JPH118373A - 赤外線固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、赤外線カメラ等に搭載される赤外
線固体撮像装置およびこの赤外線固体撮像装置を製造す
るための製造方法に関し、受光部の光学的距離仕様に係
わりなく、確実に絶縁膜のクラックの発生を防止するこ
とができる赤外線固体撮像装置およびその製造方法を提
供することを目的とする。 【解決手段】 光透過性の基板上に複数の受光部と蓄積
電荷転送部とを配列して受光マトリックスを形成すると
ともに、この受光マトリックスの周囲に制御回路部を形
成し、各受光部を、光電変換膜と、この光電変換膜上に
光透過性の透過絶縁膜を介して形成される反射膜とによ
り形成してなる赤外線固体撮像装置において、透過絶縁
膜を延在して蓄積電荷転送部および制御回路部に形成さ
れる層間絶縁膜の膜厚の少なくとも一部を、透過絶縁膜
の膜厚より薄く形成してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、赤外線カメラ等に
搭載される赤外線固体撮像装置およびこの赤外線固体撮
像装置を製造するための製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、赤外線カメラ等に搭載される赤外
線固体撮像装置として、一般に、図２３に示すものが知
られている。この種の赤外線固体撮像装置では、赤外線
に対して透過性を有する、例えば、Ｐ型シリコンからな
る基板１の上に複数の受光部３が縦横に二次元配置され
ている。

【０００３】これ等受光部３に隣接する領域には、複数
の蓄積電荷転送部５が形成され、受光部３と蓄積電荷転
送部５とにより受光マトリックス７が形成されている。
また、隣接する複数の蓄積電荷転送部５により、垂直Ｃ
ＣＤ９が形成されている。

【０００４】この垂直ＣＣＤ９の電荷転送方向の先端に
は、水平ＣＣＤ１１が形成されている。水平ＣＣＤ１１
は、基板１の周囲に形成される制御回路部１３を介し
て、出力パッド１５に接続されている。また、図２４お
よび図２５に示すように、受光部３の基板１の表面に
は、白金シリサイド等をショットキー接合した光電変換
膜２１が形成されている。

【０００５】光電変換膜２１上には、所定波長の赤外線
に対して透明な透過絶縁膜２３ａが形成されている。こ
の透過絶縁膜２３ａの膜厚は、所定の光学的距離になる
ように形成されている。透過絶縁膜２３ａ上には、アル
ミニウム等からなる反射膜２５が、スパッタ法等により
形成されている。

【０００６】そして、光電変換膜２１，透過絶縁膜２３
ａおよび反射膜２５により、受光部３が、一般に、オプ
ティカルキャビティ構造と称される構造に形成されてい
る。一方、蓄積電荷転送部５の基板１の表面側には、埋
込み拡散層１ａが形成されている。この埋込み拡散層１
ａ上には、ゲート酸化膜２７を介してゲート電極２９が
形成されている。

【０００７】ゲート電極２９上には、受光部３の透過絶
縁膜２３ａから延在する層間絶縁膜２３ｂが、常圧ＣＶ
Ｄ法等により、透過絶縁膜２３ａと同時に形成されてい
る。この層間絶縁膜２３ｂは、蓄積電荷転送部５のみだ
けでなく、基板１の全面に亘り形成される。反射膜２５
上および層間絶縁膜２３ｂ上には、絶縁膜３１および保
護膜３３が形成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の赤外線固体撮像装置では、例えば、大きい光
光学的距離を有する受光部３を形成するには、膜厚の大
きい透過絶縁膜２３ａを形成する必要があり、この際、
透過絶縁膜２３ａと同じ膜厚の層間絶縁膜２３ｂが形成
される。

【０００９】このため、特に、基板１の全面に亘り形成
される層間絶縁膜２３ｂに大きな応力が発生し易く、例
えば、透過絶縁膜２３ａおよび層間絶縁膜２３ｂの形成
時の熱応力，あるいは、反射膜２５の形成時の熱応力に
より、層間絶縁膜２３ｂの一部にクラックが発生すると
いう問題があった。図２６および図２７は、クラック３
５が、垂直ＣＣＤ９上の層間絶縁膜２３ｂに発生した場
合を示しており、クラック３５内に、反射膜２５の形成
時の材料３７がスパッタリングされると、隣接する複数
のゲート電極が相互に短絡し、垂直ＣＣＤ９を正常に駆
動できなくなるという問題があった。

【００１０】クラック３５によるゲート電極の短絡等が
発生した製品は、ウエハ状態でのプローブ試験で容易に
不良化することができるが、クラック３５の発生頻度が
高くなると、製品の良品率である歩留の低下が顕著にな
り、製造コストが上昇するという問題があった。また、
図２８に示すように、複数の波長感度を有する赤外線固
体撮像装置を製造する場合、光学的距離の異なる複数種
の受光部３を形成する必要があるが、この場合、層間絶
縁膜２３ｂの膜厚がさらに厚くなるため、よりクラック
が発生し易くなるという問題があった。

【００１１】本発明は、かかる従来の問題点を解決する
ためになされたもので、受光部の光学的距離仕様に係わ
りなく、確実に絶縁膜のクラックの発生を防止すること
ができる赤外線固体撮像装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の赤外線固体撮
像装置は、光透過性の基板上に複数の受光部と蓄積電荷
転送部とを配列して受光マトリックスを形成するととも
に、この受光マトリックスの周囲に制御回路部を形成
し、前記各受光部を、光電変換膜と、この光電変換膜上
に光透過性の透過絶縁膜を介して形成される反射膜とに
より形成してなる赤外線固体撮像装置において、前記透
過絶縁膜を延在して前記蓄積電荷転送部および前記制御
回路部に形成される層間絶縁膜の膜厚の少なくとも一部
を、前記透過絶縁膜の膜厚より薄く形成してなることを
特徴とする。

【００１３】請求項２の赤外線固体撮像装置は、請求項
１記載の赤外線固体撮像装置において、前記透過絶縁膜
および前記層間絶縁膜は、少なくとも２層以上の絶縁層
を積層してなることを特徴とする。請求項３の赤外線固
体撮像装置は、請求項１または請求項２記載の赤外線固
体撮像素子において、前記透過絶縁膜の膜厚を相違させ
て複数種の前記受光部を形成し、前記層間絶縁膜の膜厚
の少なくとも一部を、前記透過絶縁膜の最大膜厚より薄
く形成してなることを特徴とする。

【００１４】請求項４の赤外線固体撮像装置の製造方法
は、光透過性の基板上に複数の受光部と蓄積電荷転送部
とを配列して受光マトリックスを形成するとともに、こ
の受光マトリックスの周囲に制御回路部を形成し、前記
各受光部を、光電変換膜と、この光電変換膜上に光透過
性の透過絶縁膜を介して形成される反射膜とにより形成
してなる赤外線固体撮像装置の製造方法において、前記
基板上に前記光電変換膜を形成する光電変換膜形成工程
と、この光電変換膜形成工程の後に、前記透過絶縁膜お
よびこの透過絶縁膜を延在して前記蓄積電荷転送部と前
記制御回路部とに形成される層間絶縁膜を形成する絶縁
膜形成工程と、前記層間絶縁膜の少なくとも一部をエッ
チングするエッチング工程と、前記反射膜を形成する反
射膜形成工程とを有することを特徴とする。

【００１５】請求項５の赤外線固体撮像装置の製造方法
は、請求項４記載の赤外線固体撮像装置の製造方法にお
いて、前記絶縁膜形成工程と前記エッチング工程とを複
数回繰り返して行うことを特徴とする。請求項６の赤外
線固体撮像装置の製造方法は、請求項４または請求項５
記載の赤外線固体撮像装置の製造方法において、前記反
射膜形成工程の前の前記エッチング工程の後に、さらに
絶縁膜形成工程を行うことを特徴とする。

【００１６】請求項７の赤外線固体撮像装置の製造方法
は、請求項４記載の赤外線固体撮像装置の製造方法にお
いて、前記光電変換膜形成工程の後に、前記絶縁膜形成
工程と、前記エッチング工程と、前記反射膜形成工程と
を少なくとも１工程以上行うことを特徴とする。請求項
８の赤外線固体撮像装置の製造方法は、請求項７記載の
赤外線固体撮像装置の製造方法において、最後の前記反
射膜形成工程の後に、さらに絶縁膜形成工程と反射膜形
成工程とを行うことを特徴とする。

【００１７】（作用）請求項１の赤外線固体撮像装置で
は、受光部の光電変換膜と反射膜との間に、所定の光学
的距離を有する透過絶縁膜が形成され、この透過絶縁膜
に延在して蓄積電荷転送部および制御回路部に層間絶縁
膜が形成される。そして、層間絶縁膜の少なくとも一部
が、透過絶縁膜の膜厚より薄く形成され、特に、製造工
程中に、層間絶縁膜に発生する熱応力が低減され、クラ
ックの発生が防止される。

【００１８】また、層間絶縁膜が薄く形成されるので、
この層間絶縁膜に形成されるコンタクトホールおよびス
ルーホールのステップカバレジが向上される。請求項２
の赤外線固体撮像装置では、透過絶縁膜および層間絶縁
膜が、少なくとも２層以上の絶縁層により形成され、受
光部に大きい光学的距離を必要とする場合に、透過絶縁
膜および層間絶縁膜が順次積層され、特に、製造工程中
に、層間絶縁膜に発生する熱応力が低減され、クラック
の発生が防止される。

【００１９】請求項３の赤外線固体撮像装置では、受光
マトリックス内に、光学的距離の異なる複数種の受光部
が形成され、蓄積電荷転送部および制御回路部に形成さ
れる層間絶縁膜の少なくとも一部が、透過絶縁膜の最大
膜厚より薄く形成される。そして、特に、製造工程中
に、層間絶縁膜に発生する熱応力が低減され、クラック
の発生が防止される。

【００２０】請求項４の赤外線固体撮像装置の製造方法
では、光電変換膜形成工程の後に、透過絶縁膜および層
間絶縁膜が形成される絶縁膜形成工程が行われる。ま
た、絶縁膜形成工程の後に、層間絶縁膜の少なくとも一
部を選択的にエッチングするエッチング工程が行われ、
特に、広い領域に亘り形成される層間絶縁膜が薄膜化さ
れる。

【００２１】そして、この薄膜化により、この後の製造
工程中に、層間絶縁膜に発生する熱応力が低減され、層
間絶縁膜にクラックが発生することが防止され、クラッ
クの発生が防止される。請求項５の赤外線固体撮像装置
の製造方法では、絶縁膜形成工程と、エッチング工程と
が複数回繰り返して行われ、透過絶縁膜および層間絶縁
膜が複数回に分けて形成される。

【００２２】また、エッチング工程により層間絶縁膜を
薄膜化した後に、次の絶縁膜形成工程で、新たな層間絶
縁膜が形成されるため、絶縁膜形成工程中に層間絶縁膜
に加わる熱応力が低減され、クラックの発生が防止され
る。請求項６の赤外線固体撮像装置の製造方法では、反
射膜形成工程の前に行われるエッチング工程の後に、絶
縁膜形成工程が行われる。

【００２３】この絶縁膜形成工程により形成される層間
絶縁膜はエッチングされないため、エッチング工程の回
数が最小限にされる。請求項７の赤外線固体撮像装置の
製造方法では、絶縁膜形成工程と、エッチング工程と、
反射膜形成工程とが少なくとも１回以上行われ、透過絶
縁膜の膜厚の異なる複数種の受光部が形成される。

【００２４】また、層間絶縁膜がエッチングにより薄膜
化され、製造工程中に、層間絶縁膜に発生する熱応力が
低減され、クラックの発生が防止される。請求項８の赤
外線固体撮像装置の製造方法では、最後の反射膜形成工
程の後に、さらに絶縁膜形成工程と、反射膜形成工程が
行われる。この絶縁膜形成工程により形成される層間絶
縁膜はエッチングされないため、エッチング工程の回数
が最小限にされる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて詳細に説明する。図１ないし図３は、本発明の赤
外線固体撮像装置およびその製造方法の第１の実施形態
（請求項１および請求項４に対応する）を示すものであ
り、図１および図２は、図３の要部の詳細を示してい
る。

【００２６】図３において、例えば、赤外線に対して透
過性を有するＰ型シリコンからなる基板４１の上には、
複数の受光部４３が縦横に二次元配置されている。これ
等受光部４３に隣接する領域には、複数の蓄積電荷転送
部４５が形成され、受光部４３と蓄積電荷転送部４５と
により受光マトリックス４７が形成されている。

【００２７】また、隣接する複数の蓄積電荷転送部４５
により、垂直ＣＣＤ４９が形成されている。この垂直Ｃ
ＣＤ４９の電荷転送方向の先端には、水平ＣＣＤ５１が
形成されている。そして、水平ＣＣＤ５１が、基板４１
の周囲に形成される制御回路部５３を介して、出力パッ
ド５５に接続され、インタライン転送方式の赤外線固体
撮像装置が形成されている。

【００２８】また、図１および図２に示すように、受光
部４３の基板４１の表面には、例えば、白金シリサイド
等をショットキー接合した光電変換膜６１が形成されて
いる。光電変換膜６１上には、所定波長の赤外線に対し
て透明な、例えば、シリコン酸化膜等からなる透過絶縁
膜６３ａが形成されている。この実施形態では、受光部
４３に形成される透過絶縁膜６３ａの膜厚は、１．２５
μｍにされている。

【００２９】透過絶縁膜６３ａ上には、例えば、アルミ
ニウム等からなる反射膜６５が形成されている。そし
て、光電変換膜６１，透過絶縁膜６３ａおよび反射膜６
５により、受光部４３が、一般に、オプティカルキャビ
ティ構造と称される構造に形成されている。また、光電
変換膜６１の周囲は、フィールド酸化膜６６が形成さ
れ、光電変換膜６１の周囲の基板４１およびフィールド
酸化膜６６の下の基板４１には、ガードリング４１ａお
よび分離層４１ｂが形成されている。

【００３０】一方、蓄積電荷転送部４５の基板４１の表
面側には、蓄積電荷転送用の埋込み拡散層４１ｃが形成
されている。この埋込み拡散層４１ｃ上には、ゲート酸
化膜６７を介して、例えば、ポリシリコン等からなるゲ
ート電極６９が形成されている。ゲート電極６９上に
は、受光部４３の透過絶縁膜６３ａから延在する層間絶
縁膜６３ｂが、例えば、常圧ＣＶＤ法等により、透過絶
縁膜６３ａと同時に形成されている。

【００３１】この層間絶縁膜６３ｂは、蓄積電荷転送部
４５のみだけでなく、基板４１の全面に亘り形成され
る。また、層間絶縁膜６３ｂの膜厚は、受光部４３の透
過絶縁膜６３ａの膜厚より薄く形成されている。反射膜
６５上および層間絶縁膜６３ｂ上には、絶縁膜７１が形
成されている。

【００３２】絶縁膜７１上には、金属配線層７３が形成
されている。そして、金属配線層７３の上に、絶縁性の
保護膜７５が形成されている。上述した赤外線固体撮像
装置は、以下述べる方法で製造される。この製造方法で
は、先ず、基板４１の各拡散層の形成およびゲート酸化
膜６７，ゲート電極６９の形成が行われた後、光電変換
膜形成工程，絶縁膜形成工程，反射膜形成工程，および
エッチング工程が、順次行われる。

【００３３】すなわち、先ず、図４に示すように、基板
４１に、ガードリング４１ａ，分離層４１ｂ，埋込み拡
散層４１ｃおよびフィールド酸化膜６６が形成される。
また、基板４１上に、ゲート酸化膜６７，ゲート電極６
９が形成される。次に、光電変換膜形成工程では、図５
に示すように、受光部４３の光電変換膜６１を形成する
領域の酸化膜が、選択的にエッチングされ、この後、白
金が、例えば、スパッタ法等により基板４１全面に亘り
薄膜６１ａが形成される。

【００３４】次に、熱処理により、受光部４３の白金か
らなる薄膜６１ａが基板４１中のシリコンと反応して白
金シリサイドが形成され、これによりショットキー接合
を有する光電変換膜６１が形成される。この後、図６に
示すように、シリサイド化されていない白金が、例え
ば、熱せられた王水等により除去される。

【００３５】次に、絶縁膜形成工程では、図７に示すよ
うに、例えば、常圧ＣＶＤ法等により、５００℃程度以
下の温度で、基板４１全面に亘りシリコン酸化膜等が堆
積され、受光部４３および蓄積電荷転送部４５に、透過
絶縁膜６３ａおよび層間絶縁膜６３ｂが形成される。次
に、反射膜形成工程では、図８に示すように、アルミニ
ウムが、例えば、スパッタ法等により、基板４１全面に
亘りスパッタリングされた後、受光部４３以外のアルミ
ニウムが選択的にエッチングされ、反射膜６５が形成さ
れる。

【００３６】次に、エッチング工程では、図９に示すよ
うに、反射膜６５をマスクにして、例えば、ドライ・エ
ッチング法等により、層間絶縁膜６３ｂが所定の膜厚に
なるまでエッチングされる。次に、例えば、常圧ＣＶＤ
法等により、絶縁膜７１が形成され、この絶縁膜７１の
上に金属配線層７３が形成される。

【００３７】そして、この金属配線層７３の上に保護膜
７５が形成され、図３に示した赤外線固体撮像装置が完
成される。以上のように構成された赤外線固体撮像装置
およびその製造方法では、基板４１全面に亘り形成され
る層間絶縁膜６３ｂを、選択的に所定の膜厚までエッチ
ングしたので、層間絶縁膜６３ｂに大きな応力が発生し
にくくなり、受光部４３の光学的距離仕様に係わりな
く、確実に層間絶縁膜６３ｂのクラックの発生を防止す
ることができる。

【００３８】このため、製品の歩留を向上することがで
き、製造コストを低減することができる。また、層間絶
縁膜６３ｂを、従来に比べ大幅に薄膜化したので、この
層間絶縁膜６３ｂに形成される基板４１と金属配線層７
３との接続を行うコンタクトホールおよびゲート電極６
９と金属配線層７３との接続を行うスルーホールを、精
度良く、容易に形成することができる。

【００３９】さらに、層間絶縁膜６３ｂを薄膜化したの
で、コンタクトホールおよびスルーホールの深さを小さ
くすることができ、コンタクトホールおよびスルーホー
ル内に形成される金属配線層７３のステップカバレジ
を、従来に比べ大幅に向上することができるため、製品
の信頼性および歩留を向上することができる。図１０
は、本発明の赤外線固体撮像装置およびその製方法の第
２の実施形態（請求項２および請求項５，請求項６に対
応する）を示すもので、第１の実施形態と同一のものに
ついては、同一符号を付してある。

【００４０】この実施形態の赤外線固体撮像装置では、
受光部４３および蓄積電荷転送部４５の絶縁膜が、透過
絶縁膜６３ａ，６３ｃ，６３ｅおよび層間絶縁膜６３
ｂ，６３ｄ，６３ｆの３層から形成されている。また、
層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄの膜厚は、受光部４３の透過
絶縁膜６３ａ，６３ｃの膜厚より薄く形成されている。

【００４１】この実施形態では、受光部４３の透過絶縁
膜６３ａ，６３ｃ，および６３ｅの膜厚は、０．７５μ
ｍ，０．５μｍ，および０．２５μｍに形成されてい
る。上述した赤外線固体撮像装置は、以下に述べる方法
で製造される。この製造方法では、先ず、第１の実施形
態と同様に、基板４１の各拡散層の形成およびゲート酸
化膜６７，ゲート電極６９の形成が行われ、さらに光電
変換膜形成工程が行われる。

【００４２】この後、第１の絶縁膜形成工程，第１のエ
ッチング工程，第２の絶縁膜形成工程および第２のエッ
チング工程が行われ、さらに、第３の絶縁膜形成工程と
反射膜形成工程が行われる。そして、第１の実施形態と
同様に、絶縁膜７１，金属配線層７３，および保護膜７
５の形成が行われる。

【００４３】光電変換膜６１の形成後、第１の絶縁膜形
成工程では、図１１に示すように、受光部４３および蓄
積電荷転送部４５に、透過絶縁膜６３ａおよび層間絶縁
膜６３ｂが形成される。次に、第１のエッチング工程で
は、図１２に示すように、リソグラフィ技術を用いて、
受光部４３に、選択的にレジスト膜７７が形成され、こ
のレジスト膜７７をマスクにして、層間絶縁膜６３ｂが
所定の膜厚になるまでエッチングされる。

【００４４】次に、第２の絶縁膜形成工程では、図１３
に示すように、透過絶縁膜６３ａおよび層間絶縁膜６３
ｂの上に、例えば、常圧ＣＶＤ法等により、５００℃程
度以下の温度で、透過絶縁膜６３ｃおよび層間絶縁膜６
３ｄが形成される。

【００４５】次に、第２のエッチング工程では、図１４
に示すように、リソグラフィ技術を用いて、受光部４３
に、選択的にレジスト膜７７が形成され、このレジスト
膜７７をマスクにして、層間絶縁膜６３ｄが所定の膜厚
になるまでエッチングされる。次に、第３の絶縁膜形成
工程では、図１５に示すように、透過絶縁膜６３ｃおよ
び層間絶縁膜６３ｄの上に、例えば、常圧ＣＶＤ法等に
より、５００℃程度以下の温度で、透過絶縁膜６３ｅお
よび層間絶縁膜６３ｆが形成される。

【００４６】そして、反射膜形成工程が行われた後、絶
縁膜７１，金属配線層７３および保護膜７５が形成さ
れ、図１０に示した赤外線固体撮像装置が完成される。
この実施形態の赤外線固体撮像装置およびその製造方法
においても、第１の実施形態と略同様の効果を得ること
ができるが、この実施形態では、絶縁層を３層の透過絶
縁膜６３ａ，６３ｃ，６３ｅおよび層間絶縁膜６３ｂ，
６３ｄ，６３ｆにより形成したので、大きな光学的距離
を有する受光部を形成する場合にも、層間絶縁膜６３
ｂ，６３ｄ，６３ｆを順次積層およびエッチングしなが
ら形成することで、熱応力を低減し、クラックの発生を
防止することができる。

【００４７】また、絶縁膜形成工程と、エッチング工程
とを複数回繰り返して行うことで、透過絶縁膜６３ａ，
６３ｃおよび層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄを２回に分けて
形成したので、例えば、第１のエッチング工程により層
間絶縁膜６３ｂを薄膜化した後に、第２の絶縁膜形成工
程で、層間絶縁膜６３ｄを形成することができ、製造工
程中に、層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄに発生する熱応力を
低減することができ、層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄへのク
ラックの発生を防止することができる。

【００４８】そして、反射膜形成工程の前に行う第２の
エッチング工程の後に、第３の絶縁膜形成工程を行い、
この第３の絶縁膜形成工程により形成される層間絶縁膜
６３ｆをエッチングしない仕様としたので、エッチング
工程の回数を最小限にすることができ、製造コストを低
減することができる。図１６は、本発明の赤外線固体撮
像装置およびその製造方法の第３の実施形態（請求項３
および請求項７，請求項８に対応する）を示すもので、
第１および第２の実施形態と同一のものについては、同
一符号を付してある。

【００４９】この実施形態の赤外線固体撮像装置では、
光学的距離の異なる３種の受光部４３ａ，４３ｂ，４３
ｃが、受光マトリックス４７内に交互に形成されてい
る。これ等受光部４３ａ，４３ｂ，４３ｃおよび蓄積電
荷転送部４５の絶縁層は、図１７に示すように、透過絶
縁膜６３ａ，６３ｃ，６３ｅおよび層間絶縁膜６３ｂ，
６３ｄ，６３ｆの３層から形成されている。

【００５０】受光部４３ａのオプティカルキャビティ構
造は、光電変換膜６１，反射膜６５ａ，および透過絶縁
膜６３ａにより形成されている。受光部４３ｂのオプテ
ィカルキャビティ構造は、光電変換膜６１，反射膜６５
ｂ，および透過絶縁膜６３ａ，６３ｃにより形成されて
いる。受光部４３ｃのオプティカルキャビティ構造は、
光電変換膜６１，反射膜６５ｃ，および透過絶縁膜６３
ａ，６３ｃ，６３ｅにより形成されている。

【００５１】この実施形態では、受光部４３ａ，４３
ｂ，４３ｃに形成される透過絶縁膜６３ａ，６３ｃ，お
よび６３ｅの膜厚は、０．７５μｍ，０．５μｍ，およ
び０．２５μｍにされている。また、蓄積電荷転送部４
５の層間絶縁膜６３ｂおよび６３ｄの膜厚は、受光部４
３ａ，４３ｂ，４３ｃの透過絶縁膜６３ａおよび受光部
４３ｂ，４３ｃの透過絶縁膜６３ｃの膜厚より薄く形成
されている。

【００５２】そして、層間絶縁膜６３ｆの膜厚は、受光
部４３ａ，４３ｂ，４３ｃの透過絶縁膜６３ｅの膜厚と
同一に形成されている。上述した赤外線固体撮像装置
は、以下に述べる方法で製造される。この製造方法で
は、先ず、第１の実施形態と同様に、基板４１の各拡散
層の形成およびゲート酸化膜６７，ゲート電極６９の形
成が行われ、さらに光電変換膜形成工程、第１の絶縁膜
形成工程，第１のエッチング工程が行われる。

【００５３】この後、第１の反射膜形成工程が行われ、
次に、第２の絶縁膜形成工程，第２のエッチング工程，
第２の反射膜形成工程が行われ、さらに、第３の絶縁膜
形成工程と第３の反射膜形成工程が行われる。そして、
第１の実施形態と同様に、絶縁膜７１，金属配線層７
３，および保護膜７５の形成が行われる。

【００５４】図１８は、第１のエッチング工程完了後の
レジスト膜７７除去前の状態を示している。レジスト膜
７７を除去した後、第１の反射膜形成工程では、図１９
に示すように、アルミニウムが基板４１全面に亘りスパ
ッタリングされた後、受光部４３ａ以外のアルミニウム
が選択的にエッチングされ、反射膜６５ａが形成され
る。

【００５５】次に、第１の絶縁膜形成工程と同様に、第
２の絶縁膜形成工程が行われる。この後、第２のエッチ
ング工程では、図２０に示すように、第２および第３の
受光部４３ｂ，４３ｃに、選択的にレジスト膜７７が形
成され、このレジスト膜７７をマスクにして、層間絶縁
膜６３ｄおよび受光部４３ａの透過絶縁膜６３ｃがエッ
チングされる。

【００５６】次に、第１の反射膜形成工程と同様にし
て、第２の反射膜形成工程が行われ、図２１に示すよう
に、受光部４３ｂに反射膜６５ｂが形成される。次に、
図２２に示すように、第３の絶縁膜形成工程が行われ、
例えば、常圧ＣＶＤ法等により、５００℃程度以下の温
度で、透過絶縁膜６３ｅおよび層間絶縁膜６３ｆが形成
され、さらに、第３の反射膜形成工程が行われ、受光部
４３ｃに反射膜６５ｃが形成される。

【００５７】このようにして、光学的距離の小さい順
に、順次受光部４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成された
後、絶縁膜７１，金属配線層７３および保護膜７５が形
成され、図１７に示した赤外線固体撮像装置が完成す
る。

【００５８】この実施形態の赤外線固体撮像装置および
その製造方法においても、第１および第２の実施形態と
略同様の効果を得ることができるが、この実施形態で
は、受光マトリックス４７内に、光学的距離の異なる複
数種の受光部４３ａ，４３ｂ，４３ｃを形成し、層間絶
縁膜６３ｂ，６３ｄの膜厚の少なくとも一部を、透過絶
縁膜６３ａ，６３ｃの膜厚より薄く形成したので、基板
４１上に光学的距離の異なる複数種の受光部４３ａ，４
３ｂ，４３ｃを形成する場合にも、確実に層間絶縁膜６
３ｂ，６３ｄに発生する熱応力を低減し、クラックの発
生を防止することができる。

【００５９】また、第１ないし第３の絶縁膜形成工程，
第１ないし第２のエッチング工程絶縁膜形成工程，およ
び第１ないし第３の反射膜形成工程を行い、透過絶縁膜
の膜厚の異なる複数種の受光部４３ａ，４３ｂ，４３ｃ
を形成するとともに、層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄを薄膜
化したので、製造工程中に、層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄ
に発生する熱応力を低減し、クラックの発生を防止する
ことができる。

【００６０】そして、第２の反射膜形成工程の後に、さ
らに第３の絶縁膜形成工程と、第３の反射膜形成工程と
を行い、この第３の絶縁膜形成工程により形成される層
間絶縁膜６３ｆをエッチングしない仕様としたので、エ
ッチング工程の回数を最小限にすることができ、製造コ
ストを低減することができる。なお、上述した第１の実
施形態では、反射膜６５をマスクにして層間絶縁膜６３
ｂをエッチングした形成した例について述べたが、本発
明はかかる実施形態に限定されるものでなく、例えば、
反射膜６５上にリソグラフィ技術を用いてレジスト膜７
７を形成し、このレジスト膜７７をマスクにして層間絶
縁膜６３ｂをエッチングしても良い。

【００６１】また、上述した第１ないし第３の実施形態
では、層間絶縁膜６３ｂを所定の膜厚になるまでエッチ
ングした例について述べたが、本発明はかかる実施形態
に限定されるものでなく、例えば、下地層に対して、選
択比の高いエッチングガスを用いて、一部の領域の層間
絶縁膜６３ｂを残すことなくエッチングしても良い。

【００６２】そして、上述した第１ないし第３の実施形
態では、光電変換膜６１に白金シリサイドを用いた例に
ついて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定され
るものでなく、例えば、ニッケルシリサイド，チタンシ
リサイドを用いていも良い。さらに、上述した第１ない
し第３の実施形態では、透過絶縁膜６３ａ，６３ｃ，６
３ｅおよび層間絶縁膜６３ｂ，６３ｄ，６３ｆの形成
に、常圧ＣＶＤ法を用いた例について述べたが、本発明
はかかる実施形態に限定されるものでなく、例えば、プ
ラズマＣＶＤ法，低圧ＣＶＤ法，あるいはスパッタ法を
用いても良い。

【００６３】また、上述した第１ないし第３の実施形態
では、透過絶縁膜６３ａ，６３ｃ，６３ｅおよび層間絶
縁膜６３ｂ，６３ｄ，６３ｆを酸化シリコンにより形成
した例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限
定されるものでなく、例えば、酸化窒化膜，窒化膜によ
り形成しても良い。そして、上述した第１ないし第３の
実施形態では、インタライン転送方式の赤外線固体撮像
装置に適用した例について述べたが、本発明はかかる実
施形態に限定されるものでなく、例えば、フレームイン
タライン転送方式，Ｘ−Ｙアドレス方式のＭＯＳ形方式
の赤外線固体撮像装置に適用しても良い。

【００６４】

【発明の効果】請求項１の赤外線固体撮像装置では、受
光部の光電変換膜と反射膜との間に、所定の光学的距離
を有する透過絶縁膜を形成するとともに、この透過絶縁
膜に延在して敷く籍電荷転送部および制御回路部に層間
絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜の少なくとも一部を、
透過絶縁膜の膜厚より薄く形成したので、層間絶縁膜に
大きな応力が発生しにくくなり、受光部の光学的距離仕
様に係わりなく、確実にクラックの発生を防止すること
ができる。

【００６５】このため、製品の歩留を向上することがで
き、製造コストを低減することができる。請求項２の赤
外線固体撮像装置では、透過絶縁膜および層間絶縁膜を
少なくとも２層以上の絶縁層により形成したので、大き
な光学的距離を有する受光部を形成する場合にも、透過
絶縁膜および層間絶縁膜を順次積層することで、特に、
製造工程中に層間絶縁膜に発生する熱応力を低減し、ク
ラックの発生を防止することができる。

【００６６】請求項３の赤外線固体撮像装置では、受光
マトリックス内に、光学的距離の異なる複数種の受光部
を形成し、層間絶縁膜の膜厚の少なくとも一部を、受光
部の透過絶縁膜の膜厚より薄く形成したので、基板上に
光学的距離の異なる複数種の受光部が形成する場合に
も、確実に層間絶縁膜に発生する熱応力を低減し、クラ
ックの発生を防止することができる。

【００６７】請求項４の赤外線固体撮像装置の製造方法
では、光電膜形成工程の後に、透過絶縁膜および層間絶
縁膜を形成する絶縁膜形成工程を行い、この絶縁膜形成
工程の後に、層間絶縁膜の少なくとも一部を選択的にエ
ッチングするエッチング工程を行うことで、広い領域に
亘り形成される層間絶縁膜の膜厚を薄くしたので、この
後の製造工程中に、層間絶縁膜に発生する熱応力を低減
し、クラックの発生を防止することができる。

【００６８】請求項５の赤外線固体撮像装置の製造方法
では、絶縁膜形成工程と、エッチング工程とを複数回繰
り返して行うことで、透過絶縁膜および層間絶縁膜を複
数回に分けて形成したので、エッチング工程により層間
絶縁膜を薄膜化した後に、次の絶縁膜形成工程で、新た
な層間絶縁膜を形成することができ、製造工程中に、層
間絶縁膜に発生する熱応力を低減し、クラックの発生を
防止することができる。

【００６９】請求項６の赤外線固体撮像装置の製造方法
では、反射膜形成工程の前に行うエッチング工程の後
に、絶縁膜形成工程を行い、この絶縁膜形成工程により
形成される層間絶縁膜をエッチングしない仕様としたの
で、エッチング工程の回数を最小限にすることができ、
製造コストを低減することができる。

【００７０】請求項７の赤外線固体撮像装置の製造方法
では、絶縁膜形成工程と、エッチング工程と、反射膜形
成工程とを少なくとも１回以上行い、透過絶縁膜の膜厚
の異なる複数種の受光部を形成するとともに、層間絶縁
膜をエッチングにより薄膜化したので、製造工程中に、
層間絶縁膜に発生する熱応力を低減し、クラックの発生
を防止することができる。

【００７１】請求項８の赤外線固体撮像装置の製造方法
では、最後の反射膜形成工程の後に、さらに絶縁膜形成
工程と、反射膜形成工程とを行い、この絶縁膜形成工程
により形成される層間絶縁膜をエッチングしない仕様と
したので、エッチング工程の回数を最小限にすることが
でき、製造コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
を示す断面図である。

【図２】受光マトリックスの詳細を示す説明図である。

【図３】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
の基本構成を示す説明図である。

【図４】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
においてゲート電極が形成された状態を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
の光電変換膜形成工程において、白金がスパッタリング
された状態を示す断面図である。

【図６】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
の光電変換膜形成工程において、光電変換膜が形成され
た状態を示す断面図である。

【図７】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
における絶縁膜形成工程を示す断面図である。

【図８】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
における反射膜形成工程を示す断面図である。

【図９】本発明の赤外線固体撮像装置の第１の実施形態
におけるエッチング工程を示す断面図である。

【図１０】本発明の赤外線固体撮像装置の第２の実施形
態における受光部および蓄積電荷転送部を示す断面図で
ある。

【図１１】本発明の赤外線固体撮像装置の第２の実施形
態における第１の絶縁膜形成工程を示す断面図である。

【図１２】本発明の赤外線固体撮像装置の第２の実施形
態におけるエッチング工程を示す断面図である。

【図１３】本発明の赤外線固体撮像装置の第２の実施形
態における第２の絶縁膜形成工程を示す断面図である。

【図１４】本発明の赤外線固体撮像装置の第２の実施形
態における第２のエッチング工程を示す断面図である。

【図１５】本発明の赤外線固体撮像装置の第２の実施形
態における第３の絶縁膜形成工程および第３のエッチン
グ工程を示す断面図である。

【図１６】本発明の赤外線固体撮像装置の第３の実施形
態における基本構成を示す説明図である。

【図１７】図１６のXVII−XVII線に沿う断面図である。

【図１８】本発明の赤外線固体撮像装置の第３の実施形
態における第１の絶縁膜形成工程および第１のエッチン
グ工程を示す断面図である。

【図１９】本発明の赤外線固体撮像装置の第３の実施形
態における第１の反射膜形成工程を示す断面図である。

【図２０】本発明の赤外線固体撮像装置の第３の実施形
態における第２の絶縁膜形成工程および第２のエッチン
グ工程を示す断面図である。

【図２１】本発明の赤外線固体撮像装置の第３の実施形
態における第２の反射膜形成工程を示す断面図である。

【図２２】本発明の赤外線固体撮像装置の第３の実施形
態における第３の絶縁膜形成工程および第３の反射膜形
成工程を示す断面図である。

【図２３】従来の赤外線固体撮像装置の基本構成を示す
説明図である。

【図２４】従来の赤外線固体撮像装置の受光マトリック
スの詳細を示す説明図である。

【図２５】図２４のXXV−XXV線に沿う断面図である。

【図２６】層間絶縁膜にクラックが発生した状態を示す
説明図である。

【図２７】図２６のクラックの詳細を示す断面図であ
る。

【図２８】従来の赤外線固体撮像装置において、光学的
距離の異なる複数種の受光部を有する受光マトリックス
の詳細を示す断面図である。

【符号の説明】

４１ 基板 ４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 受光部 ４５ 蓄積電荷転送部 ４７ 受光マトリックス ５３ 制御回路部 ６１ 光電変換膜 ６３ａ，６３ｃ，６３ｅ 透過絶縁膜 ６３ｂ，６３ｄ，６３ｆ 層間絶縁膜 ６５，６５ａ，６５ｂ，６５ｃ 反射膜

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性の基板上に複数の受光部と蓄積
   電荷転送部とを配列して受光マトリックスを形成すると
   ともに、この受光マトリックスの周囲に制御回路部を形
   成し、前記各受光部を、光電変換膜と、この光電変換膜
   上に光透過性の透過絶縁膜を介して形成される反射膜と
   により形成してなる赤外線固体撮像装置において、 前記透過絶縁膜を延在して前記蓄積電荷転送部および前
   記制御回路部に形成される層間絶縁膜の膜厚の少なくと
   も一部を、前記透過絶縁膜の膜厚より薄く形成してなる
   ことを特徴とする赤外線固体撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の赤外線固体撮像装置にお
   いて、 前記透過絶縁膜および前記層間絶縁膜は、少なくとも２
   層以上の絶縁層を積層してなることを特徴とする赤外線
   固体撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の赤外線固
   体撮像素子において、 前記透過絶縁膜の膜厚を相違させて複数種の前記受光部
   を形成し、前記層間絶縁膜の膜厚の少なくとも一部を、
   前記透過絶縁膜の最大膜厚より薄く形成してなることを
   特徴とする赤外線固体撮像装置。
4. 【請求項４】 光透過性の基板上に複数の受光部と蓄積
   電荷転送部とを配列して受光マトリックスを形成すると
   ともに、この受光マトリックスの周囲に制御回路部を形
   成し、前記各受光部を、光電変換膜と、この光電変換膜
   上に光透過性の透過絶縁膜を介して形成される反射膜と
   により形成してなる赤外線固体撮像装置の製造方法にお
   いて、 前記基板上に前記光電変換膜を形成する光電変換膜形成
   工程と、 この光電変換膜形成工程の後に、前記透過絶縁膜および
   この透過絶縁膜を延在して前記蓄積電荷転送部と前記制
   御回路部とに形成される層間絶縁膜を形成する絶縁膜形
   成工程と、 前記層間絶縁膜の少なくとも一部をエッチングするエッ
   チング工程と、 前記反射膜を形成する反射膜形成工程と、 を有することを特徴とする赤外線固体撮像装置の製造方
   法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の赤外線固体撮像装置の製
   造方法において、 前記絶縁膜形成工程と前記エッチング工程とを複数回繰
   り返して行うことを特徴とする赤外線固体撮像装置の製
   造方法。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５記載の赤外線固
   体撮像装置の製造方法において、 前記反射膜形成工程の前の前記エッチング工程の後に、
   さらに絶縁膜形成工程を行うことを特徴とする赤外線固
   体撮像装置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項４記載の赤外線固体撮像装置の製
   造方法において、 前記光電変換膜形成工程の後に、前記絶縁膜形成工程
   と、前記エッチング工程と、前記反射膜形成工程とを少
   なくとも１工程以上行うことを特徴とする赤外線固体撮
   像装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の赤外線固体撮像装置の製
   造方法において、 最後の前記反射膜形成工程の後に、さらに絶縁膜形成工
   程と反射膜形成工程とを行うことを特徴とする赤外線固
   体撮像装置の製造方法。