(57)【要約】      （修正有）【課題】スミア発生の更なる低減を目的に、層内レンズの形状のばらつきを少なくしつつ、レンズ部を更に深く形成する固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子を提供する。【解決手段】半導体基板１１に設けられた光電変換部１２と、光電変換部１２の上方に開口が設けられた遮光膜１８とを備える固体撮像素子の製造方法であって、遮光膜１８を形成する工程と、遮光膜１８とを覆うように第１の絶縁膜２２を成膜し、第１の絶縁膜２２のリフローとエッチングを行うことで、第１の絶縁膜２２を遮光膜の側部にのみ残す工程と、さらに光電変換部１２の上方に第１の絶縁膜２２と同種の第２の絶縁膜２４を成膜する工程と、第２の絶縁膜２４の上に屈折率が異なる他の絶縁膜２６を成膜する工程とを有し、他の絶縁膜２６に光電変換部側に突出するレンズ部を形成し、該レンズ部を第２の絶縁膜２４の表面形状に応じた形状とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に設けられ、入射光に応じて信号電荷を生成する光電変換部と、該光電変換部の上方に開口が設けられた遮光膜とを備える固体撮像素子の製造方法であって、
前記遮光膜を形成する工程と、
前記開口と前記遮光膜とを覆うように上方に、単層又は複数層からなる第１の絶縁膜を成膜し、前記第１の絶縁膜のリフローを行う工程と、
前記第１の絶縁膜をエッチングすることで、前記第一の絶縁膜を前記遮光膜の側部にのみ残す工程と、
エッチングの後で、前記光電変換部の上方に前記第１の絶縁膜と同種の第２の絶縁膜を成膜する工程と、
前記第２の絶縁膜の上に屈折率が異なる他の絶縁膜を成膜する工程と、を有し、このとき、前記第２の絶縁膜の上の前記他の絶縁膜に前記光電変換部側に突出するレンズ部を形成し、該レンズ部を前記第２の絶縁膜の表面形状に応じた形状とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の絶縁膜は、ＢＰＳＧ膜もしくはＳＯＧ膜の単層、又は、酸化膜とＢＰＳＧ膜との複数層もしくは酸化膜とＳＯＧ膜との複数層である固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の絶縁膜は、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ、又は、モノシランを用いたプラズマＣＶＤによって成膜された酸化膜である固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は、酸化膜である固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の絶縁膜の上の前記他の絶縁膜が窒化膜であり、
前記半導体基板上に予め下地となる窒化膜を形成し、前記第１の絶縁膜をエッチングする際に、前記窒化膜でエッチングを停止する固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
半導体基板に設けられ、入射光に応じて信号電荷を生成する光電変換部と、転送電極を覆い、かつ、前記光電変換部の上方に開口が設けられた遮光膜とを備える固体撮像素子であって、
前記遮光膜の側部に単層又は複数層からなる第１の絶縁膜からなるサイドウォールと、
前記サイドウォールと前記遮光膜とを覆う第２の絶縁膜と、
前記開口と前記遮光膜とを覆うように設けられた、前記第２の絶縁膜とは屈折率が異なる他の絶縁膜と、を備え、
前記第２の絶縁膜上の前記他の絶縁膜が、前記光電変換部側に突出するレンズ部を有し、該レンズ部が前記第２の絶縁膜の表面形状に応じた形状である固体撮像素子。
【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及び固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置には、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の固体撮像素子が備えられている。固体撮像素子は、半導体基板に、入射光に応じて電荷を生成する光電変換部や電荷を出力側へ転送する電荷転送電極や層間絶縁膜を所定の順番に形成していくことで作製される。
【０００３】
固体撮像素子は、光電変換部以外で発生した電荷による擬似信号、所謂、スミアが発生し、画質劣化の要因となることがある。特に、最近の固体撮像素子においては、高画質の画像の撮像を可能にするため画素部が多くなると、画素部を構成する光電変換素子や周辺回路の構成が微細になるため、スミアがより発生し易くなる傾向にある。
【０００４】
その対策として、層内レンズ構造を採用し、レンズ部を光電変換部との距離を短くし（レンズ部を深く形成し）、より収束した入射光を光電変換部に受光させることにより、スミアの発生を抑制する技術が知られている。図５Ａから図５Ｃは、固体撮像素子の製造方法において、層内レンズを形成する手順を示す。
図５Ａに示すように、先ず、半導体基板１０１の表面に埋め込み型のフォトダイオード１０２を形成し、半導体基板１０１上に絶縁膜１０４と、転送電極１０６と、転送電極１０６を覆う遮光膜１０８を形成する。
次に、図５Ｂに示すように、半導体基板１０１の表面全面に層間絶縁膜（ＢＰＳＧ：Boron Phosphor Silicate Glass）１２２を成膜し、リフローを行う。このとき層間絶縁膜１２２はリフローによって溶融し、その表面の形状がなだらかになる。その後、図５Ｃに示すように、層間絶縁膜１２２の上にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）で窒化膜（Ｐ−ＳｉＮ）１２６を成膜する。層間絶縁膜１２２の表面形状に応じて下凸状の層内レンズとして機能するレンズ部１２６ａが形成される。従来、層間絶縁膜１２２を備える固体撮像素子の製造方法に関するものとしては、下記特許文献に挙げられるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４９６３４号公報
【特許文献２】特開平１１−１０３０３７号公報
【特許文献３】特開２００７−２１４３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来技術の製造手順では、スミアの発生の低減に一定の効果は得られるものの、レンズ部１２６ａの形状の制御性が十分ではなく、画素部ごとにレンズ部１２６ａの形状にばらつきが生じる点で改善の余地があった。また、かかる形状のばらつきに起因してレンズ部１２６ａを高精度にて位置決めすることが困難であった。レンズ形状やレンズ位置のばらつきが大きくなると、入射光が乱れることから、スミアが発生しやすくなってしまう。
或いは、従来技術の他の製造手順では、スミア発生の低減を目的に、層間絶縁膜１２２のリフロー後に、該層間絶縁膜１２２をエッチングして、一部除去し、更にリフローすることによりレンズ部１２６ａを深く形成することも提案されているが、この方法だと、レンズ部１２６ａの形状の制御性は更に低下する。
【０００７】
そのことから、本発明は、スミア発生の更なる低減を目的に、層内レンズの形状のばらつきを少なくしつつも、レンズ部を更に深く形成することができる固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決する方途として、本発明は、半導体基板に設けられ、入射光に応じて信号電荷を生成する光電変換部と、前記光電変換部の上方に開口が設けられた遮光膜とを備える固体撮像素子の製造方法であって、
前記遮光膜を形成する工程と、
前記開口と前記遮光膜とを覆うように上方に、単層又は複数層からなる第１の絶縁膜を成膜し、前記第１の絶縁膜のリフローを行う工程と、
前記第１の絶縁膜をエッチングすることで、前記第１の絶縁膜を前記遮光膜の側部にのみ残す工程と、
エッチングの後で、前記光電変換部の上方に前記第１の絶縁膜と同種の第２の絶縁膜を成膜する工程と、
前記第２の絶縁膜の上に屈折率が異なる他の絶縁膜を成膜する工程とを有し、このとき、前記第２の絶縁膜の上の前記他の絶縁膜に前記光電変換部側に突出するレンズ部を形成し、該レンズ部を前記第２の絶縁膜の表面形状に応じた形状とする固体撮像素子の製造方法である。なお、ここでいう「上方」とは、光電変換部からレンズに向かって離間する側をいうものであり、「側部」とは、遮光部の開口部内壁の光電変換部に近位の部分をいうものである。また、ここでいう「同種の絶縁膜」とは、構成材料は問わないが、第１の絶縁膜の屈折率との差が１０％以下の絶縁膜をいうものであり、「屈折率が異なる他の絶縁膜」とは、構成材料は問わないが、第２の絶縁膜とは屈折率が１０％を超えて異なる絶縁膜をいうものである。
【０００９】
また、固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の絶縁膜は、ＢＰＳＧ膜若しくはＳＯＧ膜の単層、又は、酸化膜とＢＰＳＧ膜との複数層若しくは酸化膜とＳＯＧ膜との複数層である固体撮像素子の製造方法である。
【００１０】
更に固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の絶縁膜は、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ、又は、モノシランを用いたプラズマＣＶＤによって成膜された酸化膜である固体撮像素子の製造方法である。
【００１１】
更にまた、固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の絶縁膜及び前記第２の絶縁膜は酸化膜である固体撮像素子の製造方法である。
【００１２】
加えて、固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の絶縁膜の上の前記他の絶縁膜が窒化膜であり、
前記半導体基板上に予め下地となる窒化膜を形成し、前記第１の絶縁膜をエッチングする際に、前記窒化膜でエッチングを停止する固体撮像素子の製造方法。
【００１３】
また、半導体基板に設けられ、入射光に応じて信号電荷を生成する光電変換部と、転送電極を覆い、かつ、前記光電変換部の上方に開口が設けられた遮光膜とを備える固体撮像素子であって、
前記遮光膜の側部に単層又は複数層からなる第１の絶縁膜からなるサイドウォールと、
前記サイドウォールと前記遮光膜とを覆う第２の絶縁膜と、
前記開口と前記遮光膜とを覆うように設けられた、前記第２の絶縁膜とは屈折率が異なる他の絶縁膜と、を備え、
前記第２の絶縁膜上の前記他の絶縁膜が、前記光電変換部側に突出するレンズ部を有し、該レンズ部が前記第２の絶縁膜の表面形状に応じた形状である固体撮像素子である。
【００１４】
画素部の両側の画素周辺部の側部にのみ残された第１の絶縁膜は、ＳＯＧ(Spin On Glass)膜、ＢＰＳＧ膜、あるいは、ＢＳＰＧ膜又はＳＯＧ膜と酸化膜とを組み合わせた膜等からなることが好ましい。本発明によれば、第１の絶縁膜をエッチングすることにより遮光膜の側部（遮光膜の開口部内壁の画素部に近い部分）にのみ第１の絶縁膜を残すことで、第１の絶縁膜からなるサイドウォールを形成する。このサイドウォールは層内レンズのレンズ形状の一部を規制する。その後、第１の絶縁膜が除去された部位に第２の絶縁膜が成膜される。第２の絶縁膜は、第１の絶縁膜からなるサイドウォールとともにレンズ形状をトレースする形状となっている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、層内レンズを備える固体撮像素子において、レンズ部の形状のばらつきを少なくし、レンズ部を深く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】固体撮像素子の概略的な構成図である。
【図２】図１に示した固体撮像素子の構成例を示す平面図である。
【図３】図２の固体撮像素子の矢印方向に視た断面図である。
【図４】４Ａから４Ｅは、固体撮像素子の製造方法の手順を示す模式的な断面図である。
【図５】５Ａから５Ｃは、従来技術の固体撮像素子の製造方法の手順を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００１８】
図１は固体撮像素子の概略的な構成図である。図２は、図１に示した固体撮像素子の構成例を示す平面図である。
図１に示すように、固体撮像素子１００は、撮像素子形成領域３１に、受光領域３３、水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）３５、アンプ３７、信号出力端子３９が設けられている。受光領域３３には、光電変換部４１と、電荷読み出し部４３と、垂直電荷転送部４５が設けられている。
【００１９】
固体撮像素子１００は、図２に示すように、多数の光電変換部４１が平面上に行方向（矢印Ｘの方向）及び列方向（矢印Ｙの方向）に沿って二次元配置された受光領域３３を有している。各々の光電変換部４１は、半導体で構成されるフォトダイオード（ＰＤ）を備えている。
【００２０】
二次元配置された多数の光電変換部４１のそれぞれが出力する信号電荷を固体撮像素子の出力端子から時系列のフレーム毎の信号として取り出すために、複数の垂直電荷転送部４５と、ラインメモリ４７と、水平電荷転送部３５とが備わっている。
【００２１】
ラインメモリ４７に蓄積された１行分の信号電荷は、ラインメモリ４７上から水平電荷転送部３５に向かって転送され、その結果、水平電荷転送部３５上に１行分の信号電荷が取り込まれる。水平電荷転送部３５は、それ自身が保持している１行分の信号電荷を１画素単位で水平方向（矢印Ｘ方向）に順次に転送する。水平電荷転送部３５を転送される信号電荷は、電圧に変換されて出力端子ＯＵＴから出力される。
【００２２】
このような読み出し動作を実現するために必要な制御信号、すなわち、垂直転送制御信号φＶ（通常は複数相の信号）と、転送制御信号φＬＭと、水平転送制御信号φＨ（通常は複数相の信号）とがそれぞれ図示しないタイミング信号発生回路によって生成され、固体撮像素子の各垂直電荷転送部４５と、ラインメモリ４７と、水平電荷転送部３５とにそれぞれ印加される。なお、ラインメモリ４７は省略されて構成される場合もある。
【００２３】
固体撮像素子１００は、図２に示すように、多数の光電変換部４１がハニカム状のパターン（光電変換部の配置位置を各行毎で水平方向に半ピッチずらしたパターン）を形成するように配置されている。また、図２中に「Ｇ１」、「Ｇ２」、「Ｂ」、「Ｒ」で示すように、それぞれの光電変換部４１は検出する色成分が予め定められている。すなわち、「Ｇ１」、「Ｇ２」の各光電変換部４１は緑色成分、「Ｂ」の各光電変換部４１は青色成分、「Ｒ」の各光電変換部４１は赤色成分の光を検出する。
【００２４】
これらの検出色は、各光電変換部４１の受光面の前面に配置された光学フィルタの分光特性によって設定される。図２に示す例では、光電変換部４１の列毎に区分して、４種類のフィルタ列ＦＣ１、ＦＣ２、ＦＣ３、ＦＣ４が配置してある。それぞれの光学フィルタは、所謂ベイヤー配列を４５゜傾けた配列となっている。光学フィルタの配列は特に限定されない。
【００２５】
垂直電荷転送部４５は、光電変換部４１の列毎に、各列と隣接する位置に蛇行する形状で形成されている。各々の垂直電荷転送部４５は、半導体基板４９に形成された垂直電荷転送チャネル５１と、半導体基板４９上に電気的絶縁膜（図示せず）を介して配置された電荷転送用の多数本の第１垂直転送電極５３、第２垂直転送電極５５、第１補助転送電極５７、第２補助転送電極５９、第３補助転送電極６１とを備えている。水平電荷転送部３５は、矢印Ｘ方向に向かって帯状に延在する１本の水平電荷転送チャネル６３を有する。
【００２６】
すなわち、各電極５３，５５，５７，５９，６１に所定の電圧を印加して各垂直電荷転送チャネル５１上に所定の電位分布を形成し、各電極に印加する電圧を順次に切り替えることにより、垂直電荷転送部（ＶＣＣＤ）４５において各画素の信号電荷を目的の方向に向けて順次に転送することができる。
【００２７】
第１垂直転送電極５３及び第２垂直転送電極５５は、光電変換部４１の行毎にそれぞれ１つずつ形成されている。なお、各第１垂直転送電極５３は、光電変換部４１から垂直電荷転送部４５の垂直電荷転送チャネル５１への信号電荷の転送を制御するための読出しゲートとしても機能する。
【００２８】
矢印Ｙ方向に交互に並んでいる第２垂直転送電極５５及び第１垂直転送電極５３のそれぞれには、図２に示すように、４相の垂直転送制御信号（駆動パルスとも称する）φＶ１、φＶ２、φＶ３、φＶ４のいずれかが各第２垂直転送電極５５及び第１垂直転送電極５３の配置された位置関係に応じて印加される。同様に、第１補助転送電極５７には垂直転送制御信号φＶ２が印加され、第２補助転送電極５９には垂直転送制御信号φＶ３が印加され、第３補助転送電極６１には垂直転送制御信号φＶ４が印加される。また、転送制御電極ＬＭ１及びＬＭ２には、ラインメモリ４７における信号電荷の転送を制御するために転送制御信号φＬＭが印加される。
【００２９】
図３は、図２の矢印方向に視た断面図である。
【００３０】
固体撮像素子１００の１つの光電変換部４１の断面は、半導体基板１１に、埋め込み型のフォトダイオード１２が形成されている。また、フォトダイオード１２の表面側には薄いＰ型領域が形成されていてもよい。また、半導体基板１１内には、図示しないが、電荷転送チャネルなどが不純物拡散領域によって形成されている。
【００３１】
半導体基板１１の表面にはゲート絶縁膜１４が形成されている。ゲート絶縁膜１４は、例えば、高耐圧である窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を酸化シリコン（ＳｉＯ）膜で挟んでなる積層構造、所謂、ＯＮＯ膜構造とすることができる。
【００３２】
半導体基板１１のゲート絶縁膜１４上には、転送電極１６が形成されている。転送電極１６は、ポリシリコン又はシリサイドで形成されている。転送電極１６の上方には該転送電極１６の上部を覆う遮光膜１８が形成される。遮光膜１８は、フォトダイオード１２の上方に開口が設けられている。
【００３３】
転送電極１６と遮光膜１８は画素周辺部に含まれる。画素周辺部は、半導体基板１１の表面に形成されたフォトダイオード１２の領域以外の領域の上方に設けられている。画素周辺部を構成する膜や層は特に限定されない。
【００３４】
フォトダイオード１２の上方のゲート絶縁膜は、一旦、他の部位と同様にＯＮＯ膜構造で形成した後、上方の酸化膜と窒化膜を除去し、その後、別の窒化膜を成膜している。この窒化膜は、画素周辺部では、転送電極１６を覆うように形成された反射防止膜を構成する。また、この窒化膜は後述するように、エッチングのストッパとしても機能する。
【００３５】
遮光膜１８の側部にのみサイドウォール２３が設けられている。サイドウォール２３は絶縁膜（第１の絶縁膜とする。）で構成されている。この絶縁膜は、ＢＰＳＧ膜若しくはＳＯＧ膜の単層、又は、酸化膜とＢＰＳＧ膜との複数層若しくは酸化膜とＳＯＧ膜との複数層によって構成されている。サイドウォール２３は、遮光膜１８と該遮光膜１８の下地の膜すなわち反射防止膜との隅部を埋めつつ、遮光膜１８の上側近傍からフォトダイオード１２の上方に一部覆い被さるように形成された部位である。ＳＯＧ膜及びＢＰＳＧ膜や、これらからなるサイドウォール２３を形成する手順については後述する。
【００３６】
遮光膜１８とサイドウォール２３とを覆うように酸化膜２４が設けられている。酸化膜２４を第２の絶縁膜とする。この例では、酸化膜２４は、予め成膜した下方の第１の絶縁膜が酸化膜であるため、それと同種の膜としている。しかし、下地と同種の絶縁膜を用いればよく、酸化膜に限定されない。ここで、同種の膜とは、化学式が同じで、かつ、膜の屈折率、透過率がほぼ同じ（例えば±５％以内）の膜の意味である。
【００３７】
酸化膜２４上に窒化膜２６が設けられている。窒化膜２６は、遮光膜１８の開口に位置し、フォトダイオード１２の上方へ突出するレンズ部２６ａが形成されている。レンズ部２６ａは層内レンズとして機能する。レンズ部２６ａは、その表面形状（つまり、レンズ形状）が、遮光膜１８の側部に形成されたサイドウォール２３の表面形状に応じた形状である。なお、酸化膜２４上に設ける窒化膜２６は他の絶縁膜としてもよい。他の絶縁膜としては、この絶縁膜は、酸化膜２４とは屈折率が異なるものを用いる。
【００３８】
窒化膜２６上には、平坦化層２８が形成され、平坦化層２８上に光学フィルタが形成されている。光学フィルタ上には、上凸状のマイクロレンズ２９が、画素部ごとに形成されている。
【００３９】
図４Ａから４Ｅは、固体撮像素子の製造の際に層内レンズを形成する手順を説明する図である。図４Ａから４Ｅの各図は、それぞれ１つの光電変換部４１と、該光電変換部４１の両側に隣り合う画素周辺部を示している。
【００４０】
図４Ａに示すように、半導体基板１１にフォトダイオード１２やその他の不純物拡散領域を形成し、その後、半導体基板１１の表面にゲート絶縁膜１４を形成する。フォトダイオード１２上のゲート絶縁膜１４は、他の領域のゲート絶縁膜１４と同時にＯＮＯ膜構造で形成した後、このＯＮＯ膜構造のうち図示しない上側の酸化膜と窒化膜とを除去し、その後、別の窒化膜を形成する。この窒化膜を形成するとき、画素周辺部には、該窒化膜からなる反射防止膜を形成する。一方、画素周辺部では、ゲート絶縁膜を形成した後、該ゲート絶縁膜１４上に転送電極１６と、上記反射防止膜と、遮光膜１８とを形成する。なお、ゲート絶縁膜１４や転送電極１６や遮光膜１８を形成する手順は、公知の製造方法と同様の手順を適宜用いることができ、本発明においては特に限定されない。
【００４１】
図４Ｂに示すように、遮光膜１８の上方と、遮光膜１８同士の間でゲート絶縁膜が露呈している領域の上方とを覆うように、酸化膜（例えば、モノシラン系プラズマ酸化膜）と、ＢＰＳＧ膜２２とをこの順でＣＶＤで成膜する。
【００４２】
酸化膜とＢＰＳＧ膜２２とを成膜した後、リフローを行う。ＢＰＳＧ膜２２は、リフローの熱によって溶融し、画素部の上方、つまり、画素周辺部同士の間の窪み部分に一部流れ込む。このためＢＰＳＧ膜２２は、遮光膜１８の上方の膜厚よりも、フォトダイオード１２の上方の膜厚が厚くなる。
【００４３】
リフローの後、受光領域のＢＰＳＧ膜２２のエッチングを行う。図４Ｃに示すように、エッチングを行うことで、画素周辺部の側部にのみサイドウォール２３を形成する。エッチングは、等方性エッチング、異方性エッチングのいずれを用いてもよいが、等方性エッチングを行うことで、酸化膜にリフローを行ったときの形状に、後工程で形成するレンズ部の形状をトレースすることができる。異方性エッチングを行うことで、レンズ部の深さ方向へ向かって除去させることができる。画素部及び画素周辺部からなる画素領域以外の領域はレジストで覆っている。ここで、サイドウォール２３は、エッチングにより残った酸化膜、又は、該酸化膜とＢＰＳＧ膜２２によって構成されている。
【００４４】
エッチングによって、遮光膜１８の側部（サイドウォール２３が形成された部分）以外の面が露呈する。エッチングを行う際には、フォトダイオード１２の上方に予め下地として形成した窒化膜と酸化膜との選択比によって、該窒化膜をエッチングストッパとして用いることができる。なお、窒化膜をエッチングストッパにする以外の方法として、所定の量だけエッチングする時間を予め実験的に求め、この時間だけエッチング行い、時間経過後にエッチングを停止してもよい。
【００４５】
エッチングの後、図４Ｄに示すように、遮光膜１８と、該遮光膜１８の側部と画素部の上方を全て覆うように、原料ガスとしてテトラエトキシシラン(ＴＥＯＳ)を用いたプラズマＣＶＤで酸化膜２４を成膜する。酸化膜２４は、先にＢＰＳＧ膜２２の前に成膜した酸化膜と同種のものを用いる。酸化膜２４は、ＢＰＳＧ膜に比べて薄い膜厚で形成しやすい点で有利である。酸化膜２４は、モノシラン系化合物を用いたプラズマＣＶＤで成膜してもよい。
【００４６】
酸化膜２４を成膜した後、図４Ｅに示すように、酸化膜２４上に、埋め込み材料である窒化膜２６を成膜し、レジストエッチバックによって、窒化膜２６を平坦化する。窒化膜２６上には、図３示すように、光学フィルタとマイクロレンズ２９を順に形成する。
【００４７】
窒化膜２６の一部が、画素部の上方における画素周辺部同士の間の窪みに入り込み、かつ、画素周辺部の側部の表面形状に応じたレンズ部２６ａを構成する。レンズ部２６ａは、酸化膜２４と窒化膜２６の屈折率差でレンズ効果を得ている。
【００４８】
この手順によれば、エッチングによって画素部上の下地となる膜をエッチングすることで、レンズ部２６ａを下側（画素部側）に向かって深く形成することができる。エッチングの際には、画素周辺部における遮光膜１８の側部にサイドウォール２３を残すことで、後工程で形成するレンズ部２６ａのレンズ形状を確保しつつ、レンズ部２６ａの深さを画素部間でばらつくことないように一定に形成することができる。
【００４９】
また、画素部上に形成された酸化膜２４は、凸状のレンズ部２６ａの下側に突出した部分の下に位置し、その膜厚はエッチングによって制御される。層内レンズの下方の酸化膜に成膜、リフロー、エッチングを行う場合には、酸化膜を所定の膜厚に制御することが困難である。上記の手順によれば、レンズ部２６の表面に接する酸化膜が成膜する工程によってのみ設けられており、酸化膜２４を所望の厚みで成膜することができる。また、単一の成膜工程によってレンズ部２６ａの膜厚（下側に突出した部分の厚み）を決めることができる。
【００５０】
このような手順で製造された固体撮像素子は、画素周辺部の側部にのみ、第１の絶縁膜、又は、該第１の絶縁膜とＢＰＳＧ膜２２とからなるサイドウォール２３が形成されている。つまり、従来のように画素周辺部の上側にはＢＰＳＧ膜２２が形成されていない。このため、固体撮像素子の全体の厚さを薄くすることができる。
【００５１】
なお、上記の例では、ＣＣＤ型の固体撮像素子の構成を例に説明したが、本願は、ＣＭＯＳ型の固体撮像素子に適用することもできる。なお、ＣＣＤ型の固体撮像素子の場合には、開口の位置に層内レンズを設けることでスミアの低減を図ることができる。
【実施例】
【００５２】
次に、従来技術に従う製造方法により製造された撮像素子（比較例）及びこの発明に従う製造方法により製造された撮像素子（実施例）を、夫々試作し、評価に供したので、以下に説明する。
【００５３】
比較例の撮像素子の製造工程では、まず、半導体基板の表面に埋め込み型のフォトダイオードを形成し、半導体基板上に絶縁膜と、転送電極と、転送電極を覆う遮光膜を形成した（図５Ａ参照）。次いで、半導体基板の表面全面にＢＰＳＧ膜を成膜し、リフローを行う（図５Ｂ参照）。その後、ＢＰＳＧ膜の上にプラズマＣＶＤで窒化膜を成膜した。そして、ＢＰＳＧ膜の表面形状に応じたレンズ部を形成し、比較例の撮像素子を得た（図５Ｃ参照）。
【００５４】
また、実施例の撮像素子の製造工程では、まず、半導体基板の表面に埋め込み型のフォトダイオードを形成し、半導体基板上に絶縁膜と、転送電極と、転送電極を覆う遮光膜を形成した（図４Ａ参照）。次いで、半導体基板の表面全面にＢＰＳＧ膜を成膜し、リフローを行った（図４Ｂ参照）。そして、受光領域のＢＰＳＧ膜２２のエッチングを行った（図４Ｃ参照）。その後、遮光膜と、該遮光膜の側部と画素部の上方を全て覆うように、ＴＥＯＳを用いたプラズマＣＶＤで酸化膜を成膜した（図４Ｄ参照）。そして、酸化膜上に、埋め込み材料である窒化膜を成膜し、レジストエッチバックによって、窒化膜を平坦化し、更に、窒化膜上にレンズ部を形成し、実施例の撮像素子を得た（図４Ｅ参照）。
【００５５】
撮像素子の品質は、比較例及び実施例の撮像素子１０個ずつを対象に、層内レンズとフォトダイオードとの間の距離を測定し、所期した距離からどの程度ずれたかを算出することで評価した。その結果、比較例の撮像素子は、所期した距離からのずれが±４０％以内であったのに対し、実施例の撮像素子は、所期した距離からのずれが±５％以内であった。このことから、比較例の撮像素子に比して、実施例の撮像素子は、形状のばらつきが少なく、品質が向上していた。また、比較例の撮像素子に比して、実施例の撮像素子は、スミアの発生頻度も低減していた。
【符号の説明】
【００５６】
１２  フォトダイオード
１８  遮光膜
２２  ＢＰＳＧ膜
２３  サイドウォール（第１の絶縁膜）
２４  酸化膜（第２の絶縁膜）
２６  窒化膜
【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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