(57)【要約】【課題】高精度のパターン形成を可能にし、混色を防ぐとともに薄型化を実現することのできるカラーフィルタの製造方法を提供する。また、薄型化をはかり、高度の微細化に際しても高感度で信頼性の高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、遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜の上層に平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜上に分離層を形成する工程と、前記光電変換部に相当する領域の前記分離層に開口部を形成する工程と、前記開口部内にカラーフィルタ層を形成する工程と、前記分離層の表面を除去抑制層として、前記開口部上に突出する前記カラーフィルタ層を除去し表面を平坦化する工程とを含む。【選択図】  図１
2007088057.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、遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜の上層に平坦化膜を形成する工程と、
前記平坦化膜上に分離層を形成する工程と、
前記光電変換部に相当する領域の前記分離層に開口部を形成する工程と、
前記開口部内にカラーフィルタ層を形成する工程と、
前記分離層の表面を除去抑制層として、前記開口部上に突出する前記カラーフィルタ層を除去し表面を平坦化する工程とを含む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、
前記開口部を形成する工程後に、表面に除去抑制層として窒化シリコン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３】
請求項１または２に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記平坦化する工程は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）法による工程である固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記平坦化する工程は、レジストエッチバック法による工程である固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記分離層は窒化シリコン膜で構成された固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
請求項２に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記分離層はタングステン膜で構成された固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記遮光膜を形成する工程は、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８】
請求項７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９】
請求項８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１０】
請求項１記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記カラーフィルタ層上にフィルタ上平坦化層を形成する工程と、
前記フィルタ上平坦化層上にレンズ層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１１】
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、前記光電変換部上にカラーフィルタ層を具備した固体撮像素子において、
前記カラーフィルタ層が、光電変換部上に開口部をもつ分離層内に充填されており、
前記カラーフィルタ層が前記分離層の少なくとも表面に対してエッチング選択性を有する材料で構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、
前記分離層は、表面を除去抑制層で被覆されており、
前記カラーフィルタ材料は前記除去抑制層に対してエッチング選択性をもつ材料で構成された固体撮像素子。
【請求項１３】
請求項１１に記載の固体撮像素子であって、
前記分離層は窒化シリコン膜で構成された固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項１２に記載の固体撮像素子であって、
前記分離層はタングステン膜で構成された固体撮像素子。
【請求項１５】
請求項１１に記載の固体撮像素子であって、
前記分離層は、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た固体撮像素子。
【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および固体撮像素子にかかり、特に固体撮像素子のフィルタ層の形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、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。
【０００３】
一般に、ＭＯＳ型やＣＣＤ型の固体撮像素子等に用いられているカラーフィルタは、３色もしくは４色の着色されたレジストを使用し、レジストコートプロセス及び現像プロセスによって、平坦面上にパターン形成されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
そのひとつに例えば、図９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などの詳細については実施の形態で後述する）。
このような構造の固体撮像素子において、カラーフィルタは次のようにして製造される。まず、平坦面上に例えばＢ（青色）のカラーフィルタ材料である着色レジストを塗布し、露光及び現像処理を行ってパターニングした後、熱処理又は紫外線照射を行って固着させることで、Ｂのカラーフィルタを形成する。次に、Ｂのカラーフィルタ及び平坦面上に、例えばＧ（緑色）のカラーフィルタ材料である着色レジストを塗布し、露光及び現像処理を行ってパターニングした後、熱処理又は紫外線照射を行って固着させることで、Ｇのカラーフィルタを形成する。最後に、Ｂ，Ｇのカラーフィルタ及び平坦面上に、例えばＲ（赤色）のカラーフィルタ材料である着色レジストを塗布し、露光及び現像処理を行ってパターニングした後、熱処理又は紫外線照射を行って固着させることで、Ｒのカラーフィルタを形成する。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような固体撮像素子においては、微細化により、カラーフィルタ材料をパターニングする際、前述した方法では、十分なパターニング精度を得ることができなくなってきている。このため、通常、先に形成される青色（Ｂ）のカラーフィルタのパターン上部に、このＢのカラーフィルタのパターンの隣に形成すべき緑色（Ｇ）や赤色（Ｒ）のカラーフィルタ材料のパターンの一部が重なってしまうことがある。この状態のままＧやＲのカラーフィルタ材料を形成すると、後から形成したＧやＲのカラーフィルタの一部が、隣接するＢのカラーフィルタの上部に残り、これが混色や、カラーフィルタの薄型化を阻害する要因となる。
【０００７】
また、各色のカラーフィルタ層を形成するための着色レジストの現像工程はウェットプロセスであるため、パターンエッジを急峻に形成するのは困難であり、テーパ断面となりやすく、これも光の回り込みによる混色の原因となりやすい。また、現像後、表面を純水洗浄し、リンス工程を経て各色のカラーフィルタ層のパターン形成がなされるが、このとき現像工程で除去された液中の着色レジストが再付着しやすいという問題もあった。
【０００８】
さらにまた、カラーフィルタの上層にレンズ層が形成されるが、レンズによる集光効率を高めるために、高度のパターン精度が必要とされる。このため、カラーフィルタ層の上層は平坦度が要求されていた。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高精度のパターン形成を可能にし、混色を防ぐとともに薄型化を実現することのできるカラーフィルタの製造方法を提供することを目的とする。
また、薄型化をはかり、高度の微細化に際しても高感度で信頼性の高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】
【００１０】
そこで本発明の方法は、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、遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜の上層に平坦化膜を形成する工程と、前記平坦化膜上に分離層を形成する工程と、前記光電変換部に相当する領域の前記分離層に開口部を形成する工程と、前記開口部内にカラーフィルタ層を形成する工程と、前記分離層の表面を除去抑制層として、前記開口部上に突出する前記カラーフィルタ層を除去し表面を平坦化する工程とを含む。
この構成により、分離層に形成された開口部に充填されたカラーフィルタ材料を、分離層の表面を除去抑制層として平坦化することにより、混色もなく平坦で信頼性の高いカラーフィルタ層を形成することができる。
【００１１】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記開口部を形成する工程後に、表面に除去抑制層として窒化シリコン膜を形成する工程とを含む。
この構成により、分離層の形成された表面全体すなわち開口の内壁を覆うように窒化シリコン膜が形成されているため、カラーフィルタ材料充填後の平坦化工程がＣＭＰ工程である場合にもエッチバック工程である場合にも除去抑制層すなわちストッパ層として有効に作用し、平坦な表面をもつカラーフィルタを形成することができる。
【００１２】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記平坦化する工程は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）法による工程である。
【００１３】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記平坦化する工程は、レジストエッチバック法による工程である。
【００１４】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記分離層は窒化シリコン膜で構成されたものを含む。
この構成により、分離層が窒化シリコン膜で構成されているため、反射防止機能も除去抑制層としての機能をも併せもち、別工程として反射防止膜あるいは除去抑制層を形成する必要もなく、作業性よく形成することが可能となる。
【００１５】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記分離層はタングステン膜で構成されたものを含む。
この構成により、分離層が遮光性のタングステン層で構成されているため、より確実に色分離を行うことができ確実な分離が可能となる。
【００１６】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記遮光膜を形成する工程は、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。
この構成により、光導波路を構成する第２の遮光膜の開口にカラーフィルタを形成することにより、遮光膜に対して自己整合的にカラーフィルタ層が形成されることになり、きわめて高精度でかつ薄型の固体撮像素子を形成することが可能となる。
【００１７】
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。
この構成により、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ことにより、同様のテーパ状断面をもつ固体撮像素子が作業性よく形成される。
【００１８】
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。
この構成により、第２の遮光膜を形成する工程に先立ち、絶縁膜を形成するようにしているため、第２の遮光膜のパターニング精度が向上する。
【００１９】
また本発明は、前記固体撮像素子の製造方法において、前記カラーフィルタ層上にフィルタ上平坦化層を形成する工程と、レンズ層を形成する工程とを含む。
この構成により、フィルタ上平坦化層の膜厚は大きく取る必要がなく、薄型の固体撮像素子を形成することができる。
【００２０】
また本発明の固体撮像素子は、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、前記光電変換部上にカラーフィルタ層を具備した固体撮像素子において、前記カラーフィルタ層が、光電変換部上に開口部をもつ分離層内に充填されており、前記カラーフィルタ層は、前記分離層の少なくとも表面に対してエッチング選択性を有する材料で構成される。
この構成により、フィルタ層の形成を平坦性よく行うことができることから、表面が平坦で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。また、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きる。
【００２１】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記分離層は、表面を除去抑制層で被覆されており、前記カラーフィルタ材料は前記除去抑制層に対してエッチング選択性をもつ材料で構成されたものを含む。
この構成により、分離層がアルミニウムなどの腐食性の金属膜である場合にも、除去抑制層としての窒化シリコン膜などで被覆されていれば、カラーフィルタ層の形成時における金属膜の酸化など、金属膜の劣化を防止することができる。
【００２２】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記分離層は窒化シリコン膜で構成されたものを含む。
【００２３】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記分離層はタングステン膜で構成されたものを含む。
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      
【００２４】
また本発明は、前記固体撮像素子において、前記分離層は、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たものを含む。
この構成により、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。
【００２５】
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、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、あるいはＷなどの遮光性を有する金属膜であればよい。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。
【００２６】
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み、これにより、より集光性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、分離層に形成された開口部にカラーフィルタ材料を充填し、分離層の表面を除去抑制層として平坦化することにより、混色もなく平坦で信頼性の高いカラーフィルタ層を形成することができる。
また、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】
【００２８】
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と、この第２の遮光膜を覆う窒化シリコン膜８を備え、この開口部にカラーフィルタ層が充填され、表面がこの窒化シリコン膜８を除去抑制層として平坦化するようにし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絶縁膜で構成された平坦化膜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、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。
【００２９】
上記構成によれば、カラーフィルタ用分離層としての第２の遮光膜７の表面を覆う窒化シリコン膜を除去抑制層としてカラーフィルタ層をＣＭＰによって平坦化することにより、分離層に形成された開口部にカラーフィルタ材料を充填し、分離層の表面を除去抑制層として平坦化することにより、混色もなく平坦で信頼性の高いカラーフィルタ層を形成することができる。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。しかも、光導波路が第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い上、この光導波路内にカラーフィルタ材料を充填し、窒化シリコン膜８を除去抑制層として、ＣＭＰによりはみ出したカラーフィルタ材料を除去して平坦化することにより、カラーフィルタ層５０（５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ）を形成しているために、薄型でかつ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。
【００３０】
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は導波路としての開口を有しており、この上層を覆う、窒化シリコン膜８でからなる反射防止膜を介して、この開口にカラーフィルタ層フィルタ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。
【００３１】
これにより、良好に表面の平坦化をはかることができ、しかもカラーフィルタが導波路内に形成され、きわめて薄型で集光効率のよいものとなる。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
次にこの固体撮像素子の製造工程について図３乃至図６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７．０×１０１４ｃｍ−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。
【００３９】
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））。
【００４０】
この後、ＣＶＤ法により第１の遮光膜としてのタングステン薄膜６を形成する（図３（ｂ））。
【００４１】
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））。
【００４２】
続いて、この上層にＢＰＳＧ膜を形成し（図４（ａ））、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（ｂ））。
【００４３】
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（ｃ））。
【００４４】
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５（ａ））。
【００４５】
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５（ｂ））。
【００４６】
そしてこの上層に反射防止膜および除去抑制層となる窒化シリコン膜８を形成する（図５（ｃ））。
【００４７】
このようにして形成された開口にカラーフィルタ層を形成するための各色のカラーフィルタ材料５０（５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ）を順次充填し、パターニングする。このとき各色のカラーフィルタ材料は若干重なり合うようにパターニングする。（図６（ａ））。
【００４８】
そしてこの窒化シリコン膜８を除去抑制層としてＣＭＰを行い表面を平坦化し、カラーフィルタ層５０（５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ）を形成する（図６（ｂ））。
【００４９】
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６（ｃ））、図１および図２に示したような固体撮像素子を得る。
【００５０】
本発明の方法によれば、分離層に形成された開口部にカラーフィルタ材料を充填し、分離層の表面を除去抑制層として平坦化することにより、混色もなく平坦で信頼性の高いカラーフィルタ層を形成することができる。
またこの構造によれば、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、反射防止膜で被覆されて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。また窒化シリコン膜８は、第２の遮光膜を構成するアルミニウム膜の保護膜として作用し、腐食防止効果を奏功する。
【００５１】
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。
【００５２】
（実施の形態２）
前記実施の形態１では、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って、より平坦な表面を得るようにし、さらに第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、この窒化シリコン膜８を除去抑制層として平坦化を行うようにしたが、本実施の形態では、図７に固体撮像素子図８にその製造工程図を示すように、第２の遮光膜７によって形成された開口部に直接カラーフィルタ材料を充填し、このアルミニウム薄膜を除去抑制層としてカラーフィルタ材料の平坦化をはかる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。
【００５３】
すなわち、アルミニウム薄膜からなる第２の遮光膜７を形成したのち、この上層に有機系膜からなるカラーフィルタ層５０を順次形成しパターニングする（図８（ａ））。
【００５４】
そしてこの第２の遮光膜７を除去抑制層としてＣＭＰを行い表面を平坦化し、カラーフィルタ層５０（５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ）を形成する（図８（ｂ））。
【００５５】
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７および図２に示したような固体撮像素子を得る。
【００５６】
なお、前記実施の形態１および２においても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。
【００５７】
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】
【００５８】
以上説明してきたように、本発明によれば、表面が平坦な固体撮像素子を提供することができ、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】
【００５９】
【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７】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子を示す図である。
【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】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】
【００６０】
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】
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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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