(57)【要約】【課題】  Ｓ／Ｎ特性及び感度の向上を図ると共に、転送電極の絶縁耐力の低下を抑制することができるＣＣＤ固体撮像素子を提供する。【解決手段】  受光部２と垂直電荷転送部４を有する半導体基板５と、この半導体基板上に設けられた垂直電荷転送部に転送電極を印加する転送電極７と、受光部上に形成されると共に、転送電極の側面部に層間絶縁層を介して形成された低反射膜９と、低反射膜が形成された転送電極を被覆する様に形成された遮光膜１１を備える。【選択図】    図１
2006324422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部と、該受光部に並設され導電性遮光膜により被覆された転送電極と、前記受光上にエッチング工法を用いて形成された光学的機能を有する絶縁膜を有する固体撮像装置において、
前記転送電極の側面部と前記導電性遮光膜との間に前記光学的機能を有する絶縁膜が形成された
ことを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記転送電極の側面部と前記導電性遮光膜との間に形成された光学的機能を有する絶縁膜は、前記受光部上に光学的機能を有する絶縁膜を形成する際に形成された
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記光学的機能を有する絶縁膜が、シリコン窒化膜である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
受光部と、該受光部で蓄積された信号電荷を転送する転送部を有する基板上に、前記転送部に転送電圧を印加する転送電極を形成する工程と、
該転送電極上に絶縁膜を形成する工程と、
該絶縁膜上及び前記受光部上に光学的機能を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記受光部上の所定領域及び少なくとも前記転送電極の側面部に前記光学的機能を有する絶縁膜が残存する様に前記光学的機能を有する絶縁膜をエッチング処理する工程と、
前記光学的機能を有する絶縁膜が形成された前記転送電極を被覆する様に導電性遮光膜を形成する工程とを備える
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像素子及びその製造方法に関する。詳しくは、受光部上に低反射膜が形成された固体撮像素子及びその製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラやデジタルカメラ等において、ＣＣＤ固体撮像素子で構成された固体撮像装置が広く使用されており、最近のビデオカメラやデジタルカメラ等の小型化、高画素化によりＣＣＤ固体撮像素子においては、チップサイズの小型化と高画素化の相反する需要を満たすために画素サイズの縮小化を行う必要がある。そして、画素サイズの縮小化を図るために受光部領域の縮小や垂直電荷転送部の縮小を行っている。
【０００３】
しかし、ＣＣＤ固体撮像素子の感度は単位画素当たりの受光面積に比例するために、受光部領域の縮小を行ったのでは受光量が減少してＣＣＤ固体撮像素子の感度が低下し、Ｓ／Ｎ比が低下することとなる。
【０００４】
そこで、Ｓ／Ｎ特性及び感度の向上を図るべく、ＣＣＤ固体撮像素子において受光部上に低反射膜（光学的機能を有する絶縁膜）を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
以下、受光部上に低反射膜が形成された従来のＣＣＤ固体撮像素子について図面を用いて説明する。
【０００５】
図３は受光部上に低反射膜が形成された従来のＣＣＤ固体撮像素子を説明するための模式的な断面図であり、ここで示すＣＣＤ固体撮像素子１０１は、マトリクス状に配列された受光部１０２、受光部で取り込んだ電荷の読み出しを行う読み出しゲート部１０３、読み出しゲート部により読み出された電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部１０４、垂直電荷転送部により転送された電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（図示せず）が形成された半導体基板１０５の表面に、その一部がゲート絶縁膜となる絶縁膜（１）１０６が形成され、この絶縁膜（１）を介して垂直電荷転送部及び読み出しゲート部上に転送電極１０７が形成され、この転送電極を覆う様に層間絶縁層１０８が形成されている。
【０００６】
また、層間絶縁膜の上層の、受光部に対応する領域の一部（受光部の幅よりも狭い幅の領域）に低反射膜１０９が形成され、この低反射膜上に光透過性を有する絶縁膜（２）１１０が形成されている。更に、絶縁膜（２）上の、受光部を除く他部への光を遮断する遮光膜１１１及び保護膜１１２が順次形成されており、その上に平坦化膜１１３が形成されている。ここで遮光膜は、例えば金属等により形成され、この遮光膜の受光部に対応する部分に開口部が形成されている。また、平坦化膜の上には、特定の色の光を透過させるカラーフィルタ１１４及び球面状に加工されて集光するオンチップレンズ１１５が形成されている。
【０００７】
さて、上記した様なＣＣＤ固体撮像素子を製造する場合には、先ず、受光部、読み出しゲート部、垂直電荷転送部及び水平電荷転送部が形成された半導体基板１０５の表面にＳｉＯやＳｉＮといった絶縁膜（１）１０６を形成し、絶縁膜（１）上の垂直電荷転送部に対応する領域にポリシリコンから成る転送電極１０７を形成した後に、転送電極表面に１０〜１００ｎｍ程度の薄い酸化膜（層間絶縁層）１０８を形成する（図４（ａ）参照。）。
【０００８】
次に、膜厚が１０〜１００ｎｍ程度の絶縁性が高い低反射膜（例えば窒化シリコン膜）１０９を形成し（図４（ｂ）参照。）、汎用のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、受光部に対応する領域の一部の低反射膜のみが残存する様に低反射膜のエッチング処理を行う（図４（ｃ）参照。）。
【０００９】
続いて、膜厚が５〜５０ｎｍ程度の絶縁膜（２）１１０及び遮光膜１１１を形成し、汎用のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて遮光膜の受光部に対応する部分に開口部を形成する（図４（ｄ）参照。）。なお、遮光膜のエッチング処理を行う際に、絶縁膜（２）がエッチングストッパとして機能することとなる。
【００１０】
その後、保護膜１１２、平坦化膜１１３、カラーフィルタ１１４及びオンチップレンズ１１５を形成することによって、図３で示す様なＣＣＤ固体撮像素子を得ることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−２５６５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、受光部上に低反射膜を形成するためのエッチングを行う際、転送電極表面を被覆した層間絶縁層（特に、図４中符合Ａで示す転送電極の端部領域の層間絶縁層）についてもエッチングされるため、層間絶縁層と転送電極の絶縁耐力が低下してしまい、転送電極と他の導電箇所（ここでは遮光膜）がショートする恐れがある。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、Ｓ／Ｎ特性及び感度の向上を図ると共に、転送電極の絶縁耐力の低下を抑制す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ことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子は、受光部と、該受光部に並設され導電性遮光膜により被覆された転送電極と、前記受光上にエッチング工法を用いて形成された光学的機能を有する絶縁膜を有する固体撮像装置において、前記転送電極の側面部と前記導電性遮光膜との間に前記光学的機能を有する絶縁膜が形成されている。
【００１５】
ここで、転送電極の側面部と導電性遮光膜との間に形成された光学的機能を有する絶縁膜によって、受光部上にエッチング工法を用いて光学的機能を有する絶縁膜を形成する際に、転送電極表面に形成された絶縁層が除去され難くなる。
【００１６】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、受光部と、該受光部で蓄積された信号電荷を転送する転送部を有する基板上に、前記転送部に転送電圧を印加する転送電極を形成する工程と、該転送電極上に絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜上及び前記受光部上に光学的機能を有する絶縁膜を形成する工程と、前記受光部上の所定領域及び少なくとも前記転送電極の側面部に前記光学的機能を有する絶縁膜が残存する様に前記光学的機能を有する絶縁膜をエッチング処理する工程と、前記光学的機能を有する絶縁膜が形成された前記転送電極を被覆する様に導電性遮光膜を形成する工程とを備える。
【００１７】
ここで、受光部上の所定領域及び少なくとも転送電極の側面部に光学的機能を有する絶縁膜が残存する様に光学的機能を有する絶縁膜をエッチング処理することによって、即ち、受光部上の所定領域の光学的機能を有する絶縁膜のみが残存する様な光学的機能を有する絶縁膜のエッチング処理を行うのでは無く、受光部上の所定領域と共に少なくとも転送電極の側面部にも光学的機能を有する絶縁膜が残存する様に光学的機能を有する絶縁膜のエッチング処理を行うことによって、転送電極表面に形成された絶縁層が光学的機能を有する絶縁膜のエッチング処理時にエッチング除去され難くなる。
【発明の効果】
【００１８】
上記した本発明の固体撮像素子及びその製造方法では、受光部上に低反射膜を形成する際に、同時に転送電極表面に低反射膜を形成することで転送電極の絶縁耐力の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用したＣＣＤ固体撮像素子の一例を説明するための模式的な断面図であり、ここで示すＣＣＤ固体撮像素子１は、従来のＣＣＤ固体撮像素子と同様に、マトリクス状に配列された受光部２、受光部で取り込んだ電荷の読み出しを行う読み出しゲート部３、読み出しゲート部により読み出された電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部４、垂直電荷転送部により転送された電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（図示せず）が形成された半導体基板５の表面に、その一部がゲート絶縁膜となる絶縁膜（１）６が形成され、この絶縁膜（１）を介して垂直電荷転送部及び読み出しゲート部上に転送電極７が形成され、この転送電極を覆う様に層間絶縁層８が形成されている。
【００２０】
また、層間絶縁層の上層の、受光部に対応する領域の一部（受光部の幅よりも狭い幅の領域）及び層間絶縁層に覆われた転送電極の側面部に低反射膜９が形成され、この低反射膜上に光透過性を有する絶縁膜（２）１０が形成されている。更に、絶縁膜（２）上の、受光部を除く他部への光を遮断する遮光膜１１及び保護膜１２が順次形成されており、その上に平坦化膜１３が形成されている。ここで遮光膜は、例えば金属等により形成され、この遮光膜の受光部に対応する部分に開口部が形成されている。また、平坦化膜上には、特定の色の光を透過させるカラーフィルタ１４及び球面状に加工されて集光するオンチップレンズ１５が形成されている。
【００２１】
ここで、本実施例では、受光部に対応する領域の一部に低反射膜を形成すべくエッチング処理を行う際に、特に転送電極を被覆している層間絶縁層のうちの図１中符合ａで示す側面領域がエッチング除去され易いために、かかる領域の層間絶縁層を保護すべく、層間絶縁層に覆われた転送電極の側面部に低反射膜が形成された場合を例に挙げて説明を行っているが、層間絶縁層に覆われた転送電極の側面部のみならず層間絶縁層に覆われた転送電極の上面部及び側面部に低反射膜が形成されても良い。即ち、層間絶縁層に覆われた転送電極を被覆する様に低反射膜が形成されても良い。
【００２２】
また、本実施例では、半導体基板への水素供給を考慮して、受光部に対応する領域の一部のみに低反射膜が形成された場合を例に挙げて説明を行ったが、受光部上に形成される低反射膜は必ずしも受光部に対応する領域の一部のみに形成される必要は無く、受光部に対応する領域の全領域に低反射膜が形成されても良い。
【００２３】
以下、上記の様に構成されたＣＣＤ固体撮像素子の製造方法について説明する。即ち、本発明を適用したＣＣＤ固体撮像素子の製造方法の一例について説明する。
本発明を適用したＣＣＤ固体撮像素子の製造方法では、先ず、受光部、読み出しゲート部、垂直電荷転送部及び水平電荷転送部が形成された半導体基板５の表面にＳｉＯやＳｉＮといった絶縁層（１）６を形成し、絶縁層（１）上の垂直電荷転送部に対応する領域にポリシリコンから成る転送電極７を形成した後に、転送電極表面に１０〜１００ｎｍ程度の薄い酸化膜（層間絶縁層）８を形成する（図２（ａ）参照。）。ここまでは、上記した従来のＣＣＤ固体撮像素子を製造する場合と同様である。
【００２４】
次に、膜厚が１０〜１００ｎｍ程度の絶縁性が高い低反射膜（例えば窒化シリコン膜）９を形成し（図２（ｂ）参照。）、汎用のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、受光部に対応する領域の一部の低反射膜が残存すると共に表面に酸化膜が形成された転送電極の側面に低反射膜が残存する様にエッチング処理を行う（図２（ｃ）参照。）。具体的には、異方性が高く、酸化膜との選択比が高い条件でエッチング処理を行うことによって転送電極の横に低反射膜をサイドウォールとして形成することが可能となる。
【００２５】
続いて、上記した従来のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法と同様に、膜厚が５〜５０ｎｍ程度のエッチング処理を行う際にエッチングストッパとしての機能と有する絶縁膜（２）及び遮光膜を形成し、汎用のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて遮光膜の受光部に対応する部分に開口部を形成すると共に（図２（ｄ）参照。）、保護膜、平坦化膜、カラーフィルタ及びオンチップレンズを形成することによって図１で示す様なＣＣＤ固体撮像素子を得ることができる。
【００２６】
本発明を適用したＣＣＤ固体撮像素子及びその製造方法で得られるＣＣＤ固体撮像素子では、Ｓ／Ｎ特性及び感度の向上を図ると共に、転送電極の絶縁耐力を確保することが可能となる。
即ち、ＣＣＤ固体撮像素子のＳ／Ｎ特性及び感度の向上を図るべく受光部に対応する領域の一部に低反射膜を形成したとしても、転送電極表面に形成された酸化膜がエッチング除去され難いために、転送電極の絶縁耐力の低減を抑制することができるのである。
【００２７】
また、低反射膜をパターニングする際の条件を、転送電極の横に低反射膜がサイドウォールとして残存する様に変更するのみ（例えば、低反射膜のエッチングマスクのパターンの変更、エッチング条件の変更等）でＳ／Ｎ特性及び感度の向上を図ることができると共に、転送電極の絶縁耐力を確保することができるものであり、工程数を増加させることなく、また、既存の設備を利用してＳ／Ｎ特性及び感度の向上を図ることができると共に、転送電極の絶縁耐力を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明を適用したＣＣＤ固体撮像素子の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図２】本発明を適用したＣＣＤ固体撮像素子の製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【図３】従来のＣＣＤ固体撮像素子を説明するための模式的な断面図である。
【図４】従来のＣＣＤ固体撮像素子の製造方法の一例を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    ＣＣＤ固体撮像素子
２    受光部
３    読み出しゲート部
４    垂直電荷転送部
５    半導体基板
６    絶縁膜（１）
７    転送電極
８    層間絶縁層
９    低反射膜
１０    絶縁膜（２）
１１    遮光膜
１２    保護膜
１３    平坦化膜
１４    カラーフィルタ
１５    オンチップレンズ
【図１】
2006324422.tif 000003
【図２】
2006324422.tif 000004
【図３】
2006324422.tif 000005
【図４】
2006324422.tif 000006