JP2019091947A - Solid state image pickup device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to a solid-state imaging device.
従来、固体撮像装置は、入射する光を光電変換する複数の光電変換素子と、各光電変換素子の受光面側に設けられ、入射する光を光電変換素子へ集光するマイクロレンズとを備える。また、固体撮像装置は、各マイクロレンズの表面に形成され、マイクロレンズ表面での反射を防止する反射防止膜を備える。 Conventionally, a solid-state imaging device includes a plurality of photoelectric conversion elements that photoelectrically convert incident light, and microlenses that are provided on the light receiving surface side of each photoelectric conversion element and condense the incident light onto the photoelectric conversion elements. In addition, the solid-state imaging device includes an anti-reflection film that is formed on the surface of each of the microlenses and that prevents reflection on the surface of the microlenses.
上記の固体撮像装置では、マイクロレンズ表面に反射防止膜を形成した後に装置の洗浄が行われる場合がある。かかる場合、洗浄によって反射防止膜表面に静電気が発生して電荷が帯電する。かかる電荷は、撮像画像が出力される際に暗電流となって検出され、撮像画素中に白傷となって現れることがある。 In the above-described solid-state imaging device, the device may be cleaned after an antireflective film is formed on the surface of the microlens. In such a case, static electricity is generated on the surface of the antireflective film by washing, and the charge is charged. The charge may be detected as a dark current when the captured image is output, and may appear as a white scratch in the imaging pixel.
一つの実施形態は、静電気に起因する白傷の発生を抑制することができる固体撮像装置を提供することを目的とする。 One object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of suppressing the occurrence of white damage caused by static electricity.
一つの実施形態によれば、固体撮像装置が提供される。固体撮像装置は、半導体層とマイクロレンズと導電性反射防止膜と低屈折率防止膜とを備える。半導体層には、複数の光電変換素子が設けられる。マイクロレンズは、複数の光電変換素子の各受光面側に設けられる。導電性反射防止膜は、マイクロレンズの表面に設けられ、屈折率がマイクロレンズの屈折率よりも高い。低屈折率反射防止膜は、導電性反射防止膜の表面に設けられ、屈折率が空気の屈折率よりも高く、且つ、マイクロレンズの屈折率よりも低い。 According to one embodiment, a solid state imaging device is provided. The solid-state imaging device includes a semiconductor layer, a microlens, a conductive antireflective film, and a low refractive index preventing film. The semiconductor layer is provided with a plurality of photoelectric conversion elements. The microlens is provided on each light receiving surface side of the plurality of photoelectric conversion elements. The conductive antireflective film is provided on the surface of the micro lens, and the refractive index is higher than the refractive index of the micro lens. The low refractive index antireflective film is provided on the surface of the conductive antireflective film, and the refractive index is higher than the refractive index of air and lower than the refractive index of the microlens.
以下に添付図面を参照して、実施形態に係る固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法について詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a solid-state imaging device and a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited by this embodiment.
図1は、実施形態に係る固体撮像装置14を備えるデジタルカメラ1の概略構成を示すブロック図である。図1に示すように、デジタルカメラ1は、カメラモジュール11と後段処理部12とを備える。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a digital camera 1 provided with a solid-state imaging device 14 according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the digital camera 1 includes a
カメラモジュール11は、撮像光学系13と固体撮像装置14とを備える。撮像光学系13は、被写体からの光を取り込み、被写体像を結像させる。固体撮像装置14は、撮像光学系13によって結像される被写体像を撮像し、撮像によって得られた画像信号を後段処理部12へ出力する。かかるカメラモジュール11は、デジタルカメラ1以外に、例えば、カメラ付き携帯端末などの電子機器に適用される。
The
後段処理部12は、ISP(Image Signal Processor)15、記憶部16および表示部17を備える。ISP15は、固体撮像装置14から入力される画像信号の信号処理を行う。かかるISP15は、例えば、ノイズ除去処理、欠陥画素補正処理、解像度変換処理などの高画質化処理を行う。
The
そして、ISP15は、信号処理後の画像信号を記憶部16、表示部17およびカメラモジュール11内の固体撮像装置14が備える後述の信号処理回路21(図2参照)へ出力する。ISP15からカメラモジュール11へフィードバックされる画像信号は、固体撮像装置14の調整や制御に用いられる。
Then, the
記憶部16は、ISP15から入力される画像信号を画像として記憶する。また、記憶部16は、記憶した画像の画像信号をユーザの操作などに応じて表示部17へ出力する。表示部17は、ISP15あるいは記憶部16から入力される画像信号に応じて画像を表示する。かかる表示部17は、例えば、液晶ディスプレイなどである。
The storage unit 16 stores an image signal input from the
次に、図2を参照しながらカメラモジュール11が備える固体撮像装置14について説明する。図2は、実施形態に係る固体撮像装置14の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、固体撮像装置14は、イメージセンサ20と、信号処理回路21とを備える。
Next, the solid-state imaging device 14 included in the
ここでは、イメージセンサ20が、入射光を光電変換する光電変換素子における入射光が入射する面とは逆の面側に配線層が形成される所謂裏面照射型CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである場合について説明する。 Here, a so-called back-illuminated CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor in which the wiring layer is formed on the side opposite to the side on which the incident light is incident on the photoelectric conversion element that photoelectrically converts the incident light. Will be described.
なお、実施形態に係るイメージセンサ20は、裏面照射型CMOSイメージセンサに限定するものではなく、表面照射型CMOSイメージセンサや、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等といった任意のイメージセンサであってもよい。
Note that the
イメージセンサ20は、周辺回路22と、画素アレイ23とを備える。また、周辺回路22は、垂直シフトレジスタ24、タイミング制御部25、CDS(相関二重サンプリング)26、ADC(アナログデジタル変換部)27、およびラインメモリ28を備え、これらは主にアナログ回路で構成される。
The
画素アレイ23は、イメージセンサ20の撮像光学系13からの光が入射する領域に設けられる。固体撮像装置14では、画素アレイ23が撮像領域となる。かかる画素アレイ23には、撮像画像の各画素に対応する複数の光電変換素子が、水平方向(行方向)および垂直方向(列方向)へ2次元アレイ状(マトリックス状)に配置される。
The
各光電変換素子は、半導体層内に設けられ、各光電変換素子に対応して半導体層の光が入射する側に積層されたカラーフィルタおよびマイクロレンズを介して入射する光を受光量に応じた量の電荷へ光電変換し、各画素の輝度を示す信号電荷として蓄積する。 Each photoelectric conversion element is provided in the semiconductor layer, and light corresponding to each photoelectric conversion element is received according to the amount of light received through the color filter and the microlens stacked on the light incident side of the semiconductor layer. It is photoelectrically converted into an amount of charge and accumulated as a signal charge indicating the luminance of each pixel.
タイミング制御部25は、垂直シフトレジスタ24、CDS26、ADC27およびラインメモリ28に対して動作タイミングの基準となるパルス信号を出力する処理部である。垂直シフトレジスタ24は、アレイ(行列)状に2次元配列された複数の光電変換素子の中から信号電荷を読み出す光電変換素子を行単位で順次選択するための選択信号を画素アレイ23へ出力する処理部である。
The
画素アレイ23は、垂直シフトレジスタ24から入力される選択信号によって行単位で選択される各光電変換素子に蓄積された信号電荷を、各画素の輝度を示す画素信号として光電変換素子からCDS26へ出力する。なお、画素アレイ23の構成については、図3および図4を参照しながら後述する。
The
CDS26は、画素アレイ23から入力される画素信号から、相関二重サンプリングによってノイズを除去してADC27へ出力する処理部である。ADC27は、CDS26から入力されるアナログの画素信号をデジタルの画素信号へ変換してラインメモリ28へ出力する処理部である。ラインメモリ28は、ADC27から入力される画素信号を一時的に保持し、画素アレイ23における光電変換素子の行毎に信号処理回路21へ出力する処理部である。
The
信号処理回路21は、ラインメモリ28から入力される画素信号に対して所定の信号処理を行って後段処理部12へ出力する処理部であり、主にデジタル回路で構成される。信号処理回路21は、画素信号に対して、例えば、レンズシェーディング補正、傷補正、ノイズ低減処理などの信号処理を行う。
The
このように、イメージセンサ20では、画素アレイ23に配置される複数の光電変換素子が入射光を受光量に応じた量の信号電荷へ光電変換して蓄積し、周辺回路22が各光電変換素子に蓄積された信号電荷を画素信号として読み出すことによって撮像を行う。
As described above, in the
また、イメージセンサ20は、撮像光学系13からの光を、マイクロレンズによって集光させ、集光させた光をカラーフィルタを介して光電変換素子へ入射する。
Further, the
ここで、一般的なマイクロレンズは、表面上に1層の反射防止膜が形成されており、かかる反射防止膜によりマイクロレンズ表面での反射を防止し、光電変換素子の受光面に入射する光量の増大を図っている。 Here, a general microlens has a single-layer anti-reflection film formed on the surface, and such anti-reflection film prevents reflection on the surface of the microlens, and the amount of light incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion element To increase the
ところで、固体撮像装置では、マイクロレンズ表面に反射防止膜を形成した後に純水などを用いて装置表面の洗浄が行われる場合がある。かかる場合、洗浄によって反射防止膜表面に静電気が発生して電荷が帯電してしまう。かかる電荷は、撮像画像が出力される際に暗電流となって検出され、撮像画素中に白傷となって現れることがある。 By the way, in a solid-state imaging device, after an antireflective film is formed on the surface of a microlens, the surface of the device may be cleaned using pure water or the like. In such a case, static electricity is generated on the surface of the antireflective film by washing, and the charge is charged. The charge may be detected as a dark current when the captured image is output, and may appear as a white scratch in the imaging pixel.
そこで、本実施形態に係る固体撮像装置14は、マイクロレンズの表面に、マイクロレンズ側から導電性反射防止膜と低屈折率反射防止膜とを積層した2層の反射防止膜を設けた。そして、固体撮像装置14は、内層の導電性反射防止膜によって外層の低屈折率反射防止膜に静電気により帯電した電荷を逃がすことで、白傷の発生を抑制した。以下、静電気に起因した白傷の発生を抑制させた画素アレイ23について図3および図4を参照して説明する。
Therefore, in the solid-state imaging device 14 according to the present embodiment, a two-layer antireflection film in which a conductive antireflection film and a low refractive index antireflection film are stacked from the microlens side is provided on the surface of the microlens. Then, the solid-state imaging device 14 suppresses the occurrence of the white flaw by releasing the charge charged by static electricity in the low refractive index antireflective film of the outer layer by the conductive antireflective film of the inner layer. Hereinafter, the
図3は、実施形態に係る画素アレイ23の断面視による模式的な構成を示す説明図である。図4は、実施形態に係る画素アレイ23の模式的な構成の拡大を示す説明図である。なお、ここでは、便宜上、画素アレイ23の光9が入射する側を上として、画素アレイ23の光9が入射する側とは逆側を下として説明する。
FIG. 3 is an explanatory view showing a schematic configuration as viewed in cross section of the
図3に示すように、画素アレイ23は、支持基板31上に接着層32を介して設けられる多層配線層35と、光電変換素子38とを備える。多層配線層35は、層間絶縁膜34と、層間絶縁膜34の内部に設けられる読み出しゲート3および多層配線33とを備える。多層配線33は、光電変換素子38によって光電変換された負の信号電荷(電子)の読み出しや、各回路素子への駆動信号等の伝送に用いられる。
As shown in FIG. 3, the
光電変換素子38は、例えば、ボロン(B)等のP型の低濃度の不純物がドープされたP型のSi層36と、P型のSi層36の内部に、例えば、リン(P)等のN型の高濃度の不純物がドープされたN型のSi領域37とのPN接合によって形成されるフォトダイオードである。
The
かかる光電変換素子38は、P型のSi層36内にアレイ(行列)状に2次元配列される。そして、光電変換素子38は、多層配線層35との界面とは逆側の端面から入射する光9を受光量に応じた量の信号電荷へ光電変換してN型のSi領域37に蓄積する。
The
また、画素アレイ23は、光電変換素子38の受光面上に、P型の正孔蓄積領域5を備える。かかる正孔蓄積領域5は、N型のSi領域37内に存在する正の電荷(正孔)を蓄積する。
In addition, the
つまり、P型の正孔蓄積領域5は、正の電荷がN型のSi領域37における受光面近傍で生じる界面準位に起因した負の電荷と再結合し、入射光の有無とは無関係に生じて暗電流の原因となる負の電荷を低減する領域である。
That is, in the P-type
また、画素アレイ23は、P型の正孔蓄積領域5の受光面上に、第1のSi酸化膜40を備える。かかる第1のSi酸化膜40は、N型のSi領域37の受光面側端面に生じるダングリングボンドを終端する。これにより、画素アレイ23は、ダングリングボンドによる界面準位の増加を抑制することによって暗電流を低減する。
In addition, the
さらに、画素アレイ23は、P型の正孔蓄積領域5の受光面上に順次積層されるSi窒化膜6、カラーフィルタ70、およびマイクロレンズ71を備える。
Furthermore, the
Si窒化膜6は、カラーフィルタ70を透過する入射光の反射を防止する反射防止膜として機能する。また、カラーフィルタ70は、例えば、赤、緑、青の3原色のうち、いずれか一色の入射光を透過させる。
The
マイクロレンズ71は、平凸レンズであり、画素アレイ23へ入射する入射光を光電変換素子38へ集光する。かかるマイクロレンズ71は、屈折率n1が1.6〜1.7の高屈折率材料を用いて形成される。本実施形態では、マイクロレンズ71は、屈折率n1が、例えば、1.62の有機系樹脂によって形成される。
The
また、画素アレイ23は、マイクロレンズ71の表面に、マイクロレンズ71側から導電性反射防止膜80と低屈折率反射防止膜81とを積層した2層からなる反射防止膜8を備える。
In addition, the
具体的に、図4を参照して説明する。図4に示すように、実施形態に係るマイクロレンズ71は、表面にマイクロレンズ71側から導電性反射防止膜80と低屈折率反射防止膜81とを積層した2層の反射防止膜8を備える。導電性反射防止膜80は、膜厚d1が低屈折率反射防止膜81の膜厚d2よりも厚くなっている。具体的には、導電性反射防止膜80の膜厚d1は、低屈折率反射防止膜81の膜厚d2よりも、例えば、20〜40nmほど厚くなっている。
Specifically, this will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the
導電性反射防止膜80は、屈折率n2がマイクロレンズ71の屈折率n1よりも高い金属酸化膜である。具体的には、導電性反射防止膜80は、屈折率n2が1.6〜2.7の金属酸化膜である。かかる金属酸化膜としては、例えば、酸化チタン(TiO)膜が挙げられる。
The conductive
また、導電性反射防止膜80は、低屈折率反射防止膜81に静電気により帯電した電荷を外部へアースするため、図示しない配線パターンなどによって接続したパッドを介してグランドGNDに接続される。したがって、導電性反射防止膜80は、低屈折率反射防止膜81に静電気により帯電した電荷をグランドGNDに接続されたパッドへ導く役割を果たす。これにより、低屈折率反射防止膜81に静電気により帯電した電荷は、導電性反射防止膜80およびパッドを通ってグランドGNDに流される。
Further, the conductive
低屈折率反射防止膜81は、屈折率n3が空気(n0=1.0)の屈折率よりも高く、且つ、マイクロレンズ71の屈折率n1よりも低いシリコン酸化膜である。具体的には、低屈折率反射防止膜81は、屈折率n3が1.2〜1.6のシリコン酸化膜である。かかるシリコン酸化膜としては、例えば、二酸化シリコン(SiO2)が挙げられる。
The low refractive index
ここで、上記した2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71の透過率について図5を参照して説明する。図5は、実施形態に係る反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71の透過率を示す説明図である。
Here, the transmittance of the
図5において、縦軸は透過率[%]を示し、横軸は波長[nm]を示している。また、図5のグラフにおいて、太線は2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71の透過率、細線は低屈折率反射防止膜81を備えたマイクロレンズ71の透過率、一点鎖線は反射防止膜8を備えないマイクロレンズ71の透過率をそれぞれ示している。
In FIG. 5, the vertical axis represents the transmittance [%], and the horizontal axis represents the wavelength [nm]. Further, in the graph of FIG. 5, the thick line indicates the transmittance of the
なお、かかる透過率の評価試験では、マイクロレンズ71は屈折率n1が1.62の有機系樹脂、導電性反射防止膜80は屈折率n2が1.97の酸化タンタル膜、低屈折率反射防止膜81は屈折率n3が1.37のシリコン酸化膜をそれぞれ用いた。
In this transmittance evaluation test, the
図5に示すように、2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71は、透過率が低屈折率反射防止膜81を備えたマイクロレンズ71の透過率よりも高く、短波長域(450nm)から長波長域(700nm)までおよそ99%に達していることが分かる。
As shown in FIG. 5, the
これは、屈折率n1が1.62のマイクロレンズ71と屈折率n3が1.37の低屈折率反射防止膜81との間に、屈折率n2が1.97とマイクロレンズ71の屈折率n1よりも高い導電性反射防止膜80を介在させているからである。
This is because the refractive index n2 is 1.97 and the refractive index n1 of the
詳述すると、低屈折率反射防止膜81を介して導電性反射防止膜80へ入射した光9は、導電性反射防止膜80の屈折率n2がマイクロレンズ71の屈折率n1よりも高いため、導電性反射防止膜80とマイクロレンズ71との界面で全反射を起こす。しかし、かかる光9は、導電性反射防止膜80の屈折率n2が低屈折率反射防止膜81の屈折率n3よりも高いため、導電性反射防止膜80と低屈折率反射防止膜81との界面で再び全反射を起こす。そして、全反射による戻り光は、導電性反射防止膜80とマイクロレンズ71との界面では全反射せずにマイクロレンズ71へ入射する。
More specifically, light 9 incident on the conductive
このようなことから、2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71は、透過率が低屈折率反射防止膜81を備えたマイクロレンズ71の透過率よりも高くなると考えられる。つまり、2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71は、高い透過率を有するとともに、静電気により帯電した電荷を除去する機能を有する。
From such a thing, it is thought that the transmittance of the
また、2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71は、導電性反射防止膜80の膜厚d1が低屈折率反射防止膜81の膜厚d2よりも厚いことで、導電性反射防止膜80とマイクロレンズ71との界面における多重反射が抑制される。
Further, the
上述した実施形態に係る固体撮像装置14は、マイクロレンズ71の表面に、マイクロレンズ71側から導電性反射防止膜80と低屈折率反射防止膜81とを積層した2層からなる反射防止膜8を備える。
The solid-state imaging device 14 according to the above-described embodiment has a two-
これにより、固体撮像装置14は、内層の導電性反射防止膜80によって外層の低屈折率反射防止膜81に静電気により帯電した電荷を逃がすことができる。そのため、固体撮像装置14は、マイクロレンズ71表面に反射防止膜8を形成した後に純水などを用いて装置表面を洗浄する場合でも、洗浄によって低屈折率反射防止膜81表面に静電気により帯電した電荷を導電性反射防止膜80およびパッドを通ってグランドGNDへ流すことができる。したがって、固体撮像装置14は、静電気に起因する白傷の発生を抑制することができる。
As a result, the solid-state imaging device 14 can release the electrostatically charged charges on the low refractive index
また、上述の実施形態に係る固体撮像装置14は、導電性反射防止膜80と低屈折率反射防止膜81との2層からなる反射防止膜8が設けられたマイクロレンズ71を備える。これにより、固体撮像装置14は、2層からなる反射防止膜8を備えたマイクロレンズ71の透過率が一般的な1層の反射防止膜を備えたマイクロレンズの透過率に比べて高いため、光電変換素子38に入射する光9の量が増えて画素の受光感度が向上する。
In addition, the solid-state imaging device 14 according to the above-described embodiment includes the
次に、上述した画素アレイ23の形成方法を含む固体撮像装置14の製造方法について、図6〜図8を参照して説明する。なお、固体撮像装置14における画素アレイ23以外の部分の製造方法は、一般的なCMOSイメージセンサと同様である。このため、以下では、固体撮像装置14における画素アレイ23部分の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the solid-state imaging device 14 including the method of forming the
図6〜図8は、実施形態に係る固体撮像装置14の製造工程を示す断面模式図である。図6(a)に示すように、画素アレイ23を製造する場合には、Siウェハ等の半導体基板30上にP型のSi層36を形成する。このとき、例えば、半導体基板30上にボロン等のP型の低濃度の不純物がドープされたSi層をエピタキシャル成長させることにより、P型のSi層36を形成する。なお、かかるP型のSi層36は、Siウェハの内部へP型の低濃度の不純物をイオン注入してアニール処理を行うことにより形成してもよい。
6-8 is a cross-sectional schematic diagram which shows the manufacturing process of the solid-state imaging device 14 which concerns on embodiment. As shown in FIG. 6A, when the
続いて、P型のSi層36の上面側からP型のSi層36内部へリン等のN型の高濃度の不純物をイオン注入してアニール処理を行うことによって、P型のSi層36にN型のSi領域37を行列状に2次元配列する。
Subsequently, annealing is performed by ion-implanting an N-type high concentration impurity such as phosphorus into the P-
こうして、P型のSi層36とN型のSi領域37とによりPN接合が形成されてフォトダイオードである光電変換素子38が形成される。なお、ここで、N型のSi領域37は、光電変換された負の電荷を蓄積する電荷蓄積領域となり、半導体基板30との接合面側が後に露出されて入射光の受光面となる。
Thus, a PN junction is formed by the P-
続いて、図6(b)に示すように、光電変換素子38の上面に多層配線層35を形成する。多層配線層35を形成する工程では、先ず、P型のSi層36の表面における所定位置に、例えば、ポリシリコンによって読み出しゲート3などを形成する。次に、例えば、Si酸化膜等の層間絶縁膜34を成膜する工程と、層間絶縁膜34に所定の配線パターンを形成する工程と、配線パターン内に銅(Cu)等を埋め込んで多層配線33を形成する工程とを繰り返すことで多層配線層35が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
その後、図6(c)に示すように、多層配線層35の上面に接着剤を塗布して接着層32を設け、接着層32の上面に、例えばSiウェハ等の支持基板31を貼着する。なお、接着層32を用いずに、多層配線層35の上面に支持基板31を直接接合してもよい。
After that, as shown in FIG. 6C, an adhesive is applied to the upper surface of the
続いて、図7(a)に示すように、図6(c)に示す構造体の天地を反転させた後、グラインダ等の研削装置によって半導体基板30を裏面側(ここでは、上面側)から研削し、半導体基板30を所定の厚さになるまで薄化する。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, after inverting the top and bottom of the structure shown in FIG. 6C, the
その後、例えば、CMP(Chemical Mechanical Polishing)によって半導体基板30の裏面側をさらに研磨し、N型のSi領域37の裏面(ここでは、上面)を露出させる。このとき、N型のSi領域37の研磨面である上面にはダングリングボンドが発生して界面準位が生じる。
After that, the back surface side of the
そこで、先ず、図7(b)に示すように、光電変換素子38の受光面上に第1のSi酸化膜40を形成し、N型のSi領域37の受光面側端面に生じるダングリングボンドを終端する。第1のSi酸化膜40の形成には、例えば、ALD(Atomic Layer Deposition)法を用いる。次に、P型のSi層36における上部に、例えば、ボロン等のP型の高濃度の不純物をイオン注入してアニール処理を行うことにより正孔蓄積領域5を形成する。
Therefore, first, as shown in FIG. 7B, the first
次に、図7(c)に示すように、第1のSi酸化膜40の上面に、例えば、CVD法を用いて、反射防止膜となるSi窒化膜6を形成する。そして、図8(a)に示すように、Si窒化膜6の上面に、カラーフィルタ70およびマイクロレンズ71を順次形成する。
Next, as shown in FIG. 7C, the
続いて、図8(b)に示すように、マイクロレンズ71の上面に、例えば、スパッタ法を用いて、例えば、酸化チタン(TiO)を含む所定の厚さd1の導電性反射防止膜80を形成する。なお、導電性反射防止膜80は、パターン配線などによってパッドに接続され、かかるパッドを介してグランドGNDに接続される。
Subsequently, as shown in FIG. 8B, a
その後、導電性反射防止膜80の上面に、例えば、CVD法を用いて、例えば、二酸化シリコン(SiO2)を含む所定の厚さd2(d2<d1)の低屈折率反射防止膜81を形成することで、図3に示す画素アレイ23が製造される。そして、マイクロレンズ71の表面に反射防止膜8を形成した後、固体撮像装置14表面の洗浄が行われる。
After that, a low refractive index
上述したように、実施形態に係る固体撮像装置14は、マイクロレンズ71の表面に、マイクロレンズ71側から導電性反射防止膜80と低屈折率反射防止膜81とを積層した2層からなる反射防止膜8を備える。
As described above, the solid-state imaging device 14 according to the embodiment is a reflection made of two layers in which the
これにより、固体撮像装置14は、内層の導電性反射防止膜80によって外層の低屈折率反射防止膜81に静電気により帯電した電荷を逃がすことができる。そのため、固体撮像装置14は、マイクロレンズ71表面に反射防止膜8を形成した後に純水などを用いて装置表面の洗浄が行われる場合でも、洗浄によって低屈折率反射防止膜81表面に静電気により帯電した電荷を導電性反射防止膜80およびパッドを通ってグランドGNDへ流すことができる。したがって、固体撮像装置14は、静電気に起因する白傷の発生を抑制することができる。
As a result, the solid-state imaging device 14 can release the electrostatically charged charges on the low refractive index
また、固体撮像装置14は、マイクロレンズ71表面に反射防止膜8を形成した後に搬送アームによる搬送が行われる場合でも、搬送アームとの接触によって低屈折率反射防止膜81表面に静電気により帯電した電荷を導電性反射防止膜80およびパッドを通ってグランドGNDへ流すことができる。
The solid-state imaging device 14 electrostatically charges the surface of the low refractive
なお、上述した固体撮像装置14は、導電性反射防止膜80がパッドを介してグランドGNDに接続されているが、かかる形態に限られず、グランドGNDに接続されていなくてもよい。
In the solid-state imaging device 14 described above, the
かかる形態であっても、低屈折率反射防止膜81の一箇所に留まっている静電気により帯電した電荷を、導電性反射防止膜80によって導電性反射防止膜80の形成領域に広く散らすことができるため、静電気に起因する白傷の発生を抑制することができる。
Even in this embodiment, the electrostatically charged
また、上述した実施形態では、Si層36をP型、Si領域37をN型としているが、Si層36をN型、Si領域37をP型として画素アレイ23を構成するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
1 デジタルカメラ、 11 カメラモジュール、 12 後段処理部、 13 撮像光学系、 14 固体撮像装置、 15 ISP、 16 記憶部、 17 表示部、 20 イメージセンサ、 21 信号処理回路、 22 周辺回路、 23 画素アレイ、 24 垂直シフトレジスタ、 25 タイミング制御部、 26 CDS、 27 ADC、 28 ラインメモリ、 3 読み出しゲート、 30 半導体基板、 31 支持基板、 32 接着層、 33 多層配線、 34 層間絶縁膜、 35 多層配線層、 36 P型のSi層、 37 N型のSi領域、 38 光電変換素子、 40 第1のSi酸化膜、 5 正孔蓄積領域、 6 Si窒化膜、 70 カラーフィルタ、 71 マイクロレンズ、 8 反射防止膜、 80 導電性反射防止膜、 81 低屈折率反射防止膜、 9 光
Reference Signs List 1
一つの実施形態によれば、固体撮像装置が提供される。固体撮像装置は、半導体層とマイクロレンズと導電性反射防止膜と低屈折率防止膜とを備える。半導体層には、複数の光電変換素子が設けられる。マイクロレンズは、複数の光電変換素子の各受光面側に設けられる。導電性反射防止膜は、マイクロレンズの表面に設けられ、屈折率がマイクロレンズの屈折率よりも高く、接地される。低屈折率反射防止膜は、導電性反射防止膜の表面に設けられ、屈折率が空気の屈折率よりも高く、且つ、マイクロレンズの屈折率よりも低い。 According to one embodiment, a solid state imaging device is provided. The solid-state imaging device includes a semiconductor layer, a microlens, a conductive antireflective film, and a low refractive index preventing film. The semiconductor layer is provided with a plurality of photoelectric conversion elements. The microlens is provided on each light receiving surface side of the plurality of photoelectric conversion elements. Conductive antireflection film is provided on the surface of the microlens, the refractive index is rather higher than the refractive index of the microlens, is grounded. The low refractive index antireflective film is provided on the surface of the conductive antireflective film, and the refractive index is higher than the refractive index of air and lower than the refractive index of the microlens.
Claims (4)
前記複数の光電変換素子の各受光面側に設けられるマイクロレンズと、
前記マイクロレンズの表面に設けられ、屈折率が前記マイクロレンズの屈折率よりも高い、導電性反射防止膜と、
前記導電性反射防止膜の表面に設けられ、屈折率が空気の屈折率よりも高く、且つ、前記マイクロレンズの屈折率よりも低い、低屈折率反射防止膜と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。 A semiconductor layer provided with a plurality of photoelectric conversion elements;
A microlens provided on each light receiving surface side of the plurality of photoelectric conversion elements;
A conductive antireflective film provided on the surface of the micro lens, wherein the refractive index is higher than the refractive index of the micro lens;
A low refractive index antireflective film provided on the surface of the conductive antireflective film and having a refractive index higher than the refractive index of air and lower than the refractive index of the microlens Imaging device.
膜厚が前記低屈折率反射防止膜の膜厚よりも厚い
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。 The conductive antireflective film is
The film thickness is thicker than the film thickness of the said low refractive index anti-reflective film. The solid-state imaging device of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
屈折率が1.6〜2.7の金属酸化膜である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。 The conductive antireflective film is
It is a metal oxide film whose refractive index is 1.6-2.7. The solid-state imaging device according to claim 1 or 2 characterized by things.
屈折率が1.2〜1.6のシリコン酸化膜である
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一つに記載の固体撮像装置。 The low refractive index antireflective film is
The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3, which is a silicon oxide film having a refractive index of 1.2 to 1.6.
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