WO2004055898A1

WO2004055898A1 - 固体撮像素子およびその製造方法

Info

Publication number: WO2004055898A1
Application number: PCT/JP2003/015939
Authority: WO
Inventors: Tetsuya Komoguchi; Yoshiyuki Enomoto
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2004-07-01
Also published as: US7842986B2; TW200425492A; KR20050085579A; KR20110011751A; KR20110010840A; US20060115230A1; US7442973B2; TWI236767B; US20080265353A1; KR20110015473A; KR101089684B1

Abstract

　導波路を構成する光透過性材料の埋め込み性を改善して、集光効率の向上を図り、また固体撮像素子の信頼性を確保する。　光を受光して光電変換を行う受光部（１）と、その受光部（１）を備えた基体上を覆う絶縁膜５中に形成された光透過性材料からなる導波路（２０）とを具備し、前記導波路（２０）が外部からの入射光を前記受光部（１）まで導くように構成された固体撮像素子において、前記導波路（２０）に、光の入射方向から見た平面形状の大きさが当該光の入射側の面から前記受光部側に向けて小さくなる順テーパー形状部を設ける。

Description

固体撮像素子およびその製造方法

技術分野

明

本発明は、導波路構造を有した固体撮像素子およびその製造方法に関する。田

背景技術

C C D型センサよりも低消費電力化できることなどが見直され、近年盛んに開発されるようになってきた固体撮像素子に M O S型センサが挙げられる。この M O S型センサは C C D型センサとは異なり、受光部に蓄積された電荷を、基体内部を読み出しすることによって撮像領域から読み出すのではなく、受光部付近において、蓄積された電荷が電気（電圧）信号として信号線に読み出され、該信号線を通して撮像領域外へ読み出される。該信号線は出力信号線と呼ばれ基体の上方に配されている。また、この出力信号線以外にも、受光部に蓄積された電荷を最初に読み出すために、読み出し電極に信号を供給する信号線や、画素内の電荷を消去するためのリセット信号線などが、同じく基体上方に配されている。これらの信号線は、基体上の読み出し電極などの要素を覆う平坦化膜の上方に配されている。また、固体撮像素子の多画素化の流れにより、 1 画素内の受光部や信号線は狭い面積内に収めなくてはならず、信号線は平坦化膜の上方に多層に形成され、また、場合によっては受光部上にはり出す位置に信号線が位置することがある。

図 2 7は、従来技術における導波路構造の一例を示す側断面図である。図例のように、従来の固体撮像素子では読み出し電極の凹凸によって入射光がけられるのを防ぐため、読み出し電極 1 5を覆う平坦化膜 1 1内に設けた導波路 2 0によって受光部 1まで入射光を導いていた。

しかし、このような構造では、平坦化膜 1 1の上方に形成された信号線 7によるけられを回避することができず、導波路 2 0を有していることによる効果が著しく低下する。また、従来の導波路 2 0は受光部 1の両側に略対象に位置する読み出し電極 1 5の間隔に合わせて配置されているため、平坦化膜 1 1の上方に位置する複数の信号線 7の受光部 1に対する非対称性や、信号線 7の受光部 1上へ張り出しに対応させることができない。発明の開示

本発明は上記目的を達成するために案出された固体撮像素子およびその製造方法である。

すなわち、本発明に係る固体撮像素子は、基体内に形成され入射光を受けて電荷を生成する複数の受光部と、前記基体上に形成された所定の要素を覆って平坦化する平坦化層と、前記平坦化層上に形成された複数の信号線と、前記複数の信号線の間を通して入射光を前記受光部へ導く導波路とを有することを特徴としている。

また、本発明は、受光部を備えた基体上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の前記受光部に対応する箇所に開口部を形成する工程と、前記開口部に光透過性材料を埋め込んで導波路を形成する工程とを行って、前記導波路が外部からの入射光を前記受光部まで導くように構成された固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造方法において、前記開口部を形成する工程で、当該開口部を形成するためのフォトレジストパターニングにおけるレジスト形状を順テーパー形状とし、エッチングによる開口部形成時に当該順テーパー形状を転写して、光の入射方向から見た平面形状の大きさが当該光の入射側の面から前記受光部側に向けて小さくなる順テーパー形状部を有した開口部を形成することを特徴としている。

さらに、本発明は、受光部を備えた基体上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の前記受光部に対応する箇所に開口部を形成する工程と、前記開口部に光透過性材料を埋め込んで導波路を形成する工程とを行って、前記導波路が外部からの入射光を前記受光部まで導くように構成された固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造方法において、前記開口部を形成する工程で、当該開口部を形成するためのエッチングプロセスにおけるエツチング条件を、等方性ェツチングを抑制して順テーパー形状を形成するエッチング条件とし、光の入射方向から見た平面形状の大きさが当該光の入射側の面から前記受光部側に向けて小さくなる順テーパ一形状部を有した開口部を形成することを特徴としている。

また、本発明は、受光部上に、高屈折率層が低屈折率層中に埋め込まれてなる孔が設けられた固体撮像素子を製造する方法であって、表面を覆って前記低屈折率層を形成し、前記低屈折率層に開口部を形成し、前記開口部に前記高屈折率層を埋め込む工程を複数回行うことにより、前記孔を形成することを特徴としている。

また、本発明は、半導体基板に形成された光電変換部と、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して設けられた上層膜と、前記上層膜の上面から前記光電変換部の受光領域上のゲート絶縁膜にかけて形成された孔と、前記孔内に埋め込まれた導波路とを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記上層膜に形成した孔に、前記導波路の少なくとも一部となる水素を含有する第 1の高屈折率材を埋め込む工程と、前記第 1の高屈折率材に水素雰囲気中の熱処理を施すことにより、前記第 1の高屈折率材から光電変換部側に水素を放出させる工程とを有することを特徴としている。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る固体撮像素子の概略構成の一例を示す側断面図である。

図 2は、本発明の第 1の実施例（以下「実施例 1」という）の固体撮像素子の概略構成の一例を示す側断面図である。

図 3は、本発明に係る固体撮像素子の順テーパー形状部の平面形状の具体例を示す説明図（その 1 ) である。

図 4は、本発明に係る固体撮像素子の順テーパー形状部の平面形状の具体例を示す説明図（その 2 ) である。

図 5は、本発明に係る固体撮像素子の順テーパー形状部の平面形状の具体例を示す説明図（その 3 ) である。

図 6は、本発明に係る固体撮像素子の概略構成の他の例を示す側断面図（その 1 ) である。

図 7は、本発明に係る固体撮像素子の概略構成の他の例を示す側断面図（その 1 ) である。

図 8は、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の概要を説明するための側断面図（その 1 ) である。

図 9は、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の概要を説明するための側断面図（その 2 ) である。

図 1 0は、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の概要を説明するための側断面図（その 3 ) である。

図 1 1は、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の概要を説明するための側断面図（その 4 ) である。図 1 2は、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の概要を説明するための側断面図（その 5 ) である。

図 1 3 A〜図 1 3 Kは、本発明の実施例 2の固体撮像素子の製造方法を説明するための側断面図である。

図 1 4 A〜図 1 4 Kは、本発明の実施例 3の固体撮像素子の製造方法を説明するための側断面図である。

図 1 5八〜図 1 5 Kは、本発明の実施例 4の固体撮像素子の製造方法を説明するための側断面図である。

図 1 6 A〜図 1 6 Kは、本発明の実施例 5の固体撮像素子の製造方法を説明するための側断面図である。

図 1 7は、本発明の実施例 6の固体撮像素子の構成を示す概略断面図である。

図 1 8は、層間で生じる問題点を説明する拡大断面図である。

図 1 9は、層間での各層の径を規定する説明図である。

図 20は、図 1 7に示す構成において、孔の上層の側壁をテーパー形状とした場合を説明する概略断面図である。

図 2 1は、図 1 7に示す構成において、孔を 3つの層で形成した場合を説明する概略断面図である。

図 2 2は、図 1 7に示す構成において、孔を 2つの層の側壁をテーパ一形状とした場合を説明する概略断面図である。

図 2 3 A〜図 2 3 Kは、本発明の実施例 7の固体撮像素子の製造方法を説明する製造工程図である。

図 24は、本発明の実施例 8の固体撮像素子を説明する断面図である。図 2 5 Aと図 2 5 Bは、図 24に示す固体撮像素子の導波路内に入射した光の反射経路を示す説明図である。

図 2 6 A〜図 2 6 Fは、本発明の実施例 9を説明する、図 24に示す固体撮像素子の各製造方法を示す断面図である。

図 2 7は、従来の導波路構造の一例を示す側断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面に基づき本発明に係る固体撮像素子およびその製造方法について説明する。

図 1は、本発明に係る固体撮像素子の概略構成の一例を示す側断面図である。図例のように、導波路構造の固体撮像素子では、表層部側にフォトダイォードとして機能する受光部 1を備えた基本体上に、ゲート絶縁膜 2、素子分離絶縁膜 3およぴストッパ S i N膜（エッチストツバ膜） 4を介して、絶縁膜 5が形成されている。

この絶縁膜 5は複数層から成る。この絶縁膜 5は異なる複数の材料を含んでいてもよい。絶縁膜 5の複数層の膜のうちの下方の層は、基体上に形成された、受光部 1からの信号電荷の読み出しに必要となる読み出しゲート 6を覆って上面を平坦化する役割を果たしている。つまり下方の層は平坦化膜である。またこの平坦化膜の上方には多層の信号線 7が形成されている。この信号線 7は受光部 1の周辺や、受光部 1上に張り出す位置に形成されている。また絶縁膜 5中にはこれら信号線 7に伴う導電プラグ 8が形成されている。尚、図 1において、絶縁膜 5の中に複数の層が含まれていることを示す線を 1本だけ示した。他の場所にも各層の境界が存在することがあるが、本発明の実施の説明に必要がないため省略する。

さらに、絶縁膜 5の中の受光部 1に対応する箇所に、多層の信号線 7 の間を通して入射光を受光部 1に導く導波路 9が形成されている。また、絶縁膜 5の上方にパッシベ-ション 1 0、平坦化膜 1 1およびカラーフィルタ 1 2を介してオンチップレンズ 1 3が配設されている。導波路 9は、例えば、絶縁膜 5に光の入射側から多層の信号線 7の間を通り受光部 1へ続く開口（孔）を形成し、その開口にプラズマ C V D ( Chemi cal vapor depos i t i on) 法により室ィ匕ケィ素（P— S i N ) 等の光透過性材料を埋め込むことで形成する。その光透過性材料の屈折率が絶縁膜 5に比して高い場合、導波路 9は、単に受光部 1 とオンチップレンズ 1 3とを光学的に接続するだけではなく、導波路 9 と絶縁膜 5 との界面にて、臨界角より大きい入射角をもつ入射光を全反射させて、受光部 1への集光率を高めるようにもなる。

以上のような構成により、受光部 1周辺の上方や、受光部 1上方に張り出す部分に、複数の信号線 7が受光部 1に対して非対称に形成されていても、入射光を高い効率で受光部 1に導くことができる。

ぐ実施例 1 >

先ず、本発明に係る固体撮像素子の概略構成について説明する。図 2 は、本発明の第 1の実施例（以下「実施例 1」という）の固体撮像素子の概略構成の一例を示す側断面図である。なお、図中において、従来における固体撮像素子（図 2 7参照）と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図 2のように、ここで説明する固体撮像素子は、フォトダイオードとして機能する受光部 1を備えた基体上に、ゲート絶縁膜 2、素子分離絶縁膜 3およびストツパ S i N膜（ェツチストッパ膜） 4を介して、絶縁膜 5が形成されている。この絶縁膜 5中には、受光部 1からの信号電荷の読み出しに必要となる読み出しゲート 6、多層の信号線 7、これらの信号線 7に伴う導電プラグ 8等が埋め込まれている。さらに、絶縁膜 5 中の受光部 1に対応する箇所には、光透過性材料からなる導波路 2 0が形成されている。そして、その絶縁膜 5の上面側にパッシベーシヨン 1 0、平坦化膜 1 1およびカラーフィルタ 1 2を介してオンチップレンズ 1 3が配設されている。なお、導波路 2 0は、絶縁膜 5に比して屈折率が高い光透過性材料によって形成されている。

ところで、ここで説明する固体撮像素子は、導波路 2 0の形状が、従来における固体撮像素子（図 2 7参照）とは異なっている。すなわち、導波路構造が従来の場合とは異なる。本実施形態で説明する導波路構造では、導波路が順テーパー形状部を有している。順テーパー形状部とは、光の入射方向から見た平面形状の大きさが、絶縁膜 5の光入射側の面から、受光部 1側に向けて徐々に小さくなるテーパー形状の部分のことをいう。

順テーパー形状部は、図例のように、導波路 2 0の全域にわたって形成することも考えられるが、必ずしも全域にわたつて形成する必要はなく、絶縁膜 5の光入射側の面から受光部側に向けて受光部 1側に向けて、少なくとも導波路 2 0の一部に形成されていればよい。さらに詳しくは、多層の信号線 7の中で受光部 1上に最も大きく張り出す信号線 7 (図中 A参照）よりも光の入射側のみ、すなわち絶縁膜 5の光入射側の面からその信号線 7に達する深さの部分にのみ、順テーパー形状部を配し、それ以外の部分はテーパー形状ではなくストレート形状とすることも考えられる。

また、順テーパー形状部は、受光部 1の平面形状ではなく、絶縁膜 5 中に形成された信号線 7、特に受光部 1上に張り出す信号線 7に対応した平面形状を有していることが望ましい。

ここで、導波路 2 0の順テーパー形状部における平面形状について具体例を挙げて説明する。図 3〜図 5は、順テーパー形状部の平面形状の具体例を示す説明図である。例えば、図 3に示すように、受光部 1の平面形状が方形状である場合を例に挙げて考える。この場合、導波路 2 0の平面形状も受光部 1に対応して方形状とすることが考えられるが、受光部 1上に張り出す信号線 7が存在していると、その信号線 7によって光の侵入が妨げられ、その分だけ光の到達面（受光面）が狭くなつてしまう。

このことから、導波路 2 0に順テーパー形状部を設ける場合には、例えば図 4に示すように、その順テーパー形状部の光入射側の開口 2 0 a の形状が方形状であっても、受光部 1側の開口 2 0 bの形状を、受光部 1上に張り出した信号線 7に対応した平面形状とすることが考えられる。このようにすれば、開口 2 0 a側から入射した光を、信号線 7に遮られることなく、開口 2 0 b側まで集光させることが可能となり、結果として入射光を効率良く受光部 1まで到達させることが可能となる。

また、順テーパー形状部は、必ずしも 1つのテーパー角のテーパー形状からなるものである必要はなく、例えば異なる 2つ以上のテーパー角のテーパー形状を組み合わせてなるものであっても構わない。その場合には、例えば図 5に示すように、受光部 1側の順テーパー形状部については、上述した図 4の場合と同様に形成するが、その順テーパー形状部よりも光入射側の順テーパー形状部については、光入射側の開口 2 0 c の形状を開口 2 0 aよりもさらに広げるようにすることが考えられる。このようにすれば、受光部 1側の順テーパー形状部の開口 2 0 aが狭くても、光入射側の順テーパー形状部の開口 2 0 cを広げることにより、より多くの光を受光部 1に導くことができるようになる。

図 6，図 7は、本発明に係る固体撮像素子の概略構成の他の例を示す側断面図であり、順テーパー形状部が異なる 2つ以上のテーパー角のテ一パー形状を組み合わせによる場合の例を示す図である。なお、図中において、上述した固体撮像素子（図 2参照）と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図 6に示すように、固体撮像素子における導波路 2 0は、光の入射側から信号線 7 aの脇部（図中 A参照）に向けて、その導波路 2 0の平面形状の大きさが徐々に小さくなるように傾斜する第 1傾斜部 2 0 dを有したものとすることが考えられる。このとき、導波路 2 0は、第 1傾斜部 2 0 dに加えて、その第 1傾斜部 2 0 dとは異なる角度で傾斜する第 2傾斜部 2 0 eを有しているものとする。ただし、第 2傾斜部 2 0 eに代わって、全く傾斜を持たない無傾斜部（ただし不図示）を有していてもよい。

このような導波路 2 0における第 1傾斜部 2 0 dは、積層方向（上下方向）に重なり合う少なくとも 2以上の信号線 7 a， 7 b同士の位置関係に応じた傾斜角度を有しているものとする。すなわち、上下の各信号線 7 a， 7 bにおける端部の位置に応じて、その傾斜角度が特定されることになる。例えば、図例のように、下側の信号線 7 aの端部位置が受光部 1上に大きく張り出しているのに対して、上側の信号線 7 bの端部位置が受光部 1上に張り出しておらず、互いの端部位置に平面的な違いがある場合には、第 1傾斜部 2 0 dの傾斜角度は、入射する光の光軸方向に対して大きく傾いたものとなる。

なお、第 1傾斜部 2 0 dの傾斜角度は、必ずしも信号線 7 a， 7 bの受光部 1側における端部がなす角度に一致させる必要はなく、信号線 7 a , 7 bの位置関係に応じたものであればよい。

このように、第 1傾斜部 2 0 dと第 2傾斜部 2 0 e (または無傾斜部）とを組み合わせた順テーパー形状部を有する導波路 2 0であっても、光入射側の開口を広げることにより、より多くの光を受光部 1に導くことができるようになる。すなわち、従来における導波路構造（図 A参照）では集光量が少なくなるため信号線 7を受光部 1付近に形成することができなかつたが、上述したような第 1傾斜部 2 0 dを有する導波路 2 0 を用いた導波路構造とすれば、受光部 1への集光効率を向上させることができるようになる。したがって、例えば M◦ S ( Metal Oxi de Semi conductor) 型撮像素子（いわゆる C M O Sセンサ等）のような撮像素子において、受光部 1付近に信号線 7を形成することが可能となる。また、受光部 1の面積拡大から画素回路部の面積縮小に伴う、配線形成位置の制限という問題についても、これを解消し得るようになる。特に、信号線 7 aの端部位置が受光部 1上に大きく張り出すように構成した場合には、そのことが顕著となる。

また、図 7に示すように、固体撮像素子における導波路 2 0は、その側壁面が第 1の側面部 2 0 f と第 2の側面部 2 0 g とからなり、これら第 1の側面部 2 0 f およぴ第 2の側面部 2 0 gによって、その導波路 2 0の平面形状の大きさを徐々に小さくすることが考えられる。このとき、第 1の側面部 2 0 f は、第 2の側面部 2 0 gと異なる形状に形成されているものとする。そして、少なくとも第 1の側面部 2 0 f は、傾斜角度の異なる複数の傾斜部 2 0 h， 2 0 i を有してなるものとする。これら複数の傾斜部 2 0 h , 2 0 i は、上述した第 1傾斜部 2 0 dおよぴ第 2 傾斜部 2 0 e (または無傾斜部）と同様に構成することが考えられる。すなわち、複数の傾斜部 2 0 , 2 0 iの中の少なくとも 1つの傾斜部 2 0 hは、積層方向（上下方向）に重なり合う少なくとも 2以上の信号線 7 a ， 7 b同士の位置関係に応じた傾斜角度を有したものとし、また下側の信号線 7 aは、その端部位置が受光部 1上に大きく張り出すように形成されたものとする。

このように、第 1の側面部 2 0 f と第 2の側面部 2 0 g とを組み合わせた順テーパー形状部を有する導波路 2 0であっても、光入射側の開口を広げることにより、より多くの光を受光部 1に導くことができるようになる。すなわち、従来における導波路構造では集光量が少なくなるため信号線 7を受光部 1付近に形成することができなかったが、上述したような第 1の側面部 2 0 f を有する導波路 2 0を用いた導波路構造とすれば、受光部 1への集光効率を向上させることができるようになる。また、受光部 1の面積拡大から画素回路部の面積縮小に伴う、配線形成位置の制限という問題についても、これを解消し得るようになる。特に、信号線 7 aの端部位置が受光部 1上に大きく張り出すように構成した場合には、そのことが顕著となる。

次に、以上のような構成の導波路構造の製造方法、すなわち本発明に係る固体撮像素子の製造方法の概要について説明する。図 8〜図 1 2は、本発明に係る固体撮像素子の製造方法を説明するための側断面図である。なお、ここでは、図 2に示した固体撮像素子の製造方法を例に挙げて説明する。

上述した固体撮像素子の製造にあたっては、先ず、図 8に示すように、受光部 1、読み出しゲート 6を形成後、導波路開口エッチング時のエツチストッパ膜となるストツパ S i N膜 4を、受光部 1上にゲート絶縁膜 2を介して形成する。ストッパ S i N膜 4については、導波路開口エツチング時の選択比を考慮して、その成膜材料として S i Nを使用する。そして、ゲート絶縁膜 2上に、多層の信号線 7、これらの信号線 7に伴う導電プラグ 8、これらを埋め込むための絶縁膜 5を形成する。絶縁膜 5としては、酸化膜を使用することが考えられる。ここまでは、従来における固体撮像素子の製造手順と略同様である。

その後、図 9に示すように、導波路 2 0のための開口を形成すべく、絶縁膜 5の上面側にフォトレジスト膜 2 1をパターユングする。このとき、フォトレジスト膜 2 1は、順テーパー形状部を有する導波路 2 0を実現するために、パターユングされた開口部分の断面レジスト形状を順テーパー形状とする。この順テーパー形状は、フォトレジスト膜 2 1を成膜する際に通常用いられる周知技術を利用することで実現が可能である。また、順テーパー形状の角度等は、形成すべき順テーパー形状部の形状に応じて特定すればよい。

フォトレジスト膜 2 1の成膜後は、図 1 0に示すように、エッチングにより開口部 2 2を形成する。これにより、絶縁膜 5の受光部 1に対応する箇所（受光部 1の上方側）に開口部 2 2が形成されることになる。ただし、このとき、フォトレジスト膜 2 1が順テーパー形状となっているため、エッチングにより開口部 2 2を形成すると、その開口部 2 2にフォトレジスト膜 2 1の順テーパー形状が転写される。したがって、ェツチングによって形成される開口部 2 2は、光の入射方向から見た平面形状の大きさが、その光の入射側の面から受光部 1側に向けて小さくなる順テーパー形状部を有したものとなる。

また、エッチングにより開口部 2 2を形成する際には、そのエツチングプロセスにおけるエッチング条件を、等方性エッチングを抑制して順テーパー形状を形成するエッチング条件としても構わない。具体的には、ェツチングプロセス条件として、例えば C ₄ F ₈に代表される C F系ガスのような堆積性の強いガスを使用し、側壁保護膜を形成することにより、等方性ェツチングを抑制し、形成される開口部 2 2が順テーパー形状を有するようにする。また、使用するガスの種類だけではなく、レジスト露光条件、エッチングガスの流量や圧力、 R Fバイアス電圧等を適宜選択調整することにより、等方的なエッチングを抑制し、これによつてもテーパー形状を実現することが可能となる。すなわち、エッチングプロセスにおけるエツチング条件を調整することで、そのエッチングによつて形成される開口部 2 2は、順テーパー形状部を有したものとなる。

このように、絶縁膜 5中に形成される導波路 2 0のための開口部 2 2 は、フォトレジストパターユングにおけるレジスト形状を順テーパー形状とするカ若しくはエッチングプロセスにおけるエツチング条件を等方性ェツチングを抑制して順テーパー形状を形成するエッチング条件とするか、またはこれらの組み合わせにより、順テーパー形状部を有したものとなる。この順テーパー形状部の角度や深さ等は、レジスト形状やエッチング条件等の調整によって、所望する角度や深さ等に設定することが可能である。なお、レジスト形状やエッチング条件等については、周知技術を利用することで調整することが可能であるため、ここではその詳細な説明を省略する。

開口部 2 2の形成後は、図 1 1に示すように、その開口部 2 2に光透過性材料を埋め込んで導波路 2 0を形成する。具体的には、例えば高密度プラズマ C V D法により P— S i N等の光透過性材料を埋め込むことで、導波路 2 0を形成する。ただし、このとき、開口部 2 2は順テーパ一形状部を有したものとなっている。すなわち、順テーパー形状部によつて、開口部 2 2の間口部分（最上部）が広くなっている。したがって、光透過性材料を埋め込む際には、開口部 2 2内へのラジカル供給が促進され、その開口部 2 2内に満遍無く光透過性材料が行き渡ることになる。しかも、光透過性材料を埋め込む際に、開口部 2 2の間口付近に堆積物が付着しても、間口部分が広いことから、その堆積物によって間口部分が塞がってしまうこともない。これらのことから、順テーパー形状部を有した開口部 2 2であれば、高ァスぺクト比を有するものであっても、光透過性材料を良好に埋め込むことが可能となる。そして、開口部 2 2 に光透過性材料を埋め込んで導波路 2 0を形成した後は、エッチパック法または C M P ( Chemi cal Mechani cal Po l i shing；化学的機械的研磨）法によってグローバル平坦化処理を施す。

その後は、図 1 2に示すように、導波路 2 0および絶縁膜 5の上面側に、従来における固体撮像素子の製造手順と略同様の手順によって、パッシべーシヨン 1 0、平坦化膜 1 1、カラーフィルタ 1 2およびオンチップレンズ 1 3を順に形成して、固体撮像素子を完成させる。

以上のように、本実施形態で説明した固体撮像素子およびその製造方法によれば、導波路 2 0が順テーパー形状部を有している。すなわち、導波路 2 0を形成するための開口部 2 2が、平面形状の大きさが光の入射側の面から受光部側に向けて小さくなる順テーパー形状部を有したものとなつている。したがって、開口部 2 2に光透過性材料を埋め込んで導波路 2 0を形成する際における、光透過性材料を埋め込み性が従来よりも向上する。また、開口部 2 2の間口部分が堆積物によって塞がってしまうこともない。これらにより、高ァスぺクト比を有する開口部 2 2 に対しても、光透過性材料を良好に埋め込むことが可能となり、結果として導波路 2 0における集光効率の向上や特性ばらつきの低減等を実現可能となる。

また、順テーパー形状部によって、導波路 2 0の光入射側を大きく、受光部 1側を小さくすることが可能なため、固体撮像素子の構造に最適な導波路形状を形成することができ、これによつても集光性が向上することになる。すなわち、導波路 2 0の光入射側を大きいことにより、導波路 2 0への入射光量を増大させることが可能となる。また、導波路 2 0 ·の受光部 1側が小さいことにより、入射光を効率よく導波路 2 0内部に取り込むことができ、例えば斜め方向へ放射された光も受光部 1に集光し易くなる。これらによって、受光部 1への集光性が向上することになる。

さらには、例えば多画素化によって受光部 1 の平面形状が小さくなつても、あるいは例えば受光部 1 の上部に信号線 7等が被さるような構造が採用された場合であっても、その信号線 7等との干渉を避けつつ、順テーパー形状部によって開口部 2 2の間口部分については広くすることが可能となる。つまり、順テーパー形状部によって導波路 2 0と信号線 7 との間の距離を広く取ることができるので、開口部 2 2のエッチング時の配線削れが生じるのを回避することができ、固体撮像素子の信頼性向上や信号線 7との反応生成物によるパーティクル発生の抑制等も実現可能となる。

これらのことは、特に多層配線構造を有する固体撮像素子においては、多層配線化や多画素化等に伴って、導波路 2 0を形成するための開口部 2 2のァスぺクト比が高くなるため、非常に有効であると言える。

また、本実施形態で説明したように、例えば受光部 1上に最も大きく張り出す信号線 7よりも光の入射側のみに導波路 2 0の順テーパー形状部を配した場合には、その順テーパー形状部を必要な部分にのみ設けることとなる。つまり、それ以外の部分はテーパー形状ではなくストレート形状としても構わないので、受光部 1への光の集光効率を向上させる上では非常に好適なものとなる。

さらに、本実施形態で説明したように、順テーパー形状部が、受光部 1の平面形状ではなく、絶縁膜 5中に形成された信号線 7、特に受光部 1上に張り出す信号線 7に対応した平面形状を有したものであれば、入射光が信号線 7に遮られることがないため、効率良く受光部 1まで到達させることが可能となり、集光効率を向上させる上で非常に好適なものとなる。また、開口部 2 2のエッチング時の配線削れを未然に回避できるので固体撮像素子の信頼性向上にも寄与することとなる。

また、本実施形態で説明した固体撮像素子の製造方法によれば、順テ一パー形状部を、フォトレジストパターユングにおけるレジスト形状を順テーパー形状とするか、若しくはエッチングプロセスにおけるエッチング条件を等方性エッチングを抑制して順テーパー形状を形成するエツチング条件とするか、またはこれらの組み合わせにより形成するようになっている。したがって、順テーパー形状部を形成する場合であっても、特別な工程の追加等を要することなく、その形成を容易に行うことが可能となる。

しかも、エッチング条件の調整によって順テーパー形状部を形成する場合であれば、そのエッチング最中にも条件を可変することが可能となる。そのため、例えば一部のみに順テーパー形状部を設けたり、あるいは異なる 2つ以上のテーパー角のテーパー形状を組み合わせたりする場合であっても、一度のエッチング処理を行うだけで、これらを容易に実現することが可能となる。

なお、本実施形態で説明した固体撮像素子およびその製造方法は、例えば C C D ( Charge Coupl ed Devi ce) 型のものであっても、あるいは C M O S ( Compl ementary Metal Oxi de S emi conductor) 型のものであっても、導波路構造を有した固体撮像素子およびその製造方法であれば適用することが可能である。

また、本実施形態では、本発明をその好適な具体例により説明したが、本発明が本実施形態に限定されないことは勿論である。特に、受光部 1 や導波路 2 0の平面形状や多層配線構造等については一具体例に過ぎなレ、。

<実施例 2 >

次いで、本発明の第 2の実施例（以下「実施例 2」という）の固体撮像素子の製造方法を説明する。図 1 3 A〜図 1 3 Kは、本発明の実施例 2の固体撮像素子の製造方法を説明するための側断面図である。なお、ここでは、説明を簡単にするために、基体となるシリコン基板に形成された素子領域や素子分離領域等の構成については図示を省略している。実施例 2では、先ず、図 1 3 Aに示す如く、光電変換を行うダイォード 1 1 2、 S i N膜 1 1 3、ポリ層間膜 1 1 4、第 1信号線 1 1 6、第 1信号線層間膜 1 1 5、第 1配線に適用した銅（C u) の拡散防止膜 1 2 1、第 1信号線と第 2信号線間の層間膜 1 2 2、第 2信号線 1 2 3、第 2配線に適用した C uの拡散防止膜 1 3 1、第 2信号線と第 3信号線間の層間膜 1 3 2、第 3信号線 1 3 3、第 3配線に適用した C uの拡散防止膜 1 4 1、第 3配線とその上層に配置される信号線との層間膜 1 4 2で構成されるシリコン基板 1 1 1に対して、図 1 3 Bに示すように、導波路となる部分をリソグラフィ技術を用いて形成するために、マスクとなるレジスト 1 5 1をパターユングする。なお、層間膜は、この例では全て S i 0₂膜で、膜厚は、ポリ層間膜 1 1 4が 4 5 0 nm、第 1信号線層間膜 1 1 5が 1 5 0 nm、第 1信号線と第 2信号線間の層間膜 1 2 2と第 2信号線と第 3信号線間の層間膜 1 3 2が 2 0 0 nm、第 3配線の上層の層間膜 1 4 2が 3 0 0 n mである。また、信号線 1 1 6， 1 2 3， 1 3 3は、全て C u配線で、膜厚は全層 2 0 0 n mである。さらに、 C u拡散防止膜 1 2 1， 1 4 1は、全て S i C膜で、膜厚は 5 0 n mである。最下層の S i N膜 1 1 3も 5 O nmである。

レジスト 1 5 1のパターニング後は、図 1 3 Cに示すように、最上層配線上の層間膜 1 4 2を等方的に加工する。さらには、図 1 3 Dに示すように、異方性ェツチングで導波路が形成される領域の層間膜を加工し、導波路 1 5 2を形成する。

導波路 1 5 2の形成後は、図 1 3 Eに示すように、リソグラフィ技術で使用したレジスト 1 5 1を除去する。そして、図 1 3 Fに示すように、導波路の外管となる金属膜 1 5 3を 5 0 nm成膜した後に、図 1 3 Gに示すように、その金属膜 1 5 3を全面エッチパックし、導波路の外管となる金属膜 1 5 3を側面にのみ残す。金属膜 1 5 3としては、アルミ二ゥムをこの例では使用した。ただし、低屈折率膜を側壁に使用し、内部の埋め込みを高屈折率膜にしたクラッド構造にしてもよい。

その後は、図 1 3 Hに示すように、導波路 1 5 2の中に、高密度ブラズマ C VD法により、絶縁膜 1 5 4を埋め込む。この絶縁膜 1 5 4は、可視光に対してこれを透過させる透明な膜であるものとする。具体的には、この例では、通常の S i 0₂膜を使用した。

そして、絶縁膜 1 5 4の埋め込み後は、図 1 3 I に示すように、 CM P法により平坦化を行い、導波路の部分以外に成膜された絶縁膜 1 5 4 を除去する。

なお、以上の手順では、導波路 1 5 2の中に透明絶縁膜 1 5 4を埋め込むのにあたり、高密度プラズマ CVD法を用いた場合を例に挙げたが、例えば塗布法により透明絶縁膜 1 5 4の埋め込みを行うことも考えられる。その場合に、塗布法によって平坦化も同時に実現できれば、 CMP 法による平坦化プロセスは削除することが可能となる。

実施例 2における固体撮像素子の製造方法は上述の通りであるが、それ以降の工程では、導波路 1 5 2に光を十分入射させるベく、オンチップレンズを形成することも考えられる。すなわち、図 1 3 Jに示すように、平坦化後の透明絶縁膜 1 5 4上に、 S i N膜 1 6 1、カラーフィルタ 1 6 2、オンチップレンズ 1 6 3を形成するようにしても構わない。また、上述した手順では、透明絶縁膜 1 5 4の埋め込みを高密度ブラズマ CVD法で行い、その後 CMP法により平坦化する場合を例に挙げたが、図 1 3 Kに示すように、 CM P法による平坦化を行わず、その上層に埋め込み絶縁膜 1 5 4よりも屈折率の高い材料からなる膜 1 5 5、例えば S i N膜を成膜し、その膜 1 5 5が導波路上方部分にのみ残るようにエッチバックまたは C M P法による平坦化を行つて凹レンズを形成し、これにより導波路に効率よく光を集光させるようにすることも考えられる。さらに、実施例 2では、導波路になる部分を開口後、直ちに金属膜 1 5 3を成膜する場合を例に挙げたが、絶縁膜を例えば 5 0 n m形成後に、金属膜 1 5 3を形成することも可能である。この場合、信号線と導波路との耐圧を確保しゃすい。

ぐ実施例 3 >

次いで、本発明の第 3の実施例（以下「実施例 3」という）の固体撮像素子の製造方法を説明する。図 1 4 A〜図 1 4 Kは、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の実施例 3を説明するための側断面図である。なお、ここでも、説明を簡単にするために、基体となるシリコン基板に形成された素子領域や素子分離領域等の構成については図示を省略している。

実施例 3では、先ず、光電変換を行うダイォード 2 1 2、 S i N膜 2 1 3、ポリ層間膜 2 1 4、第 1信号線 2 1 6、第 1信号線層間膜 2 1 5、第 1配線に適用した C uの拡散防止膜 2 2 1、第 1信号線と第 2信号線間の層間膜 2 2 2、第 2信号線 2 2 3、第 2配線に適用した C uの拡散防止膜 2 3 1、第 2信号線と第 3信号線間の層間膜 2 3 2、第 3信号線 2 3 3、第 3配線に適用した C uの拡散防止膜 2 4 1、第 3配線とその上層に配置される信号線との層間膜 2 4 2で構成されるシリコン基板 2 1 1に対して、図 1 4 Aに示すように、導波路となる部分をリソグラフィ技術を用いて形成するために、マスクとなるレジスト 2 5 1をパターニングする。なお、層間 ·配線構成は実施例 2の場合と同様である。

レジスト 2 5 1のパターニング後は、図 1 4 Bに示すように、最上層配線上の層間膜 2 4 2を加工する。具体的には、信号線 2 1 6 , 2 2 3 , 2 3 3の一部乃至全てを被覆する大きさとなるように、最上層配線上の層間膜 2 4 2に開口部を形成する。

そして、開口部の形成後に、図 1 4 Cに示すように、絶縁膜 2 4 3を成膜し、さらには、図 1 4 Dに示すように、開口部の側面にのみ絶縁膜 24 3が残るように、 R I E (Reactive Ion Etching) により、その絶縁膜 24 3に対する加工を行う。この例では、絶縁膜 24 3として、 S i N膜を 20 0 n m成膜した。

その後は、図 1 4 Eに示すように、信号線 2 1 6, 2 2 3, 2 3 3に対して、十分な絶縁耐圧を確保する距離を有した大きさで、導波路をリソグラフィ技術と R I E法により加工する。なお、図中の符号 2 5 2はレジストである。

導波路の形成後は、図 1 4 Fに示すように、レジスト 2 5 2の剥離を行い、その剥離後、導波路の外管となる金属膜 2 5 3 として、例えばァルミ二ゥムを 5 nm成膜する。さらには、図 1 4 Gに示すように、その金属膜 2 5 3を全面ェツチパックし、導波路の外管となる金属膜 2 5 3 を側面にのみ残す。ただし、金属膜 2 5 3は、アルミ二ゥム膜ではなく、低屈折率膜を側壁に使用し、内部の埋め込みを高屈折率膜にしたクラッド構造にしてもよい。

その後は、図 1 4 Hに示すように、導波路の中に、高密度プラズマ C VD法により、絶縁膜 2 54を埋め込む。この絶縁膜 2 54は、可視光に対してこれを透過させる透明な膜であるものとする。具体的には、この例では、通常の S i 0₂膜を使用した。

そして、絶縁膜 2 5 4の埋め込み後は、図 1 4 1に示すように、 CM P法により平坦化を行い、導波路の部分以外に成膜された絶縁膜 2 54 を除去する。

なお、以上の手順では、導波路の中に透明絶縁膜 2 5 4を埋め込むのにあたり、高密度プラズマ CVD法を用いた場合を例に挙げたが、例えば塗布法により透明絶縁膜 2 54の埋め込みを行うことも考えられる。その場合に、塗布法によって平坦化も同時に実現できれば、 CMP法による平坦化プロセスは削除することが可能となる。

実施例 3における固体撮像素子の製造方法は上述の通りであるが、それ以降の工程では、導波路に光を十分入射させるベく、オンチップレンズを形成することも考えられる。すなわち、図 1 4 Jに示すように、平坦化後の透明絶縁膜 2 5 4上に、 S i N膜 2 6 1、カラーフィルタ 2 6 2、オンチップレンズ 2 6 3を形成するようにしても構わない。

また、上述した手順では、透明絶縁膜 2 54の埋め込みを高密度プラズマ C VD法で行い、その後 CMP法により平坦化する場合を例に挙げたが、図 1 4 Kに示すように、 CMP法による平坦化を行わず、その上層に埋め込み絶縁膜 2 5 4よりも屈折率の高い材料からなる膜 2 5 5、例えば S i N膜を成膜し、その膜 2 5 5が導波路上方部分にのみ残るようにエッチパックまたは C M P法による平坦化を行つて凹レンズを形成し、これにより導波路に効率よく光を集光させるようにすることも考えられる。

さらに、実施例 3では、導波路になる部分を開口後、直ちに金属膜 2 5 3を成膜する場合を例に挙げたが、絶縁膜を例えば 5 0 n m形成後に、金属膜 2 5 3を形成することも可能である。この場合、信号線と導波路との耐圧を確保しゃすい。

く実施例 4 >

次いで、本発明の第 4の実施例（以下「実施例 4」という）の固体撮像素子の製造方法を説明する。図 1 5 A〜図 1 5 Kは、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の実施例 4を説明するための側断面図である。なお、ここでも、説明を簡単にするために、基体となるシリコン基板に形成された素子領域や素子分離領域等の構成については図示を省略している。

実施例 4では、先ず、図 1 5 Aに示すように、光電変換を行うダイォ —ド 3 1 2および S i N膜 3 1 3から構成されるシリコン基板 3 1 1において、ダイオード 3 1 2上に形成される集光レンズの箇所に、リソグラフィ技術によりレジスト 3 1 3 aをパターユングする。そして、熱処理を施すことにより、図 1 5 Bに示すように、そのレジスト 3 1 3 aを丸める。その後、 S i N膜 3 1 3とレジスト 3 1 3 a とを同一のエッチングレートで加工すると、ダイォード 3 1 2上には、図 1 5 Cに示すように、集光レンズが形成されることになる。

集光レンズの形成後は、配線下の層間膜である S i N膜 3 1 3形成、および、拡散層 · ゲート電極とのコンタクト形成（図示せず）、第 1信号線の層間膜 3 1 5、第 1信号線 3 1 6、第 1配線に適用した C uの拡散防止膜 3 2 1、第 1信号線と第 2信号線間の層間膜 3 2 2、第 2信号線 3 2 3、第 2配線に適用した C uの拡散防止膜 3 3 1、第 2信号線と第 3信号線間の層間膜 3 3 2、第 3信号線 3 3 3、第 3配線に適用した C uの拡散防止膜 3 4 1、第 3配線とその上層に配置される信号線との層間膜 3 4 2を形成することで、図 1 5 Dに示す如き構造を得る。なお、配線 ·層間構造は、実施例 2の場合と同様である。

そして、上述した構造に対して、図 1 5 Eに示すように、導波路となる'部分をリソグラフィ技術を用いて形成するために、マスクとなるレジスト 3 5 1をパターユングし、その後レジスト 3 5 1を利用して最上層配線上の層間膜 3 4 2を等方的に加工する。このとき、層間膜 3 4 2は、例えば 3 0 0 n mである。

さらには、図 1 5 Fに示すように、異方性エッチングで導波路が形成される領域の層間膜を加工し、導波路を形成する。

導波路の形成後は、図 1 5 Gに示すように、リソグラフィ技術で使用したレジスト 3 5 1を除去し、導波路の外管となる金属膜 3 5 3として、アルミニウム膜を 5 0 nm成膜する。そして、図 1 5 Hに示すように、その金属膜 3 5 3を全面エッチパックし、導波路の外管となる金属膜 3 5 3を側面にのみ残す。金属膜 1 5 3 としては、アルミ二ゥムをこの例では使用した。ただし、金属膜 3 5 3は、アルミニウム膜ではなく、低屈折率膜を側壁に使用し、内部の埋め込みを高屈折率膜にしたクラッド構造にしてもよい。

その後は、図 1 5 Iに示すように、導波路の中に、高密度プラズマ C V D法により、絶縁膜 3 5 4を埋め込む。この絶縁膜 3 5 4は、可視光に対してこれを透過させる透明な膜であるものとする。具体的には、この例では、通常の S i 0₂膜を使用した。

そして、絶縁膜 3 5 4の埋め込み後は、図 1 5 Jに示すように、 C M P法により平坦化を行い、導波路の部分以外に成膜された絶縁膜 3 5 4 を除去する。

なお、以上の手順では、導波路の中に透明絶縁膜 3 5 4を埋め込むのにあたり、高密度プラズマ C V D法を用いた場合を例に挙げたが、例えば塗布法により透明絶縁膜 3 5 4の埋め込みを行うことも考えられる。その場合に、塗布法によって平坦化も同時に実現できれば、 C M P法による平坦化プロセスは削除することが可能となる。

実施例 4における固体撮像素子の製造方法は上述の通りであるが、それ以降の工程では、導波路に光を十分入射させるベく、オンチップレンズを形成することも考えられる。すなわち、図 1 5 Kに示すように、平坦化後の透明絶縁膜 3 5 4上に、 S i N膜 3 6 1、カラーフィルタ 3 6 2、オンチップレンズ 3 6 3を形成するようにしても構わない。

また、図示しないが、実施例 2 , 3の場合と同様に、高密度プラズマ C V D法で埋め込んだ絶縁膜を C M Pにより平坦化せず、その上層に埋め込み絶縁膜 3 5 4よりも屈折率の高い材料を成膜し、その膜が導波路上方部分にのみ残るようにして凹レンズを組み合わせてもよい。さらに、実施例 4では、導波路になる部分を開口後、直ちに金属膜 3 5 3を成膜する場合を例に挙げたが、絶縁膜を例えば 5 0 n m形成後に、金属膜 2 5 3を形成することも可能である。この場合、信号線と導波路との耐圧を確保しゃすい。

<実施例 5 >

次いで、本発明の第 5の実施例（以下「実施例 5」という）の固体撮像素子の製造方法を説明する。図 1 6 A〜図 1 6 Kは、本発明に係る固体撮像素子の製造方法の実施例 5を説明するための側断面図である。なお、ここでも、説明を簡単にするために、基体となるシリコン基板に形成された素子領域や素子分離領域等の構成については図示を省略している。

上述した実施例 4では、ダイオード 3 1 2の直上に集光レンズを配置した構成を例に挙げて説明したが、図 1 6 Aに示すように、ダイオード 4 1 2より離れた場所に集光レンズ 4 5 4を配置してもよく、その場合には集光レンズ 4 5 4の加工時のダメージがダイォード 4 1 2に及ぶのを回避し得るようになる。このとき、集光レンズ 4 5 4は、半球面レンズよりも、集光性を上がると考えられる凸レンズと凹レンズを組み合わせた構造にすることが望ましい。そこで、実施例 5では、凸レンズと凹レンズを組み合わせた構造の集光レンズ 4 5 4とした場合製造手順を説明する。

実施例 5では、先ず、図 1 6 Bに示すように、素子及ぴその分離領域 (共に図示せず）、光電変換を行うダイオード 4 1 2、 S i N膜 4 1 3、ポリ層間膜 4 1 4が形成されたシリコン基板 4 1 1において、ダイォード 4 1 2上に形成されるレンズ領域に対応するように、リソグラフィ技術によりレジスト 4 1 4 aをパターニングする。そして、図 1 6 Cに示すように、レジスト 4 1 4 aを利用してポリ層間膜 4 1 4を等方的に加ェして、凹レンズ形成を行う。その後、図 1 6 Dに示すように、凹レンズ形成に使用したレジスト 4 1 4 aを剥離し、さらには、図 1 6 Eに示すように、 S i N膜 4 1 4 bを成膜する。このとき、レンズを形成する材料は、 S i N膜に限られる訳ではないが、ポリ層間膜 4 1 4よりも屈折率の高い材料である必要がある。なお、ポリ層間膜は、この例では S i O ₂膜を使用している。

S i N膜 4 1 4 bの成膜後は、図 1 6 Fに示すように、その S i N膜 4 1 4 bを CMP法により平坦化する。そして、図 1 6 Gに示すように、光電変換を行うダイォード 4 1 2上に形成される集光レンズの箇所に、リソグラフィ技術によりレジスト 4 1 4 cをパターニングするとともに図 1 6 Hに示すように、熱処理を施すことにより、そのレジスト 4 1 4 cを丸める。その後、 S i N膜 4 1 4 b とレジスト 4 1 4 c とを同一のェツチングレートで加工すると、ダイォード 4 1 2上には、図 1 6 I に示すように、集光レンズ 4 1 4 bが形成されることになる。

それ以降は、図 1 6 Jに示すように、第 1信号線の層間膜 4 1 5を成膜する。そして、レンズ形成によりできた凸部を CMP法により平坦化すると、図 1 6 Kに示すように、第 1信号線を形成する前の状態となる。その後は、通常のデュアルダマシン法による C u配線形成過程と、実施例 2 , 3で示した導波路形成過程を経て、図 1 6 Aに示した固体撮像素子が形成されることになる。

以上に説明した実施例 2〜 5によれば、信号線のレイァゥトによる導波路の配置領域の制約を最小限に留め、十分な光量を受光部に入射させることが可能になる。また、導波路と受光部との間に集光レンズを形成することで、導波路の下方側で反射した光が、隣接する画素に漏れるのを抑制することもできるようになる。したがって、高感度の固体撮像素子を提供することができるのである。なお、上述した実施例 2〜 5は、信号線として 3層構造のものを例に挙げたが、本発明は、必ずしも三層配線の場合に限定されるものではない。さらに、実施例 2〜5では、配線として C uを適用した場合を説明したが、本発明が C u配線に限定されるものでないことは勿論である。 <実施例 6 >

次いで、本発明の第 6の実施例（以下「実施例 6」という）である固体撮像装置（CMO Sセンサ）について説明する。

実施例 6の本発明を固体撮像素子（CMO Sセンサ）に適用した場合の概略構成を図 1 7に示す。

尚、図示の例では固体撮像素子の 1画素に対応する断面を示している。本実施例に係る固体撮像素子 5 0 1は、素子分離領域 5 0 3で分離された半導体基板 5 0 2内の所定の領域に入射光を受光する受光部 5 0 4 が形成され、受光部 5 04上の所定の位置にはゲート絶縁膜 5 0 5を介して読み出しゲート 5 0 6、後述する信号線と接続される導電プラグ 5 0 7が絶縁膜 5 0 8中に形成される。

信号線 5 0 9は図示の例では 2層（第 1の信号線 5 9 1及び第 2の信号線 5 9 2 ) に形成されており、信号線 5 9 1及び 9 2間は導電プラグ 5 0 7により接続されている。最上層の信号線 5 9 2の上方には、絶縁膜 5 0 8上にパッシベーション膜 5 1 0、平坦化膜 5 1 1を介してカラ一フィルタ 5 1 2が形成され、カラーフィルタ 5 1 2上の受光部 5 0 4 と対応する位置にはオンチップレンズ 5 1 3が形成される。

受光部 5 0 4上には、この受光部 5 0 4とオンチップレンズ 5 1 3間をつなぐようにパッシベーション膜 5 1 0の下端まで孔 5 1 4が形成され、この孔 5 1 4内には絶縁膜 5 0 8より高い屈折率（n = 2. 0) を有する高屈折率層（例えば高密度のプラズマ CVD法によるプラズマ S i N膜） 1 5が埋め込まれてなる。尚、 1 6は絶縁膜（例えば S i 0₂ 膜） 8 との間で高い選択比を有するエッチングストップ膜（例えば S i N膜）である。

これによつて、入射光の集光効率を高めるようにした構造を有する固体撮像素子 5 0 1が構成される。

本実施例では、特に、孔 5 1 4が複数の層で形成された構成とする。本実施例では、孔 5 1 4が例えば 2つの層 5 1 4 A， 5 1 4 Bで形成された構成とする。層 5 1 4 Aの上面は、例えば信号線 5 9 1の下の、破線で示す平坦化された絶縁膜 5 0 8の上面と同一面上となるようにして形成される。また、層 5 1 4 Bの上面は、例えばパッシベーシヨン膜 5 1 0の下の平坦化された絶縁膜 5 0 8の上面と同一面上となるように形成される。

このように構成することで、例えば従来のような深い 1つの穴に高屈折率層 5 4 4が埋め込まれて孔 5 4 3が形成されているのではなく穴に高屈折率層である s i N膜 5 1 5が埋め込まれた層 5 1 4 A, 5 1 4 B を複数有して孔 5 1 4が形成されているので、各層 5 1 4 A， 5 1 4 B でのプラズマ S i N膜 5 1 5の埋め込み性は、従来のプラズマ S i N膜の埋め込み性に比べて良好なものとなり、プラズマ S i N膜 5 1 5中に空洞が生じることがなくなる。

ところで、このように複数の層 5 1 4 A， 5 1 4 Bにより孔 5 1 4が形成されてなるので、例えば層間でのずれの問題が懸念される。

例えば、リソグラフィ技術を用いて 2つ目の層 5 1 4 B形成用のレジストマスクを形成する際、 1つ目の層 5 1 4 Aとの間で重ね合わせずれが生じた場合、図 1 8に層間付近の拡大図を示すように、垂直方向に連続する層 5 1 4 A及ぴ 5 1 4 Bの側壁における層 5 1 4 A， 5 1 4 Bの接続部 5 2 0にて段差 5 2 1が形成されてしまう。

このように、各層 5 1 4 A, 5 1 4 B間の接続部 5 2 0にて段差 5 2 1が形成された場合、例えば孔 5 1 4の上部から入射してきた光（図中矢印 X) は、その内部に埋め込まれたプラズマ S i N膜 5 1 5から絶縁膜 5 0 8へと向かって入射するため、入射角によっては光が段差 5 2 1 で屈折して絶縁膜 5 0 8内へと進んだり（図中矢印 Y) 、光が段差 5 2 1で全反射して孔 5 1 4内を上方に向かって進んで表面から外部に拡散されてしまう（図中矢印 Z ) 。若しくは、孔 5 1 4の表面と上層（例えばパッシベーション膜 5 1 0 ) との界面で再び全反射して孔 5 1 4内に再ぴ戻る。

このように、段差 5 2 1が形成されることにより、入射された光の受光部 5 0 4への集光性が低減して集光効率が低下してしまうことは明らかである。

そこで、本実施例においては、隣接する層 5 1 4 A， 5 1 4 Bの径を異なるようにする。即ち、図 1 9に示すように、下層 5 1 4 Aの上部径 A dよりも上層 5 1 4 Bの下部径 B dを小さく形成する。これにより、前述した集光効率の低下を改善することができる。

この場合、接続部 5 2 0に段差を有するが、接続部 5 2 0では下層の上部径 A dの方が広くなつているため、図 1 8に示したような不要な反射や屈折は生じない。

このように、下層 5 1 4 Aの上部径 A よりも上層 5 1 4 Bの下部径 B dを小さく形成するには、その分マスクの径を小さくすればよい。このとき、リソグラフイエ程で生じてしまうずれの量は最大でも 0. 1 μ m程度であるので、例えば上層 5 1 4 Bを形成する際のリソグラフィー工程の際、その下部径 B dが下層 5 1 4 Aの上部径 A dよりも 0. 2 μ m ( 0. 1 X 2 ) 小さくなるように制御すればよい。

これにより、上述したような、各層 5 1 4 A， 5 1 4 B間の接続部 5 2 0で生じる段差 5 2 1を回避できる。本実施例の固体撮像素子 5 0 1によれば、例えば従来のような深い 1 つの穴に高屈折率層が埋め込まれて孔が形成されてなるのではなく、穴に高屈折率層である S i N膜 5 1 5が埋め込まれた層 5 1 4 A， 5 1 4 Bを複数有して孔 5 1 4が形成されてなるので、各層 5 1 4 A， 5 1 4 Bでのプラズマ S i N膜 5 1 5の埋め込み性は、従来の 1つの層 5 4 7 でのプラズマ S i N膜の埋め込み性に比べて良好なものとなる。これにより、プラズマ S i N膜 5 1 5中に空洞が生じない埋め込み性の良好な孔を有する固体撮像素子を提供できる。

また、各層 5 1 4 A , 5 1 4 B間（接続部 5 2 0 ) において、上層 5 1 4 Bの下部径 B dが下層 5 1 4 Aの上部径 A dよりも小さく形成されているので、接続部 5 2 0において不要な反射や屈折を発生せず、集光効率が低下されることのない固体撮像素子を提供できる。

また、受光部 5 0 4内の界面準位を低減するためや結晶格子の乱れを修復して白点の発生を抑制するために、例えばァニール処理によってプラズマ S i N膜 5 1 5中に含有されている水素を受光部 5 0 4へと供給する際に、孔 5 1 4内のプラズマ S i N膜 5 1 5に空洞がなく充分な体積を有するので、このプラズマ S i N膜 5 1 5から受光部 5 0 4への充分な量の水素を供給することができ、白点の発生を抑制させる効果を充分に発揮させることができる。

また、孔内に空洞が生じた場合では、孔内での高屈折率層のつきまわり（力パレージ）が悪く、高屈折率層が剥がれ易くなつていたが、本実施例では、孔 5 1 4内に空洞が生じないので、孔 5 1 4内での高屈折率層である S i N膜 5 1 5のカバレージを良好にすることができる。

上述した実施例においては、孔 5 1 4を構成する複数の層 5 1 4 A， 5 1 4 Bのうち少なくとも 1つの層の側壁がテーパー形状に形成された構成とすることもできる。例えば、図 2 0に示すように、上述した実施例において、最上部に形成された層 5 1 4 Bの側壁をテーパー形状とした場合は、例えば図 1 7 に示した構成と比較して孔 5 1 4内へ光を取り込み易くすることができる。また、層 5 1 4 B内でのプラズマ S i N膜 5 1 5の埋め込み性がさらに向上される。

上述した実施例においては、孔 5 1 4力 S 2つの層 5 1 4 A, 5 1 4 B より形成された構成としたが、他の実施例として、孔 5 1 4が例えば 3 つの層 5 1 4 A， 5 1 4 B , 5 1 4 Cにより形成されてなる構成を図 2 1に示す。

本実施例では、例えば各層 5 1 4 A， 5 1 4 B , 5 1 4 Cの上面が、それぞれ第 1の信号線 5 9 1下の破線で示す平坦化された絶縁膜 5 0 8 の上面と同一面上、第 2の信号線 5 9 2下の破線で示す平坦化された絶縁膜 5 0 8の上面と同一面上、パッシベーション膜 5 1 0の下の平坦化された絶縁膜 5 0 8の上面と同一面上となるように形成される。即ち、各層 5 1 4 A, 5 1 4 B , 5 1 4 Cの上面と平坦化された絶縁膜 5 0 8 の上面がそれぞれ同一面上となるように形成される。

尚、その他の部分は図 1 7の構成と同様であるので対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略している。

このような構成とした場合は、各層 5 1 4 B， 5 1 4 Cが浅くなって、各層 5 1 4 B, 5 1 4 C内でのプラズマ S i N膜 5 1 5の埋め込み性が向上するので、図 1 7に示した構成に比べてさらに孔 5 1 4内の埋め込み性が向上する。

また、例えば図 2 2に示すように、前述した図 2 1に示す構成において、層 5 1 4 B, 5 1 4 Cの側壁をそれぞれテーパー形状とした場合は、前述した作用効果に加えて、受光部 5 04からオンチップレンズ 5 1 3 へと上方へ向かって形成される各層 5 1 4 A， 5 1 4 B , 5 1 4 Cの径 (上部径）が除々に小さくなることを防止できる。また、層 5 1 4 B， 5 1 4 C内でのプラズマ S i N膜 5 1 5の埋め込み性が向上し、さらに孔 5 1 4内の埋め込み性が向上される。

<実施例 7 >

次に、本発明の第 7の実施例（以下「実施例 7」という）の固体撮像素子の製造方法の一実施例を図 2 3 A〜図 2 3 J用いて説明する。

本実施例では、図 1 7に示した固体撮像素子を製造する方法を示す。尚、図示の例では、固体撮像素子の 1画素に対応する断面図を示し、図 1 7と対応する部分には同一符号を付している。先ず、図 2 3 Aに示すように、素子分離領域 50 3で分離された半導体基板 5 0 2内の所定の領域（素子形成領域）内に入射光を受光する受光部 5 04を形成し、受光部 5 04上にゲート絶縁膜 5 0 5を形成する。

次に、図 2 3 Bに示すように、受光部 5 04上にグート絶縁膜 5 0 5 を介して読み出しゲート 5 0 6、エッチングストッパ膜 5 1 6を形成する。

ここでエッチングストツパ膜 5 1 6 としては、次のエッチングストツパ膜 5 1 6上絶縁膜 5 0 8に開口 5 1 4を形成する際に、 S i 0₂ 膜からなる絶縁膜 5 0 8に対して高いェツチング選択比が確保できる S i N 膜が用いられる。この S i N膜は例えば減圧 CVD法を用いて形成することができる。

次に、読み出しグート 50 6、エッチングストッパ膜 5 1 6、素子分離領域 5 0 3を含んで全面に絶縁膜 5 0 8を形成し、さらにこの絶縁膜 5 0 8上にレジスト膜（図示せず）を形成する。そして、公知のリソグラフィ技術を用いてレジスト膜を開口 54 1形成用のパターンのレジストマスクに形成した後、このレジストマスクを介して異方性ドライエツチングにより絶縁膜 5 0 8をエッチング除去する。その後、レジストマスクを除去することにより、図 2 3 Cに示すように、絶縁膜 5 0 8に開口 5 4 1が形成された構造となる。

異方性ドライエツチングは平行平板型のエツチヤで処理し、反応ガスとしては、例えば C ₄ F ₈ガス、 A rガス、 0₂ガス等を用いることができる。このような反応ガスを用いた場合、絶縁膜 5 0 8とエッチングストッパ膜 5 1 6 との間で高い選択比が確保できる。

この際、前述したように、受光部 5 0 4上に形成されたエッチングストッパ膜 5 1 6は絶縁膜 5 0 8 との間で高い選択比が確保されているため、絶縁膜 5 0 8のエッチングはエッチングストツパ膜 5 1 6に達したところで停止され、受光部 5 0 4の表面に影響を与えることはない。また、例えば開口 5 4 1 の深さ 1 4 A h を各画素毎にパラツキなく均一に形成することができる。

これにより、後述する信号線 5 0 9を形成する前に開口 5 4 1を形成している分、従来のような信号線を全て形成した後に開口を形成する場合と比較して、開口 5 4 1 の深さ 1 4 A hを浅く形成できる。即ちァスぺクト比の低い開口 5 4 1が形成される。

次に、図 2 3 Dに示すように、例えば等方性ドライエッチングにより開口 5 4 1内に露出しているエッチングストツパ膜 5 1 6を除去した後、開口 5 4 1を含んで絶縁膜 5 0 8上の前面に絶縁膜 5 0 8より高い屈折率を有する高屈折率層である S i N膜 5 1 5、例えば高密度プラズマ C V D法による S i N膜（プラズマ S i N膜） 1 5を形成する。

尚、エッチングストッパ膜 5 1 6を除去する際の等方性エッチングは、例えばダウンフロープラズマによるケミカルドライエッチを用いることができる。

こ,の際、上述したように、開口 5 4 1 の深さ 1 4 A hは浅く形成されているので、開口 5 4 1内に空洞が形成されることなく良好にプラズマ S i N膜を埋め込むことができる。

次に、図 2 3 Eに示すように、例えば C M P法又はエッチバック法等を用いてプラズマ S i N膜 5 1 5を絶縁膜 5 0 8の表面までエッチング除去する。

この際、プラズマ S i N膜 5 1 5が絶縁膜 5 0 8上に残存しないようにエッチング除去を行う必要がある。これは、プラズマ S i N膜 5 1 5 が絶縁膜 5 0 8上に残存した場合、入射光がこのプラズマ S i N膜 5 1 5内を多重反射して隣接する画素へと入り込んで影響を及ぼす虞があるためである。

ここで、例えば C M P法を用いてプラズマ S i N膜 5 1 5のエツチング除去を行った場合は、プラズマ3 1 1^膜5 1 5が残存することなく絶縁膜 5 0 8の上面が平坦化されるので、例えば次の工程で信号線を形成する際に再び平坦化処理を行う必要がない。

これにより、プラズマ S i N膜 5 1 5が埋め込まれた層 5 1 4 Aが形成される。

次に、図 2 3 Fに示すように、導電ブラグ 5 0 7、信号線 5 0 9を形成する。

先ず絶縁膜 5 0 8中の所定の位置に導電プラグ 5 0 7を形成し、平坦化された絶縁膜 5 0 8上に 1層目となる信号線 5 9 1を形成する。そして、信号線 5 9 1を含んで全面に再び絶縁膜 5 0 8を形成し、平坦化処理を行った後、所定の位置に導電プラグ 5 0 7を形成し、絶縁膜 5 0 8 上に 2層目となる信号線 5 9 2を形成する。そして、信号線 5 9 2を含んで全面に再び絶縁膜 5 0 8を形成し、この絶縁膜 5 0 8を平坦化処理する。このようにして 2層構造の信号線 5 0 9 (第 1の信号線 5 9 1及び第 2の信号線 5 9 2 ) が形成される。

尚、本実施例では信号線 5 0 9を 2層構造としたが、例えば 3層， 4 層， 5層， 6層， 7層と信号線 5 0 9が何層にも増えた場合はこのような工程が繰り返される。

次に、絶縁膜 5 0 8上にレジスト膜（図示せず）を形成し、リソグラフィ一技術を用いてレジスト膜を開口 54 2形成用のパターンのレジストマスクに形成する。

この際、開口 54 2形成用のパターンは、例えばリソグラフィー工程におけるずれ量（最大でも 0. 2 m) に対応して、その下部径 5 1 4 B dが前の工程（図 2 3 C参照）で形成された下の開口 5 4 1の上部径 5 1 4 A dよりも小さくなるように形成する。

ここで、各開口 54 1 , 54 2の開口径には 0. 2 m程度の差が生じることになるが、このように差が 0. 2 μ mと僅かであるので、例えば開口 54 1の开成時に用いたレジストマスクと同一のマスクパターンを用いることができる。即ち、リソグラフィー工程での制御のみで開口径を調整することが可能である。

そして、このレジストマスクを介して異方性ドライエッチングにより絶縁膜 5 0 8をエッチング除去する。

その後、レジストマスクを除去することにより、図 2 3 Gに示すように、絶縁膜 5 0 8に開口 54 2が形成される。

この際、下層 5 1 4 A内のプラズマ S i N膜 5 1 5がエッチングストッパとして働く。これは、異方性ドライエッチングに用いられる反応ガスとして、上述したと同様な C₄F₂ガス、 A rガス、 0₂ガス等を用いることにより、層 5 1 4 A内のプラズマ S i N膜 5 1 5とエッチングされる絶縁膜 5 0 8 との間で高い選択比が確保されるためである。これにより、層 5 1 4 A内のプラズマ S i N膜 5 1 5の表面に影響を与えることはない。また、各開口間（接続部 5 2 0 ) において、上の開口 54 2の下部径を下の開口 5 4 1の上部径ょりも小さく形成するようにしたので、例えば開口 5 4 2を形成する際のリソグラフイエ程でのレジストマスクの開口パターンと下の開口 5 4 2との間で重ね合わせずれが生じたとしても、上の開口 5 4 2の下部径 5 1 4 B dが下の開口 5 4 1の上部径 5 1 4 A dからはみ出してしまうようなことはなく、絶縁膜 5 0 8を部分的にエッチングしてしまうことはない。

そして、この際においても、上述したと同様に開口 5 4 2の深さ 1 4 B hを、前段階で層 5 1 4 Aを形成している分浅く形成できる。

次に、図 2 3 Hに示すように、開口 5 4 2を含んで絶縁膜 5 0 8上の前面に絶縁膜 5 0 8より高い屈折率を有する高屈折率層を形成する。この工程においても、図 2 3 Dに示した場合と同様に、例えば高密度ブラズマ C V D法による S i N膜（所謂プラズマ S i N膜） 1 5を形成する。この際においても、上述したように開口 5 4 2が浅いので、開口 5 4 2 内に良好にプラズマ S i N膜を埋め込むことができる。

次に、図 2 3 1 に示すように、 C M P法またはエッチパック法を用いてプラズマ S i N膜 5 1 5を絶縁膜 5 0 8の表面までエッチング除去する。この平坦化処理の際においても上述したと同様に、プラズマ S i N 膜 5 1 5が絶縁膜 5 0 8上に残存しないようにして行う。

この際においても、例えば C M P法を用いてプラズマ S i N膜 5 1 5 のエッチング除去を行った場合は、プラズマ S i N膜 5 1 5が残存することなく絶縁膜 5 0 8の上面が平坦化処理されるので、例えば次の工程で信号線を形成する際に、再び平坦化処理を行う必要がない。

これにより、プラズマ S i N膜 5 1 5が埋め込まれた層 5 1 4 Bが形成される。そして、先に形成された下層 5 1 4 Aと合わせて孔 5 1 4が形成される。

次に、図 2 3 Jに示すように、絶縁膜 5 0 8、孔 5 1 4内に埋め込まれたプラズマ S i N膜 5 1 5の表面を覆って全面にパッシベーション膜 5 1 0を形成し、パッシベーション膜 5 1 0上に平坦化膜 5 1 1を形成した後、カラーフィルタ 5 1 2を形成する。そして、カラーフィルタ 5 1 2上において、受光部 5 04上の孔 5 1 4に対応する位置にオンチップレンズ 5 1 3を形成する。

このようにして、図 1 7に示す構造の固体撮像素子を形成することができる。

上述した本実施例に係る撮像素子の製造方法によれば、絶縁膜 5 0 8 中に開口 5 4 1 , 54 2を形成し、各開口 54 1， 54 2にプラズマ S i N膜 5 1 5を埋め込む工程を複数回行うことにより孔 5 1 4を形成するので、例えば形成された各開口 54 1， 54 2のそれぞれの深さ 1 4 Ah及ぴ 1 4 B hを、例えば従来のような（全ての信号線を形成してから） 1回で形成された開口の深さ hに比べて浅く形成することができる。即ち、従来に比べてァスぺクト比の低い開口を形成することができる。

これにより、プラズマ CVD法を用いて高い屈折率を有するプラズマ S i N膜 5 1 5を各開口 54 1， 54 2内に埋め込む際に、プラズマ S i N膜 5 1 5を良好に埋め込むことができる。

また、前の工程で形成する開口 54 1の上部径 5 1 4 A dよりも、次の工程で形成する開口 54 2の下部径 5 1 4 B dを小さく形成するようにしたので、開口 54 1 , 54 2の接続部 5 2 0において不要な反射や屈折が生じてしまうことを防止できる。

上述した実施例において、少なくとも 1つの開口の側壁をテーパー形状に形成することもできる。

例えば、最上部に形成する開口 54 2の側壁をテーパー形状とする場合は、図 2 3 Gに示す工程において、リソグラフィー技術を用いて開口 54 2形成用のレジストパターンを形成する際、例えば露光条件を調整することによりレジストパターンをテーパー形状となるようにエツチングすることで実現できる。この際、 C ₄ F ₈ガスを用いれば、 C F系埋積物による側壁保護膜形成効果によって良好なテーパー形状を容易に形成することができる。

また、上述したように、例えば C M P法等により、絶縁膜 5 0 8上のプラズマ S i N膜 5 1 5を除去する場合は、絶縁膜 5 0 8 とプラズマ S i N膜 5 1 5のそれぞれの平坦化処理を 1回で行うことができる。

上述した実施例では、 2回に分けて開口を形成することで孔 5 1 4を形成するようにしたが、埋め込み性や信号線の数及び深さ等の兼ね合いによっては、 3回以上に分けて開口を形成することもできる。

より多くの回数に分けて孔 5 1 4を形成した場合は、各開口でのブラズマ S i N膜 5 1 5の埋め込み性はさらに向上する。 ' また、上述した実施例では、本発明を固体撮像素子に適用した場合について説明したが、本発明はその他の固体撮像素子、例えば C C D固体撮像素子においても適用できるものである。

尚、本発明は、上述の実施例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でその他様々な構成が取り得る。

ぐ実施例 8 >

次いで、本発明の第 8の実施例（以下「実施例 8」という）について説明する。本発明の実施例 8は、導波路構造を有する固体撮像素子において、二種類の透明膜（ポリイミド系樹脂（第 2の高屈折率材）、ブラズマ窒化シリコン（第 1の高屈折率材））を組み合わせた導波路を用いることにより、導波路の埋め込み性を向上し、ポリイミド系樹脂からの金属拡散による白点増加を抑制し、かつトランジスタの信頼性劣化を抑えることができる固体撮像素子及びその製造方法を提供するものである。図 2 4は本発明の実施例 8による固体撮像素子を示す断面図である。図示の例は、 C M O Sイメージセンサに適用した例であり、 S i等の半導体材料からなる基体 6 2 0の素子分離領域 6 0 3によって分離された画素領域にフォトダイオード（光電変換部） 1や読み出しゲート 6 0 4等の画素トランジスタが形成されている。

また、基体 6 2 0の上面には、ゲート絶縁膜 6 0 2を介して読み出しゲート 6 0 4の転送電極（ p o 1 y S i電極） 4 Aが形成され、その上に絶縁膜 6 2 1を介してエッチングストッパ膜 6 0 5 Aが設けられている。このエッチングストツパ膜 6 0 5 Aは、減圧 C V Dによる窒化シリコン膜（L P—窒化シリコン）によって形成されている。

また、このエッチングストッパ膜 6 0 5 Aの上には、上層膜となる複数層の配線 6 0 8、及び絶縁膜 6 0 6が設けられている。各配線 6 0 8 及び基体 6 2 0のコンタクト領域の間には導電プラグ 6 0 7が設けられ各層の配線 6 0 8が接続されている。なお、絶縁膜 6 0 6には主に S i o ₂が用いられている。

また、最上層の絶縁膜 6 0 6の上にはパッシベーション膜 6 1 0が設けられ、その上に平坦化膜 6 1 1を介して力ラーフィルタ 6 1 2及びォンチップレンズ 6 1 3が設けられている。

そして、絶縁膜 6 0 6には、その最上面からフォトダイォード 6 0 1 の受光領域上のグート絶縁膜 6 0 2に到る孔 6 0 6 Aが形成され、この孔 6 0 6 Aに埋め込まれる形で導波路 6 0 9が設けられている。

この導波路 6 0 9は、導波路のコア（導波路）が外側のプラズマ窒化シリコンによる第 1導波路 6 0 9 Aと、この第 1導波路 6 0 9 A内の空洞部に埋め込まれたポリイミド系樹脂（P I Q ) よりなる第 2導波路 6 0 9 Bより構成される。なお、製造方法は後述するが、第 1導波路 6 0 9 Aは上端部が開口しており、第 1導波路 6 0 9 Aの上方からポリイミド材を塗布することにより、第 1導波路 6 0 9 Aの開口から第 2導波路 6 0 9 Bが埋め込まれている。詳細は後述するが、ポリイミド系樹脂は、プラズマ窒化シリコンよりも屈折率が低いが、周囲の S i o ₂よりも高い屈折率を有している。このような構成では、プラズマ窒化シリコン単体による導波路に比べて埋め込み性を改善でき、さらに、プラズマ窒化シリコンとポリイミド系樹脂が密着性が高いため、優れた光学特性を得ることができる利点がある。

また、第 1導波路 6 0 9 Aは十分な膜厚で形成されており、第 2導波路 6 0 9 Bとグート絶縁膜 6 0 2とが十分離間した状態で配置され、できるだけポリイミドの不純金属がフォトダイオード 6 0 1側に拡散しないように形成している。

そして、本例では、孔 6 0 6 A内に第 1導波路 6 0 9 Aを埋め込んだ後、第 2導波路 6 0 9 Bを埋め込む前に、水素ァニール処理（水素雰囲気中の熱処理）を行い、プラズマ窒化シリコンに多く含まれる水素をフォトダイォード 6 0 1内に拡散させることにより、フォトダイォード 6 0 1内の結晶欠陥を減少させて、白傷ノイズの発生を防止するようになつている。

すなわち、第 1導波路 6 0 9 A (プラズマ窒化シリコン）においては水素を含有しており、水素雰囲気中でァニール処理（例えば 4 0 0 ° C で 6 0分）を施すことにより、フォトダイオード 6 0 1内への水素供給が促進される。したがって、第 2導波路 6 0 9 Bからフォトダイオード 6 0 1内へ拡散された金属により、結晶欠陥が引き起こされてできたダングリングボンドに対して、水素による終端効果があらわれて白点低減効果が得られる。

この際、第 1導波路 6 0 9 Aの占める割合を第 2導波路 6 0 9 Bに対して多くすることにより、水素供給効果の增大、及び第 2導波路 6 0 9 Bからフォトダイオード 6 0 1までの距離が広がることで、白点低減効果はさらに大きくなり、さらに、第 1導波路 6 0 9 Aの方が第 2導波路 6 0 9 Bに比して屈折率が高いため、集光性も向上する。

ただし、第 1導波路 6 0 9 Aの割合を過剰に大きくすれば、残留応力による剥がれの問題、導波路表面が第 1導波路 6 0 9 Aにより塞がることによる導波路内のポイドの発生（第 2導波路 6 0 9 Bが埋め込まれないことになる）が懸念されるため、第 1導波路 6 0 9 Aの膜厚は例えば 1 0 0 0 n m程度が適切となる。

また、図 2 4に示すように、ッチングストッパ膜 6 0 5 Aは、導波路の井戸構造を得るための孔 6 0 6 Aをエッチングによって形成する際のエッチングストッパとして機能する窒化シリコン膜であるが、本例では、このエッチングストツパ膜 6 0 5 Aをフォトダイオード 6 0 1の受光領域以外の領域に残すことにより、プラズマ窒化シリコンを用いた水素ァニール処理（水素雰囲気中の熱処理）によって、フォトダイオード 6 0 1内に水素を拡散する際に、他の領域のトランジスタ等に水素が浸入しないようにするための水素吸収膜として機能するものである。

すなわち、上述した第 1導波路 6 0 9 Aによる水素供給効果はトランジスタのソース ' ドレイン領域に過剰の水素が供給されると、ドレインアバランシヱ効果が促進され、トランジスタの信頼性（ホットキャリア耐性）に悪影響を与える。

そこで、エッチングストッパ膜 6 0 5 Aを形成する減圧 C V Dによる窒化シリコン（L P—窒化シリコン）膜は、高い水素吸収効果を有することから、この L P—窒化シリコン膜を受光領域以外の領域（特にトランジスタを覆う領域）に残し、水素の浸入を防止するものである。

なお、本例では、このようなエッチングストッパ膜 6 0 5 Aの受光領域以外に配置される窒化シリコン膜を水素浸入防止膜 6 0 5 Bと称して説明する。このような水素浸入防止膜 6 0 5 Bにより、水素の拡散によるトランジスタ等の特性劣化を防止し、適正な動作特性を維持するようになつている。

ただし、トランジスタのコンタクト領域については水素浸入防止膜 6 0 5 Bが除去されることになるが、プラグ内部に T iや T i N等からなるパリアメタル層が形成されているため、これによる水素吸収効果によつて保護される。

一方、導波路の部分では、水素を有効にフォトダイオード 6 0 1側に供給するため、エッチングストツバ膜 6 0 5 Aを完全に除去し、第 1導波路 6 0 9 Aのプラズマ窒化シリコンをグート絶縁膜 6 0 2に直接接触させ、上述した水素供給効果を得るようになつている。

なお、水素浸入防止膜 6 0 5 Bを設ける領域としては、半導体基板上に設けられる複数のトランジスタ等の能動素子の全ての領域（ただしプラグ等の貫通部分は除く）を覆うものであってもよいし、一部のトランジスタだけを覆うようなものであってよい。

特に、本例で導波路に用いるプラズマ窒化シリコンに近い領域に配置されるトランジスタ (例えば読み出しグート等の画素トランジスタ）においては、水素が浸入する可能性が高いので、この領域を水素浸入防止膜 6 0 5 Bの窒化シリコン膜で包囲することにより、有効に水素を吸収してトランジスタへの浸入を防止することができ、極めて顕著な効果を得ることができる。

また、 C M O Sイメージセンサでは、同一チップ上に画素領域と周辺回路領域が設けられており、周辺回路領域内のトランジスタ等についても、画素領域内のトランジスタほどではないものの、水素が侵入する可能性があるので、この周辺回路領域のトランジスタの上面に水素浸入防止膜 6 0 5 Bを設けるようにしてもよい。また、エッチングストッパ膜 6 0 5 A及び水素浸入防止膜 6 0 5 Bは全領域で連続している必要はなく、間欠的に配置されていてもよいし、水素浸入防止膜 6 0 5 Bを設ける位置は、図 2 4に示すように読み出し電極 6 0 4 Aと上層膜との間に設ける場合に限らず、場所によってはグート絶縁膜の直上等であってもよい。

図 2 5 Aと図 2 5 Bは導波路内に入射した光の反射経路を示す説明図である。図 2 5 Aは第 1導波路 6 0 9 Aに入射した光の様子を示し、図 2 5 Bは第 2導波路 6 0 9 Bに入射した光の様子を示している。

まず、第 1導波路 6 0 9 A (プラズマ窒化シリコン膜）の屈折率は n = 2 . 0であり、第 2導波路 6 0 9 Bの屈折率は n = 1 . 7であり、また、絶縁膜 6 0 6の屈折率は n = 1 . 4である。

このような屈折率の関係により、図 2 5 Aに示す第 1導波路 6 0 9 A の表面から入射し、そのまま第 1導波路 6 0 9 Aと絶縁膜 6 0 6 との界面に到った光は、その入射角 0 1、すなわち、この入射角と界面との法線のなす角 0 1が臨界角以上である場合に、入射光は界面で反射するようになつている。

同様に第 1導波路 6 0 9 Aと第 2導波路 6 0 9 Bとの界面に到った光が両媒体の臨界角 0 2以上である場合に全反射する。

ここで、 0 1 と 0 2を比較した場合に、次式（ 1 ) で表されるスネルの法則が成り立つ。

n a · sin Θ a = η b · sin Θ b ( 1 ) ただし、 n aは媒体 aの屈折率、 s in 0 aは媒体 aの屈折角、 n bは媒体 bの屈折率、 sin 6 bは媒体 bの屈折角である。また、例えば n a > n bのとき、 0 b力 S 9 0 ° を超えるときの 0 aが臨界角となる。

したがって、屈折率の関係から 0 2のほうが大きいため、第 1導波路 6 0 9 Aから入射した光は入射角が 0 2以上であれば絶縁膜 6 0 6およぴ第 2導波路 6 0 9 Bの界面において全反射し、フォトダイォード 6 0 1に入射する。

また、図 2 5 Bに示すように、第 2導波路 6 0 9 Bより入射した光は第 1導波路 6 0 9 Aとの界面において屈折し、第 1導波路 6 0 9 A中を進み、第 1導波路 6 0 9 Aと絶縁膜 6 0 6の界面で全反射し、第 1導波路 6 0 9 Aを経由して第 2導波路 6 0 9 Bに入り、さらに対向側の第 1 導波路 6 0 9 Aとの界面において屈折し、対向側の第 1導波路 6 0 9 A と絶縁膜 6 0 6の界面で全反射し、これを繰り返してフォトダイォード 6 0 1に入射する。

このような光の伝播の条件としては、スネルの法則から第 1導波路 6 0 9 Aの屈折率が第 2導波路 6 0 9 Bの屈折率より高く、かつ第 2導波路 6 0 9 Bと絶縁膜 6 0 6 との臨界角 Θ 3以上の入射角が必要となる。 <実施例 9 >

次に、本発明の第 9の実施例（以下「実施例 9」という）である固体撮像素子の製造方法について説明する。

図 2 6 A〜図 2 6 Fは、実施例 9における各製造工程を示す断面図で fcる。

まず、図 2 6 Aにおいて、従来と同様の工程で、基体 6 2 0にフォトダイォード 6 0 1や読み出しゲート 6 0 4等の各素子を形成し、さらに基体 6 2 0の上にゲート絶縁膜 6 0 2、読み出し電極 6 0 4 A、下層の絶縁膜 6 2 1等を形成する。

そして、その上層全面にエッチングストツバ膜 6 0 5 A及ぴ水素浸入防止膜 6 0 5 Bとなる窒化シリコン膜 6 0 5を形成する。なお、この窒化シリコン膜 6 0 5は、孔形成時のエッチング選択比を考慮して減圧 C V Dによる窒化シリコン膜を使用する。

次に、図 2 6 Bにおいて、従来と同様の工程で、上層膜（絶縁膜 6 0 6、導電プラグ 6 0 7、配線 6 0 8等）を形成する。なお、この際、窒化シリコン膜 6 0 5の不要部を例えば導電プラグ 6 0 7用コンタクトホール形成工程のドライエッチング等によって選択的に除去し、エツチングストッパ膜 6 0 5 Aと水素浸入防止膜 6 0 5 Bを形成する。なお、この窒化シリコン膜 6 0 5のエッチングに際しては、 C H ₂ F ₂、 C H F ₂ 等の水素含有有機系ガスを使用する。

そして、上層膜にエッチングによって孔 6 0 6 Aを形成する。この際、上層膜上にレジストパターニングを施し、エッチングストッパ膜 6 0 5

Aをストッパとした異方性ドライエッチングによって開口作業を行い、その後、レジストを除去し、エッチングストッパ膜 6 0 5 Aの導波路に対応する部分を除去し、この部分のゲート絶縁膜 6 0 2を露呈させる。次に、図 2 6 Cに示すように、上層膜（絶縁膜 6 0 6 ) の上面にブラズマ C V Dを施すことにより、プラズマ窒化シリコン膜 6 0 9 aを形成し、プラズマ窒化シリコンの一部を孔 6 0 6 A内に埋め込み、第 1導波路 6 0 9 Aとなる部分を形成する。そして、この段階で水素雰囲気中でァニール処理を施す。これは、例えば 4 0 0 °Cで 6 0分間を行う。これにより、水素をフォトダイォード 6 0 1に供給する。

次に、図 2 6 Dに示すように、プラズマ窒化シリコン膜 6 0 9 aの上力らポリイミド膜 6 0 9 bを塗布し、プラズマ窒化シリコン膜 6 0 9 a の空洞部にポリイミドの第 2導波路 6 0 9 Bとなる部分を埋め込む。これは 3 0 0 0 r p m、 3 0秒間のスピンコートで塗布する。

次に、下地（酸化膜、窒化膜）との接着力を確保するため、窒素または空気雰囲気中で硬化処理を施す。これは、例えば 3 0 0 °Cから 3 5 0

°Cで 6 0分間を行う。

次に、図 2 6 Eに示すように、上層膜（絶縁膜 6 0 6 ) の上面に残つたプラズマ窒化シリコン膜 6 0 9 a とポリイミド膜 6 0 9 bをダウンフロープラズマエッチングにより除去し、上層膜（絶縁膜 6 0 6 ) の上面までエッチバック処理してグローバル平坦化処理を施す。なお、ポリイミド膜 6 0 9 bにはフッ素系ガスを用い、プラズマ窒化シリコン膜 6 0 9 &には〇11 ? ₂、 A r 、 0₂ガスを用いる。

この後、図 2 6 Fに示すように、従来と同様の工程で、パッシベーション膜 6 1 0、平坦化膜 6 1 1、カラーフィルタ 6 1 2、オンチップレンズ 6 1 3を順次形成し、固体撮像素子を完成する。

以上のような本例の固体撮像素子及びその製造方法では、以下のような効果を得ることができる。

( 1 ) 導波路を構成する第 2導波路にポリイミド系樹脂を使用することにより、導波路の埋込み性を向上でき、集光性の向上、感度特性バラツキの低減を図ることができる。特に、多層配線構造を有する固体撮像素子においては、多層配線化、多画素化に伴い、導波路のァスぺクト比が高くなるため、より顕著な効果を得ることができる。

( 2 ) 第 2導波路にポリイミド系樹脂を使用しても、第 1導波路としてプラズマ窒化シリコン膜を使用し、水素ァニールを施すことによってポリイミドからの金属拡散による白点増加を抑制できる。

( 3 ) 第 1導波路となるプラズマ窒化シリコン膜の水素ァニールによる水素供給効果に対し、トランジスタ領域上においては ik形成用のエツチストッパ膜で用いる L P—窒化シリコン膜によって水素が吸収され、下層のトランジスタを保護できるため、トランジスタの信頼性（ホットキャリア耐性）の劣化を防止できる。産業上の利用可能性

本発明に係る固体撮像素子およびその製造方法によれば、導波路が順テーパー形状部を有している。すなわち、導波路を形成するための開口部が、平面形状の大きさが光の入射側の面から受光部側に向けて小さくなる順テーパー形状を有したものとなっている。したがって、導波路を構成する光透過性材料の埋め込み性を改善して、受光部への集光効率の向上を図ることができ、また配線削れの発生を抑制して、固体撮像素子の信頼性を確保することができる。

また、本発明の固体撮像素子によれば、高屈折率層が良好に埋め込まれてなる iLを構成することができるので、従来と比較して孔内での高屈折率層の埋め込み性、被覆性等が大幅に改善されて、信頼性の向上された固体撮像素子を提供することができる。

さらに、接続部にて不要な反射や屈折が生じることがないので、入射光を漏れることなく受光部内へと導くことができ、従来と比較して集光効率、感度特性がさらに向上された固体撮像素子を提供することができる。

また、孔の複数の層のうち、少なくとも 1つの層の側壁をテーパー形状とした場合は、入射光を孔内に入り易くすることができ、集光効率がさらに向上される。

さらにまた、本発明の固体撮像素子の製造方法によれば、各開口部の深さを浅くして高屈折率層をそれぞれ良好に埋め込むことが可能となる。これにより高い集光効率を有する固体撮像素子を製造することができる。また、上の開口部の下部径を、前の工程で形成した下の開口部の上部径ょりも小さく形成する場合には、不要な反射や屈折を生じる段差部が形成されないため、集光効率、感度特性が向上された固体撮像素子を製造することができる。

さらに、少なくとも 1つの開口部の側壁をテーパー形状に形成する場合は、孔内へ光を取り込み易くなるため、さらに集光効率を向上させることができる。さらにまた、本発明の固体撮像素子及びその製造方法によれば、導波路に設けられる第 1の高屈折率材に含有された水素を光電変換部側に放出させることにより、水素を含有した光電変換部とすることで、導波路から光電変換部への金属拡散による白点増加を抑制でき、画質の向上を図ることができる効果がある。

また、導波路の孔の形成に用いるエッチングストッパ膜を光電変換部の受光領域以外の領域にも残すことで、光電変換部以外の領域への水素の浸入を防止でき、トランジスタ等の特性劣化を防止することができる効果がある。

Claims

請求の範囲

1 . 基体内に形成され入射光を受けて電荷を生成する複数の受光部と、前記基体上に形成された所定の要素を覆って平坦化する平坦化層と、前記平坦化層上に形成された複数の信号線と、

前記複数の信号線の間を通して入射光を前記受光部へ導く導波路とを有することを特徴とする固体撮像装置。

2 . 前記導波路は、前記基体上に形成された絶縁層をエッチングして設けた孔内に形成された光透過性材料から成るとともに、光入射方向から見た平面形状の大きさが当該光の入射側の面から前記受光部側に向けて小さくなるテーパ形状部を有していることを特徴とする請求項 1記載の固体撮像装置。

3 . 前記導波路の側面の一部は前記複数の信号線のうちの少なくとも 1つの信号線の上面を覆っていることを特徴とする請求項 2記載の固体撮像装置。

4 . 前記テーパ形状部は前記受光部に隣接して形成された前記複数の信号線の配置に応じて形成されていることを特徴とする請求項 2記載の固体撮像装置。

5 . 前記導波路は、光の入射側から前記信号線の脇部にかけて該導波路の平面形状の大きさが徐々に小さくなるように傾斜する第 1傾斜部と、第 1傾斜部と異なる角度で傾斜する第 2傾斜部または傾斜しない無傾斜部とを有することを特徴とする請求項 1の固体撮像装置。

6 . 前記第 1傾斜部は、前記複数の信号線のうちの異なる高さに形成された少なくとも 2つの信号線の位置関係に応じた傾斜角度を有していることを特徴とする請求項 5記載の固体撮像装置。

7 . 前記複数の信号線の少なくとも 1つの信号線はその端部が前記受光部の上方に張り出すように形成されていることを特徴とする請求項 5 記載の固体撮像装置。

8 . 前記導波路は第 1側面部と第 2側面部とを有し、

前記第 1側面部は前記第 2側面部と異なる形状に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。

9 . 前記第 1側面部は傾斜角度の異なる複数の傾斜部を含むことを特徴とする請求項 8記載の固体撮像装置。

1 0 . 前記複数の傾斜部のうちの少なくとも 1つは、前記複数の信号線のうちの異なる高さに形成された少なくとも 2つの信号線の位置関係に応じた傾斜角度を有することを特徴とする請求項 9記載の固体撮像装置。

1 1 . 前記複数の信号線の少なくとも 1つの信号線はその端部が前記受光部の上方に張り出すように形成されていることを特徴とする請求項 8記載の固体撮像装置。

1 2 . 受光部を備えた基体上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の前記受光部に対応する箇所に開口部を形成する工程と、前記開口部に光透過性材料を埋め込んで導波路を形成する工程とを行って、前記導波路が外部からの入射光を前記受光部まで導くように構成された固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造方法において、

前記開口部を形成する工程で、当該開口部を形成するためのフォトレジストパターニングにおけるレジスト形状を順テーパー形状とし、ェッチングによる開口部形成時に当該順テーパー形状を転写して、光の入射方向から見た平面形状の大きさが当該光の入射側の面から前記受光部側に向けて小さくなる順テーパー形状部を有した開口部を形成する

ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。

1 3 . 受光部を備えた基体上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の前記受光部に対応する箇所に開口部を形成する工程と、前記開口部に光透過性材料を埋め込んで導波路を形成する工程とを行って、前記導波路が外部からの入射光を前記受光部まで導くように構成された固体撮像素子を製造する固体撮像素子の製造方法において、

前記開口部を形成する工程で、当該開口部を形成するためのエツチングプロセスにおけるエツチング条件を、等方性ェツチングを抑制して順テーパー形状を形成するエッチング条件とし、光の入射方向から見た平面形状の大きさが当該光の入射側の面から前記受光部側に向けて小さくなる順テーパー形状部を有した開口部を形成する

ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。

1 4 . 前記導波路は径の異なる複数の層により構成され、

前記複数の層のうち互いに隣接する層において、下層の上部径ょり上層の下部径が小さく形成されてなる請求項 1記載の固体撮像装置。

1 5 . 前記複数の層のうち少なくとも 1つの層の側壁がテーパ形状に形成されている請求項 1 4記載の固体撮像装置。

1 6 . 受光部上に、高屈折率層が低屈折率層中に埋め込まれてなる孔が設けられた固体撮像素子を製造する方法であって、

表面を覆って前記低屈折率層を形成し、前記低屈折率層に開口部を形成し、前記開口部に前記高屈折率層を埋め込む工程を複数回行うことにより、前記孔を形成する

ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。

1 7 . 複数回の前記工程において、前の工程で形成する開口部の上部径よりも次の工程で形成する開口部の下部径を小さくすることを特徴とする請求項 1 6記載の固体撮像素子の製造方法。

1 8 . 複数回の前記工程において形成する開口部のうち、少なくとも 1つの開口部の側壁をテーパー形状にすることを特徴とする請求項 1 6 記載の固体撮像素子の製造方法。

1 9 . 前記導波路は相対的に低屈折率の絶縁膜をエッチングして形成した孔内に埋め込まれた相対的に高屈折率な光透過性膜から成り、前記光透過性膜は少なくとも水素を含有する第 1材料部を含み、前記受光部は水素雰囲気中の熱処理によって前記第 1材料部から放出された水素を含有している請求項 1記載の固体撮像装置。

2 0 . 前記第 1材料部はプラズマ CVDによって形成された窒化シリコンである請求項 1 9記載の固体撮像装置。

2 1 . 前記受光部上のゲート絶縁膜の上面に、前記孔を形成するために設けられたエッチングストツバ膜を有し、

前記第 1材料部は前記エッチングストッパ膜の開口部を通じて前記グート絶縁膜に接触していることを特徴とする請求項 1 9記載の固体撮像素装置。

2 2 . 前記エッチングストッパ膜は減圧 CVDによって形成された窒化シリコンである請求項 2 1記載の固体撮像装置。

2 3 . 前記エッチングストッパ膜は、少なくとも、前記受光部周辺の前記基体内に設けられたトランジスタ領域上まで延在している請求項 2 1記載の固体撮像装置。

2 4 . 前記第 1材料部は上端側に開口部を有し、

前記開口部内に前記第 1材料部より屈折率の小さい第 2材料部を設けた請求項 1 9記載の固体撮像装置。

2 5 . 前記第 2材料部は合成樹脂材料からなる請求項 2 4記載の固体撮像装置。

2 6 . 前記合成樹脂材料はポリイミド系樹脂である請求項 2 5記載の固体撮像装置。

2 7 . 半導体基板に形成された光電変換部と、前記半導体基板上にゲ一ト絶縁膜を介して設けられた上層膜と、前記上層膜の上面から前記光電変換部の受光領域上のゲート絶縁膜にかけて形成された孔と、前記孔内に埋め込まれた導波路とを有する固体撮像素子の製造方法であって、前記上層膜に形成した孔に、前記導波路の少なくとも一部となる水素を含有する第 1の高屈折率材を埋め込む工程と、

前記第 1の高屈折率材に水素雰囲気中の熱処理を施すことにより、前記第 1の高屈折率材から光電変換部側に水素を放出させる工程と、

を有することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。

2 8 . 前記第 1 の高屈折率材を窒化シリコンのプラズマ C V Dによつて形成することを特徴とする請求項 2 7記載の固体撮像素子の製造方法。

2 9 . 前記光電変換部及ぴゲート絶縁膜を形成した半導体基板上にェツチングストッパ膜を形成する工程と、前記エッチングストツバ膜上に前記上層膜を形成する工程と、前記上層膜にエッチングを施すことにより前記孔を形成する工程と、前記孔の底部に残ったエッチングストッパ膜を除去する工程とを有することを特徴とする請求項 2 7記載の固体撮像素子の製造方法。

3 0 . 前記ェツチングストッパ膜を窒化シリコンの減圧 C V Dによつて形成することを特徴とする請求項 2 9記載の固体撮像素子の製造方法。

3 1 . 前記エッチングストツバ膜を形成する窒化シリコン膜を前記半導体基板の受光領域以外の領域に残すことを特徴とする請求項 2 9記載の固体撮像素子の製造方法。

3 2 . 前記受光領域以外の領域に残す窒化シリコン膜を、前記半導体基板に形成された複数のトランジスタのうちの少なくとも一部または全部のトランジスタを覆う領域に残すことを特徴とする請求項 2 9記載の固体撮像素子の製造方法。

3 3 . 前記受光領域以外の領域に残す窒化シリコン膜を、少なくとも前記光電変換部の近傍に配置されるトランジスタを覆う領域に残すことを特徴とする請求項 3 2記載の固体撮像素子の製造方法。

3 4 . 前記受光領域以外の領域に残す窒化シリコン膜を、前記トランジスタのゲ一ト電極と前記グート電極の上層に配置される信号線との中間に配置することを特徴とする請求項記載の固体撮像素子の製造方法。

3 5 . 前記導波路の第 1の高屈折率材には上端側に開口部が形成され、前記開口部内に第 2の高屈折率材を配置する工程を有することを特徴とする請求項 2 7記載の固体撮像素子の製造方法。

3 6 . 前記第 1の高屈折率材の屈折率が前記第 2の高屈折率材の屈折率よりも高く、前記第 2の高屈折率材の屈折率が前記上層膜の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項 3 5記載の固体撮像素子の製造方法。