(57)【要約】【課題】スミア特性を改善すると共に、遮光膜による入射光のケラレを低減した固体撮像装置を実現できるようにする。【解決手段】固体撮像装置は、半導体基板１０１に形成された受光部１０３及び転送チャネル１０５と、転送チャネル１０５の上に形成された転送電極１２１と、受光部１０３の上に形成された反射防止膜１２３と、転送電極１２１を覆い且つ反射防止膜１２３の側面と接する遮光膜１２５とを備えている。遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する部分における遮光膜１２５の上面の位置は、前記転送電極の上における前記遮光膜の上面の位置よりも下側である。【選択図】図１
2011054904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に形成された受光部及び転送チャネルと、
前記転送チャネルの上に形成された転送電極と、
前記受光部の上に形成された反射防止膜と、
前記転送電極を覆い且つ前記反射防止膜の側面と接する遮光膜とを備え、
前記遮光膜と前記反射防止膜の側面とが接する部分における前記遮光膜の上面の位置は、前記転送電極の上における前記遮光膜の上面の位置よりも下側であることとを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記遮光膜と前記反射防止膜の側面とが接する部分における前記遮光膜の上面の位置は、前記反射防止膜の上面の位置よりも下側であることを特徴とする請求項１に記載の固体札族装置。
【請求項３】
前記遮光膜は、前記反射防止膜の上面の一部を覆うことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜をさらに備え、
前記層間絶縁膜は、
前記転送電極と前記転送チャネルとの間及び前記反射防止膜と前記受光部との間に形成された第１の絶縁膜と、
前記遮光膜と前記転送電極との間及び前記反射防止膜と前記第１の絶縁膜との間に形成された第２の絶縁膜とを含み、
前記層間絶縁膜における前記反射防止膜と前記受光部との間に形成された部分の厚さは、前記転送電極と前記転送チャネルとの間に形成された部分の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記第２の絶縁膜は、第１のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２のシリコン窒化膜を含み、
前記層間絶縁膜における前記遮光膜と前記転送電極との間に形成された部分は、前記第１のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２のシリコン酸化膜により構成され、
前記層間絶縁膜における前記反射防止膜と前記受光部との間に形成された部分は、前記第１の絶縁膜及び第１のシリコン酸化膜により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記層間絶縁膜の膜厚は、前記遮光膜と前記反射防止膜の側面とが接する部分の下において、前記転送電極と前記転送チャネルとの間よりも薄いことを特徴とする請求項４又は５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記遮光膜と前記転送電極とは、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトを介して接続され、
前記層間絶縁膜の膜厚は、前記遮光膜と前記半導体基板との間に形成された部分において、前記転送電極と前記遮光膜との間に形成された部分以上の厚さであることを特徴とする請求項４又は５に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記遮光膜は、
前記転送電極の上に形成され、前記層間絶縁膜を貫通するコンタクトを介して前記転送電極と接続された第１の遮光膜と、
前記第１の遮光膜と絶縁され、前記反射防止膜の側面と接する第２の遮光膜と、
前記第１の遮光膜及び第２の遮光膜と絶縁され、前記第１の遮光膜の上と前記第２の遮光膜の上とに跨って形成された第３の遮光膜とを含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
半導体基板に受光部及び転送チャネルを形成する工程（ａ）と、
前記半導体基板上の全面に第１の絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、
前記工程（ｂ）よりも後に、前記転送チャネルの上に転送電極を形成する工程（ｃ）と、
前記半導体基板上の全面に、前記転送電極を覆う第２の絶縁膜を形成する工程と（ｄ）と、
前記工程（ｄ）よりも後に、前記受光部の上に反射防止膜を形成する工程（ｅ）と、
前記工程（ｅ）よりも後に、前記半導体基板上の全面に遮光膜形成膜を形成する工程（ｆ）と、
前記工程（ｆ）よりも後に、前記遮光膜形成膜における前記反射防止膜の上に形成された部分を選択的に除去することにより、前記転送電極を覆い且つ前記反射防止膜の側面と接する遮光膜を形成する工程（ｇ）とを備え、
前記工程（ｇ）では、前記遮光膜と前記反射防止膜の側面とが接する部分における前記遮光膜の上面の位置を、転送電極の上における前記遮光膜の上面の位置よりも低くすることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｇ）では、前記遮光膜と前記反射防止膜の側面とが接する部分における前記遮光膜の上面の位置を、前記反射防止膜の上面の位置よりも低くすることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｇ）では、前記反射防止膜の外縁部の上に前記遮光膜を残存させることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｃ）よりも後で且つ前記工程（ｄ）よりも前に、前記第１の絶縁膜における前記転送電極の周囲の部分の厚さを薄くする工程（ｈ）をさらに備えていることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｄ）では、前記半導体基板上の全面に第１のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２のシリコン酸化膜を順次形成した後、前記第２のシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜における前記反射防止膜の形成領域に形成された部分を選択的に除去することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記遮光膜は、第１の遮光膜、第２の遮光膜及び第３の遮光膜を含み、
前記工程（ｇ）は、
前記遮光膜形成膜をエッチングすることにより、前記転送電極の上に形成された第１の遮光膜と、前記転送電極と前記反射防止膜との間に形成され且つ前記第１の遮光膜と絶縁された第２の遮光膜とを形成する工程（ｇ１）と、
前記第１の遮光膜及び第２の遮光膜を覆う第３の絶縁膜を形成する工程（ｇ２）と、
前記第３の絶縁膜の上に、前記第１の遮光膜の上と前記第２の遮光膜の上とに跨るように第３の遮光膜を形成する工程（ｇ３）とを含むことを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に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、固体撮像装置及びその製造方法に関し、特に遮光膜及び反射防止膜を有する固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年固体撮像素子には、高解像度化及び多画素化の要求がなされており、セルの小型化が進んでいる。一方、固体撮像装置の感度特性及びスミア特性は従来と同じレベルが要求されている。このため、セルの小型化に起因する入射光量の減少及びスミア特性の劣化を抑える方法が検討されている。例えば、受光部の上に反射防止膜及び平坦化膜を形成したのち、遮光膜材を積層し、積層した遮光膜材を研磨して平坦化膜を露出させることにより遮光膜を形成する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。このような方法により反射防止膜及び遮光膜を形成すれば、受光部上の全面に低反射の反射防止膜を形成することが可能となり、入射光量を増大させることができる。また、遮光膜をエッチングしないため、半導体基板にエッチングダメージが生じるおそれがなく、遮光膜の下側に形成する絶縁膜の膜厚を薄くすることができる。従って、遮光膜の下面と半導体基板との間隔を狭くすることができるので、スミア特性を悪化させる転送チャネルに斜めに入射する光を低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１４０３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の固体撮像装置には以下のような問題がある。従来の固体撮像装置は、遮光膜の側面が反射防止膜の側面と接し且つ遮光膜の下端部と基板との間隔が狭くなるため、転送チャネルへ入射する光を低減することができる。しかし、遮光膜の側面がほぼ垂直となるため、斜め方向から反射防止膜に入射する光が遮光膜に遮られて減少するいわゆるケラレが生じる。
【０００５】
本発明は、前記の問題を解決し、スミア特性を改善すると共に、遮光膜による入射光のケラレを低減した固体撮像装置を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するため、本発明は固体撮像装置を、遮光膜が反射防止膜の側面と接し且つ遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分において遮光膜の高さが反射防止膜の高さ以下である構成とする。
【０００７】
具体的に、本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板に形成された受光部及び転送チャネルと、転送チャネルの上に形成された転送電極と、受光部の上に形成された反射防止膜と、転送電極を覆い且つ反射防止膜の側面と接する遮光膜とを備え、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分における遮光膜の上面の位置は、転送電極の上における遮光膜の上面の位置よりも下側である。
【０００８】
本発明の固体撮像装置は、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分における遮光膜の上面の位置は、転送電極の上における遮光膜の上面の位置よりも下側である。このため、反射防止膜の斜め外上方に遮光膜が形成されていない領域が生じる。このため、斜め方向からの光が、遮光膜の上端部において遮られることなく反射防止膜に入射する範囲が広がり、いわゆるケラレを改善することができる。また、遮光膜は反射防止膜の側面と接しているため、斜め方向の光が転送チャネルに入射しにくくなる。さらに、遮光膜に形成された開口部全体が低反射の領域となり、入射光量を増大させることができる。
【０００９】
本発明の固体撮像装置において、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分における遮光膜の上面の位置は、反射防止膜の上面の位置よりも下側とすればよい。また、遮光膜は、反射防止膜の上面の一部を覆う構成としてもよい。
【００１０】
本発明の固体撮像装置は、半導体基板の上に形成された層間絶縁膜をさらに備え、層間絶縁膜は、転送電極と転送チャネルとの間及び反射防止膜と受光部との間に形成された第１の絶縁膜と、遮光膜と転送電極との間及び反射防止膜と第１の絶縁膜との間に形成された第２の絶縁膜とを含み、層間絶縁膜における反射防止膜と受光部との間に形成された部分の厚さは、転送電極と転送チャネルとの間に形成された部分の厚さよりも薄い構成とすればよい。
【００１１】
本発明の固体撮像装置において、第２の絶縁膜は、第１のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２のシリコン窒化膜を含み、層間絶縁膜における遮光膜と転送電極との間に形成された部分は、第１のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２のシリコン酸化膜により構成され、層間絶縁膜における反射防止膜と受光部との間に形成された部分は、第１の絶縁膜及び第１のシリコン酸化膜により構成されていてもよい。このような構成とすることにより、遮光膜と転送電極との絶縁耐圧を確保しつつ、遮光膜と半導体基板との間隔を狭くすることが可能となる。
【００１２】
本発明の固体撮像装置において、層間絶縁膜の膜厚は、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分の下において、転送電極と転送チャネルとの間よりも薄い構成とすればよい。このような構成とすることにより、遮光膜と半導体基板との間隔を狭くすることができるため、転送チャネルに入射する光をさらに低減し、スミア特性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の固体撮像装置において、遮光膜と転送電極とは、層間絶縁膜を貫通するコンタクトを介して接続され、層間絶縁膜の膜厚は、遮光膜と半導体基板との間に形成された部分において、転送電極と遮光膜との間に形成された部分以上の厚さとすればよい。このような構成とすることにより、遮光膜に電圧が印加されている場合においても、遮光膜と半導体基板との間の絶縁耐圧を確保できる。
【００１４】
本発明の固体撮像装置において、遮光膜は、転送電極の上に形成され、層間絶縁膜を貫通するコンタクトを介して転送電極と接続された第１の遮光膜と、第１の遮光膜と絶縁され、反射防止膜の側面と接する第２の遮光膜と、第１の遮光膜及び第２の遮光膜と絶縁され、第１の遮光膜の上と第２の遮光膜の上とに跨って形成された第３の遮光膜とを含む構成としてもよい。このような構成とすることにより、遮光膜に電圧が印加されている場合においても、遮光膜と半導体基板との間隔を狭くすることが可能となる。
【００１５】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に受光部及び転送チャネルを形成する工程（ａ）と、半導体基板上の全面に第１の絶縁膜を形成する工程（ｂ）と、工程（ｂ）よりも後に、転送チャネルの上に転送電極を形成する工程（ｃ）と、半導体基板上の全面に、転送電極を覆う第２の絶縁膜を形成する工程と（ｄ）と、工程（ｄ）よりも後に、受光部の上に反射防止膜を形成する工程（ｅ）と、工程（ｅ）よりも後に、半導体基板上の全面に遮光膜形成膜を形成する工程（ｆ）と、工程（ｆ）よりも後に、遮光膜形成膜における反射防止膜の上に形成された部分を選択的に除去することにより、転送電極を覆い且つ反射防止膜の側面と接する遮光膜を形成する工程（ｇ）とを備え、工程（ｇ）では、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分における遮光膜の上面の位置を、転送電極の上における遮光膜の上面の位置よりも下側にする。
【００１６】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、第２の絶縁膜を形成した後、反射防止膜を形成する。このため、遮光膜を反射防止膜の側面と接するように形成することができる。従って、転送チャネルへの光の入射を低減でき、スミア特性を向上できる。また、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分における遮光膜の上面の位置を、転送電極の上における遮光膜の上面の位置よりも下側にするため、いわゆるケラレを低減し、入射光量を増大させることが可能となる。
【００１７】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、工程（ｇ）では、遮光膜と反射防止膜の側面とが接する部分における遮光膜の上面の位置を、反射防止膜の上面の位置よりも低くすればよい。また、工程（ｇ）では、反射防止膜の外縁部の上に遮光膜を残存させてもよい。
【００１８】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、工程（ｃ）よりも後で且つ工程（ｄ）よりも前に、第１の絶縁膜における転送電極の周囲の部分の厚さを薄くする工程（ｈ）をさらに備えていてもよい。
【００１９】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、工程（ｄ）では、半導体基板上の全面に第１のシリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２のシリコン酸化膜を順次形成した後、第２のシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜における反射防止膜の形成領域に形成された部分を選択的に除去してもよい。
【００２０】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、遮光膜は、第１の遮光膜、第２の遮光膜及び第３の遮光膜を含み、工程（ｇ）は、遮光膜形成膜をエッチングすることにより、転送電極の上に形成された第１の遮光膜と、転送電極と反射防止膜との間に形成され且つ第１の遮光膜と絶縁された第２の遮光膜とを形成する工程（ｇ１）と、第１の遮光膜及び第２の遮光膜を覆う第３の絶縁膜を形成する工程（ｇ２）と、第３の絶縁膜の上に、第１の遮光膜の上と第２の遮光膜の上とに跨るように第３の遮光膜を形成する工程（ｇ３）とを含む構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法によれば、スミア特性を改善すると共に、遮光膜による入射光のケラレを低減した固体撮像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。
【図２】一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を拡大して示す断面図である。
【図４】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す断面図である。
【図５】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例に対応した製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す断面図である。
【図７】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す断面図である。
【図８】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例に対応した製造方法を工程順に示す断面図である。
【図９】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す平面図である。
【図１０】一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１（ａ）及び（ｂ）は一実施形態に係る固体撮像装置であり、（ａ）は平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。図１（ａ）において、上部層間絶縁膜１１３よりも上側の層は記載を省略している。図１に示すように、シリコン（Ｓｉ）基板等の半導体基板１０１にフォトダイオードからなる受光部１０３が行列状に形成されている。受光部１０３の間には列方向に延びる転送チャネル１０５が形成されている。転送チャネル１０５の上には、下部層間絶縁膜１１０の一部である第１の絶縁膜１１１を介在させて、転送電極１２１が形成されている。転送電極１２１は、受光部１０３の上を避けて行方向に延びている。転送電極１２１の上面及び側面は、下部層間絶縁膜１１０の一部である第２の絶縁膜１１２により覆われている。受光部１０３の上においては、第１の絶縁膜１１１と第２の絶縁膜１１２とは接しており、第１の絶縁膜１１１及び第２の絶縁膜１１２を介在させて反射防止膜１２３が形成されている。反射防止膜１２３の上面は、転送電極１２１の上面よりも下側に位置する。
【００２４】
第２の絶縁膜１１２の上には遮光膜１２５が形成されている。遮光膜１２５は転送電極１２１の側面及び上面を覆うように形成されており、転送電極１２１の上側には凸部１２５ａが形成され、転送電極１２１の周囲には凹部１２５ｂが形成されている。凹部１２５ｂには反射防止膜１２３を露出する開口部１２５ｃが形成されている。開口部１２５ｃには反射防止膜１２３が埋め込まれており、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とは接触している。
【００２５】
遮光膜１２５及び反射防止膜１２３の上には、上部層間絶縁膜１１３が形成されている。上部層間絶縁膜１１３は、転送電極１２１の上に形成された凸部と、反射防止膜１２３の上に形成された凹部とを有している。上部層間絶縁膜１１３の上には、層内レンズ１３１が形成され、層内レンズ１３１の上には平坦化層１３３が形成されている。平坦化層１３３の上にはカラーフィルタ層１３５及びマイクロレンズ１３７が形成されている。
【００２６】
凸レンズであるマイクロレンズ１３７及び層内レンズ１３１により集光された入射光は、遮光膜１２５に形成された開口部１２５ｃを通って受光部１０３に入射し、信号電荷に変換される。一般的な固体撮像装置の場合、遮光膜と反射防止膜とは１００ｎｍ以上の間隔をおいて形成されている。このため、開口部の面積のうちの６０％程度にしか反射防止膜は形成されていない。しかし、本実施形態の固体撮像装置は、遮光膜１２５が反射防止膜１２３の側面と接しているため、開口部１２５ｃの面積と反射防止膜１２３の面積とは等しく、開口部１２５ｃの面積の１００％が反射防止膜１２３が形成された領域となる。従って、開口部１２５ｃに入射する光はすべて反射防止効果を有する反射防止膜１２３に入射し、反射ロスを低減できる。
【００２７】
また、本実施形態の固体撮像装置においては、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する部分において、遮光膜１２５の高さｈ１は、反射防止膜１２３の高さｈ２以下である。つまり、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する部分における遮光膜１２５の上面の位置は、反射防止膜１２３の上面の位置よりも下側である。このため、凹部１２５ｂの側面は、反射防止膜１２３の側面よりも後退しており、反射防止膜１２３の斜め外上方に遮光膜１２５が形成されていない領域が生じる。言い換えると、遮光膜１２５における凹部１２５ｂの上端部の平面寸法Ｌ１は、反射防止膜１２３つまり開口部１２５ｃの平面寸法Ｌ２よりも大きくなる。このため、反射防止膜１２３の上端部を通り凹部１２５ｂの側面と接する接線が半導体基板１０１の主面となす角は９０°未満となる。その結果、遮光膜１２５の上端部が斜めに入射する光を遮る、いわゆるケラレを低減することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態の固体撮像装置においては、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接しているため、この部分において遮光膜１２５と半導体基板１０１との間隔を狭くすることができるという効果も得られる。遮光膜と反射防止膜との間に間隔を設ける場合には、反射防止膜の周囲において遮光膜を除去する必要がある。このため、遮光膜をエッチングする際のダメージから半導体基板の表面を保護するために、遮光膜の下側に形成する絶縁膜の膜厚を厚くする必要がある。しかし、本実施形態の固体撮像装置は、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接しており、遮光膜１２５をエッチングする際に半導体基板１０１にエッチングダメージが生じることはない。このため、遮光膜１２５と反射防止膜１２３とが接する部分の近傍において、第１の絶縁膜１１１及び第２の絶縁膜１１２の膜厚を薄くすることができる。従って、遮光膜１２５と半導体基板１０１との間隔ｔ１を小さくすることができ、遮光膜１２５の下側を通過して転送チャネル１０５に入射する光を低減することができる。その結果、スミア特性をより向上させることが可能となる。
【００２９】
図１においては、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する部分における遮光膜１２５の上面の位置が、反射防止膜１２３の上面の位置よりも下側となっている例を示した。しかし、遮光膜１２５と反射防止膜１２３とが接する部分における遮光膜１２５の上面の位置は、転送電極１２１の上側における遮光膜の上面の位置よりも下側であれば、凹部１２５ｂの側面を反射防止膜１２３の側面よりも後退させることができる。また、反射防止膜１２３の上面に遮光膜１２５が形成されていないことが好ましいが、反射防止膜１２３の外縁部に遮光膜１２５が乗り上げていてもよい。
【００３０】
以下に、本実施形態の固体撮像装置の製造方法について説明する。
【００３１】
まず、図２（ａ）に示すように、Ｓｉ基板等の半導体基板１０１に、行列状に配置された複数の受光部１０３と、列方向に延びる複数の転送チャネル１０５とを形成する。続いて、半導体基板１０１の上にＳｉＯ2膜等からなる第１の絶縁膜１１１を化学気相堆積（ＣＶＤ）法等により形成する。この後、列方向に延びる転送電極１２１を受光部１０３の上を避けて形成する。
【００３２】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１の絶縁膜１１１を転送電極１２１をマスクとして用いて選択的にエッチングする。これにより、第１の絶縁膜１１１における転送電極１２１が形成されていない部分の膜厚を、転送電極１２１が形成されている部分よりも薄くする。エッチングにウエットエッチングを用いれば、半導体基板１０１へのダメージがほとんど生じない。この後、半導体基板１０１上に第２の絶縁膜１１２をＣＶＤ法等により形成する。第２の絶縁膜１１２の膜厚等は、転送電極１２１と遮光膜１２５との間に必要とされる絶縁耐圧を満たすように決定する。例えば、転送電極１２１と遮光膜１２５との間の絶縁耐圧を３０Ｖとする場合には、第２の絶縁膜１１２は、耐圧が１０ＭＶ／ｃｍのＣＶＤ法により形成した厚さが３０ｎｍのＳｉＯ2膜とすればよい。この場合、受光部１０３の上側の部分においては、第１の絶縁膜１１１の膜厚と第２の絶縁膜１１２の膜厚との和を４０ｎｍ程度とすることができる。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示すように、受光部１０３の上に、反射防止膜１２３及びエッチングストップ層１４１を選択的に形成する。反射防止膜１２３は、ＣＶＤ法により形成したシリコン窒化膜等とすればよい。エッチングストップ層１４１はシリコン酸化膜等とすればよい。続いて、半導体基板１０１の上に遮光膜形成膜１４２を形成する。遮光膜形成膜１４２は、アルミニウム又は高融点金属等により形成すればよい。遮光膜形成膜１４２は、転送電極１２１と反射防止膜１２３との間に形成される凹部を完全に埋めるように形成する。この後、反射防止膜１２３の上側に開口部を有するレジストマスク１４３を形成する。
【００３４】
次に、図２（ｄ）に示すように、レジストマスク１４３を用いて遮光膜形成膜１４２の露出部分をドライエッチング等により除去し、さらにエッチングストップ層１４１及びレジストマスク１４３を除去する。エッチングストップ層１４１は除去せずに残してもよい。この場合には、エッチングストップ層１４１は上部層間絶縁膜１１３の一部となる。
【００３５】
以上のような製造方法とすることにより、遮光膜形成膜１４２における反射防止膜１２３の上に形成された部分を確実に除去することができる。遮光膜形成膜１４２における反射防止膜１２３の上に形成された部分を完全に除去することが好ましいが、反射防止膜１２３の外縁部に遮光膜１４２が残存していてもよい。
【００３６】
また、遮光膜形成膜１４２における転送電極１２１と反射防止膜１２３との間に形成された部分は、他の部分よりも膜厚が厚いため、レジストマスク１４３の合わせずれ等があったとしても、完全にエッチングされずに残存する。このため、遮光膜１２５と反射防止膜１２３との間に下部層間絶縁膜１１０が露出する隙間が生じることはなく、遮光膜１２５は反射防止膜１２３の側面と接する。従って、遮光膜１２５と反射防止膜１２３との隙間から光が入射することがないため、スミア特性を改善することができる。また、遮光膜１２５が反射防止膜１２３の側面と接する部分において、遮光膜１２５の高さは反射防止膜１２３の高さ以下となる。このため、遮光膜１２５の側面は反射防止膜の側面よりも後退し、反射防止膜１２３の斜め外上方に遮光膜１２５が存在しない領域が形成される。従って、遮光膜１２５の上端部に遮られることなく、斜め方向からの光が反射防止膜１２３に入射することができ、ケラレが低減され、入射光量の減少を抑えることができる。
【００３７】
この場合、図３に示すようにレジストマスク１４３を、反射防止膜１２３の上に２０ｎｍ〜３０ｎｍオーバーラップするように形成してもよい。遮光膜形成膜１４２をエッチングする際に、サイドエッチが生じるため、反射防止膜１２３の上側の遮光膜形成膜１４２を完全に除去し、且つ反射防止膜１２３の側面と遮光膜１２５とが接するようにすることが容易にできる。但し、必ずしもオーバーラップさせる必要はない。また、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する分において、遮光膜１２５の高さｈ１が反射防止膜の高さｈ２よりも低くなった例を示したが、遮光膜１２５の高さｈ１が反射防止膜の高さｈ２と等しくなっていてもよい。また、ｈ１がｈ２よりも大きくてもよい。但し、通常は反射防止膜１２３の上面が完全に露出するまで遮光膜形成膜１４２をエッチングするため、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する部分において、遮光膜１２５の高さは反射防止膜１２３の高さよりも通常は低くなる。これにより、反射防止膜１２３における側面の上端部は遮光膜１２５に覆われていない状態となるが何ら問題はない。
【００３８】
次に、図示を省略するがエッチングストップ層１４１及びレジストマスク１４３を除去した後、上部層間絶縁膜１１３、層内レンズ１３１、平坦化層１３３、カラーフィルタ層１３５及びマイクロレンズ１３７等を形成すればよい。
【００３９】
スミア特性の改善という点からは、遮光膜１２５と反射防止膜１２３の側面とが接する部分において、遮光膜１２５と半導体基板１０１との間隔ｔ１が狭い方がよい。このため、転送電極１２１が形成された部分を除いて第１の絶縁膜１１１の膜厚を薄くしている。しかし、第２の絶縁膜１１２は転送電極１２１と遮光膜１２５とを絶縁する必要があるため、ある程度以上の膜厚が必要となる。遮光膜１２５と半導体基板１０１との間隔をさらに狭くするため、第２の絶縁膜１１２における転送電極１２１の側面及び上面を覆う部分を厚くし、反射防止膜１２３の下側の部分を薄くしてもよい。このようにすれば、必要な耐圧を確保しつつ、反射防止膜１２３の下側における第１の絶縁膜１１１と第２の絶縁膜１１２との膜厚ｔ１をさらに薄くすることができる。
【００４０】
例えば、図４に示すように、第２の絶縁膜１１２を第１のシリコン酸化膜１１２ａとシリコン窒化膜１１２ｂと第２のシリコン酸化膜１１２ｃとの積層膜とし、反射防止膜１２３の周囲においては第２のシリコン酸化膜１１２ｃ及びシリコン窒化膜１１２ｂを除去すればよい。シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とのエッチングレートの違いにより、第２のシリコン酸化膜１１２ｃ及びシリコン窒化膜１１２ｂを除去し、第１のシリコン酸化膜１１２ａを残存させることが容易にできる。具体的には、図５（ａ）に示すように、半導体基板１０１の上に第１のシリコン酸化膜１１２ａ、シリコン窒化膜１１２ｂ及び第２のシリコン酸化膜１１２ｃを順次形成した後、反射防止膜１２３を形成する領域を露出するレジストマスク１５１を形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、第２のシリコン酸化膜１１２ｃにおける露出部分を除去する。次に、図５（ｃ）に示すようにシリコン窒化膜１１２ｂにおける露出部分を除去する。シリコン窒化膜１１２ｂの除去を熱濃燐酸等により行えば、第１のシリコン酸化膜１１２ａをエッチングすることなく、シリコン窒化膜１１２ｂだけを除去することができる。
【００４１】
一方、図６に示すように、遮光膜１２５と転送電極１２１とをコンタクト１２７により接続し、遮光膜１２５をシャント配線として用いてもよい。この場合には、遮光膜１２５と半導体基板１０１との間の絶縁耐圧を確保するために、遮光膜１２５半導体基板１０１との間の下部層間絶縁膜１１０の膜厚を厚くする必要がある。このため、遮光膜１２５の下側において第１の絶縁膜１１１を薄くせずにそのまま用いている。但し、遮光膜１２５と半導体基板１０１との間の絶縁耐圧を確保できる範囲で、第１の絶縁膜１１１の膜厚を薄くしてもよい。
【００４２】
また、反射防止膜１２３の下側における下部層間絶縁膜１１０の膜厚を薄くすれば、反射防止膜１２３の効果が高くなるため、反射防止膜１２３の下側においては、第１の絶縁膜１１１の膜厚を薄くすることが好ましい。反射防止膜１２３の下側における第１の絶縁膜１１１と第２の絶縁膜１１２との膜厚の和が１０ｎｍ〜２０ｎｍとなるようにすれば、反射防止膜１２３の効果をより高くすることができる。なお、遮光膜１２５をシャント配線とする場合においても、第２の絶縁膜１１２を積層膜としてもよい。
【００４３】
また、図７に示すようにすれば、遮光膜１２５をシャント配線として用いる場合にも、遮光膜１２５の下側における第１の絶縁膜１１１の膜厚を薄くして、スミア特性をさらに改善することが可能となる。具体的には、転送電極１２１の上にはコンタクト１２７により転送電極１２１と接続された第１の遮光膜１２５Ａが形成されている。転送電極１２１と反射防止膜１２３との間の凹部を埋めるように形成されている。第１の遮光膜１２５Ａ及び第２の遮光膜１２５Ｂの上に跨って、第３の遮光膜１２５Ｃが形成されている。第１の遮光膜１２５Ａ、第２の遮光膜１２５Ｂ及び第３の遮光膜１２５Ｃは、第３の絶縁膜１１４により互いに絶縁されている。このような構成とすれば、第２の遮光膜１２５Ｂには電圧が印加されないため、第２の遮光膜１２５Ｂと半導体基板１０１との間の絶縁膜の膜厚を薄くすることができる。一方、第１の遮光膜１２５Ａの上と第２の遮光膜１２５Ｂの上とに跨って第３の遮光膜１２５Ｃが形成されているため、第１の遮光膜１２５Ａと第２の遮光膜１２５Ｂとの間を通って、転送チャネル１０５に光が入射することはない。
【００４４】
第１の遮光膜１２５Ａ、第２の遮光膜１２５Ｂ及び第３の遮光膜１２５Ｃは以下のようにして形成すればよい。図８（ａ）に示すように、遮光膜形成膜１４２を形成した後、転送電極１２１の上を覆うレジストマスク１５３を形成する。レジストマスク１５３の平面寸法を転送電極１２１の平面寸法よりも小さくすることが好ましい。次に、図８（ｂ）に示すように、エッチングストップ層１４１及び第２の絶縁膜１１２の一部を露出するまで遮光膜形成膜１４２をエッチングして、第１の遮光膜１２５Ａ及び第２の遮光膜１２５Ｂを形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、半導体基板１０１の上に第３の絶縁膜１１４を形成する。この後、第３の絶縁膜１１４の上に第３の遮光膜１２５Ｃを形成した後、第３の遮光膜１２５Ｃにおける反射防止膜１２３の上側の部分を選択的に除去する。遮光膜を第１の遮光膜、第２の遮光膜及び第３の遮光膜により形成する場合においても、第２の絶縁膜１１２を積層膜としてもよい。
【００４５】
遮光膜１２５をシャント配線として用いる場合には、列方向に隣接する受光部１０３同士の間には遮光膜１２５を形成しない。このため、図９に示すように反射防止膜１２３の列方向の長さを大きくし、転送電極１２１の上に乗り上げるようにしてもよい。また、また、図１０に示すように列方向に隣接する反射防止膜１２３を一体に形成してもよい。
【００４６】
なお、図４、６、７、９及び１０において、受光部１０３、転送チャネル１０５及び上部層間絶縁膜１１３よりも上側の層については記載を省略している。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法は、スミア特性を改善すると共に、遮光膜による入射光のケラレを低減した固体撮像装置を実現でき、特に多画素の固体撮像装置及びその製造方法等として有用である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１      半導体基板
１１０      下部層間絶縁膜
１１１      第１の絶縁膜
１１２      第２の絶縁膜
１１２ａ    第１のシリコン酸化膜
１１２ｂ    シリコン窒化膜
１１２ｃ    第２のシリコン酸化膜
１１３      上部層間絶縁膜
１１４      第３の絶縁膜
１２１      転送電極
１２３      反射防止膜
１２５      遮光膜
１２５ａ    凸部
１２５ｂ    凹部
１２５ｃ    開口部
１２５Ａ    第１の遮光膜
１２５Ｂ    第２の遮光膜
１２５Ｃ    第３の遮光膜
１２７      コンタクト
１３１      層内レンズ
１３３      平坦化層
１３５      カラーフィルタ層
１３７      マイクロレンズ
１４１      エッチングストップ層
１４２      遮光膜形成膜
１４３      レジストマスク
１５１      レジストマスク
１５３      レジストマスク
【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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