(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子が形成されたシリコン基板の表面に層間絶縁膜を形成し、
前記層間絶縁膜の層内のうち、前記光電変換素子に対向する領域の周囲に配線を配設し、
前記層間絶縁膜の表面にパッド電極を形成し、
前記層間絶縁膜と前記パッド電極を覆う保護膜を形成し、
前記光電変換素子に対向する位置に形成された第１開口と前記パッド電極に対向する位置に形成された第２開口を有するように前記保護膜の表面にレジストをパターニングし、
前記第１開口および前記第２開口を通して前記保護膜および前記層間絶縁膜に対して等方性エッチングを行い、前記配線と対向する領域を避けた位置に第１凹みを形成し、
前記第２開口を通して前記保護膜に対して等方性エッチングを行い、前記電極パッドを露出させる第２凹みを形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
光電変換素子が表面に形成されたシリコン基板と、
前記シリコン基板の表面を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の表面に形成されたパッド電極と、
前記層間絶縁膜と前記パッド電極を覆う保護膜と、
前記層間絶縁膜の層内のうち、前記光電変換素子に対向する領域の周囲に配設された配線と、
前記層間絶縁膜と前記保護膜のうち前記光電変換素子に対向する位置であって、前記配線と対向する領域を避けた位置に、前記保護膜から前記層間絶縁膜にかけて形成され、前記光電変換素子に向けた曲率を有する第１凹みと、
前記保護膜のうち、前記パッド電極と対向する位置に形成されて、前記パッド電極を露出させる第２凹みと、を備えることを特徴とする固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体像を撮影する固体撮像素子が、カメラや携帯電話などに広く用いられている。固体撮像素子には、光電変換を行う画素が形成されたシリコン基板の表面を、ＳｉＯ２などの層間絶縁膜で覆って構成されているものがある。このような固体撮像素子では、画素に到達した被写体からの光の一部が層間絶縁膜内で反射する。この層間絶縁膜内での反射光と、素子に直接入射する光とが干渉することで、光電出力に干渉波形が生じるという問題があった。そこで、固体撮像素子の光の入射面に高低差を形成して、光の干渉を抑える技術が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
しかしながら、従来技術では、層間絶縁膜上に下地層パターンを形成し、その下地層パターンをエッチングし、さらにＣＶＤ法によって下地層パターンを上層膜で覆うことで、固体撮像素子の光の入射面に高低差を形成している。また、下地層パターンや上層膜によって、層間絶縁膜上に配設されるパッド電極も覆われてしまう。したがって、上記工程に加えて、パッド電極を露出させるために、下地層パターンや上層膜をエッチングする工程が別途必要になる。
【０００４】
したがって、従来技術では、固体撮像素子の製造過程において、光の干渉を抑えるために工程数が増加し、製造コストを抑えにくいという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−１２５０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、工程数を抑えつつ、光の干渉を抑える段差形状を光の入射面に形成することができる固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明の一態様によれば、光電変換素子が形成されたシリコン基板の表面に層間絶縁膜を形成し、層間絶縁膜の表面にパッド電極を形成し、層間絶縁膜とパッド電極を覆う保護膜を形成し、光電変換素子に対向する位置に形成された第１開口とパッド電極に対向する位置に形成された第２開口を有するように保護膜の表面にレジストをパターニングし、第１開口および第２開口を通して保護膜に対して等方性エッチングを行うことを特徴とする固体撮像素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、固体撮像素子の製造工程数を抑えつつ、光の干渉を抑える段差形状を光の入射面に形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像素子の断面構成を示す図。
【図２】第１凹み部による光の干渉の抑制について説明するための模式図。
【図３】固体撮像素子の製造工程を説明するための図。
【図４】固体撮像素子の製造工程を説明するための図。
【図５】固体撮像素子の製造工程を説明するための図。
【図６】固体撮像素子の製造工程を説明するための図。
【図７】固体撮像素子の製造工程を説明するための図。
【図８】固体撮像素子の製造工程を説明するフローチャート。
【図９】固体撮像素子の一例としてのＣＣＤイメージセンサの概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態にかかる固体撮像素子を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像素子の断面構成を示す図である。固体撮像素子１は、シリコン基板２、光電変換素子３、層間絶縁膜４、配線（第一層配線）６、パッド電極（第二層配線）８、保護膜１０を有して構成される。
【００１２】
シリコン基板２の表面には、被写体からの光を信号電荷に変換させる光電変換素子３が形成される。光電変換素子３が形成されたシリコン基板２の表面は、層間絶縁膜４としての酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜で覆われる。層間絶縁膜４の層内には、配線６が配設される。また、層間絶縁膜４の表面には、パッド電極８が配設される。配線６やパッド電極８には、例えばアルミニウムが用いられる。
【００１３】
層間絶縁膜４およびパッド電極８の表面は、保護膜１０に覆われる。保護膜１０には、例えば、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜（Ｓｉ３Ｎ４）が用いられる。保護膜１０には、第１凹み部１２と第２凹み部１４が形成される。第１凹み部１２は、光の干渉を抑えるために形成される。第１凹み部１２は、シリコン基板２に形成された光電変換素子３に対向する位置に形成される。これにより、第１凹み部１２は、光電変換素子３に入射する光が透過する領域に形成されることとなる。第１凹み部１２は、保護膜１０を貫通し、層間絶縁膜４の一部を切り欠くように形成される。第１凹み部１２は、少なくとも１の方向に曲率を有する形状に形成される。
【００１４】
第２凹み部１４は、保護膜１０を貫通するように形成される。第２凹み部１４は、パッド電極８に対向する位置に形成される。第２凹み部１４は、保護膜１０を貫通するように形成されており、パッド電極８が第２凹み部１４から露出している。
【００１５】
図２は、第１凹み部１２による光の干渉の抑制について説明するための模式図である。光電変換素子３に到達した被写体からの光の一部は、矢印１６に示すように光電変換素子３で反射する。光電変換素子３で反射した光は、第１凹み部１２の表面で再度反射する。第１凹み部１２の表面で反射する光は、第１凹み部１２の曲率形状により、矢印１８に示す方向に進行する。したがって、第１凹み部１２で反射した光は、再度光電変換素子３に入射しにくくなり、被写体からの光との干渉を抑えることができる。
【００１６】
次に、固体撮像素子１の製造工程について説明する。図３〜図７は、固体撮像素子１の製造工程を説明するための図である。図８は、固体撮像素子１の製造工程を説明するフローチャートである。
【００１７】
まず、図３に示すようにシリコン基板２の表面に不純物層としての光電変換素子３を形成する（ステップＳ１）。次に、図４に示すように、シリコン基板２の表面を層間絶縁膜４で覆い、層間絶縁膜４の内部に配線６を配設し、層間絶縁膜４の表面にパッド電極８を配設する（ステップＳ２）。次に、図５に示すように、層間絶縁膜４とパッド電極８の表面を保護膜１０で覆う（ステップＳ３）。次に、図６に示すように、保護膜１０の表面にレジスト２０を塗布する（ステップＳ４）。ここで、レジスト２０は、第１開口２０ａおよび第２開口２０ｂを有するようにパターニングされる。第１開口２０ａは、光電変換素子３に対向する位置に形成されており、次工程で固体撮像素子１に第１凹み部１２を形成するために設けられる。第２開口２０ｂは、パッド電極８に対向する位置に形成されており、次工程で固体撮像素子１に第２凹み部１４を形成するために設けられる。
【００１８】
次に、レジスト２０に形成された第１開口２０ａおよび第２開口２０ｂを通して、等方性エッチングを行って保護膜１０をエッチングする（ステップＳ５）。ここで、第１開口２０ａを通した等方性エッチングにより、保護膜１０を貫通し、層間絶縁膜４もエッチングする。これにより、第１凹み部１２は、保護膜１０と層間絶縁膜４に渡って形成されることとなる。
【００１９】
保護膜１０は、略均一な厚みで形成されているため、上述のように第１開口２０ａを通した等方性エッチングで保護膜１０を貫通させ、層間絶縁膜４もエッチングすれば、第２開口２０ｂ側でも保護膜１０が確実に貫通され、パッド電極８をより確実に露出させることができる。これにより、パッド電極８の露出不良を抑えて、歩留まりの向上を図ることができる。なお、パッド電極８が露出されることで、パッド電極８を介した信号電荷の取出しが可能となる。次に、レジスト２０を剥離することで（ステップＳ６）、図１に示すような第１凹み部１２および第２凹み部１４を備える固体撮像素子１を得ることができる。
【００２０】
以上説明したように、層間絶縁膜４とパッド電極８の表面を保護膜１０で覆った後で、等方性エッチングを行うことで、パッド電極８を露出させる工程と、固体撮像素子１の光の入射面に段差形状（第１凹み部１２）を形成する工程とを、１つの工程で行うことができる。これにより、製造工程数を抑えつつ、光の干渉を抑える段差形状を備えた固体撮像素子１の製造方法とすることができる。
【００２１】
図９は、固体撮像素子の一例としてのＣＣＤイメージセンサ２１の概略構成を示すブロック図である。ＣＣＤイメージセンサ２１は、電荷転送手段としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）等を備えるとともに、複数の光電変換素子３を備える。光電変換素子３は、光を信号電荷に変換する。ＣＣＤ２２は、変換された信号電荷を光電変換素子３から読み出して増幅部２４に転送する。増幅部２４は、転送された信号電荷を信号電圧に変換して出力回路２６に送る。出力回路２６は、受け取った信号電圧を所定の出力先に出力する。図９では図示を省略しているが、ＣＣＤイメージセンサ２１は、シリコン基板、層間絶縁膜、配線、パッド電極、保護膜も有している。このようなＣＣＤイメージセンサ２１の製造においても、第１の実施の形態で説明した製造工程を用いることで、光の干渉を抑えて、再現性の高い画像を得ることが可能となる。また、ＣＣＤイメージセンサ２１の製造工程数を抑えて、製造コストの抑制を図ることもできる。
【符号の説明】
【００２２】
１  固体撮像素子、２  シリコン基板、３  光電変換素子、４  層間絶縁膜、６  配線（第一層配線）、８  パッド電極（第二層配線）、１０  保護膜、１２  第１凹み部、１４  第２凹み部
１６，１８  矢印、２０  レジスト、２０ａ  第１開口、２０ｂ  第２開口、２１  ＣＣＤイメージセンサ、２２  ＣＣＤ、２４  増幅部、２６  出力回路。
【図１】
0005404315.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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