(57)【要約】【課題】  受光感度特性およびスミア特性の向上を図る。【解決手段】  光電変換領域１０２上の遮光膜１０６を開口し、かつ電荷転送領域１０１上を覆っている遮光膜１０６を、スパッタ法による常温、高ガス圧力、高パワー条件にて形成されたタングステン膜の遮光膜第１層１０６Ａと、ＣＶＤ法により形成されたタングステン膜の遮光膜第２層１０６Ｂとの２層構造としているため、遮光膜第２層１０６ＢであるＣＶＤ−タングステン膜のグレインサイズを小さくすることができて、遮光膜開口部の淵形状の凹凸の大きさを低減できることから、開口部１０６ａの面積バラツキを大幅に低減できて、受光感度特性およびスミア特性の向上を図ることができる。【選択図】  図１
2006324594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を受光して光電変換する複数の光電変換領域と、該複数の光電変換領域から読み出された信号電荷を転送する電荷転送領域とが設けられた固体撮像装置において、
該光電変換領域上が開口部で開口され、かつ該電荷転送領域を覆っている遮光膜が設けられ、
該遮光膜は、
グレインサイズが通常値よりも小さくなるスパッタ条件にて形成された遮光膜第１層と、
該第１タングステン膜を下地層としてＣＶＤ法により形成された遮光膜第２層とを有する固体撮像装置。
【請求項２】
前記遮光膜第１層は第１タングステン膜であり、前記遮光膜第２層は第２タングステン膜である請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第２タングステン膜のグレインサイズが５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満である請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記グレインサイズの通常値は２００ｎｍ±５０ｎｍである請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
入射光を受光して光電変換する光電変換領域を単位画素部とし、該単位画素部からそれぞれ読み出された信号電荷を電荷転送領域により電荷転送する固体撮像装置の製造方法において、
グレインサイズが通常値よりも小さくなるスパッタ条件にて遮光膜第１層を堆積させる遮光膜第１層堆積工程と、
該遮光膜第１層を下地層としてＣＶＤ法により遮光膜第２層を成膜する遮光膜第２層成膜工程と、
該光電変換領域上の該遮光膜第２層および該遮光膜第１層を共に開口し、かつ該電荷転送領域上を覆う所定パターンに形成する遮光膜形成工程とを有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記スパッタ条件は、常温、通常のスパッタ条件に比べて高ガス圧力でかつ高パワー条件とする請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記常温として基板温度が摂氏２５±１５度、前記高ガス圧力としてチャンバ圧力が１０±５ｍＴｏｒｒ、および前記高パワー条件としてＤＣマグネトロンパワーが１０±５ｋＷである請求項５または６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記遮光膜第１層は第１タングステン膜であり、前記遮光膜第２層は第２タングステン膜である請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第２タングステン膜のグレインサイズが５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満である請求項８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記遮光膜第１層堆積工程は、グレインサイズが通常値よりも小さくなるように結晶の配向性を変化させるスパッタ条件により第１タングステン膜を形成し、
前記遮光膜第２層成膜工程は、前記第１タングステン膜上に、これを下地層としてＣＶＤ法により、該第１タングステン膜と同じ材質で膜成長させる請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記開口部の上方に、該開口部を介して入射光を前記光電変換領域に集光させるためのマイクロレンズ手段を形成する工程を更に有する請求項５に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記通常のスパッタ条件は、前記高ガス圧力としてチャンバ圧力が３〜５ｍＴｏｒｒ、および前記高パワー条件としてＤＣマグネトロンパワーが１〜２ｋＷである請求項６に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記グレインサイズの通常値は２００ｎｍ±５０ｎｍである請求項５または１０に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜４のいずれかに記載の固体撮像装置からの撮像画像データを表示部に表示可能とする電子情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型やＣＭＯＳ型のイメージャーなどの固体撮像装置およびその製造方法、これを用いた例えばカメラ付き携帯電話装置や、デジタルカメラとしてデジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラなどの電子情報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、この種の例えばＣＣＤ型やＣＭＯＳ型などの固体撮像装置では、フォトダイオード部（光電変換領域）以外への光の入射を防ぐために遮光膜が形成されている。
【０００３】
従来の遮光構造を持つ固体撮像装置およびその製造方法については、特許文献１に開示されている。これについて、図５〜図８を用いて説明する。
【０００４】
図５は、従来の遮光構造を持つ固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【０００５】
図５において、従来の固体撮像装置２２０は、電荷転送領域２０１および光電変換領域２０２が形成された半導体基板２００上に、酸化シリコンのゲート絶縁膜２０３と、電荷転送電極２０４と、層間絶縁膜２０５と、スパッタ法によるタングステン膜の膜遮光膜第１層２０６Ａおよび、ＣＶＤ法によるタングステン膜の遮光膜第１層２０６Ｂの２層構造の遮光膜２０６と、第１絶縁膜層２０８と、リフロー性のあるＢＰＳＧ膜の第２絶縁膜層２０９と、アクリル樹脂のカラーフィルタ２１０と、アクリル樹脂のオンチップマイクロレンズ２１１とをこの順に形成している。
【０００６】
この光電変換領域２０２の垂直方向上方には、遮光膜２０６に開口部２０６ａが形成されており、これに対向するように、カラーフィルタ２１０上にオンチップマイクロレンズ２１１が形成されている。このオンチップマイクロレンズ２１１により光電変換領域２０２に入射光が集光し、光電変換領域２０２で光電変換された信号電荷が電荷転送領域２０１に電荷転送されるようになっている。
【０００７】
上記構成の固体撮像装置２２０の製造方法について、図６（ａ）から図７（ｆ）を用いて各製造工程毎に説明する。
【０００８】
まず、図６（ａ）に示すように、電荷転送領域２０１および光電変換領域２０２が形された半導体基板２００上に、これらの電荷転送領域２０１および光電変換領域２０２を覆うように酸化シリコンのゲート絶縁膜２０３を堆積する。このゲート絶縁膜２０３の堆積後、その上に電荷転送電極２０４を形成し、層間絶縁膜２０５を堆積する。この時点での段面構造は図６（ａ）に示す通りである。
【０００９】
次に、図６（ｂ）に示されるように、この上に遮光膜第１層２０６Ａとして、スパッタ法（通常成膜温度２００℃）によりタングステンを５０〜１００ｎｍの膜厚に堆積する。例えば、タングステンの堆積条件は、マグネトロンスパッタ法で、アルゴンガス圧力３〜５ｍＴｏｒｒ、アルゴンガス流量１００ｓｃｃｍ、基板温度２００℃、ＤＣマグネトロンパワー１〜２ｋＷである。
【００１０】
さらに、図６（ｃ）に示されるように、遮光膜第２層２０６Ｂを、ＣＶＤ法で、例えばＷＦ６ガスを用いてタングステン膜を８０〜２００ｎｍの膜厚で堆積させて形成する。
【００１１】
その後、図７（ｄ）に示すように光電変換領域２０２の上方に開口部２０７ａを有するフォトレジスト膜２０７を遮光膜２０６上に形成する。その後、この所定パターンのフォトレジスト膜２０７をマスクとして、遮光膜第２層２０６Ｂおよび遮光膜第１層２０６Ａを反応性イオンエッチングにて選択的に順次除去し、光電変換領域２０２の上方に開口部２０６ａを形成する。このとき、層間絶縁膜２０５は除去されることなく、光電変換領域２０２および電荷転送領域２０１上を共に覆っている。この開口部２０６ａのエッチング完了後は、図７（ｅ）に示すように、アッシング処理などにより、フォトレジスト膜２０７を除去する。
【００１２】
さらに、フォトレジスト膜２０７が除去された基板部上に、第１絶縁膜２０８および、リフロー性のある第２絶縁膜（ＢＰＳＧ膜）２０９となる膜をこの順に堆積する。その後、第２絶縁膜層２０９となる膜に窒素雰囲気下で９５０℃以上の熱処理を施して、ある程度平坦化して第２絶縁膜層２０９を形成する。平坦化された第２絶縁膜層２０９の形成が完了すると、アクリル樹脂のカラーフィルタ２１０を、この平坦化された第２絶縁膜層２０９上に形成する。このカラーフィルタ２１０の形成が完了すると、アクリル樹脂のオンチップマイクロレンズ２１１を、光電変換領域２０２の上方位置に対応するように、カラーフィルタ２１０上に形成する。これにより、図７（ｆ）に示すような単位断面を有する固体撮像装置２２０が完成する。
【００１３】
図８には、従来の方法にて製造した固体撮像装置２２０の遮光膜２０６およびその開口部２０６ａの形状を上方より拡大して見た上面図を示している。
【００１４】
図８に示すように、従来の製造方法にて形成された遮光膜２０６の開口部２０６ａの外周縁部分の凹凸は９０ｎｍ程度ある。
【特許文献１】特開平１１−１１１９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記従来の遮光膜２０６の構成では、遮光膜第２層２０６ＢのＣＶＤ−タングステン膜のグレインサイズが大きく（グレインサイズＭａｘ２１５ｎｍ）、遮光膜２０６の反応性エッチング後の開口部の淵（外周縁部分）の形状が、グレイン形状を反映して凹凸の大きい形状（凹凸寸法ｍａｘ９０ｎｍ程度）となっている。この凹凸が開口部２０６ａの面積に占める割合が大きく、かつバラツキも大きくなるために、固体撮像装置２２０内の画素部間の集光率を低下させ、かつそのバラツキも増大させている。これによって、固体撮像装置２２０の受光感度の低下およびスミア特性の劣化を発生させている。
【００１６】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、遮光膜開口部の縁形状の凹凸の大きさを低減することにより、受光感度特性およびスミア特性の向上を図ることができる固体撮像装置およびその製造方法、これを用いた例えばカメラ付き携帯電話装置や、デジタルカメラとしてデジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラなどの電子情報装置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】
【００１７】
本発明の固体撮像装置は、入射光を受光して光電変換する複数の光電変換領域と、該複数の光電変換領域から読み出された信号電荷を転送する電荷転送領域とが設けられた固体撮像装置において、該光電変換領域上が開口部で開口され、かつ該電荷転送領域を覆っている遮光膜が設けられ、該遮光膜は、グレインサイズが通常値よりも小さくなるスパッタ条件にて形成された遮光膜第１層と、該第１タングステン膜を下地層としてＣＶＤ法により形成された遮光膜第２層とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１８】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置における遮光膜第１層は第１タングステン膜であり、前記遮光膜第２層は第２タングステン膜である。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における第２タングステン膜のグレインサイズが５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満である。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置におけるグレインサイズの通常値は２００ｎｍ±５０ｎｍである。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、入射光を受光して光電変換する光電変換領域を単位画素部とし、該単位画素部からそれぞれ読み出された信号電荷を電荷転送領域により電荷転送する固体撮像装置の製造方法において、グレインサイズが通常値よりも小さくなるスパッタ条件にて遮光膜第１層を堆積させる遮光膜第１層堆積工程と、該遮光膜第１層を下地層としてＣＶＤ法により遮光膜第２層を成膜する遮光膜第２層成膜工程と、該光電変換領域上の該遮光膜第２層および該遮光膜第１層を共に開口し、かつ該電荷転送領域上を覆う所定パターンに形成する遮光膜形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるスパッタ条件は、常温、通常のスパッタ条件に比べて高ガス圧力でかつ高パワー条件とする。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記常温として基板温度が摂氏２５±１５度、前記高ガス圧力としてチャンバ圧力が１０±５ｍＴｏｒｒ、および前記高パワー条件としてＤＣマグネトロンパワーが１０±５ｋＷである。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における遮光膜第１層は第１タングステン膜であり、前記遮光膜第２層は第２タングステン膜である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における第２タングステン膜のグレインサイズが５０ｎｍ以上１２０ｎｍ未満である。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における遮光膜第１層堆積工程は、グレインサイズが通常値よりも小さくなるように結晶の配向性を変化させるスパッタ条件により第１タングステン膜を形成し、前記遮光膜第２層成膜工程は、前記第１タングステン膜上に、これを下地層としてＣＶＤ法により、該第１タングステン膜と同じ材質で膜成長させる。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における開口部の上方に、該開口部を介して入射光を前記光電変換領域に集光させるためのマイクロレンズ手段を形成する工程を更に有する。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における通常のスパッタ条件は、前記高ガス圧力としてチャンバ圧力が３〜５ｍＴｏｒｒ、および前記高パワー条件としてＤＣマグネトロンパワーが１〜２ｋＷである。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法におけるグレインサイズの通常値は２００ｎｍ±５０ｎｍである。
【００３０】
本発明の電子情報装置は、本発明の上記固体撮像装置からの撮像画像データを表示部に表示可能とするものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３１】
上記構成により、以下、その作用について説明する。
【００３２】
本発明にあっては、画素単位の光電変換領域上が開口され、かつ電荷転送領域を覆っている遮光膜は、そのグレインサイズが通常値よりも小さくなるように結晶の配向性を変化させるスパッタ条件にて形成された第１タングステン膜と、この第１タングステン膜を下地層としてＣＶＤ法により形成された第２タングステン膜とを有している。
【００３３】
このように、遮光膜として第１層に、グレインサイズが通常値よりも小さくなる常温高圧高パワーのスパッタ条件で、第１タングステン膜を堆積することによって、その上のＣＶＤ法による第２タングステン膜のグレインサイズを従来の２１５ｎｍから１２０ｎｍ未満に低減して、光電変換領域上の遮光膜開口部の縁の凹凸を従来の９０ｎｍから５０ｎｍ以下に抑制することが可能とである。したがって、固体撮像装置内の受光部の間の集光率のバラツキ低減や、感度特性およびスミア特性が向上する。これによって、固体撮像装置の小型化および高性能化が図られる。
【００３４】
また、この固体撮像装置をカメラ付き携帯電話装置などの電子情報装置に用いれば、本発明の固体撮像装置からの撮像画像データを高品位表示画像として表示部に表示させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明によれば、グレインサイズが通常値よりも小さくなるように結晶の配向性を変化させるスパッタ条件により遮光膜第１層を形成し、この遮光膜第１層上に、これを下地層としてＣＶＤ法により、遮光膜第２層を遮光膜第１層と同じ材質で膜成長させるようにしたため、遮光膜開口部の縁形状の凹凸の大きさを小さくして低減することができて、固体撮像装置内の受光部の間の集光率のバラツキ低減や、受光感度特性およびスミア特性の向上を図ることができる。これによって、固体撮像装置の小型化および高性能化を図ることができる。
【００３６】
また、本発明の固体撮像装置をカメラ付き携帯電話装置などの電子情報装置に用いれば、本発明の固体撮像装置からの撮像画像データを高品位表示画像として表示部に表示させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に、本発明の固体撮像装置およびその製造方法の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
図１は、本発明の固体撮像装置の実施形態における要部構成例を示す縦断面図である。
【００３９】
図１において、本発明の固体撮像装置１２０は、信号電荷を転送する電荷転送領域１０１と、画像光が入射する撮像領域（受光領域）である光電変換領域１０２とが表面部に並んで設けられた半導体基板１００上に、ゲート絶縁膜１０３と、電荷転送電極１０４と、層間絶縁膜１０５と、遮光膜第１層１０６Ａおよび遮光膜第２層１０６Ｂの２層構造である遮光膜１０６と、第１絶縁膜層１０８と、第２絶縁膜層１０９と、カラーフィルタ１１０と、マイクロレンズ手段としてのオンチップマイクロレンズ１１１とをこの順に有している。
【００４０】
半導体基板１００は、通常、半導体装置を形成するための基板として使用されるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコン、ゲルマニウムなどの半導体や、ＳｉＣ、ＡｌＧａ、ＡｌＧａＡｓなどの化合物半導体からなる基板を使用することができるが、中でも、シリコン半導体基板が好ましい。この半導体基板１００は、通常、Ｎ型またはＰ型の不純物がドーピングされているが、さらにＮ型またはＰ型のウェルを１以上有していてもよい。
【００４１】
電荷転送領域１０１と光電変換領域１０２とは、互いに分離領域を介して隣接して形成されており、例えば、リンまたは砒素などの一導電型の例えばＮ型不純物が、それぞれ１×１０１７ｃｍ−２程度、１×１０１６ｃｍ−２程度の濃度で拡散されている。
【００４２】
ゲート絶縁膜１０３は、例えば３０〜６０ｎｍ程度の膜厚のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜またはこれらの積層膜により形成できる。
【００４３】
電荷転送電極１０４は、通常、半導体装置の電極として用いることができる導電材料により形成する。電荷転送電極１０４の材料として、例えば、ポリシリコン、アルミニウム・銅・白金・銀などの金属、タングステン・タンタル・チタンなどの高融点金属、これら金属のシリサイド、ポリサイドなどが挙げられる。なかでもポリシリコンが好ましい。本実施形態では、電荷転送電極１０４を単層としたが、積層で形成してもよい。一般に、導電材料による単層構造の場合には、３００〜５００ｎｍ程度の膜厚、積層構造では、例えばタングステンシリサイド／ポリシリコン＝２００／１５０ｎｍ程度などが挙げられる。
【００４４】
層間絶縁膜１０５は、ここでは、例えばＣＶＤ法によるシリコン酸化膜で、その膜厚は特に限定されるものではないが、例えば１００ｎｍ程度である。この他に、層間絶縁膜１０５は、例えば、ＣＶＤ法によるプラズマＴＥＯＳ膜、ＬＴＯ膜、ＨＴＯ膜、ＮＳＧ膜またはスピンコート法により塗布形成されるＳＯＧ膜、ＣＶＤ法によるシリコン窒化膜など、いずれの絶縁膜であってもよい。
【００４５】
遮光膜１０６は、グレインサイズが通常値よりも小さくなるスパッタ条件による常温、通常のスパッタ条件に比べて高ガス圧力、高パワー条件により堆積された第１タングステン膜の遮光膜第１層１０６Ａと、ＣＶＤ法により設けられた第２タングステン膜である遮光膜第２層１０６Ｂとの２層構造であり、光電変換領域１０２に平面視で対応した位置に入射光用（受光領域）の開口部１０６ａが形成されている。
【００４６】
ここで、この第２タングステン膜のグレインサイズを通常値よりも小さくするその下地層である第１タングステン膜のスパッタ条件について説明する。
【００４７】
遮光膜第２層１０６ＢであるＣＶＤ−第２タングステン膜のグレインサイズを小さくすることが目的である。そのためのスパッタ条件として、遮光膜第１層１０６Ａのスパッタ−第１タングステン膜の成膜を、常温条件（２０〜３０℃）かつ高ガス圧力条件（１０ｍＴｏｒｒ以上）、高ＤＣパワー条件（１０ｋＷ以上）により行い、スパッタ−第１タングステン膜の結晶の配向性を、従来条件（通常のスパッタ条件）である温度条件（２００℃）かつガス圧力条件（３〜５ｍＴｏｒｒ以上）、ＤＣパワー条件（１〜２ｋＷ以上）のスパッタ−第１タングステン膜の結晶配向性から、その上に堆積される遮光膜第２層１０６ＢのＣＶＤ−第２タングステン膜の結晶の配向性も変化させ、膜質を変えることで第２タングステン膜のグレインサイズを従来の２１５ｎｍから１２０ｎｍ未満に小さくすることができる。即ち、遮光膜第１層１０６Ａのグレインサイズが小さくなるようにする。このグレインサイズが小さい遮光膜第１層１０６Ａ上に、これを下地層として化学気相成長法（ＣＶＤ法）により、同じ材質でグレインサイズが小さい遮光膜第２層１０６Ｂを成長させる。これによって、遮光膜開口部１０６ａの縁形状の凹凸の大きさを低減できて、固体撮像装置１２０の画素部間の集光率のバラツキを抑制することにより、固体撮像装置１２０の感度特性およびスミア特性を向上させることができる。
【００４８】
第１絶縁膜層１０８は、ＣＶＤ法によるシリコン酸化膜によって形成され、その膜厚は、例えば３００〜６００ｎｍ程度であってもよい。
【００４９】
第２絶縁膜層１０９は、下地膜の形状にかかわらず、ほぼ平坦化されている。例えばＢＰＳＧ膜を９５０℃の高温熱処理でリフローさせて形成している。この平坦化された第２絶縁膜層１０９の膜厚は、例えば２００〜１０００ｎｍ程度てあってもよい。
【００５０】
オンチップマイクロレンズ１１１は、光電変換領域１０２で信号電荷に効率よく光電変換するために、光電変換領域１０２に、カラーフィルタ１１０を介して入射光を集光させる。
【００５１】
上記構成により、以下、本実施形態の固体撮像装置１２０の製造方法について図２（ａ）〜図２（ｃ）、および図３（ｄ）〜図３（ｆ）を用いて説明する。
【００５２】
まず、図２（ａ）に示すように、本実施形態の固体撮像装置１２０に使用される半導体基板１００は、その表面部に、電荷転送領域１０１と、撮像領域としての光電変換領域１０２とが隣接して形成される。これらの電荷転送領域１０１および光電変換領域１０２を含む半導体基板１００上にゲート絶縁膜１０３を堆積する。さらに、電荷転送領域１０１上にこのゲート絶縁膜１０３を介して電荷転送電極１０４を所定パターンに形成する。さらに、この電荷転送電極１０４上に渡って、層間絶縁膜１０５を堆積する。
【００５３】
次に、図２（ｂ）に示すように、この層間絶縁膜１０５上に、遮光膜第１層１０６Ａであるタングステン膜を常温高圧高パワースパッタ法により堆積する。このときの遮光膜第１層１０６Ａの堆積条件は、基板温度２０〜３０℃、チャンバ圧力１０ｍＴｏｒｒおよびＤＣマグネトロンパワー１０ｋＷである。
【００５４】
さらに、図２（ｃ）に示すように、遮光膜第２層１０６Ｂとして膜厚が５０〜３００ｎｍのタングステン膜をＣＶＤ法により堆積する。この場合の遮光膜第１層１０６Ａを常温高圧高パワースパッタ法のタングステン膜とすることで、その上に堆積したＣＶＤ−タングステン膜のグレインサイズは、前述した従来の２１５ｎｍから１２０ｎｍに低減（半減）させることができる。
【００５５】
さらに、図３（ｄ）に示すように、遮光膜第２層１０６Ｂの堆積後、光電変換領域１０２の上方に所定パターンの開口部１０７ａを有するフォトレジスト膜１０７を遮光膜第２層１０６Ｂ上に形成する。このフォトレジスト膜１０７の形成後、このフォトレジスト膜１０７をマスクとして、遮光膜第２層１０６Ｂおよび第１層１０６Ａを、反応性イオンエッチングにより選択的に除去して、光電変換領域１０２上に対応した遮光膜１０６の位置に開口部１０６ａを形成する。
【００５６】
さらに、図３（ｅ）に示すように、この開口部１０６ａのエッチング完了後、アッシング処理などによりフォトレジスト膜１０７を除去する。
【００５７】
さらに、図３（ｆ）に示すように、この遮光膜１０６および層間絶縁膜１０５上の全面に、第１絶縁膜層１０８および平坦化膜の第２絶縁膜層１０９を形成する。この後、平坦化膜の第２絶縁膜層１０９上にアクリル樹脂のカラーフィルタ１１０を形成する。さらに、カラーフィルタ１１０の形成後、アクリル樹脂のオンチップマイクロレンズ１１１を、光電変換領域１０２の垂直方向上方に対応する位置で、かつカラーフィルタ１１０上に形成する。これによって、本実施形態の固体撮像装置１２０の製造が完成する。
【００５８】
図８には、従来の方法にて製造した固体撮像装置２２０の遮光膜２０６およびその開口部２０６ａの形状を上方より拡大して見た上面図を示している。
【００５９】
図８に示すように、従来の製造方法にて形成された遮光膜２０６の開口部２０６ａの外周縁部分の凹凸は９０ｎｍ程度ある。
【００６０】
図４では、本実施形態の製造方法により製造された固体撮像装置１２０の遮光膜１０６およびその開口部１０６ａの形状を上方より拡大して見た上面図を示している。
【００６１】
従来の技術（図８）と比較すると、本実施形態の製造方法により形成された遮光膜１０６の開口部１０６ａの淵（外周縁部分）の形状は、凹凸が５０ｎｍ以下の寸法であり、従来の場合の凹凸９０ｎｍの寸法と比較して、本発明の方が凹凸の寸法を大幅に小さくなっていることが判る。
【００６２】
以上により、本実施形態によれば、光電変換領域１０２上の遮光膜１０６を開口し、かつ電荷転送領域１０１上を覆っている遮光膜１０６を、スパッタ法による常温、高ガス圧力、高パワー条件にて形成されたタングステン膜の遮光膜第１層１０６Ａと、ＣＶＤ法により形成されたタングステン膜の遮光膜第２層１０６Ｂとの２層構造としているため、遮光膜第２層１０６ＢであるＣＶＤ−タングステン膜のグレインサイズを小さくすることができて、遮光膜開口部の淵形状の凹凸の大きさを低減できることから、開口部１０６ａの面積バラツキを大幅に低減できて、本実施形態の固体撮像装置１２０の感度特性およびスミア特性を向上させることができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、電荷転送領域１０１と光電変換領域１０２との他に、分離領域、コンタクト領域、チャネルストッパ領域として、高濃度のＮ型またはＰ型の不純物を含有する領域が形成されている。
【００６４】
また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態の固体撮像装置１２０を用いて撮像画像データをその表示部に表示させたり、そのメモリ部に記憶させたりする例えばカメラ付き携帯電話装置や、デジタルカメラとしてデジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラなどの電子情報装置を得ることができる。この場合にも、上記実施形態の効果と同様に、遮光膜開口部１０６ａの縁形状の凹凸の大きさを低減できて、固体撮像装置１２０の画素部間の集光率のバラツキを抑制することにより、固体撮像装置１２０の感度特性およびスミア特性を向上させて高品位の表示画像を得ることができる。
【００６５】
さらに、上記実施形態では、遮光膜第１層１０６Ａの堆積工程において、グレインサイズが通常値よりも小さくなるスパッタ条件にて遮光膜第１層１０６Ａを堆積させるが、そのスパッタ条件が、常温として基板温度が摂氏２０〜３０度、高ガス圧力としてチャンバ圧力が１０ｍＴｏｒｒ、および前記高パワー条件としてＤＣマグネトロンパワーが１０ｋＷである場合を最適条件として説明したが、これに限らず、常温として基板温度が摂氏２５±１５度、高ガス圧力としてチャンバ圧力が１０±５ｍＴｏｒｒ、および高パワー条件としてＤＣマグネトロンパワーが１０±５ｋＷであっても本発明の目的を奏する。この場合に、遮光膜第２層１０６Ｂのグレインサイズが５０ｎｍ（実績値）以上１２０ｎｍ未満であればよい。
【００６６】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型やＣＭＯＳ型のイメージャーなどの固体撮像装置およびその製造方法、これを用いた例えばカメラ付き携帯電話装置や、デジタルカメラとしてデジタルスチルカメラおよびデジタルビデオカメラなどの電子情報装置の分野において、遮光膜開口部の縁形状の凹凸の大きさを抑制することで、開口部の面積バラツキを低減することができ、固体撮像装置の感度特性およびスミア特性の向上を図ることができる。これによって、本発明の固体撮像装置および、これを用いて表示部に表示可能とする電子情報装置の小型化および高性能化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の固体撮像装置の実施形態における要部構成例を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、図１の固体撮像装置の各製造工程（その１）における各単位構成例を示す縦断面図である。
【図３】（ｄ）〜（ｆ）は、図１の固体撮像装置の各製造工程（その２）における各単位構成例を示す縦断面図である。
【図４】本実施形態の固体撮像装置の遮光膜およびその開口部の上方から見た拡大図である。
【図５】従来の遮光構造を持つ固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図５の固体撮像装置の各製造工程（その１）における各単位構成例を示す縦断面図である。
【図７】（ｄ）〜（ｆ）は、図５の固体撮像装置の各製造工程（その２）における各単位構成例を示す縦断面図である。
【図８】従来方法にて製造した固体撮像装置の遮光膜およびその開口部を上方から見た拡大図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００  半導体基板
１０１  電荷転送領域
１０２  光電変換領域
１０３  ゲート絶縁膜
１０４  電荷転送電極
１０５  層間絶縁膜
１０６  遮光膜
１０６Ａ  遮光膜第１層
１０６Ｂ  遮光膜第２層
１０６ａ  開口部
１０７  フォトレジスト
１０８  第１絶縁膜層
１１０  カラーフィルタ
１０９  第２絶縁膜層
１１１  オンチップマイクロレンズ
１２０  固体撮像装置
２００  半導体基板
２０１  電荷転送領域
２０２  光電変換領域
２０３  ゲート絶縁膜
２０４  電荷転送電極
２０５  層間絶縁膜
２０６  遮光膜
２０６Ａ  遮光膜第１層
２０６Ｂ  遮光膜第２層
２０６ａ  開口部
２０７  フォトレジスト
２０８  第１絶縁膜層
２１０  カラーフィルタ
２０９  第２絶縁膜層
２１１  オンチップマイクロレンズ
２２０  固体撮像装置
【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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