JPH10178166A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH10178166A JPH10178166A JP8353565A JP35356596A JPH10178166A JP H10178166 A JPH10178166 A JP H10178166A JP 8353565 A JP8353565 A JP 8353565A JP 35356596 A JP35356596 A JP 35356596A JP H10178166 A JPH10178166 A JP H10178166A
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサへの可視光の透過率を高めて、感度の
高い固体撮像素子を提供する。 【解決手段】 ＳｉＯ2 膜２３、ＳｉＮ膜４１、ＳｉＯ
2 膜２６及びＳｉＮ膜３２がセンサ１５上に順次に設け
られており、遮光膜２７の開口３１の中央部におけるＳ
ｉＮ膜４１の厚さが４０ｎｍ以下であり、開口３１の中
央部におけるＳｉＮ膜３２の厚さが１００ｎｍ以下であ
る。このため、Ｓｉ基体１１の表面等で反射された光が
ＳｉＮ膜４１で再反射されること等のためにセンサ１５
への可視光の透過率が高い。
高い固体撮像素子を提供する。 【解決手段】 ＳｉＯ2 膜２３、ＳｉＮ膜４１、ＳｉＯ
2 膜２６及びＳｉＮ膜３２がセンサ１５上に順次に設け
られており、遮光膜２７の開口３１の中央部におけるＳ
ｉＮ膜４１の厚さが４０ｎｍ以下であり、開口３１の中
央部におけるＳｉＮ膜３２の厚さが１００ｎｍ以下であ
る。このため、Ｓｉ基体１１の表面等で反射された光が
ＳｉＮ膜４１で再反射されること等のためにセンサ１５
への可視光の透過率が高い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、センサに可視
光を入射させて撮像を行う固体撮像素子に関するもので
ある。
光を入射させて撮像を行う固体撮像素子に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図７は、本願の発明の一従来例としての
ＣＣＤ固体撮像素子を示している。この一従来例では、
Ｓｉ基体１１中にｐウェル１２が形成されており、ｐウ
ェル１２よりもＳｉ基体１１の表面に近い正孔蓄積領域
としてのｐ領域１３とｎ領域１４とでセンサ１５が構成
されている。
ＣＣＤ固体撮像素子を示している。この一従来例では、
Ｓｉ基体１１中にｐウェル１２が形成されており、ｐウ
ェル１２よりもＳｉ基体１１の表面に近い正孔蓄積領域
としてのｐ領域１３とｎ領域１４とでセンサ１５が構成
されている。
【０００３】センサ１５の側方のｐ領域１６が読出部に
なっており、ｐ領域１６の側方のｎ領域１７が垂直転送
部になっている。ｎ領域１７の下部にｐウェル２１が形
成されており、ｎ領域１７の側方のｐ領域２２が画素分
離部になっている。Ｓｉ基体１１の表面にはゲート絶縁
膜としてのＳｉＯ2 膜２３が形成されており、Ｓｉ基体
１１上の多結晶Ｓｉ膜２４で転送電極が形成されてい
る。
なっており、ｐ領域１６の側方のｎ領域１７が垂直転送
部になっている。ｎ領域１７の下部にｐウェル２１が形
成されており、ｎ領域１７の側方のｐ領域２２が画素分
離部になっている。Ｓｉ基体１１の表面にはゲート絶縁
膜としてのＳｉＯ2 膜２３が形成されており、Ｓｉ基体
１１上の多結晶Ｓｉ膜２４で転送電極が形成されてい
る。
【０００４】多結晶Ｓｉ膜２４は絶縁膜としてのＳｉＯ
2 膜２５等に覆われており、Ｓｉ基体１１及びＳｉＯ2
膜２５はパッシベーション膜であるＳｉＯ2 膜２６に覆
われている。Ａｌ膜やＷ膜等である遮光膜２７がＳｉＯ
2 膜２６上に形成されており、センサ１５に対応する開
口３１が遮光膜２７に設けられている。
2 膜２５等に覆われており、Ｓｉ基体１１及びＳｉＯ2
膜２５はパッシベーション膜であるＳｉＯ2 膜２６に覆
われている。Ａｌ膜やＷ膜等である遮光膜２７がＳｉＯ
2 膜２６上に形成されており、センサ１５に対応する開
口３１が遮光膜２７に設けられている。
【０００５】遮光膜２７等はパッシベーション膜である
厚さ１５０〜５００ｎｍ程度のＳｉＮ膜３２に覆われて
おり、ＳｉＮ膜３２上には平坦化膜３３が形成されてい
る。平坦化膜３３上にはオンチップカラーフィルタ３４
と平坦化膜３５とが順次に形成されており、平坦化膜３
５上にオンチップレンズ３６が形成されている。
厚さ１５０〜５００ｎｍ程度のＳｉＮ膜３２に覆われて
おり、ＳｉＮ膜３２上には平坦化膜３３が形成されてい
る。平坦化膜３３上にはオンチップカラーフィルタ３４
と平坦化膜３５とが順次に形成されており、平坦化膜３
５上にオンチップレンズ３６が形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６中の細線は、開口
３１の中央部においてＳｉＮ膜３２の厚さが２５０ｎｍ
である一従来例における入射光の波長と感度出力との関
係を示している。しかし、図７に示した一従来例では、
図６中の細線からも明らかな様に、可視光の波長範囲で
感度出力に極小値が存在しており、感度出力の極大値自
体もあまり高くなくて、感度が全般に低かった。
３１の中央部においてＳｉＮ膜３２の厚さが２５０ｎｍ
である一従来例における入射光の波長と感度出力との関
係を示している。しかし、図７に示した一従来例では、
図６中の細線からも明らかな様に、可視光の波長範囲で
感度出力に極小値が存在しており、感度出力の極大値自
体もあまり高くなくて、感度が全般に低かった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の発明による固体撮
像素子は、Ｓｉ基体にセンサが形成されており、前記セ
ンサに対応する開口を有する遮光膜が前記Ｓｉ基体の上
層に設けられており、第１のＳｉＯ2 膜、第１のＳｉＮ
膜、第２のＳｉＯ2 膜及び第２のＳｉＮ膜が前記センサ
上に順次に設けられており、前記開口の中央部における
前記第１のＳｉＮ膜の厚さが４０ｎｍ以下であり、前記
中央部における前記第２のＳｉＮ膜の厚さが１００ｎｍ
以下であることを特徴としている。
像素子は、Ｓｉ基体にセンサが形成されており、前記セ
ンサに対応する開口を有する遮光膜が前記Ｓｉ基体の上
層に設けられており、第１のＳｉＯ2 膜、第１のＳｉＮ
膜、第２のＳｉＯ2 膜及び第２のＳｉＮ膜が前記センサ
上に順次に設けられており、前記開口の中央部における
前記第１のＳｉＮ膜の厚さが４０ｎｍ以下であり、前記
中央部における前記第２のＳｉＮ膜の厚さが１００ｎｍ
以下であることを特徴としている。
【０００８】本願の発明による固体撮像素子は、前記中
央部における前記第１のＳｉＮ膜の厚さが３０ｎｍ以下
であることが好ましい。
央部における前記第１のＳｉＮ膜の厚さが３０ｎｍ以下
であることが好ましい。
【０００９】本願の発明による固体撮像素子では、第１
及び第２のＳｉＯ2 膜の間にＳｉＯ2 膜よりも屈折率の
高い第１のＳｉＮ膜が設けられているので、Ｓｉ基体の
表面等で反射された光が第１のＳｉＮ膜で再反射される
こと等のためにセンサへの可視光の透過率が高い。
及び第２のＳｉＯ2 膜の間にＳｉＯ2 膜よりも屈折率の
高い第１のＳｉＮ膜が設けられているので、Ｓｉ基体の
表面等で反射された光が第１のＳｉＮ膜で再反射される
こと等のためにセンサへの可視光の透過率が高い。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、ＣＣＤ固体撮像素子に適用
した本願の発明の一実施形態を、図１〜６を参照しなが
ら説明する。本実施形態の固体撮像素子の製造に際して
も、図２（ａ）に示す様に、ＳｉＯ2 膜２５の形成まで
は、図７に示した一従来例を製造する場合と実質的に同
様の工程を実行する。
した本願の発明の一実施形態を、図１〜６を参照しなが
ら説明する。本実施形態の固体撮像素子の製造に際して
も、図２（ａ）に示す様に、ＳｉＯ2 膜２５の形成まで
は、図７に示した一従来例を製造する場合と実質的に同
様の工程を実行する。
【００１１】しかし、本実施形態の場合は、その後、Ｓ
ｉＣｌ2 Ｈ2 ／ＮＨ3 を原料ガスとして、圧力０．０５
〜５Ｔｏｒｒ、温度７００〜８５０℃の減圧ＣＶＤ法等
で厚さ４０ｎｍ以下のＳｉＮ膜４１を堆積させる。Ｓｉ
Ｎ膜４１の屈折率は、２程度であり、ＳｉＮ膜４１下の
ＳｉＯ2 膜２３及び後にＳｉＮ膜４１上に形成するＳｉ
Ｏ2 膜２６の夫々の屈折率１．４〜１．５程度に比べて
高い。
ｉＣｌ2 Ｈ2 ／ＮＨ3 を原料ガスとして、圧力０．０５
〜５Ｔｏｒｒ、温度７００〜８５０℃の減圧ＣＶＤ法等
で厚さ４０ｎｍ以下のＳｉＮ膜４１を堆積させる。Ｓｉ
Ｎ膜４１の屈折率は、２程度であり、ＳｉＮ膜４１下の
ＳｉＯ2 膜２３及び後にＳｉＮ膜４１上に形成するＳｉ
Ｏ2 膜２６の夫々の屈折率１．４〜１．５程度に比べて
高い。
【００１２】なお、減圧ＣＶＤ法は、堆積させる膜の厚
さの制御性がプラズマＣＶＤ法よりも一般的に優れてお
り、厚さ４０ｎｍ程度以下の膜でも高い均一性で堆積さ
せることができる。
さの制御性がプラズマＣＶＤ法よりも一般的に優れてお
り、厚さ４０ｎｍ程度以下の膜でも高い均一性で堆積さ
せることができる。
【００１３】次に、図２（ｂ）に示す様に、後に遮光膜
２７に形成する開口３１と略同一のパターンにフォトリ
ソグラフィでレジスト４２を加工し、このレジスト４２
をマスクにしてＳｉＮ膜４１をエッチングする。そし
て、図３（ａ）に示す様に、レジスト４２を除去した
後、０．５〜１０重量％のリンやボロンを添加したＳｉ
Ｏ2 膜２６を常圧ＣＶＤ法等で堆積させる。
２７に形成する開口３１と略同一のパターンにフォトリ
ソグラフィでレジスト４２を加工し、このレジスト４２
をマスクにしてＳｉＮ膜４１をエッチングする。そし
て、図３（ａ）に示す様に、レジスト４２を除去した
後、０．５〜１０重量％のリンやボロンを添加したＳｉ
Ｏ2 膜２６を常圧ＣＶＤ法等で堆積させる。
【００１４】次に、図３（ｂ）に示す様に、Ａｌ膜やＷ
膜等である遮光膜２７をスパッタ法やＣＶＤ法等で堆積
させる。そして、図３（ｃ）に示す様に、フォトリソグ
ラフィでレジスト４３を加工し、このレジスト４３をマ
スクにしたエッチングで、センサ１５に対応する開口３
１を遮光膜２７に形成する。
膜等である遮光膜２７をスパッタ法やＣＶＤ法等で堆積
させる。そして、図３（ｃ）に示す様に、フォトリソグ
ラフィでレジスト４３を加工し、このレジスト４３をマ
スクにしたエッチングで、センサ１５に対応する開口３
１を遮光膜２７に形成する。
【００１５】次に、図３（ｄ）に示す様に、プラズマＣ
ＶＤ法等でＳｉＮ膜３２を堆積させる。プラズマＣＶＤ
法では良好な段差被覆性を得ることが一般に困難であ
り、センサ１５上、特に開口３１上のＳｉＮ膜３２の厚
さは、多結晶Ｓｉ膜２４上の遮光膜２７上におけるＳｉ
Ｎ膜３２の厚さの２／３程度になる。本実施形態では、
開口３１の中央部におけるＳｉＮ膜３２の厚さを１００
ｎｍ以下にする。
ＶＤ法等でＳｉＮ膜３２を堆積させる。プラズマＣＶＤ
法では良好な段差被覆性を得ることが一般に困難であ
り、センサ１５上、特に開口３１上のＳｉＮ膜３２の厚
さは、多結晶Ｓｉ膜２４上の遮光膜２７上におけるＳｉ
Ｎ膜３２の厚さの２／３程度になる。本実施形態では、
開口３１の中央部におけるＳｉＮ膜３２の厚さを１００
ｎｍ以下にする。
【００１６】次に、図１に示す様に、平坦化膜３３を形
成するが、この平坦化膜３３の形成以降については、再
び、図７に示した一従来例を製造する場合と実質的に同
様の工程を実行する。
成するが、この平坦化膜３３の形成以降については、再
び、図７に示した一従来例を製造する場合と実質的に同
様の工程を実行する。
【００１７】図４は、以上の様にして製造した本実施形
態に波長５５０ｎｍの可視光を入射させた場合の、Ｓｉ
Ｎ膜４１の厚さと感度出力との関係を示している。図７
に示した一従来例の様にＳｉＮ膜４１が存在していなけ
れば、入射光の透過率は７５％程度である。しかし、Ｓ
ｉＮ膜４１の厚さが５０ｎｍ以下になると透過率が９０
％を超えて反射防止効果が高まり、ＳｉＮ膜４１の厚さ
が３０ｎｍの場合の感度はＳｉＮ膜４１が存在していな
い場合に比べて２５％程度向上している。
態に波長５５０ｎｍの可視光を入射させた場合の、Ｓｉ
Ｎ膜４１の厚さと感度出力との関係を示している。図７
に示した一従来例の様にＳｉＮ膜４１が存在していなけ
れば、入射光の透過率は７５％程度である。しかし、Ｓ
ｉＮ膜４１の厚さが５０ｎｍ以下になると透過率が９０
％を超えて反射防止効果が高まり、ＳｉＮ膜４１の厚さ
が３０ｎｍの場合の感度はＳｉＮ膜４１が存在していな
い場合に比べて２５％程度向上している。
【００１８】ＳｉＮ膜４１による反射防止効果を十分に
得るためには、開口３１のできるだけ多くの面積にＳｉ
Ｎ膜４１が存在している必要がある。しかし、オンチッ
プレンズ３６の位置を低くすることによる感度の向上や
遮光膜２７等の段差被覆性の向上等のために膜全体を厚
くしないこと、多結晶Ｓｉ膜２４の側部における膜が厚
くなり遮光膜２７が広がって入射角度の大きな光の入射
を阻害しないこと、水素化処理の効果を十分に発揮させ
ること等のために、多結晶Ｓｉ膜２４の上部及び側部に
はＳｉＮ膜４１が存在しない様にパターニングする。
得るためには、開口３１のできるだけ多くの面積にＳｉ
Ｎ膜４１が存在している必要がある。しかし、オンチッ
プレンズ３６の位置を低くすることによる感度の向上や
遮光膜２７等の段差被覆性の向上等のために膜全体を厚
くしないこと、多結晶Ｓｉ膜２４の側部における膜が厚
くなり遮光膜２７が広がって入射角度の大きな光の入射
を阻害しないこと、水素化処理の効果を十分に発揮させ
ること等のために、多結晶Ｓｉ膜２４の上部及び側部に
はＳｉＮ膜４１が存在しない様にパターニングする。
【００１９】図５は、本実施形態に波長５５０ｎｍの可
視光を入射させた場合の、ＳｉＮ膜３２の厚さと感度出
力との関係を示している。この図５から、ＳｉＮ膜３２
の厚さが１００ｎｍ以下の場合に感度が高いことが分か
る。
視光を入射させた場合の、ＳｉＮ膜３２の厚さと感度出
力との関係を示している。この図５から、ＳｉＮ膜３２
の厚さが１００ｎｍ以下の場合に感度が高いことが分か
る。
【００２０】図６中の太線は、開口３１の中央部におい
てＳｉＮ膜４１の厚さが３０ｎｍで且つＳｉＮ膜３２の
厚さが１００ｎｍである本実施形態における入射光の波
長と感度出力との関係を示している。この図６中の太線
から、可視光の波長範囲で感度出力に極小値が存在して
おらず、感度出力の極大値も高くて、感度が全般に高い
ことが分かる。
てＳｉＮ膜４１の厚さが３０ｎｍで且つＳｉＮ膜３２の
厚さが１００ｎｍである本実施形態における入射光の波
長と感度出力との関係を示している。この図６中の太線
から、可視光の波長範囲で感度出力に極小値が存在して
おらず、感度出力の極大値も高くて、感度が全般に高い
ことが分かる。
【００２１】
【発明の効果】本願の発明による固体撮像素子では、Ｓ
ｉ基体の表面等で反射された光が第１のＳｉＮ膜で再反
射されること等のためにセンサへの可視光の透過率が高
いので、感度が高い。
ｉ基体の表面等で反射された光が第１のＳｉＮ膜で再反
射されること等のためにセンサへの可視光の透過率が高
いので、感度が高い。
【図１】本願の発明の一実施形態の側断面図である。
【図２】一実施形態を製造するための前半の工程を順次
に示す側断面図である。
に示す側断面図である。
【図３】一実施形態を製造するための後半の工程を順次
に示す側断面図である。
に示す側断面図である。
【図４】一実施形態における第１のＳｉＮ膜の厚さと感
度出力との関係を示すグラフである。
度出力との関係を示すグラフである。
【図５】一実施形態における第２のＳｉＮ膜の厚さと感
度出力との関係を示すグラフである。
度出力との関係を示すグラフである。
【図６】一実施形態及び一従来例における入射光の波長
と感度出力との関係を示すグラフである。
と感度出力との関係を示すグラフである。
【図７】本願の発明の一従来例の側断面図である。
１１ Ｓｉ基体 １５ センサ ２３ ＳｉＯ2 膜（第１のＳｉＯ2 膜） ２６ ＳｉＯ2 膜（第２のＳｉＯ2 膜） ２７ 遮光膜 ３１ 開口 ３２ ＳｉＮ膜（第２のＳｉＮ膜） ４１ ＳｉＮ膜
（第１のＳｉＮ膜）
（第１のＳｉＮ膜）
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ基体にセンサが形成されており、 前記センサに対応する開口を有する遮光膜が前記Ｓｉ基
体の上層に設けられており、 第１のＳｉＯ2 膜、第１のＳｉＮ膜、第２のＳｉＯ2 膜
及び第２のＳｉＮ膜が前記センサ上に順次に設けられて
おり、 前記開口の中央部における前記第１のＳｉＮ膜の厚さが
４０ｎｍ以下であり、 前記中央部における前記第２のＳｉＮ膜の厚さが１００
ｎｍ以下であることを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記中央部における前記第１のＳｉＮ膜
の厚さが３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１
記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35356596A JP3601050B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35356596A JP3601050B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10178166A true JPH10178166A (ja) | 1998-06-30 |
| JP3601050B2 JP3601050B2 (ja) | 2004-12-15 |
Family
ID=18431703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35356596A Expired - Fee Related JP3601050B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3601050B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7935988B2 (en) | 2005-09-05 | 2011-05-03 | Sony Corporation | Method of manufacturing solid state imaging device, solid state imaging device, and camera using solid state imaging device |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP35356596A patent/JP3601050B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7935988B2 (en) | 2005-09-05 | 2011-05-03 | Sony Corporation | Method of manufacturing solid state imaging device, solid state imaging device, and camera using solid state imaging device |
| US7999291B2 (en) | 2005-09-05 | 2011-08-16 | Sony Corporation | Method of manufacturing solid state imaging device, solid state imaging device, and camera using solid state imaging device |
| US8455291B2 (en) | 2005-09-05 | 2013-06-04 | Sony Corporation | Method of manufacturing solid state imaging device, solid state imaging device, and camera using solid state imaging device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3601050B2 (ja) | 2004-12-15 |
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