JPH04206571A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパッシベーション膜上にフィルター層か形成さ
れる固体撮像装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、半導体基板に形成されたセンサ部上に、絶縁
膜、高屈折率膜、パッシベーション膜、及びフィルター
層が積層される固体撮像装置において、上記絶縁膜及び
上記高屈折率膜が約６００Å以下の膜厚を有し、上記パ
ッシベーション膜か上記フィルター層とほぼ同程度の屈
折率を有する構造とすることにより、不要な反射の低減
を図るものである。

〔従来の技術〕

ＣＣＤ型の固体撮像装置では、半導体基体の表面に形成
されたセンサ一部に光が入射し、そのセンサ一部で発生
した信号電荷によって映像信号が得られる構造とされて
いる。

第３図は従来の固体撮像装置の一例の断面図であり、シ
リコン基板ｌ上にシリコン酸化膜２を介して形成された
転送電極３を有している。一対の転送電極３の間の基板
表面は、センサ一部４とされ、そのセンサ一部４上でア
ルミニュウム層からなる遮光層５は開口される。遮光層
５はＰＳＧ等のシリコン酸化膜からなるパッシベーショ
ン膜６に被覆され、そのパッシベーション膜６上にカラ
ーフィルター層７が形成される。

また、パッシベーション膜の材料をシリコン酸化膜とす
るのではなく、シリコン窒化膜で形成する例も知られる
。例えば、特開昭６０−１７７７７８号公報では、透明
電極である多結晶シリコン上にプラズマシリコン窒化膜
か形成され、このようなシリコン窒化膜を積層する構造
では、多重干渉効果による短波長感度の増大が見込まれ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、第３図に示す構造の固体撮像装置ては、シリ
コン基板１の表面での反射によって、入射光の損失が大
きく、十分な感度が得られないことになる。また、フィ
ルター層の下部にプラズマシリコン窒化膜を形成する例
では、シリコン窒化膜とその下部のシリコン酸化膜の干
渉効果によって、分光透過率にはリップルか発生し、カ
ラーフィルターの分光特性が変動し易くなる。

そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、フィルタ
ーの分光特性が変動するような弊害を防止しながら、安
定した反射防止を図る固体撮像装置の提供を目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するために、本発明の固体撮像装置は
、半導体基体にセンサ部が形成され、該センサ部の表面
に絶縁膜が形成され、該絶縁膜上に該絶縁膜に比して高
い屈折率を有する高屈折率膜が形成され、該高屈折率膜
上にパッシベーション膜が形成され、該パッシベーショ
ン膜上にフィルター層が形成されてなる固体撮像装置に
おいて、上記絶縁膜及び上記高屈折率膜が約６００Å以
下の膜厚を有し、上記パッシベーション膜が上記フィル
ター層とほぼ同程度の屈折率を有することを特徴とする
。上記高屈折率膜の一例としては、例えばシリコン窒化
膜か挙げられ、上記パッシベーション膜の一例としては
、ンリコン系であるＰＳＧ（リン・シリケート・ガラス
）膜等が挙げられる。

〔作用〕

絶縁膜及び高屈折率膜を約６００Å以下の薄膜とするこ
とで、可視光域の光線に対し比較的平坦な分光特性を育
する反射防止膜として機能させることができる。従って
、基体表面からの反射が防止されると共に分光特性にお
けるリップルも防止される。また、パッシベーション膜
をフィルター層とほぼ同程度の屈折率にすることで、高
屈折率膜から上の干渉効果を抑制することが可能となり
、センサ一部の高感度化が実現される。

〔実施例〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しなから説明する。

第１図に示すように、本実施例の固体撮像装置は、シリ
コン基板１１を用いて構成され、そのシリコン基板１１
の表面には、光電変換によって信号電荷を得るためのセ
ンサ一部１７か形成されている。センサ一部１７は図示
を省略しているか、例えば不純物拡散領域からなるフォ
トダイオードで構成される。そのシリコン基板１１上に
薄いシリコン酸化膜Ｉ２か形成され、その薄いシリコン
酸化膜１２上に高屈折率膜である薄いシリコン窒化膜１
３か形成される。シリコン酸化膜Ｉ２は、その屈折率が
およそ１．４５であり、シリコン窒化膜１３は、その屈
折率かおよそ２．０程度とされる。

第２図はセンサ一部上の各層を示す図であり、シリコン
酸化膜１２は膜厚ｄ、とされ、シリコン窒化膜１３は膜
厚ｄ、とされる。そして、シリコン酸化膜１２とシリコ
ン窒化膜１３は、それぞれ膜厚ｄ　＊、　ｄ　３が６０
０Å以下とされ、好ましくは２５０人〜３５０人程度の
所要の膜厚に設定される。

このように膜厚ｄ　ｘ、　ｄ　ｔを設定することで、可
視光領域内で比較的平坦な分光特性の反射防止膜を得る
ことができる。例えば、シリコン酸化膜１２とソリコン
窒化膜Ｉ３の膜厚ｄ　２．　ｄ　、を適切な値に設定す
ることて、平均して１２〜１３％程度の反射率に抑える
ことかでき、従来のシリコン基板で４０％程度反射して
いたものか、およそ３分の１程度に抑えられることにな
る。

このように反射防止膜として機能するシリコン酸化膜１
２及びシリコン窒化膜１３上には、転送電極として機能
するポリシリコン層１４が形成される。このポリシリコ
ン層１４は２層構造とされ、シフトレジスタを構成する
ように２〜４相程度の転送信号が供給される。ポリシリ
コン層１４はシリコン酸化膜１５に被覆され、さらに入
射光を遮断するための遮光層１６に被覆される。遮光層
１６はアルミニュウム層からなる。この遮光層１６はセ
ンサ一部１７上で開口され、その開口した領域では上記
シリコン窒化膜１３が臨む。

遮光層１６上には、パッシベーション膜１８か形成され
る。このパッシベーション膜１８は、シリコン系のパッ
シベーション膜であるＰＳＧ膜から構成され、その屈折
率はおよそ１．４６程度とされる。このパッシベーショ
ン膜１８上には、カラーフィルター層１９か形成される
。このカラーフィルター層１９は、平坦化膜１９ａとフ
ィルター膜１９ｂか積層された構造とされる。カラーフ
ィルター層１９の屈折率は、およそ１．５〜１．６程度
であり、パッシベーション膜１８と同程度とされる。こ
のためシリコン窒化膜１３上での干渉効果か緩和される
ことになり、その結果、高感度化が実現される。

本実施例の固体撮像装置は、上述のように、シリコン酸
化膜１２とシリコン窒化膜１３か薄い６００Å以下の膜
厚に制御されることから、シリコン基板１１の表面での
反射を防止することができ、同時にリップルを抑えた透
過率が得られることにナル。また、パッシベーション膜
とフィルター層が同程度の屈折率を有するため、その界
面での干渉が抑制される。従って、本実施例の固体撮像
装置では、フレアやゴーストになる不要な反射が十分に
抑えられることになり、透過率が改善されるためにセン
サ一部の感度が向上する。

なお、上述の実施例では、シリコン酸化膜とシリコン窒
化膜は、転送電極の下層に形成される構造としているか
、これに限定されず、シリコン酸化膜及びシリコン窒化
膜が転送電極の上層や遮光層の上層として形成される構
造であっても良い。

また、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜の上部或いは下
部に、反射防止膜の一部として薄いポリシリコン膜を配
設するような構造とすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明の固体撮像装置は、上述のように、絶縁膜及び高
屈折率膜が約６００Å以下の膜厚で配設されるため、基
板表面での反射を防止すると共に安定した分光特性の反
射防止を図ることが可能とされる。また、パッシベーシ
ョン膜とフィルター層の屈折率を同程度とすることで、
高屈折率膜以上の干渉を緩和することができる。従って
、本発明の固体撮像装置を用いることにより、センサー
部での反射を低減することかでき、フレアやゴースト等
の現象を抑制することが可能となり、さらに透過率の向
上から、高感度化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体撮像装置の一例の断面図、第２図
はその一例の要部拡大図、第３図は従来の固体撮像装置
の一例の断面図である。 １１・・・シリコン基板 １２・・・シリコン酸化膜 １３・・・シリコン窒化膜 １４・・・ポリシリコン層 １８・・・パッシベーション膜 １９・・・カラーフィルター層 特許出願人　　　　ソニー株式会社 代理人弁理士　小泡　晃　（他２名）

【聞１】

【図３】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体基体にセンサ部が形成され、該センサ部の表面に
   絶縁膜が形成され、該絶縁膜上に該絶縁膜に比して高い
   屈折率を有する高屈折率膜が形成され、該高屈折率膜上
   にパッシベーション膜が形成され、該パッシベーション
   膜上にフィルター層が形成されてなる固体撮像装置にお
   いて、 上記絶縁膜及び上記高屈折率膜が約６００Å以下の膜厚
   を有し、上記パッシベーション膜が上記フィルター層と
   ほぼ同程度の屈折率を有することを特徴とする固体撮像
   装置。