JP6060851B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
(A)半導体基板内に光電変換素子を設け、光電変換素子の境界線に、半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで溝を設ける工程
(B)半導体基板の裏面側に被覆層を形成すると共に、被覆層に、溝に連通する開口を設ける工程
(C)溝および開口に埋込み膜を埋め込むことにより、溝内に第1分離層を形成すると共に開口内に第2分離層を形成し、第2分離層を、第1分離層と一体に形成すると共に第1分離層と同一材料より構成する工程
(D)埋込み膜のうち被覆層の上に形成された部分を除去する工程
(E)被覆層を除去する工程
(F)第2分離層で区画された領域内にカラーフィルタを形成する工程
(A)半導体基板内に光電変換素子を設け、光電変換素子の境界線に、半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで溝を設ける工程
(B)溝に埋込み膜を埋め込むと共に、半導体基板の裏面側を埋込み膜で被覆する工程
(C)埋込み膜の上面にマスク材料層を形成し、マスク材料層を研磨することにより、埋込み膜の上面の溝に対向する位置にマスク層を形成する工程と、
(D)埋込み膜をエッチバックすることにより溝内に第1分離層を形成すると共に、溝とマスク層との間に第2分離層を形成し、第2分離層を、第1分離層と一体に形成すると共に第1分離層と同一材料より構成する工程
(E)第2分離層で区画された領域内にカラーフィルタを形成する工程
1.第1の実施の形態(半導体基板の裏面側に被覆層を形成すると共に、被覆層に、溝に連通する開口を設け、溝および開口に埋込み膜を埋め込むことにより、第1分離層および第2分離層を一体形成する例。)
2.第2の実施の形態(埋込み膜のエッチバックにより第1分離層および第2分離層を一体形成する例)
3.固体撮像装置の全体構成例
4.適用例(電子機器の例)
図1は、本開示の第1の実施の形態に係る固体撮像装置の断面構成を表したものである。この固体撮像装置1は、デジタルスチルカメラ,ビデオカメラ等の電子機器に用いられるCMOSイメージセンサであり、撮像画素領域(後述の画素部110)に、複数の画素10が2次元配置されたものである。画素10の境界線には、分離構造20が設けられている。固体撮像装置1は、裏面照射型または表面照射型のいずれであってもよいが、ここでは裏面照射型の構造を例として説明する。
図12は、本開示の第2の実施の形態に係る固体撮像装置1Aの断面構成を表したものである。本実施の形態は、第2分離層23の上面23Aに、反射防止膜26を被せることにより、外光が第2分離層23の上面23Aで反射され、反射光がカメラのレンズ等に入射してしまうのを抑えるようにしたものである。このことを除いては、この固体撮像装置1Aは、上記第1の実施の形態と同一の構成、作用および効果を有している。
図20は、上記実施の形態において説明した固体撮像装置1の全体構成を表す機能ブロック図である。この固体撮像装置1は、撮像画素領域としての画素部110を有すると共に、例えば行走査部131、水平選択部133、列走査部134およびシステム制御部132からなる回路部130を有している。回路部130は、画素部110の周辺領域に設けられていてもよいし、画素部110と積層されて(画素部110に対向する領域に)設けられていてもよい。
順番に水平信号線135に伝送され、当該水平信号線135を通して出力される。
上記実施の形態等の固体撮像装置1は、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図21に、その一例として、電子機器2(カメラ)の概略構成を示す。この電子機器2は、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、例えば、固体撮像装置1と、光学系(撮像レンズ)310と、シャッタ装置311と、固体撮像装置1およびシャッタ装置311を駆動する駆動部313(上記回路部130を含む)と、信号処理部312と、ユーザインターフェイス314と、モニタ315とを有する。
(1)
画素と、前記画素の境界線に設けられた分離構造とを有し、
前記画素は、
半導体基板内に設けられた光電変換素子と、
前記半導体基板の裏面側に、前記光電変換素子に対向して配置されたカラーフィルタと
を備え、
前記分離構造は、
前記光電変換素子の境界線に、前記半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで設けられた溝と、
前記溝内に設けられた第1分離層と、
前記カラーフィルタの境界線に設けられ、前記第1分離層と一体をなすと共に前記第1分離層と同一材料よりなる第2分離層と
を備えた固体撮像装置。
(2)
前記特定色光は、緑色光である
前記(1)記載の固体撮像装置。
(3)
前記第1分離層および前記第2分離層は、金属により構成されている
前記(1)または(2)記載の固体撮像装置。
(4)
前記第1分離層および前記第2分離層は、前記カラーフィルタよりも低屈折率の材料により構成されている
前記(1)または(2)記載の固体撮像装置。
(5)
前記第2分離層の上面は、前記カラーフィルタの光入射面と同じ高さまたは前記カラーフィルタの光入射面よりも高い位置にある
前記(1)ないし(4)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(6)
前記第2分離層の上面に、反射防止膜が設けられている
前記(1)ないし(5)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(7)
前記第2分離層は、前記第1分離層から遠くなるほど幅が細くなる先細の尖り形状をなしている
前記(1)ないし(6)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(8)
前記溝の内面に、ピニング膜が設けられている
前記(1)ないし(7)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(9)
半導体基板内に光電変換素子を設け、前記光電変換素子の境界線に、前記半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで溝を設ける工程と、
前記半導体基板の裏面側に被覆層を形成すると共に、前記被覆層に、前記溝に連通する開口を設ける工程と、
前記溝および前記開口に埋込み膜を埋め込むことにより、前記溝内に第1分離層を形成すると共に前記開口内に第2分離層を形成し、前記第2分離層を、前記第1分離層と一体に形成すると共に前記第1分離層と同一材料より構成する工程と、
前記埋込み膜のうち前記被覆層の上に形成された部分を除去する工程と、
前記被覆層を除去する工程と、
前記第2分離層で区画された領域内にカラーフィルタを形成する工程と
を含む固体撮像装置の製造方法。
(10)
前記被覆層を形成する工程において、前記被覆層の端部に、前記開口の入口を狭めるオーバーハング部を形成し、
前記溝および前記開口に埋込み膜を埋め込む工程において、前記第2分離層を、前記オーバーハング部の形状にならって、前記第1分離層から遠くなるほど幅が細くなる先細の尖り形状に形成する
前記(9)記載の固体撮像装置の製造方法。
(11)
半導体基板内に光電変換素子を設け、前記光電変換素子の境界線に、前記半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで溝を設ける工程と、
前記溝に埋込み膜を埋め込むと共に、前記半導体基板の裏面側を前記埋込み膜で被覆する工程と、
前記埋込み膜の上面にマスク材料層を形成し、前記マスク材料層を研磨することにより、前記埋込み膜の上面の前記溝に対向する位置にマスク層を形成する工程と、
前記埋込み膜をエッチバックすることにより前記溝内に第1分離層を形成すると共に、前記溝と前記マスク層との間に第2分離層を形成し、前記第2分離層を、前記第1分離層と一体に形成すると共に前記第1分離層と同一材料より構成する工程と、
前記第2分離層で区画された領域内にカラーフィルタを形成する工程と
を含む固体撮像装置の製造方法。
(12)
前記埋込み膜をエッチバックする工程において、前記マスク層に、前記第2分離層の上面を被覆させる
前記(11)記載の固体撮像装置の製造方法。
(13)
前記マスク層に、反射防止膜を兼ねさせる
前記(12)記載の固体撮像装置の製造方法。
(14)
前記埋込み膜をエッチバックする工程において、前記第2分離層を、前記第1分離層から遠くなるほど幅が細くなる先細の尖り形状に形成する
前記(11)ないし(13)のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
(15)
固体撮像装置を有し、
前記固体撮像装置は、
画素と、前記画素の境界線に設けられた分離構造とを有し、
前記画素は、
半導体基板内に設けられた光電変換素子と、
前記半導体基板の裏面側に、前記光電変換素子に対向して配置されたカラーフィルタと
を備え、
前記分離構造は、
前記光電変換素子の境界線に、前記半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで設けられた溝と、
前記溝内に設けられた第1分離層と、
前記カラーフィルタの境界線に設けられ、前記第1分離層と一体をなすと共に前記第1分離層と同一材料よりなる第2分離層と
を備えた電子機器。
Claims (6)
- 半導体基板内に光電変換素子を設け、前記光電変換素子の境界線に、前記半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで溝を設ける工程と、
前記半導体基板の裏面側に被覆層を形成すると共に、前記被覆層に、前記溝に連通する開口を設ける工程と、
前記溝および前記開口に埋込み膜を埋め込むことにより、前記溝内に第1分離層を形成すると共に前記開口内に第2分離層を形成し、前記第2分離層を、前記第1分離層と一体に形成すると共に前記第1分離層と同一材料より構成する工程と、
前記埋込み膜のうち前記被覆層の上に形成された部分を除去する工程と、
前記被覆層を除去する工程と、
前記第2分離層で区画された領域内にカラーフィルタを形成する工程と
を含む固体撮像装置の製造方法。 - 前記被覆層を形成する工程において、前記被覆層の端部に、前記開口の入口を狭めるオーバーハング部を形成し、
前記溝および前記開口に埋込み膜を埋め込む工程において、前記第2分離層を、前記オーバーハング部の形状にならって、前記第1分離層から遠くなるほど幅が細くなる先細の尖り形状に形成する
請求項1記載の固体撮像装置の製造方法。 - 半導体基板内に光電変換素子を設け、前記光電変換素子の境界線に、前記半導体基板の裏面から特定色光の光電変換が起こる深さまで溝を設ける工程と、
前記溝に埋込み膜を埋め込むと共に、前記半導体基板の裏面側を前記埋込み膜で被覆する工程と、
前記埋込み膜の上面にマスク材料層を形成し、前記マスク材料層を研磨することにより、前記埋込み膜の上面の前記溝に対向する位置にマスク層を形成する工程と、
前記埋込み膜をエッチバックすることにより前記溝内に第1分離層を形成すると共に、前記溝と前記マスク層との間に第2分離層を形成し、前記第2分離層を、前記第1分離層と一体に形成すると共に前記第1分離層と同一材料より構成する工程と、
前記第2分離層で区画された領域内にカラーフィルタを形成する工程と
を含む固体撮像装置の製造方法。 - 前記埋込み膜をエッチバックする工程において、前記マスク層に、前記第2分離層の上面を被覆させる
請求項3記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記マスク層に、反射防止膜を兼ねさせる
請求項4記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記埋込み膜をエッチバックする工程において、前記第2分離層を、前記第1分離層から遠くなるほど幅が細くなる先細の尖り形状に形成する
請求項3記載の固体撮像装置の製造方法。
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