JP6254829B2 - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
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基板上、又は前記基板内に設けられた複数の受光部、前記受光部に隣接して配置され、光電変換された電荷を転送する転送電極、及び、前記受光部上に設けられた層内レンズ及び光導波路を備える固体撮像素子の製造方法であって、
前記受光部を挟んで対向する側壁面を有するように、前記転送電極を含む転送電極配線を形成する工程、
少なくとも前記転送電極配線を覆い、前記受光部を開口する遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜及び前記受光部を覆うように、第1の絶縁膜を、前記転送電極配線の前記対向する側壁面の間に形成される前記受光部上の凹部が完全に充填されないように全面に堆積する工程、
窒化シリコン膜を、前記受光部上の前記凹部が完全に充填されるように全面に堆積するとともに、当該凹部上の前記窒化シリコン膜の上面に窪みを形成する工程、
前記窒化シリコン膜の前記窪みをエッチング防止膜で埋める工程、
前記エッチング防止膜をマスクとして前記窒化シリコン膜をエッチングすることで、前記受光部上の前記窒化シリコン膜の上面を少なくとも周縁部が傾斜した曲面形状を有する凸状に形成して、前記受光部上に前記層内レンズを兼ねる前記光導波路を形成する工程、
前記窒化シリコン膜のエッチング後に高温の熱処理を行う工程、及び、
前記熱処理後に、前記窒化シリコン膜より低屈折率の第2の絶縁膜を形成する工程、を備えることを特徴とする。
前記第2の絶縁膜を堆積する工程において、
前記第2の絶縁膜が、1.45〜1.50の範囲の屈折率を有する酸化膜であることが好ましい。
前記第1の絶縁膜を堆積する工程において、
前記第1の絶縁膜が、1.45〜1.50の範囲の屈折率を有する酸化膜であることが好ましい。
前記熱処理を行う工程において、
600℃〜900℃の温度範囲で、3時間以上の熱処理を行うことが好ましい。
前記窒化シリコン膜を堆積する工程において、
前記窒化シリコン膜の屈折率が2.00〜2.30の範囲内にあることが好ましい。
前記窒化シリコン膜を堆積する工程において、
前記窒化シリコン膜を、SiH2Cl2ガスとNH3ガスを原料ガスとして用いる熱CVD法により堆積することが好ましい。
前記窒化シリコン膜を堆積する工程において、
前記窒化シリコン膜を、SiH4ガスとNH3ガスを原料ガスとして用いる熱CVD法により堆積することが好ましい。
前記窒化シリコン膜の前記窪みをエッチング防止膜で埋める工程が、
スピン塗布法を用いて、前記窪み上方のコート材の上面が平坦となるように、前記窪みをコート材で完全に埋める工程であることが好ましい。
前記コート材の粘度が、0.1〜3.0mPa・sの範囲にあることが好ましい。
前記窒化シリコン膜をエッチングする工程において、
CF4ガス、Arガス、CHF3ガス、及び、O2ガスを用いて前記窒化シリコン膜をエッチングすることが好ましい。
基板上、又は前記基板内に設けられた複数の受光部、前記受光部に隣接して配置され、光電変換された電荷を転送する転送電極、及び、前記受光部上に設けられた層内レンズ及び光導波路を備える固体撮像素子であって、
少なくとも前記転送電極を覆い、前記受光部を開口する遮光膜、
前記遮光膜及び前記受光部を覆う第1の絶縁膜、
前記受光部の上方であって、前記第1の絶縁膜上に、その上面が少なくとも周縁部が傾斜した曲面形状を有する凸状に形成された、前記層間レンズを構成する窒化シリコン膜、及び、
前記窒化シリコン膜の前記凸状の上面を覆う前記窒化シリコン膜より低屈折率の第2の絶縁膜を有し、
前記受光部上又は上方に設けられた前記光導波路及び前記層内レンズが、自己整合的な製造プロセスを用いて一体形成されていることを特徴とする。
成膜方法:熱CVD(減圧CVD)
膜厚:100nm
原料:TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)、供給流量200mg/min(mgm)、及び、
オゾン(O3)、供給流量5000sccm
成膜温度:400℃
反応炉内の圧力(真空度):5333Pa(40Torr)
成膜方法:熱CVD(減圧CVD)
膜厚:400nm
原料:ジクロロシラン(SiH2Cl2)、供給流量100sccm、及び、
アンモニア(NH3)、供給流量1000sccm
成膜温度:700℃
反応炉内の圧力(真空度):26.7Pa(200mTorr)
装置:スピンコーター
コート時回転数:1500rpm
コート材粘度:2.5mPa・s
ポストベーク:200℃
装置:RIE
エッチングガス:CF4ガス、供給流量50sccm、
CHF3ガス、供給流量10sccm、
Arガス、供給流量50sccm、及び、
O2ガス、供給流量20sccm
RF Power:600W
真空度:6.67Pa(50mTorr)
装置:アニール炉
雰囲気ガス:N2、供給流量10slm
温度:800℃
時間:20時間
成膜方法:熱CVD(減圧CVD)
膜厚:100nm
原料:TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)、供給流量200mg/min(mgm)、及び、
オゾン(O3)、供給流量5000sccm
成膜温度:400℃
反応炉内の圧力(真空度):5333Pa(40Torr)
2: 受光部
3: 転送部
3a: 垂直転送部
3b: 水平転送部
4: 出力部
10: 基板
11: 転送電極
12: 絶縁膜
13: 遮光膜
14: 絶縁膜(第1の絶縁膜)
15: 絶縁膜(第2の絶縁膜)
16: 窒化シリコン膜
16a: 光導波路
16b: 光導波路と一体化した層内レンズ
17: エッチング防止膜(コート材)
18: 従来構造の層内レンズ
19: 層間絶縁膜
20: マイクロレンズ
21: 凹部
22: 窪み
23: 高屈折率材料
Claims (5)
- 基板上、又は前記基板内に設けられた複数の受光部、前記受光部に隣接して配置され、光電変換された電荷を転送する転送電極、及び、前記受光部上に設けられた層内レンズ及び光導波路を備える固体撮像素子の製造方法であって、
前記受光部を挟んで対向する側壁面を有するように、前記転送電極を含む転送電極配線を形成する工程、
少なくとも前記転送電極配線を覆い、前記受光部を開口する遮光膜を形成する工程、
前記遮光膜及び前記受光部を覆うように、第1の絶縁膜を、前記転送電極配線の前記対向する側壁面の間に形成される前記受光部上の凹部が完全に充填されないように全面に堆積する工程、
窒化シリコン膜を前記受光部上の前記凹部が完全に充填されるように全面に堆積して、当該凹部の存在により当該凹部上の上面に生じた窪みを有する前記窒化シリコン膜を形成する工程、
スピン塗布法により前記窒化シリコン膜の上面にコート材を塗布して前記窪みを埋め、塗布した当該コート材の全部をエッチング防止膜として形成する工程、
前記エッチング防止膜をマスクとして前記窒化シリコン膜をエッチングすることで、前記受光部上の前記窒化シリコン膜の上面を少なくとも周縁部が傾斜した曲面形状を有する凸状に形成して、前記受光部上に前記層内レンズを兼ねる前記光導波路を形成する工程、
前記窒化シリコン膜のエッチング後に高温の熱処理を行う工程、及び、
前記熱処理後に、前記窒化シリコン膜より低屈折率の第2の絶縁膜を形成する工程、を備えることを特徴とする製造方法。 - 前記熱処理を行う工程において、
600℃〜900℃の温度範囲で、3時間以上の熱処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の製造方法。 - 前記窒化シリコン膜を堆積する工程において、
前記窒化シリコン膜を、SiH2Cl2ガスとNH3ガスを原料ガスとして用いる熱CVD法により堆積することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。 - 前記窒化シリコン膜を堆積する工程において、
前記窒化シリコン膜を、SiH4ガスとNH3ガスを原料ガスとして用いる熱CVD法により堆積することを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。 - 前記エッチング防止膜を形成する工程において、
塗布した前記コート材の上面が平坦になり、前記窒化シリコン膜の上面における前記窪みが完全に埋まるように、前記コート材を塗布することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の製造方法。
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JP2013240170A JP6254829B2 (ja) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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JP2013240170A JP6254829B2 (ja) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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JP2015099888A JP2015099888A (ja) | 2015-05-28 |
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JP2013240170A Active JP6254829B2 (ja) | 2013-11-20 | 2013-11-20 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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