〜4V)
・MgO2(ΔVfb=1.5〜2.5V)
・SiN
・SiON
(第1の反射防止膜501の材料,第2の反射防止膜502の材料)=
(HfO2,HfO2)
(HfO2,Ta2O5)
(HfO2,Al2O3)
(HfO2,ZrO2)
(HfO2,TiO2)
(MgO2,HfO2)
(Al2O3,SiN)
(HfO2,SiON)
固体撮像装置1において、遮光膜60は、図3に示すように、半導体層101の裏面(図3では上面)の側に設けられている。
この他に、図3に示すように、半導体層101の裏面側においては、反射防止膜50の上面に平坦化膜HTが設けられている。そして、その平坦化膜HTの上面には、カラーフィルタCFと、マイクロレンズMLが設けられている。
上記の固体撮像装置1を製造する製造方法の要部について説明する。
まず、図6に示すように、フォトダイオード21等の形成を実施する。
つぎに、図7に示すように、第1の反射防止膜501を形成する。
つぎに、図8に示すように、遮光膜60を形成する。
つぎに、図9に示すように、第2の反射防止膜502を形成する。
つぎに、図10に示すように、平坦化膜HTを形成する。
以上のように、本実施形態では、入射光Hを受光面JSで受光する複数のフォトダイオード21が、複数の画素Pに対応するように、半導体層101の内部に設けられている。そして、半導体層101にて入射光Hが入射する裏面(上面)の側には、入射光Hの反射を防止する反射防止膜50が設けられている。また、半導体層101の裏面の側には、入射光Hが受光面JSへ通過する開口が形成されている遮光膜60が設けられている。
また、本実施形態では、ALD法で第1の反射防止膜501を成膜している。このため、界面準位の少ない良好なシリコン界面を形成できるので、暗電流低減の効果を奏することができる。
(1)装置構成など
図11は、本発明にかかる実施形態2において、固体撮像装置1bの要部を示す図である。
上記の固体撮像装置を製造する製造方法の要部について説明する。
つぎに、図12に示すように、絶縁膜Z1,遮光膜60bを形成する。
つぎに、図13に示すように、第2の反射防止膜502を形成する。
つぎに、図14に示すように、平坦化膜HTを形成する。
また、本実施形態においては、実施形態1と異なり、第1の反射防止膜501と遮光膜60bとの間に絶縁膜Z1が設けられている(図11参照)。
(第1の反射防止膜501の材料,遮光膜60bの材料)=
(HfO2,Ti)、(Al2O3,Ti)、(ZrO2,Ti)
(1)装置構成など
図15は、本発明にかかる実施形態3において、固体撮像装置1cの要部を示す図である。
反射防止膜50cは、図15に示すように、実施形態1と同様に、第1の反射防止膜501と、第2の反射防止膜502cとの複数の膜を含む。
図15に示すように、遮光膜60cは、実施形態1と同様に、第1の反射防止膜501の上面のうち、半導体層101にて画素分離部101pbが設けられた部分に形成されている。しかし、この遮光膜60cを被覆するように、第2の反射防止膜502cが設けられていない。
本実施形態では、第1の反射防止膜501を成膜後、遮光膜60cの形成前に、第2の反射防止膜502cを形成する。ここでは、第1の反射防止膜501の上面に、第2の反射防止膜502cを形成するための材料膜を成膜した後に、その材料膜をパターン加工することで、第2の反射防止膜502cを形成する。つまり、第1の反射防止膜501の上面のうち、遮光膜60cが形成される部分の表面が露出するように、第2の反射防止膜502cを形成するための材料膜をエッチングし、溝TRを形成することによって、第2の反射防止膜502cを形成する。
本実施形態では、実施形態1の場合と同様に、半導体層101と遮光膜60cとの間には、薄い第1の反射防止膜501のみが形成されている(図15参照)。
(1)装置構成など
図16は、本発明にかかる実施形態4において、固体撮像装置1dの要部を示す図である。
反射防止膜50dは、図16に示すように、実施形態1と同様に、第1の反射防止膜501dと、第2の反射防止膜502dとの複数の膜を含む。
遮光膜60dは、図16に示すように、半導体層101の内部に設けられた画素分離部101pbの上方に設けられている。
本実施形態では、第1の反射防止膜501の成膜前に、半導体層101の裏面側において、画素分離部101pbが設けられた部分に、溝TRdを形成する。そして、その溝TRdを被覆するように、半導体層101の裏面に第1の反射防止膜501を成膜する。
本実施形態では、画素分離部101pbの形成部分に設けられた溝TRdの内部に、遮光膜60dが設けられている(図16参照)。
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
また、上記の実施形態において、遮光膜60,60b,60c,60dは、本発明の遮光膜に相当する。また、上記の実施形態において、受光面JSは、本発明の受光面に相当する。また、上記の実施形態において、画素Pは、本発明の画素に相当する。また、上記の実施形態において、絶縁層Z1は、本発明の中間層に相当する。
Claims (12)
- 入射光を受光面で受光する複数の光電変換部が、複数の画素に対応するように設けられている半導体層と、
前記半導体層にて前記入射光が入射する入射面の側に設けられており、前記入射光の反射を防止する反射防止膜と、
前記半導体層にて前記入射面の側に設けられており、前記入射光が前記受光面へ通過する開口が形成されている遮光膜と
を有し、
前記反射防止膜は、
前記入射面において前記受光面および前記遮光膜が設けられた部分を被覆する第1の反射防止部と、
前記入射面において前記受光面が設けられた部分を少なくとも被覆するように、前記第1の反射防止部の上に形成された第2の反射防止部と
を含み、
前記遮光膜は、前記第2の反射防止部の上に設けられておらず、前記第1の反射防止部の上に設けられている、
固体撮像装置。 - 前記第1の反射防止部の膜厚は、第2の反射防止部の膜厚よりも薄い、
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記遮光膜は、前記第1の反射防止部の上において、凸形状に突き出るように設けられており、
前記第2の反射防止部は、前記遮光膜の凸形状の側部に接触するように設けられている、
請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記第2の反射防止部は、前記遮光膜の上面を被覆するように形成されている、
請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の反射防止部と前記遮光膜との間に設けられており、前記第1の反射防止部と前記遮光膜との間の反応を防止する中間層
を、更に有する、
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の反射防止部は、前記半導体層において前記光電変換部の側部に設けられたトレンチ内の面を被覆するように成膜されており、
前記遮光膜は、前記半導体層において前記第1の反射防止部が被覆されたトレンチ内に埋め込まれるように設けられている、
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記第1の反射防止部は、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、チタン、マグネシウム、イットリウム、ランタノイド元素の酸化物の少なくとも1つを含むように形成されており、前記受光面に正電荷蓄積領域を形成する負の固定電荷を有する、
請求項1から6のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 前記反射防止膜は、屈折率が1.5以上の材料を用いて形成されている、
請求項1から6のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 前記半導体層において前記入射面とは反対側の面に設けられており、前記光電変換部で生成された信号電荷を電気信号として出力する画素トランジスタと、
前記半導体層において前記入射面とは反対側の面にて、前記画素トランジスタを被覆するように設けられている配線層と
を有する、
請求項1から6のいずれかに記載の固体撮像装置。 - 入射光を受光面で受光する複数の光電変換部を、複数の画素に対応するように半導体層に形成する光電変換部形成工程と、
前記入射光の反射を防止する反射防止膜を、前記半導体層にて前記入射光が入射する入射面の側に形成する反射防止膜形成工程と、
前記入射光が前記受光面へ通過する開口が設けられた遮光膜を、前記半導体層にて前記入射光が入射する面の側に形成する遮光膜形成工程と、
を有し、
前記反射防止膜形成工程においては、前記入射面にて前記受光面および前記遮光膜が設けられる面を被覆する第1の反射防止部と、前記入射面にて前記受光面が設けられた面を、前記第1の反射防止部の上において被覆する第2の反射防止部とを、前記反射防止膜として形成し、
前記遮光膜形成工程では、前記遮光膜が前記第2の反射防止部の上に設けられず、前記第1の反射防止部の上に設けられるように、当該遮光膜を形成する
固体撮像装置の製造方法。 - 前記反射防止膜形成工程においては、ALD(Atomic Layer Deposition)法で前記第1の反射防止部を成膜する、
請求項10に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 入射光を受光面で受光する複数の光電変換部が複数の画素に対応するように設けられている半導体層と、
前記半導体層にて前記入射光が入射する入射面の側に設けられており、前記入射光の反射を防止する反射防止膜と、
前記半導体層にて前記入射面の側に設けられており、前記入射光が前記受光面へ通過する開口が形成されている遮光膜と
を有し、
前記反射防止膜は、
前記入射面において前記受光面および前記遮光膜が設けられた部分を被覆する第1の反射防止部と、
前記入射面において前記受光面が設けられた部分を少なくとも被覆するように、前記第1の反射防止部の上に形成された第2の反射防止部と
を含み、
前記遮光膜は、前記第2の反射防止部の上に設けられておらず、前記第1の反射防止部の上に設けられている、
電子機器。
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