JPH06268187A - Manufacture of solid-state image sensing device - Google Patents
Manufacture of solid-state image sensing deviceInfo
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- JPH06268187A JPH06268187A JP5075070A JP7507093A JPH06268187A JP H06268187 A JPH06268187 A JP H06268187A JP 5075070 A JP5075070 A JP 5075070A JP 7507093 A JP7507093 A JP 7507093A JP H06268187 A JPH06268187 A JP H06268187A
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば赤外線固体撮像
装置等のように半導体基板上に基板とは異なる物質を被
着させて受光部を形成し、さらにその上に受光部を通過
した光を再び受光部に導き入れるための反射膜を形成す
る固体撮像装置の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention forms a light receiving portion by depositing a substance different from the substrate on a semiconductor substrate such as an infrared solid-state image pickup device, and the light passing through the light receiving portion is further formed thereon. The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device, in which a reflective film for guiding the light into the light receiving portion is formed again.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体基板上に半導体基板とは異なる物
質を被着させて受光部を形成し、さらにその上に受光部
を透過した光を再び受光部に導き入れるための反射膜を
形成する固体撮像装置の一例として赤外線固体撮像装置
がある。この赤外線固体撮像装置の従来の製造方法を図
３、図４、図５を参照して説明する。2. Description of the Related Art A light receiving portion is formed on a semiconductor substrate by depositing a substance different from that of the semiconductor substrate, and a reflection film for guiding the light transmitted through the light receiving portion to the light receiving portion is formed on the light receiving portion. An infrared solid-state imaging device is an example of the solid-state imaging device. A conventional method of manufacturing the infrared solid-state imaging device will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5.
【０００３】まず、図３は赤外線固体撮像装置の全体的
な構成を説明するための平面図である。図において、１
０９は光電変換を行う受光部であり、該受光部１０９は
基板上にマトリックス状に配列されている。ここでは簡
単のため、３×３＝９個の受光部を示している。First, FIG. 3 is a plan view for explaining the overall structure of an infrared solid-state image pickup device. In the figure, 1
Reference numeral 09 is a light receiving section for performing photoelectric conversion, and the light receiving sections 109 are arranged in a matrix on the substrate. Here, for the sake of simplicity, 3 × 3 = 9 light receiving units are shown.
【０００４】一方、１０４は受光部１０９で発生した電
荷を読み出すための通路となる電荷転送部であるが、実
際に電荷を読み出すためには、電荷転送部１０４の上に
設けられたＣＣＤ転送電極１０５（図では左上りのハッ
チングを付して示した）に所定のクロックパルスを印加
することが必要である。なお、図３においては、ＣＣＤ
転送電極１０５は１つのみ示し、他は省略してある。On the other hand, reference numeral 104 denotes a charge transfer section which serves as a passage for reading out the charges generated in the light receiving section 109. To actually read out the charges, a CCD transfer electrode provided on the charge transfer section 104 is used. It is necessary to apply a predetermined clock pulse to 105 (shown with hatching at the upper left in the figure). In FIG. 3, the CCD
Only one transfer electrode 105 is shown and the others are omitted.
【０００５】このＣＣＤ転送電極１０５へのクロックパ
ルスは半導体チップ１１３の周囲に設けられたボンディ
ングパッド１１２、金属配線１１１（図では共に右上り
のハッチングを付して示した）を介してチップ１１３の
外部から与えられる。尚、図３においてはボンディング
パッド１１２、金属配線１１１についても、その一部分
を示した。このボンディングパッド１１２、金属配線１
１１はアルミニウム（Ａｌ）もしくはアルミニウム（Ａ
ｌ）合金等の金属で構成される。The clock pulse to the CCD transfer electrode 105 passes through the bonding pad 112 and the metal wiring 111 (both are shown by hatching on the upper right side in the figure) provided around the semiconductor chip 113, and the clock pulse of the chip 113 is transmitted. It is given from the outside. In addition, in FIG. 3, a part of the bonding pad 112 and the metal wiring 111 is also shown. This bonding pad 112, metal wiring 1
11 is aluminum (Al) or aluminum (A
l) Composed of metal such as alloy.
【０００６】次に、図４を参照して図３に示したような
構造の固体撮像装置の製造方法を説明する。図４は第３
図のＡＡ’断面の表面付近の構造を製造工程毎に示した
ものである。まず最初に、従来から良く知られているＬ
ＯＣＯＳ分離法（選択酸化分離法）によってシリコン
（Ｓｉ）基板１０１上に厚い熱酸化膜からなる分離領域
１０２を形成する。Next, a method of manufacturing the solid-state image pickup device having the structure shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. Figure 3 is the third
The structure near the surface of the AA ′ cross section in the figure is shown for each manufacturing process. First of all, the well-known L
An isolation region 102 made of a thick thermal oxide film is formed on a silicon (Si) substrate 101 by an OCOS isolation method (selective oxidation isolation method).
【０００７】次に、電荷転送部（図３の１０４）にＢＣ
ＣＤ拡散層１０４ａを形成し、拡散層１０４ａ上にポリ
シリコンからなるＣＣＤ転送電極１０５を形成する。そ
の他図には示されていないが、電荷転送部出力部のＭＯ
Ｓトランジスタを構成するソ−ス・ドレイン拡散層を初
めとする種々の熱拡散層のすべて、及びすべてのポリシ
リコン電極を形成する。図３（ａ）は熱拡散層、ポリシ
リコン電極の形成を終了した状態を示す。Next, the charge transfer section (104 in FIG. 3) is connected to BC.
The CD diffusion layer 104a is formed, and the CCD transfer electrode 105 made of polysilicon is formed on the diffusion layer 104a. Although not shown in other figures, the MO of the charge transfer section output section is not shown.
All of the various thermal diffusion layers, including the source / drain diffusion layers that make up the S-transistor, and all the polysilicon electrodes are formed. FIG. 3A shows a state in which the formation of the thermal diffusion layer and the polysilicon electrode has been completed.
【０００８】次いで受光部を形成するためのフォトリソ
グラフィ−工程及びウエットエッチング工程により酸化
膜１０３に穴を開け、さらに、Ｐｔの被着及び熱処理を
行い、ＰｔＳｉ層１０９ａを得る。これにより、光電変
換を行う受光部（ショットキ−バリアダイオ−ド）が形
成される。この状態図を図４（ｂ）に示す。Then, a hole is formed in the oxide film 103 by a photolithography process and a wet etching process for forming a light receiving portion, and then Pt deposition and heat treatment are performed to obtain a PtSi layer 109a. As a result, a light receiving portion (Schottky barrier diode) for performing photoelectric conversion is formed. This state diagram is shown in FIG.
【０００９】次に、５００℃以下程度の比較的低温で得
られる平坦な絶縁膜１０７を形成する。この絶縁膜１０
７は、液状の樹脂を回転塗布し熱処理することによって
形成される、ポリイミド膜、スピンオングラス（ＳＯ
Ｇ）膜、もしくはＣＶＤ法による酸化膜、特にテトラエ
トキシシラン（ＴＥＯＳ）を主材料としたＣＶＤ酸化膜
など、種々のものから選択できる。Next, a flat insulating film 107 obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower is formed. This insulating film 10
7 is a polyimide film formed by spin-coating a liquid resin and heat-treating it, spin-on-glass (SO
G) film or an oxide film formed by the CVD method, particularly a CVD oxide film mainly containing tetraethoxysilane (TEOS) can be selected from various materials.
【００１０】図４（ｃ）は絶縁膜１０７を形成して表面
を平坦化した状態を示す。尚、以上説明した第４図
（ａ）〜（ｃ）の赤外線固体撮像素子の製法について
は、本発明者が先に提案した平成４年特許願第２２０９
８３号に詳しく記載されている。FIG. 4C shows a state in which the insulating film 107 is formed and the surface is flattened. Regarding the manufacturing method of the infrared solid-state imaging device of FIGS. 4 (a) to 4 (c) described above, the 1992 patent application No. 2209 previously proposed by the present inventor.
83.
【００１１】前記図４（ｃ）に示した工程の終了後、次
の工程では、第４図（ｄ）に示すように受光部上にＡｌ
又はＡｌ合金からなる反射膜１０８を形成する。この反
射膜１０８は、半導体裏面側から入射する赤外線（第４
図（ｄ）の矢印ｉ）のうち、ＰｔＳｉ層１０９ａを透過
してしまった赤外線を再びＰｔＳｉ層１０９ａに導き入
れ、赤外線に対する受光感度を向上させるために設ける
ものである（ＰｔＳｉ層は極めて薄いので、入射光の半
分程度は透過してしまう。）。After the step shown in FIG. 4C is completed, in the next step, as shown in FIG. 4D, Al is formed on the light receiving portion.
Alternatively, the reflection film 108 made of Al alloy is formed. The reflection film 108 is formed by infrared rays (fourth
In the arrow i) of FIG. 9D, the infrared rays that have passed through the PtSi layer 109a are introduced again into the PtSi layer 109a to improve the light receiving sensitivity to the infrared rays (since the PtSi layer is extremely thin, it is provided). , About half of the incident light is transmitted).
【００１２】さらに、赤外線固体撮像素子を駆動するた
めのＡｌ又はＡｌ合金からなる配線層（図示せず）を形
成し、赤外固体撮像装置を完成する。Further, a wiring layer (not shown) made of Al or Al alloy for driving the infrared solid-state image pickup device is formed to complete the infrared solid-state image pickup device.
【００１３】次に、図５を参照して、従来の赤外線固体
撮像装置の別の製法を説明する。図５（ａ）は、既に説
明した図４（ａ）と同じ断面を示すものであり、Ｓｉ基
板１０１上に、分離領域１０２、ＢＣＣＤ拡散層１０４
ａ、ＣＣＤ転送電極１０５、酸化膜１０３を形成し、種
々の熱拡散層のすべて、及びすべてのポリシリコン電極
を形成した状態を示す。Next, another manufacturing method of the conventional infrared solid-state image pickup device will be described with reference to FIG. FIG. 5A shows the same cross section as that of FIG. 4A which has already been described. The separation region 102 and the BCCD diffusion layer 104 are formed on the Si substrate 101.
a, the CCD transfer electrode 105, the oxide film 103 are formed, and all the various thermal diffusion layers and all the polysilicon electrodes are formed.
【００１４】この状態から次に平坦な絶縁膜１０７を形
成する。この絶縁膜１０７は、液状の樹脂を回転塗布し
熱処理することによって形成される、ポリイミド膜、ス
ピンオングラス（ＳＯＧ）膜、もしくはＣＶＤ法による
酸化膜、特にテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を主材
料としたＣＶＤ酸化膜など、種々のものから選択でき
る。図５（ｂ）は絶縁膜１０７を形成して表面を平坦化
した状態を示す。From this state, a flat insulating film 107 is formed next. The insulating film 107 is mainly composed of a polyimide film, a spin-on-glass (SOG) film, or an oxide film formed by a CVD method, particularly tetraethoxysilane (TEOS), which is formed by spin-coating a liquid resin and heat-treating it. Various materials such as a CVD oxide film can be selected. FIG. 5B shows a state in which the insulating film 107 is formed and the surface is flattened.
【００１５】次いで、受光部を形成するためのフォトリ
ソグラフィ−工程及びウエットエッチング工程により絶
縁膜１０７及び１０３に穴を開け、さらに、Ｐｔの被着
及び熱処理を行い、ＰｔＳｉ層１０９ａを得る。これに
より、光電変換を行う受光部（ショットキ−バリアダイ
オ−ド）が形成される。この状態図を図５（ｃ）に示
す。Then, holes are formed in the insulating films 107 and 103 by a photolithography process and a wet etching process for forming a light receiving portion, and then Pt is deposited and heat-treated to obtain a PtSi layer 109a. As a result, a light receiving portion (Schottky barrier diode) for performing photoelectric conversion is formed. This state diagram is shown in FIG.
【００１６】その次の工程では、図６（ｄ）に示すよう
に、絶縁膜１１０及び反射膜１０８を形成する。この
時、絶縁膜１１０の材料としては、既に述べた絶縁膜１
０７と同様、種々の膜から選択できる。また反射膜１０
８は、入射光を反射するＡｌ又はＡｌ合金で形成する。
以上のようにして、赤外線固体撮像装置を完成する。In the next step, an insulating film 110 and a reflective film 108 are formed as shown in FIG. 6 (d). At this time, as the material of the insulating film 110, the insulating film 1 described above is used.
Like 07, it can be selected from various membranes. In addition, the reflective film 10
8 is made of Al or Al alloy that reflects incident light.
The infrared solid-state imaging device is completed as described above.
【００１７】[0017]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した固
体撮像装置においては、周知のように、「１つの画素に
入射した光は、その画素のみで光電変換される」という
要求を満たすものでなければならない。もし、ある１つ
の画素に入射した光が別の画素で光電変換されれば（こ
の現象を「クロストーク」と称する。）、固体撮像装置
に結像された本来の像とは異なる像が出力され、固体撮
像装置本来の目的を果たせないこととなるからである。By the way, as is well known, the above-mentioned solid-state image pickup device must meet the requirement that "light incident on one pixel is photoelectrically converted only by that pixel". I have to. If the light incident on one pixel is photoelectrically converted by another pixel (this phenomenon is called "crosstalk"), an image different from the original image formed on the solid-state imaging device is output. Therefore, the original purpose of the solid-state imaging device cannot be achieved.
【００１８】また一方、近年の固体撮像装置においては
１つの画素での感度をより高くすることも熱望されてい
る。On the other hand, in recent solid-state image pickup devices, it is eagerly desired to increase the sensitivity of one pixel.
【００１９】しかしながら、従来においては、必ずしも
前記クロストークを十分に抑え、良好な画像を得られる
と同時に、かつ感度の高い固体撮像装置を実現すること
はできなかった。However, in the past, it has not been possible to realize a solid-state image pickup device in which the above-mentioned crosstalk is sufficiently suppressed and a good image is obtained, and at the same time, the sensitivity is high.
【００２０】本発明者は、このような従来の固体撮像装
置の問題の原因を解明した。その結果、前記従来の固体
撮像装置には、その製造方法において次のような問題が
あることを見出した。The present inventor has clarified the cause of such a problem of the conventional solid-state image pickup device. As a result, they have found that the conventional solid-state imaging device has the following problems in its manufacturing method.
【００２１】すなわち、前記図４及び図５を再び参照し
て、先ず前記図４の製造方法においては、反射膜１０８
の形成前に、絶縁膜１０７を平坦化しているが、この平
坦化を行う際に、図４（ｃ）で示されているように、絶
縁膜１０７には、その下に段差がある所では、絶縁膜の
たまり１０７ａが生じている。このため、次の工程にお
いて形成される反射膜１０８は、図４（ｄ）に示される
ように、その中央部（Ｗ2 領域）では平坦であるが、両
端部（Ｗ1 領域）では湾曲した形状となっている。That is, referring again to FIGS. 4 and 5, first, in the manufacturing method of FIG.
The insulating film 107 is flattened before the formation of. However, when the flattening is performed, as shown in FIG. 4C, the insulating film 107 has a step below it. , The insulating film accumulation 107a is generated. Therefore, as shown in FIG. 4D, the reflective film 108 formed in the next step is flat at the central portion (W 2 region) but curved at both end portions (W 1 region). It has a shape.
【００２２】このような反射膜形状をもつ赤外線固体撮
像装置に光が入射すると（光は図４（ｄ）中の矢印ｉで
示される方向、即ち裏面から入射する。）、前記Ｗ2 領
域に入射する光（矢印ｊａのように入射）は、反射膜１
０８の平坦な部分で反射され、ちょうど入射光と真反対
の向きに進み（矢印ｊｂのように反射）、再びＰｔＳｉ
層１０９ａに入射するが、前記Ｗ1 領域に入射する光
は、反射膜１０８の湾曲した部分で反射されるので、入
射光は矢印ｋのように進み、一旦ＰｔＳｉ層１０９ａで
光電変換されたあと、別の画素に入射することになる。
すなわち、これによりクロスト−クが発生することとな
り、極めて見にくい画像出力が得られる結果となるので
ある。When light is incident on the infrared solid-state image pickup device having such a reflection film shape (light is incident from the direction indicated by the arrow i in FIG. 4D, that is, from the back surface), the W 2 region. Incident light (incident as indicated by arrow ja) is reflected by the reflective film 1.
The light is reflected by the flat portion of 08, travels in the direction exactly opposite to the incident light (reflected as indicated by arrow jb), and is again PtSi.
The light that is incident on the layer 109a but is incident on the W 1 region is reflected by the curved portion of the reflective film 108, so that the incident light proceeds as shown by arrow k and is once photoelectrically converted by the PtSi layer 109a. , Will be incident on another pixel.
That is, this causes crosstalk, resulting in an image output that is extremely difficult to see.
【００２３】ここで、単にクロストークのみを防止した
ければ、反射膜１０８の形成を前記Ｗ2 の領域のみに限
定すれば良いが、そうすると、前記Ｗ1 の領域に入射
し、ＰｔＳｉ層１０９ａを透過した光は再び受光部に入
射されない（反射膜１０８がＷ1 領域にない）ので、受
光感度が著しく低下してしまうのである。このような問
題は前記図５に示した製造方法においても全く同様に言
えることである。Here, if it is desired to prevent only crosstalk, the formation of the reflective film 108 may be limited to the W 2 region. Then, the reflection film 108 is incident on the W 1 region and the PtSi layer 109a is formed. Since the transmitted light is not incident on the light receiving portion again (the reflection film 108 is not in the W 1 region), the light receiving sensitivity is remarkably lowered. Such a problem can be similarly applied to the manufacturing method shown in FIG.
【００２４】本発明は以上のような問題を解決するため
になされたものであり、クロストークを十分に防止し、
良好な画像を得られると同時に、かつ感度の高い固体撮
像装置の製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to sufficiently prevent crosstalk,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device which can obtain a good image and has high sensitivity.
【００２５】[0025]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
前記請求項１の発明は、半導体基板上に該半導体基板と
は異なる物質を被着させることにより受光部を形成する
工程と、前記受光部を含む領域上に第１の絶縁膜を形成
する工程と、前記第１の絶縁膜の上の受光部領域に基板
側から受光部を通過した光を再び受光部へ導き入れるた
めの反射膜を形成する工程と、前記受光部に蓄積された
電荷を読み出すための電荷読み出し部を形成する工程
と、前記電荷読みだし部を含む領域上に第２の絶縁膜を
設けて表面を平坦化する工程と、該平坦化された第２の
絶縁膜上に前記電荷読み出し部を駆動するための金属配
線を形成する工程とを含む固体撮像装置の製造方法にお
いて、前記反射膜を形成する工程を、前記第２の絶縁膜
を設けて表面を平坦化する工程の前に行うことを特徴と
する固体撮像装置の製造方法に係るものである。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object,
According to the invention of claim 1, a step of forming a light receiving portion on a semiconductor substrate by depositing a substance different from the semiconductor substrate, and a step of forming a first insulating film on a region including the light receiving portion. And a step of forming a reflective film in the light receiving region on the first insulating film to guide light passing through the light receiving unit from the substrate side to the light receiving unit again, and the charge accumulated in the light receiving unit. A step of forming a charge reading portion for reading, a step of providing a second insulating film on a region including the charge reading portion to flatten the surface, and a step of forming a flat surface on the flattened second insulating film. In a method of manufacturing a solid-state imaging device, including a step of forming a metal wiring for driving the charge reading unit, a step of forming the reflective film, a step of providing the second insulating film and planarizing a surface of the reflective film. Of the solid-state imaging device characterized by being performed before It relates to a production method.
【００２６】また、前記請求項２の発明は、前記請求項
１の発明において、前記半導体基板としてシリコン基板
を用い、該シリコン基板に金属珪化物又は化合物半導体
を被着させることによって前記受光部を形成し、前記反
射膜として金属膜を用いたことを特徴とする固体撮像装
置の製造方法に係るものである。In the invention of claim 2, in the invention of claim 1, a silicon substrate is used as the semiconductor substrate, and a metal silicide or a compound semiconductor is deposited on the silicon substrate to form the light receiving portion. The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is formed by using a metal film as the reflection film.
【００２７】さらに、前記請求項３の発明は、前記請求
項１の発明において、前記第１の絶縁膜として、常圧Ｃ
ＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法又は減圧ＣＶＤ法又はスパ
ッタ法により、酸化膜又は酸化窒化膜又は窒化膜を設け
ることを特徴とする固体撮像装置の製造方法に係るもの
である。Further, the invention of claim 3 is the same as the invention of claim 1, wherein the first insulating film is an atmospheric pressure C.
The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device, which comprises providing an oxide film, an oxynitride film, or a nitride film by a VD method, a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method.
【００２８】さらに、前記請求項４の発明は、前記請求
項１の発明において、前記第２の絶縁膜として、ポリイ
ミド膜又はスピンオングラス膜又はＣＶＤ法による酸化
膜を設けることを特徴とする固体撮像装置の製造方法に
係るものである。Further, in the invention of claim 4, in the invention of claim 1, a polyimide film, a spin-on-glass film or an oxide film formed by a CVD method is provided as the second insulating film. The present invention relates to a method for manufacturing a device.
【００２９】[0029]
【作用】本発明によれば、前記受光部上に形成される前
記反射膜は、平坦化処理のなされない、すなわち段差部
に「たまり」がない前記第１の絶縁膜上に形成されるた
め、該反射膜は前記従来の製造方法による装置と異な
り、その両端部が湾曲せず、受光部の全領域に亙って一
様に平坦な形状となる。According to the present invention, the reflection film formed on the light receiving portion is not flattened, that is, formed on the first insulating film having no stepped portion. Unlike the device manufactured by the conventional manufacturing method, the both ends of the reflective film are not curved, and are uniformly flat over the entire area of the light receiving part.
【００３０】したがって、本発明に係る製造方法により
製造された撮像装置は、受光部を透過した光をすべても
との受光部に返して光電変換させることができ、このた
め従来の製造方法により製造された撮像装置のように、
クロストークを生じることがないため、良好な画像を得
ることができ、さらに、受光部を透過して再び受光部に
導かれない光がなくなるため、受光感度も従来の撮像装
置より極めて高いものとすることができる。Therefore, the image pickup apparatus manufactured by the manufacturing method according to the present invention can return all the light transmitted through the light receiving section to the original light receiving section and photoelectrically convert it. Like an imager
Since crosstalk does not occur, a good image can be obtained. Furthermore, since there is no light that passes through the light receiving part and is not guided to the light receiving part again, the light receiving sensitivity is much higher than that of the conventional imaging device. can do.
【００３１】また、段差上に「たまり」を生じさせない
前記第１の絶縁膜としては、好ましくは、前記受光部の
熱的損傷を防ぐために、５００℃以下程度の比較的低温
で得られる、常圧ＣＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法又は減
圧ＣＶＤ法又はスパッタ法により形成される酸化膜又は
酸化窒化膜又は窒化膜を用いる。Further, the first insulating film which does not cause "accumulation" on the step is preferably obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower in order to prevent thermal damage to the light receiving portion. An oxide film, an oxynitride film, or a nitride film formed by a pressure CVD method, a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method is used.
【００３２】さらに、本発明では、前述のように、前記
反射膜の形成を、前記第２の絶縁膜を形成して表面を平
坦化する前に行うので、反射膜を形成した後に、第２の
絶縁膜の平坦化処理を行うことになるが、その際、受光
部及び反射膜の耐熱温度に応じて適宜平坦化を行う方法
を選択することで、絶縁膜上に形成する金属配線の電気
的不良を防止することができる。Further, in the present invention, as described above, the formation of the reflective film is performed before the second insulating film is formed and the surface is flattened. Therefore, after the reflective film is formed, the second film is formed. In this case, the flattening process of the insulating film is performed. At that time, by selecting the method of flattening appropriately according to the heat resistant temperature of the light receiving part and the reflective film, the electrical conductivity of the metal wiring formed on the insulating film is selected. Failure can be prevented.
【００３３】すなわち、低温で平坦化が可能な前記第２
の絶縁膜としては、液状の樹脂を回転塗布し、熱処理す
ることによって形成されるポリイミド膜や、スピンオン
グラス（ＳＯＧ）膜、もしくはＣＶＤ法による酸化膜、
特にテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を主原料とした
ＣＶＤ酸化膜を用いることが好ましい。That is, the second device which can be flattened at a low temperature
The insulating film is a polyimide film formed by spin-coating a liquid resin and heat-treating it, a spin-on-glass (SOG) film, or an oxide film formed by a CVD method.
In particular, it is preferable to use a CVD oxide film whose main material is tetraethoxysilane (TEOS).
【００３４】これらの絶縁膜は、従来のリフロー処理温
度（９００℃程度）より低い５００℃以下の温度で平坦
に形成することができるからである。This is because these insulating films can be formed flat at a temperature of 500 ° C. or lower, which is lower than the conventional reflow treatment temperature (about 900 ° C.).
【００３５】[0035]
【実施例】図１を参照して、本発明の一実施例に係る固
体撮像装置の製造方法を説明する。なお、同図は赤外線
固体撮像装置の単位画素断面の表面付近を示したもので
あり、前述した図４と比較するために同一スケ−ルで示
してある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a solid-state image pickup device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure shows the vicinity of the surface of the unit pixel cross section of the infrared solid-state image pickup device, and is shown in the same scale for comparison with FIG. 4 described above.
【００３６】先ず最初に、従来から良く知られているＬ
ＯＣＯＳ分離法（選択酸化分離法）によってＳｉ基板１
上に厚い熱酸化膜からなる分離領域２を形成する。First of all, the well-known L
Si substrate 1 by OCOS separation method (selective oxidation separation method)
An isolation region 2 made of a thick thermal oxide film is formed on top.
【００３７】次に、電荷転送部にＢＣＣＤ拡散層４ａを
形成し、該拡散層４ａ上にポリシリコンからなるＣＣＤ
転送電極５を形成する。その他図には示されていない
が、電荷転送部出力部のＭＯＳトランジスタを構成する
ソ−ス・ドレイン拡散層を初めとする種々の熱拡散層の
すべて、及びすべてのポリシリコン電極を形成する。図
１（ａ）は熱拡散層、ポリシリコン電極の形状を終了し
た状態を示したものである。Next, a BCCD diffusion layer 4a is formed in the charge transfer portion, and a CCD made of polysilicon is formed on the diffusion layer 4a.
The transfer electrode 5 is formed. Although not shown in the other figures, all of the various thermal diffusion layers including the source / drain diffusion layers forming the MOS transistors of the charge transfer output section and all the polysilicon electrodes are formed. FIG. 1A shows a state in which the shapes of the thermal diffusion layer and the polysilicon electrode have been completed.
【００３８】次いで、受光部を形成するためのフォトリ
ソグラフィー工程及びウエットエッチング工程により酸
化膜３に穴を開け、さらに、Ｐｔの被着及び熱処理を行
い、ＰｔＳｉ層９ａを得る。これにより、光電変換を行
う受光部（ショトキ−バリアダイオ−ド）が形成され
る。この状態を図１（ｂ）に示す。なお、以上の工程
は、前記図４（ｂ）までに示した従来技術と同様であ
る。Next, a hole is formed in the oxide film 3 by a photolithography process and a wet etching process for forming a light receiving portion, and then Pt deposition and heat treatment are performed to obtain a PtSi layer 9a. As a result, a light receiving part (shot key barrier diode) for performing photoelectric conversion is formed. This state is shown in FIG. The above steps are the same as those in the conventional technique shown in FIG.
【００３９】次に、５００℃以下程度の比較的低温で得
られる絶縁膜６を形成する。この絶縁膜６は、常圧ＣＶ
Ｄ法、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、又はスパッタ
法などによる酸化膜、酸化窒化膜、又は窒化膜など、種
々のものから選択できる。Next, the insulating film 6 obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower is formed. This insulating film 6 has a normal pressure CV.
Various materials such as an oxide film, an oxynitride film, or a nitride film formed by a D method, a plasma CVD method, a low pressure CVD method, a sputtering method, or the like can be selected.
【００４０】その後、受光部上に反射膜８を、例えばＡ
ｌやＡｌ合金などにより形成し、図１（ｃ）の断面形状
を得る。After that, the reflection film 8 is formed on the light receiving portion by, for example, A
1 or Al alloy or the like to obtain the cross-sectional shape of FIG.
【００４１】次に、５００℃以下程度の比較的低温で得
られる今度は平坦な絶縁膜７を形成する。この絶縁膜７
は液状のポリイミド樹脂を回転塗布し、熱処理すること
によって形成されるポリイミド膜、スピンオングラス
（ＳＯＧ）膜、もしくはＣＶＤ法による酸化膜、特にテ
トラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を主材料としたＣＶＤ
酸化膜など、種々のものから選択できる。図１（ｄ）は
絶縁膜７を形成して表面を平坦化した状態を示したもの
である。Next, a flat insulating film 7 which can be obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or less is formed. This insulating film 7
Is a polyimide film formed by spin-coating a liquid polyimide resin and heat-treating it, a spin-on-glass (SOG) film, or an oxide film by a CVD method, especially CVD using tetraethoxysilane (TEOS) as a main material.
Various materials such as an oxide film can be selected. FIG. 1D shows a state in which the insulating film 7 is formed and the surface is flattened.
【００４２】さらに、赤外固体撮像素子を駆動するため
のＡｌ又はＡｌ合金からなる配線層（図示せず）を形成
し、赤外固体撮像装置を完成する。Further, a wiring layer (not shown) made of Al or Al alloy for driving the infrared solid-state image pickup device is formed to complete the infrared solid-state image pickup device.
【００４３】このように、本実施例の製造方法によれ
ば、受光部上に形成される反射膜８は、平坦化処理のな
されない、すなわち段差部に「たまり」がない第１の絶
縁膜６上に形成されるため、該反射膜８は前記従来の製
造方法による装置と異なりその両端部が湾曲せず、受光
部の全領域Ｗに亙って一様に平坦な形状となる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the reflection film 8 formed on the light receiving portion is not subjected to the flattening treatment, that is, the first insulating film having no "accumulation" in the step portion. Since the reflective film 8 is formed on the surface 6, the both ends of the reflective film 8 are not curved, unlike the device manufactured by the conventional manufacturing method, and have a uniform flat shape over the entire region W of the light receiving portion.
【００４４】したがって、本製造方法により製造された
撮像装置は、図１（ｄ）に示すように、基板下面から受
光部に入射した光ｊａをすべての受光部に反射して（ｊ
ｂ）光電変換させることができ、別の受光部に入射する
こともなくクロストークの発生を防止することができ
る。Therefore, in the image pickup device manufactured by this manufacturing method, as shown in FIG. 1D, the light ja incident on the light receiving portions from the lower surface of the substrate is reflected by all the light receiving portions (j
b) It is possible to perform photoelectric conversion, and it is possible to prevent the occurrence of crosstalk without entering into another light receiving portion.
【００４５】さらに、本装置では、受光部の両端部に至
るまで（領域Ｗ）一様に完全に平坦な反射膜を形成でき
るので、受光部を透過して再び受光部に導かれない光が
なくなり、したがって、受光感度も極めて高いものとす
ることができるもので、固体撮像装置の利用分野を大き
く広げることに寄与できるものである。Further, in the present apparatus, since a completely flat reflecting film can be formed uniformly up to both end portions of the light receiving portion (region W), light which passes through the light receiving portion and is not guided to the light receiving portion again can be formed. Therefore, the light receiving sensitivity can be made extremely high, which can contribute to widening the field of use of the solid-state imaging device.
【００４６】次に、図２を参照して、本発明の別の実施
例に係る固体撮像装置の製造方法を説明する。なお、同
図は前記図１と同様に固体撮像装置の単位画素断面の表
面付近を示したものであり、前述した図５と比較するた
めに同一スケ−ルで示してある。Next, with reference to FIG. 2, a method of manufacturing a solid-state image pickup device according to another embodiment of the present invention will be described. It should be noted that this figure shows the vicinity of the surface of the unit pixel cross section of the solid-state image pickup device similarly to FIG. 1, and is shown in the same scale for comparison with FIG. 5 described above.
【００４７】図２（ａ）は既に説明した図１（ａ）と同
じ断面であり、Ｓｉ基板１上に、分離領域２、ＢＣＤ拡
散層４ａ、ＣＣＤ転送電極５、酸化膜３を形成し、種々
の熱拡散層のすべて、及びすべてのポリシリコン電極を
形成した状態を示す。FIG. 2 (a) is the same cross section as that of FIG. 1 (a) which has already been described. The isolation region 2, the BCD diffusion layer 4a, the CCD transfer electrode 5 and the oxide film 3 are formed on the Si substrate 1. It shows a state in which all of various thermal diffusion layers and all polysilicon electrodes are formed.
【００４８】次に、５００℃以下程度の比較的低温で得
られる絶縁膜６を形成し図２（ｂ）に示す断面構造を有
する装置を得る。この絶縁膜６は、前記図１の実施例と
同様に、常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ
法、又はスパッタ法などによる酸化膜、酸化窒化膜、又
は窒化膜など、種々のものから選択できる。Next, the insulating film 6 obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower is formed to obtain a device having a sectional structure shown in FIG. This insulating film 6 is formed by the atmospheric pressure CVD method, the plasma CVD method, the low pressure CVD method as in the embodiment of FIG.
Various methods such as an oxide film, an oxynitride film, or a nitride film by a sputtering method or a sputtering method can be selected.
【００４９】次いで、受光部を形成するためのフォトリ
ソグラフィー工程およびウエットエッチング工程により
絶縁膜６および酸化膜３に穴を開け、さらに、Ｐｔの被
着及び熱処理を行い、ＰｔＳｉ層９ａを得る。これによ
り、光電変換を行う受光部（ショトキーバリアダイオー
ド）が形成される。この状態を図２（ｃ）に示す。Next, a hole is formed in the insulating film 6 and the oxide film 3 by a photolithography process and a wet etching process for forming a light receiving portion, and then Pt deposition and heat treatment are performed to obtain a PtSi layer 9a. As a result, a light receiving portion (Schottky barrier diode) that performs photoelectric conversion is formed. This state is shown in FIG.
【００５０】次に、再度５００℃以下程度の比較的低温
で得られる絶縁膜１０を形成する。この絶縁膜１０は、
常圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、又は
スパッタ法などによる酸化膜、酸化窒化膜、又は窒化膜
など、種々のものから選択できる。その後、受光部上に
反射膜８を、例えばＡｌ又はＡｌ合金などにより形成す
る。Next, the insulating film 10 obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower is formed again. This insulating film 10 is
Various materials such as an oxide film, an oxynitride film, or a nitride film formed by an atmospheric pressure CVD method, a plasma CVD method, a low pressure CVD method, a sputtering method, or the like can be selected. After that, the reflection film 8 is formed on the light receiving portion by, for example, Al or Al alloy.
【００５１】次に、５００℃以下程度の比較的低温で得
られる今度は平坦な絶縁膜７を形成する。この絶縁膜７
は液状のポリイミド樹脂を回転塗布し、熱処理すること
によって形成されるポリイミド膜、スピンオングラス
（ＳＯＧ）膜、もしくはＣＶＤ法による酸化膜、特にテ
トラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）を主材料としたＣＶＤ
酸化膜など、種々のものから選択できる。図２（ｄ）は
絶縁膜７を形成して表面を平坦化した状態を示したもの
である。Next, a flat insulating film 7 which can be obtained at a relatively low temperature of about 500 ° C. or lower is formed. This insulating film 7
Is a polyimide film formed by spin-coating a liquid polyimide resin and heat-treating it, a spin-on-glass (SOG) film, or an oxide film by a CVD method, especially CVD using tetraethoxysilane (TEOS) as a main material.
Various materials such as an oxide film can be selected. FIG. 2D shows a state in which the insulating film 7 is formed and the surface is flattened.
【００５２】さらに、前記図１に示した製造方法と同様
に固体撮像素子を駆動するためのＡｌ又はＡｌ合金から
なる配線層（図示せず）を形成し、固体撮像装置を完成
する。Further, similarly to the manufacturing method shown in FIG. 1, a wiring layer (not shown) made of Al or Al alloy for driving the solid-state image pickup element is formed to complete the solid-state image pickup device.
【００５３】このように、本実施例に係る製造方法によ
っても、受光部上に形成される反射膜８は、平坦化処理
のなされない、すなわち段差部に「たまり」がない第１
の絶縁膜１０上に形成されるため、該反射膜８は前記従
来の製造方法による装置と異なりその両端部が湾曲せ
ず、受光部の全領域Ｗに亙って一様に平坦な形状とな
る。As described above, also by the manufacturing method according to this embodiment, the reflection film 8 formed on the light receiving portion is not flattened, that is, the step portion has no "accumulation".
Since the reflective film 8 is formed on the insulating film 10 of FIG. 3, the both ends of the reflective film 8 are not curved unlike the device manufactured by the conventional manufacturing method, and have a uniform flat shape over the entire region W of the light receiving part. Become.
【００５４】したがって、本製造方法により製造された
撮像装置は、図２（ｄ）に示すように、基板下面から受
光部に入射した光ｊａをすべての受光部に反射して、該
光ｊｂを光電変換させることができ、別の受光部に入射
することもなくクロストークの発生を防止することがで
きる。Therefore, in the image pickup device manufactured by this manufacturing method, as shown in FIG. 2D, the light ja incident on the light receiving portions from the lower surface of the substrate is reflected by all the light receiving portions and the light jb is reflected. It is possible to perform photoelectric conversion, and it is possible to prevent the occurrence of crosstalk without entering another light receiving portion.
【００５５】さらに、本装置では、受光部の両端部に至
るまで（領域Ｗ）一様に完全に平坦な反射膜を形成でき
るので、受光部を透過して再び受光部に導かれない光が
なくなり、したがって、受光感度も極めて高いものとす
ることができるもので、固体撮像装置の利用分野を大き
く広げることに寄与できるものである。Further, in the present device, since a completely flat reflective film can be formed uniformly up to the both ends of the light receiving portion (region W), light that passes through the light receiving portion and is not guided to the light receiving portion again can be formed. Therefore, the light receiving sensitivity can be made extremely high, which can contribute to widening the field of use of the solid-state imaging device.
【００５６】なお、上記実施例においては、赤外線固体
撮像装置を例にとって説明したが、本発明は赤外線固体
撮像装置に限定されるものでないことは勿論である。ま
た、受光部としてはＰｔＳｉに限らず、その他のシリサ
イド（パラジウムシリサイド、インジウムシリサイド
等）でも、その他の物質（ＧａＡｓ、ＣｄＴｅ、ＩｎＳ
ｂ、ＩｎＡｓ等の化合物半導体、ＣａＦ2 等のフッ化
物）でも良い。Although the infrared solid-state image pickup device has been described as an example in the above embodiments, the present invention is not limited to the infrared solid-state image pickup device. Further, the light receiving portion is not limited to PtSi, but may be other silicide (palladium silicide, indium silicide, etc.) or other substance (GaAs, CdTe, InS).
b, a compound semiconductor such as InAs, or a fluoride such as CaF 2 ).
【００５７】また、電荷読み出し部についても、ＣＣＤ
に限らず、例えばＭＯＳ、ＣＳＤ、ＣＰＤ等いずれでも
良く、反射膜についてもＡｌやＡｌ合金に限られるもの
ではなく、入射光を反射できる物質であれば良いこと
は、本発明の趣旨からすれば明らかである。The charge reading section is also a CCD
However, the reflective film is not limited to Al or Al alloy, and any material that can reflect incident light may be used. it is obvious.
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
クロストークを十分に防止し、良好な画像を得られると
同時に、かつ感度の高い固体撮像装置の製造方法を実現
することができる。As described in detail above, according to the present invention,
It is possible to realize a method for manufacturing a solid-state imaging device, which can sufficiently prevent crosstalk, obtain a good image, and have high sensitivity.
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例の固体撮像
装置の製造方法を説明するための断面図である。1A to 1D are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の別の実施例の固体撮
像装置の製造方法を説明するための断面図である。2A to 2D are cross-sectional views for explaining a method of manufacturing a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention.
【図３】従来の固体撮像装置の全体的な構成を説明する
ための平面図である。FIG. 3 is a plan view for explaining the overall configuration of a conventional solid-state imaging device.
【図４】（ａ）〜（ｄ）は従来の固体撮像装置の製造方
法を図１に対応させて示した断面図である。4A to 4D are cross-sectional views showing a conventional method of manufacturing a solid-state imaging device corresponding to FIG.
【図５】（ａ）〜（ｄ）は従来の別の固体撮像装置の製
造方法を図２に対応させて示した断面図である。5A to 5D are cross-sectional views showing another conventional method for manufacturing a solid-state imaging device in correspondence with FIG.
１，１０１ Ｓｉ基板 ２，１０２ 分離領域 ３，１０３ 薄い酸化膜 ４ａ，１０４ａ ＢＣＣＤ拡散層 ５，１０５ ＣＣＤ転送電極 ６，１０ 第１の絶縁膜 ７ 第２の絶縁膜 ８，１０８ 反射膜 ９ａ，１０９ａ ＰｔＳｉ層 １０７，１１０ 絶縁膜 ｊａ 入射光 ｊｂ 反射光 尚、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。 1, 101 Si substrate 2, 102 Separation region 3, 103 Thin oxide film 4a, 104a BCCD diffusion layer 5, 105 CCD transfer electrode 6, 10 First insulating film 7 Second insulating film 8, 108 Reflective film 9a, 109a PtSi layers 107, 110 Insulating film ja Incident light jb Reflected light The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding portions.
Claims (4)
物質を被着させることにより受光部を形成する工程と、 前記受光部を含む領域上に第１の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第１の絶縁膜の上の受光部領域に基板側から受光部
を通過した光を再び受光部へ導き入れるための反射膜を
形成する工程と、 前記受光部に蓄積された電荷を読み出すための電荷読み
出し部を形成する工程と、 前記電荷読みだし部を含む領域上に第２の絶縁膜を設け
て表面を平坦化する工程と、 該平坦化された第２の絶縁膜上に前記電荷読み出し部を
駆動するための金属配線を形成する工程とを含む固体撮
像装置の製造方法において、 前記反射膜を形成する工程を、前記第２の絶縁膜を設け
て表面を平坦化する工程の前に行うことを特徴とする固
体撮像装置の製造方法。1. A step of forming a light receiving portion on a semiconductor substrate by depositing a substance different from that of the semiconductor substrate; a step of forming a first insulating film on a region including the light receiving portion; A step of forming a reflective film in the light receiving portion region on the first insulating film for guiding the light passing through the light receiving portion from the substrate side to the light receiving portion again; and a step of reading out charges accumulated in the light receiving portion. Forming a charge reading section; providing a second insulating film on a region including the charge reading section to flatten the surface; and reading the charge on the flattened second insulating film. In the method for manufacturing a solid-state imaging device, including the step of forming a metal wiring for driving the portion, before the step of forming the reflective film, the step of providing the second insulating film and planarizing the surface. A method of manufacturing a solid-state imaging device characterized by performing Law.
い、該シリコン基板に金属珪化物又は化合物半導体を被
着させることによって前記受光部を形成し、前記反射膜
として金属膜を用いたことを特徴とする請求項１の固体
撮像装置の製造方法。2. A silicon substrate is used as the semiconductor substrate, the light receiving portion is formed by depositing a metal silicide or a compound semiconductor on the silicon substrate, and a metal film is used as the reflective film. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1.
又はプラズマＣＶＤ法又は減圧ＣＶＤ法又はスパッタ法
により、酸化膜又は酸化窒化膜又は窒化膜を設けること
を特徴とする請求項１の固体撮像装置の製造方法。3. The oxide film, the oxynitride film, or the nitride film is provided as the first insulating film by an atmospheric pressure CVD method, a plasma CVD method, a low pressure CVD method, or a sputtering method. Manufacturing method of solid-state imaging device.
又はスピンオングラス膜又はＣＶＤ法による酸化膜を設
けることを特徴とする請求項１の固体撮像装置の製造方
法。4. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein a polyimide film, a spin-on-glass film, or an oxide film formed by a CVD method is provided as the second insulating film.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075070A JPH06268187A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Manufacture of solid-state image sensing device |
| US08/099,493 US5416344A (en) | 1992-07-29 | 1993-07-28 | Solid state imaging device and method for producing the same |
| US08/717,357 US5670382A (en) | 1992-07-29 | 1996-09-25 | Method for producing a solid state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5075070A JPH06268187A (en) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | Manufacture of solid-state image sensing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268187A true JPH06268187A (en) | 1994-09-22 |
Family
ID=13565575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5075070A Pending JPH06268187A (en) | 1992-07-29 | 1993-03-10 | Manufacture of solid-state image sensing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268187A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100303774B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-11-15 | 박종섭 | Manufacturing method of CMOS image sensor with improved light sensitivity |
| JP2011253846A (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Nichia Chem Ind Ltd | Light emitting device and method for manufacturing the same |
-
1993
- 1993-03-10 JP JP5075070A patent/JPH06268187A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100303774B1 (en) * | 1998-12-30 | 2001-11-15 | 박종섭 | Manufacturing method of CMOS image sensor with improved light sensitivity |
| JP2011253846A (en) * | 2010-05-31 | 2011-12-15 | Nichia Chem Ind Ltd | Light emitting device and method for manufacturing the same |
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