JPH11233806A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH11233806A
JPH11233806A JP10027563A JP2756398A JPH11233806A JP H11233806 A JPH11233806 A JP H11233806A JP 10027563 A JP10027563 A JP 10027563A JP 2756398 A JP2756398 A JP 2756398A JP H11233806 A JPH11233806 A JP H11233806A
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JP
Japan
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insulating film
region
type
forming
light receiving
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JP10027563A
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Japanese (ja)
Inventor
Chihiro Arai
千広 荒井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the variations of light reception sensitivity and to improve the matching to the manufacturing process of a bipolar transistor, by forming a protection film at a light incidence region for the light reception surface of a semiconductor photodetector and another protection film with a lower refractive index than that of the protection film on the upper layer of the protection film. SOLUTION: An opening is formed at a first interlayer insulation film 7 consisting of silicon oxide on the upper layer of a light reception surface and becomes an incidence region of light for the light reception surface. Then, a second interlayer insulation film 12 consisting of silicon nitride, a third interlayer insulation film 13 consisting of silicon oxide, and a fourth interlayer insulation film 16 consisting of silicon oxide are directly formed on the upper layer of an n<+> -type region 1 as the protection film of a light reception element. The refractive index of the silicon nitride is, for example, 2.0, that of the silicon oxide is, for example, 1.4, and that of the third and fourth interlayer insulation films 13 and 16 is set lower than that of the second interlayer insulation film 12.

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、受光素子(フォト
ダイオード)を有する半導体装置およびその製造方法に
関し、特に受光素子のほかにさらにバイポーラICを有
するいわゆるフォトIC(PDIC)およびその製造方
法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having a light receiving element (photodiode) and a method of manufacturing the same, and more particularly to a so-called photo IC (PDIC) having a bipolar IC in addition to the light receiving element and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】受光素子であるフォトダイオードは、光
信号を電気信号に変換することが可能であり、各種の光
−電気変換機器における制御用光センサーなどに広く用
いられている。このようなフォトダイオードは、トラン
ジスタ、抵抗、及びキャパシタなど他の素子とともに同
一の半導体基板上に混載されることが多く、一般に、バ
イポーラ集積回路(IC)の製造工程に従って製造され
る。
2. Description of the Related Art Photodiodes, which are light receiving elements, are capable of converting optical signals into electrical signals, and are widely used as control optical sensors in various optical-electrical conversion devices. Such a photodiode is often mounted on the same semiconductor substrate together with other elements such as a transistor, a resistor, and a capacitor, and is generally manufactured according to a manufacturing process of a bipolar integrated circuit (IC).

【0003】図8は、従来のバイポーラ素子およびフォ
トダイオードを有する半導体装置(フォトIC(PDI
C))の断面図である。図面上、左側から、バイポーラ
素子としてnpnバイポーラトランジスタとポリシリコ
ン抵抗が、また、フォトダイオードとしてアノードコモ
ン型フォトダイオードが、それぞれ同一の半導体基板の
各領域に形成されている。
FIG. 8 shows a conventional semiconductor device having a bipolar element and a photodiode (photo IC (PDI)).
It is sectional drawing of C)). In the drawing, from the left side, an npn bipolar transistor and a polysilicon resistor are formed as bipolar elements, and an anode common type photodiode is formed as a photodiode in each region of the same semiconductor substrate.

【0004】npnバイポーラトランジスタ領域におい
ては、例えば抵抗率20Ωcmのp - 型シリコン基板1
上にnpnバイポーラトランジスタのコレクタ領域とな
るn+ 型埋め込み領域2が選択的に形成されている。ま
た、p- 型シリコン基板1上には、抵抗率が例えば1Ω
cmであり、膜厚が例えば1μmのn- 型エピタキシャ
ル層3が形成されている。上記のn+ 型埋め込み領域2
は、n- 型エピタキシャル層3中にも拡散して形成され
ている。
In the region of an npn bipolar transistor
For example, p with a resistivity of 20 Ωcm -Type silicon substrate 1
The upper part is the collector region of the npn bipolar transistor.
N+The mold buried region 2 is selectively formed. Ma
, P-On the silicon substrate 1, the resistivity is, for example, 1Ω.
cm and a film thickness of, for example, 1 μm.-Type epitaxy
Layer 3 is formed. N above+Embedding area 2
Is n-Formed in the epitaxial layer 3
ing.

【0005】上記のn- 型エピタキシャル層3中には例
えばLOCOS法により形成された酸化シリコン(Si
O2)からなる素子分離絶縁膜5が埋め込まれている。素
子分離絶縁膜5、素子分離絶縁膜5の下層に形成された
+ 型素子分離領域4、およびp- 型シリコン基板1に
よって素子間分離が行われている。また、n- 型エピタ
キシャル層3および素子分離絶縁膜5上には、例えば酸
化シリコンからなる第1層間絶縁膜7が形成されてい
る。
In the above-mentioned n type epitaxial layer 3, for example, silicon oxide (Si) formed by the LOCOS method is used.
An element isolation insulating film 5 made of O 2 ) is buried. Element isolation is performed by the element isolation insulating film 5, the p + -type element isolation region 4 formed below the element isolation insulating film 5, and the p -type silicon substrate 1. A first interlayer insulating film 7 made of, for example, silicon oxide is formed on the n -type epitaxial layer 3 and the element isolation insulating film 5.

【0006】npnバイポーラトランジスタ領域におい
て素子分離絶縁膜5により囲まれた部分のn- 型エピタ
キシャル層3中にp型ベース領域10が形成されてお
り、p型ベース領域10に接続してその上層にp+ 型ポ
リシリコン層8が形成されており、ベース取り出し領域
となる。p型ベース領域10中にはn型エミッタ領域1
4’が形成されており、その上層にn+ 型ポリシリコン
層14が形成されてエミッタ取り出し領域となる。一
方、n- 型エピタキシャル層3中にn+ 型埋め込み領域
2に達するn+ 型プラグ領域6が形成されている。上記
のように、エミッタ領域(n型エミッタ領域14’、n
+ 型ポリシリコン層14)、ベース領域(p型ベース領
域10、p+ 型ポリシリコン層8)、およびコレクタ領
域(n- 型エピタキシャル層3、n+ 型埋め込み領域
2、n+ 型プラグ領域6)とから、npnバイポーラト
ランジスタが構成されている。
A p-type base region 10 is formed in the n -type epitaxial layer 3 at a portion surrounded by the element isolation insulating film 5 in the npn bipolar transistor region, and is connected to the p-type base region 10 and formed thereover. The p + -type polysilicon layer 8 is formed and serves as a base extraction region. An n-type emitter region 1 is provided in the p-type base region 10.
4 'is formed thereon, and an n + -type polysilicon layer 14 is formed thereon to serve as an emitter extraction region. On the other hand, n - n + -type plug region 6 in the type epitaxial layer 3 to reach the n + -type buried region 2 is formed. As described above, the emitter region (n-type emitter region 14 ', n
+ Type polysilicon layer 14), a base region (p type base region 10, p + type polysilicon layer 8), and a collector region (n type epitaxial layer 3, n + type buried region 2, n + type plug region 6). ) Constitute an npn bipolar transistor.

【0007】さらに、npnバイポーラトランジスタ全
体を被覆して、例えば窒化シリコンからなる第2層間絶
縁膜12が形成されており、その上層に例えば酸化シリ
コンからなる第3層間絶縁膜13が形成されている。第
1〜第3層間絶縁膜(7,12,13)の必要な領域に
コンタクトが開口されて、例えばチタン及びアルミニウ
ムなどを積層して形成した金属配線などからなる第1配
線15が、n+ 型ポリシリコン層14、p+ 型ポリシリ
コン層8、およびn+ 型プラグ領域6にそれぞれ接続し
て形成されている。第1配線15の上層に例えば酸化シ
リコンからなる第4層間絶縁膜16が形成されており、
その上層に例えばチタン及びアルミニウムなどを積層し
て形成した金属配線などからなる第2配線17が形成さ
れている。その上層に、例えば窒化シリコンからなる保
護絶縁膜18が全体を被覆して形成されている。
Further, a second interlayer insulating film 12 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the entire npn bipolar transistor, and a third interlayer insulating film 13 made of, for example, silicon oxide is formed thereon. . A contact is opened in a necessary region of the first to third interlayer insulating films (7, 12, 13), and a first wiring 15 made of a metal wiring formed by laminating, for example, titanium and aluminum is used as an n + It is formed so as to be connected to the type polysilicon layer 14, the p + type polysilicon layer 8, and the n + type plug region 6, respectively. A fourth interlayer insulating film 16 made of, for example, silicon oxide is formed on the first wiring 15,
A second wiring 17 made of a metal wiring formed by laminating, for example, titanium and aluminum is formed on the upper layer. On the upper layer, a protective insulating film 18 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the whole.

【0008】また、ポリシリコン抵抗領域においては、
素子分離絶縁膜5の下部には、p-型シリコン基板1に
達するp+ 型素子分離領域4が形成され、素子分離絶縁
膜5の上部には酸化シリコンの第1層間絶縁膜7が形成
されている。その上層に抵抗体をなすポリシリコン層9
が形成されている。さらに、ポリシリコン層9全体を被
覆して、例えば窒化シリコンからなる第2層間絶縁膜1
2が形成されており、その上層に例えば酸化シリコンか
らなる第3層間絶縁膜13が形成されている。第2,第
3層間絶縁膜(12,13)にコンタクトが開口され
て、例えばチタン及びアルミニウムなどを積層して形成
した金属配線などからなる第1配線15が、ポリシリコ
ン層9の所定の箇所に接続して形成されている。第1配
線15の上層に例えば酸化シリコンからなる第4層間絶
縁膜16が形成されており、その上層に例えばチタン及
びアルミニウムなどを積層して形成した金属配線などか
らなる第2配線17が形成されている。その上層に、例
えば窒化シリコンからなる保護絶縁膜18が全体を被覆
して形成されている。
In the polysilicon resistance region,
A p + -type element isolation region 4 reaching the p -type silicon substrate 1 is formed below the element isolation insulating film 5, and a first interlayer insulating film 7 of silicon oxide is formed above the element isolation insulating film 5. ing. A polysilicon layer 9 serving as a resistor is formed thereon.
Are formed. Further, the second interlayer insulating film 1 made of, for example, silicon nitride is coated so as to cover the entire polysilicon layer 9.
2 is formed, and a third interlayer insulating film 13 made of, for example, silicon oxide is formed thereon. Contacts are opened in the second and third interlayer insulating films (12, 13), and a first wiring 15 made of, for example, a metal wiring formed by laminating titanium, aluminum, or the like is formed at a predetermined position of the polysilicon layer 9. Is formed by being connected to. A fourth interlayer insulating film 16 made of, for example, silicon oxide is formed on the first wiring 15, and a second wiring 17 made of a metal wiring formed by stacking, for example, titanium and aluminum is formed on the fourth interlayer insulating film 16. ing. On the upper layer, a protective insulating film 18 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the whole.

【0009】抵抗体をなすポリシリコン層9が窒化シリ
コンの第2層間絶縁膜12により覆われており、その窒
化シリコン膜が、半導体装置全面に渡って形成されてい
ることにより、ポリシリコン抵抗の形成後の熱処理にお
いて水素(H2)が侵入して抵抗値の低下を引き起こすこ
とを防止でき、ポリシリコン抵抗の抵抗値を安定化する
ことができる。
The polysilicon layer 9 forming a resistor is covered with a second interlayer insulating film 12 of silicon nitride, and the silicon nitride film is formed over the entire surface of the semiconductor device, so that a polysilicon resistor 9 is formed. In the heat treatment after the formation, it is possible to prevent hydrogen (H 2 ) from entering and causing a decrease in the resistance value, and to stabilize the resistance value of the polysilicon resistor.

【0010】また、アノードコモン型フォトダイオード
領域においては、素子分離絶縁膜5により囲まれた部分
におけるn- 型エピタキシャル層3の表面近傍に、n+
型領域11が設けられている。また、n+ 型領域11の
隣接部(図面上n+ 型領域11の右側)に形成された素
子分離絶縁膜5により囲まれた部分に、p- 型シリコン
基板1に達するp+ 型素子分離領域4が形成され、この
+ 型素子分離領域4の上部にアノード取り出し用のp
+ 型ポリシリコン層8が形成されている。このp+ 型素
子分離領域4は素子分離絶縁膜5およびn- 型エピタキ
シャル層3によりn+ 型領域11と分離されている。n
- 型エピタキシャル層3とp- 型シリコン基板1の接合
面においてダイオードのpn接合が形成されており、n
+ 型領域11とn- 型エピタキシャル層3とからなるカ
ソード、p- 型シリコン基板1からなるアノード、およ
び、p+ 型素子分離領域4およびアノード取り出し用の
+ 型ポリシリコン層8によりアノードコモン型フォト
ダイオードが構成されている。
[0010] In the anode common type photodiode region, n + is formed near the surface of the n -type epitaxial layer 3 in a portion surrounded by the element isolation insulating film 5.
A mold region 11 is provided. Further, in a portion surrounded by the element isolation insulating film 5 formed adjacent to the n + type region 11 (on the right side of the n + type region 11 in the drawing), the p + type element isolation reaching the p type silicon substrate 1 is formed. A region 4 is formed, and a p-type electrode for taking out an anode is formed above the p + -type element isolation region 4.
A + type polysilicon layer 8 is formed. The p + -type element isolation region 4 is separated from the n + -type region 11 by the element isolation insulating film 5 and the n -type epitaxial layer 3. n
- -type epitaxial layer 3 and the p - pn junction diode at the junction surface of the type silicon substrate 1 is formed, n
A cathode formed of the + type region 11 and the n type epitaxial layer 3, an anode formed of the p type silicon substrate 1, and an anode common formed by the p + type element isolation region 4 and the p + type polysilicon layer 8 for taking out the anode. A type photodiode is configured.

【0011】受光素子上部には、酸化シリコンからなる
第1層間絶縁膜7、窒化シリコンからなる第2層間絶縁
膜12、酸化シリコンからなる第3層間絶縁膜13、酸
化シリコンからなる第4層間絶縁膜16、および窒化シ
リコンからなる保護絶縁膜18が形成されており、これ
ら第1〜第4層間絶縁膜(7,12,13,16)およ
び保護絶縁膜18はフォトダイオードの受光面に光が入
射する際の反射防止膜としての機能を有する。第2配線
17は、フォトダイオードの受光面である開口部以外の
部分を覆い、遮光の役割をはたしている。
Above the light receiving element, a first interlayer insulating film 7 made of silicon oxide, a second interlayer insulating film 12 made of silicon nitride, a third interlayer insulating film 13 made of silicon oxide, and a fourth interlayer insulating film made of silicon oxide A film 16 and a protective insulating film 18 made of silicon nitride are formed. These first to fourth interlayer insulating films (7, 12, 13, 16) and the protective insulating film 18 allow light to enter the light receiving surface of the photodiode. It has a function as an antireflection film at the time of incidence. The second wiring 17 covers a portion other than the opening, which is the light receiving surface of the photodiode, and serves as a light shield.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
受光素子(フォトダイオード)を含む半導体装置、いわ
ゆるフォトIC(PDIC)においては、フォトダイオ
ードの感度のばらつきが大きいという問題があった。
However, in a semiconductor device including the above-described light receiving element (photodiode), that is, a photo IC (PDIC), there is a problem that the sensitivity of the photodiode varies widely.

【0013】上記の問題点について具体的に説明する。
図8に示すフォトダイオードの反射防止膜のうち、第1
配線15と第2配線17の間の酸化シリコンの第4層間
絶縁膜16は、第2配線17を形成する際に、第1配線
部分に起因して生ずる段差を平滑化する必要がある。平
滑化処理は、例えば以下のように行われる。まず、図9
(a)に示すように、npnバイポーラトランジスタ形
成領域、ポリシリコン抵抗形成領域、およびフォトダイ
オード形成領域を被覆して全面に酸化シリコン層16a
を堆積させる。この段階では、第1配線15に起因して
酸化シリコン層16a表面に段差が生じている。
The above problem will be specifically described.
Among the anti-reflection films of the photodiode shown in FIG.
The fourth interlayer insulating film 16 made of silicon oxide between the wiring 15 and the second wiring 17 needs to smooth a step caused by the first wiring portion when forming the second wiring 17. The smoothing process is performed, for example, as follows. First, FIG.
As shown in (a), a silicon oxide layer 16a is formed on the entire surface covering the npn bipolar transistor forming region, the polysilicon resistor forming region, and the photodiode forming region.
Is deposited. At this stage, a step occurs on the surface of the silicon oxide layer 16a due to the first wiring 15.

【0014】次に、図9(b)に示すように、酸化シリ
コン層16aの上層にSOG(スピンオングラス)16
bを塗布、乾燥させる。これにより、第1配線15に起
因して生じる酸化シリコン層16a表面の段差を埋め込
み、平滑化形状を得る。
Next, as shown in FIG. 9B, an SOG (spin-on-glass) 16 is formed on the silicon oxide layer 16a.
Apply and dry b. Thereby, steps on the surface of the silicon oxide layer 16a caused by the first wiring 15 are buried to obtain a smoothed shape.

【0015】次に、図10(c)に示すように、例えば
RIE(反応性イオンエッチング)を施し、平滑化形状
を維持したまま、段差エッジ部分以外のSOGを除去し
て、平滑化された酸化シリコン層16cを得る。
Next, as shown in FIG. 10 (c), for example, RIE (reactive ion etching) is performed to remove the SOG other than the step edge portion while maintaining the smoothed shape, and the surface is smoothed. A silicon oxide layer 16c is obtained.

【0016】次に、図10(d)に示すように、酸化シ
リコン層16cの上層にさらに酸化シリコン層16dを
堆積させ、酸化シリコン層16c,16dからなる平滑
化された表面を有する第4層間絶縁膜16を形成する。
Next, as shown in FIG. 10D, a silicon oxide layer 16d is further deposited on the silicon oxide layer 16c, and a fourth interlayer having a smoothed surface composed of the silicon oxide layers 16c and 16d is formed. An insulating film 16 is formed.

【0017】上記のような平滑化処理工程は複雑であ
り、段差部分にに応じて堆積するSOGの膜厚は異な
る。また、酸化シリコン層の堆積を2回、SOGの堆積
を1回、RIEを1回行うので、それぞれの工程で生ず
る膜厚ばらつきが積み合わされ、最終的に形成される酸
化シリコンの第4層間絶縁膜16の膜厚ばらつきは、最
悪の場合で±40%ばらつくこともありうる。
The above-described smoothing process is complicated, and the thickness of the SOG deposited differs depending on the step. In addition, since the silicon oxide layer is deposited twice, the SOG is deposited once, and the RIE is performed once, the film thickness variations generated in the respective steps are accumulated, and the fourth interlayer insulating layer of the finally formed silicon oxide is stacked. In the worst case, the thickness variation of the film 16 may vary by ± 40%.

【0018】図8のフォトダイオードの反射防止膜構造
において、例えば、第1層間絶縁膜(酸化シリコン)7
の屈折率を1.45、膜厚を130nm、第2層間絶縁
膜(窒化シリコン)12の屈折率を2、膜厚を36n
m、第3および第4層間絶縁膜(酸化シリコン)13,
16の屈折率を1.45、保護絶縁膜(窒化シリコン)
18の屈折率を2、膜厚を750nmとし、さらに受光
素子(フォトダイオード)上部には、屈折率1.5の十
分厚い透明モールド樹脂、あるいは、屈折率1.5のブ
リズムが形成されているものとする。この場合、第3層
間絶縁膜13と第4層間絶縁膜16の膜厚の和に対する
光の反射率を図11に示す。図11中、光の波長とし
て、CD、MDに用いられている780nmと、DVD
に用いられている650nmでの反射率をそれぞれ示し
ている。図11に示すように、第3層間絶縁膜13と第
4層間絶縁膜16の膜厚の和が100nm程度ずれただ
けで反射率は最大値から最小値に変わってしまい、例え
ば650nmの光の場合、約55%から約20%へ変わ
るなど、非常にばらつきが大きいものとなっている。第
3層間絶縁膜13と第4層間絶縁膜16の膜厚の和を例
えば1.4μ±30%とすると、この範囲内で反射率は
非常に大きくばらつくこととなる。
In the structure of the anti-reflection film of the photodiode shown in FIG. 8, for example, a first interlayer insulating film (silicon oxide) 7
Has a refractive index of 1.45, a thickness of 130 nm, a refractive index of the second interlayer insulating film (silicon nitride) 12 of 2, and a thickness of 36 n.
m, third and fourth interlayer insulating films (silicon oxide) 13,
16 with a refractive index of 1.45, protective insulating film (silicon nitride)
The refractive index of 18 is 2, the film thickness is 750 nm, and a sufficiently thick transparent mold resin with a refractive index of 1.5 or a bryth with a refractive index of 1.5 is formed above the light receiving element (photodiode). Shall be. In this case, the reflectance of light with respect to the sum of the thicknesses of the third interlayer insulating film 13 and the fourth interlayer insulating film 16 is shown in FIG. In FIG. 11, the wavelength of light is 780 nm used for CD and MD, and the wavelength of light is DVD.
The reflectance at 650 nm used for the measurement is shown. As shown in FIG. 11, the reflectance changes from the maximum value to the minimum value only when the sum of the thicknesses of the third interlayer insulating film 13 and the fourth interlayer insulating film 16 is shifted by about 100 nm. In this case, the variation is very large, for example, from about 55% to about 20%. Assuming that the sum of the thicknesses of the third interlayer insulating film 13 and the fourth interlayer insulating film 16 is, for example, 1.4 μ ± 30%, the reflectance greatly varies within this range.

【0019】従って、図8の従来例のフォトダイオード
においては、反射防止膜部分における反射率のばらつき
が、酸化シリコンの第4層間絶縁膜16の膜厚ばらつき
に対して非常に大きなものとなっており、反射率のばら
つきが大きいということはフォトダイオード内部に入る
光の割合のばらつきが大きいことに相当するのでフォト
ダイオード内部で光電変換によって発生するキャリア数
がばらつくことになる。そのため、結果として、フォト
ダイオードの受光感度がばらつきが大きいという間題を
引き起こすこととなっていた。
Therefore, in the conventional photodiode shown in FIG. 8, the variation in the reflectance in the anti-reflection film portion is very large with respect to the variation in the thickness of the fourth interlayer insulating film 16 of silicon oxide. Since a large variation in the reflectance corresponds to a large variation in the ratio of light entering the photodiode, the number of carriers generated by photoelectric conversion in the photodiode varies. Therefore, as a result, a problem that the light receiving sensitivity of the photodiode has a large variation is caused.

【0020】本発明は上記の問題を鑑みなされたもので
あり、従って、本発明は、フォトダイオードの受光感度
のばらつきを低減し、かつ、混載するバイポーラトラン
ジスタの製造工程と整合性がよい構造のフォトダイオー
ドの反射防止膜を有する受光素子(フォトダイオード)
を有する半導体装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and accordingly, the present invention has a structure which reduces the variation in the light receiving sensitivity of the photodiode and has good compatibility with the manufacturing process of the bipolar transistor to be mounted. Photodetector with photodiode anti-reflection coating (photodiode)
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having the same and a method for manufacturing the same.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、基板上に半導体受光素子を
有する半導体装置であって、前記半導体受光素子の受光
面に対する光の入射領域に少なくとも形成された第1の
屈折率を有する第1保護膜と、前記第1保護膜の上層に
形成された前記第1の屈折率よりも低い第2の屈折率を
有する第2保護膜とを有する。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a semiconductor light receiving element on a substrate, wherein a light incident area on a light receiving surface of the semiconductor light receiving element is provided. A first protective film having a first refractive index formed at least on the first protective film, and a second protective film having a second refractive index lower than the first refractive index formed on the first protective film. Having.

【0022】上記の本発明の半導体装置によれば、半導
体受光素子の受光面上に形成された第1の屈折率の第1
保護膜と第2の屈折率の第2保護膜との積層体が反射防
止膜としての機能を有しており、第1の屈折率よりも第
2の屈折率のほうが低く設定されており、これにより上
述のような層間絶縁膜の膜厚のばらつきが発生しても反
射率のばらつきを小さく抑えることが可能となり、従っ
て受光素子の受光感度のばらつきを低減することが可能
である。また、この構造はバイポーラトランジスタの製
造工程と整合性がよく形成することが可能であり、バイ
ポーラトランジスタとの混載が容易である。第1の屈折
率および第2の屈折率としては、それぞれ1.5〜2.
5、および、1.3〜1.6とすることができる。
According to the semiconductor device of the present invention described above, the first refractive index of the first refractive index formed on the light receiving surface of the semiconductor light receiving element.
A laminate of a protective film and a second protective film having a second refractive index has a function as an antireflection film, and the second refractive index is set lower than the first refractive index, Accordingly, even if the above-described variation in the thickness of the interlayer insulating film occurs, the variation in the reflectance can be suppressed to be small, and therefore, the variation in the light receiving sensitivity of the light receiving element can be reduced. In addition, this structure can be formed with good compatibility with the manufacturing process of the bipolar transistor, and can be easily mounted together with the bipolar transistor. The first refractive index and the second refractive index are 1.5 to 2.
5, and 1.3 to 1.6.

【0023】上記の本発明の半導体装置は、好適には、
前記第1保護膜が、窒化シリコンから形成されている。
また、好適には、前記第2保護膜が、酸化シリコンから
形成されている。これにより、第1保護膜の屈折率(第
1の屈折率)よりも第2保護膜の屈折率(第2の屈折
率)を低く設定することが可能であり、上記の如く受光
素子の受光感度のばらつきを低減することが可能とな
る。
The semiconductor device of the present invention is preferably
The first protective film is formed from silicon nitride.
Preferably, the second protective film is formed from silicon oxide. Thereby, it is possible to set the refractive index (second refractive index) of the second protective film to be lower than the refractive index (first refractive index) of the first protective film. Variation in sensitivity can be reduced.

【0024】上記の本発明の半導体装置は、好適には、
前記基板上にポリシリコン抵抗素子が形成されている。
また、好適には、前記ポリシリコン抵抗素子の上層にも
前記第1保護膜が被覆して形成されている。ポリシリコ
ン抵抗の形成後の熱処理において水素(H2)が侵入する
と抵抗値の低下を引き起こすことがあるが、ポリシリコ
ン抵抗素子形成領域においてポリシリコン抵抗体を例え
ば窒化シリコンからなる第1保護膜で被覆することで容
易に水素の侵入を防止でき、抵抗値の安定なポリシリコ
ン抵抗を混載することができる。
The above-described semiconductor device of the present invention is preferably
A polysilicon resistance element is formed on the substrate.
Preferably, the first protective film is also formed so as to cover an upper layer of the polysilicon resistance element. In the heat treatment after the formation of the polysilicon resistor, the intrusion of hydrogen (H 2 ) may cause a decrease in the resistance value. In the polysilicon resistor element forming region, the polysilicon resistor is replaced with a first protective film made of, for example, silicon nitride. By covering, it is possible to easily prevent intrusion of hydrogen, and it is possible to mount a polysilicon resistor having a stable resistance value.

【0025】上記の本発明の半導体装置は、好適には、
前記基板にバイポーラトランジスタが形成されている。
上記の構造の受光素子はバイポーラトランジスタの製造
工程と整合性よく形成することが可能であり、バイポー
ラトランジスタとの混載が容易である。
The above semiconductor device of the present invention is preferably
A bipolar transistor is formed on the substrate.
The light receiving element having the above structure can be formed with good consistency with the manufacturing process of the bipolar transistor, and can be easily mounted together with the bipolar transistor.

【0026】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に半導体受光
素子およびポリシリコン抵抗素子を有する半導体装置の
製造方法であって、前記半導体基板上の半導体受光素子
形成領域において、前記半導体基板に前記半導体受光素
子の受光面を形成する工程と、前記受光面の上層および
ポリシリコン抵抗素子形成領域において第1絶縁膜を形
成する工程と、前記ポリシリコン抵抗素子形成領域にお
いて前記第1絶縁膜の上層に抵抗体となるポリシリコン
層を形成する工程と、前記受光面に対する光の入射領域
における前記第1絶縁膜を除去する工程と、前記受光面
に対する光の入射領域における前記受光面の上層および
前記ポリシリコン層の上層に第2絶縁膜を形成する工程
と、前記第2絶縁膜の上層に第3絶縁膜を形成する工程
と、前記第3絶縁膜の上層に第1配線を形成する工程
と、前記第1配線を被覆して第4絶縁膜を形成する工程
と、前記第4絶縁膜の上層に第2配線を形成する工程
と、前記受光面に対する光の入射領域における前記第2
配線を除去する工程と、前記第2配線の上層に保護絶縁
膜を形成する工程と、前記受光面に対する光の入射領域
における前記保護絶縁膜を除去する工程とを有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor light receiving element and a polysilicon resistance element on a semiconductor substrate. Forming a light-receiving surface of the semiconductor light-receiving element on the semiconductor substrate in the semiconductor light-receiving element formation region, forming a first insulating film in an upper layer of the light-receiving surface and a polysilicon resistance element formation region; Forming a polysilicon layer serving as a resistor on the first insulating film in a silicon resistance element forming region, removing the first insulating film in a light incident region with respect to the light receiving surface; Forming a second insulating film on an upper layer of the light receiving surface and an upper layer of the polysilicon layer in a region where light is incident on the second insulating film; Forming a third insulating film on the upper layer of the first insulating film, forming a first wiring on the third insulating film, forming a fourth insulating film by covering the first wiring, (4) forming a second wiring in an upper layer of the insulating film; and forming the second wiring in a light incident area on the light receiving surface.
Removing the wiring, forming a protective insulating film on the second wiring, and removing the protective insulating film in a light incident area on the light receiving surface.

【0027】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上の半導体受光素子形成領域において、半導
体基板に半導体受光素子の受光面を形成し、受光面の上
層およびポリシリコン抵抗素子形成領域において第1絶
縁膜を形成し、ポリシリコン抵抗素子形成領域において
第1絶縁膜の上層に抵抗体となるポリシリコン層を形成
する。次に、受光面に対する光の入射領域における第1
絶縁膜を除去し、受光面に対する光の入射領域における
受光面の上層およびポリシリコン層の上層に第2絶縁膜
を形成する。次に、第2絶縁膜の上層に第3絶縁膜を形
成し、第3絶縁膜の上層に第1配線を形成し、第1配線
を被覆して第4絶縁膜を形成し、第4絶縁膜の上層に第
2配線を形成し、受光面に対する光の入射領域における
第2配線を除去する。次に、第2配線の上層に保護絶縁
膜を形成し、受光面に対する光の入射領域における保護
絶縁膜を除去する。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above comprises:
Forming a light-receiving surface of the semiconductor light-receiving element on the semiconductor substrate in a semiconductor light-receiving element formation region on the semiconductor substrate, forming a first insulating film in an upper layer of the light-receiving surface and a polysilicon resistance element formation region; A polysilicon layer serving as a resistor is formed on the first insulating film. Next, the first in the light incident area on the light receiving surface
The insulating film is removed, and a second insulating film is formed on the light receiving surface and the polysilicon layer in the light incident area on the light receiving surface. Next, a third insulating film is formed on the second insulating film, a first wiring is formed on the third insulating film, a fourth insulating film is formed by covering the first wiring, and a fourth insulating film is formed. A second wiring is formed on the film, and the second wiring in a light incident area on the light receiving surface is removed. Next, a protective insulating film is formed on the second wiring, and the protective insulating film in a light incident region on the light receiving surface is removed.

【0028】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、受光素子の受光面が第2〜第4絶縁膜に被覆され
ている構造とすることができる。この構造において、例
えば第2絶縁膜を窒化シリコンで形成し、第3および第
4絶縁膜を酸化シリコンで形成することなどにより、第
2〜第4絶縁膜について膜厚のばらつきが発生しても反
射率のばらつきを小さく抑えることが可能な反射防止膜
としての機能を有する積層体とすることができ、従って
受光素子の受光感度のばらつきを低減することが可能で
ある。また、この構造はバイポーラトランジスタの製造
工程と整合性よく形成することが可能であり、バイポー
ラトランジスタとの混載が容易である。一方、ポリシリ
コン抵抗素子となるポリシリコン層が第2絶縁膜に被覆
されていて、第2絶縁膜を例えば窒化シリコンで形成す
ることでポリシリコン抵抗の形成後の熱処理において水
素(H2)が侵入することを防ぐことが可能となり、抵抗
値を安定化したポリシリコン抵抗素子を上記の受光素子
の形成と整合性よく形成することができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above, a structure in which the light receiving surface of the light receiving element is covered with the second to fourth insulating films can be provided. In this structure, for example, the second insulating film is formed of silicon nitride, and the third and fourth insulating films are formed of silicon oxide. A laminate having a function as an anti-reflection film capable of suppressing variations in reflectance can be reduced, and thus variations in light receiving sensitivity of the light receiving element can be reduced. Further, this structure can be formed with good consistency with the manufacturing process of the bipolar transistor, and can be easily mounted together with the bipolar transistor. On the other hand, a polysilicon layer serving as a polysilicon resistor element is covered with a second insulating film, and by forming the second insulating film with, for example, silicon nitride, hydrogen (H 2 ) is generated in a heat treatment after the formation of the polysilicon resistor. Intrusion can be prevented, and a polysilicon resistance element having a stabilized resistance value can be formed with good consistency with the formation of the light receiving element.

【0029】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記第2絶縁膜を窒化シリコンにより形成す
る。また、好適には、前記第3絶縁膜および前記第4絶
縁膜を酸化シリコンにより形成する。上記のように層間
絶縁膜の膜厚のばらつきが発生しても反射率のばらつき
を小さく抑えることが可能な反射防止膜としての機能を
有する積層体とすることが可能となる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above comprises:
Preferably, the second insulating film is formed of silicon nitride. Preferably, the third insulating film and the fourth insulating film are formed of silicon oxide. As described above, it is possible to obtain a laminate having a function as an antireflection film capable of suppressing a variation in reflectance even if a variation in the thickness of the interlayer insulating film occurs.

【0030】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記第4絶縁膜を形成する工程に後、前記第
2配線を形成する工程の前に、前記第4絶縁膜を平坦化
する工程をさらに有する。平坦化する際に、層間絶縁膜
の膜厚のばらつきが発生しても、反射率のばらつきを小
さく抑えて形成することが可能である。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above comprises:
Preferably, the method further includes a step of flattening the fourth insulating film after the step of forming the fourth insulating film and before the step of forming the second wiring. Even when the thickness of the interlayer insulating film varies during the planarization, the interlayer insulating film can be formed with a small variation in reflectance.

【0031】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記保護絶縁膜を窒化シリコンにより形成す
る。受光素子の形成領域において保護絶縁膜を除去する
が、窒化シリコンの保護絶縁膜の除去はボンディングパ
ッドの開口と同時に行うことが可能であり、工程数の増
加は伴わない。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above
Preferably, the protective insulating film is formed of silicon nitride. Although the protective insulating film is removed in the region where the light receiving element is formed, the removal of the protective insulating film of silicon nitride can be performed simultaneously with the opening of the bonding pad, and the number of steps is not increased.

【0032】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記半導体基板上にバイポーラトランジスタ
を形成する工程をさらに有する。受光素子をバイポーラ
トランジスタの製造工程と整合性よく形成することが可
能であるので、バイポーラトランジスタとの混載が容易
である。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is as follows.
Preferably, the method further includes a step of forming a bipolar transistor on the semiconductor substrate. Since the light receiving element can be formed with good consistency with the manufacturing process of the bipolar transistor, it is easy to mount the light receiving element together with the bipolar transistor.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0034】図1は、本実施形態にかかる半導体装置の
断面図である。この半導体装置は、フォトダイオード
(PD)とバイポーラICを混載した、いわゆるフォト
IC(PDIC)である。図面上、左側から、バイポー
ラ素子としてnpnバイポーラトランジスタとポリシリ
コン抵抗が、また、フォトダイオードとしてアノードコ
モン型フォトダイオードが、それぞれ同一の半導体基板
の各領域に形成されている。図示はしていないが、これ
らの素子の他に、pnpバイポーラトランジスタおよび
容量等の素子をさらに有していてもよい。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to the present embodiment. This semiconductor device is a so-called photo IC (PDIC) in which a photodiode (PD) and a bipolar IC are mixedly mounted. In the drawing, from the left side, an npn bipolar transistor and a polysilicon resistor are formed as bipolar elements, and an anode common type photodiode is formed as a photodiode in each region of the same semiconductor substrate. Although not shown, in addition to these elements, an element such as a pnp bipolar transistor and a capacitor may be further provided.

【0035】npnバイポーラトランジスタ領域におい
ては、例えば抵抗率20Ωcmのp- 型シリコン基板1
上にnpnバイポーラトランジスタのコレクタ領域とな
るn+ 型埋め込み領域2が選択的に形成されている。ま
た、p- 型シリコン基板1上には、抵抗率が例えば1Ω
cmであり、膜厚が例えば1μmのn- 型エピタキシャ
ル層3が形成されている。上記のn+ 型埋め込み領域2
は、n- 型エピタキシャル層3中にも拡散して形成され
ている。
In the npn bipolar transistor region, for example, a p type silicon substrate 1 having a resistivity of 20 Ωcm
An n + -type buried region 2 serving as a collector region of an npn bipolar transistor is selectively formed thereon. On the p type silicon substrate 1, the resistivity is, for example, 1Ω.
cm and an n -type epitaxial layer 3 having a thickness of, for example, 1 μm. The above n + type buried region 2
Are also diffused and formed in the n -type epitaxial layer 3.

【0036】上記のn- 型エピタキシャル層3中には例
えばLOCOS法により形成された酸化シリコン(Si
O2)からなる素子分離絶縁膜5が埋め込まれている。素
子分離絶縁膜5、素子分離絶縁膜5の下層に形成された
+ 型素子分離領域4、およびp- 型シリコン基板1に
よって素子間分離が行われている。また、n- 型エピタ
キシャル層3および素子分離絶縁膜5上には、例えば酸
化シリコンからなる第1層間絶縁膜7が形成されてい
る。
In the n type epitaxial layer 3, for example, silicon oxide (Si) formed by the LOCOS method is used.
An element isolation insulating film 5 made of O 2 ) is buried. Element isolation is performed by the element isolation insulating film 5, the p + -type element isolation region 4 formed below the element isolation insulating film 5, and the p -type silicon substrate 1. A first interlayer insulating film 7 made of, for example, silicon oxide is formed on the n -type epitaxial layer 3 and the element isolation insulating film 5.

【0037】npnバイポーラトランジスタ領域におい
て素子分離絶縁膜5により囲まれた部分のn- 型エピタ
キシャル層3中にp型ベース領域10が形成されてお
り、p型ベース領域10に接続してその上層にp+ 型ポ
リシリコン層8が形成されており、ベース取り出し領域
となる。p型ベース領域10中にはn型エミッタ領域1
4’が形成されており、その上層にn+ 型ポリシリコン
層14が形成されてエミッタ取り出し領域となる。一
方、n- 型エピタキシャル層3中にn+ 型埋め込み領域
2に達するn+ 型プラグ領域6が形成されている。上記
のように、エミッタ領域(n型エミッタ領域14’、n
+ 型ポリシリコン層14)、ベース領域(p型ベース領
域10、p+ 型ポリシリコン層8)、およびコレクタ領
域(n- 型エピタキシャル層3、n+ 型埋め込み領域
2、n+ 型プラグ領域6)とから、npnバイポーラト
ランジスタが構成されている。
A p-type base region 10 is formed in the n -type epitaxial layer 3 at a portion surrounded by the element isolation insulating film 5 in the npn bipolar transistor region, and is connected to the p-type base region 10 and formed thereover. The p + -type polysilicon layer 8 is formed and serves as a base extraction region. An n-type emitter region 1 is provided in the p-type base region 10.
4 'is formed thereon, and an n + -type polysilicon layer 14 is formed thereon to serve as an emitter extraction region. On the other hand, n - n + -type plug region 6 in the type epitaxial layer 3 to reach the n + -type buried region 2 is formed. As described above, the emitter region (n-type emitter region 14 ', n
+ Type polysilicon layer 14), a base region (p type base region 10, p + type polysilicon layer 8), and a collector region (n type epitaxial layer 3, n + type buried region 2, n + type plug region 6). ) Constitute an npn bipolar transistor.

【0038】さらに、npnバイポーラトランジスタ全
体を被覆して、例えば窒化シリコンからなる第2層間絶
縁膜12が形成されており、その上層に例えば酸化シリ
コンからなる第3層間絶縁膜13が形成されている。第
1〜第3層間絶縁膜(7,12,13)の必要な領域に
コンタクトが開口されて、例えばチタンなどからなる第
1配線15が、n+ 型ポリシリコン層14、p+ 型ポリ
シリコン層8、およびn+ 型プラグ領域6にそれぞれ接
続して形成されている。第1配線15の上層に例えば酸
化シリコンからなる第4層間絶縁膜16が形成されてお
り、その上層に例えばチタンなどからなる第2配線17
が形成されている。その上層に、例えば窒化シリコンか
らなる保護絶縁膜18が全体を被覆して形成されてい
る。
Further, a second interlayer insulating film 12 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the entire npn bipolar transistor, and a third interlayer insulating film 13 made of, for example, silicon oxide is formed thereon. . A contact is opened in a necessary region of the first to third interlayer insulating films (7, 12, 13), and a first wiring 15 made of, for example, titanium is formed on the n + type polysilicon layer 14, the p + type polysilicon. It is formed so as to be connected to the layer 8 and the n + type plug region 6, respectively. A fourth interlayer insulating film 16 made of, for example, silicon oxide is formed on the first wiring 15, and a second wiring 17 made of, for example, titanium or the like is formed thereon.
Are formed. On the upper layer, a protective insulating film 18 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the whole.

【0039】また、ポリシリコン抵抗領域においては、
素子分離絶縁膜5の下部には、p-型シリコン基板1に
達するp+ 型素子分離領域4が形成され、素子分離絶縁
膜5の上部には酸化シリコンの第1層間絶縁膜7が形成
されている。その上層に抵抗体をなすポリシリコン層9
が形成されている。さらに、ポリシリコン層9全体を被
覆して、例えば窒化シリコンからなる第2層間絶縁膜1
2が形成されており、その上層に例えば酸化シリコンか
らなる第3層間絶縁膜13が形成されている。第2,第
3層間絶縁膜(12,13)にコンタクトが開口され
て、例えばチタン及びアルミニウムなどを積層して形成
した金属配線などからなる第1配線15が、ポリシリコ
ン層9の所定の箇所に接続して形成されている。第1配
線15の上層に例えば酸化シリコンからなる第4層間絶
縁膜16が形成されており、その上層に例えばチタン及
びアルミニウムなどを積層して形成した金属配線などか
らなる第2配線17が形成されている。その上層に、例
えば窒化シリコンからなる保護絶縁膜18が全体を被覆
して形成されている。
In the polysilicon resistance region,
A p + -type element isolation region 4 reaching the p -type silicon substrate 1 is formed below the element isolation insulating film 5, and a first interlayer insulating film 7 of silicon oxide is formed above the element isolation insulating film 5. ing. A polysilicon layer 9 serving as a resistor is formed thereon.
Are formed. Further, the second interlayer insulating film 1 made of, for example, silicon nitride is coated so as to cover the entire polysilicon layer 9.
2 is formed, and a third interlayer insulating film 13 made of, for example, silicon oxide is formed thereon. Contacts are opened in the second and third interlayer insulating films (12, 13), and a first wiring 15 made of, for example, a metal wiring formed by laminating titanium, aluminum, or the like is formed at a predetermined position of the polysilicon layer 9. Is formed by being connected to. A fourth interlayer insulating film 16 made of, for example, silicon oxide is formed on the first wiring 15, and a second wiring 17 made of a metal wiring formed by stacking, for example, titanium and aluminum is formed on the fourth interlayer insulating film 16. ing. On the upper layer, a protective insulating film 18 made of, for example, silicon nitride is formed so as to cover the whole.

【0040】抵抗体をなすポリシリコン層9が窒化シリ
コンの第2層間絶縁膜12により覆われており、その窒
化シリコン膜が、半導体装置全面に渡って形成されてい
ることにより、ポリシリコン抵抗の形成後の熱処理にお
いて水素(H2)が侵入して抵抗値の低下を引き起こすこ
とを防止でき、ポリシリコン抵抗の抵抗値を安定化する
ことができる。
The polysilicon layer 9 forming a resistor is covered with a second interlayer insulating film 12 of silicon nitride, and the silicon nitride film is formed over the entire surface of the semiconductor device, so that the polysilicon resistance 9 is reduced. In the heat treatment after the formation, it is possible to prevent hydrogen (H 2 ) from entering and causing a decrease in the resistance value, and to stabilize the resistance value of the polysilicon resistor.

【0041】また、アノードコモン型フォトダイオード
領域においては、素子分離絶縁膜5により囲まれた部分
におけるn- 型エピタキシャル層3の表面近傍に、n+
型領域11が設けられている。また、n+ 型領域11の
隣接部(図面上n+ 型領域11の右側)に形成された素
子分離絶縁膜5により囲まれた部分に、p- 型シリコン
基板1に達するp+ 型素子分離領域4が形成され、この
+ 型素子分離領域4の上部にアノード取り出し用のp
+ 型ポリシリコン層8が形成されている。このp+ 型素
子分離領域4は素子分離絶縁膜5およびn- 型エピタキ
シャル層3によりn+ 型領域11と分離されている。n
- 型エピタキシャル層3とp- 型シリコン基板1の接合
面においてダイオードのpn接合が形成されており、n
+ 型領域11とn- 型エピタキシャル層3とからなるカ
ソード、p- 型シリコン基板1からなるアノード、およ
び、p+ 型素子分離領域4およびアノード取り出し用の
+ 型ポリシリコン層8によりアノードコモン型フォト
ダイオードが構成されている。
Further, in the anode common type photodiode region, n + is provided near the surface of the n type epitaxial layer 3 in a portion surrounded by the element isolation insulating film 5.
A mold region 11 is provided. Further, in a portion surrounded by the element isolation insulating film 5 formed adjacent to the n + type region 11 (on the right side of the n + type region 11 in the drawing), the p + type element isolation reaching the p type silicon substrate 1 is formed. A region 4 is formed, and a p-type electrode for taking out an anode is formed above the p + -type element isolation region 4.
A + type polysilicon layer 8 is formed. The p + -type element isolation region 4 is separated from the n + -type region 11 by the element isolation insulating film 5 and the n -type epitaxial layer 3. n
- -type epitaxial layer 3 and the p - pn junction diode at the junction surface of the type silicon substrate 1 is formed, n
A cathode formed of the + type region 11 and the n type epitaxial layer 3, an anode formed of the p type silicon substrate 1, and an anode common formed by the p + type element isolation region 4 and the p + type polysilicon layer 8 for taking out the anode. A type photodiode is configured.

【0042】受光面の上層には、酸化シリコンからなる
第1層間絶縁膜7に開口部が形成されて受光面に対する
光の入射領域となっており、受光素子の保護膜として、
+型領域11の上層に直接窒化シリコンからなる第2
層間絶縁膜12、酸化シリコンからなる第3層間絶縁膜
13、酸化シリコンからなる第4層間絶縁膜16が形成
されている。窒化シリコンの屈折率は例えば2.0であ
り、酸化シリコンの屈折率は例えば1.45であり、第
2層間絶縁膜12よりも第3層間絶縁膜13および第4
層間絶縁膜16の屈折率が低く設定されている。これら
第2〜第4層間絶縁膜(12,13,16)はフォトダ
イオードの受光面に光が入射する際の反射防止膜として
の機能を有する。第2配線17は、フォトダイオードの
受光面である開口部以外の部分を覆い、遮光の役割をは
たしている。
In the upper layer of the light receiving surface, an opening is formed in the first interlayer insulating film 7 made of silicon oxide to serve as a light incident region on the light receiving surface.
a second layer made of silicon nitride directly on the n + -type region 11
An interlayer insulating film 12, a third interlayer insulating film 13 made of silicon oxide, and a fourth interlayer insulating film 16 made of silicon oxide are formed. The refractive index of silicon nitride is, for example, 2.0, the refractive index of silicon oxide is, for example, 1.45, and the third interlayer insulating film 13 and the fourth
The refractive index of the interlayer insulating film 16 is set low. These second to fourth interlayer insulating films (12, 13, 16) have a function as an antireflection film when light is incident on the light receiving surface of the photodiode. The second wiring 17 covers a portion other than the opening, which is the light receiving surface of the photodiode, and serves as a light shield.

【0043】ここで、図1の構造の反射防止膜構造で、
例えばn- 型エピタキシャル層3表面のn+ 領域11表
面部の屈折率を3.7、窒化シリコンの第2層間絶縁膜
12の屈折率を2.0、膜厚を36nm、酸化シリコン
の第3層間絶縁膜13および第4層間絶縁膜16の屈折
率を1.45とし、さらに受光素子(フォトダイオー
ド)上部には、屈折率1.5の十分厚い透明モールド樹
脂、あるいは、屈折率1.5のプリズムが形成されてい
るものとした場合の、第3層間絶縁膜13と第4層間絶
縁膜16の膜厚の和に対する光の反射率を図2に示す。
図2中、光の波長として、CD、MDに用いられている
780nmと、DVDに用いられている650nmでの
反射率をそれぞれ示している。図2に示すように、図1
の構造では、層間絶縁膜の膜厚のばらつきが発生しても
反射率のばらつきは5%以内であり、反射率の絶対値も
25%以下と低い値を示している。このように反射率の
ばらつきが少ないことから、受光素子(フォトダイオー
ド)の受光感度のばらつきを低減することが可能であ
る。
Here, in the antireflection film structure of the structure of FIG.
For example, the refractive index of the surface portion of the n + region 11 on the surface of the n type epitaxial layer 3 is 3.7, the refractive index of the second interlayer insulating film 12 of silicon nitride is 2.0, the film thickness is 36 nm, and the third layer of silicon oxide is The refractive indices of the interlayer insulating film 13 and the fourth interlayer insulating film 16 are set to 1.45, and a sufficiently thick transparent mold resin having a refractive index of 1.5 or a refractive index of 1.5 is formed on the light receiving element (photodiode). FIG. 2 shows the reflectance of light with respect to the sum of the film thicknesses of the third interlayer insulating film 13 and the fourth interlayer insulating film 16 when the above prism is formed.
FIG. 2 shows the reflectance at 780 nm used for CD and MD and 650 nm used for DVD as the wavelength of light. As shown in FIG.
In the structure (1), even if the thickness of the interlayer insulating film varies, the variation in the reflectance is within 5%, and the absolute value of the reflectance is as low as 25% or less. Since the variation in the reflectance is small as described above, the variation in the light receiving sensitivity of the light receiving element (photodiode) can be reduced.

【0044】次に、上記の本実施形態の半導体装置の製
造方法について説明する。ポリシリコン低抗本体、及
び、npnトランジスタのベース取り出しポリシリコン
形成までは一般的に知られているダブルベース型バイポ
ーラnpnトランジスタを有するバイポーラICプロセ
スの製造方法に従い、形成することができる。まず、図
3(a)に示す装置に至るまでの工程について説明す
る。抵抗率20Ωcmのp- 型シリコン基板1に、n+
型埋め込み領域2を、Sb2O3 を用いた固体ソース拡散に
よって形成する。次に、p- 型シリコン基板1の上層に
- 型エピタキシャル層3を、抵抗率1Ωcm、膜厚1
μmの条件で堆積する。次に、例えばLOCOS法によ
り酸化シリコンの素子分離絶縁膜5を800nmの膜厚
で形成する。これは、例えばn- 型エピタキシャル層3
表面に熱酸化膜を50nm形成し、窒化シリコン膜を減
圧CVD法で100nm形成し、LOCOS素子分離絶
縁膜形成領域の窒化シリコン膜、熱酸化膜およびn-
エピタキシャル層3を選択的に除去するようにRIE
(反応性イオンエッチング)などのエッチングを施し、
残された窒化シリコン膜をマスクとして熱酸化を行うこ
とで形成することができる。このとき形成される窒化シ
リコン膜は、例えば150℃に熱したリン酸(ホットリ
ン酸)により除去する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment will be described. Until the formation of the polysilicon low resistance body and the base extraction polysilicon of the npn transistor, it can be formed according to a generally known manufacturing method of a bipolar IC process having a double base type bipolar npn transistor. First, steps up to an apparatus shown in FIG. 3A will be described. N + on a p type silicon substrate 1 having a resistivity of 20 Ωcm
The mold buried region 2 is formed by solid source diffusion using Sb 2 O 3 . Next, an n -- type epitaxial layer 3 is formed on the p -- type silicon substrate 1 with a resistivity of 1?
It is deposited under the condition of μm. Next, an element isolation insulating film 5 of silicon oxide is formed to a thickness of 800 nm by, for example, the LOCOS method. This is because, for example, the n -type epitaxial layer 3
A thermal oxide film is formed on the surface to a thickness of 50 nm, and a silicon nitride film is formed to a thickness of 100 nm by a low pressure CVD method. The silicon nitride film, the thermal oxide film and the n -type epitaxial layer 3 in the LOCOS element isolation insulating film formation region are selectively removed. RIE
(Reactive ion etching)
It can be formed by performing thermal oxidation using the remaining silicon nitride film as a mask. The silicon nitride film formed at this time is removed by, for example, phosphoric acid (hot phosphoric acid) heated to 150 ° C.

【0045】次に、例えばリンを50KeV、5×10
15atoms/cm2 の条件でイオン注入し、N2雰囲気中で10
00℃、30分の活性化熱処理を行ない、n+ 型プラグ
領域6を形成する。次に、ホウ素を360KeV、5×
1013atoms/cm2 の条件でイオン注入し、p+ 型素子分
離領域4を形成する。次に、例えばCVD法により酸化
シリコンを100nmの膜厚で全面に堆積させ、第1層
間絶縁膜7を形成する。次に、npnバイポーラトラン
ジスタ形成領域において、エミッタおよびベースを形成
する領域と、フォトダイオード形成領域のアノード取り
出し用の開口部領域の第1層間絶縁膜7を選択的に例え
ばRIEなどのエッチングにより除去する。
Next, for example, phosphorus is added to 50 KeV, 5 × 10 5
Implanted in the 15 atoms / cm 2 conditions, 10 in an N 2 atmosphere
An activation heat treatment is performed at 00 ° C. for 30 minutes to form an n + -type plug region 6. Next, boron was applied at 360 KeV and 5 ×
Ions are implanted under the condition of 10 13 atoms / cm 2 to form p + -type element isolation regions 4. Next, a first interlayer insulating film 7 is formed by depositing silicon oxide to a thickness of 100 nm over the entire surface by, for example, a CVD method. Next, in the npn bipolar transistor formation region, the region for forming the emitter and the base and the first interlayer insulating film 7 in the opening region for taking out the anode in the photodiode formation region are selectively removed by etching such as RIE. .

【0046】次に、例えば減圧CVD法により全面にポ
リシリコンを150nmの膜厚で堆積させ、ポリシリコ
ン抵抗形成領域において選択的に、BF2 を、50Ke
V、5×1014atoms/cm2 の条件でポリシリコン層中に
イオン注入する。続いて、npnバイポーラトランジス
タ形成領域のベース取り出し用のポリシリコン領域、ポ
リシリコン層の金属配線とのコンタクト領域、および、
フォトダイオード形成領域のアノード取り出し用ポリシ
リコン領域にホウ素を15KeV、3×1015atoms/cm
2 の条件でイオン注入し、npnバイポーラトランジス
タ形成領域のベース取り出し領域となるp+ 型ポリシリ
コン層8、ポリシリコン抵抗形成領域の抵抗体をなすポ
リシリコン層9、および、フォトダイオード形成領域の
アノード取り出し用のp+ 型ポリシリコン層8を残して
選択的にRIEなどのエッチングを施す。以上で、図3
(a)に示す装置に至る。
Next, polysilicon is deposited to a thickness of 150 nm on the entire surface by, for example, a low pressure CVD method, and BF 2 is selectively deposited at 50 Ke in a polysilicon resistance formation region.
V ions are implanted into the polysilicon layer under the conditions of 5 × 10 14 atoms / cm 2 . Subsequently, a polysilicon region for taking out the base of the npn bipolar transistor formation region, a contact region with the metal wiring of the polysilicon layer, and
15 KeV boron, 3 × 10 15 atoms / cm in the polysilicon region for taking out the anode in the photodiode formation region
Ions are implanted at a second condition, npn bipolar transistors forming the p + -type polysilicon layer 8 serves as a base extraction region of the region, the polysilicon layer 9 forming the resistor of the polysilicon resistor forming region, and the anode of the photo diode forming region Etching such as RIE is selectively performed leaving the p + -type polysilicon layer 8 for taking out. With the above, FIG.
The device shown in FIG.

【0047】次に、図3(b)に示すように、フォトダ
イオード形成領域において受光面上の第1層間絶縁膜7
を選択的にRIEなどのエッチングにより除去した後、
例えば減圧CVD法により窒化シリコンを36nmの膜
厚で堆積させ、第2層間絶縁膜12を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the first interlayer insulating film 7 on the light receiving surface in the photodiode forming region
Is selectively removed by etching such as RIE,
For example, silicon nitride is deposited to a thickness of 36 nm by a low pressure CVD method to form the second interlayer insulating film 12.

【0048】次に、図4(c)に示すように、例えばC
VD法により酸化シリコンを300nmの膜厚で堆積さ
せて酸化シリコン層13aを形成し、npnバイポーラ
トランジスタ形成領域において、エミッタとなる領域の
酸化シリコン層13a、第2層間絶縁膜12およびp+
型ポリシリコン層8を選択的にRIEなどのエッチング
により除去する。次に、例えば900℃のO2雰囲気で1
0分の熱処理を行なってn- 型エピタキシャル層3の表
面に熱酸化膜を形成し、p型ベース領域を形成するため
に、ホウ素を30KeV、1×1013atoms/cm2 の条件
でイオン注入する。
Next, as shown in FIG.
Silicon oxide is deposited to a thickness of 300 nm by a VD method to form a silicon oxide layer 13a. In the npn bipolar transistor forming region, the silicon oxide layer 13a in the region serving as an emitter, the second interlayer insulating film 12, and p +
The mold polysilicon layer 8 is selectively removed by etching such as RIE. Next, for example, at 900 ° C. in an O 2 atmosphere,
In order to form a thermal oxide film on the surface of the n -type epitaxial layer 3 by performing heat treatment for 0 minutes and to form a p-type base region, boron is ion-implanted under the conditions of 30 KeV and 1 × 10 13 atoms / cm 2. I do.

【0049】次に、図4(d)に示すように、例えばC
VD法により酸化シリコンを550nmの膜厚で堆積さ
せ、p型ベース領域中の不純物(ホウ素)を活性化する
ため、例えばN2雰囲気中で900℃、15分の熱処理を
行う。次に、例えばRIEなどのエッチングにより酸化
シリコンを600nmエッチバックして、ベース取り出
し用の開口部における側壁部に酸化シリコンのサイドウ
オール13bを残す。酸化シリコン層13aとサイドウ
オール13bから第3層間絶縁膜13が形成される。
Next, as shown in FIG.
Silicon oxide is deposited to a thickness of 550 nm by the VD method, and a heat treatment is performed, for example, at 900 ° C. for 15 minutes in an N 2 atmosphere in order to activate impurities (boron) in the p-type base region. Next, the silicon oxide is etched back by, for example, RIE or the like to a thickness of 600 nm to leave the silicon oxide sidewall 13b on the side wall of the opening for taking out the base. A third interlayer insulating film 13 is formed from the silicon oxide layer 13a and the sidewall 13b.

【0050】次に、図5(e)に示すように、一般的な
ダブルポリシリコン構造のnpnトランジスタを有する
バイポーラICプロセスの製造方法に従い、例えば減圧
CVD法によりエミッタとなるポリシリコン層を150
nmの膜厚で堆積させ、ひ素(As+ )を、50KeV、
1×1016atoms/cm2 の条件でイオン注入し、n+ 型ポ
リシリコン層14を形成する。次に、例えばCVD法に
より酸化シリコンを300nmの膜厚で堆積させ、エミ
ッタ不純物(ひ素)を活性化するため、例えばN2雰囲気
中で900℃、30分の熱処理を行い、さらに、ランプ
アニール処理などのRTA(Rapid thermal anneal)処
理により、N2雰囲気中で、1100℃、10秒の熱処理
を施す。次に、エミッタ領域となるn+ 型ポリシリコン
層14上部の酸化シリコン膜をフッ酸(HF)系のウェ
ットエッチングにより除去した後、npnバイポーラト
ランジスタのエミッタ領域となるn+ 型ポリシリコン層
14を選択的に残して、例えばRIEなどのエッチング
を施す。一方、フォトダイオード形成領域においては、
ひ素あるいはリンなどのn型不純物をイオン注入して、
- 型エピタキシャル層3の表面近傍にn+ 型領域11
を形成する。
Next, as shown in FIG. 5E, in accordance with a general manufacturing method of a bipolar IC process having an npn transistor having a double polysilicon structure, a polysilicon layer serving as an emitter is formed by, for example, a low pressure CVD method to a thickness of 150 nm.
arsenic (As + ), 50 KeV,
Ions are implanted under the condition of 1 × 10 16 atoms / cm 2 to form an n + -type polysilicon layer 14. Next, silicon oxide is deposited to a thickness of 300 nm by, for example, a CVD method, and heat treatment is performed at 900 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere, for example, to activate an emitter impurity (arsenic). Heat treatment at 1100 ° C. for 10 seconds is performed in an N 2 atmosphere by RTA (Rapid thermal anneal) processing. Then, the n + -type polysilicon layer 14 over the silicon oxide film serving as the emitter region is removed by wet etching hydrofluoric acid (HF) system, the n + -type polysilicon layer 14 serving as the emitter region of the npn bipolar transistor Etching, such as RIE, is performed, leaving selectively. On the other hand, in the photodiode formation region,
Ion implantation of n-type impurities such as arsenic or phosphorus,
An n + -type region 11 is provided near the surface of n -type epitaxial layer 3.
To form

【0051】次に、例えばRIEなどのエッチングによ
り、npnバイポーラトランジスタ形成領域においてp
+ 型ポリシリコン層8、およびn+ 型プラグ領域6を露
出させる開口部を、ポリシリコン抵抗形成領域において
ポリシリコン層9を露出させる開口部を、また、フォト
ダイオード形成領域においてn+ 型領域11を露出させ
る開口部をそれぞれ形成し、開口部分の残ったRIEダ
メージの緩和のために、Foガス(95%N2+5%H2
混合ガス)雰囲気中で400℃、60分熱処理を行な
う。次に、例えばスパッタリング法によりTi/TiON/Ti/A
lSi を30/70/50/600nmの膜厚で積層させ、パターニング
加工して、npnバイポーラトランジスタ形成領域にお
いてn+ 型ポリシリコン層14、p+ 型ポリシリコン層
8、およびn+ 型プラグ領域6に、ポリシリコン抵抗形
成領域においてポリシリコン層9に、また、フォトダイ
オード形成領域においてn+ 型領域11にそれぞれ接続
する第1配線15を形成する。
Next, by etching such as RIE, p-type is formed in the npn bipolar transistor forming region.
The opening for exposing the + type polysilicon layer 8 and the n + type plug region 6, the opening for exposing the polysilicon layer 9 in the polysilicon resistance forming region, and the n + type region 11 in the photodiode forming region. Are formed, and heat treatment is performed at 400 ° C. for 60 minutes in an atmosphere of Fo gas (mixed gas of 95% N 2 + 5% H 2 ) in order to alleviate RIE damage remaining in the opening. Next, for example, by sputtering method Ti / TiON / Ti / A
lSi is deposited in a thickness of 30/70/50/600 nm and patterned to form an n + -type polysilicon layer 14, a p + -type polysilicon layer 8 and an n + -type plug region 6 in an npn bipolar transistor formation region. Next, a first wiring 15 is formed to be connected to the polysilicon layer 9 in the polysilicon resistance formation region and to the n + type region 11 in the photodiode formation region.

【0052】次に、図5(f)に示すように、npnバ
イポーラトランジスタ形成領域、ポリシリコン抵抗形成
領域、およびフォトダイオード形成領域を被覆して全面
に酸化シリコン層16aを堆積させる。この段階では、
第1配線15に起因して酸化シリコン層16a表面に段
差が生じている。
Next, as shown in FIG. 5F, a silicon oxide layer 16a is deposited on the entire surface to cover the npn bipolar transistor forming region, the polysilicon resistor forming region, and the photodiode forming region. At this stage,
A step occurs on the surface of the silicon oxide layer 16a due to the first wiring 15.

【0053】次に、図6(g)に示すように、酸化シリ
コン層16aの上層にSOG(スピンオングラス)16
bを塗布、乾燥させる。これにより、第1配線15に起
因して生じる酸化シリコン層16a表面の段差を埋め込
み、平滑化形状を得る。
Next, as shown in FIG. 6G, an SOG (spin-on-glass) 16 is formed on the silicon oxide layer 16a.
Apply and dry b. Thereby, steps on the surface of the silicon oxide layer 16a caused by the first wiring 15 are buried to obtain a smoothed shape.

【0054】次に、図6(h)に示すように、例えばR
IE(反応性イオンエッチング)を施し、平滑化形状を
維持したまま、段差エッジ部分以外のSOGを除去し
て、平滑化された酸化シリコン層16cを得る。
Next, as shown in FIG.
IE (Reactive Ion Etching) is performed to remove the SOG other than the step edge portion while maintaining the smoothed shape, thereby obtaining the smoothed silicon oxide layer 16c.

【0055】次に、図7(i)に示すように、酸化シリ
コン層16cの上層にさらに酸化シリコン層16dを堆
積させ、酸化シリコン層16c,16dからなる平滑化
された表面を有する第4層間絶縁膜16を形成する。
Next, as shown in FIG. 7 (i), a silicon oxide layer 16d is further deposited on the silicon oxide layer 16c, and a fourth interlayer having a smoothed surface composed of the silicon oxide layers 16c and 16d is formed. An insulating film 16 is formed.

【0056】次に、図7(j)に示すように、例えば第
1配線15に達する図示しないコンタクトホールをRI
Eなどにより形成した後、例えばスパッタリング法によ
りTi/AlSi を100/700nm の膜厚で積層させ、パターニン
グ加工して、第2配線17を形成する。このとき、フォ
トダイオードの受光領域における部分の第2配線17は
除去するようにしてパターニング加工する。
Next, as shown in FIG. 7J, for example, a contact hole (not shown) reaching the first wiring 15 is formed by RI.
After being formed by E or the like, the second wiring 17 is formed by stacking Ti / AlSi to a thickness of 100/700 nm by, for example, a sputtering method, and performing patterning. At this time, patterning is performed so as to remove the second wiring 17 in the light receiving region of the photodiode.

【0057】次に、例えばプラズマCVD法により窒化
シリコンを堆積させて、保護絶縁膜18を形成し、ボン
ディングパッド部分とフォトダイオードの受光領域にお
ける部分の保護絶縁膜18を選択的に例えばRIEなど
のエッチングにより除去し、Foガス雰囲気中で400
℃、60分の熱処理を行ない、金属配線膜のシンタリン
グを行なう。このようにして、図1に示す半導体装置を
得る。
Next, silicon nitride is deposited by, for example, a plasma CVD method to form a protective insulating film 18, and the protective insulating film 18 in the bonding pad portion and the light receiving region of the photodiode is selectively formed by, for example, RIE. It is removed by etching, and 400
A heat treatment at 60 ° C. for 60 minutes is performed to sinter the metal wiring film. Thus, the semiconductor device shown in FIG. 1 is obtained.

【0058】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
によれば、受光素子の受光面上に反射防止膜として窒化
シリコンの第2絶縁膜と酸化シリコンの第3および第4
絶縁膜が被覆して形成されており、層間絶縁膜の膜厚の
ばらつきが発生しても反射率のばらつきを小さく抑える
ことが可能で、受光素子の受光感度のばらつきを低減す
ることが可能である。また、この構造はバイポーラトラ
ンジスタの製造工程と整合性よく形成することが可能で
あり、バイポーラトランジスタとの混載が容易である。
一方、ポリシリコン抵抗素子となるポリシリコン層が第
2絶縁膜に被覆されていて、第2絶縁膜を例えば窒化シ
リコンで形成することでポリシリコン抵抗の形成後の熱
処理において水素(H2)が侵入することを防ぐことが可
能となり、抵抗値を安定化したポリシリコン抵抗素子を
上記の受光素子の形成と整合性よく形成することができ
る。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present embodiment, the second insulating film made of silicon nitride and the third and fourth films made of silicon oxide are formed on the light receiving surface of the light receiving element as antireflection films.
Since the insulating film is formed so as to cover, even if the thickness of the interlayer insulating film varies, the variation in the reflectance can be suppressed small, and the variation in the light receiving sensitivity of the light receiving element can be reduced. is there. Further, this structure can be formed with good consistency with the manufacturing process of the bipolar transistor, and can be easily mounted together with the bipolar transistor.
On the other hand, a polysilicon layer serving as a polysilicon resistor element is covered with a second insulating film, and by forming the second insulating film with, for example, silicon nitride, hydrogen (H 2 ) is generated in a heat treatment after the formation of the polysilicon resistor. Intrusion can be prevented, and a polysilicon resistance element having a stabilized resistance value can be formed with good consistency with the formation of the light receiving element.

【0059】本発明の半導体装置及びその製造方法は、
上記の実施の形態に限定されない。例えば、バイポーラ
トランジスタとしてはnpn型としているが、pnp型
でもよく、npn型とpnp型の両方を有することもで
きる。また、容量素子やその他の半導体素子を混載する
ことも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で種々の変更が可能である。
The semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention
It is not limited to the above embodiment. For example, although the bipolar transistor is an npn type, it may be a pnp type, or may have both an npn type and a pnp type. Further, it is also possible to mix a capacitor element and other semiconductor elements. In addition, various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

【0060】[0060]

【発明の効果】上述したように、本発明の半導体装置に
よれば、層間絶縁膜の膜厚のばらつきが発生しても反射
率のばらつきを小さく抑えることが可能であり、従って
受光素子の受光感度のばらつきを低減することが可能で
ある。また、この構造はバイポーラトランジスタの製造
工程と整合性がよく形成することが可能であり、バイポ
ーラトランジスタとの混載が容易である。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, even if the thickness of the interlayer insulating film varies, the variation in the reflectance can be suppressed to a small value. Variation in sensitivity can be reduced. In addition, this structure can be formed with good compatibility with the manufacturing process of the bipolar transistor, and can be easily mounted together with the bipolar transistor.

【0061】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、層間絶縁膜の膜厚のばらつきが発生しても反射率
のばらつきを小さく抑えることが可能な反射防止膜とし
ての機能を有する積層体とすることが可能であり、従っ
て受光素子の受光感度のばらつきを低減することが可能
である。また、バイポーラトランジスタの製造工程と整
合性よく形成することが可能であり、バイポーラトラン
ジスタとの混載が容易である。さらに、抵抗値を安定化
したポリシリコン抵抗素子を上記の受光素子の形成と整
合性よく形成することができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a laminate having a function as an antireflection film capable of suppressing a variation in reflectance even if a variation in the thickness of an interlayer insulating film occurs. Therefore, it is possible to reduce the variation in the light receiving sensitivity of the light receiving element. Further, it can be formed with good consistency with the manufacturing process of the bipolar transistor, and can be easily mounted together with the bipolar transistor. Further, a polysilicon resistance element having a stabilized resistance value can be formed with good consistency with the formation of the light receiving element.

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

【図1】図1は本発明の実施形態のかかる半導体装置の
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明の実施形態にかかる半導体装置の
層間絶縁膜に膜厚ばらつきに対する反射率の変化を示す
グラフである。
FIG. 2 is a graph showing a change in reflectance with respect to a variation in film thickness of an interlayer insulating film of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図3は本発明の実施形態にかかる半導体装置の
製造方法の製造工程を示す断面図であり、(a)は抵抗
体となるポリシリコン層およびトランジスタのベース取
り出し領域となるp+ 型ポリシリコン層の加工工程ま
で、(b)は第2層間絶縁膜の形成工程までを示す。
3A and 3B are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A illustrates a polysilicon layer serving as a resistor and p + serving as a base extraction region of a transistor. (B) shows the process up to the process of forming the mold polysilicon layer and the process up to the process of forming the second interlayer insulating film.

【図4】図4は図3の続きの工程を示す断面図であり、
(c)はトランジスタのベース、エミッタ領域の開口工
程まで、(d)は前記開口部のサイドウォールの形成工
程までを示す。
FIG. 4 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 3;
(C) shows the steps up to the step of opening the base and emitter regions of the transistor, and (d) shows the steps up to the step of forming the sidewalls of the opening.

【図5】図5は図4の続きの工程を示す断面図であり、
(e)は第1配線の形成工程まで、(f)は第3層間絶
縁膜となる酸化シリコン層の形成工程までを示す。
FIG. 5 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 4;
(E) shows up to the step of forming a first wiring, and (f) shows up to the step of forming a silicon oxide layer to be a third interlayer insulating film.

【図6】図6は図5の続きの工程を示す断面図であり、
(g)はSOGの塗布および乾燥工程まで、(h)は平
坦化形状を維持した酸化シリコン層のエッチング工程ま
でを示す。
FIG. 6 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 5;
(G) shows the steps up to the step of applying and drying SOG, and (h) shows the steps up to the step of etching the silicon oxide layer while maintaining the flattened shape.

【図7】図7は図6の続きの工程を示す断面図であり、
(i)は第3層間絶縁膜の形成工程まで、(j)は第2
配線の形成工程までを示す。
FIG. 7 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 6;
(I) shows the process up to the step of forming the third interlayer insulating film, and (j) shows the process
The steps up to the step of forming the wiring are shown.

【図8】図8は従来例にかかる半導体装置の断面図であ
る。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device according to a conventional example.

【図9】図9は従来例にかかる半導体装置の製造方法の
製造工程を示す断面図であり、(a)は第3層間絶縁膜
となる酸化シリコン層の形成工程まで、(b)はSOG
の塗布および乾燥工程までを示す。
FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing a manufacturing process of a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example, in which FIG. 9A shows a process up to a process of forming a silicon oxide layer serving as a third interlayer insulating film, and FIG.
Up to the application and drying steps.

【図10】図10は図9の続きの工程を示す断面図であ
り、(c)は平坦化形状を維持した酸化シリコン層のエ
ッチング工程まで、(d)は第3層間絶縁膜の形成工程
までを示す。
10 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 9; FIG. 10C shows a step until an etching step of a silicon oxide layer maintaining a flattened shape; and FIG. 10D shows a step of forming a third interlayer insulating film. Up to

【図11】図11は従来例にかかる半導体装置の層間絶
縁膜に膜厚ばらつきに対する反射率の変化を示すグラフ
である。
FIG. 11 is a graph showing a change in reflectance with respect to a variation in film thickness of an interlayer insulating film of a semiconductor device according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…p- 型シリコン基板、2…n+ 型埋め込み領域、3
…n- 型エピタキシャル層、4…p+ 型素子分離領域、
5…素子分離絶縁膜、6…n+ 型プラグ領域、7…第1
層間絶縁膜、8…p+ 型ポリシリコン層、9…抵抗体を
なすポリシリコン層、10…p型ベース領域、11…n
+ 型領域、12…第2層間絶縁膜、13…第3層間絶縁
膜、14…n+ 型ポリシリコン層、14’…n型エミッ
タ領域、15…第1配線、16…第4層間絶縁膜、17
…第2配線、18…保護絶縁膜。
1 ... p - -type silicon substrate, 2 ... n + -type buried region, 3
... n - type epitaxial layers, 4 ... p + type element isolation regions,
5 ... element isolation insulating film, 6 ... n + type plug region, 7 ... first
Interlayer insulating film, 8 ... p + type polysilicon layer, 9 ... Polysilicon layer forming resistor, 10 ... p type base region, 11 ... n
+ Type region, 12 ... second interlayer insulating film, 13 ... third interlayer insulating film, 14 ... n + type polysilicon layer, 14 '... n type emitter region, 15 ... first wiring, 16 ... fourth interlayer insulating film , 17
... second wiring, 18 ... protective insulating film.

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に半導体受光素子を有する半導体装
置であって、 前記半導体受光素子の受光面に対する光の入射領域に少
なくとも形成された第1の屈折率を有する第1保護膜
と、 前記第1保護膜の上層に形成された前記第1の屈折率よ
りも低い第2の屈折率を有する第2保護膜とを有する半
導体装置。
1. A semiconductor device having a semiconductor light receiving element on a substrate, comprising: a first protective film having a first refractive index formed at least in a light incident area on a light receiving surface of the semiconductor light receiving element; And a second protective film having a second refractive index lower than the first refractive index formed on the first protective film.
【請求項2】前記第1の屈折率が1.5〜2.5の範囲
内であり、 前記第2の屈折率が1.3〜1.6の範囲内である請求
項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor according to claim 1, wherein said first refractive index is in a range of 1.5 to 2.5, and said second refractive index is in a range of 1.3 to 1.6. apparatus.
【請求項3】前記第1保護膜が、窒化シリコンから形成
されている請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first protective film is formed of silicon nitride.
【請求項4】前記第2保護膜が、酸化シリコンから形成
されている請求項1記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second protective film is formed of silicon oxide.
【請求項5】前記基板上にポリシリコン抵抗素子が形成
されている請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein a polysilicon resistance element is formed on said substrate.
【請求項6】前記ポリシリコン抵抗素子の上層にも前記
第1保護膜が被覆して形成されている請求項5記載の半
導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said first protective film is formed so as to cover an upper layer of said polysilicon resistance element.
【請求項7】前記基板にバイポーラトランジスタが形成
されている請求項1記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein a bipolar transistor is formed on said substrate.
【請求項8】半導体基板上に半導体受光素子およびポリ
シリコン抵抗素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 前記半導体基板上の半導体受光素子形成領域において、
前記半導体基板に前記半導体受光素子の受光面を形成す
る工程と、 前記受光面の上層およびポリシリコン抵抗素子形成領域
において第1絶縁膜を形成する工程と、 前記ポリシリコン抵抗素子形成領域において前記第1絶
縁膜の上層に抵抗体となるポリシリコン層を形成する工
程と、 前記受光面に対する光の入射領域における前記第1絶縁
膜を除去する工程と、 前記受光面に対する光の入射領域における前記受光面の
上層および前記ポリシリコン層の上層に第2絶縁膜を形
成する工程と、 前記第2絶縁膜の上層に第3絶縁膜を形成する工程と、 前記第3絶縁膜の上層に第1配線を形成する工程と、 前記第1配線を被覆して第4絶縁膜を形成する工程と、 前記第4絶縁膜の上層に第2配線を形成する工程と、 前記受光面に対する光の入射領域における前記第2配線
を除去する工程と、 前記第2配線の上層に保護絶縁膜を形成する工程と、 前記受光面に対する光の入射領域における前記保護絶縁
膜を除去する工程とを有する半導体装置の製造方法。
8. A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor light receiving element and a polysilicon resistance element on a semiconductor substrate, wherein:
Forming a light receiving surface of the semiconductor light receiving element on the semiconductor substrate; forming a first insulating film in an upper layer of the light receiving surface and a polysilicon resistance element forming region; (1) forming a polysilicon layer serving as a resistor on an insulating film; (b) removing the first insulating film in a light incident area on the light receiving surface; and receiving the light in a light incident area on the light receiving surface. Forming a second insulating film on the upper layer of the surface and the polysilicon layer; forming a third insulating film on the second insulating film; and forming a first wiring on the third insulating film. Forming a fourth insulating film by covering the first wiring; forming a second wiring on an upper layer of the fourth insulating film; and forming a light incident area on the light receiving surface. Removing the second wiring, forming a protective insulating film on an upper layer of the second wiring, and removing the protective insulating film in a light incident region on the light receiving surface. Production method.
【請求項9】前記第2絶縁膜を窒化シリコンにより形成
する請求項8記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 8, wherein said second insulating film is formed of silicon nitride.
【請求項10】前記第3絶縁膜および前記第4絶縁膜を
酸化シリコンにより形成する請求項8記載の半導体装置
の製造方法。
10. The method according to claim 8, wherein said third insulating film and said fourth insulating film are formed of silicon oxide.
【請求項11】前記第4絶縁膜を形成する工程に後、前
記第2配線を形成する工程の前に、前記第4絶縁膜を平
坦化する工程をさらに有する請求項8記載の半導体装置
の製造方法。
11. The semiconductor device according to claim 8, further comprising a step of flattening the fourth insulating film after the step of forming the fourth insulating film and before the step of forming the second wiring. Production method.
【請求項12】前記保護絶縁膜を窒化シリコンにより形
成する請求項8記載の半導体装置の製造方法。
12. The method according to claim 8, wherein said protective insulating film is formed of silicon nitride.
【請求項13】前記半導体基板上にバイポーラトランジ
スタを形成する工程をさらに有する請求項8記載の半導
体装置の製造方法。
13. The method according to claim 8, further comprising the step of forming a bipolar transistor on said semiconductor substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7211829B2 (en) 2004-03-01 2007-05-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Semiconductor photodetector device
JP2007180541A (en) * 2005-12-28 2007-07-12 Dongbu Electronics Co Ltd Method of manufacturing cmos image sensor
JP2009049317A (en) * 2007-08-22 2009-03-05 Nec Electronics Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof

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