JP5087888B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、特に、光電変換により生成された電荷を画素信号に変換する変換部を画素内に含む固体撮像装置、すなわち光電変換部とMOSトランジスタとを含む複数の画素を備えた固体撮像装置、例えばCMOSイメージセンサ及びその製造方法に関する。
さらに、上面にSiN膜による平坦化膜38を介してカラーフィルタ39が形成され、カラーフィルタ39上にオンチップマイクロレンズ40が形成される。
先ず、図3Aに示すように、例えばシリコンの半導体基板52の主面側に光電変換部となるフォトダイオードPDと複数のMOSトランジスタ(この例では転送用トランジスタTr1とリセット用トランジスタTr2のみ示す)からなる複数の画素50を形成する。すなわち、半導体基板52の主面に第1導電型、例えばn型の電荷蓄積領域53とその表面の第2導電型であるp型のアキュミュレーション層54からなるフォトダイオードPDを形成する。また、半導体基板52の主面側にフローティング・ディフージョンFDとなるn型半導体領域55、n型半導体領域57を形成し、フォトダイオードPDとn型半導体領域55間にゲート絶縁膜を介して例えば多結晶シリコンによる転送ゲート電極56を形成して転送用トランジスタTr1を形成し、n型半導体領域55とn型半導体領域57間にゲート絶縁膜を介して例えば多結晶シリコンによるリセットゲート電極58を形成してリセット用トランジスタTr2を形成する。半導体基板52には、各画素50を区画するように素子分離領域59を形成する。
また、層内レンズ64を作る拡散防止膜633を、他の拡散防止膜631,632より厚く形成するので、層内レンズ64の形成を確保すると共に、他の拡散防止膜631,632の膜厚を薄くしているので、全体の層厚を抑制することができる。
先ず、図8Aに示すように、例えばシリコンの半導体基板52の主面側に光電変換部となるフォトダイオードPDと複数のMOSトランジスタ(この例では転送用トランジスタTr1とリセット用トランジスタTr2のみ示す)からなる複数の画素50を形成する。すなわち、半導体基板52の主面に第1導電型、例えばn型の電荷蓄積領域53とその表面の第2導電型であるp型のアキュミュレーション層54からなるフォトダイオードPDを形成する。また、半導体基板52の主面側にフローティング・ディフージョンFDとなるn型半導体領域55、n型半導体領域57を形成し、フォトダイオードPDとn型半導体領域55間にゲート絶縁膜を介して例えば多結晶シリコンによる転送ゲート電極56を形成して転送用トランジスタTr1を形成し、n型半導体領域55とn型半導体領域57間にゲート絶縁膜を介して例えば多結晶シリコンによるリセットゲート電極58を形成してリセット用トランジスタTr2を形成する。半導体基板52には、各画素50を区画するように素子分離領域59を形成する。
また、層内レンズ64を作る拡散防止膜632を、他の拡散防止膜631,633より厚く形成するので、層内レンズ64の形成を確保すると共に、他の拡散防止膜631,633の膜厚を薄くしているので、全体の層厚を抑制することができる。
上例では、層内レンズ64を最上層(第3層目)の拡散防止膜633、あるいは第2層目の拡散防止膜632を用いて構成したが、その他、3層の拡散防止膜63〔631、632、633〕のうちのいずれか2層の拡散防止膜を用いて層内レンズを構成することも出来る。この場合は、2段の層内レンズが形成される。また、3層の拡散防止膜631、632、633の全てを用いて層内レンズを形成することもできる。この場合は3段の層内レンズが形成される。
Claims (6)
- 光電変換部と、MOSトランジスタで構成される複数の画素が配列された撮像領域と、
前記複数の画素の上方に層間絶縁膜を介して形成された多層のCu配線と、
前記Cu配線上及び前記光電変換部に対応した領域を含む面に形成されたCu配線の拡散防止膜とを有し、
前記光電変換部上に対応する位置に前記Cu配線の拡散防止膜を用いて形成された上凸型の層内レンズが形成されて成る
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記層内レンズが、多層の前記Cu配線の拡散防止膜のうちの、所要の層の拡散防止膜、あるいは全層の拡散防止膜を用いて形成されて成る
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 多層の前記Cu配線の拡散防止膜のうち、前記層内レンズが形成された前記Cu配線の拡散防止膜を除いて、他のCu配線の拡散防止膜は、前記光電変換部上に対応する部分が選択的に除去される
ことを特徴とする請求項1または2記載の固体撮像装置。 - 光電変換部とMOSトランジスタで構成される複数の画素を形成する工程と、
前記複数の画素の上方に層間絶縁膜を介してCu配線を形成し、前記Cu配線上及び前記光電変換部に対応した領域を含む面に、Cu配線の拡散防止膜を所要の厚さで形成する工程と、
前記Cu配線の拡散防止膜上の前記光電変換部に対応する位置に層内レンズ形状部材を形成し、前記層内レンズ形状部材とともに前記Cu配線の拡散防止膜をエッチバック処理して前記Cu配線の拡散防止膜による上凸型の層内レンズを形成する工程を有する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記光電変換部に対応する領域上における前記層内レンズを作らない他の層の拡散防止膜を、層内レンズを形成する前に除去する工程を有する
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記層内レンズを作る前記拡散防止膜を、他の拡散防止膜の膜厚より厚く形成する
ことを特徴とする請求項4または5記載の固体撮像装置の製造方法。
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