JPH06112453A - 固体撮像素子とその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子とその製造方法Info
- Publication number
- JPH06112453A JPH06112453A JP4280758A JP28075892A JPH06112453A JP H06112453 A JPH06112453 A JP H06112453A JP 4280758 A JP4280758 A JP 4280758A JP 28075892 A JP28075892 A JP 28075892A JP H06112453 A JPH06112453 A JP H06112453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon nitride
- nitride film
- solid
- plasma silicon
- state image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 固体撮像素子の受光素子の界面準位を低くし
且つスミアを小さくする。 【構成】 表面を覆うプラズマシリコン窒化膜のシリコ
ンの窒素に対する組成比を化学量論的に安定な値０．７
５よりも小さく、即ち窒素リッチにする。 【効果】 アニールにより水素の脱離可能なＮ−Ｈ結合
が増えるので、水素により半導体基板表面のダングリン
グボンドを充分にターミートすることができ、界面準位
を低くできる。従って、暗電流を小さくできる。
且つスミアを小さくする。 【構成】 表面を覆うプラズマシリコン窒化膜のシリコ
ンの窒素に対する組成比を化学量論的に安定な値０．７
５よりも小さく、即ち窒素リッチにする。 【効果】 アニールにより水素の脱離可能なＮ−Ｈ結合
が増えるので、水素により半導体基板表面のダングリン
グボンドを充分にターミートすることができ、界面準位
を低くできる。従って、暗電流を小さくできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子、特に各
画素を成す受光素子上及び遮光膜上をプラズマシリコン
窒化膜により保護してなる固体撮像素子と、その製造方
法に関する。
画素を成す受光素子上及び遮光膜上をプラズマシリコン
窒化膜により保護してなる固体撮像素子と、その製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子は遮光や配線に用いるアル
ミニウム上に保護膜としてプラズマシリコン窒化膜が形
成されているプラズマシリコン窒化膜は一般にＳｉ3 Ｎ
4 で、シリコンの窒素に対する組成比は０．７５であっ
た。なぜならば、これが化学量論的には安定だからであ
る。そして、プラズマシリコン窒化膜は半導体基板の画
素を成す受光素子の表面の界面準位を下げる役割も担っ
ている。
ミニウム上に保護膜としてプラズマシリコン窒化膜が形
成されているプラズマシリコン窒化膜は一般にＳｉ3 Ｎ
4 で、シリコンの窒素に対する組成比は０．７５であっ
た。なぜならば、これが化学量論的には安定だからであ
る。そして、プラズマシリコン窒化膜は半導体基板の画
素を成す受光素子の表面の界面準位を下げる役割も担っ
ている。
【０００３】というのは、プラズマシリコン窒化膜をプ
ラズマＣＶＤにより形成した後、アニールされるが、ア
ニールによりプラズマシリコン窒化膜中に含有されてい
る水素が脱離し、半導体基板表面のダングリングボンド
をターミネートし、その結果、界面準位を低下させるか
らである。
ラズマＣＶＤにより形成した後、アニールされるが、ア
ニールによりプラズマシリコン窒化膜中に含有されてい
る水素が脱離し、半導体基板表面のダングリングボンド
をターミネートし、その結果、界面準位を低下させるか
らである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の固体
撮像素子においては、先ず第１に、プラズマシリコン窒
化膜中の水素によってダングリングボンドを充分にター
ミネートすることができず界面準位を充分に低下させる
ことができなかった。そこで、本願発明者がその原因を
追究したところ下記のことが判明した。
撮像素子においては、先ず第１に、プラズマシリコン窒
化膜中の水素によってダングリングボンドを充分にター
ミネートすることができず界面準位を充分に低下させる
ことができなかった。そこで、本願発明者がその原因を
追究したところ下記のことが判明した。
【０００５】プラズマシリコン窒化膜中の水素は、その
ほとんどがＮ−Ｈ結合かＳｉ−Ｈ結合の形で存在してお
り、しかもプラズマシリコン窒化膜成膜後のアニールに
よってプラズマシリコン窒化膜から脱離するのはほとん
どがＮ−Ｈ結合である。従って、プラズマシリコン窒化
膜のチッソの組成比を高く、即ち窒素リッチにしなけれ
ばダングリングボンドを充分に水素でターミネートする
ことは難しいが、化学量論的に安定なプラズマシリコン
窒化膜はＳｉ3 Ｎ4 であり、シリコンの窒素に対する組
成比が０．７５になり、ダングリングボンドを充分にタ
ーミネートするに必要な水素は得られなかった。これ
が、従来、界面準位を充分に低下させることができなか
った理由である。
ほとんどがＮ−Ｈ結合かＳｉ−Ｈ結合の形で存在してお
り、しかもプラズマシリコン窒化膜成膜後のアニールに
よってプラズマシリコン窒化膜から脱離するのはほとん
どがＮ−Ｈ結合である。従って、プラズマシリコン窒化
膜のチッソの組成比を高く、即ち窒素リッチにしなけれ
ばダングリングボンドを充分に水素でターミネートする
ことは難しいが、化学量論的に安定なプラズマシリコン
窒化膜はＳｉ3 Ｎ4 であり、シリコンの窒素に対する組
成比が０．７５になり、ダングリングボンドを充分にタ
ーミネートするに必要な水素は得られなかった。これ
が、従来、界面準位を充分に低下させることができなか
った理由である。
【０００６】また、従来においては受光素子のエッジ
部、即ちセンサエッジ部に入射する光が読み出しゲート
部のアルミニウム遮光膜と半導体基板表面との間で反射
を繰返しながら垂直レジスタへ進入してスミアとなると
いう問題もあった。そして、この原因はプラズマシリコ
ン窒化膜の屈折率が大きいことにあった。
部、即ちセンサエッジ部に入射する光が読み出しゲート
部のアルミニウム遮光膜と半導体基板表面との間で反射
を繰返しながら垂直レジスタへ進入してスミアとなると
いう問題もあった。そして、この原因はプラズマシリコ
ン窒化膜の屈折率が大きいことにあった。
【０００７】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、固体撮像素子の受光素子の界面準位
を低くし且つスミアを小さくすることを目的とする。
されたものであり、固体撮像素子の受光素子の界面準位
を低くし且つスミアを小さくすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明固体撮像素子は、
プラズマシリコン窒化膜のシリコンの窒素に対する組成
比を化学量論的に安定な値０．７５よりも小さくした、
即ち窒素リッチにしたことを特徴とする。本発明固体撮
像素子の製造方法は、プラズマシリコン窒化膜を形成す
る工程においてプロセスガス中に添加するアンモニアの
流量比及び／又は温度を高くすることを特徴とする。
プラズマシリコン窒化膜のシリコンの窒素に対する組成
比を化学量論的に安定な値０．７５よりも小さくした、
即ち窒素リッチにしたことを特徴とする。本発明固体撮
像素子の製造方法は、プラズマシリコン窒化膜を形成す
る工程においてプロセスガス中に添加するアンモニアの
流量比及び／又は温度を高くすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明固体撮像素子によれば、窒素リッチなの
で必然的にＮ−Ｈ結合の数が増え、アニールにより脱離
してダングリングボンドをターミネートする水素の量が
増える。従って、受光素子の界面準位が低下し、ノイズ
の低減等性能が向上する。そして、プラズマシリコン窒
化膜は窒素リッチになるほど屈折率が小さくなり、従っ
て、受光素子のエッジに入射し遮光膜と半導体基板の表
面の間を経て垂直レジスタに進入する光が少なくなる。
で必然的にＮ−Ｈ結合の数が増え、アニールにより脱離
してダングリングボンドをターミネートする水素の量が
増える。従って、受光素子の界面準位が低下し、ノイズ
の低減等性能が向上する。そして、プラズマシリコン窒
化膜は窒素リッチになるほど屈折率が小さくなり、従っ
て、受光素子のエッジに入射し遮光膜と半導体基板の表
面の間を経て垂直レジスタに進入する光が少なくなる。
【００１０】本発明固体撮像素子の製造方法によれば、
プラズマシリコン窒化膜形成工程においてプロセスガス
中のアンモニアＮＨ3 の供給量、温度を高めるので、プ
ラズマシリコン窒化膜に占める窒素の割合を高く、即ち
窒素リッチにでき、延いてはその後のアニール化により
半導体基板表面のダングリングボンドをターミネートす
る水素の量を多くすることができる。従って、受光素子
の界面準位を低下させ、ノイズの低減等性能の向上を図
ることができる。また、プラズマシリコン窒化膜を窒素
リッチにできるので、プラズマシリコン窒化膜の屈折率
を小さくできる。
プラズマシリコン窒化膜形成工程においてプロセスガス
中のアンモニアＮＨ3 の供給量、温度を高めるので、プ
ラズマシリコン窒化膜に占める窒素の割合を高く、即ち
窒素リッチにでき、延いてはその後のアニール化により
半導体基板表面のダングリングボンドをターミネートす
る水素の量を多くすることができる。従って、受光素子
の界面準位を低下させ、ノイズの低減等性能の向上を図
ることができる。また、プラズマシリコン窒化膜を窒素
リッチにできるので、プラズマシリコン窒化膜の屈折率
を小さくできる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明固体撮像素子とその製造方法を
図示実施例に従って詳細に説明する。図１は本発明固体
撮像素子の一つの実施例を示す断面図である。図面にお
いて、１は半導体基板、２は受光素子、３は読み出しゲ
ート部、４は垂直レジスタ、５はシリコン酸化膜、６は
垂直転送電極で、第１層目又は第２層目のポリシリコン
からなる。
図示実施例に従って詳細に説明する。図１は本発明固体
撮像素子の一つの実施例を示す断面図である。図面にお
いて、１は半導体基板、２は受光素子、３は読み出しゲ
ート部、４は垂直レジスタ、５はシリコン酸化膜、６は
垂直転送電極で、第１層目又は第２層目のポリシリコン
からなる。
【００１２】７はＰＳＧ膜、８はアルミニウムからなる
遮光膜、９は遮光膜８上及び受光素子上を覆うプラズマ
シリコン窒化膜である。該プラズマシリコン窒化膜９は
シリコンの窒素に対する組成比が化学量論的に安定な値
０．７５よりも小さな値、例えば０．６〜０．６５であ
り、本固体撮像素子はこの点で従来の固体撮像素子と異
なっている。即ち、本固体撮像素子のプラズマシリコン
窒化膜９は従来のものよりも窒素リッチにされている。
遮光膜、９は遮光膜８上及び受光素子上を覆うプラズマ
シリコン窒化膜である。該プラズマシリコン窒化膜９は
シリコンの窒素に対する組成比が化学量論的に安定な値
０．７５よりも小さな値、例えば０．６〜０．６５であ
り、本固体撮像素子はこの点で従来の固体撮像素子と異
なっている。即ち、本固体撮像素子のプラズマシリコン
窒化膜９は従来のものよりも窒素リッチにされている。
【００１３】プラズマシリコン窒化膜９が窒素リッチに
されているので、必然的にＮ−Ｈ結合の数が多くなり、
延いてはプラズマシリコン窒化膜９成膜後のアニール時
にプラズマシリコン窒化膜９から脱離して半導体基板の
受光素子表面のダングリングボンドをターミネートする
水素の数が多くなる。従って、受光素子表面の界面準位
が低くなり、延いては暗電流等によるノイズが低減する
等固体撮像素子の性能が向上する。
されているので、必然的にＮ−Ｈ結合の数が多くなり、
延いてはプラズマシリコン窒化膜９成膜後のアニール時
にプラズマシリコン窒化膜９から脱離して半導体基板の
受光素子表面のダングリングボンドをターミネートする
水素の数が多くなる。従って、受光素子表面の界面準位
が低くなり、延いては暗電流等によるノイズが低減する
等固体撮像素子の性能が向上する。
【００１４】また、化学量論的に安定なプラズマシリコ
ン窒化膜に比較して窒素リッチなプラズマシリコン窒化
膜は屈折率が小さい。すると、プラズマシリコン窒化膜
９を通過する光の屈折する角度は屈折率が小さい分小さ
くなり、２点鎖線に示すように遮光膜８と半導体基板と
の間を反射して垂直転送レジスタ４へ進入する光にはな
りにくくなる。尚、屈折率が大きいと２点鎖線に示すよ
うにレジスタ４に進入し易いのである。従って、本発明
固体撮像素子によれば必然的にスミアが少なくなる。
ン窒化膜に比較して窒素リッチなプラズマシリコン窒化
膜は屈折率が小さい。すると、プラズマシリコン窒化膜
９を通過する光の屈折する角度は屈折率が小さい分小さ
くなり、２点鎖線に示すように遮光膜８と半導体基板と
の間を反射して垂直転送レジスタ４へ進入する光にはな
りにくくなる。尚、屈折率が大きいと２点鎖線に示すよ
うにレジスタ４に進入し易いのである。従って、本発明
固体撮像素子によれば必然的にスミアが少なくなる。
【００１５】図２（Ａ）、（Ｂ）は図１に示す固体撮像
素子の製造方法を工程順に示す。 （Ａ）遮光膜８の形成及びパターニングが終ると、図２
（Ａ）に示すように、プラズマＣＶＤによりプラズマシ
リコン窒化膜９を形成（温度例えば３００℃）するが、
その際供給するプロセスガス例えばＳｉＨ4 ＋ＮＨ3 ＋
Ｈ2 のうちの窒素を含んだガスであるアンモニアＮＨ3
の供給量を従来よりも増やす。それは、プラズマシリコ
ン窒化膜９を窒素リッチにするためである。尚、ＮＨ3
ガスの供給量を増やすと共にあるいは増やすことに代え
てＮＨ3 ガスの供給時の温度を高くするようにしても窒
素リッチにできる。また、ＮＨ3 ガスの供給量は従来の
ままにして温度を高くすることによっても窒素リッチに
することができる。
素子の製造方法を工程順に示す。 （Ａ）遮光膜８の形成及びパターニングが終ると、図２
（Ａ）に示すように、プラズマＣＶＤによりプラズマシ
リコン窒化膜９を形成（温度例えば３００℃）するが、
その際供給するプロセスガス例えばＳｉＨ4 ＋ＮＨ3 ＋
Ｈ2 のうちの窒素を含んだガスであるアンモニアＮＨ3
の供給量を従来よりも増やす。それは、プラズマシリコ
ン窒化膜９を窒素リッチにするためである。尚、ＮＨ3
ガスの供給量を増やすと共にあるいは増やすことに代え
てＮＨ3 ガスの供給時の温度を高くするようにしても窒
素リッチにできる。また、ＮＨ3 ガスの供給量は従来の
ままにして温度を高くすることによっても窒素リッチに
することができる。
【００１６】（Ｂ）次に、図２（Ｂ）に示すように、ア
ニールする。このアニールは例えば３８℃というように
プラズマ時の温度（例えば３００℃）よりも稍高くす
る。すると、このアニールによりプラズマシリコン窒化
膜９中のＮ−Ｈ結合の形でリッチに存在する水素が該プ
ラズマシリコン窒化膜９から脱離して半導体基板１表面
のダングリングボンドを充分にターミネートする。従っ
て、半導体基板１表面の界面準位が低下し、受光素子の
暗電流が低下し、固体撮像素子の性能が良くなる。
ニールする。このアニールは例えば３８℃というように
プラズマ時の温度（例えば３００℃）よりも稍高くす
る。すると、このアニールによりプラズマシリコン窒化
膜９中のＮ−Ｈ結合の形でリッチに存在する水素が該プ
ラズマシリコン窒化膜９から脱離して半導体基板１表面
のダングリングボンドを充分にターミネートする。従っ
て、半導体基板１表面の界面準位が低下し、受光素子の
暗電流が低下し、固体撮像素子の性能が良くなる。
【００１７】
【発明の効果】本発明固体撮像素子は、プラズマシリコ
ン窒化膜のシリコンの窒素に対する組成比を化学量論的
に安定な値０．７５よりも小さくした、即ち窒素リッチ
にしたことを特徴とするものである。従って、本発明固
体撮像素子によれば、窒素リッチなので必然的にＮ−Ｈ
結合の数が増え、アニールにより脱離してダングリング
ボンドをターミネートする水素の量が増える。依って、
受光素子の界面準位が低下し、ノイズの低減を図ること
ができる等、性能が向上する。
ン窒化膜のシリコンの窒素に対する組成比を化学量論的
に安定な値０．７５よりも小さくした、即ち窒素リッチ
にしたことを特徴とするものである。従って、本発明固
体撮像素子によれば、窒素リッチなので必然的にＮ−Ｈ
結合の数が増え、アニールにより脱離してダングリング
ボンドをターミネートする水素の量が増える。依って、
受光素子の界面準位が低下し、ノイズの低減を図ること
ができる等、性能が向上する。
【００１８】そして、プラズマシリコン窒化膜は窒素リ
ッチになるほど屈折率が小さくなり、受光素子のエッジ
に入射し遮光膜と半導体基板の表面の間を経て垂直レジ
スタに進入する光が少なくなり、スミアを低減すること
ができる。
ッチになるほど屈折率が小さくなり、受光素子のエッジ
に入射し遮光膜と半導体基板の表面の間を経て垂直レジ
スタに進入する光が少なくなり、スミアを低減すること
ができる。
【００１９】本発明固体撮像素子の製造方法は、プラズ
マシリコン窒化膜を形成する工程においてプロセスガス
中に添加するアンモニアの流量比及び／又は温度を高く
することを特徴とするものである。従って、本発明固体
撮像素子の製造方法によれば、プラズマシリコン窒化膜
形成工程においてプロセスガス中のアンモニアＮＨ3 の
供給量、温度を高めるので、プラズマシリコン窒化膜に
占める窒素の割合を高く、即ち窒素リッチにでき、延い
ては半導体基板表面のダングリングボンドをターミネー
トする水素の量を多くすることができる。従って、受光
素子の界面準位を低下させ、ノイズの低減等性能の向上
を図ることができる。また、プラズマシリコン窒化膜を
窒素リッチにできるので、プラズマシリコン窒化膜の屈
折率を小さくできる。
マシリコン窒化膜を形成する工程においてプロセスガス
中に添加するアンモニアの流量比及び／又は温度を高く
することを特徴とするものである。従って、本発明固体
撮像素子の製造方法によれば、プラズマシリコン窒化膜
形成工程においてプロセスガス中のアンモニアＮＨ3 の
供給量、温度を高めるので、プラズマシリコン窒化膜に
占める窒素の割合を高く、即ち窒素リッチにでき、延い
ては半導体基板表面のダングリングボンドをターミネー
トする水素の量を多くすることができる。従って、受光
素子の界面準位を低下させ、ノイズの低減等性能の向上
を図ることができる。また、プラズマシリコン窒化膜を
窒素リッチにできるので、プラズマシリコン窒化膜の屈
折率を小さくできる。
【図１】本発明固体撮像素子の一つの実施例を示す断面
図である。
図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は図１の固体撮像素子の製造方
法を工程順に示す断面図である。
法を工程順に示す断面図である。
１ 半導体基板 ２ 受光素子 ８ 遮光膜 ９ プラズマシリコン窒化膜
Claims (2)
- 【請求項１】 各画素を成す受光素子上及び遮光膜上を
プラズマシリコン窒化膜により保護してなる固体撮像素
子において、 プラズマシリコン窒化膜のシリコンの窒素に対する組成
比が０．７５よりも小さいことを特徴とする固体撮像素
子 - 【請求項２】 プラズマシリコン窒化膜を形成する工程
においてプロセスガス中に添加するアンモニアの流量比
及び／又は温度を高くすることを特徴とする請求項１記
載の固体撮像素子の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4280758A JPH06112453A (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 固体撮像素子とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4280758A JPH06112453A (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 固体撮像素子とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06112453A true JPH06112453A (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=17629548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4280758A Pending JPH06112453A (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 固体撮像素子とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06112453A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864475B1 (en) | 1999-11-08 | 2005-03-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image sensor having uniform sensitivity |
| JP2006040986A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Sony Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US8110885B2 (en) | 2004-09-03 | 2012-02-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state imaging device comprising hydrogen supply film and antireflection film |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP4280758A patent/JPH06112453A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6864475B1 (en) | 1999-11-08 | 2005-03-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Image sensor having uniform sensitivity |
| JP2006040986A (ja) * | 2004-07-23 | 2006-02-09 | Sony Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US8110885B2 (en) | 2004-09-03 | 2012-02-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid state imaging device comprising hydrogen supply film and antireflection film |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6271054B1 (en) | Method for reducing dark current effects in a charge couple device | |
| US7259791B2 (en) | Method of making solid-state image pickup device in-layer lens with antireflection film with intermediate index of refraction | |
| JPH04286361A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH06112453A (ja) | 固体撮像素子とその製造方法 | |
| JPH0758772B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPH01274468A (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| JPH03179778A (ja) | 薄膜半導体形成用絶縁基板 | |
| JP3201010B2 (ja) | 固体撮像素子とその製造方法 | |
| JP2006332124A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 | |
| JPH10112532A (ja) | 撮像素子 | |
| JPS6344760A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH0992813A (ja) | 固体撮像素子とその製造方法 | |
| JPH06209100A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JPH01245528A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JP2002324899A (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| JPS6325969A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPS6255696B2 (ja) | ||
| JP3092271B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPH11121728A (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2001156279A (ja) | 固体撮像素子およびその製造方法 | |
| JP3483043B2 (ja) | 薄膜トランジスタ及び成膜方法 | |
| JPS645458B2 (ja) | ||
| JPH0689994A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JPS62156860A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2002164522A (ja) | 固体撮像素子とその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041008 |