(57)【要約】【課題】レンズの集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素を得ることができる固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１上に第１のゲート電極４および第２のゲート電極５を形成した後に、選択的に第１および第２のゲート電極４、５の重なり部を含む部分が開口するようにレジストパターンを形成する。つぎにゲート電極４、５の重なり部を含む部分を等方性エッチングにより除去する。このときのエッチング量を、第２のゲート電極５の膜厚の１４０％以上２００％の範囲で行う。その後、通常の層間絶縁膜および遮光膜６を形成する。遮光膜６の開口部６ａに隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜６の高さを抑制し、レンズ８で集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズ８の集光効率の向上を可能とする。【選択図】図３
2006179646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程とを含み、
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分が、前記転送部領域の主たる受光領域にかかる部分のみであることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程とを含み、
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程において、前記第２の電極形成後、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を開口し、開口領域のみエッチングすることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の面積より前記開口の面積が小さいことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程とを含み、
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程において、前記第１の電極と前記第２の電極間に層間絶縁膜が形成されることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記開口領域のエッチングにおいて、前記層間絶縁膜と前記第２の電極の選択比が１：１００以上であることを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分全てを除去する工程とを備えた固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分を除去する工程において、前記第２の電極形成後、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分を開口し、開口領域のみエッチングすることを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の面積より前記開口の面積が小さいことを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程において、
前記第１の電極と前記第２の電極間に層間絶縁膜が形成されることを特徴とする請求項６記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記開口領域のエッチングにおいて、前記層間絶縁膜と前記第２の電極の選択比が１：１００以上であることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、
前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、
前記第１の電極の一部を除去する工程と、
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程とを備えた固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の電極の一部を除去する工程において、前記第１の電極の前記転送部領域の主たる受光領域にかかる部分のみを開口し、開口領域のみエッチングすることを特徴とする請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１の電極の一部を除去する面積より前記開口の面積が小さいことを特徴とする請求項１１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記開口領域のエッチングにおいて、前記層間絶縁膜と前記第２の電極の選択比が１：１００以上であることを特徴とする請求項１２記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子としてＣＣＤなどの固体撮像素子を用いた固体撮像装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、固体撮像素子を用いた固体撮像装置として、固体撮像素子にＣＣＤを用いたＣＣＤ型撮像装置が広く利用されている。
【０００３】
以下、固体撮像素子としてＣＣＤを用いた従来の固体撮像装置について説明する（特許文献１参照）。
【０００４】
図１０は従来の固体撮像装置の構成を示す平面図である。また、図１１は従来の固体撮像装置の構成を示す断面図であり、図１１（ａ）は図１０のＡ−Ａ’断面、図１１（ｂ）は図１０のＢ−Ｂ’断面、図１１（ｃ）は図１０のＣ−Ｃ’断面を、それぞれ示している。
【０００５】
図１０および図１１において、２１は半導体基板、２２、２２ａは半導体基板２１の表面に選択的に形成された拡散層、２３は拡散層２２を含む半導体基板２１の表面全域に形成された酸化絶縁膜、２４は第１のゲート電極、２５は第２のゲート電極、２６は遮光膜、２７は透明樹脂あるいはカラー樹脂、２８はレンズである。なお、レンズ２８の形状は、各レンズ２８の下面を平坦化しているために画素ごとのばらつきは抑制されている。
【０００６】
以上のように構成された固体撮像装置について、その動作を以下に説明する。被写体からの光は、レンズ２８で集光され、透明（またはカラー）樹脂２７を通過し、遮光膜２６の開口部２６ａに対応する拡散層２２の受光領域に入ったものだけが光電変換されたのち、その信号電荷は、第２のゲート電極２５に電圧を印加することで転送領域に移動したのちに、隣接する第１のゲート電極２４に電圧を印加し、その後さらに隣接する第２のゲート電極２５に順次電圧を印加していくことにより、転送領域拡散層２２ａ内を順次転送され、最終的に、被写体からの光の強度変化に対応した波形を有する電気信号として、この装置から出力される。
【特許文献１】特開２００３−３１７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記のような従来の固体撮像装置では、図１１（ａ）のＡ−Ａ’断面図中に示すように、ゲート電極を第１のゲート電極２４および第２のゲート電極２５による２層のポリシリコンを重ねた構造で形成しているため、拡散層２２の受光領域となる遮光膜２６の開口部２６ａに隣接する部分には、２層のゲート電極の重なりが存在する。
【０００８】
そのため、遮光膜２６がその重なり部分で１層分のゲート電極の膜厚分だけ高くなり、レンズ２８で集光された光が阻害される所謂“けられ”の量が多くなり、特に微細化された画素においては、感度の低下が顕著になるという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、微細化された画素においても、レンズの集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素を得ることができる固体撮像装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために本発明の第１の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程とを含み、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分が、前記転送部領域の主たる受光領域にかかる部分のみであることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第２の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程とを含み、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程において、前記第２の電極形成後、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を開口し、開口領域のみエッチングすることを特徴とする。
【００１２】
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の面積より前記開口の面積が小さいことが好ましい。
【００１３】
本発明の第３の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の一部を除去する工程とを含み、前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程において、前記第１の電極と前記第２の電極間に層間絶縁膜が形成されることを特徴とする。
【００１４】
前記開口領域のエッチングにおいて、前記層間絶縁膜と前記第２の電極の選択比が１：１００以上であることが好ましい。
【００１５】
本発明の第４の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程と、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分全てを除去する工程とを備えている。
【００１６】
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分を除去する工程において、前記第２の電極形成後、前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分を開口し、開口領域のみエッチングすることが好ましい。
【００１７】
前記第２の電極の前記第１の電極と重なる部分の面積より前記開口の面積が小さいことが好ましい。
【００１８】
前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程において、前記第１の電極と前記第２の電極間に層間絶縁膜が形成されることが好ましい。
【００１９】
前記開口領域のエッチングにおいて、前記層間絶縁膜と前記第２の電極の選択比が１：１００以上であることが好ましい。
【００２０】
本発明の第５の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に形成された複数の受光領域を有し、その受光領域への入射光を光電変換した信号電荷を、前記受光領域の近傍に形成された第１の電極および第２の電極に順次電圧を印加して、前記半導体基板内の転送部領域を移動させながら、最終的に前記入射光の強度に対応して変化する波形の電気信号を出力する固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記第１の電極を、前記絶縁膜を介して前記半導体基板上に形成する工程と、前記第１の電極の一部を除去する工程と、前記第２の電極を前記第１の電極と電気的に絶縁された状態で前記半導体基板上に形成する工程とを備えている。
【００２１】
前記第１の電極の一部を除去する工程において、前記第１の電極の前記転送部領域の主たる受光領域にかかる部分のみを開口し、開口領域のみエッチングすることが好ましい。
【００２２】
前記第１の電極の一部を除去する面積より前記開口の面積が小さいことが好ましい。
【００２３】
前記開口領域のエッチングにおいて、前記層間絶縁膜と前記第２の電極の選択比が１：１００以上であることが好ましい。
【００２４】
以上により、遮光膜の開口部に隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜の高さを抑制し、レンズで集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズの集光効率の向上を可能とすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、遮光膜の開口部に隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜の高さを抑制し、レンズで集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズの集光効率の向上を可能とすることができる。
【００２６】
そのため、微細化された画素においても、レンズの集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素が得られる撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を示す固体撮像装置およびその製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２８】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。
【００２９】
図１は本実施の形態１の固体撮像装置の構成を示す平面図である。また、図２は本実施の形態１の固体撮像装置の構成を示す断面図であり、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ’断面、図２（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’断面、図２（ｃ）は図１のＣ−Ｃ’断面を、それぞれ示している。図１および図２において、１は半導体基板、２、２ａは半導体基板１の表面に選択的に形成された拡散層、３は拡散層２を含む半導体基板１の表面全域に形成された酸化絶縁膜、４は第１のゲート電極、５は第２のゲート電極、６は遮光膜、７は透明樹脂（あるいはカラー樹脂）、８はレンズである。
【００３０】
以上のように構成された固体撮像装置の製造方法について、以下に説明する。図３は本実施の形態１の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図であり、各工程毎の図１におけるＣ−Ｃ’断面図を用いて示している。本実施の形態１の固体撮像装置は、図３（ａ）の工程に示すように、半導体基板１上に第１のゲート電極４および第２のゲート電極５を形成した後に、図３（ｂ）の工程に示すように、選択的に第１および第２のゲート電極４、５の重なり部を含む部分が開口するようにレジストパターンを形成する。
【００３１】
つぎに、図３（ｃ）の工程に示すように、ゲート電極４、５の重なり部を含む部分を等方性エッチングにより除去する。このときのエッチング量を、第２のゲート電極５の膜厚の１４０％以上２００％の範囲で行うことによって、所望の形状が得られる。その後、図３（ｄ）の工程に示すように、通常の層間絶縁膜および遮光膜６を形成する。
【００３２】
以上のような構成および製造方法による固体撮像装置について、その利点を以下に説明する。図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図に示すように、開口部６ａに隣接する領域でけられを抑制できることによってレンズ８による光の集光率を向上できる。特に、カメラ側の絞りが開いた状態では、撮像装置の撮像面に入射する光には斜め光成分が増加するため効果が顕著にあらわれる。けられの割合を従来と比較するために、ゲート電極１層分の遮光領域の画素に対する割合で示すと、３μｍピッチの画素では、従来が２０％程度であったのに対して４０％以上確保できる。
【００３３】
以上のようにして、上記の固体撮像装置を撮像装置として構成することにより、遮光膜６の開口部６ａに隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜６の高さを抑制し、レンズ８で集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズ８の集光効率の向上を可能とすることができる。
【００３４】
その結果、レンズ８の集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素が得られる撮像装置を実現することができる。この効果は、特に微細化された画素において、顕著に現れる。
【００３５】
なお、実施の形態１において、第２のゲート電極５の開口部６ａでの第１のゲート電極４との重なりを全て除去したが、開口部６ａに隣接する部分のみについて除去するようにしてもよい。
【００３６】
また、実施の形態１において、第１のゲート電極４を形成した後に第２のゲート電極５となるポリシリコンを成長させ、このポリシリコンをＣＭＰで平坦化し、第２のゲート電極５を形成した後にこれらの第２のゲート電極５を接続する配線を第１のゲート電極４上に形成してもよい。
【００３７】
この時、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分が、転送部領域の主たる受光領域にかかる部分のみである方が好ましい。
【００３８】
また、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の一部を除去する工程が、第２のゲート電極５形成後、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の一部を開口し、開口領域のみエッチングする方が好ましい。
【００３９】
また、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の面積より開口の面積が小さいことの方が好ましい。
【００４０】
また、第２のゲート電極５を第１のゲート電極４と電気的に絶縁された状態で半導体基板１上に形成する工程により、第１のゲート電極４と第２のゲート電極５間に層間絶縁膜が形成されることの方が好ましい。
【００４１】
また、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分のエッチングが、前記層間絶縁膜と第２のゲート電極５の選択比が１：１００以上である方が好ましい。
【００４２】
これらの構成および方法によると、遮光膜の開口部に隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜の高さを抑制し、レンズで集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズの集光効率の向上を可能とする。
【００４３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。
【００４４】
図４は本実施の形態２の固体撮像装置の構成を示す平面図ならびに断面図である。なお、図４においては、従来構造と同様のため省略した図面となっているが、図１および図２と同様に、半導体基板１の表面に選択的に形成された拡散層２、および拡散層２を含む半導体基板１の表面全域に形成された酸化絶縁膜３を有している。
【００４５】
また、図５は本実施の形態２の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図であり、各工程毎の図４（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図を用いて示している。
【００４６】
本実施の形態２の固体撮像装置は、図５（ａ）の工程に示すように、半導体基板１上に第１のゲート電極４および第２のゲート電極５を形成した後に、図５（ｂ）の工程に示すように、選択的に第１および第２のゲート電極４、５の重なり部を開口するようにレジストパターンを形成する。
【００４７】
つぎに、図５（ｃ）の工程に示すように、ゲート電極４、５の重なり部を含む部分を等方性エッチングにより除去する。このときのエッチング量を、第２のゲート電極５の膜厚の１４０％以上２００％の範囲で行うことによって、所望の形状が得られる。その後、図５（ｄ）の工程に示すように、通常の層間絶縁膜および遮光膜６を形成する。
【００４８】
以上のような構成および製造方法による固体撮像装置について、その利点を以下に説明する。図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図に示すように、開口部６ａに隣接する領域でけられを抑制できることによってレンズ８による光の集光率を向上できる。特に、カメラ側の絞りが開いた状態では、撮像装置の撮像面に入射する光には斜め光成分が増加するため効果が顕著にあらわれる。けられの割合を従来と比較するために、ゲート電極１層分の遮光領域の画素に対する割合で示すと、３μｍピッチの画素では、従来が２０％程度であったのに対して４０％以上確保できる。
【００４９】
以上のようにして、上記の固体撮像装置を撮像装置として構成することにより、遮光膜６の開口部６ａに隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜６の高さを抑制し、レンズ８で集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズ８の集光効率の向上を可能とすることができる。
【００５０】
その結果、レンズ８の集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素が得られる撮像装置を実現することができる。この効果は、特に微細化された画素において、顕著に現れる。
【００５１】
この時、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の一部を除去する工程が、第２のゲート電極５形成後、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の一部を開口し、開口領域のみエッチングする方が好ましい。
【００５２】
また、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の面積より開口の面積が小さいことの方が好ましい。
【００５３】
また、第２のゲート電極５を第１のゲート電極４と電気的に絶縁された状態で半導体基板１上に形成する工程により、第１のゲート電極４と第２のゲート電極５間に層間絶縁膜が形成されることの方が好ましい。
【００５４】
また、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分のエッチングが、前記層間絶縁膜と第２のゲート電極５の選択比が１：１００以上である方が好ましい。
【００５５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。
【００５６】
図６は本実施の形態３の固体撮像装置の構成を示す平面図ならびに断面図である。なお、図６においては、従来構造と同様のため省略した図面となっているが、図１および図２と同様に、半導体基板１の表面に選択的に形成された拡散層２、および拡散層２を含む半導体基板１の表面全域に形成された酸化絶縁膜３を有している。
【００５７】
また、図７は本実施の形態３の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図であり、各工程毎の図６（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図を用いて示している。
【００５８】
本実施の形態３の固体撮像装置は、図７（ａ）の工程に示すように、半導体基板１上に第１のゲート電極４を形成する。次に、図７（ｂ）の工程に示すように、選択的に第１および第２のゲート電極４、５の重なり部を開口するようにレジストパターンを形成する。
【００５９】
つぎに、図７（ｃ）の工程に示すように、ゲート電極４、５の重なり部を含む部分を等方性エッチングにより除去する。このときのエッチング量を、第２のゲート電極５の膜厚の１４０％以上２００％の範囲で行うことによって、所望の形状が得られる。
【００６０】
その後、第２のゲート電極５を形成した後に、図７（ｄ）の工程に示すように、通常の層間絶縁膜および遮光膜６を形成する。
【００６１】
以上のような構成および製造方法による固体撮像装置について、その利点を以下に説明する。図２（ａ）のＡ−Ａ’断面図に示すように、開口部６ａに隣接する領域でけられを抑制できることによってレンズ８による光の集光率を向上できる。特に、カメラ側の絞りが開いた状態では、撮像装置の撮像面に入射する光には斜め光成分が増加するため効果が顕著にあらわれる。けられの割合を従来と比較するために、ゲート電極１層分の遮光領域の画素に対する割合で示すと、３μｍピッチの画素では、従来が２０％程度であったのに対して４０％以上確保できる。
【００６２】
以上のようにして、上記の固体撮像装置を撮像装置として構成することにより、遮光膜６の開口部６ａに隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜６の高さを抑制し、レンズ８で集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズ８の集光効率の向上を可能とすることができる。
【００６３】
その結果、レンズ８の集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素が得られる撮像装置を実現することができる。この効果は、特に微細化された画素において、顕著に現れる。
【００６４】
この時、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分の面積より開口の面積が小さいことの方が好ましい。
【００６５】
また、第２のゲート電極５を第１のゲート電極４と電気的に絶縁された状態で半導体基板１上に形成する工程により、第１のゲート電極４と第２のゲート電極５間に層間絶縁膜が形成されることの方が好ましい。
【００６６】
また、第２のゲート電極５の第１のゲート電極４と重なる部分のエッチングが、前記層間絶縁膜と第２のゲート電極５の選択比が１：１００以上である方が好ましい。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４の固体撮像装置およびその製造方法を説明する。
【００６８】
図８は本実施の形態４の固体撮像装置の構成を示す平面図ならびに断面図である。なお、図８においては、従来構造と同様のため省略した図面となっているが、図１および図２と同様に、半導体基板１の表面に選択的に形成された拡散層２、および拡散層２を含む半導体基板１の表面全域に形成された酸化絶縁膜３を有している。
【００６９】
図１と異なる点を以下に述べる。図８において、９は半導体基板１に埋め込まれた埋め込みゲート電極、１０は埋め込みゲート電極９と酸化絶縁膜３上に形成された第１のゲート電極４とを電気的に接続するためのコンタクトホール、５は第２のゲート電極、６は遮光膜である。
【００７０】
また、図９は本実施の形態４の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図であり、各工程毎の図８（ａ）におけるＣ−Ｃ’断面図を用いて示している。
【００７１】
以上のように構成された固体撮像装置の製造方法について、以下に説明する。本実施の形態４の固体撮像装置は、図８（ａ）の平面図および図８（ｂ）のＤ−Ｄ’断面図および図８（ｃ）のＣ−Ｃ’断面図に示すように、まず、半導体基板１に拡散層２を選択的に形成した後に、埋め込みゲート電極９を形成しさらに酸化絶縁膜３を形成する。この後コンタクトホール１０を形成する。
【００７２】
次に、図９（ａ）の工程に示すように、半導体基板１上に第１のゲート電極４を形成した後にポリシリコンを成長させる。そして、図９（ｂ）の工程に示すように、ポリシリコンをＣＭＰで平坦化して、ポリシリコンにより第２のゲート電極５を形成した後に、図９（ｃ）の工程に示すように、通常の遮光膜６を形成する。さらに、図示していないが透明樹脂（あるいはカラー樹脂）、レンズを形成する。
【００７３】
以上のような構成および製造方法による固体撮像装置について、その利点を以下に説明する。図８（ｂ）のＤ−Ｄ’断面図および図８（ｃ）のＣ−Ｃ’断面図に示すように、開口部６ａに隣接するゲート電極の重なりを全てなくすることにより、遮光膜６の高さを抑制した構成をしているとともに、二次元的に配列されたゲート電極を接続する部分（Ｄ−Ｄ’断面）においても接続部の平面積を増加させることなく高さを抑制することができるため、開口部６ａをＹ方向だけでなくＸ方向にも拡大することが可能となるため、レンズの集光効率をさらに向上させることができる。
【００７４】
以上のようにして、上記の固体撮像装置を撮像装置として構成することにより、遮光膜６の開口部６ａに隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜６の高さを抑制し、レンズで集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズ
の集光効率の向上を可能とすることができる。
【００７５】
その結果、レンズの集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素が得られる撮像装置を実現することができる。この効果は、特に微細化された画素において、顕著に現れる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上に説明したように、本発明は、遮光膜の開口部に隣接するゲート電極部の重なりをなくして、その部分での遮光膜の高さを抑制し、レンズで集光された光に対して、そのけられを低減することにより、レンズの集光効率の向上を可能とすることができる。
【００７７】
そのため、微細化された画素においても、レンズの集光効率を高めて画素の感度を向上することができ、安定して高感度な画素が得られる撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の形態１の固体撮像装置の構成を示す平面図
【図２】同実施の形態１の固体撮像装置の構成を示す断面図
【図３】同実施の形態１の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図
【図４】同実施の形態２の固体撮像装置の構成を示す平面図および断面図
【図５】同実施の形態２の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図
【図６】同実施の形態３の固体撮像装置の構成を示す平面図および断面図
【図７】同実施の形態３の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図
【図８】本発明の実施の形態４の固体撮像装置の構成を示す平面図および断面図
【図９】同実施の形態４の固体撮像装置の製造方法を示す製造工程図
【図１０】従来の固体撮像装置の構成を示す平面図
【図１１】同固体撮像装置の構成を示す断面図
【符号の説明】
【００７９】
１、２１  半導体基板
２、２２  拡散層
３、２３  酸化絶縁膜
４、２４  第１のゲート電極
５、２５  第２のゲート電極
６、２６  遮光膜
７、２７  透明樹脂（あるいはカラー樹脂）
８、２８  レンズ
９  埋め込みゲート電極
１０  コンタクトホール
【図１】
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【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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【図１０】
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【図１１】
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