(57)【要約】【課題】  マイクロレンズや層内レンズの位置ずれによる影響を受けにくく、かつ感度のばらつきやスミアの悪化を生じることのない固体撮像素子を提供する。【解決手段】  光電変換部と、前記光電変換部で生起された電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した光導波路構造の固体撮像素子において、前記電荷転送電極が、交互に並置して構成された、第１層導電性膜からなる第１の電極と、第２層導電性膜からなる第２の電極とで構成され、前記電荷転送電極の側壁に形成され、サイドウォールを構成する第１の遮光膜を具備し、前記電荷転送電極の上層に、前記光電変換部上で光導波路を形成する開口部をもつ、第２の遮光膜を備え、光導波路構造を構成する。【選択図】  図１
2007067212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部で生起された電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した光導波路構造の固体撮像素子において、
前記電荷転送電極が、交互に並置して構成された、第１層導電性膜からなる第１の電極と、第２層導電性膜からなる第２の電極とで構成され、
前記電荷転送電極の側壁に形成され、サイドウォールを構成する第１の遮光膜を具備し、
前記電荷転送電極の上層に、前記光電変換部上で光導波路を形成する開口部をもつ、第２の遮光膜を備えた固体撮像素子。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像素子であって、
前記第２の遮光膜は、前記電荷転送部上に形成された平坦化膜を介して形成された固体撮像素子。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体撮像素子であって、
前記第１および第２の遮光膜は、絶縁膜を介して形成され、電気的に絶縁分離されている固体撮像素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記第２の遮光膜は、前記開口部が、前記光電変換部上で、上方に行くに従って径大となる逆円錐台状をなすように形成され、表面が反射面を形成する固体撮像素子。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記開口部に透光性材料が充填された固体撮像素子。
【請求項６】
請求項５に記載の固体撮像素子であって、
前記透光性材料は有機系材料である固体撮像素子。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記開口部にカラーフィルタ材料が充填され、カラーフィルタを構成した固体撮像素子。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記開口部に蛍光剤が充填された固体撮像素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記第１の遮光膜はタングステンである固体撮像素子。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記第２の遮光膜はアルミニウム薄膜またはアルミニウム合金薄膜である固体撮像素子。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記第２の遮光膜表面に反射防止膜が形成された固体撮像素子。
【請求項１２】
請求項１１に記載の固体撮像素子であって、
前記反射防止膜は窒化シリコン膜である固体撮像素子。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記第１および第２の電極間の電極間距離は、０．１μｍ以下であることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項１４】
光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子を製造する方法であって、
半導体基板表面に、前記光電変換部および前記電荷転送部を形成する工程と、
前記電荷転送電極上に絶縁膜を介して、第１の遮光膜を成膜し、異方性エッチングを行い、前記電荷転送電極の側壁に前記第１の遮光膜を形成する工程と、
前記光電変換部上を覆うように透光性の絶縁膜を形成する工程と、
第２の遮光膜を成膜し、前記光電変換部上に開口を形成し、光導波路を構成する第２の遮光膜を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の遮光膜を形成する工程は、
前記第２の遮光膜を表面全体に成膜する工程と、
テーパ状断面を有するレジストパターンをマスクとして、前記第２の遮光膜をエッチングすることにより、前記光電変換部上に前記開口を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の遮光膜を形成する工程に先立ち、前記絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を成膜し、加熱により平坦化する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記絶縁膜は前記電荷転送電極表面に残留せしめられた固体撮像素子の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の遮光膜に形成された開口内に透光性材料を充填する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１４乃至１７のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の遮光膜に形成された開口内にカラーフィルタ材料を充填する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１４乃至１７のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２の遮光膜に形成された開口内に蛍光剤を充填する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項２１】
請求項１８乃至２０のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記充填する工程に先立ち、
前記第２の遮光膜を被覆するように反射防止膜を形成する工程を含む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、固体撮像素子およびその製造方法にかかり、特に固体撮像素子の電荷転送電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
エリアセンサ等に用いられるＣＣＤを用いた固体撮像素子は、フォトダイオードなどからなる光電変換部と、この光電変換部からの信号電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。電荷転送電極は、半導体基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。
【０００３】
近年、カメラの小型化に伴い、固体撮像素子においては、高解像度化、高感度化への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。
【０００４】
そこで、感度を向上させるために、画素表面にマイクロレンズを設け、フォトダイオードへの集光効率を高める構造が種々提案されている。
【０００５】
そのひとつに例えば、図１０に示すように光電変換部を構成するフォトダイオード部３０の直上位置の平坦化層１０上にパッシベーション膜を兼ねた層内レンズ２０を形成し、さらにその上層に平坦化膜(透光性膜２２)、カラーフィルタ５０、平坦化膜６１、オンチップレンズ６０とを順次形成した構造が提案されている（電荷転送部４０、フォトダイオード部３０については実施の形態で後述する）。
【０００６】
このような構造では、マイクロレンズや層内レンズの位置ずれで集光位置が変わり、ケラレによる感度のばらつきや、低下が発生するという問題がある。また、遮光膜の、光電変換部の開口に対する位置ずれはスミアの悪化の原因となる。スミアは、固体撮像素子に強い光が照射された場合、電荷転送部に光が到達し、そこで電荷が発生するため、画面上に帯状の撮像欠陥が現れる現象であり、高画素化に際して、電荷転送部を遮光膜で覆うとともに、光電変換部の開口部をしっかりと開口することは重要な課題となっている。
【０００７】
そこで、スミアおよび感度ばらつきの少ない固体撮像素子を提供すること目的とし、電荷転送電極の側面にサイドウォールを設けて第１の遮光膜とし、さらに電荷転送電極上に絶縁膜を介して第２および第３の遮光膜を形成する構成が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
この方法では電極側壁の遮光膜をセルフアラインで形成しているため位置ずれによる感度ばらつきやスミアの悪化はないが、マイクロレンズや層内レンズの位置ずれの影響でケラレによる感度のばらつきや低下が生じ易く、安定した感度を得るのが困難であるという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２６０６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、図１０に示した従来の固体撮像素子では、サイドウォールの位置ずれにより、感度のばらつきやスミアの悪化を生じることがあった。
また、特許文献１に示された技術では、スミアの悪化を生じることはないが、マイクロレンズや層内レンズを形成する場合、これらの位置ずれによる影響を受け易いという問題があった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、マイクロレンズや層内レンズの位置ずれによる影響を受けにくく、かつ感度のばらつきやスミアの悪化を生じることのない固体撮像素子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】
【００１１】
そこで本発明は、光電変換部と、前記光電変換部で生起された電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した光導波路構造の固体撮像素子において、前記電荷転送電極が、交互に並置して構成された、第１層導電性膜からなる第１の電極と、第２層導電性膜からなる第２の電極とで構成され、前記電荷転送電極の側壁に形成され、サイドウォールを構成する第１の遮光膜を具備し、前記電荷転送電極の上層に、前記光電変換部上で光導波路を形成する開口部をもつ、第２の遮光膜を備えたことを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、電荷転送電極の側壁にセルフアラインで第１の遮光膜が形成されるため、位置ずれはなく、感度のばらつきやスミアの悪化を防ぐことができると共に、第２の遮光膜は集光型光導波路構造となっているため、集光性が高められ、マイクロレンズや層内レンズの位置ずれによる影響をうけることがなく、ケラレによる感度のばらつきがない、固体撮像素子を提供することが可能となる。
【００１３】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第２の遮光膜が、前記電荷転送部上に形成された平坦化膜を介して形成されたものを含む。
【００１４】
この構成によれば、第２の遮光膜が平坦化膜上に形成されるため、パターニング精度を高めることができ、高精度の開口の形成が可能となる。
【００１５】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第１および第２の遮光膜は、絶縁膜を介して形成され、電気的に絶縁分離されている。
【００１６】
この構成によれば、第１の遮光膜と第２の遮光膜の絶縁分離が確実となるため、種々の電気的影響を防ぐことができる。
【００１７】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第２の遮光膜は、前記開口部が、前記光電変換部上で、上方に行くに従って径大となる逆円錐台状をなすように形成され、表面が反射面を形成するものを含む。
【００１８】
この構成によれば、大きく開口した上方から大量の光を取り込み、反射面で良好に反射させることにより、集光効率の高い光導波路構造を形成することができる。
【００１９】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記開口部に透光性材料が充填されたものを含む。
【００２０】
この構成によれば、開口部に透光性材料が充填されているため、大量の光を取り込むことができ、集光効率の高い光導波路構造を形成することができる。
【００２１】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記透光性材料は有機系材料であるものを含む。
【００２２】
この構成によれば、低温形成が可能である。
【００２３】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記開口部にカラーフィルタ材料が充填され、カラーフィルタを構成したものを含む。
【００２４】
この構成によれば、別途フィルタ層を設ける必要がなく、より薄型化をはかることができ、集光部にのみフィルタが形成されているため、効率よく集光のなされた光を選択的に波長調整され、また１個１個第２の遮光膜で囲まれているため、混色を防ぐことがでできる。
【００２５】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記開口部に蛍光剤が充填されたものを含む。
【００２６】
この構成によれば、別途蛍光体層を設ける必要がなく、より薄型化をはかることができ、集光部にのみ蛍光体が形成されているため、効率よく集光された光量に応じた蛍光を発光させることができ、高感度化をはかることができる。またこの開口は１個１個第２の遮光膜で囲まれているため、混色を防ぐことができる。
【００２７】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第１の遮光膜はタングステンであるものを含む。
【００２８】
この構成によれば、ＣＶＤ法により容易に形成可能でかつ遮光性の高い第１の遮光膜を形成することが可能となる。また、電極などの配線取り出しと同一工程で形成可能となる      
【００２９】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第２の遮光膜はアルミニウム薄膜またはアルミニウム合金薄膜であるものを含む。
【００３０】
この構成によれば、周辺回路の配線と同一工程で形成することができ、加工性も容易で、高精度で信頼性の高い光導波路構造を形成することが可能となる。なお、この第２の遮光膜はアルミニウム薄膜またはアルミニウム合金薄膜に限定されることなくＷなどの遮光性を有する金属膜であればよい。
【００３１】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第２の遮光膜表面に反射防止膜が形成されたものを含む。
【００３２】
この構成によれば、より集光性を高めることが可能となる。なお第２の遮光膜表面は水分ブロック層あるいは腐食防止膜としても作用するものがよく、有機系材料などでもよい。
【００３３】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記反射防止膜は窒化シリコン膜であるものを含む。
【００３４】
この構成によれば、窒化シリコン膜がアルミニウム層への水分などのブロック膜として機能するため、より信頼性の向上をはかることができる。また窒化シリコン膜のみならず酸化シリコン膜あるいは、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜との積層膜でもよい。
【００３５】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記第１および第２の電極間の電極間距離は、０．１μｍ以下であるものを含む。
【００３６】
この構成によれば、微細な電極構造の固体撮像素子においても、高精度で信頼性の高い素子構造を得ることが可能となる。
【００３７】
また本発明は、前記固体撮像素子において、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子を製造する方法であって、半導体基板表面に、前記光電変換部および前記電荷転送部を形成する工程と、前記電荷転送電極上に絶縁膜を介して、第１の遮光膜を成膜し、異方性エッチングを行い、前記電荷転送電極の側壁に前記第１の遮光膜を形成する工程と、前記光電変換部上を覆うように透光性の絶縁膜を形成する工程と、第２の遮光膜を成膜し、前記光電変換部上に開口を形成し、光導波路を構成する第２の遮光膜を形成する工程とを含む。
【００３８】
この構成によれば、第１の遮光膜は電荷転送電極の側壁に自己整合的に形成されるため、位置ずれもなく形成可能であり、第２の遮光膜そのものが光導波路構造を形成しているため、位置ずれの低減をはかることができるとともに、高精度で信頼性の高い固体撮像素子の形成が可能となる。
【００３９】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記第２の遮光膜を形成する工程は、前記第２の遮光膜を表面全体に成膜する工程と、テーパ状断面を有するレジストパターンをマスクとして、前記第２の遮光膜をエッチングすることにより、前記光電変換部上に前記開口を形成する工程とを含む。
【００４０】
この構成によれば、テーパ状断面を有するレジストパターンを用いてエッチングすることにより、このレジストパターンと同様のプロファイルを有するパターン形成を実行することが可能となる。
【００４１】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記第２の遮光膜を形成する工程に先立ち、前記絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を成膜し、加熱により平坦化する工程を含む。
【００４２】
この構成によれば、表面の平坦化後に第２の遮光膜を形成しているため、フォトリソグラフィ工程におけるマスクの位置ずれを低減し、より高精度の光導波路を形成することが可能となる。なお、平坦化工程としては、加熱によるリフローのほか、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical  Mechanical  Polishing）により平坦化するようにしてもよい。
【００４３】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記絶縁膜は前記電荷転送電極表面に残留せしめられたものを含む。
【００４４】
この構成によれば、より平坦な面に第２の遮光膜が形成されることになり、パターン精度の向上をはかることができるとともに、第１および第２の遮光膜を絶縁分離することができるため、短絡を防止し、より確実な回路形成が可能となる。
【００４５】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記第２の遮光膜に形成された開口内に透光性材料を充填する工程を含むものを含む。
【００４６】
この構成によれば、極めて容易に光導波路構造を形成することができる。
【００４７】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記第２の遮光膜に形成された開口内にカラーフィルタ材料を充填する工程を含むものを含む。
【００４８】
この構成によれば、極めて容易に薄型で信頼性の高い光導波路構造を形成することができる。
【００４９】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記第２の遮光膜に形成された開口内に蛍光剤を充填する工程を含むものを含む。
【００５０】
この構成によれば、極めて容易に薄型で信頼性の高い光導波路構造を形成することができる。
【００５１】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記充填する工程に先立ち、前記第２の遮光膜を被覆するように反射防止膜を形成する工程を含む。
この構成によれば、容易に信頼性の高い固体撮像素子を形成することが可能となる。
【発明の効果】
【００５２】
本発明によれば、マイクロレンズや層内レンズの位置ずれによる影響を受けることなく、ケラレによる感度のばらつきや低下のない、高い信頼性を備えた固体撮像素子を提供することが可能となる。
また遮光膜の位置ずれによる影響を受けることがなく、感度のばらつきやスミアの悪化のない高い信頼性を備えた固体撮像素子を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
（第１の実施の形態）
この固体撮像素子は、図１および図２に示すように、光電変換部と、前記光電変換部で生起された電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した光導波路構造の固体撮像素子において、前記電荷転送電極が、交互に並置して構成された、第１層導電性膜からなる第１の電極３ａと、第２層導電性膜からなる第２の電極３ｂとで構成され、前記電荷転送電極３の側壁に形成され、サイドウォールを構成するタングステン薄膜からなる第１の遮光膜６を具備し、前記電荷転送電極の上層に、前記光電変換部上で光導波路を形成する開口部をもつ、アルミニウム薄膜からなる第２の遮光膜７を備えたことを特徴とするものである。ここで、第２の遮光膜７は、前記電荷転送部上に形成された平坦化膜１０を介して形成されており、互いに電気的に絶縁分離されており、この第２の遮光膜７は、前記開口部が、前記光電変換部上で、上方に行くに従って径大となる逆円錐台状をなすように形成され、表面が反射面を構成している。ここで図１は断面概要図、図２は平面概要図であり、図１は図２のＡ−Ａ断面図である。
【００５４】
上記構成によれば、電荷転送電極３の側壁にセルフアラインで第１の遮光膜６が形成されるため、位置ずれはなく、感度のばらつきやスミアの悪化を防ぐことができると共に、光導波路Ｏが第２の遮光膜７で囲まれているため、集光性が高められ、マイクロレンズ６０の位置ずれによる影響をうけることがなく、ケラレによる感度のばらつきがない、固体撮像素子を提供することが可能となる。また、第２の遮光膜が、平坦化膜上に形成されるためパターニング精度を高めることができ、高精度の開口形成が可能となる。従ってさらなる微細化も可能で高感度で信頼性の高い固体撮像素子の形成が可能となる。
【００５５】
他の構造は通例の固体撮像素子と同様であり、光電変換部３０と、前記光電変換部３０で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部４０とを具備し、光電変換部に開口を持つように形成された第２の遮光膜７の下層に、表面がほぼ平坦となるように前記光電変換部に充填されたＢＰＳＧ（borophospho  silicate  glass）膜からなる平坦化膜１０が形成されており、また第２の遮光膜７の上層は、有機系膜からなる透光性膜２２からなる平坦化膜を具備し、さらにこの中間層上に、フィルタ５０およびレンズ６０を形成してなることを特徴とするものである。６１はフィルタ上平坦化膜である。
【００５６】
これにより、良好に表面の平坦化をはかることができる。
【００５７】
なおこのゲート酸化膜２は、酸化シリコン膜２ａと窒化シリコン膜２ｂと酸化シリコン膜２ｃとの３層構造膜で構成される。
【００５８】
また、シリコン基板１には、複数のフォトダイオード領域からなる光電変換部３０が形成され、光電変換部３０で検出した信号電荷を転送するための電荷転送部４０が、光電変換部３０の間に形成される。
【００５９】
電荷転送電極によって転送される信号電荷が移動する電荷転送チャネルは、図２では図示していないが、電荷転送部４０が延在する方向と交差する方向に、形成される。
【００６０】
なお、図２においては、電極間絶縁膜の内、フォトダイオード領域３０と電荷転送部４０との境界近傍に形成されるものの記載を省略してある。
【００６１】
また図１に示すように、シリコン基板１内には、フォトダイオードを構成する光電変換部３０（３０ａ、３０ｂ）、電荷転送チャネル３３、チャネルストップ領域３２、電荷読み出し領域３４が形成され、シリコン基板１表面には、ゲート酸化膜２が形成される。ゲート酸化膜２表面には、電荷転送電極（第１層導電性膜３ａからなる第１層電極、第２層導電性膜３ｂからなる第２層電極）が、電極間絶縁膜４をはさんで並置されるように形成され、単層電極構造を構成している。５は電荷転送電極上を覆う上部絶縁膜である。
【００６２】
また、この例では、いわゆるハニカム構造の固体撮像素子を示しているが、正方格子型の固体撮像素子にも適用可能であることはいうまでもない。
【００６３】
次にこの固体撮像素子の製造工程について図３および図４を参照しつつ詳細に説明する。
まず、通例の方法で、シリコン基板１上に光電変換部と電荷転送部とを形成する。例えば電荷転送部は以下のように形成される。不純物濃度１．０×１０１６ｃｍ−３程度のｎ型のシリコン基板１表面に、膜厚１５ｎｍの酸化シリコン膜２ａと、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜２ｂと、膜厚１０ｎｍの酸化シリコン膜２ｃを形成し、３層構造のゲート酸化膜２を形成する。
【００６４】
続いて、このゲート酸化膜２上に、第１層多結晶シリコン膜３ａと第２層多結晶シリコン膜３ｂとを酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜４を介して並置し、このまわりに酸化シリコン膜５を形成する（図３（ａ））。
【００６５】
この後、ＣＶＤ法によりタングステン薄膜６を形成する（図３（ｂ））。
【００６６】
そして、異方性エッチング（反応性イオンエッチング）により水平部分に堆積されたタングステン薄膜を除去し側壁に残留させ第１の遮光膜６としてのサイドウォールを形成する（図３（ｃ））。
【００６７】
続いて、この上層にＢＰＳＧ膜を形成し、加熱リフローすることにより、平坦化膜１０を形成する（図４（ａ））。
【００６８】
そしてこの上層に有機アルミを用いたＣＶＤ法によりアルミニウム薄膜７を形成する（図４（ｂ））。
【００６９】
そしてこの上層にフォトリソグラフィによりレジストパターンＲ１を形成する。ここではテーパ状断面を形成する（図４（ｃ））。
【００７０】
続いて、このレジストパターンＲ１をマスクとしてドライエッチングを行い、レジストパターンＲ１とほぼ同一のプロファイルをもつアルミニウム薄膜からなる第２の遮光膜７を形成する（図４（ｄ））。
【００７１】
このようにして形成された開口に導波路Ｏを構成する透光性膜としての有機系膜を充填する（図５（ａ））。
【００７２】
そしてこの上層に有機系膜からなるカラーフィルタ層５０を形成する（図５（ｂ））。
【００７３】
そしてフィルタ上平坦化膜６１を形成した後、マイクロレンズ６０を形成し、図１および図２に示したような固体撮像素子を得る。
【００７４】
またこの方法によれば、第１の遮光膜は電荷転送電極の側壁に自己整合的に形成されるため、位置ずれもなく形成可能であり、第２の遮光膜そのものが光導波路構造を形成しているため、位置ずれの低減をはかることができるとともに、高精度で信頼性の高い固体撮像素子の形成が可能となる。
【００７５】
この方法によれば、０．１μｍ程度の電極間距離をもつ微細化構造の固体撮像素子においても、集光効率を向上し、電荷の読み出しが可能となるため高精度で信頼性の高い固体撮像素子を得ることが可能となる。
【００７６】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、図３乃至５にその製造工程図を示すように、光電変換部３０上を直接覆う平坦化膜１０としてのＢＰＳＧ膜を形成後、メルトし、平坦化して、電荷転送部上まで覆うように形成したが、本実施の形態では、図６乃至８にその製造工程図を示すように、エッチバック或いはＣＭＰを行い、サイドウォールを構成する第１の遮光膜の上縁が露呈する程度に、表面の平坦化をはかるとともに、より平坦な表面を得るようにし、第２の遮光膜のパターン精度の向上をはかるとともに、第２の遮光膜の表面を反射防止膜(金属カバー膜)８としての機能を備えた窒化シリコン膜からなる絶縁性膜で覆うようにしたことを特徴とするものである。
他部は通例の固体撮像素子と同様に形成され詳細な説明は省略するが、符号は実施の形態１と同様である。
【００７７】
すなわち、（図３（ｃ））に示した、電荷転送部の形成までは前記実施の形態１と同様に行い、図４（ａ）に示したように、異方性エッチング（反応性イオンエッチング）により、水平部分に堆積されたタングステン薄膜を除去し側壁に残留させ第１の遮光膜６としてのサイドウォールを形成した後、続いて、この上層にＢＰＳＧ膜を形成し、レジストエッチバックにより、サイドウォールを構成する第１の遮光膜６の上縁が露呈するまでエッチングし平坦化を行い、平坦化膜１０を得る（図６（ａ））。
【００７８】
この後、この上層に有機アルミを用いたＣＶＤ法によりアルミニウム薄膜７を形成する（図６（ｂ））。
【００７９】
そしてこの上層にフォトリソグラフィによりレジストパターンＲ１を形成する。ここではテーパ状断面を形成する（図６（ｃ））。
【００８０】
続いて、このレジストパターンＲ１をマスクとしてドライエッチングを行い、レジストパターンＲ１とほぼ同一のプロファイルをもつアルミニウム薄膜からなる第２の遮光膜７を形成する（図７（ａ））。
【００８１】
この後ＣＶＤ法により、第２の遮光膜７の形成された基板表面全体を覆うように窒化シリコン膜を形成する（図７（ｂ））。
【００８２】
このようにして形成された開口に導波路Ｏを構成する透光性膜２２としての有機系膜を充填する（図７（ｃ））。
【００８３】
そしてこの上層に有機系膜からなるカラーフィルタ層５０を形成する（図８（ａ））。
【００８４】
そしてフィルタ上平坦化膜６１を形成した後、マイクロレンズ６０を形成し、図８（ｂ）示すような固体撮像素子を得る。
【００８５】
また固体撮像素子によれば、実施の形態１による効果に加え、第２の遮光膜が反射防止膜８で覆われているため、更なる集光性を高めることができるとともに、この反射防止膜に窒化シリコン膜を用いることにより、絶縁性を高めかつ不純物ブロック効果があるため、光導波路内をＢＰＳＧで構成した場合にも、信頼性の低下を招くことなく良好な特性を維持することができる。
【００８６】
（実施の形態３）
前記実施の形態１および２では、第２の遮光膜７で囲まれた開口に透光性材料を充填して光導波路を形成したが、本実施の形態では図９に示すように、第２の遮光膜７で囲まれた開口にそれぞれ赤色フィルタ材料５０Ｒ、緑色フィルタ材料５０Ｇ、青色フィルタ材料５０Ｂを充填し、導波路内にカラーフィルタが形成されたことを特徴とするものである。  他は前記実施の形態１，２と同様であるが、光導波路を囲むように形成された第２の遮光膜７の上層にフィルタ上平坦化膜６１を介して直接マイクロレンズ６０が形成されており、大幅な薄型化を図ることが可能となる。
また、各色のフィルタは第２の遮光膜からなる隔壁で区切られているため、混色を招くこともない。
また遮光性の金属としてはタングステンに限定されることなくチタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）など適宜変更可能である。
【００８７】
なお、製造方法については前記実施の形態に限定されることなく適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
以上説明してきたように、本発明によれば、マイクロレンズや層内レンズの位置ずれによる影響を受けることなく、ケラレによる感度のばらつきや低下のない、固体撮像素子を提供することが可能となることから、小型カメラなど、微細でかつ高感度の固体撮像装置の形成に有効である。また、光導波路内にカラーフィルタ材料や蛍光剤などを充填することにより、混色を防ぐと共に縦方向のシュリンクをはかることができ光入射角に対するマージンを減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子を示す上面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の固体撮像素子を示す図である。
【図１０】従来例の固体撮像素子の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１  シリコン基板
２  ゲート酸化膜
３ａ  第１層多結晶シリコン膜
３ｂ  第２層多結晶シリコン膜
４  電極間絶縁膜
５  酸化シリコン膜（絶縁膜）
６  第１の遮光膜（サイドウォール）
７  第２の遮光膜
８  反射防止膜
１０  平坦化膜（ＢＰＳＧ膜）
２２  透光性膜
３０  光電変換部
４０  電荷転送部
５０  カラーフィルタ
６０  マイクロレンズ
６１  平坦化膜
【図１】
2007067212.tif 000003
【図２】
2007067212.tif 000004
【図３】
2007067212.tif 000005
【図４】
2007067212.tif 000006
【図５】
2007067212.tif 000007
【図６】
2007067212.tif 000008
【図７】
2007067212.tif 000009
【図８】
2007067212.tif 000010
【図９】
2007067212.tif 000011
【図１０】
2007067212.tif 000012