(57)【要約】【課題】各領域間での段差部を更に低減することにより、有効画素領域の周辺部での額縁状の感度ムラおよび色ムラを更に改善する。【解決手段】入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部２が配設された有効画素領域Ａの周辺に黒基準信号を得るためのＯＢ領域Ｂが設けられ、信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極５上に第１遮光膜７さらにその上に絶縁膜８が設けられ、ＯＢ領域Ｂの絶縁膜８上に第２遮光膜９Ａが設けられた固体撮像素子において、ＯＢ領域Ｂに形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、ＯＢ領域Ｂの絶縁膜８上に、第２遮光膜９Ａを構成する少なくとも一構成材料と同一材料層（ＴｉＮ層）で別工程により別途形成されて第２遮光膜９Ａが薄膜化されている。【選択図】図１
2009194206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るためのＯＢ領域が設けられ、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子において、
該ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、該ＯＢ領域の絶縁膜上に、該第２遮光膜を構成する少なくとも一構成材料と同一材料層で別工程により別途形成されて該第２遮光膜が薄膜化されている固体撮像素子。
【請求項２】
入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るためのＯＢ領域が設けられ、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子において、
該ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、該ＯＢ領域の絶縁膜上に該第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層が取り除かれて薄膜化されている固体撮像素子。
【請求項３】
前記ＯＢ領域の周囲に周辺回路領域が設けられ、該周辺回路領域のメタル配線層は、メタル層を上下のバリアメタル層で挟んだ積層構造であり、該ＯＢ領域の第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層と同一材料により形成されている請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
下側のバリアメタル層、真中のメタル層および上側のバリアメタル層のうちの少なくともいずれかが取り除かれて前記第２遮光膜が薄膜化されている請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記ＯＢ領域のメタル配線層のみ除去された絶縁膜上に前記メタル配線層を構成する少なくとも一構成層により新たに形成されている請求項３に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記下側のバリアメタル層はＴｉ層/ＴｉＮ層の積層であり、真中のメタル層はＡｌ−Ｃｕ層であり、上側のメタル層はＴｉＮ層である請求項３または４に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記有効画素領域の絶縁膜上にインナーレンズ、カラーフィルターおよびオンチップレンズのうちの少なくともいずれかが設けられている請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記有効画素領域と前記ＯＢ領域の境界の段差を構成する前記第２遮光膜の端部にテーパまたは丸みが形成されている請求項１または２に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に周辺回路領域が設けられ、該信号電荷を電荷転送するための有効画素領域の各電荷転送電極上に設けられた多層配線層の層数と、該周辺回路領域の多層配線層の層数とが異なる場合に、該有効画素領域と該周辺回路領域との境界部において生じる段差を緩和するように、段差の付いた多層配線層上の絶縁膜の表面にテーパが付けられている固体撮像素子。
【請求項１０】
入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るＯＢ領域が設けられ、該ＯＢ領域の周辺に周辺回路領域が設けられており、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子の製造方法において、
該絶縁膜上に、該ＯＢ領域および該周辺回路領域にメタル配線層を成膜するメタル配線層成膜工程と、
該ＯＢ領域のメタル配線層を除去すると共に、該ＯＢ領域の絶縁膜が薄膜化された絶縁膜上に前記第２遮光膜材として該メタル配線層の少なくとも一構成層を成膜する第２遮光膜材成膜工程と、
該第２遮光膜と該周辺回路領域のメタル配線を形成する第２遮光膜・メタル配線形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。
【請求項１１】
入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るＯＢ領域が設けられ、該ＯＢ領域の周辺に周辺回路領域が設けられており、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子の製造方法において、
該ＯＢ領域および該周辺回路領域の絶縁膜上に、メタル配線層の一部を構成するメタル配線層を成膜する一部メタル配線層成膜工程と、
該ＯＢ領域の一部メタル配線層のみを除去しかつ該ＯＢ領域の絶縁膜が薄膜化された絶縁膜上に、該第２遮光膜材および該メタル配線層として該メタル配線層の残る構成層を成膜する第２遮光膜・メタル配線層成膜工程と、
該第２遮光膜と該周辺回路領域のメタル配線を形成する第２遮光膜・メタル配線形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。
【請求項１２】
入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るＯＢ領域が設けられ、該ＯＢ領域の周辺に周辺回路領域が設けられており、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子の製造方法において、
該ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化し、該ＯＢ領域および該周辺回路領域の絶縁膜上に、メタル配線層の全部または一部を構成する全部または一部メタル配線層成膜工程と、
該ＯＢ領域の全部または一部メタル配線層の一部を除去した膜上に、該第２遮光膜材および該メタル配線層として該メタル配線層の残る構成層がある場合に該残る構成層を成膜する第２遮光膜・メタル配線層成膜工程と、
該第２遮光膜と該周辺回路領域のメタル配線を形成する第２遮光膜・メタル配線形成工程とを有する固体撮像素子の製造方法。
【請求項１３】
前記有効画素領域の絶縁膜上にインナーレンズ、カラーフィルターおよびオンチップレンズのうちの少なくともうずれかを形成する工程を更に有する請求項１０〜１２のいずれかに記載の固体撮像素子。
【請求項１４】
等方性エッチングにより、前記絶縁膜と段差を構成する前記ＯＢ領域の第２遮光膜の端部にテーパまたは丸みを形成して該段差を緩和する段差緩和工程をさらに有する請求項１０〜１２のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１〜９のいずれかに記載の固体撮像素子が画像入力デバイスとして撮像部に設けられた電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、玄関監視カメラや車載用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述した従来の固体撮像素子は、撮像部にＣＣＤ（電荷結合素子）が２次元状に配列され、この撮像部およびその周辺回路部の形成後に、画像ノイズの原因になる暗電流の抑制のために水素雰囲気中でアニール処理を行っている。
【０００３】
図９は、撮像部にＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた従来の固体撮像素子を模式的に示す平面図である。
【０００４】
図９において、従来の固体撮像素子１００は、中央部の有効画素領域Ａの周辺を、ＯＢ(オプティカルブラック＝光学的黒）領域Ｂが取り囲み、さらにその周辺部に、有効画素領域Ａにおける電荷転送駆動などを制御するための周辺回路が配設された周辺回路領域Ｃが設けられた平面構造をしている。このＯＢ領域Ｂからの黒基準データを基準値として、有効画素領域Ａからの画像データを信号出力することにより、画像ノイズの原因になる暗電流ノイズ成分を除去している。
【０００５】
この固体撮像素子１００の要部断面積層構造の一例を図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示している。
【０００６】
図１０（ａ）は、従来の固体撮像素子１００の有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、図１０（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。なお、ここでは、図９の領域と同様の領域には同一の符号を付して説明する。
【０００７】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）において、従来の固体撮像素子１００は、有効画素領域ＡおよびＯＢ領域Ｂにおいて、半導体基板１０１の表面側に、入射光を受光して光電変換する複数の受光部１０２が行列方向に２次元状に配列され、各受光部１０２で光電変換された信号電荷を読み出して電荷転送する電荷転送領域１０３が設けられている。この電荷転送領域１０３を含む領域上にゲート絶縁膜１０４を介して電荷転送電極１０５が形成されている。一方、周辺回路領域Ｃ側では、電荷転送電極１０５を形成する前のポリシリコン層または金属層１０５ａのままである。
続いて、この電荷転送電極１０５上に絶縁膜１０６を介して第１遮光膜１０７が形成され、さらにその上の基板全面に絶縁膜１０８が形成されている。
【０００８】
その後、その絶縁膜１０８上のＯＢ領域Ｂ側には、ＯＢ領域Ｂ上を全て遮光するように第２遮光膜を構成するメタル層１０９が形成されている。この第２遮光膜を構成するメタル層１０９は、周辺回路領域Ｃ側では同一工程でかつ同一層で形成された周辺回路のメタル配線層（メタル層１０９）として用いられる。さらに、これらの絶縁膜１０８およびメタル層１０９上の基板全面にプラズマ窒化膜などの酸素や水分の浸入を防ぐパッシベーション膜１１０が形成されている。このパッシベーション膜１１０を用いて熱処理を行うことにより、基板表面の暗電流を抑制するために残留水素によるシンター処理が行われる。
このパッシベーション膜１１０の表面は、その下方の受光部１０２と電荷転送電極１０５が反映されて受光部１０２側で凹んだレンズ状になっている。有効画素領域Ａにおいて、この凹んだ位置でかつ各受光部１０２に対応するように集光用のインナーレンズ１１１がそれぞれ形成される。
これらのパッシベーション膜１１０およびインナーレンズ１１１上に、表面を平坦化するための透明な平坦化膜１１２が形成される。この平坦化膜１１２上に、オンチップによる、カラーフィルター層１１３、さらにその上に平坦化膜１１４を介してオンチップレンズ１１５が形成される。
このように、従来の固体撮像素子１００では、要求される遮光特性を得るために、ＯＢ領域Ｂの第１遮光膜１０７および第２遮光膜を構成するメタル層１０９の積層構造として２重に用いている。
【０００９】
このように、ＯＢ領域Ｂに２重に遮光膜を形成した場合に、第２遮光膜を構成するメタル層１０９が周囲のメタル配線と同一工程でかつ同一層により作るので、第２遮光膜の膜厚が厚くなってしまい、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂとの境界部で大きい段差が生じてしまう。これによって、その後のインナーレンズ１１１の形成不良（傾きおよび変形）やその上の平坦化膜１１２による平坦化が充分にできずに尚も段差が残り、さらにその後のカラーフィルター１１３の膜厚や形状が不均一になったり、更にその上のオンチップレンズ１１５の膜厚や形状も不均一になったりして、有効画素領域の周辺部に対応する表示画面上の位置で額縁状の色ムラや感度ムラを引き起こし、程度によっては撮像不良となってしまう。
【００１０】
これを解決するために、例えば特許文献１〜３が図１１〜図１３のように提案されている。なお、図１１〜図１３では、図１０に示した受光部１０２および電荷転送領域１０３についてはここでは特に関係しないので省略して示している。
【００１１】
特許文献１では、図１１に示すように、光学的黒領域であるＯＢ領域Ｂの第２遮光膜を構成するメタル層１０９下の絶縁膜１０８のみをエッチングして段差の低減を図っている。このように、ＯＢ領域Ｂの絶縁膜１０８の薄膜化は、絶縁膜１０８を形成後、有効画素領域Ａと周辺回路領域Ｃをフォトレジスト膜でマスキングして、ＯＢ領域Ｂの絶縁膜１０８だけドライエッチングすることにより、絶縁膜１０８の一部を膜厚方向にエッチング除去して薄膜の絶縁膜１０８ａとする。このようにして、有効画素領域Ａの絶縁膜１０８の表面と、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜を構成するメタル層１０９の表面との間の段差を、ＯＢ領域Ｂの絶縁膜１０８を薄膜化した分だけ低減することができる。
特許文献２では、図１２に示すように、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜を構成するメタル層１０９下の絶縁膜１０８ａだけではなく、より平坦性をより図るために、周辺回路領域Ｃのメタル配線（メタル層１０９）下の絶縁膜１０８ａも、絶縁膜１０８からエッチングして薄膜化を図ることにより、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂとの境界部での段差の低減を図っている。
【００１２】
特許文献３では、図１３に示すように、周辺回路領域Ｃのメタル配線（メタル層１０９）は必要配線容量分の膜厚で形成する必要があるが、ＯＢ領域Ｂの遮光膜としては更に薄くても良いため、第２遮光膜を構成するメタル層１０９からＡｌ−Ｃｕ層（メタル層）のみを途中までエッチングして第２遮光膜を構成するメタル層１０９Ａとして薄膜化を図ることにより、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂとの境界部での更なる段差の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００４−２４１５２４号公報
【特許文献２】特開２００１−１９６５７１号公報
【特許文献３】特開２００２−０７６３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上記特許文献１〜３においても、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂとの境界部に尚も段差が残ることにより、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂと境界部付近で、後のインナーレンズ１１１の形成や、絶縁膜１１２の形成後のオンチップ層形成時のカラーフィルター１１３、さらにはオンチップレンズ形成工程などで、各部材の膜厚や形状が不均一に形成されてしまう。これによって、その有効画素領域Ａの周辺部分で、オンチップレンズ１１５やインナーレンズ１１１から入射/集光した入射光が受光部１０２（光電変換部；フォトダイオード部）、第１遮光膜１０７の開口部に適正に入射できないことや、カラーフィルター１１３の膜厚異常による色特性の変動などにより、額縁状の感度ムラ(感度不均一)や色ムラ(色不均一）が発生してしまい、程度によっては撮像不良が生じてしまう虞もある。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、各領域間での段差部を更に低減することにより、有効画素領域の周辺部での額縁状の感度ムラおよび色ムラを更に改善することができる固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子が画像入力デバイスとして撮像部に設けられたカメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器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】
【００１５】
本発明の固体撮像素子は、入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るためのＯＢ領域が設けられ、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子において、  該ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、該ＯＢ領域の絶縁膜上に、該第２遮光膜を構成する少なくとも一構成材料と同一材料層で別工程により別途形成されて該第２遮光膜が薄膜化されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
本発明の固体撮像素子は、入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るためのＯＢ領域が設けられ、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子において、  該ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、該ＯＢ領域の絶縁膜上に該第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層が取り除かれて薄膜化されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１７】
また、本発明の固体撮像素子におけるＯＢ領域の周囲に周辺回路領域が設けられ、該周辺回路領域のメタル配線層は、メタル層を上下のバリアメタル層で挟んだ積層構造であり、該ＯＢ領域の第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層と同一材料により形成されている。
【００１８】
さらに、本発明の固体撮像素子における下側のバリアメタル層、真中のメタル層および上側のバリアメタル層のうちの少なくともいずれかが取り除かれて前記第２遮光膜が薄膜化されている。
【００１９】
さらに、本発明の固体撮像素子において、前記ＯＢ領域のメタル配線層のみ除去された絶縁膜上に前記メタル配線層を構成する少なくとも一構成層により新たに形成されている。
【００２０】
さらに、本発明の固体撮像素子において、前記下側のバリアメタル層はＴｉ層/ＴｉＮ層の積層であり、真中のメタル層はＡｌ−Ｃｕ層であり、上側のメタル層はＴｉＮ層である。
【００２１】
さらに、本発明の固体撮像素子において、前記有効画素領域の絶縁膜上にインナーレンズ、カラーフィルターおよびオンチップレンズのうちの少なくともいずれかが設けられている。
【００２２】
さらに、本発明の固体撮像素子において、前記有効画素領域と前記ＯＢ領域の境界の段差を構成する前記第２遮光膜の端部にテーパまたは丸みが形成されている。
【００２３】
本発明の固体撮像素子は、入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に周辺回路領域が設けられ、該信号電荷を電荷転送するための有効画素領域の各電荷転送電極上に設けられた多層配線層の層数と、該周辺回路領域の多層配線層の層数とが異なる場合に、該有効画素領域と該周辺回路領域との境界部において生じる段差を緩和するように、段差の付いた多層配線層上の絶縁膜の表面にテーパが付けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るＯＢ領域が設けられ、該ＯＢ領域の周辺に周辺回路領域が設けられており、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子の製造方法において、該絶縁膜上に、該ＯＢ領域および該周辺回路領域にメタル配線層を成膜するメタル配線層成膜工程と、該ＯＢ領域のメタル配線層を除去すると共に、該ＯＢ領域の絶縁膜が薄膜化された絶縁膜上に前記第２遮光膜材として該メタル配線層の少なくとも一構成層を成膜する第２遮光膜材成膜工程と、該第２遮光膜と該周辺回路領域のメタル配線を形成する第２遮光膜・メタル配線形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るＯＢ領域が設けられ、該ＯＢ領域の周辺に周辺回路領域が設けられており、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子の製造方法において、該ＯＢ領域および該周辺回路領域の絶縁膜上に、メタル配線層の一部を構成するメタル配線層を成膜する一部メタル配線層成膜工程と、該ＯＢ領域の一部メタル配線層のみを除去しかつ該ＯＢ領域の絶縁膜が薄膜化された絶縁膜上に、該第２遮光膜材および該メタル配線層として該メタル配線層の残る構成層を成膜する第２遮光膜・メタル配線層成膜工程と、該第２遮光膜と該周辺回路領域のメタル配線を形成する第２遮光膜・メタル配線形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、入射光を光電変換して信号電荷を生成するための複数の受光部が配設された有効画素領域の周辺に黒基準信号を得るＯＢ領域が設けられ、該ＯＢ領域の周辺に周辺回路領域が設けられており、該信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送電極上に第１遮光膜さらにその上に絶縁膜が設けられ、該ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜が設けられた固体撮像素子の製造方法において、該ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化し、該ＯＢ領域および該周辺回路領域の絶縁膜上に、メタル配線層の全部または一部を構成する全部または一部メタル配線層成膜工程と、該ＯＢ領域の全部または一部メタル配線層の一部を除去した膜上に、該第２遮光膜材および該メタル配線層として該メタル配線層の残る構成層がある場合に該残る構成層を成膜する第２遮光膜・メタル配線層成膜工程と、該第２遮光膜と該周辺回路領域のメタル配線を形成する第２遮光膜・メタル配線形成工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２７】
また、本発明の固体撮像素子の製造方法において、前記有効画素領域の絶縁膜上にインナーレンズ、カラーフィルターおよびオンチップレンズのうちの少なくともうずれかを形成する工程を更に有する。
【００２８】
さらに、本発明の固体撮像素子の製造方法において、等方性エッチングにより、前記絶縁膜と段差を構成する前記ＯＢ領域の第２遮光膜の端部にテーパまたは丸みを形成して該段差を緩和する段差緩和工程をさらに有する。
【００２９】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像素子が画像入力デバイスとして撮像部に設けられたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３１】
本発明においては、ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、このＯＢ領域の絶縁膜上に、第２遮光膜を構成する少なくとも一構成材料と同一材料層で別工程で別途形成されて第２遮光膜が薄膜化されているかまたは、ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層が取り除かれて薄膜化されている。
【００３２】
これによって、ＯＢ領域の遮光性を有する遮光膜の膜厚を確保しつつ、有効画素領域とＯＢ領域の境界部での段差を大幅に低減することが可能となる。これによって、後のオンチップ形成における、インナーレンズ、平坦化膜、カラーフィルターおよびオンチップレンズなどの膜厚や形状の均一性が向上できて、感度ムラや色ムラを改善して画質の向上が図られる。
【００３３】
また、上記従来構成の課題として、特許文献１、２の絶縁膜のようにエッチングによって絶縁膜の薄膜化を図る場合、第１遮光膜までエッチング除去部分が至らないようにする必要がある。また、特許文献３の第２遮光膜のようにＡｌ−Ｃｕ層の途中まで第２遮光膜自体をエッチングして薄膜化を図ることにより段差低減を図ったりしている。これらの場合には、エッチング除去量をエッチング時間により制御するしかなく、ロット間のエッチング後の残膜制御性が難しく膜厚の均一性が悪くなってしまう。
【００３４】
これを解決するように、従来技術にあるＯＢ領域上の絶縁膜の薄膜化やＡｌ配線膜のエッチングによる薄膜化に比較して、段差低減時のＡｌ−Ｃｕ層からＴｉ層／ＴｉＮ層へのエッチング加工など、エッチング終点検知器（ＥＰＤ；エンドポイントディテクタ)にて正確に終点検知処理ができるため、ロット間のバラツキを制御することも可能となって、ＯＢ領域Ｂ上の段差低減膜厚の均一性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００３５】
以上により、本発明のよれば、ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、ＯＢ領域の絶縁膜上に、第２遮光膜を構成する少なくとも一構成材料と同一材料層で別工程で別途形成されて第２遮光膜が薄膜化されているかまたは、ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層が取り除かれて薄膜化されているため、各領域間での段差部が更に低減されて、有効画素領域の周辺部での額縁状の感度ムラおよび色ムラを更に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下に、本発明の固体撮像素子およびその製造方法の実施形態１〜４および、これを画像入力デバイスとして撮像部に用いた電子情報機器の実施形態５について図面を参照しながら説明する。
【００３７】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の固体撮像素子の実施形態１における有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、図１（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【００３８】
図１（ａ）および図１（ｂ）において、本実施形態１の固体撮像素子２０は、ＣＣＤ型固体撮像素子であり、半導体基板１の表面側に、入射光を受光して光電変換する複数の受光部２が行列方向に２次元状に配列され、各受光部２で光電変換された信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送領域３が設けられている。この電荷転送領域３を含む領域上にゲート絶縁膜４を介して電荷転送電極５が形成されている。一方、この電荷転送電極５は、周辺回路領域Ｃ側では、電荷転送電極５を形成する前のポリシリコン層または金属層５ａのままである。さらに、この電荷転送電極５上に絶縁膜６を介して第１遮光膜７が形成され、さらにその上の基板全面に絶縁膜８が形成されている。さらに、その絶縁膜８上のＯＢ(オプティカルブラック＝光学的黒)領域Ｂ側には、ＯＢ領域Ｂ上を全て遮光するように第２遮光膜としてのメタル層９Ａが形成されている。
【００３９】
この第２遮光膜を構成するメタル層９Ａは、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜としてのメタル層９（図示せず）と、周辺回路領域Ｃのメタル配線としてのメタル層９(Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層構造／Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ層９ｃ)とが同一工程で同一層として形成された後に、ＯＢ領域Ｂ側のメタル層９のみをエッチング除去した後に、そこにＴｉＮスパッタ処理した後に、フォトレジスト膜を用いて通常のメタル配線パターニングを行って第２遮光膜としてのメタル層９Ａ（ＴｉＮ層）を形成している。
【００４０】
さらに、これらの絶縁膜８およびメタル層９Ａ、メタル層９上の基板全面に、プラズマ窒化膜などの酸素や水分の浸入を防ぐためのパッシベーション膜１０が形成されている。このパッシベーション膜１０の表面は、その下方の受光部２と電荷転送電極５との段差が反映されて受光部２側で凹んだレンズ状の表面になっている。有効画素領域Ａにおいて、この凹んだ位置でかつ受光部２毎に対応するように集光用のインナーレンズ１１がそれぞれ形成されている。
【００４１】
これらのパッシベーション膜１０およびインナーレンズ１１上に、表面を平坦化するための透明な平坦化膜１２が形成されている。この平坦化膜１２上に、オンチップによる、カラーフィルター層１３、さらにその上に平坦化膜１４を介してオンチップレンズ１５が形成されている。
【００４２】
上記構成の固体撮像素子２０の製造方法について説明する。
まず、電荷転送電極５上に第１遮光膜７を、絶縁膜６を介して形成し、その上に絶縁膜８を形成する。
【００４３】
次に、この絶縁膜８に、上下配線接続のためにコンタクトホール（図示せず）を形成し、さらに、ＯＢ領域Ｂおよび周辺回路領域Ｃにおいて、その上にメタル層９として、厚さ１５０ｎｍ程度のＴｉ層／ＴｉＮ層９ａ、厚さ８００ｎｍのＡｌ−Ｃｕ層９ｂ、さらに厚さ４５ｎｍのＴｉＮ積層９ｃのスパッタ処理を順次して成膜した後に図２に示すようにＯＢ領域Ｂ上のメタル層９の全てをエッチング除去する。続いて、ＯＢ領域Ｂ上のみ、メタル層９が除去された絶縁膜８上に、ＴｉＮスパッタ処理をして成膜した後に、第２遮光膜としてのメタル層９Ａ（ＴｉＮ層）を厚さ１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度（ここでは２００ｎｍ）で成膜する。
【００４４】
さらに、これらの絶縁膜８および、第２遮光膜としてのメタル層９Ａ上の基板全面に、図３に示すようにプラズマ窒化膜などのパッシベーション膜１０を形成する。
さらに、有効画素領域Ａにおいて、図４に示すようにこのパッシベーション膜１０上の受光部２に対応する位置に集光用のインナーレンズ１１をそれぞれ形成する。これらの上に、平坦化膜１２カラーフィルター層１３、平坦化膜１４さらに集光用のオンチップレンズ１５をこの順にそれぞれ形成する。
【００４５】
以上により、本実施形態１によれば、ＯＢ領域Ｂ上は第２の遮光膜となるＴｉＮ層だけになるので、ＯＢ領域Ｂの遮光性を確保しつつ、有効画素領域とＯＢ領域の境界部での段差を大幅に低減することができる。これによって、後のオンチップ形成における、インナーレンズ１１、平坦化膜１２、カラーフィルターおよびオンチップレンズ１５などの膜厚や形状の均一性を向上できて、感度ムラや色ムラを改善して画質の向上を図ることができる。
【００４６】
また、従来技術にあるＯＢ領域Ｂ上の絶縁膜の薄膜化やＡｌ配線膜のエッチングによる薄膜化に比較して、段差低減時のＡｌ−Ｃｕ層９ｂからＴｉ層／ＴｉＮ層９ａのエッチング加工をエッチング終点検知器（ＥＰＤ；エンドポイントディテクタ)にて処理できるため、ロット間のバラツキを制御することが可能となり、ＯＢ領域Ｂ上の段差低減膜厚の均一性を向上させることができる。
【００４７】
（実施形態２）
図５（ａ）は、本発明の固体撮像素子の実施形態２における有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、図５（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【００４８】
図５（ａ）および図５（ｂ）において、本実施形態２の固体撮像素子２１は、半導体基板１の表面側に、入射光を受光して光電変換する複数の受光部２が行列方向に２次元状に配列され、各受光部２で光電変換された信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送領域３が設けられている。この電荷転送領域３を含む半導体領域上にゲート絶縁膜４を介して電荷転送電極５が形成されている。一方、この電荷転送電極５は、周辺回路領域Ｃ側では、電荷転送電極５を形成する前のポリシリコン層または金属層５ａのままである。さらに、この電荷転送電極５上に絶縁膜６を介して第１遮光膜７が形成され、さらにその上の基板全面に絶縁膜８が形成されている。さらに、その絶縁膜８上のＯＢ(オプティカルブラック＝光学的黒)領域Ｂ側には、ＯＢ領域Ｂ上を全て遮光するように第２遮光膜としてのメタル層９Ｂが形成されている。
【００４９】
この第２遮光膜を構成するメタル層９Ｂは、ＯＢ領域Ｂおよび周辺回路領域Ｃにおいて、Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層をそれぞれスパッタリングして成膜した後に、Ａｌ−Ｃｕ層９ｂをスパッタリングして成膜し、ＯＢ領域ＢのＡｌ−Ｃｕ層９ｂのみ、エッチング終点検知器（ＥＰＤ)を用いて周波長を見ながらエッチング除去してＴｉ層／ＴｉＮ層９ａでエッチングストップさせ、ＯＢ領域Ｂにおいて、その上にＴｉＮ積層９ｃをスパッタリングして成膜し、フォトレジスト膜により通常のメタル配線パターニングを行って、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜としてのメタル層９Ｂ（Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａ／ＴｉＮ層９ｃ）を形成すると共に、周辺回路領域Ｃのメタル配線としてのメタル層９(Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層構造／Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ層９ｃ)を形成している。
【００５０】
さらに、これらの絶縁膜８および、第２遮光膜としてのメタル層９Ｂ、メタル層９上の基板全面に、プラズマ窒化膜などの酸素や水分の浸入を防ぐためのパッシベーション膜１０が形成されている。このパッシベーション膜１０の表面は、その下方の受光部２と電荷転送電極５との段差が反映されて受光部２側で凹んだレンズ状の表面になっている。有効画素領域Ａにおいて、この凹んだ位置でかつ受光部２毎に対応するように集光用のインナーレンズ１１がそれぞれ形成されている。
【００５１】
これらのパッシベーション膜１０およびインナーレンズ１１上に、表面を平坦化するための透明な平坦化膜１２が形成されている。この平坦化膜１２上に、オンチップによる、カラーフィルター層１３、さらにその上に平坦化膜１４を介してオンチップレンズ１５が形成されている。
【００５２】
上記構成の固体撮像素子２１の製造方法について説明する。
まず、電荷転送電極５上に第１遮光膜７を、絶縁膜６を介して形成し、その上に絶縁膜８を形成する。
【００５３】
次に、この絶縁膜８に、上下配線接続のためにコンタクトホール（図示せず）を形成し、さらに、ＯＢ領域Ｂおよび周辺回路領域Ｃにおいて、絶縁膜８上にＴｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層膜を膜厚１５０ｎｍでスパッタ処理により成膜し、さらにその上からＡｌ−Ｃｕ層９ｂを膜厚８００ｎｍでスパッタ処理して成膜する。
続いて、ＯＢ領域ＢのＡｌ−Ｃｕ層９ｂのみ、エッチング終点検知器（ＥＰＤ)を用いて周波長を見ながらエッチング除去してＴｉ層／ＴｉＮ層９ａの位置でエッチングストップさせる。
【００５４】
その後、ＯＢ領域ＢのＴｉ層／ＴｉＮ層９ａ上および周辺回路領域ＣのＡｌ−Ｃｕ層９ｂ上に、ＴｉＮ積層９ｃを膜厚５０ｎｍでスパッタ処理により成膜し、フォトレジスト膜により通常のメタル配線パターニングを行って、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜としてのメタル層９Ｂ（Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層構造／ＴｉＮ層９ｃ）を形成すると共に、周辺回路領域Ｃのメタル配線としてのメタル層９(Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層構造／Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ層９ｃ)を電荷転送に充分な膜厚で形成することができる。
さらに、これらの絶縁膜８上および、第２遮光膜としてのメタル層９Ｂ上の基板全面にプラズマ窒化膜などのパッシベーション膜１０を形成する。
さらに、有効画素領域Ａのパッシベーション膜１０上の受光部２に対応する位置に集光用のインナーレンズ１１をそれぞれ形成する。これらの上に、平坦化膜１２、カラーフィルター層１３、平坦化膜１４さらに集光用のオンチップレンズ１５をこの順にそれぞれ形成する。
【００５５】
以上により、本実施形態３によれば、ＯＢ領域Ｂ上は第２遮光膜となるＴｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層膜／ＴｉＮ層９ｃだけになるので、ＯＢ領域Ｂとしての遮光に必要な膜厚（ここでは２００ｎｍ）を確保しつつ、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂの境界部での段差を大幅に低減することができる。これによって、後のオンチップ形成における、インナーレンズ１１、平坦化膜１２、カラーフィルターおよびオンチップレンズ１５などの膜厚や形状の均一性を向上できて、感度ムラや色ムラを改善して画質の向上を図ることができる。
【００５６】
また、従来技術にあるＯＢ領域Ｂ上の絶縁膜の薄膜化やＡｌ配線膜のエッチングによる薄膜化に比較して、段差低減時のＡｌ−Ｃｕ層９ｂのエッチング加工をエッチング終点検知器（ＥＰＤ；エンドポイントディテクタ)にて正確に処理できるため、ロット間のバラツキを制御することが可能となり、ＯＢ領域Ｂ上の段差低減膜厚の均一性をより向上させることができる。
（実施形態３）
図６（ａ）は、本発明の固体撮像素子の実施形態３における有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、図６（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【００５７】
図６（ａ）および図６（ｂ）において、本実施形態２の固体撮像素子２２は、半導体基板１の表面側に、入射光を受光して光電変換する複数の受光部２が行列方向に２次元状に配列され、各受光部２で光電変換された信号電荷を読み出して電荷転送するための電荷転送領域３が設けられている。この電荷転送領域３を含む半導体領域上にゲート絶縁膜４を介して電荷転送電極５が形成されている。一方、この電荷転送電極５は、周辺回路領域Ｃ側では、電荷転送電極５を形成する前のポリシリコン層または金属層５ａのままである。さらに、この電荷転送電極５上に絶縁膜６を介して第１遮光膜７が形成され、さらにその上には、有効画素領域Ａ側で絶縁膜８が形成され、ＯＢ(オプティカルブラック＝光学的黒)領域Ｂ側では絶縁膜８よりも薄膜の絶縁膜８ａに形成されている。さらに、その絶縁膜８ａ上のＯＢ領域Ｂ側は、ＯＢ領域Ｂ上を全て遮光するように第２遮光膜としてのメタル層９Ｃが形成されている。
【００５８】
この第２遮光膜を構成するメタル層９Ｃは、周辺回路領域Ｃのメタル配線としてのメタル層９(Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層／Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ積層９ｃ)の形成工程において、ＯＢ領域Ｂおよび周辺回路領域Ｃ全面へのバリアメタルスパッタによってＴｉ層／ＴｉＮ積層９ａを成膜した後に、段差低減のために、ＯＢ領域Ｂのみのバリアメタル（Ｔｉ／ＴｉＮ積層９ａ）のエッチング除去とその下地層の絶縁膜８の薄膜化を行い、その後、Ａｌ−Ｃｕ層９ｂおよびＴｉＮ層９ｃのスパッタリングを順次行って第２遮光膜としてのメタル層９Ｃ（Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ層９ｃ）を形成すると共に、周辺回路領域Ｃのメタル配線としてのメタル層９(Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層／Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ積層９ｃ)を形成している。
【００５９】
さらに、これらの絶縁膜８および、第２遮光膜としてのメタル層９Ｃ、メタル層９上の基板全面に、プラズマ窒化膜などの酸素や水分の浸入を防ぐためのパッシベーション膜１０が形成されている。このパッシベーション膜１０上の、受光部２に対応した各位置にインナーレンズ１１がそれぞれ形成されている。
【００６０】
これらのパッシベーション膜１０およびインナーレンズ１１上に、表面を平坦化するための透明な平坦化膜１２が形成されている。この平坦化膜１２上に、オンチップによる、カラーフィルター層１３、さらにその上に平坦化膜１４を介してオンチップレンズ１５が形成されている。
【００６１】
上記構成の固体撮像素子２２の製造方法について説明する。
まず、電荷転送電極５上に第１遮光膜７を、絶縁膜６を介して形成し、その上に絶縁膜８を形成する。
【００６２】
次に、この絶縁膜８に、上下配線接続のためにコンタクトホール（図示せず）を形成し、さらに、ＯＢ領域Ｂおよび周辺回路領域Ｃにおいて、メタル層９のうちのＴｉ層／ＴｉＮ層９ａのスパッタ処理を順次して厚さ１５０ｎｍ程度で成膜した後に、フォトレジスト膜を用いてＯＢ領域Ｂ上のみ、Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａのエッチング除去を行うと共に、その下の絶縁膜８の途中までエッチング除去を行う。
【００６３】
続いて、ＯＢ領域Ｂの、薄膜化された絶縁膜８上および、周辺回路領域ＡのＴｉ層／ＴｉＮ層９ａ上に、厚さ８００ｎｍのＡｌ−Ｃｕ層９ｂ、さらに厚さ４５ｎｍのＴｉＮ積層９ｃのスパッタ処理を順次して成膜し、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜としてのメタル層９Ｃ（Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ積層９ｃ）を形成すると共に、周辺回路領域Ａのメタル配線としてのメタル層９(Ｔｉ層／ＴｉＮ層９ａの積層／Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ積層９ｃ)を形成する。さらに、これらの絶縁膜８および、第２遮光膜としてのメタル層９Ｃおよびメタル配線としてのメタル層９上の基板全面にプラズマ窒化膜などのパッシベーション膜１０を形成する。
【００６４】
さらに、有効画素領域Ａにおいて、このパッシベーション膜１０上の各受光部２に対応する位置に各インナーレンズ１１をそれぞれ形成する。これらの上に、平坦化膜１２、カラーフィルター層１３、平坦化膜１４さらに集光用のオンチップレンズ１５をこの順にそれぞれ形成する。
【００６５】
以上により、本実施形態３によれば、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜としてのメタル層９Ｃ（Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ積層９ｃ）と絶縁膜８の各薄膜化により、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂの境界部での段差を更に低減することができる。この段差の低減によって、後のオンチップ形成における、インナーレンズ１１、平坦化膜１２、カラーフィルター１３およびオンチップレンズ１５などの膜厚や形状の均一性を向上させることができて、感度ムラや色ムラを改善でき、画質の向上を図ることができる。
【００６６】
即ち、本実施形態３では、ＯＢ領域Ｂの絶縁膜８の薄膜化による段差の低減だけでなく、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜の構成膜であるバリア膜（Ｔｉ／ＴｉＮ膜９ａ)の削除を行い、第２遮光膜自体を薄膜化することにより、更なる段差の低減を図ることができて、有効画素領域Ａの周辺部での額縁状の色ムラや感度ムラを改善することができる。
【００６７】
なお、本実施形態３において、ＯＢ領域Ｂの第２遮光膜としてのメタル層９Ｃ（Ａｌ−Ｃｕ層９ｂ／ＴｉＮ積層９ｃ）と有効画素領域Ａの絶縁膜８の表面との境界に段差が形成されているが、この段差にテーパを付けるかまたは丸みを持たせることにより、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂの境界部での段差が更に軽減されて、その後のインナーレンズ１１、平坦化膜１２、カラーフィルター１３およびオンチップレンズ１５などの膜厚や形状の均一性を更に向上させることができて、感度ムラや色ムラを更に改善でき、画質の向上を一層図ることができる。これと同様に、上記実施形態１のメタル層９Ａや上記実施形態２のメタル層９Ｂについても、これと有効画素領域Ａの絶縁膜８の表面との境界の段差にテーパを付けるかまたは丸みを持たせることにより、有効画素領域ＡとＯＢ領域Ｂの境界部での段差が更に軽減されて、その後のインナーレンズ１１、平坦化膜１２、カラーフィルター１３およびオンチップレンズ１５などの膜厚や形状の均一性を更に向上させることができて、感度ムラや色ムラを更に改善でき、画質の向上を一層図ることができる。この場合の段差にテーパを付けるかまたは丸みを持たせる方法として、フォトレジスト膜によるマスク形成工程および等方性エッチング工程とを追加してサイドエッチングを含めることにより、メタル層９Ａ〜９Ｃの境界部での角部分を取り去ってテーパまたは丸みを形成することができる。
（実施形態４）
本実施形態４では、ＣＭＯＳ型固体撮像素子の有効画素領域Ａの多層配線層（例えば２層や３層）よりも、中央部の有効画素領域Ａの周辺の周辺回路領域Ｃの多層配線層（例えば４層や５層）の方が圧倒的に層数が多い場合に、有効画素領域Ａとその周囲の周辺回路領域Ｃとの境界部において大きい段差が生じて、上記実施形態１〜３の段差の場合と同様の有効画素領域Ａの周辺部での額縁状の色ムラや感度ムラという不都合が生じるが、上記実施形態１〜３のように第２遮光膜を斜めに形成（テーパを付けて形成）するのではなく、段差の付いた絶縁膜の表面側にテーパを付けることにより、更なる段差の低減を図ることができて、有効画素領域Ａと周辺回路領域Ｃとの境界部での各部材の膜厚や形状の不均一化による額縁状の色ムラや感度ムラを改善することができる。これについて図７を用いて具体的に説明する。
【００６８】
図７は、本実施形態４のＣＭＯＳ型固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。
【００６９】
図７に示すように、本実施形態４のＣＭＯＳ型固体撮像素子５０は、その半導体基板５１の表面層として、光電変換部としてのフォトダイオードである受光部５２が形成されている。受光部５２に隣接して、信号電荷がフローティングディヒュージョン部ＦＤに転送するための電荷転送トランジスタの電荷転送部上には、ゲート絶縁膜を介して引き出し電極であるゲート電極５３が設けられている。さらに、この受光部５２毎にフローティングディフュージョン部ＦＤに電荷転送された信号電荷が電圧変換され、この変換電圧に応じて増幅されて各画素部毎の撮像信号として読み出すための読出回路を有している。
【００７０】
このゲート電極５３の上方には、この読出回路の回路配線部として、第１絶縁膜５４が形成され、その上に第１配線５５が形成され、その上に第２絶縁膜５６が形成され、その上に第２配線５７が形成され、同様に、その上に、第３絶縁膜５８、第３配線５９さらに第４絶縁膜６０がこの順に順次形成されている。
さらに、周辺回路領域Ｃでは、第４絶縁層６０上に、第４配線６１が形成され、その上に第５絶縁膜６２が形成されている。ここで、有効画素領域Ａ側の第４絶縁層６０の表面と、周辺回路領域Ｃの第５絶縁膜６２の表面とは段差がある。この段差を軽減するためにテーパを付けて表面を連続させている。その上にパッシペーション膜６３が成膜されている。
【００７１】
有効画素領域Ａ側のパッシペーション膜６３上には、受光部５２毎に配置されたＲ，Ｇ，Ｂの各色のカラーフィルタ６４が形成され、その上に平坦化膜６５を介して受光部５２への集光用のマイクロレンズ６６が形成されている。
【００７２】
本実施形態４によれば、有効画素領域Ａと周辺回路領域Ｃとの境界部において、第４絶縁層６０と第５絶縁膜６２との各表面をテーパでつなげたので、段差が軽減されて、後のオンチップ形成における、カラーフィルター６４およびオンチップレンズ６６などの膜厚や形状の均一性を向上させることができて、有効画素領域Ａの周辺部での額縁状の色ムラや感度ムラを改善することができ、画質の向上を図ることができる。
【００７３】
（実施形態５）
図８は、本発明の実施形態５として、本発明の実施形態１〜４の固体撮像素子のいずれかを含む固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００７４】
図８において、本実施形態５の電子情報機器９０は、上記実施形態１〜４の固体撮像素子のいずれかからの撮像信号を各種信号処理してカラー画像信号を得る固体撮像装置９１と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９２と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示可能とする液晶表示装置などの表示手段９３と、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信手段９４とを有している。なお、この電子情報機器９０として、これに限らず、固体撮像装置９１の他に、メモリ部９２と、表示手段９３と、通信手段９４と、プリンタなどの画像出力装置９５とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。
【００７５】
この電子情報機器９０としては、前述したように例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載用後方監視カメラなどの車載用カメラおよびテレビジョン電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置および携帯端末装置（ＰＤＡ）などの画像入力デバイスを有した電子機器が考えられる。
【００７６】
したがって、本実施形態５によれば、この固体撮像装置９１からのカラー画像信号に基づいて、これを表示画面上に良好に表示したり、これを紙面にて画像出力装置９５により良好にプリントアウト（印刷）したり、これを通信データとして有線または無線にて良好に通信したり、これをメモリ部９２に所定のデータ圧縮処理を行って良好に記憶したり、各種データ処理を良好に行うことができる。
【００７７】
なお、本実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、ＯＢ領域に形成された絶縁膜のみ薄膜化されていると共に、このＯＢ領域の絶縁膜上に、第２遮光膜を構成する少なくとも一構成材料と同一材料層で別工程で別途形成されて第２遮光膜が薄膜化されているかまたは、ＯＢ領域の絶縁膜上に第２遮光膜を構成する少なくとも一構成層が取り除かれて薄膜化されていれば、各領域間での段差部を更に低減することにより、有効画素領域の周辺部での額縁状の感度ムラおよび色ムラを更に改善する本発明の目的を達成することができる。
【００７８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜５を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜５に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜５の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像する半導体素子で構成された固体撮像素子およびその製造方法、この固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、玄関監視カメラや車載用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、各領域間での段差部を更に低減することにより、有効画素領域の周辺部での額縁状の感度ムラおよび色ムラを更に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】（ａ）は、本発明の固体撮像素子の実施形態１における有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の製造方法におけるＯＢ領域Ｂのメタル層除去工程を示す要部縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の製造方法における第２遮光膜およびパッシペーション膜形成工程を示す要部縦断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る固体撮像素子の製造方法における有効画素領域のインナーレンズ形成工程を示す要部縦断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の固体撮像素子の実施形態２における有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の固体撮像素子の実施形態３における有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【図７】本実施形態４のＣＭＯＳ型固体撮像素子の要部構成例を示す縦断面図である。
【図８】本発明の実施形態５として、本発明の実施形態１〜４の固体撮像素子のいずれかを含む固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図９】撮像部にＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた従来の固体撮像素子を模式的に示す平面図である。
【図１０】（ａ）は、従来の固体撮像素子の有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【図１１】（ａ）は、特許文献１に開示されている従来の固体撮像素子の有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【図１２】（ａ）は、特許文献２に開示されている従来の固体撮像素子の有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【図１３】（ａ）は、特許文献３に開示されている従来の固体撮像素子の有効画素領域Ａとその周囲のＯＢ領域Ｂとの境界部付近を示す縦断面図であり、（ｂ）は、そのＯＢ領域Ｂの周囲の周辺回路領域Ｃの要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  半導体基板
２  受光部
３  電荷転送領域
４  ゲート絶縁膜
５  電荷転送電極
５ａ  ポリシリコン層または金属層
９  メタル配線のメタル層
９Ａ  第２遮光膜のメタル層（ＴｉＮ層）
９Ｂ  第２遮光膜のメタル層（Ｔｉ層／ＴｉＮ層／ＴｉＮ層）
９Ｃ  第２遮光膜のメタル層（Ａｌ−Ｃｕ層／ＴｉＮ層）
９ａ  Ｔｉ層／ＴｉＮ層の積層構造
９ｂ  Ａｌ−Ｃｕ層
９ｃ  ＴｉＮ層９ｃ
１０  パッシベーション膜
１１  インナーレンズ
１２  平坦化膜
１３  カラーフィルター層
１４  平坦化膜
１５  オンチップレンズ
２０、２１、２２  固体撮像素子
Ａ  有効画素領域
Ｂ  ＯＢ領域
Ｃ  周辺回路領域
５０  ＣＭＯＳ型固体撮像素子
５１  半導体基板
５２  受光部
５３  ゲート電極
５４  第１絶縁膜
５５  第１配線
５６  第２絶縁膜
５７  第２配線
５８  第３絶縁膜
５９  第３配線
６０  第４絶縁膜
６１  第４配線
６２  第５絶縁膜
６３  パッシペーション膜
６４  カラーフィルタ
６５  平坦化膜
６６  マイクロレンズ
９０  電子情報機器
９１  固体撮像装置
９２  メモリ部
９３  表示手段
９４  通信手段
９５  画像出力装置
【図７】
2009194206.tif 000003
【図８】
2009194206.tif 000004
【図１】
2009194206.tif 000005
【図２】
2009194206.tif 000006
【図３】
2009194206.tif 000007
【図４】
2009194206.tif 000008
【図５】
2009194206.tif 000009
【図６】
2009194206.tif 000010
【図９】
2009194206.tif 000011
【図１０】
2009194206.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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