JPH1168080A - Solid-state image-pickup device - Google Patents

Solid-state image-pickup device

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JPH1168080A
JPH1168080A JP10165768A JP16576898A JPH1168080A JP H1168080 A JPH1168080 A JP H1168080A JP 10165768 A JP10165768 A JP 10165768A JP 16576898 A JP16576898 A JP 16576898A JP H1168080 A JPH1168080 A JP H1168080A
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silicon
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一朗 村上
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高 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a solid-state image-pickup device which reduces the absolute vol. of smear components due to multiple reflections. SOLUTION: This device comprises plural photoelectric elements on an Si substrate, signal transfer elements 3 separated apart from the photoelectric conversion elements 2 on the surface of a substrate 1, antireflection film 10 on the surface of the substrate 1, transfer electrodes 4 on the substrate top, and a screen film 7 on these electrodes via a layer insulation film 6. The antireflection film 10 on the Si surface 1 is partly formed inside the screen film 7. A light which is incident on the film between the Si and the screen film reaches the antireflection film 10 at least once to prevent multiple reflections, and is absorbed in the substrate 1 before reaching the top of the signal transfer element 3. As the light is absorbed in the substrate 1 at the signal transfer element 3 top part, the smear components due to the multiple reflections are reduced and the smear is improved.

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、固体撮像装置に関
し、特に、スミアをより改善可能とする固体撮像装置に
関する。
The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device capable of improving smear.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例1としてCCD型の固体撮像装置
の単位画素の断面構造を図5に示す。河野他は、198
4年の国際電子デバイス会議予稿集、アイイーディーエ
ムテクニカル ダイジェスト(IEDM Technical Digest)
の24頁から27頁「固体撮像素子のPウェル構造の設
計に関する考察、ア・デザインコンシダレイション・オ
ン・Pウェル・ストラクチャー・フォー・ソリッド・ス
テイト・イメージ・センサーズ(A DESIGN CONSIDERATIO
N ON P-WELL STRUCTURE FOR SOLID-STATE IMAGESENSOR
S)」において図5の構造を記載している。本従来例で
は、シリコン基板1に光電変換素子2、および光電変換
素子2と離れて信号転送素子3が形成され、光電変換素
子2および信号転送素子3の間にチャネルストップ12
が形成された後、ゲート絶縁膜13が形成され、信号転
送素子2の上部を含むゲート絶縁膜13を介して遮光膜
7が形成され、そしてさらにその上に、透明高分子樹脂
からなる平坦化層8が形成されている。
2. Description of the Related Art As a first conventional example, a sectional structure of a unit pixel of a CCD type solid-state imaging device is shown in FIG. Kono et al., 198
4th International Electronic Device Conference Proceedings, IEDM Technical Digest
Pp. 24 to 27 of "A Design Consideration on P-well Structure for Solid-State Image Sensors (A DESIGN CONSIDERATIO
N ON P-WELL STRUCTURE FOR SOLID-STATE IMAGESENSOR
S) "describes the structure of FIG. In this conventional example, a photoelectric conversion element 2 and a signal transfer element 3 are formed separately from the photoelectric conversion element 2 on a silicon substrate 1, and a channel stop 12 is provided between the photoelectric conversion element 2 and the signal transfer element 3.
Is formed, a gate insulating film 13 is formed, a light-shielding film 7 is formed via the gate insulating film 13 including the upper portion of the signal transfer element 2, and a planarization made of a transparent polymer resin is further formed thereon. Layer 8 is formed.

【0003】他の従来例2(特開平4−275459号
公報、特開平4−259256号公報、特開平4−22
3371号公報)では、固体撮像装置の表面に形成され
たマイクロレンズの表面に反射防止膜を設け、またはマ
イクロレンズの表面反射を抑えることにより、フレアの
低減を図っている。
[0003] Other conventional examples 2 (JP-A-4-275559, JP-A-4-259256, JP-A-4-22)
Japanese Patent No. 3371) attempts to reduce flare by providing an antireflection film on the surface of a microlens formed on the surface of a solid-state imaging device or by suppressing surface reflection of the microlens.

【0004】さらに他の従来例3(特開平4−2233
70号公報)では、透明樹脂でモールドした固体撮像チ
ップの受光面と透明樹脂の前面との間で、多重反射が生
じるのを防止して出力画像の乱れを無くし、画像の鮮明
度を向上すとしている。
[0004] Still another conventional example 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 4-22333).
No. 70) prevents multiple reflections from occurring between the light-receiving surface of a solid-state imaging chip molded with a transparent resin and the front surface of the transparent resin to eliminate disturbance of an output image and improve image clarity. And

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例1では、シリコン基板1と上部酸化膜との屈折率
が異なる構造を構成する。このため、図5のaのよう
に、シリコン基板上で反射した光が遮光膜7の下に漏れ
込み、シリコン基板1−遮光膜7間で多重反射する。多
重反射後の入射光は、信号転送素子3の内部に到達し、
ここで光電変換することによりスミアとなる電荷(以下
多重反射によるスミア成分と呼ぶ)の発生を防ぐことが
できない。また、酸化膜側から入射し、シリコンで反射
する反射率に関して、その反射率が大きくなる波長域で
は、シリコン基板への吸収率が低下するため、感度も大
幅に低下する問題を伴う。
However, in the above-mentioned conventional example 1, the silicon substrate 1 and the upper oxide film have different refractive indexes. For this reason, as shown in FIG. 5A, the light reflected on the silicon substrate leaks below the light shielding film 7 and is multiple-reflected between the silicon substrate 1 and the light shielding film 7. The incident light after the multiple reflection reaches the inside of the signal transfer element 3,
Here, it is not possible to prevent the generation of charges that cause smear (hereinafter, referred to as smear components due to multiple reflection) due to photoelectric conversion. Further, regarding the reflectance incident on the oxide film side and reflected by silicon, in a wavelength region where the reflectance is large, the absorptance to the silicon substrate is reduced, and thus there is a problem that the sensitivity is significantly reduced.

【0006】上記感度の改善のために、図6に示す構造
(特開昭63−14466号公報)の技術が報告されて
いる。図6において、1はシリコン基板、2は光電変換
素子、3は信号転送素子、4は転送電極、10は反射防
止膜、13はゲート絶縁膜、14はゲート電極である。
この構造により、反射防止膜10は、酸化膜に入射した
光をシリコン基板1の表面で反射することなく光電変換
素子2で吸収する役割を果たす。よって感度の向上を実
現する。通常、スミアは信号量に対するスミアの絶対量
の割合で表され、感度の向上に伴いスミアも改善すると
している。
[0006] To improve the sensitivity, a technique having a structure shown in FIG. 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 63-14466) has been reported. In FIG. 6, 1 is a silicon substrate, 2 is a photoelectric conversion element, 3 is a signal transfer element, 4 is a transfer electrode, 10 is an antireflection film, 13 is a gate insulating film, and 14 is a gate electrode.
With this structure, the antireflection film 10 plays a role of absorbing the light incident on the oxide film by the photoelectric conversion element 2 without reflecting the light on the surface of the silicon substrate 1. Therefore, an improvement in sensitivity is realized. Normally, smear is represented by the ratio of the absolute amount of smear to the amount of signal, and it is said that the smear improves as the sensitivity increases.

【0007】しかし、この構造では、光電変換素子2の
表面のみに反射防止膜9を設けることを特徴としている
ため、単に従来例1に図6の改善策を採用しても遮光膜
7の下のシリコン表面上に反射防止膜は形成されない構
造となる。このため、図5と同様の現象が生じ、多重反
射によるスミア成分の絶対量を低減する効果は生じな
い。また、従来例2も同様であり、シリコン表面上に反
射防止膜が形成されておらず、多重反射によるスミア成
分の絶対量を低減する効果は生じない。
However, this structure is characterized in that the antireflection film 9 is provided only on the surface of the photoelectric conversion element 2. Therefore, even if the improvement shown in FIG. No antireflection film is formed on the silicon surface. Therefore, a phenomenon similar to that in FIG. 5 occurs, and the effect of reducing the absolute amount of the smear component due to multiple reflection does not occur. The same applies to Conventional Example 2, in which the antireflection film is not formed on the silicon surface, and the effect of reducing the absolute amount of the smear component due to multiple reflection does not occur.

【0008】本発明は、多重反射によるスミア成分の絶
対量を低減する固体撮像装置を提供することを目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that reduces the absolute amount of smear components due to multiple reflection.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置は、シリコン基板上に形成さ
れた複数個の光電変換素子と、シリコン基板の表面部に
光電変換素子と離れて形成された信号転送素子と、シリ
コン基板の表面に形成された反射防止膜と、シリコン基
板上部に形成された複数の転送電極と、この転送電極上
に層間絶縁膜を介して形成された遮光膜とを有し、反射
防止膜は、屈折率をnとすると厚さが350/(4n)
ナノメータ以上、かつ450/(4n)ナノメータ以下
に形成されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention comprises a plurality of photoelectric conversion elements formed on a silicon substrate and a photoelectric conversion element on a surface of the silicon substrate. Transfer element formed on the silicon substrate, an antireflection film formed on the surface of the silicon substrate, a plurality of transfer electrodes formed on the silicon substrate, and a light shielding formed on the transfer electrode via an interlayer insulating film. And the thickness of the antireflection film is 350 / (4n), where n is the refractive index.
It is characterized in that it is formed not less than nanometer and not more than 450 / (4n) nanometer.

【0010】また、複数の転送電極は、酸化膜または最
下層を酸化膜とする多層膜からなるゲート絶縁膜を介し
て形成し、反射防止膜は、屈折率nがシリコンより小さ
くかつ酸化膜の屈折率より大きい物質により構成され、
端部の位置が遮光膜の端部の内側で、かつ信号転送素子
の端部の外側に位置するように形成するとよい。
Further, the plurality of transfer electrodes are formed via a gate insulating film composed of an oxide film or a multilayer film having the lowermost layer as an oxide film, and the antireflection film has a refractive index n smaller than that of silicon and an oxide film. Composed of a substance having a higher refractive index,
It is preferable that the end portion is formed so as to be located inside the end portion of the light shielding film and outside the end portion of the signal transfer element.

【0011】[0011]

【作用】したがって、本発明の固体撮像装置によれば、
複数個の光電変換素子がシリコン基板上に、信号転送素
子がシリコン基板の表面部に光電変換素子と離れて、反
射防止膜がシリコン基板の表面に、複数の転送電極がシ
リコン基板上部に、この転送電極上に遮光膜が層間絶縁
膜を介してそれぞれ形成されて構成される。そして、形
成される反射防止膜は、屈折率をnとすると厚さが35
0/(4n)ナノメータ以上かつ450/(4n)ナノ
メータ以下とされる。よって、シリコン−遮光膜間の層
間膜に入射した光は、反射防止膜によって多重反射が防
止され、信号転送素子の上部に達する前にシリコン基板
に吸収され、多重反射によるスミア成分はさらに低減さ
れる。
Therefore, according to the solid-state imaging device of the present invention,
A plurality of photoelectric conversion elements are provided on the silicon substrate, a signal transfer element is separated from the photoelectric conversion element on the surface of the silicon substrate, an antireflection film is provided on the surface of the silicon substrate, and a plurality of transfer electrodes are provided on the silicon substrate. A light-shielding film is formed on the transfer electrode via an interlayer insulating film. The thickness of the formed antireflection film is 35 when the refractive index is n.
It is not less than 0 / (4n) nanometer and not more than 450 / (4n) nanometer. Therefore, the light incident on the interlayer film between the silicon and the light-shielding film is prevented from multiple reflection by the antireflection film, is absorbed by the silicon substrate before reaching the upper part of the signal transfer element, and the smear component due to the multiple reflection is further reduced. You.

【0012】また、複数の転送電極は、酸化膜または最
下層を酸化膜とする多層膜からなるゲート絶縁膜を介し
て形成され、反射防止膜は、屈折率nがシリコンより小
さくかつ酸化膜の屈折率より大きい物質により、また、
端部の位置が遮光膜の端部の内側でかつ信号転送素子の
端部の外側に位置するように形成されるため、遮光膜−
シリコン基板間の層間膜を図5の反射防止膜を形成しな
い従来例と比較してもほとんど厚くならず、この遮光膜
間に入射する光の量もほとんど増大しない。
Further, the plurality of transfer electrodes are formed via a gate insulating film composed of an oxide film or a multilayer film having the lowermost layer as an oxide film, and the antireflection film has a refractive index n smaller than that of silicon and a thickness of the oxide film. Due to the substance having a higher refractive index,
Since the end portion is formed so as to be located inside the end portion of the light shielding film and outside the end portion of the signal transfer element, the light shielding film
The interlayer film between the silicon substrates is hardly thick as compared with the conventional example in which the antireflection film of FIG. 5 is not formed, and the amount of light incident between the light shielding films hardly increases.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる固体撮像装置の実施例を詳細に説明する。図1〜図
4を参照すると本発明の固体撮像装置の実施例が示され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the solid-state imaging device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【0014】図1は第1の実施例の模式的断面図であ
る。図1において、本実施例の固体撮像装置は、シリコ
ン基板1、光電変換素子2、信号転送素子3、転送電極
4、ゲート絶縁膜5、層間絶縁膜6、遮光膜7、平坦化
層8、透明高分子樹脂からなるマイクロレンズ9、反射
防止膜10により構成される。
FIG. 1 is a schematic sectional view of the first embodiment. In FIG. 1, a solid-state imaging device according to the present embodiment includes a silicon substrate 1, a photoelectric conversion element 2, a signal transfer element 3, a transfer electrode 4, a gate insulating film 5, an interlayer insulating film 6, a light shielding film 7, a planarizing layer 8, It comprises a microlens 9 made of a transparent polymer resin and an antireflection film 10.

【0015】ゲート絶縁膜5および層間絶縁膜6は、例
えば、二酸化シリコン(SiO2 )を用いて構成され
る。反射防止膜10は、屈折率が二酸化シリコンより大
きくシリコンより小さな、例えば、一酸化シリコン(S
iO)を用いる。
The gate insulating film 5 and the interlayer insulating film 6 are made of, for example, silicon dioxide (SiO 2 ). The antireflection film 10 has a refractive index larger than silicon dioxide and smaller than silicon, for example, silicon monoxide (S
iO).

【0016】反射防止膜10をシリコン表面でかつ一部
を遮光膜7の内側に形成する。この構成により、シリコ
ン−遮光膜間の層間膜に入射した光は、少なくとも一度
は反射防止膜10に達し、さらに、ほとんどの光は反射
防止膜10を介してシリコン基板1の内部に吸収され
る。信号転送素子3上部のシリコン表面に吸収される入
射光が減少することから、多重反射によるスミア成分は
減少しスミアは改善する。
The anti-reflection film 10 is formed on the silicon surface and partly inside the light shielding film 7. With this configuration, light that has entered the interlayer film between the silicon and the light-shielding film reaches the antireflection film 10 at least once, and most of the light is absorbed inside the silicon substrate 1 via the antireflection film 10. . Since the incident light absorbed by the silicon surface above the signal transfer element 3 is reduced, the smear component due to multiple reflection is reduced and the smear is improved.

【0017】さらに、一酸化シリコン(SiO)による
反射防止膜10の膜厚を44ナノメートル〜63ナノメ
ートルに限定することにより、多重反射によるスミア成
分はさらに低減する。これは、以下の理由による。多重
反射によるスミア成分は、400ナノメートル付近の入
射光で最大になり、波長が長くなるに従い減少する実験
結果が得られている。スミアの改善のために、図1に用
いる反射防止膜10は、350ナノメートルから450
ナノメートルの短波長の可視光領域の改善を目的とした
反射防止膜10が有効となる。そこで、一酸化シリコン
の屈折率が約2.0であり、波長λに対して厚さ「λ/
4n」の反射防止膜10を形成することにより、対象と
する波長に対して最大の反射防止膜10としての効果を
示す。このことから、一酸化シリコンの膜厚を定める場
合、44ナノメートル以上、63ナノメートル以下の厚
さが望ましい。以下、このような膜を“1/4波長膜”
と呼ぶ、ここにおいて記号nは反射防止膜10の屈折率
を表す。
Furthermore, by limiting the thickness of the antireflection film 10 made of silicon monoxide (SiO) to 44 nm to 63 nm, the smear component due to multiple reflection is further reduced. This is for the following reason. An experimental result has been obtained in which the smear component due to multiple reflection becomes maximum at incident light near 400 nm, and decreases as the wavelength becomes longer. In order to improve smear, the antireflection film 10 used in FIG.
The antireflection film 10 for the purpose of improving the visible light region having a short wavelength of nanometer is effective. Therefore, the refractive index of silicon monoxide is about 2.0, and the thickness “λ /
By forming the antireflection film 10 of “4n”, the effect as the antireflection film 10 is maximized for the target wavelength. Therefore, when the thickness of silicon monoxide is determined, the thickness is preferably 44 nm or more and 63 nm or less. Hereinafter, such a film is referred to as a “1/4 wavelength film”.
Here, the symbol n represents the refractive index of the antireflection film 10.

【0018】実際、このような反射防止膜10を形成す
ることにより、シリコンの屈折率をn1 、酸化膜の屈折
率をn2 とすると、垂直に入射する波長λの光に対して
の反射率R4nは、下記の式1で表される。
Actually, by forming such an anti-reflection film 10, assuming that the refractive index of silicon is n 1 and the refractive index of the oxide film is n 2, the reflectance R 4n for vertically incident light of wavelength λ. Is represented by the following equation 1.

【0019】 R4n=(n1 ・n2 −n2 2 /(n1 ・n2 +n2 2 …(1) 式1において、波長λの光の反射率は、例えば波長λを
380ナノメートルとすると、21%から0.6%に低
下する。なお、本実施例の反射防止膜10に用いられる
材質は屈折率が酸化膜より大きくシリコンより小さけれ
ばよいことから、屈折率約2.0の窒化シリコン(Si
3 4 )、または屈折率約1.7の酸化アルミニウム
(Al2 3 )を用いてもよい。実験結果では、波長3
80ナノメートルに対する窒化シリコンによる“1/4
波長膜”を形成することにより、垂直に入射する波長3
80ナノメートルの光の反射率は、21%から0.6%
にまた、酸化アルミニウムにおいては、21%から0.
8%に低減した。
R4n = (n1 · n2 −n 2 ) 2 / (n 1 · n 2 + n 2 ) 2 (1) In the formula 1, the reflectance of light having a wavelength λ decreases from 21% to 0.6% when the wavelength λ is 380 nm, for example. I do. Note that the material used for the antireflection film 10 of the present embodiment only needs to have a refractive index larger than that of an oxide film and smaller than that of silicon.
3 N 4 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) having a refractive index of about 1.7 may be used. The experimental results show that wavelength 3
"1/4" by silicon nitride for 80 nanometers
By forming a “wavelength film”, a vertically incident wavelength 3
80 nm light reflectivity from 21% to 0.6%
In addition, in the case of aluminum oxide, from 21% to 0.1%.
Reduced to 8%.

【0020】さらに、シリコン基板1と反射防止膜10
との界面に発生する欠陥を防ぐ目的で、両者の層間に非
常に薄い酸化膜(厚さ100オングストローム以下)を
形成してもスミアおよび感度において、図1に近い改善
効果が得られる。
Further, the silicon substrate 1 and the antireflection film 10
Even if an extremely thin oxide film (thickness of 100 Å or less) is formed between the two layers for the purpose of preventing defects occurring at the interface between the two, an effect similar to that of FIG. 1 can be obtained in smear and sensitivity.

【0021】図2は第2の実施例の模式的断面図であ
る。本実施例の固体撮像装置は、シリコン基板1、光電
変換素子2、信号転送素子3、転送電極4、遮光膜7、
平坦化層8、マイクロレンズ9、反射防止膜10、最下
層を酸化膜とする多層膜からなるゲート絶縁膜11とで
構成される。ゲート絶縁膜11に用いられる物質とし
て、二酸化シリコン−窒化シリコン−二酸化シリコン
(SiO2 −Si3 4 −SiO2 )からなるONO膜
が考えられる。ゲート絶縁膜11に用いられる物質は、
多層膜からなる絶縁層であっても最下層が酸化膜であれ
ば、スミアに関する改善効果が得られる。
FIG. 2 is a schematic sectional view of the second embodiment. The solid-state imaging device according to the present embodiment includes a silicon substrate 1, a photoelectric conversion element 2, a signal transfer element 3, a transfer electrode 4, a light shielding film 7,
It comprises a flattening layer 8, a microlens 9, an antireflection film 10, and a gate insulating film 11 composed of a multilayer film whose lowermost layer is an oxide film. As materials used for the gate insulating film 11, silicon dioxide - silicon nitride - ONO film made of silicon dioxide (SiO 2 -Si 3 N 4 -SiO 2) are considered. The material used for the gate insulating film 11 is
Even if the insulating layer is a multilayer film, if the lowermost layer is an oxide film, the effect of improving smear can be obtained.

【0022】図3は第3の実施例の模式断面図である。
本実施例の固体撮像装置は、シリコン基板1、光電変換
素子2、信号転送素子3、転送電極4、ゲート絶縁膜
5、層間絶縁膜6、遮光膜7、平坦化層8、マイクロレ
ンズ9、反射防止膜10により構成される。シリコン−
遮光膜間の層間膜に入射した光の大半は、信号転送素子
3上部に達する前に、転送電極4およびシリコン基板1
に吸収される。しかし、吸収されずに残った光は、反射
防止膜10を信号転送素子3上部まで形成した場合、反
射防止膜10を透過し信号転送素子3に入射し易く、ス
ミアとなる原因となる。そこで、図3の様に反射防止膜
10を信号転送素子3上部には形成しないことにより、
多重反射によるスミア成分は、さらに減少し、スミアは
さらに改善する。
FIG. 3 is a schematic sectional view of the third embodiment.
The solid-state imaging device according to this embodiment includes a silicon substrate 1, a photoelectric conversion element 2, a signal transfer element 3, a transfer electrode 4, a gate insulating film 5, an interlayer insulating film 6, a light shielding film 7, a flattening layer 8, a micro lens 9, The antireflection film 10 is used. Silicon-
Most of the light incident on the interlayer film between the light shielding films is transferred to the transfer electrode 4 and the silicon substrate 1 before reaching the upper part of the signal transfer element 3.
Is absorbed by However, when the anti-reflection film 10 is formed up to the upper part of the signal transfer element 3, the light remaining without being absorbed easily passes through the anti-reflection film 10 and easily enters the signal transfer element 3, causing smear. Therefore, by not forming the antireflection film 10 on the signal transfer element 3 as shown in FIG.
The smear component due to multiple reflection is further reduced, and the smear is further improved.

【0023】図4は第4の実施例の模式的断面図であ
る。本実施例の固体撮像装置は、シリコン基板1、光電
変換素子2、信号転送素子3、転送電極4、ゲート絶縁
膜5、層間絶縁膜6、遮光膜7、平坦化層8、マイクロ
レンズ9、反射防止膜10により構成される。図4のゲ
ート絶縁膜5に用いられる物質は二酸化シリコン、およ
び反射防止膜10に用いられる物質は、図1における反
射防止膜10と同様に、一酸化シリコンが考えられる。
反射防止膜10を反射防止膜10の端部の位置が、遮光
膜7の端部の内側であり、かつ信号転送素子3の端部の
外側に位置するように形成することにより、シリコン−
遮光膜間の層間膜に入射した光は、少なくとも一度、反
射防止膜10に達し、さらに、ほとんどの光は、反射防
止膜10を介してシリコン基板1内部に吸収される。ま
た、遮光膜7の端部における、遮光膜−シリコン間の層
間膜の膜厚は、図5における、反射防止膜10を形成し
ない従来例1と比較しても、ほとんど厚くならず、この
遮光膜間に入射する光の量もほとんど増大しない。この
ことより、多重反射によるスミア成分はさらに減少し、
スミアはさらに改善する。
FIG. 4 is a schematic sectional view of the fourth embodiment. The solid-state imaging device according to this embodiment includes a silicon substrate 1, a photoelectric conversion element 2, a signal transfer element 3, a transfer electrode 4, a gate insulating film 5, an interlayer insulating film 6, a light shielding film 7, a flattening layer 8, a micro lens 9, The antireflection film 10 is used. The material used for the gate insulating film 5 in FIG. 4 may be silicon dioxide, and the material used for the antireflection film 10 may be silicon monoxide, like the antireflection film 10 in FIG.
By forming the anti-reflection film 10 such that the position of the end of the anti-reflection film 10 is inside the end of the light-shielding film 7 and outside the end of the signal transfer element 3, silicon-
Light that has entered the interlayer film between the light-shielding films reaches the anti-reflection film 10 at least once, and most of the light is absorbed inside the silicon substrate 1 via the anti-reflection film 10. Further, the thickness of the interlayer film between the light-shielding film and silicon at the end of the light-shielding film 7 is hardly increased as compared with the conventional example 1 in which the anti-reflection film 10 is not formed in FIG. The amount of light incident between the films hardly increases. Due to this, the smear component due to multiple reflection is further reduced,
Smear improves further.

【0024】第4の実施例においても一酸化シリコンに
よる反射防止膜10の膜厚を44ナノメートル〜63ナ
ノメートルに限定することにより、多重反射によるスミ
ア成分はさらに低減する。この理由は、図1の第1の実
施例で説明した理由と同様である。
Also in the fourth embodiment, the smear component due to multiple reflection is further reduced by limiting the thickness of the antireflection film 10 made of silicon monoxide to 44 nm to 63 nm. The reason is the same as the reason described in the first embodiment of FIG.

【0025】以上のように本発明の固体撮像装置によれ
ば、反射防止膜10をシリコン基板上部表面に形成さ
れ、さらに反射防止膜の端部の位置が遮光膜7の端部の
内側であり、かつ信号転送素子の端部の外側に位置する
ように形成することにより、シリコン−遮光膜間の層間
膜に入射した光は、信号転送素子3の上部に達する前
に、シリコン基板1に吸収される。このことより、スミ
ア成分を低下することができる。さらに、反射防止膜の
端部の位置が遮光膜7の端部の内側であり、かつ信号転
送素子3の端部の外側に位置するように形成することに
より、遮光膜−シリコン基板間の層間膜は、図5の反射
防止膜を形成しない従来例と比較しても、ほとんど厚く
ならず、この遮光膜間に入射する光の量もほとんど増大
することはない。多重反射によるスミア量は減少しスミ
アはさらに改善する。多重反射によるスミア成分が最も
多いのは、350ナノメートル以上、450ナノメート
ル以下であることから、上記の波長に効果のある1/4
波長膜を形成することにより多重反射によるスミア成分
をより大幅に減少低下させ、スミアをより改善すること
ができる。
As described above, according to the solid-state imaging device of the present invention, the antireflection film 10 is formed on the upper surface of the silicon substrate, and the end of the antireflection film is located inside the end of the light shielding film 7. In addition, since the light is incident on the interlayer film between the silicon and the light-shielding film, the light is absorbed by the silicon substrate 1 before reaching the upper part of the signal transfer element 3 by being formed outside the end of the signal transfer element. Is done. Thereby, the smear component can be reduced. Furthermore, by forming the position of the end of the antireflection film inside the end of the light shielding film 7 and outside the end of the signal transfer element 3, the interlayer between the light shielding film and the silicon substrate is formed. The film is hardly thick as compared with the conventional example in which the antireflection film of FIG. 5 is not formed, and the amount of light incident between the light shielding films hardly increases. The amount of smear due to multiple reflection is reduced, and the smear is further improved. The largest number of smear components due to multiple reflection is 350 nm or more and 450 nm or less.
By forming the wavelength film, the smear component due to multiple reflection can be significantly reduced and reduced, and the smear can be further improved.

【0026】尚、上述の実施例は本発明の好適な実施の
一例ではあるが本発明はこれに限定されるものではなく
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可
能である。
The above embodiment is a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
固体撮像装置は、複数個の光電変換素子がシリコン基板
上に、信号転送素子がシリコン基板の表面部に光電変換
素子と離れて、反射防止膜がシリコン基板の表面に、複
数の転送電極がシリコン基板上部に、この転送電極上に
遮光膜が層間絶縁膜を介してそれぞれ形成され、形成さ
れる反射防止膜は、屈折率をnとすると厚さが350/
(4n)ナノメータ以上かつ450/(4n)ナノメー
タ以下とされる。よって、スミア成分を発生させ易い波
長域のシリコン−遮光膜間の層間膜に入射した光は反射
防止膜によって多重反射が防止され、信号転送素子の上
部に達する前にシリコン基板に吸収され、多重反射によ
るスミア成分はさらに低減される。この多重反射防止に
よりスミア成分の発生が低下しスミアを改善することが
できる。
As is clear from the above description, in the solid-state imaging device of the present invention, a plurality of photoelectric conversion elements are provided on a silicon substrate, and a signal transfer element is provided on a surface portion of the silicon substrate so as to be separated from the photoelectric conversion elements. An anti-reflection film is formed on the surface of the silicon substrate, a plurality of transfer electrodes are formed on the silicon substrate, and a light-shielding film is formed on the transfer electrode with an interlayer insulating film interposed therebetween. If n, the thickness is 350 /
It is not less than (4n) nanometer and not more than 450 / (4n) nanometer. Therefore, the light that has entered the interlayer film between the silicon and the light-shielding film in a wavelength range where smear components are easily generated is prevented from multiple reflection by the antireflection film, and is absorbed by the silicon substrate before reaching the upper part of the signal transfer element, and is multiplexed. The smear component due to reflection is further reduced. The prevention of multiple reflection reduces the generation of smear components and can improve smear.

【0028】また、複数の転送電極は、酸化膜または最
下層を酸化膜とする多層膜からなるゲート絶縁膜を介し
て形成され、反射防止膜は、屈折率nがシリコンより小
さくかつ酸化膜の屈折率より大きい物質により構成され
るため、多重反射によりスミア成分はさらに低減され、
スミアがより改善される。また、端部の位置が遮光膜の
端部の内側でかつ信号転送素子の端部の外側に位置する
ように形成することにより、シリコン−遮光膜間の厚さ
および遮光膜間に入射する光の量はほとんど増大しない
ため、スミアはさらに改善する。
Further, the plurality of transfer electrodes are formed via a gate insulating film composed of an oxide film or a multilayer film having the lowermost layer as an oxide film, and the antireflection film has a refractive index n smaller than that of silicon and is smaller than that of silicon. Because it is composed of a substance having a higher refractive index, the smear component is further reduced by multiple reflection,
Smear is improved. Further, by forming the end portion inside the end portion of the light shielding film and outside the end portion of the signal transfer element, the thickness between the silicon and the light shielding film and the light incident between the light shielding films are formed. Smears are further improved because the amount of

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

【図1】本発明の固体撮像装置の第1の実施例を示す模
式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating a first embodiment of a solid-state imaging device according to the present invention.

【図2】本発明の固体撮像装置の第2の実施例を示す模
式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図3】本発明の固体撮像装置の第3の実施例を示す模
式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a third embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図4】本発明の固体撮像装置の第4の実施例を示す模
式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a fourth embodiment of the solid-state imaging device according to the present invention.

【図5】従来の固体撮像装置を示す模式的断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a conventional solid-state imaging device.

【図6】従来の固体撮像素子を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional solid-state imaging device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 光電変換素子 3 信号転送素子 4 転送電極 5 ゲート絶縁膜 6 層間絶縁膜 7 遮光膜 8 平坦化層 9 マイクロレンズ 10 反射防止膜 11 最下層を酸化膜とする多層膜からなるゲート絶縁
膜 12 チャネルストップ 13 絶縁膜 14 ゲート電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Photoelectric conversion element 3 Signal transfer element 4 Transfer electrode 5 Gate insulating film 6 Interlayer insulating film 7 Light-shielding film 8 Flattening layer 9 Microlens 10 Antireflection film 11 Gate insulation consisting of a multilayer film whose lowermost layer is an oxide film Film 12 channel stop 13 insulating film 14 gate electrode

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリコン基板上に形成された複数個の光電
変換素子と、 前記シリコン基板の表面部に前記光電変換素子と離れて
形成された信号転送素子と、 前記シリコン基板の表面に形成された反射防止膜と、 前記シリコン基板上部に形成された複数の転送電極と、 該転送電極上に層間絶縁膜を介して形成された遮光膜と
を有し、 前記反射防止膜は、屈折率をnとすると厚さが350/
(4n)ナノメータ以上、かつ450/(4n)ナノメ
ータ以下に形成されていることを特徴とする固体撮像装
置。
A plurality of photoelectric conversion elements formed on a silicon substrate; a signal transfer element formed on a surface of the silicon substrate at a distance from the photoelectric conversion elements; and a plurality of photoelectric conversion elements formed on a surface of the silicon substrate. An anti-reflection film, a plurality of transfer electrodes formed on the silicon substrate, and a light-shielding film formed on the transfer electrode via an interlayer insulating film, wherein the anti-reflection film has a refractive index of If n, the thickness is 350 /
(4n) The solid-state imaging device characterized by being formed in more than nanometer and below 450 / (4n) nanometer.
【請求項2】前記複数の転送電極は、酸化膜または最下
層を酸化膜とする多層膜からなるゲート絶縁膜を介して
形成されていることを特徴とする請求項1記載の固体撮
像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said plurality of transfer electrodes are formed via a gate insulating film made of an oxide film or a multilayer film having a lowermost layer as an oxide film.
【請求項3】前記反射防止膜は、屈折率nがシリコンよ
り小さく、かつ前記酸化膜の屈折率より大きい物質によ
り構成されていることを特徴とする請求項1または2記
載の固体撮像装置。
3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein said antireflection film is made of a substance having a refractive index n smaller than that of silicon and larger than that of said oxide film.
【請求項4】前記反射防止膜は、端部の位置が前記遮光
膜の端部の内側で、かつ前記信号転送素子の端部の外側
に位置するように形成されていることを特徴とする請求
項1から3の何れか1項に記載の固体撮像装置。
4. The anti-reflection film is formed such that an end is located inside an end of the light-shielding film and outside an end of the signal transfer element. The solid-state imaging device according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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