(57)【要約】【課題】  従来の光検出器では受光部６０に対応する領域に開口部６４を形成する場合、エッチングストッパとして別途ポリシリコン膜７０を形成する必要があり、製造工程が増加している。また、周辺部６２に形成されたＡｌ配線を遮光する遮光膜２２だけでは外光を十分に遮光できず、その外光がノイズとして光電変換信号に重畳することがある。【解決手段】  Ａｌ配線を形成する工程において、受光部６０に対応する領域にＡｌ層２７を残存させ、そのＡｌ層２７をエッチングストッパとして用いる。【選択図】  図１
2007329323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に光を受けてそれに応じた電気信号を出力する受光部が配置される半導体装置であって、
前記半導体基板上に前記受光部の周辺を遮光する第１の遮光層と、
前記第１の遮光層よりも上層に設けられた第２の遮光層とを有し、
前記第１の遮光層は、平面的に前記受光部と間隙なく形成され、
前記第２の遮光層は、平面的に前記受光部から離間して形成されること、を特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第２の遮光層は、前記第１の遮光層と重畳して形成されること、を特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記第１の遮光層と前記第２の遮光層とを絶縁する層間絶縁膜をさらに有し、
前記層間絶縁膜は、前記受光部に対応する領域が開口されていること、を特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記受光部の周辺には、回路配線が形成され、
前記回路配線は、前記第１の遮光層と同一層によって形成されること、を特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体装置において、
前記第１の遮光層は、高融点金属からなること、を特徴とする半導体装置。
【請求項６】
半導体基板に光を受けてそれに応じた電気信号を出力する受光部が配置される半導体装置を製造する方法であって、
前記半導体基板上に、前記受光部を覆うエッチングストッパ層を形成するエッチングストッパ層形成工程と、
前記エッチングストッパ層形成工程後、前記受光部から平面的に離間して前記受光部の周辺を遮光する第２の遮光層を形成する第２遮光層形成工程と、
前記第２遮光層形成工程後、前記エッチングストッパ層の前記受光部に対応する領域を除去し、前記受光部と平面的に間隙なく前記受光部の周辺を遮光する第１の遮光層を形成するエッチングストッパ層除去工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチングストッパ層と前記第２の遮光層とを絶縁する層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、
前記層間絶縁膜と選択比が異なる前記エッチングストッパ層をエッチングストッパとして、前記層間絶縁膜の前記受光部に対応する領域をエッチングして開口部を形成する開口部形成工程と、をさらに有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６〜７のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチングストッパ層形成工程は、前記受光部の周辺に位置する回路配線を前記エッチングストッパ層と同一層によって形成することを含むこと、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法において、
前記エッチングストッパ層は、高融点金属からなること、を特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に受光部が配置された半導体装置及びその製造方法に関し、特に、受光部を遮光するための遮光層に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記録媒体として、ＣＤ（Compact Disk）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）といった光ディスクが大きな位置を占めるようになってきた。これら光ディスクの再生装置は、光ピックアップ機構により光ディスクのトラックに沿ってレーザ光を照射し、その反射光を検知する。そして、反射光強度の変化に基づいて記録データが再生される。
【０００３】
光ディスクから読み出されるデータレートは非常に高いため、反射光を検知する光検出器は、応答速度の速いＰＩＮフォトダイオードを用いた半導体素子で構成されている。当該半導体素子の受光部にて発生した微弱な光電変換信号は増幅器にて増幅され、信号処理回路へ出力される。ここで、光電変換信号の周波数特性の確保やノイズの重畳を抑制する観点から、受光部と増幅器との間の配線長をできるだけ短くするように構成される。この観点と、光検出器の製造コスト低減の観点とから、受光部と増幅器等を含む回路部とは同一の半導体チップ上に形成することが好適である。
【０００４】
図５(a)は、従来の光検出器１００の模式的な平面図であり、図５(b)は図５(a)のＢ−Ｂ’直線を通り半導体基板１に垂直な断面の模式図である。従来の光検出器１００はシリコンからなる半導体基板１に形成され、図５(a)の実線６０で示した領域の内側の受光部６０及び受光部６０以外の領域で回路配線等が配置された周辺部６２から構成される。受光部６０は、例えば、２×２に配列された４つのＰＩＮフォトダイオード（ＰＤ）を含み、光学系から基板表面へ入射する光を２×２の４区画に分割して受光する。ここで、受光部６０は、半導体基板１上に形成される後述の配線構造層３０を開口してなる領域で定義される。また、前記４区画を構成するｎ＋層６６はそれぞれｐ＋層６８によって分離されている。ここで、ｎ＋層６６は、一点鎖線６６で示した内側の領域であり、ｐ＋層６８はｎ＋層６６を取り囲むように形成された点線６８で示した領域である。光検出器１００の大部分を占める細線の斜線２２で示す領域は遮光層２２を構成し、太線の斜線１４で示す領域及び細線の斜線１８で示す領域は、配線を示している。配線はトランジスタや抵抗素子などの電気素子やそれらを互いに接続する配線を含み、所定の形状にパターニングされているが、ここでは簡略化して矩形で示している。
【０００５】
受光部６０に対応する領域の半導体基板１にはＰＩＮフォトダイオードの構造が形成され、その周辺部６２には、配線１４、１８や図示していないがＣＭＯＳなどの回路素子が形成される。
【０００６】
図５(b)の光検出器１００は２層配線構造であり、配線構造層３０として、半導体基板１上に、第１の層間絶縁膜１２、第１のアルミニウム（Ａｌ）層１４、第２の層間絶縁膜１６、第２のＡｌ層１８、第３の層間絶縁膜２０が順次積層される。
【０００７】
第１のＡｌ層１４及び第２のＡｌ層１８はそれぞれフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされ、周辺部６２を構成する。例えば、第１のＡｌ層１４の周辺部６２に対応する領域には第１の配線１４、第２のＡｌ層１８の周辺部６２に対応する領域には第２の配線１８が形成される。それに対して、受光部６０に対応する領域の第１及び第２のＡｌ層１４、１８は、パターニングにより完全に除去される。
【０００８】
第１及び第２の層間絶縁膜１２、１６は、ＳＯＧ（Spin on Glass）、ＢＰＳＧ（Borophosphosilicate Glass）、ＴＥＯＳ（Tetra-ethoxy-silane）などの材料を用いて形成される。第１及び第２の層間絶縁膜１２、１６は、半導体基板１上の全面、すなわち受光部６０及び周辺部６２全体に亘って形成される。
【０００９】
周辺部６２には、第１及び第２のＡｌ層１４、１８からなる第１及び第２の配線が形成されるが、受光部６０には、Ａｌ層が形成されない。それによって、受光部６０での層間絶縁膜は、周辺部６２よりも窪んだ形状となる。そして、受光部６０の窪んだコーナーには上記ＳＯＧなどの塗布材料が溜まりやすく、受光部６０の周縁部では層間絶縁膜の厚みが増すことになる。すなわち、受光部６０における周縁部と中央部とでは、層間絶縁膜の厚みが異なった形状となる。
【００１０】
また、遮光層２２はＡ方向からの外光が受光部６０へ侵入するのを防止するために設けられている。すなわち、受光部６０に入射した外光が光電変換を起こし、それがノイズとして検出されるので、遮光層２２を配置して外光の侵入を防いでいる。
【００１１】
さて、従来の光検出器１００では、受光部６０における半導体基板１への光の入射効率を高めるために、受光部６０の配線構造層１０をエッチバックし、開口部６４を形成することが行われている。その際、受光部６０の中央部は、周縁部よりも窪んだ形状であるので、配線構造層３０をエッチバックすると、その形状を反映したままの開口部６４が形成される。それによって、開口部６４の底面が平坦とはならず、周縁部での入射光の減衰の影響や、周縁部で層間絶縁膜が傾斜することによる入射光の屈折の影響が大きくなり、受光面での光感度の不均一性が顕著となりうるという問題があった。そこで、層間絶縁膜と選択比の異なるポリシリコン膜７０を層間絶縁膜の下層に形成し、それをエッチングストッパとして用いることで、受光部６０の中央部と周縁部とでの膜厚差を低減し、開口部６４が平坦となるようにしている。さらに、エッチングストッパを用いることで、オーバーエッチにより受光部６０のＰＩＮフォトダイオードなどが損傷を受けることを防止することができる。ポリシリコン膜７０は上記の機能を担うため、ある程度のマージンをとって受光部６０全面を完全に覆うように形成される。
【００１２】
その後、受光部６０に対応する領域のポリシリコン膜７０をエッチングにより除去し、開口部６４が形成される。
【００１３】
このように受光部６０における配線構造層３０をエッチングによって薄くすることにより、半導体基板１への光の透過率が向上し、レーザ反射光による光電変換信号の確保が図られる。なお、図５(b)では、受光部６０上に積層された各層のうちエッチングで除去される部分を点線で示した。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
受光部６０に対応する領域の配線構造層１０に開口部６４を形成する場合、開口部６４底面を平坦化するため、及びオーバーエッチを防ぐためにエッチングストッパとしてポリシリコン膜を別途形成する必要がある。それによって、ポリシリコン膜７０を形成する製造工程が増え、コストの増加をもたらすという問題がある。
【００１５】
また、図５(a)に示す従来の光検出器の模式的な平面図からわかるように、遮光層２２は、周辺部６２全面を覆っておらず、周辺部６２の一部を覆うように形成される。これによって、図５(b)に示すＡ方向から入射する外光を遮光することができるが、Ｂ方向から入射した外光は第２のＡｌ層１８と遮光層２２との間で反射を繰り返し、受光部６０に侵入し、遮光することができない。その結果、受光部６０に侵入したＢ方向からの光が光電
変換を起こし、光電変換信号にノイズとして重畳して、レーザ光からの正確な情報が得られないという問題がある。
【００１６】
さらに、従来の光検出器１００ではＣ方向から入射する光も遮光することができない。Ｃ方向から入射する光は、半導体基板１上の層間絶縁膜の影響で多少減衰するが、半導体基板１に侵入し、光電変換を起こす。その結果、光電変換信号にＣ方向からの光によるノイズが重畳するという問題が生じる。
【００１７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、受光部６０への外光の侵入を防ぐことができるとともに、製造工程を削減した半導体装置と、その半導体装置の製造方法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】
【００１８】
本発明に係る半導体装置は、半導体基板に光を受けてそれに応じた電気信号を出力する受光部が配置される半導体装置であって、半導体基板上に受光部の周辺を遮光する第１の遮光層と、第１の遮光層よりも上層に設けられた第２の遮光層とを有し、第１の遮光層は、平面的に受光部と間隙なく形成され、第２の遮光層は、平面的に受光部から離間して形成される。
【００１９】
本発明における好適な態様は、第２の遮光層が第１の遮光層に重畳して配置されることである。
【００２０】
また、他の本発明に係る半導体装置は、さらに、第１の遮光層と第２の遮光層とを絶縁する層間絶縁膜を有し、受光部に対応する領域の層間絶縁膜が開口される。
【００２１】
また、他の本発明に係る半導体装置は、さらに、受光部の周辺に回路配線が形成され、回路配線は、第１の遮光層と同一層によって形成される。
【００２２】
本発明における好適な態様は、第１の遮光層が高融点金属からなることである。
【００２３】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板に光を受けてそれに応じた電気信号を出力する受光部が配置される半導体装置を製造する方法であって、半導体基板上に、受光部を覆うエッチングストッパ層を形成するエッチングストッパ層形成工程と、エッチングストッパ層形成工程後、受光部から平面的に離間して受光部の周辺を遮光する第２の遮光層を形成する第２遮光層形成工程と、第２遮光層形成工程後、エッチングストッパ層の受光部に対応する領域を除去し、受光部と平面的に間隙なく受光部の周辺を遮光する第１の遮光層を形成するエッチングストッパ層除去工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００２４】
本発明の他の半導体装置の製造方法は、さらに、エッチングストッパ層と第２の遮光層とを絶縁する層間絶縁膜を形成する層間絶縁膜形成工程と、層間絶縁膜と選択比が異なるエッチングストッパ層をエッチングストッパとして、層間絶縁膜の受光部に対応する領域をエッチングして開口部を形成する開口部形成工程を有する。
【００２５】
本発明に係る半導体装置の製造方法における好適な態様は、エッチングストッパ層形成工程が、前記受光部の周辺に位置する回路配線をエッチングストッパ層と同一層によって形成することを含むことである。
【００２６】
さらに好適な態様は、エッチングストッパ層が高融点金属からなることである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明に係る半導体装置によれば、半導体基板１の周辺部６２に設けられた第１及び第２の遮光層２８、２２により、ノイズの原因となる外光を遮光することができる。
【００２８】
さらに、第１の遮光層２８と第２の遮光層２２とが間隙なく形成されることで、周辺部６２が第１の遮光層２８と第２の遮光層２２とによって覆われるため、ノイズの原因となる外光を遮光することができる。
【００２９】
また、受光部６０に対応する領域が開口されることで、光の透過率が向上し、光電変換信号の確保を図ることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、第１の遮光層２８と半導体回路の配線１４を同層に同時に形成することができ、従来技術のように別途ポリシリコン膜を形成する必要がなく製造工程を減らすことができるとともに、半導体装置の小型化にも寄与する。
【００３１】
さらに、第１の遮光層２８（第１のＡｌ層１４）を高融点金属、例えばモリブデン、タングステンなどの金属を用いることで、受光部６０に入射した光が第１遮光層２８の受光部６０側の側壁で反射されることを防止することができる。
【００３２】
本発明に係る半導体装置の製造方法によれば、受光部６０に対応する領域の層間絶縁膜をエッチバックし、開口部６４を形成する際、従来の技術のようにエッチングストッパとしてポリシリコンを形成することなく、周辺部６２の半導体回路の配線と同層のエッチングストッパ層２７をエッチングストッパとして用いることができ、製造工程を減らすことができる。
【００３３】
さらに、エッチングストッパ層２７をエッチングストッパとして用い、その後、受光部６０に対応する領域のエッチングストッパ層２７を除去して第１の遮光層２８を形成することで、開口部６４の側壁まで遮光することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１(a)は、本発明に係る光検出器５０である半導体装置の模式的な平面図であり、図１(b)は、図１(a)のＢ−Ｂ’直線を通り半導体基板１に垂直な断面の模式図である。ここで、本発明の光検出器５０で従来の光検出器１００と同様の構成部分には同じ番号を付している。本光検出器５０はシリコンからなる半導体基板１に形成され、受光部６０を含んで構成される。半導体基板１は、ｐ型不純物が拡散されたｐ型シリコン基板であるP-sub層２の一方主面に、P-sub層２より不純物濃度が低く高比抵抗を有するエピタキシャル層（i層）３が積層されてなる。i層３の主面には、ｐ型不純物が高濃度で拡散されたｐ＋層６８とｎ型不純物が高濃度で拡散されたｎ＋層６６が形成される。ｎ＋層６６は、例えば、４つの区画に形成され、それぞれの区画はｐ＋層６８によって分離される。図１では、２×２に配列されたｎ＋層６６とi層３及びP-sub層２からなる４つのＰＩＮフォトダイオード（ＰＤ）を示す。P-sub層２は各ＰＤに共通のアノードを構成し、例えば、基板裏面から接地される。ｐ＋層６８からなる分離領域は、半導体基板１上に設けられた回路配線により接地され、P-sub層２と共にアノード領域を構成し、ｎ＋層６６はカソード領域を構成する。
【００３５】
ＰＤに入射した光は、i層３で光電変換を起こし電子が励起されるとともに、正孔が生成される。励起された電子はｎ＋層６６に、正孔はｐ＋層６８に進み、ｎ＋層６６とｐ＋層６８間に電流が流れる。ここで、ｎ＋層６６及びｐ＋層６８に電極を取り付けることによって、光電変換によって生じた電流を光電変換信号として検出することができる。
【００３６】
ＰＤが形成される半導体基板１上には、後述の配線構造層３０などが形成され、その一部が開口された開口部６４が設けられている。本光検出器５０では、この開口部６４で定義される受光部６０がＰＤとしての機能を担う。ここで、受光部６０は実線６４で示した内側の矩形領域である。
【００３７】
開口部６４は、４つのｎ＋層６６の一部が均一に露出されるように配線構造層３０が開口され、受光部６０となっている。ｎ＋層６６の残り一部は配線構造層３０の下に延びている。受光部６０は、光学系から基板表面へ入射する光を２×２の４区画に分割して受光し、それぞれのＰＤが光電変換信号を出力する。ＰＤを４つの区画に分割して受光することによって、光学系から入射した光のフォーカス誤差を容易に検出することができる。つまり、入射光のフォーカスが合っていれば、入射光の光束が円になって入射し、４つのＰＤの出力が等しくなり、入射光のフォーカスがずれていれば、入射光の光束は、楕円となって入射し、４つのＰＤの出力が異なる。このＰＤの出力差に基づいて入射光のフォーカス誤差を検出する。
【００３８】
図１には示されていないが、半導体基板１の周辺部６２には、ＣＭＯＳ等の回路素子からなる半導体回路が形成されている。これら回路素子を用いて、受光部６０からの出力信号に対する増幅回路やその他の信号処理回路を受光部６０と同一の半導体チップに形成することができる。なお、周辺部６２であって半導体基板１上には、回路素子に接続される配線や受光部６０を構成するｎ＋層６６、ｐ＋層６８のそれぞれに接続されるコンタクトホールや配線が配置される。これら配線は、半導体基板１上に積層されるＡｌ膜をパターニングして形成されるが、ここでは簡略化して矩形で表している。
【００３９】
また、半導体基板１の表面にはシリコン酸化膜９とシリコン窒化膜１０が積層される。このシリコン酸化膜９とシリコン窒化膜１０は、反射防止膜として機能し、受光部６０に入射する光の反射を防止し、光の入射効率を向上させている。
【００４０】
ＰＤが形成された半導体基板１上には、配線構造や保護膜等の構造が形成されている。本光検出器５０は２層配線構造であり、配線構造層３０として、半導体基板上に、第１の層間絶縁膜１２、第１のＡｌ層１４、第２の層間絶縁膜１６、第２のＡｌ層１８、第３の層間絶縁膜２０が積層されている。第１のＡｌ層１４及び第２のＡｌ層１８はそれぞれフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングされ、第１の配線及び第２の配線が形成されている。また、第１〜第３の層間絶縁膜１２、１６、２０は吸湿性を有し、吸収された水分はＡｌ配線の劣化を生じる。その点、シリコン窒化膜２６は比較的湿気を吸収しにくい性質を有し、層間絶縁膜の上に堆積されるシリコン窒化膜２６はその下の層間絶縁膜への防湿膜の機能を有する。
【００４１】
周辺部６２の配線構造層３０の上には、周辺部６２を遮光するための第２の遮光層（第２のＡｌ層）２２が積層され、さらに、層間絶縁膜２４、保護膜としてのシリコン酸化膜２６が積層されている。ここで、Ａｌ配線１４、１８として積層されるＡｌの膜厚は６００ｎｍ程度が好適である。
【００４２】
第１の遮光層２８は、半導体基板１に垂直な方向に半導体装置５０を射影した平面構造において、受光部６０と間隙なく形成されている。つまり、第１の遮光層２８は平面的に見て受光部６０と隣接して形成されており、受光部６０に応じた矩形の開口部を有している。第１の遮光層２８が平面的に見て受光部６０と隣接して設けられていることにより、開口部６４の側壁まで遮光することができる。つまり、Ｂ方向から入射した光が配線構造層３０内で多重反射を繰り返し、受光部６０へ侵入することを防ぐことができる。結果、光電変換信号にノイズが重畳することなく、正確な情報を得ることができる。
【００４３】
なお、図１の太線の斜線２８で示される領域は後述の第１の遮光層２８、細線の斜線２２で示される領域は第２の遮光層２２を示している。第１及び第２の遮光層２２、２８は、周辺部６２の回路配線などが設けられている部分を遮光している。第１及び第２の遮光層２２、２８が重畳する領域は、網がけで示されている。
【００４４】
なお、図１(b)では、受光部６０上に積層された各層のうち開口される部分を点線で示した。
【００４５】
本発明に係る光検出器５０の開口部６４の平面構造は、たとえば、おおよそ１００μｍ四方の矩形状で形成され、第２の遮光層２２の開口部６４側壁からの距離はおおよそ５μｍである。さらに、ｎ＋層６６とｐ＋層６８との間隔は、５μｍ程度が好適である。
【００４６】
本発明のさらに好適な態様は、第１の遮光層２８と第２の遮光層２２とが平面的に見て間隙なく形成されること、つまり互いに一部が重畳するように形成されることである。第２の遮光層２２は、周辺部６２に形成されている全ての電気素子を覆っており、第１の遮光層２８と第２の遮光層２２とが間隙なく形成されることで、光検出器５０の周辺部６２を遮光することができ、外光によるノイズの重畳を防止することができる。即ち、本実施例においては、開口部６４を定義する第１の遮光層と電気素子を遮光する第２の遮光層とに遮光膜の役割を分担し、互いに重畳した別層としたことで従来よりも完全な遮光膜とすることができる。
【００４７】
本発明のさらに好適な態様は、第１の遮光層２８がＭｏなどの低反射材料である高融点金属からなることである。第１の遮光層２８は開口部６４の側壁に位置しているので、Ａｌなどの高反射材料だと開口部６４に斜め方向から入射した光が第１の遮光層の側面で反射し、受光部に入射する可能性がある。その結果、光電変換信号にノイズが重畳することもあり得る。したがって、第１の遮光層２８をＭｏなどの低反射材料で形成することが好適である。もっとも、Ｍｏは一例であって、Ｃｒ、Ｔｉまたは酸化クロムなどの他の低反射材料でも良い。
【００４８】
本実施形態では、開口部６４が矩形状であることを例示しているが、本発明に係る光検出器５０はこれに限られるものではない。つまり、開口部６４はＰＤへの光の透過率が上昇するのであれば、多角形であっても円形であってもよい。
【００４９】
次に、図２〜図４を用いて、本光検出器５０の製造方法を説明する。図２〜図４は、受光部６０の位置に対応する開口部６４と第１の遮光層２８及び第２の遮光層２２とを形成する本光検出器５０の製造方法を説明する模式図であり、主要工程における受光部６０近傍の模式的な断面図を示している。
【００５０】
まず、基板の所定領域に不純物を注入し、上述したＰＤを形成する。具体的には、レジストをマスクとして４区画からなるｎ＋層６６をイオン注入によって形成する。ここで、拡散種は、ＡｓやＢＦ２などを用いる。ｎ＋層６６形成後、それぞれのｎ＋層６６を取り囲むようにｐ＋層６８をイオン注入によって形成する。ここで、拡散種は、ＢやＩｎなどを用いる。ｎ＋層６６とｐ＋層６８とは間隙なく形成されるのではなく、５μｍ程度の間隔をあけて形成される。また、ＰＤを形成する工程と同時に周辺部６２の半導体基板１にはＣＭＯＳなどのトランジスタが形成されるが、ここでは説明を省略する。
【００５１】
次に、ＰＤが形成された半導体基板１上にシリコン酸化膜９、シリコン窒化膜１０を成膜する（図２（ａ））。シリコン酸化膜９、シリコン窒化膜１０は例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により堆積して形成される。シリコン酸化膜９とシリコン窒化膜１０は前述のように反射防止膜として機能する。その後、シリコン窒化膜１０上に第
１の層間絶縁膜１２が堆積される（図２（ｂ））。異方的なドライエッチングにより第１の層間絶縁膜１２に開口部６４を形成する際に、シリコン窒化膜１０は、エッチングストッパとして用いられる。したがって、多少エッチングされて薄くなるので、シリコン窒化膜１０の堆積時の当初膜厚は、エッチングで薄くなる厚みと、シリコン酸化膜９と合わせて反射防止膜として機能するために必要な残存膜厚との合計値に設定することが好ましい。反射防止膜としての好適な残存膜厚は、シリコン酸化膜９が１５ｎｍ〜２５ｎｍ、シリコン窒化膜１０が４５ｎｍ〜５５ｎｍ程度であるので、エッチングにより薄くなるシリコン窒化膜１０の当初膜厚は、７０〜８０ｎｍ程度に設定することが好適である。
【００５２】
第１の層間絶縁膜１２の堆積後、第１のＡｌ層１４を積層する（図２（ｃ））。その後、第１のＡｌ層１４上にレジストを塗布し、フォトエッチングによりパターニングして第１の配線層１４を形成する（図２（ｄ））。第１のＡｌ層１４をパターニングして第１の配線層１４を形成すると同時に、受光部６０に対応する領域全体を覆うように第１のＡｌ層１４を残存させ、エッチングストッパ層２７を形成する（エッチングストッパ層形成工程）。エッチングストッパ層２７は、後述の配線構造層３０などをエッチバックして受光部６０に対応する領域に開口部６４を形成する際のエッチングストッパとして用いられる。第１の配線層１４は素子構造に応じた所定の形状であるが、ここでは簡略して表している。
【００５３】
第１のＡｌ層１４のパターニング後、第１のＡｌ層１４上に第２の層間絶縁膜１６を積層する（図３（ｅ））。その後、第２の層間絶縁膜１６上に第２のＡｌ層１８を積層し、第２のＡｌ層１８をパターニングして第２の配線層１８を形成する（図３（ｆ））。この第２のＡｌ層１８をパターニングする工程では、前述の第１のＡｌ層１４をパターニングする工程と異なり、受光部６０に対応する領域のＡｌ層１８は完全に除去され、受光部６０上にＡｌ層１８は残存しない。第２のＡｌ層１８のパターニング工程後、第２のＡｌ層１８上に第３の層間絶縁膜２０が積層される（図３（ｆ））。ここでは、シリコン窒化膜１０上の第１の層間絶縁膜１２から第３の層間絶縁膜２０までの多層構造を配線構造層３０と呼ぶ。本実施例では、２層配線構造層を示しているが、本発明ではこの形態に限らず、１層配線構造でも多層配線構造でもよい。１層配線構造層の場合、第２のＡｌ層１８、第２の層間絶縁膜２０の積層工程を省略できる。配線構造層３０形成後、第３のＡｌ層２２を積層する（図３（ｆ））。第３のＡｌ層２２は受光部６０及びその周辺近傍が除去され、周辺部６２の回路配線を遮光する第２の遮光層２２が形成される（第２遮光層形成工程）（図３（ｆ））。第２の遮光層２２は、受光部６０に重ならないで、受光部６０を取り囲むように形成される。さらに、第２の遮光層２２は、第１の遮光層２８と平面的に間隙なく重畳して形成されることで周辺部６２を完全に覆うことができる。
【００５４】
第２の遮光層２２形成後、第２の遮光層２２上に第４の層間絶縁膜２４を積層する（図３（ｇ））。第４の層間絶縁膜２４上にフォトレジスト膜を成膜し、これをフォトリソグラフィによりパターニングして、受光部６０に対応する位置に開口を有するフォトレジスト膜７２を形成する（図３（ｇ））。
【００５５】
このフォトレジスト膜７２をエッチングマスクとして配線構造層３０及び第４の層間絶縁膜２４に対するエッチング処理を行い、開口部６４を形成する（図３（ｈ））。このエッチングは、例えば、ドライエッチングを用いて異方的に行う。また、このエッチングはエッチングストッパ層２７に対する第２〜第４の層間絶縁膜の選択比が確保されるような種類、条件でエッチングされ、当該エッチング処理においてエッチングストッパ層２７をエッチングストッパとして機能させる。これにより、エッチングが第１の遮光層２７の表面に達した後もエッチング処理を多少継続して、配線構造層３０の第２〜第４の層間絶縁膜を開口部６４の底面からきれいに除去することが可能となる。
【００５６】
その後、レジスト膜７２をそのままマスクとして用い、エッチングストッパ層２７の受光部６０に対応する領域を除去する（エッチングストッパ層除去工程）（図４（ｉ））。これによって、矩形の開口部を有する第１の遮光層２８が形成される。開口部６４を形成する前のエッチングストッパ層２７は、受光部６０全体とその周辺部６２の一部に亘って形成されているため、エッチングストッパ層２７に開口部を形成することによって、その開口部が受光部６０の大きさと一対一に対応する。言い換えれば、第１の遮光層２８の開口部によって、受光部６０が定義されるセルフアラインということができる。
【００５７】
エッチングストッパ層２７の開口部６４形成後、シリコン窒化膜１０に対する第１の層間絶縁膜１２の選択比が確保されるような種類、条件で、シリコン窒化膜１０をエッチングストッパとして、第１の層間絶縁膜１２をエッチングする（図４（ｊ））。このとき、シリコン窒化膜１０は全くエッチングされないわけではなく、第１の層間絶縁膜１２との選択比に応じて多少薄くなる。しかし、上述のようにその薄くなる厚みを見越した上で、このエッチング後には反射防止に好適な膜厚のシリコン窒化膜１０が残るように、当該シリコン窒化膜１０の堆積時の当初膜厚は設定されている。
【００５８】
また、第１の層間絶縁膜１２のエッチング工程においても、レジスト膜７２をそのままマスクとして用いる。即ち、開口部６４を形成する工程においては終始一貫してレジスト膜７２をマスクとしてエッチングを行う。したがって、レジスト膜７２は、開口部６４を形成するのに十分な厚さを有しており、例えば、２〜３μｍ程度が好適である。
【００５９】
開口部６４を形成するエッチバックが完了すると、フォトレジスト膜７２を除去する（図４（ｊ））。これにより図２に示す本光検出器５０の基本的な構造が形作られる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】(a)本発明に係る光検出器である半導体素子の概略の平面図である。(b)本発明に係る光検出器の受光部６０及びその周辺部６２の構造を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明に係る光検出器の製造工程を説明する模式的な断面図である。
【図３】本発明に係る光検出器の製造工程を説明する模式的な断面図である。
【図４】本発明に係る光検出器の製造工程を説明する模式的な断面図である。
【図５】(a)従来の光検出器である半導体素子の概略の平面図である。(b)従来の光検出器の受光部６０及びその周辺部６２の構造を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  P-sub層、２  半導体基板、３  エピタキシャル層（ｉ層）、９  シリコン酸化膜、１０  シリコン窒化膜、１２、１６、２０、２４  層間絶縁膜、１４  第１のＡｌ層、１８  第２のＡｌ層、２２  遮光層（第２の遮光層）、２７  エッチングストッパ層、２８  第１の遮光層、３０  配線構造層、５０、１００  光検出器、６０  受光部、６２
周辺部、６４  開口部、６６  ｎ＋層、６８  ｐ＋層、７０  ポリシリコン膜、７２  レジスト膜
【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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