JPH0685232A - Manufacture of solid-state image sensing device - Google Patents

Manufacture of solid-state image sensing device

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Publication number
JPH0685232A
JPH0685232A JP4235698A JP23569892A JPH0685232A JP H0685232 A JPH0685232 A JP H0685232A JP 4235698 A JP4235698 A JP 4235698A JP 23569892 A JP23569892 A JP 23569892A JP H0685232 A JPH0685232 A JP H0685232A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective film
forming
semiconductor substrate
light receiving
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4235698A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Yamanaka
衛 山中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
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Publication of JPH0685232A publication Critical patent/JPH0685232A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce a rough texture and a white defect which are caused on a screen and to reduce the drop in sensitivity on the screen. CONSTITUTION:A photodiode part 3 which converts incident light into a signal charge and a buried channel 5 which transfers the signal charge converted in the photodiode part 3 are formed respectively on the surface of a semiconductor substrate 1. Then, a transfer gate electrode 6 is formed on the upper side of the buried channel 5 via an insulating layer 7. Then, a light-shielding layer 8 is formed on the upper side of parts other than the photodiode part 3 on the semiconductor substrate 1 and on the upper side of the transfer gate electrode 6. Then, a protective film 10 is formed on the upper part of the light- shielding layer 8 and the photodiode part 3 on the semiconductor substrate 1 by a photo-CVD method under a film-formation condition under which the temperature of the semiconductor substrate 1 is at 300 deg.C or lower.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光信号を検出する固体
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 relates to a method of manufacturing a solid-state image pickup device for detecting an optical signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体撮像装置は、画素数をより多
くすることによるダイナミックレンジの改善と低照度及
び高照度における画質の向上とが要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, solid-state image pickup devices have been required to improve the dynamic range by increasing the number of pixels and to improve the image quality under low and high illuminance.

【0003】以下、従来の製造方法により得られる固体
撮像装置について説明する。
A solid-state image pickup device obtained by a conventional manufacturing method will be described below.

【0004】図4は、従来の製造方法により得られる固
体撮像装置の単位画素の断面図を示し、同図において、
1はN型の半導体基板、2は半導体基板1の表面に形成
されたP型ウェル層、3は信号電荷を蓄積するN+ 層よ
りなるフォトダイオード部、4は他の画素とのクロスト
ーキングを防止するP+ 層よりなるチャンネルストッパ
ー、5は信号電荷を転送するN+ 層よりなる埋め込みチ
ャネル、6は埋め込みチャネル5に転送クロックを送る
転送用ゲート電極、7は転送用ゲート電極6を覆う絶縁
層、8はフォトダイオード部3の上側に形成される受光
領域9を決定するAl−Si系材料よりなる遮光層であ
る。
FIG. 4 is a sectional view of a unit pixel of a solid-state image pickup device obtained by a conventional manufacturing method. In FIG.
Reference numeral 1 is an N-type semiconductor substrate, 2 is a P-type well layer formed on the surface of the semiconductor substrate 1, 3 is a photodiode portion formed of an N + layer for accumulating signal charges, and 4 is crosstalking with other pixels. A channel stopper made of a P + layer for preventing 5 is an embedded channel made of an N + layer for transferring signal charges, 6 is a transfer gate electrode for sending a transfer clock to the embedded channel 5, and 7 is an insulation covering the transfer gate electrode 6. The layer 8 is a light-shielding layer made of an Al—Si-based material that determines the light receiving region 9 formed on the upper side of the photodiode section 3.

【0005】また、同図において、10は絶縁層7にお
ける露出している部分及び遮光層8を覆う保護膜であっ
て、該保護膜10は分光感度を考慮して従来から300
nm以上のシリコンオキサイド膜,PSG膜或いはシリ
コンナイトライド膜が用いられている。
Further, in the figure, reference numeral 10 denotes a protective film which covers the exposed portion of the insulating layer 7 and the light shielding layer 8. The protective film 10 is conventionally 300 in consideration of spectral sensitivity.
A silicon oxide film, a PSG film or a silicon nitride film having a thickness of nm or more is used.

【0006】以下、上記固体撮像装置の動作について説
明する。
The operation of the solid-state image pickup device will be described below.

【0007】まず、光が保護膜10を通過して受光領域
9に入射すると、該入射光の光量に応じてN+ 層よりな
るフォトダイオード部3とP型ウェル層2とにより形成
されるPN接合の空乏層において光電変換が行なわれ、
生成された信号電荷がフォトダイオード部3に蓄積され
る。
First, when light passes through the protective film 10 and is incident on the light receiving region 9, a PN formed by the photodiode portion 3 formed of an N + layer and the P-type well layer 2 in accordance with the amount of the incident light. Photoelectric conversion is performed in the depletion layer of the junction,
The generated signal charge is accumulated in the photodiode unit 3.

【0008】次に、転送用ゲート電極6に埋め込みチャ
ネル5側のポテンシャルを下げる電圧を印加すると、信
号電荷はフォトダイオード部3から埋め込みチャネル5
へ転送される。
Next, when a voltage for lowering the potential on the buried channel 5 side is applied to the transfer gate electrode 6, signal charges are transferred from the photodiode portion 3 to the buried channel 5.
Transferred to.

【0009】次に、図4の手前方向にポテンシャルを順
々に変える転送クロックを送り、各ラインの信号を順次
転送する。
Next, a transfer clock for sequentially changing the potential in the forward direction of FIG. 4 is sent to sequentially transfer the signals on each line.

【0010】ところで、上記の固体撮像装置における保
護膜10の成膜には、下地の段差のカバレッジを向上さ
せるために、従来、プラズマCVD法が採用されてい
る。
By the way, in forming the protective film 10 in the above-mentioned solid-state image pickup device, a plasma CVD method has been conventionally adopted in order to improve the coverage of the step of the underlying layer.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、保護膜10
をプラズマCVD法により形成する場合には、フォトダ
イオード部3が絶縁膜7を介してプラズマにさらされる
ことになる。プラズマ粒子の照射量が多いこと、及びプ
ラズマCVD装置によっては成膜条件の基板温度が30
0℃以上であることを必要とするため、フォトダイオー
ド部3の表面層に欠陥層が形成されることがある。この
ため、フォトダイオード部3を形成しているシリコン表
面のシリコンのダングリングボンドを完全に終端できな
くなる。そして、このダングリングボンドの存在はキャ
リアの発生要因となり、画面上にザラツキや白キズが発
生するという問題がある。
However, the protective film 10 is used.
When the film is formed by the plasma CVD method, the photodiode portion 3 is exposed to plasma through the insulating film 7. Depending on the amount of plasma particle irradiation, and depending on the plasma CVD apparatus, the substrate temperature under the film forming condition may be 30.
Since the temperature needs to be 0 ° C. or higher, a defect layer may be formed on the surface layer of the photodiode section 3. Therefore, the silicon dangling bond on the silicon surface forming the photodiode part 3 cannot be completely terminated. The existence of the dangling bonds causes carriers to be generated, and there is a problem that rough and white scratches are generated on the screen.

【0012】また、プラズマCVD法による成膜では水
素結合による赤外吸収が発生するので、保護膜10の下
地である遮光層8による光のハレーションの影響が生
じ、このため、画面上における感度低下、或いは画面上
にザラツキ、ムラ、白キズ等が発生するという問題もあ
る。
In addition, in the film formation by the plasma CVD method, infrared absorption due to hydrogen bonding occurs, so that the light shielding layer 8 which is the base of the protective film 10 has an effect of light halation, which results in a decrease in sensitivity on the screen. Alternatively, there is a problem that graininess, unevenness, white scratches, etc. occur on the screen.

【0013】上記に鑑み、本発明は、視覚により画質を
評価する上で重要である画面上に発生するザラツキや白
キズ及び画面上における感度低下を低減することを目的
とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to reduce graininess and white scratches on the screen, which are important for visually evaluating image quality, and reduction in sensitivity on the screen.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、最終保護膜を光CVD法により
形成するものであって、具体的に本発明が講じた解決手
段は、半導体基板の表面に入射光を信号電荷に変換する
受光部及び該受光部で変換された信号電荷を転送する信
号転送部をそれぞれ形成する工程と、上記信号転送部の
上側に該信号転送部に信号電荷を転送させるための転送
用ゲート電極を形成する工程と、半導体基板における上
記受光部以外の部分及び上記転送用ゲート電極の上側に
遮光層を形成する工程と、該遮光層及び半導体基板にお
ける上記受光部の上側に保護膜を形成する工程からなる
固体撮像装置の製造方法を前提とし、上記保護膜を形成
する工程は、該保護膜を半導体基板の温度が300℃以
下である成膜条件の下で光CVD法により形成する工程
である。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is to form a final protective film by a photo-CVD method. Specifically, the solving means taken by the present invention is Forming a light receiving part for converting incident light into a signal charge and a signal transfer part for transferring the signal charge converted by the light receiving part on the surface of the semiconductor substrate; and the signal transfer part above the signal transfer part. A step of forming a transfer gate electrode for transferring a signal charge to the semiconductor substrate, a step of forming a light shielding layer on a portion of the semiconductor substrate other than the light receiving portion and above the transfer gate electrode, the light shielding layer and the semiconductor substrate On the premise of the method for manufacturing a solid-state image pickup device, which comprises the step of forming a protective film on the upper side of the light receiving part in step 1, in the step of forming the protective film, the protective film is formed at a semiconductor substrate temperature of 300 ° C. or lower. conditions A step of forming a photo CVD method below.

【0015】請求項2の発明は、最終保護膜を多層構造
とし、多層構造の下層として下地層がアモルファス化す
るのを抑制する下層保護膜を形成するものであって、具
体的には、請求項1の発明と同様の固体撮像装置の製造
方法を前提とし、上記保護膜を形成する工程は、上記遮
光層及び半導体基板における上記受光部の上側に全面に
亘って下地層がアモルファス化するのを抑制する下層保
護膜を形成した後、該下層保護膜の上に全面に亘って上
層保護膜を半導体基板の温度が300℃以下である成膜
条件の下で光CVD法によって形成することにより、上
記下層保護膜及び上層保護膜からなる保護膜を形成する
工程である。
According to a second aspect of the present invention, the final protective film has a multi-layered structure, and a lower protective film for suppressing the amorphization of the underlayer is formed as a lower layer of the multi-layered structure. Based on the same method for manufacturing a solid-state imaging device as the invention of Item 1, in the step of forming the protective film, the underlying layer is amorphized over the entire surface above the light-shielding layer and the light-receiving portion of the semiconductor substrate. After forming a lower protective film that suppresses the above, an upper protective film is formed on the entire lower protective film by photo CVD under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or lower. And a step of forming a protective film including the lower protective film and the upper protective film.

【0016】請求項3の発明は、最終保護膜を、表面部
が光CVD法により窒化されたポリシリコン膜により構
成するものであって、具体的には、請求項1の発明と同
様の固体撮像装置の製造方法を前提とし、上記遮光層及
び半導体基板における上記受光部の上側に全面に亘って
ポリシリコン膜を形成した後、該ポリシリコン膜に対し
て選択的にドライエッチング処理を施すことにより該ポ
リシリコン膜における上記受光部の上側部分の全部又は
大部分を除去し、その後、該ポリシリコン膜の表面部を
光CVD法によって窒化することにより、表面部が窒化
されたポリシリコン膜からなる保護膜を形成する工程で
ある。
According to a third aspect of the present invention, the final protective film is formed of a polysilicon film whose surface is nitrided by the photo-CVD method. Specifically, the solid state is the same as that of the first aspect of the invention. Based on the method of manufacturing an image pickup device, a polysilicon film is formed over the entire surface of the light shielding layer and the light receiving portion of the semiconductor substrate, and then the dry etching process is selectively performed on the polysilicon film. By removing all or most of the upper part of the light receiving part in the polysilicon film by nitriding the surface part of the polysilicon film by a photo-CVD method, Is a step of forming a protective film.

【0017】[0017]

【作用】請求項1の構成により、半導体基板の温度が3
00℃以下である成膜条件の下で光CVD法により保護
膜を形成するため、保護膜の厚さを薄くすることがで
き、遮光層の側壁の上端角部を覆う保護膜の曲面部の曲
率半径が小さくなると共に該曲面部は受光部の中心部か
ら遠い位置に形成されることになるので、上記曲面部に
よってもたらされる入射光の乱反射の影響が受光部で受
ける信号量の90%以上を占める中心部に及ぶ程度が大
きく低減される。
According to the structure of claim 1, the temperature of the semiconductor substrate is 3
Since the protective film is formed by the photo-CVD method under the film forming condition of 00 ° C. or less, the thickness of the protective film can be reduced, and the curved surface of the protective film covering the upper end corner of the side wall of the light shielding layer can be formed. As the radius of curvature becomes smaller and the curved surface portion is formed at a position farther from the center of the light receiving portion, 90% or more of the amount of signal received by the light receiving portion is affected by irregular reflection of incident light caused by the curved surface portion. The extent to the central part occupying is greatly reduced.

【0018】また、保護膜を界面準位を発生させない光
CVD法によって半導体基板の温度が300℃以下であ
る成膜条件の下で形成するため、保護膜の形成中に界面
準位が発生しないので、シリコンのダングリングボンド
の経時変化が行われ難くなると共にシリコン表面の準位
が安定する。
Further, since the protective film is formed under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or lower by the photo CVD method which does not generate the interface state, the interface state does not occur during the formation of the protective film. Therefore, it becomes difficult for the dangling bond of silicon to change with time, and the level of the silicon surface becomes stable.

【0019】請求項2の構成により、遮光層及び半導体
基板における受光部の上側に全面に亘って下地層がアモ
ルファス化するのを抑制する下層保護膜を形成した後、
該下層保護膜の上に全面に亘って上層保護膜を半導体基
板の温度が300℃以下である成膜条件の下で光CVD
法によって形成するので、上層保護膜を形成する際に発
生するフォトンによる光化学反応によって受光部がアモ
ルファス化する現象を防止できる。
According to the structure of claim 2, after forming the lower protective film for suppressing the amorphization of the underlayer over the entire surface of the light shielding layer and the light receiving portion of the semiconductor substrate,
The upper protective film is formed on the lower protective film over the entire surface by photo CVD under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or lower.
Since it is formed by the method, it is possible to prevent the phenomenon that the light receiving portion becomes amorphous due to a photochemical reaction due to photons generated when the upper protective film is formed.

【0020】請求項3の構成により、遮光層及び半導体
基板における受光部の上側に全面に亘ってポリシリコン
膜を形成した後、該ポリシリコン膜に対して選択的にド
ライエッチング処理を施すことにより該ポリシリコン膜
における受光部の上側部分の全部又は大部分を除去し、
その後、該ポリシリコン膜の表面部を光CVD法によっ
て窒化することにより、保護膜を形成するため、保護層
の表面部にシリコンナイトライドよりなる表面保護層が
形成される。
According to the structure of claim 3, a polysilicon film is formed over the entire surface of the light-shielding layer and the light receiving portion of the semiconductor substrate, and then the dry etching process is selectively performed on the polysilicon film. Removing all or most of the upper part of the light receiving part in the polysilicon film,
After that, the surface portion of the polysilicon film is nitrided by the photo-CVD method to form the protective film, so that the surface protective layer made of silicon nitride is formed on the surface portion of the protective layer.

【0021】また、遮光効果があるポリシリコンにより
保護膜を形成したため、受光部以外の単位画素部におけ
るハレーションが大幅に低減する。
Further, since the protective film is formed of polysilicon having a light shielding effect, halation in the unit pixel portion other than the light receiving portion is greatly reduced.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0023】図1は本発明の第1実施例に係る製造方法
により得られる固体撮像装置の断面構造を示し、同図に
おいて、1はN型の半導体基板、2は半導体基板1の表
面に形成されたP型ウェル層、3は信号電荷を蓄積する
+ 層よりなる受光部としてのフォトダイオード部、4
は他の画素とのクロストーキングを防止するP+ 層より
なるチャネルストッパー、5は信号電荷を転送するN+
層よりなる信号転送部としての埋め込みチャネル、6は
埋め込みチャネル5に転送クロックを送る転送用ゲート
電極、7は転送用ゲート電極6を覆う絶縁層、8はフォ
トダイオード部3の上側に形成される受光領域9を決定
するAl−Si系材料よりなる遮光層、10は絶縁層7
における露出している部分及び遮光層8を覆う保護膜で
ある。
FIG. 1 shows a sectional structure of a solid-state image pickup device obtained by a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an N-type semiconductor substrate and 2 is a surface of a semiconductor substrate 1. The P-type well layer, 3 is a photodiode section as a light receiving section made of an N + layer for accumulating signal charges, 4
Is a channel stopper made of a P + layer for preventing crosstalking with other pixels, and 5 is an N + for transferring a signal charge.
A buried channel serving as a signal transfer unit made of a layer, 6 a transfer gate electrode for sending a transfer clock to the buried channel 5, 7 an insulating layer covering the transfer gate electrode 6, and 8 formed on the upper side of the photodiode unit 3. A light-shielding layer made of an Al-Si-based material that determines the light-receiving region 9 and an insulating layer 7
It is a protective film that covers the exposed portion and the light shielding layer 8.

【0024】本第1実施例の特徴は、保護膜10を半導
体基板1の温度が300℃以下である成膜条件の下で光
CVD法によって形成することにある。この場合、光の
照射としては低圧水銀灯、連続発振レーザ又はパルスレ
ーザを用いる。
The feature of the first embodiment resides in that the protective film 10 is formed by the photo CVD method under the film forming condition that the temperature of the semiconductor substrate 1 is 300 ° C. or less. In this case, a low-pressure mercury lamp, a continuous wave laser, or a pulse laser is used for light irradiation.

【0025】上述のように、本第1実施例は保護膜10
をプラズマCVD法よりもステップカバレッジが良好な
光CVD法によって形成するため、保護膜10の厚さを
プラズマCVD法による場合よりも薄くすることができ
る。このため、遮光層8の側壁の上端角部を覆う保護膜
10の曲面部10aの曲率半径が小さくなると共に該曲
面部10aは受光領域9の中心部から遠い位置に形成さ
れることになる。従って、上記曲面部10aによっても
たらされる入射光の乱反射の影響が、受光領域9で受け
る信号量の90%以上を占める中心部に及ぶ程度が大き
く低減されるので、受光領域9の中心部で均一な分光感
度が得られ、信号量のバラツキが低減するので、従来よ
りも画質を向上させることができる。また、保護膜10
の厚さを薄くすることができるため、成膜時間の低減を
図ることができるので、遮光層8への影響が低減する。
また、保護膜10の厚さが薄いため、遮光層8に生じる
応力の緩和が図られ、Al−Siのヒロックの発生を低
減することもできる。
As described above, in the first embodiment, the protective film 10 is used.
Is formed by the photo-CVD method, which has better step coverage than the plasma CVD method, so that the thickness of the protective film 10 can be made thinner than that by the plasma CVD method. For this reason, the radius of curvature of the curved surface portion 10a of the protective film 10 covering the upper end corner portion of the side wall of the light shielding layer 8 becomes smaller, and the curved surface portion 10a is formed at a position far from the central portion of the light receiving region 9. Therefore, the influence of the irregular reflection of the incident light caused by the curved surface portion 10a is largely reduced to the extent that the central portion occupying 90% or more of the signal amount received by the light receiving area 9 is uniformly reduced. Since various spectral sensitivities are obtained and variations in the signal amount are reduced, the image quality can be improved as compared with the conventional case. In addition, the protective film 10
Since it is possible to reduce the thickness, the film formation time can be shortened and the influence on the light shielding layer 8 is reduced.
Further, since the thickness of the protective film 10 is thin, the stress generated in the light shielding layer 8 can be relaxed, and the generation of Al—Si hillocks can be reduced.

【0026】また、本第1実施例は保護膜10をイオン
照射による界面準位を発生させない光CVD法によって
形成するため、保護膜10の形成中に界面準位が発生し
ないので、シリコンのダングリングボンドの経時変化が
行われ難くなると共にシリコン表面の準位が安定する。
Further, in the first embodiment, since the protective film 10 is formed by the photo-CVD method which does not generate the interface state due to the ion irradiation, the interface state does not occur during the formation of the protective film 10, so that the dangling of silicon is performed. It becomes difficult for the ring bond to change over time, and the level on the silicon surface becomes stable.

【0027】さらに、本第1実施例では、上述のよう
に、保護膜10を半導体基板1の温度が300℃以下で
ある成膜条件の下で光CVD法によって形成するため、
遮光層8に生じる応力の緩和が図られている。
Further, in the first embodiment, as described above, the protective film 10 is formed by the photo-CVD method under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate 1 is 300 ° C. or lower.
The stress generated in the light shielding layer 8 is relaxed.

【0028】図2は本発明の第2実施例に係る製造方法
により得られる固体撮像装置の断面構造を示している。
本第2実施例においては、露出している絶縁層7及び遮
光層8の上に全面に亘って、遮光層8の側壁の応力を緩
和することができるPSG膜(リン・ケイ酸ガラス)や
アルカリ金属をトラップすることができる膜よりなる下
層保護膜10bを常圧CVD法や光CVD法によって形
成した後、該下層保護膜10bの上に全面に亘って上層
保護膜10cを、半導体基板1の温度が300℃以下で
ある成膜条件の下で光CVD法によって形成する。
FIG. 2 shows a sectional structure of a solid-state image pickup device obtained by the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
In the second embodiment, a PSG film (phosphorus / silicate glass) capable of relieving the stress on the side wall of the light shielding layer 8 over the exposed insulating layer 7 and the light shielding layer 8 is formed. After the lower protective film 10b made of a film capable of trapping an alkali metal is formed by the atmospheric pressure CVD method or the photo CVD method, the upper protective film 10c is entirely formed on the lower protective film 10b and the semiconductor substrate 1 is formed. The film is formed by the photo-CVD method under the film forming condition that the temperature is 300 ° C. or lower.

【0029】このように本第2実施例においては、上層
保護膜10cの下側に上記のような下層保護膜10bが
形成されているために、上層保護膜10cを形成する際
に発生するフォトンによる光化学反応によって下地層が
アモルファス化する現象を防止できる。
As described above, in the second embodiment, since the lower protective film 10b as described above is formed below the upper protective film 10c, photons generated when the upper protective film 10c is formed. It is possible to prevent a phenomenon in which the underlayer becomes amorphous due to the photochemical reaction caused by.

【0030】図3は本発明の第3実施例に係る製造方法
により得られる固体撮像装置の断面構造を示している。
本第2実施例においては、絶縁層7における露出してい
る部分及び遮光層8の上に全面に亘ってポリシリコン膜
12を形成する。次に、ポリシリコン膜12の上に受光
領域9を残してレジストマスクを形成した後、上記ポリ
シリコン膜12に対してドライエッチング処理を施す。
この場合、イオン照射により受光領域9が受けるダメー
ジを低減するため、受光領域9の上に100nmの膜厚
のポリシリコン膜12が残るようにドライエッチング処
理をする。次に、ポリシリコン膜12の表面部12aを
光CVD装置を用いてNH3 ガスにより窒化して、該表
面部12aにシリコンナイトライドよりなる表面保護層
を形成する。
FIG. 3 shows a sectional structure of a solid-state image pickup device obtained by a manufacturing method according to a third embodiment of the present invention.
In the second embodiment, the polysilicon film 12 is formed over the entire exposed portion of the insulating layer 7 and the light shielding layer 8. Next, a resist mask is formed on the polysilicon film 12 leaving the light receiving region 9 and then the polysilicon film 12 is subjected to dry etching.
In this case, in order to reduce damage to the light receiving region 9 due to ion irradiation, dry etching is performed so that the polysilicon film 12 having a film thickness of 100 nm remains on the light receiving region 9. Next, the surface portion 12a of the polysilicon film 12 is nitrided with NH 3 gas using an optical CVD apparatus to form a surface protective layer made of silicon nitride on the surface portion 12a.

【0031】このように本第3実施例においては、保護
膜をポリシリコン膜12により構成すると共に、ポリシ
リコン膜12の表面部12aを光CVD法により窒化し
てシリコンナイトライドよりなる表面保護層を形成する
ので、保護膜の耐湿性が向上している。
As described above, in the third embodiment, the protective film is made of the polysilicon film 12, and the surface portion 12a of the polysilicon film 12 is nitrided by the photo-CVD method to be a surface protective layer made of silicon nitride. Therefore, the moisture resistance of the protective film is improved.

【0032】また、遮光効果があるポリシリコン膜12
により保護膜を形成したため、受光領域9以外の単位画
素部におけるハレーションが大幅に低減し、可視光の遮
光能力が向上する。
Further, the polysilicon film 12 having a light shielding effect
Since the protective film is formed by, the halation in the unit pixel portion other than the light receiving region 9 is significantly reduced, and the ability to shield visible light is improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係る固体撮像装置の製造方法によると、半導体基板の温
度が300℃以下である成膜条件の下で光CVD法によ
り保護膜を形成するため、保護膜の厚さを薄くすること
ができ、遮光層の側壁の上端角部を覆う保護膜の曲面部
の曲率半径が小さくなると共に該曲面部は受光領域の中
心部から遠い位置に形成されることになるので、上記曲
面部によってもたらされる入射光の乱反射の影響が受光
領域で受ける信号量の90%以上を占める中心部に及ぶ
程度が大きく低減される。このため、受光領域の中心部
で均一な分光感度が得られ、信号量のバラツキが低減す
るので、従来よりも画質が向上する。
As described above, according to the method of manufacturing a solid-state image pickup device of the first aspect of the present invention, the protective film is formed by the photo-CVD method under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or less. Since the protective film is formed, the thickness of the protective film can be reduced, the radius of curvature of the curved surface portion of the protective film that covers the upper end corner of the side wall of the light shielding layer becomes small, and the curved surface portion is located far from the center of the light receiving region. Therefore, the influence of irregular reflection of incident light caused by the curved surface portion on the central portion occupying 90% or more of the signal amount received in the light receiving region is greatly reduced. Therefore, uniform spectral sensitivity can be obtained in the central portion of the light receiving region, and the variation in the signal amount is reduced, so that the image quality is improved as compared with the conventional case.

【0034】また、保護膜を界面準位を発生させない光
CVD法によって半導体基板の温度が300℃以下であ
る成膜条件の下で形成するため、保護膜の形成中に界面
準位が発生しないので、シリコンのダングリングボンド
の経時変化が行われ難くなると共にシリコン表面の準位
が安定し、これに伴って画面上でのザラツキや白いキズ
が低減する。
Further, since the protective film is formed under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or less by the photo-CVD method which does not generate the interface state, the interface state does not occur during the formation of the protective film. Therefore, it becomes difficult for the dangling bond of silicon to change with time, and the level of the silicon surface is stabilized, and along with this, roughness and white scratches on the screen are reduced.

【0035】請求項2の発明に係る固体撮像装置の製造
方法によると、遮光層及び半導体基板における受光部の
上側に下地層がアモルファス化するのを抑制する下層保
護膜を形成した後、該下層保護膜の上に上層保護膜を半
導体基板の温度が300℃以下である成膜条件の下で光
CVD法によって形成するため、上層保護膜を形成する
際に発生するフォトンによる光化学反応によって受光部
がアモルファス化する現象を防止できるので、画質が一
層向上する。
According to the method of manufacturing a solid-state image pickup device according to the second aspect of the present invention, after the lower layer protective film for suppressing the amorphization of the underlying layer is formed on the light-shielding layer and the light receiving portion of the semiconductor substrate, the lower layer is formed. Since the upper protective film is formed on the protective film by the photo CVD method under the film forming conditions in which the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or less, the photoreceptive portion is formed by photochemical reaction caused by photons generated when the upper protective film is formed. Since it is possible to prevent the phenomenon of becoming amorphous, the image quality is further improved.

【0036】請求項3の発明に係る固体撮像装置の製造
方法によると、遮光層及び半導体基板における受光部の
上側にポリシリコン膜を形成した後、該ポリシリコン膜
に対して選択的にドライエッチング処理を施して受光部
の上側のポリシリコン膜を除去し、その後、該ポリシリ
コン膜の表面部を光CVD法によって窒化することによ
り、保護膜を形成するため、保護層の表面部にシリコン
ナイトライドよりなる表面保護層が形成されるので、保
護膜の耐湿性が向上する。
According to the method of manufacturing a solid-state image pickup device according to the third aspect of the present invention, after the polysilicon film is formed on the light-shielding layer and the light receiving portion of the semiconductor substrate, dry etching is selectively performed on the polysilicon film. The polysilicon film on the upper side of the light receiving portion is removed by performing a treatment, and then the surface portion of the polysilicon film is nitrided by a photo-CVD method to form a protective film. Since the surface protective layer made of ride is formed, the moisture resistance of the protective film is improved.

【0037】また、遮光効果があるポリシリコンにより
保護膜を形成したため、受光部以外の単位画素部におけ
るハレーションが大幅に低減するので、可視光の遮光能
力が向上する。
Further, since the protective film is formed of polysilicon having a light-shielding effect, halation in the unit pixel portion other than the light-receiving portion is significantly reduced, so that the ability to shield visible light is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例に係る固体撮像装置の製造
方法により得られる固体撮像装置の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a solid-state imaging device obtained by a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係る固体撮像装置の製造
方法により得られる固体撮像装置の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a solid-state image pickup device obtained by a method for manufacturing a solid-state image pickup device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例に係る固体撮像装置の製造
方法により得られる固体撮像装置の断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a solid-state imaging device obtained by a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】従来の固体撮像装置の製造方法により得られる
固体撮像装置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a solid-state imaging device obtained by a conventional method for manufacturing a solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 P型ウェル層 3 フォトダイオード部(受光部) 4 チャネルストッパー 5 埋め込みチャネル(信号転送部) 6 転送用ゲート電極 7 絶縁層 8 遮光層 9 受光領域 10 保護膜 10b 下層保護膜 10c 上層保護膜 12 ポリシリコン膜 12a 表面部 1 semiconductor substrate 2 P-type well layer 3 photodiode part (light receiving part) 4 channel stopper 5 buried channel (signal transfer part) 6 transfer gate electrode 7 insulating layer 8 light shielding layer 9 light receiving region 10 protective film 10b lower layer protective film 10c upper layer Protective film 12 Polysilicon film 12a Surface part

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面に入射光を信号電荷に
変換する受光部及び該受光部で変換された信号電荷を転
送する信号転送部をそれぞれ形成する工程と、上記信号
転送部の上側に該信号転送部に信号電荷を転送させるた
めの転送用ゲート電極を形成する工程と、半導体基板に
おける上記受光部以外の部分及び上記転送用ゲート電極
の上側に遮光層を形成する工程と、該遮光層及び半導体
基板における上記受光部の上側に保護膜を形成する工程
からなる固体撮像装置の製造方法において、上記保護膜
を形成する工程は、該保護膜を半導体基板の温度が30
0℃以下である成膜条件の下で光CVD法により形成す
る工程である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 section for converting incident light into a signal charge and a signal transfer section for transferring the signal charge converted by the light receiving section on a surface of a semiconductor substrate, and above the signal transfer section. A step of forming a transfer gate electrode for transferring a signal charge to the signal transfer section, a step of forming a light shielding layer on a portion of the semiconductor substrate other than the light receiving section and above the transfer gate electrode; In the method for manufacturing a solid-state imaging device, which comprises the step of forming a protective film on the upper side of the light receiving portion in the layer and the semiconductor substrate, in the step of forming the protective film, the temperature of the semiconductor substrate is 30
A method of manufacturing a solid-state imaging device, which is a step of forming by a photo-CVD method under a film forming condition of 0 ° C. or less.
【請求項2】 半導体基板の表面に入射光を信号電荷に
変換する受光部及び該受光部で変換された信号電荷を転
送する信号転送部をそれぞれ形成する工程と、上記信号
転送部の上側に該信号転送部に信号電荷を転送させるた
めの転送用ゲート電極を形成する工程と、半導体基板に
おける上記受光部以外の部分及び上記転送用ゲート電極
の上側に遮光層を形成する工程と、該遮光層及び半導体
基板における上記受光部の上側に保護膜を形成する工程
とからなる固体撮像装置の製造方法において、上記保護
膜を形成する工程は、上記遮光層及び半導体基板におけ
る上記受光部の上側に全面に亘って下地層がアモルファ
ス化するのを抑制する下層保護膜を形成した後、該下層
保護膜の上に全面に亘って上層保護膜を半導体基板の温
度が300℃以下である成膜条件の下で光CVD法によ
って形成することにより、上記下層保護膜及び上層保護
膜からなる保護膜を形成する工程であることを特徴とす
る固体撮像装置の製造方法。
2. A step of forming a light receiving section for converting incident light into a signal charge and a signal transfer section for transferring the signal charge converted by the light receiving section on the surface of the semiconductor substrate, and above the signal transfer section. A step of forming a transfer gate electrode for transferring a signal charge to the signal transfer section, a step of forming a light shielding layer on a portion of the semiconductor substrate other than the light receiving section and above the transfer gate electrode; In a method for manufacturing a solid-state imaging device, which comprises a step of forming a protective film on the upper side of the light receiving portion in the layer and the semiconductor substrate, the step of forming the protective film includes forming the protective film on the upper side of the light receiving portion in the light shielding layer and the semiconductor substrate. After forming a lower protective film that suppresses the amorphization of the underlying layer over the entire surface, an upper protective film is formed over the lower protective film over the entire surface when the temperature of the semiconductor substrate is 300 ° C. or less. A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising the step of forming a protective film composed of the lower protective film and the upper protective film by forming the protective film by a photo CVD method under a certain film forming condition.
【請求項3】 半導体基板の表面に入射光を信号電荷に
変換する受光部及び該受光部で変換された信号電荷を転
送する信号転送部をそれぞれ形成する工程と、上記信号
転送部の上側に該信号転送部に信号電荷を転送させるた
めの転送用ゲート電極を形成する工程と、半導体基板に
おける上記受光部以外の部分及び上記転送用ゲート電極
の上側に遮光層を形成する工程と、該遮光層及び半導体
基板における上記受光部の上側に保護膜を形成する工程
とからなる固体撮像装置の製造方法において、上記保護
膜を形成する工程は、上記遮光層及び半導体基板におけ
る上記受光部の上側に全面に亘ってポリシリコン膜を形
成した後、該ポリシリコン膜に対して選択的にドライエ
ッチング処理を施すことにより該ポリシリコン膜におけ
る上記受光部の上側部分の全部又は大部分を除去し、そ
の後、該ポリシリコン膜の表面部を光CVD法によって
窒化することにより、表面部が窒化されたポリシリコン
膜からなる保護膜を形成する工程であることを特徴とす
る固体撮像装置の製造方法。
3. A step of forming a light receiving part for converting incident light into a signal charge and a signal transfer part for transferring the signal charge converted by the light receiving part on the surface of the semiconductor substrate, and above the signal transfer part. A step of forming a transfer gate electrode for transferring a signal charge to the signal transfer section, a step of forming a light shielding layer on a portion of the semiconductor substrate other than the light receiving section and above the transfer gate electrode; In a method for manufacturing a solid-state imaging device, which comprises a step of forming a protective film on the upper side of the light receiving portion in the layer and the semiconductor substrate, the step of forming the protective film includes After the polysilicon film is formed over the entire surface, the polysilicon film is selectively dry-etched to form an upper side of the polysilicon film above the light receiving portion. All or most of the portion is removed, and then the surface portion of the polysilicon film is nitrided by a photo-CVD method to form a protective film made of a polysilicon film whose surface portion is nitrided. A method for manufacturing a characteristic solid-state imaging device.
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