JPH1022490A - Solid-state image pickup device and manufacturing method therefor - Google Patents

Solid-state image pickup device and manufacturing method therefor

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JPH1022490A
JPH1022490A JP8176971A JP17697196A JPH1022490A JP H1022490 A JPH1022490 A JP H1022490A JP 8176971 A JP8176971 A JP 8176971A JP 17697196 A JP17697196 A JP 17697196A JP H1022490 A JPH1022490 A JP H1022490A
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JP
Japan
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film
transparent insulating
insulating protective
peripheral circuit
protective film
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Application number
JP8176971A
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Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Wada
隆宏 和田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the smear of a CCD image pickup device and to prevent a characteristic degradation of an output circuit. SOLUTION: The thicknesses of PSG films 11 provided as transparent insulating protecting films s are made to change in an image region I and in a peripheral circuit region II and a thin film part 11a and a thick film part 11b are formed in the former and in the latter respectively. These forms are obtained by forming a resist mask which covers the peripheral circuit region II on the PSG films of which film thicknesses are firstly formed in equal on a substrate 10 and by making partial dry etching of the PSG films in the image region I via the mask. The angle of incidence of light which may enter regions other than the photodetecting part becomes small in the image region I and the smear is prevented. Charge-up of a gate oxide film of an output transistor caused by charged particles in plasma is not generated in the peripheral circuit region II even if a passivation by a plasma CVD in a latter step is performed, because the PSG film 11 is thick.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子およ
びその製造方法に関し、特にイメージ領域でCCDを用
いる固体撮像素子のスミア特性を改善すると共に、周辺
回路領域の出力トランジスタの特性劣化を防止すること
を可能とする素子構造と、その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to improving the smear characteristics of a solid-state imaging device using a CCD in an image area and preventing deterioration of characteristics of output transistors in a peripheral circuit area. The present invention relates to an element structure capable of performing the above and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子は、従前の撮像管に代わり
小型軽量化,低電圧化,低消費電力化,残像の低減を実
現可能な撮像素子として普及してきた。中でも、CCD
を利用した固体撮像素子はその性能や集積度の向上が目
覚ましく、ビデオ・カメラ,電子スチル・カメラ,テレ
ビ電話,ファクシミリ,電子複写機,イメージ・スキャ
ナ,測距システム等の用途に利用されている。
2. Description of the Related Art Solid-state imaging devices have become widespread as imaging devices capable of realizing small size, light weight, low voltage, low power consumption, and reduction of afterimages in place of conventional imaging tubes. Above all, CCD
Solid-state imaging devices using GaN have remarkable improvements in their performance and integration, and are used in applications such as video cameras, electronic still cameras, videophones, facsimile machines, electronic copiers, image scanners, and ranging systems. .

【0003】CCD撮像素子は光電変換方式と走査方式
との違いにより、インターライン転送型とフレーム転送
型とに大別される。インターライン転送型は、受光部で
あるフォトダイオードのアレイと垂直CCDレジスタと
を交互に二次元的に配列させたものであり、受光部で発
生した信号電荷はまず隣接する垂直CCDレジスタに一
括して転送され、次にこの垂直CCDレジスタの内容が
水平CCDレジスタに順次読み出される。一方のフレー
ム転送型では、共にCCDから構成される感光部と蓄積
部とが隣り合わせにレイアウトされており、感光部で発
生された信号電荷がまず蓄積部に転送され、次に蓄積部
の信号が水平CCDレジスタに順次読みだされる。フレ
ーム転送型では、CCD転送部がそのままMOSキャパ
シタ型の受光部として利用されている。
[0003] CCD image pickup devices are roughly classified into an interline transfer type and a frame transfer type depending on the difference between the photoelectric conversion system and the scanning system. In the interline transfer type, an array of photodiodes as light receiving units and vertical CCD registers are alternately and two-dimensionally arranged, and signal charges generated in the light receiving units are first collectively stored in an adjacent vertical CCD register. Then, the contents of the vertical CCD register are sequentially read out to the horizontal CCD register. On the other hand, in the frame transfer type, a photosensitive section and a storage section, both composed of CCDs, are laid out next to each other, and the signal charges generated in the photosensitive section are first transferred to the storage section, and then the signals of the storage section are transferred. The data is sequentially read out to the horizontal CCD register. In the frame transfer type, the CCD transfer unit is used as it is as a MOS capacitor type light receiving unit.

【0004】ここで、一般的なCCD撮像素子の平面レ
イアウトを、図8の(a)図に示す。上述のフォトダイ
オード・アレイ,垂直CCDレジスタ,感光部,蓄積部
が形成されている領域はイメージ領域iと称され、通常
はCCD撮像素子チップの中央部を占めている。その周
囲は、上述の水平CCDレジスタ22や、出力回路23
を含む周辺回路領域iiとされている。上記出力回路23
では、水平CCDレジスタ22から送り込まれた電荷に
より浮遊拡散層(図示せず。)に生じた電位変化を同じ
基板に作り込まれたトランジスタにより検出し、これを
増幅器26で増幅して出力電圧VOUT として取り出す。
この増幅器26の前段には、上記浮遊拡散層の電位をド
レイン電位にリセットするためのMOSトランジスタ2
4が接続される。このMOSトランジスタ24は、リセ
ット・ゲート電極にパルス電圧VRGを印加することでチ
ャネルを導通させており、ダイオード25はVDDを接地
電位以下に低下させないために設けられている。
FIG. 8A shows a planar layout of a general CCD image pickup device. The area where the photodiode array, the vertical CCD register, the photosensitive section, and the storage section are formed is called an image area i, and usually occupies the center of the CCD image sensor chip. Surrounding it are the horizontal CCD register 22 and the output circuit 23 described above.
Is included in the peripheral circuit area ii. The output circuit 23
In this embodiment, a change in potential generated in a floating diffusion layer (not shown) due to electric charges sent from the horizontal CCD register 22 is detected by a transistor formed on the same substrate, and this is amplified by an amplifier 26 and output voltage V Take out as OUT .
A MOS transistor 2 for resetting the potential of the floating diffusion layer to a drain potential is provided in a stage preceding the amplifier 26.
4 are connected. The MOS transistor 24 conducts the channel by applying a pulse voltage V RG to the reset gate electrode, and the diode 25 is provided to prevent V DD from lowering below the ground potential.

【0005】図1の(b)図は、(a)図のa−a線断
面図であり、上述の回路要素がすべて形成された基板3
0の上に透明絶縁保護膜としてPSG(リン珪酸ガラ
ス)膜31が成膜された状態を示している。PSG膜1
2が多用されるのは、リンによる有害イオンのゲッタリ
ング効果が期待できるからである。このPSG膜は1層
目Al膜と2層目Al膜(いずれも図示せず。)の下に
設けられ、その厚さは通常、基体の全面にわたってほぼ
均一である。なお、1層目Al膜とは、水平CCDレジ
スタや垂直CCDレジスタの転送ゲート電極に接続され
る電極パターンを形成するための膜であり、2層目Al
膜とは、受光部以外の領域への光入射を素子するための
遮光パターンを形成するための膜である。
FIG. 1B is a sectional view taken along the line aa of FIG. 1A, and shows a substrate 3 on which all of the above-mentioned circuit elements are formed.
0 shows a state in which a PSG (phosphosilicate glass) film 31 is formed as a transparent insulating protective film on the substrate. PSG film 1
The reason why 2 is frequently used is that a phosphorus gettering effect of harmful ions can be expected. This PSG film is provided under a first-layer Al film and a second-layer Al film (both not shown), and its thickness is generally substantially uniform over the entire surface of the substrate. The first layer Al film is a film for forming an electrode pattern connected to a transfer gate electrode of a horizontal CCD register or a vertical CCD register.
The film is a film for forming a light-shielding pattern for making light incident on a region other than the light receiving section.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、CCD撮像
素子に特有の問題のひとつに、スミアがある。これはイ
メージ領域のある場所に強い光が入射し、その場所内の
画素から溢れ出した信号電荷が走査部に侵入したり、あ
るいは走査部に直接に光が入射した場合に、再生画像内
に明るい縦筋が現れる現象である。ここで、走査部への
直接的な光入射については、前述のAl遮光パターンが
ある程度の防止機能を果たしてはいるが、PSG膜が厚
い場合には1層目Al膜と2層目Al膜との間の距離が
大きくなって光の取り込み角が増大し、取り込まれた光
がこれら両Alパターンの間で多重反射を繰り返して走
査部へ侵入しやすくなる。
One of the problems unique to the CCD image pickup device is smear. This is because when strong light is incident on a certain place in the image area and signal charges overflowing from the pixels in that place enter the scanning section or light is directly incident on the scanning section, the reproduced image is This is a phenomenon in which bright vertical stripes appear. Here, regarding the direct light incidence on the scanning section, the above-mentioned Al light-shielding pattern performs a certain function of preventing the light. However, when the PSG film is thick, the first layer Al film and the second layer Al film have different functions. Is increased, the light taking-in angle increases, and the taken-in light repeats multiple reflections between these two Al patterns and easily enters the scanning portion.

【0007】このスミアを低減させるためには、イメー
ジ領域において暗電流や白きずを増加させない程度にP
SG膜の膜厚を減ずることが有効である。しかし、これ
を実際に行うと、今度は出力回路3 のトランジスタ24
の特性が劣化し易くなる。この劣化は、主として2層目
Al膜のさらに表面をパッシベーション膜で被覆する際
に生ずる。パッシベーション膜としては、プラズマCV
D法により成膜される窒化シリコン(SiN)膜が通常
用いられる。それは、SiN膜がSiOx膜に比べて耐
湿性に優れ、特にプラズマCVD法により成膜されたも
のはその膜質の緻密さ故に高い信頼性を有するからであ
る。しかし、プラズマ中には高速で運動する荷電粒子が
多数存在するため、この荷電粒子が薄いPSG膜を貫通
してその電荷がゲート酸化膜に取り込まれると、チャー
ジアップによるゲート酸化膜の破壊や劣化が生ずる。
In order to reduce this smear, P is reduced to such an extent that dark current and white spots are not increased in the image area.
It is effective to reduce the thickness of the SG film. However, when this is actually performed, the transistor 24 of the output circuit 3 is
Characteristics are likely to deteriorate. This deterioration mainly occurs when the surface of the second Al film is further covered with a passivation film. Plasma CV as passivation film
A silicon nitride (SiN) film formed by the method D is usually used. This is because the SiN film has better moisture resistance than the SiOx film, and in particular, the film formed by the plasma CVD method has high reliability due to its dense film quality. However, since there are many charged particles that move at high speed in the plasma, when these charged particles penetrate the thin PSG film and their charges are taken into the gate oxide film, the gate oxide film is damaged or degraded by charge-up. Occurs.

【0008】また、上述のような周辺回路領域における
不具合がイメージ領域内における不都合よりも顕在化し
易いのは、周辺回路領域内のPSG膜の膜厚が結果的に
イメージ領域内のそれよりも薄くなり易いことも一因と
なっている。すなわち、PSG膜の表面には近年、前述
の多重反射を抑制するためにTiON膜等の反射防止膜
が設けられる場合があるが、この反射防止膜は比抵抗が
やや高いので、1層目Al膜と2層目Al膜との間のコ
ンタクトを形成する際には無い方が望ましい。このた
め、周辺回路領域では予めこの反射防止膜をドライエッ
チングにより除去するが、このときのオーバーエッチン
グにより下地のPSG膜が薄くなり易いのである。した
がって、オーバーエッチングによる膜減り分を補償する
ためにも、周辺回路領域におけるPSG膜の膜厚はある
程度以上に厚くしておくことが必要である。
[0008] Further, the above-mentioned problem in the peripheral circuit region is more likely to be more obvious than inconvenience in the image region because the thickness of the PSG film in the peripheral circuit region is consequently smaller than that in the image region. One of the reasons is that it is easy to grow. That is, in recent years, an anti-reflection film such as a TiON film is sometimes provided on the surface of the PSG film in order to suppress the multiple reflection described above. However, since the anti-reflection film has a relatively high specific resistance, the first layer Al When forming a contact between the film and the second-layer Al film, it is desirable that there is no contact. For this reason, in the peripheral circuit region, the anti-reflection film is removed in advance by dry etching, but the underlying PSG film tends to be thinned by the over-etching at this time. Therefore, the PSG film in the peripheral circuit region needs to be thicker than a certain thickness in order to compensate for the film loss due to over-etching.

【0009】このように、イメージ領域と周辺回路領域
とでは、PSG膜の最適膜厚に対する要求が互いに異な
っている。そこで本発明は、この双方の要求を満たすこ
とにより、スミア特性を改善すると共に、出力回路の特
性劣化を防止することが可能な固体撮像素子と、これを
製造する方法を提供することを目的とする。
As described above, the requirements for the optimum thickness of the PSG film are different between the image region and the peripheral circuit region. Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of improving smear characteristics and preventing deterioration of characteristics of an output circuit by satisfying both requirements, and a method for manufacturing the same. I do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、イメージ領域と周辺回路領域の双方において透明絶
縁保護膜の膜厚を最適化するために、該イメージ領域に
おける膜厚を相対的に小、該周辺回路領域における膜厚
を相対的に大として、上述の目的を達成しようとするも
のである。かかる固体撮像素子を製造するには、前記周
辺回路領域を選択的に被覆するマスクを上記の透明絶縁
保護膜の上に形成し、このマスクを介して透明絶縁保護
膜のエッチングを行うことにより、その膜厚方向の一部
を除去すれば良い。また、この透明絶縁保護膜の膜厚方
向の中途部であって少なくともイメージ領域をカバーす
る領域に、この膜に対してエッチング選択比を確保可能
なエッチング停止用の透明絶縁膜を設けておけば、エッ
チングの終点判定を容易に行うことができる。
In order to optimize the thickness of the transparent insulating protective film in both the image area and the peripheral circuit area, the solid-state imaging device of the present invention has a relatively small thickness in the image area. It is intended to achieve the above object by making the film thickness in the peripheral circuit region relatively small and relatively large. To manufacture such a solid-state imaging device, a mask that selectively covers the peripheral circuit region is formed on the transparent insulating protective film, and the transparent insulating protective film is etched through the mask. It is sufficient to remove a part in the thickness direction. Further, if a transparent insulating film for stopping etching capable of ensuring an etching selectivity with respect to this film is provided in a region in the thickness direction of the transparent insulating protective film and at least in a region covering the image region. In addition, the end point of the etching can be easily determined.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の固体撮像素子において
は、イメージ領域ではスミアを抑制できる程度に透明絶
縁保護膜が薄膜化される一方で、周辺回路領域ではプラ
ズマ中からのMOSトランジスタ形成部への荷電粒子の
入射を防止できる程度に透明絶縁保護膜が厚膜化されて
いるので、再生画像品質の改善と出力トランジスタの特
性劣化の防止とを同時に実現することができる。以下、
本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しな
がら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the solid-state image pickup device according to the present invention, the transparent insulating protective film is thinned in the image area to the extent that smear can be suppressed, while in the peripheral circuit area, the portion from the plasma to the MOS transistor forming portion is reduced. Since the transparent insulating protective film is thick enough to prevent the incidence of charged particles, it is possible to simultaneously improve the reproduction image quality and prevent the characteristics of the output transistor from deteriorating. Less than,
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】第1の実施の形態 図1に、本発明を適用したCCD撮像素子の構成例を示
す。(a)図は上面図、(b)図はそのA−A線断面図
である。このCCD撮像素子1は、中央部を占めるイメ
ージ領域Iとその周囲をとり囲む周辺回路領域IIとから
構成される。ここで上記イメージ領域Iは、たとえばイ
ンターライン転送型の構成を有し、フォトダイオードの
アレイと垂直CCDレジスタとが交互に配列されてい
る。一方の周辺回路領域IIには、水平CCDレジスタ2
や、出力回路3が形成されている。上記出力回路3で
は、水平CCDレジスタ2から送り込まれた電荷により
浮遊拡散層(図示せず。)に生じた電位変化を同じ基板
に作り込まれたトランジスタにより検出し、これを増幅
器6で増幅して出力電圧VOUT を取り出す。この増幅器
6の前段には、上記浮遊拡散層の電位をドレイン電位に
リセットするためのMOSトランジスタ4が接続され
る。このMOSトランジスタ4は、リセット・ゲート電
極にパルス電圧VRGを印加することでチャネルを導通さ
せており、ダイオード5はVDDを接地電位以下に低下さ
せないために設けられている。
First Embodiment FIG. 1 shows a configuration example of a CCD image pickup device to which the present invention is applied. (A) is a top view, and (b) is a sectional view taken along line AA. This CCD image pickup device 1 is composed of an image area I occupying the center and a peripheral circuit area II surrounding the image area I. Here, the image area I has, for example, an interline transfer type configuration, in which an array of photodiodes and vertical CCD registers are alternately arranged. One peripheral circuit area II has a horizontal CCD register 2
Also, an output circuit 3 is formed. In the output circuit 3, a potential change generated in the floating diffusion layer (not shown) by the electric charge sent from the horizontal CCD register 2 is detected by a transistor formed on the same substrate, and this is amplified by the amplifier 6. To extract the output voltage V OUT . A MOS transistor 4 for resetting the potential of the floating diffusion layer to a drain potential is connected to a stage preceding the amplifier 6. The MOS transistor 4 conducts its channel by applying a pulse voltage V RG to the reset gate electrode, and the diode 5 is provided to prevent V DD from lowering below the ground potential.

【0013】図1の(b)図は、(a)図のA−A線断
面図であり、上述の回路要素がすべて形成された基板1
0の上に透明絶縁保護膜としてPSG(リン珪酸ガラ
ス)膜11が成膜された状態を示している。このPSG
膜11の膜厚は基体の全面にわたって均一ではなく、イ
メージ領域Iでは平均膜厚約100nmの薄膜部11
a、周辺回路領域IIでは平均膜厚約200nmの厚膜部
11bとされている。このように構成された本発明のC
CD撮像素子1は、基体の全面にわたってPSG膜の膜
厚が150nm(上記膜厚部11bに同じ。)とされて
いる従来のCCD撮像素子に比べてスミアが約10%低
減されていた。また、本発明のCCD撮像素子は、最終
的にはプラズマCVDにより成膜された膜厚約300n
mのSiN膜で表面がパッシベートされるが、出力回路
3のMOSトランジスタ4のゲート酸化膜のTDDB
(経時絶縁破壊)寿命は、パッシベーション前後で何ら
変化することがなかった。
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1A, and shows a substrate 1 on which all the above-described circuit elements are formed.
0 shows a state in which a PSG (phosphosilicate glass) film 11 is formed as a transparent insulating protective film on the substrate. This PSG
The thickness of the film 11 is not uniform over the entire surface of the substrate, and in the image region I, the thin film portion 11 having an average thickness of about 100 nm
a, In the peripheral circuit region II, the thick film portion 11b has an average film thickness of about 200 nm. The thus configured C of the present invention
In the CD imaging device 1, the smear is reduced by about 10% as compared with the conventional CCD imaging device in which the thickness of the PSG film is 150 nm (same as the thickness portion 11b) over the entire surface of the base. Further, the CCD image pickup device of the present invention finally has a film thickness of about 300 n
m, the surface of which is passivated by the SiN film, and the TDDB of the gate oxide film of the MOS transistor 4 of the output circuit 3.
(Time-dependent dielectric breakdown) The life did not change at all before and after passivation.

【0014】第2の実施の形態 ここでは、第1の実施の形態で上述したCCD固体撮像
素子の製造方法について、図2ないし図4を参照しなが
ら説明する。まず、既にイメージ領域Iや周辺回路領II
において必要な回路要素がすべて形成された基板10の
上に、透明絶縁保護膜であるPSG膜11を約300n
mの厚さに成膜した。この成膜は、たとえばSiH4
2 混合ガスを用いたプラズマCVD法により行った。
ここまでの基体の状態は、前掲の図8の(b)図に示し
たとおりである。このPSG膜11の上で、通常のレジ
スト塗布,フォトリソグラフィ,現像を順次行い、図2
に示されるように、周辺回路領域IIを選択的に被覆する
レジスト・マスク12(PR)を形成した。
Second Embodiment Here, a method of manufacturing the CCD solid-state imaging device described in the first embodiment will be described with reference to FIGS. First, image area I and peripheral circuit area II
On the substrate 10 on which all necessary circuit elements are formed, a PSG film 11 as a transparent insulating protective film is
m was formed. This film is formed, for example, by SiH 4 /
This was performed by a plasma CVD method using an O 2 mixed gas.
The state of the base so far is as shown in FIG. On this PSG film 11, normal resist coating, photolithography and development are sequentially performed, and
As shown in FIG. 5, a resist mask 12 (PR) for selectively covering the peripheral circuit region II was formed.

【0015】次に、図3に示されるように、上記レジス
ト・マスク12の開口内に表出したPSG膜11の表面
から約100nmを異方性ドライエッチングにより除去
した。この部分エッチングは、たとえばSF6 /Ar混
合ガスを用いたRIE(反応性イオン・エッチング)に
より行った。この後、アッシングを行って上記レジスト
・マスク12を除去し、図4に示されるように薄膜部1
1aと厚膜部11bとを有するPSG膜11を得た。
Next, as shown in FIG. 3, about 100 nm was removed from the surface of the PSG film 11 exposed in the opening of the resist mask 12 by anisotropic dry etching. This partial etching was performed by, for example, RIE (Reactive Ion Etching) using SF 6 / Ar mixed gas. Thereafter, the resist mask 12 is removed by ashing to remove the thin film portion 1 as shown in FIG.
A PSG film 11 having 1a and a thick film portion 11b was obtained.

【0016】第3の実施の形態 ここでは、第2の実施の形態で述べたRIEの終点判定
を容易にするために、PSG膜11の膜厚方向の中途部
にエッチング停止用の透明絶縁膜としてSiN膜パター
ンを介在させた例について、図5ないし図7を参照しな
がら説明する。なお、図中の符号は図2ないし図4と一
部共通である。
Third Embodiment Here, in order to easily determine the end point of the RIE described in the second embodiment, a transparent insulating film for stopping etching is provided at an intermediate portion in the thickness direction of the PSG film 11. An example in which a SiN film pattern is interposed will be described with reference to FIGS. The reference numerals in the drawings are partially common to those in FIGS.

【0017】図5は、前掲の図2と同様、レジスト・パ
ターニングまでの工程が終了した状態を示しているが、
PSG膜11の膜厚方向の中途部にはエッチング停止用
の透明絶縁膜として厚さ約50nmのSiN膜パターン
13を埋め込んだ。この構造を得るには、PSG膜11
の成膜を2回に分け、その間でSiN膜の成膜とパター
ニングを行う。
FIG. 5 shows a state in which the steps up to resist patterning have been completed, as in FIG. 2 described above.
An SiN film pattern 13 having a thickness of about 50 nm was embedded as a transparent insulating film for stopping etching in the middle of the PSG film 11 in the thickness direction. To obtain this structure, the PSG film 11
Is divided into two times, during which a SiN film is formed and patterned.

【0018】すなわちまず、基板10の全面にPSG膜
を薄く形成した。この時のPSG膜の膜厚は、イメージ
領域Iに最終的に残しておきたい膜厚とした。次に、こ
のPSG膜の全面にSiN膜を積層し、図示されないレ
ジスト・マスクを用いて該SiN膜をドライエッチング
した。このドライエッチングは、下地のPSG膜に対し
て高い選択比が得られる条件、たとえば有磁場マイクロ
波プラズマ・エッチング装置とCHF3 /CH2 2
合ガスを用いて行った。この後、再びPSG膜を薄く成
膜した。このときのPSG膜の膜厚は、最初の成膜分と
の合計膜厚が周辺回路領域IIにおける必要膜厚となるよ
うに選択した。
That is, first, a thin PSG film was formed on the entire surface of the substrate 10. At this time, the film thickness of the PSG film is a film thickness that is to be finally left in the image area I. Next, a SiN film was laminated on the entire surface of the PSG film, and the SiN film was dry-etched using a resist mask (not shown). This dry etching was carried out under conditions capable of obtaining a high selectivity with respect to the underlying PSG film, for example, using a magnetic field microwave plasma etching apparatus and a CHF 3 / CH 2 F 2 mixed gas. Thereafter, a thin PSG film was formed again. At this time, the thickness of the PSG film was selected such that the total film thickness with the first film thickness became the required film thickness in the peripheral circuit region II.

【0019】次に、第2の実施の形態と同様にレジスト
・パターニングを行い、レジスト・マスク12の開口内
に表出したPSG膜をエッチングした。この選択的部分
エッチングは、下地のSiN膜パターン13に対して高
い選択比が得られる条件で行った。この条件とは、たと
えば有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置とCH
3 /CH2 2 混合ガスを用い、前述のSiN膜パタ
ーン13の形成時に比べてCHF3 ガスに対するCH2
2 ガスの流量比を高め、フルオロカーボン系ポリマー
の堆積を強化した条件である。前述の第2の実施の形態
では、エッチング終点を時間制御にもとづいて決定する
必要があったが、第3の実施の形態ではSiN膜パター
ン13が露出した時点でエッチング速度が低下するた
め、エッチング終点の判定がより容易となった。その
後、SiN膜パターン13のみを選択的にエッチング
し、図1に示したものと同様のCCD撮像素子が得られ
た。
Next, resist patterning was performed in the same manner as in the second embodiment, and the PSG film exposed in the opening of the resist mask 12 was etched. This selective partial etching was performed under the condition that a high selectivity with respect to the underlying SiN film pattern 13 was obtained. The conditions are, for example, a magnetic field microwave plasma etching apparatus and CH
F 3 / CH 2 F 2 gas mixture using, CH 2 against CHF 3 gas as compared to the formation of the aforementioned SiN film pattern 13
This is a condition in which the flow rate ratio of the F 2 gas is increased to enhance the deposition of the fluorocarbon polymer. In the above-described second embodiment, the etching end point had to be determined based on time control. However, in the third embodiment, the etching rate was lowered when the SiN film pattern 13 was exposed. The determination of the end point has become easier. Thereafter, only the SiN film pattern 13 was selectively etched to obtain a CCD image sensor similar to that shown in FIG.

【0020】以上、本発明を3例の実施の形態にもとづ
いて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に何ら限
定されるものではない。たとえば、CCD固体撮像素子
は、イメージ領域にCCDを含むものであれば、フレー
ム転送型、あるいはフレーム転送型とインターライン転
送型とを組み合わせたフレーム・インターライン転送型
であっても良い。また、透明絶縁保護膜やエッチング停
止用の透明絶縁膜もPSG膜やSiN膜に限られず、こ
れらと同等の機能を果たし得る膜を適宜選択して使用し
ても良い。この他、膜厚やエッチング条件等の細部も適
宜変更および選択が可能である。
Although the present invention has been described based on the three embodiments, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the CCD solid-state imaging device may be a frame transfer type or a frame interline transfer type combining a frame transfer type and an interline transfer type, as long as the CCD includes an image area. Further, the transparent insulating protective film and the transparent insulating film for stopping etching are not limited to the PSG film and the SiN film, and a film capable of performing the same function as these may be appropriately selected and used. In addition, details such as a film thickness and etching conditions can be appropriately changed and selected.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によればイメージ領域と周辺回路領域とで互いに異な
るPSG膜の最適膜厚に対する要求をいずれも満足させ
ることにより、スミア特性を改善すると共に、出力回路
の特性劣化を防止することが可能となる。したがって本
発明は、CCD撮像素子の高性能化と高信頼化に大きく
貢献するものである。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the smear characteristic is improved by satisfying both the requirements for the optimum thickness of the PSG film different from each other in the image region and the peripheral circuit region. In addition, it is possible to prevent the characteristics of the output circuit from deteriorating. Therefore, the present invention greatly contributes to higher performance and higher reliability of the CCD image pickup device.

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

【図1】本発明のCCD撮像素子の構成例を示す図であ
り、(a)図は上面図、(b)図はそのA−A線断面図
をそれぞれ表す。
FIGS. 1A and 1B are diagrams showing a configuration example of a CCD image pickup device according to the present invention, wherein FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA.

【図2】本発明のCCD撮像素子の製造方法の一例にお
いて、PSG膜の上でレジスト・パターニングを行った
状態を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state where resist patterning has been performed on a PSG film in an example of the method for manufacturing a CCD image pickup device of the present invention.

【図3】図2のPSG膜の膜厚方向の一部を、イメージ
領域において部分的にエッチングした状態を示す模式的
断面図である。
3 is a schematic cross-sectional view showing a state where a part of the PSG film in the thickness direction of FIG. 2 is partially etched in an image region.

【図4】図3のレジスト・マスクを除去した状態を示す
模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where the resist mask of FIG. 3 is removed.

【図5】本発明のCCD撮像素子の製造方法の他の例に
おいて、中途部にSiN膜パターンを介在させたPSG
膜の上でレジスト・パターニングを行った状態を示す模
式的断面図である。
FIG. 5 shows another example of the method for manufacturing a CCD image pickup device according to the present invention, in which a PSG having a SiN film pattern interposed in the middle thereof.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where resist patterning has been performed on the film.

【図6】図5のPSG膜を、イメージ領域においてSi
N膜パターンが露出するまで選択的かつ部分的にエッチ
ングした状態を示す模式的断面図である。
FIG. 6 shows that the PSG film of FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where selective and partial etching is performed until an N film pattern is exposed.

【図7】図6のレジスト・マスクを除去した状態を示す
模式的断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state where the resist mask of FIG. 6 is removed.

【図8】従来のCCD撮像素子の構成例を示す図であ
り、(a)図は上面図、(b)図はそのa−a線断面図
をそれぞれ表す。
8A and 8B are diagrams showing a configuration example of a conventional CCD image pickup device, wherein FIG. 8A is a top view, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line aa.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…CCD撮像素子 2…水平CCDレジスタ 3…出
力回路 4…MOSトランジスタ 10…基板 11…
PSG膜 11a…薄膜部 11b…厚膜部 I…イメ
ージ領域 II…周辺回路領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CCD imaging device 2 ... Horizontal CCD register 3 ... Output circuit 4 ... MOS transistor 10 ... Substrate 11 ...
PSG film 11a Thin film part 11b Thick film part I Image area II Peripheral circuit area

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にCCDを含むイメージ領
域と、該イメージ領域で生成された信号電荷の出力を行
うために該イメージ領域に隣接して形成される周辺回路
領域とを有する固体撮像素子であって、 基体の全面に形成される透明絶縁保護膜の膜厚が前記イ
メージ領域では相対的に小、前記周辺回路領域では相対
的に大とされた固体撮像素子。
1. A solid-state imaging device having an image area including a CCD on a semiconductor substrate and a peripheral circuit area formed adjacent to the image area for outputting signal charges generated in the image area. A solid-state imaging device in which the thickness of a transparent insulating protective film formed on the entire surface of the base is relatively small in the image region and relatively large in the peripheral circuit region.
【請求項2】 前記透明絶縁保護膜がリン珪酸ガラスか
らなる請求項1記載の固体撮像素子。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said transparent insulating protective film is made of phosphosilicate glass.
【請求項3】 半導体基板上に、CCDを含むイメージ
領域と該イメージ領域で生成された信号電荷を検出する
ための周辺回路領域とを互いに隣接して形成する第1工
程と、 基体の全面に透明絶縁保護膜を成膜する第2工程と、 前記イメージ領域内で選択的に前記透明絶縁保護膜の膜
厚を減ずる第3工程とを有する固体撮像素子の製造方
法。
3. A first step of forming an image area including a CCD and a peripheral circuit area for detecting signal charges generated in the image area adjacent to each other on a semiconductor substrate, A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a second step of forming a transparent insulating protective film; and a third step of selectively reducing the thickness of the transparent insulating protective film in the image area.
【請求項4】 前記第3工程では、前記周辺回路領域を
選択的に被覆するエッチング・マスクを前記透明絶縁保
護膜の上に形成し、このエッチング・マスクを介して該
透明絶縁保護膜をエッチングすることによりその膜厚方
向の一部を除去する請求項3記載の固体撮像素子の製造
方法。
4. In the third step, an etching mask for selectively covering the peripheral circuit region is formed on the transparent insulating protective film, and the transparent insulating protective film is etched through the etching mask. 4. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein a part of the film in the thickness direction is removed by performing.
【請求項5】 前記透明絶縁保護膜としてリン珪酸ガラ
ス膜を成膜する請求項6記載の固体撮像素子の製造方
法。
5. The method according to claim 6, wherein a phosphosilicate glass film is formed as the transparent insulating protective film.
【請求項6】 前記透明絶縁保護膜の膜厚方向の中途部
であって少なくとも前記イメージ領域をカバーする領域
に、該透明絶縁保護膜に対してエッチング選択比を確保
可能なエッチング停止用の透明絶縁膜を設ける請求項3
記載の固体撮像素子の製造方法。
6. A transparent film for stopping etching capable of securing an etching selectivity with respect to the transparent insulating protective film, at least in a region in the thickness direction of the transparent insulating protective film and covering at least the image area. 4. An insulating film is provided.
A method for manufacturing the solid-state imaging device according to the above.
【請求項7】 前記透明絶縁保護膜としてリン珪酸ガラ
ス膜、前記エッチング停止用の透明絶縁膜として窒化シ
リコン膜を成膜する請求項6記載の固体撮像素子の製造
方法。
7. The method according to claim 6, wherein a phosphosilicate glass film is formed as the transparent insulating protective film, and a silicon nitride film is formed as the transparent insulating film for stopping the etching.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102813509A (en) * 2012-09-14 2012-12-12 天津九安医疗电子股份有限公司 Sphygmomanometer cuff and manufacturing method thereof as well as sphygmomanometer using cuff

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