JPH07142689A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその製造方法Info
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- JPH07142689A JPH07142689A JP5156455A JP15645593A JPH07142689A JP H07142689 A JPH07142689 A JP H07142689A JP 5156455 A JP5156455 A JP 5156455A JP 15645593 A JP15645593 A JP 15645593A JP H07142689 A JPH07142689 A JP H07142689A
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- solid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Al配線形成時に受光領域上で発生するSi
粒残渣を完全に除去することができ、画像欠陥のない積
層型固体撮像装置の製造方法を提供すること。 【構成】 シリコン基板11に蓄積ダイオード,信号電
荷読出し部及び信号電荷転送部を形成し、かつ最上層に
蓄積ダイオードと電気的に接続された画素電極を形成し
た固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に
形成された光導電膜と、この光導電膜上に形成された透
明電極とを備えた光導電膜積層型固体撮像装置の製造方
法において、固体撮像素子チップの画素電極形成の前
に、シリコン酸化膜からなる平坦化層18の上にシリコ
ン窒化膜25を形成し、次いでシリコン窒化膜25の上
に周辺配線領域のAl配線形成のためにAl膜26を形
成し、これをパターニングしてAl配線を形成し、次い
で受光領域のシリコン窒化膜25を除去し、しかるのち
受光領域に画素電極を形成することを特徴とする。
粒残渣を完全に除去することができ、画像欠陥のない積
層型固体撮像装置の製造方法を提供すること。 【構成】 シリコン基板11に蓄積ダイオード,信号電
荷読出し部及び信号電荷転送部を形成し、かつ最上層に
蓄積ダイオードと電気的に接続された画素電極を形成し
た固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に
形成された光導電膜と、この光導電膜上に形成された透
明電極とを備えた光導電膜積層型固体撮像装置の製造方
法において、固体撮像素子チップの画素電極形成の前
に、シリコン酸化膜からなる平坦化層18の上にシリコ
ン窒化膜25を形成し、次いでシリコン窒化膜25の上
に周辺配線領域のAl配線形成のためにAl膜26を形
成し、これをパターニングしてAl配線を形成し、次い
で受光領域のシリコン窒化膜25を除去し、しかるのち
受光領域に画素電極を形成することを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置に係わ
り、特に固体撮像素子チップ上に光導電膜を積層した光
導電膜積層型の固体撮像装置及びその製造方法に関す
る。
り、特に固体撮像素子チップ上に光導電膜を積層した光
導電膜積層型の固体撮像装置及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】固体撮像素子チップ上に光導電膜を積層
した光導電膜積層型(2階建て構造)の固体撮像装置
は、受光部の開口率が高く素子の感度が高い、またスミ
ア偽信号が発生しない等の優れた特徴を持つ。そのため
特に、高精細な再生画像が要求されるカメラ用撮像素子
として最も期待されている。
した光導電膜積層型(2階建て構造)の固体撮像装置
は、受光部の開口率が高く素子の感度が高い、またスミ
ア偽信号が発生しない等の優れた特徴を持つ。そのため
特に、高精細な再生画像が要求されるカメラ用撮像素子
として最も期待されている。
【0003】積層型固体撮像装置の製造上最も重要なこ
とのうちの一つとして、画素を規定する電極(画素電
極)形成直前の下地平坦化膜表面から、導電性のパーテ
ィクルを完全に除去する必要がある。この要請は、次の
ような事情からくる。即ち、隣接する画素電極間の距離
は約1μm程度であるが、画素電極間ギャップが位置す
る箇所の下地平坦化膜表面に導電性のパーティクルがあ
ると、隣接する画素電極間が電気的に導通してしまう。
そのため再生画面上で、この導通している複数画素があ
る箇所において、画像欠陥が発生するという不具合が生
じるのである。
とのうちの一つとして、画素を規定する電極(画素電
極)形成直前の下地平坦化膜表面から、導電性のパーテ
ィクルを完全に除去する必要がある。この要請は、次の
ような事情からくる。即ち、隣接する画素電極間の距離
は約1μm程度であるが、画素電極間ギャップが位置す
る箇所の下地平坦化膜表面に導電性のパーティクルがあ
ると、隣接する画素電極間が電気的に導通してしまう。
そのため再生画面上で、この導通している複数画素があ
る箇所において、画像欠陥が発生するという不具合が生
じるのである。
【0004】従来の積層型固体撮像装置の概略構成を図
6に示す。図6の(a)は全体構成を示す平面図、
(b)は1画素構成を示す断面図である。図6(b)に
おいて、61はSi基板、62はCCDの埋め込み転送
チャンネルを形成するn型領域、63はp型の素子分離
領域、64は信号電荷を蓄積するための蓄積ダイオード
を構成するn型領域、65はCCD転送電極、66は層
間絶縁膜、67は引出し電極、68は平坦化絶縁膜、6
9は画素電極、71は光導電膜であるアモルファス・シ
リコン膜、72は光導電膜に電界をかけるための透明電
極、76は周辺Al配線、77はパッシベーション膜と
してのシリコン窒化膜,79は導電性パーティクルであ
る。
6に示す。図6の(a)は全体構成を示す平面図、
(b)は1画素構成を示す断面図である。図6(b)に
おいて、61はSi基板、62はCCDの埋め込み転送
チャンネルを形成するn型領域、63はp型の素子分離
領域、64は信号電荷を蓄積するための蓄積ダイオード
を構成するn型領域、65はCCD転送電極、66は層
間絶縁膜、67は引出し電極、68は平坦化絶縁膜、6
9は画素電極、71は光導電膜であるアモルファス・シ
リコン膜、72は光導電膜に電界をかけるための透明電
極、76は周辺Al配線、77はパッシベーション膜と
してのシリコン窒化膜,79は導電性パーティクルであ
る。
【0005】図7にこの装置の製造工程、特に下地平坦
化膜形成以降の製造工程を示す。まず、図7(a)に示
すように、Si基板61にp型及びn型領域62,6
3,64を形成し、さらに基板61上に転送電極65,
層間絶縁膜66及び引出し電極67を形成した後、ボロ
ン・リン・シリケート・ガラス(BPSG)等の絶縁膜
68を成膜し、高温のメルト工程でそれを平坦化する。
化膜形成以降の製造工程を示す。まず、図7(a)に示
すように、Si基板61にp型及びn型領域62,6
3,64を形成し、さらに基板61上に転送電極65,
層間絶縁膜66及び引出し電極67を形成した後、ボロ
ン・リン・シリケート・ガラス(BPSG)等の絶縁膜
68を成膜し、高温のメルト工程でそれを平坦化する。
【0006】次いで、図7(b)に示すように、コンタ
クト孔を形成した後にAl膜76を成膜する。次いで、
図7(c)に示すように、通常のホトリソグラフィ工程
によりホトレジストに配線パターンを形成し、Al膜7
6をRIE等の異方性エッチングによりエッチングす
る。その際、後工程で画素電極が形成される受光領域に
Si粒79が多数発生する。これは、Al配線と基板間
の接合特性を向上させるためにAl膜中に配合されてい
るSiが、Al膜エッチング工程中に析出し、径0.5
μmから数μm程度の粒になるためである。
クト孔を形成した後にAl膜76を成膜する。次いで、
図7(c)に示すように、通常のホトリソグラフィ工程
によりホトレジストに配線パターンを形成し、Al膜7
6をRIE等の異方性エッチングによりエッチングす
る。その際、後工程で画素電極が形成される受光領域に
Si粒79が多数発生する。これは、Al配線と基板間
の接合特性を向上させるためにAl膜中に配合されてい
るSiが、Al膜エッチング工程中に析出し、径0.5
μmから数μm程度の粒になるためである。
【0007】前記図6(a)に素子の平面構成を示した
ように、固体撮像装置は入力信号である入射光を受ける
受光領域Aと、素子を駆動するための配線が配置されて
いる周辺配線領域Bに分れている。特に積層型固体撮像
素子では、素子全体の70%程にもなる受光領域上のA
l膜を全て除去する必要があるため、より一層Si粒が
残りやすくなるのである。そのため積層型固体撮像素子
では、Alエッチング時に発生するSi粒残渣により画
像欠陥が多数発生するという問題が生じる。
ように、固体撮像装置は入力信号である入射光を受ける
受光領域Aと、素子を駆動するための配線が配置されて
いる周辺配線領域Bに分れている。特に積層型固体撮像
素子では、素子全体の70%程にもなる受光領域上のA
l膜を全て除去する必要があるため、より一層Si粒が
残りやすくなるのである。そのため積層型固体撮像素子
では、Alエッチング時に発生するSi粒残渣により画
像欠陥が多数発生するという問題が生じる。
【0008】次に、積層型固体撮像装置の製造工程で重
要な問題は、素子の保護膜であるパッシベーション膜を
形成することが困難であることである。これは、次のよ
うな事情による。
要な問題は、素子の保護膜であるパッシベーション膜を
形成することが困難であることである。これは、次のよ
うな事情による。
【0009】図7(d)〜(g)は図7(c)以降の製
造工程を示したものである。Al膜76による配線を終
えた後に、Al配線と光導電膜との絶縁性を確保するた
めにAl膜76と光導電膜との層間絶縁膜として、図7
(d)に示すように、プラズマCVDによりシリコン窒
化膜77を形成する。次いで、図7(e)に示すよう
に、受光領域のシリコン窒化膜77を除去した後、画素
電極69を形成する。次いで、図7(f)に示すよう
に、光導電膜であるa−Si(アモルファスシリコン)
膜71を堆積し、その上部に光導電膜に電界を印加する
ための透明電極72を形成する。透明電極72は通常I
TO(Indium Tin Oxide)膜を用い、その厚さは素子の
分光感度特性から決まり、40nm程度の厚さである。
造工程を示したものである。Al膜76による配線を終
えた後に、Al配線と光導電膜との絶縁性を確保するた
めにAl膜76と光導電膜との層間絶縁膜として、図7
(d)に示すように、プラズマCVDによりシリコン窒
化膜77を形成する。次いで、図7(e)に示すよう
に、受光領域のシリコン窒化膜77を除去した後、画素
電極69を形成する。次いで、図7(f)に示すよう
に、光導電膜であるa−Si(アモルファスシリコン)
膜71を堆積し、その上部に光導電膜に電界を印加する
ための透明電極72を形成する。透明電極72は通常I
TO(Indium Tin Oxide)膜を用い、その厚さは素子の
分光感度特性から決まり、40nm程度の厚さである。
【0010】その後、図7(g)に示すように、ホトリ
ソグラフィ工程によりITO膜72をエッチングし、さ
らにa−Si膜71をCDE(Chemical Dry Etching)
によりエッチングし、光電変換部を形成する。このとき
問題になるのは、a−Si膜71のCDE工程によりA
l配線のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜77
がa−Si膜71と共にエッチングされてしまうことで
ある。それは、CDEによるa−Si膜71のエッチン
グ速度とシリコン窒化膜77のエッチング速度がほぼ同
じであり、エッチング選択性が全く無いことにより起こ
る。特にa−Si膜71は素子特性上その厚さが2.0
μm程度もあるため、必然的にエッチング時間が長くな
り、シリコン窒化膜77の消失を防ぐことは困難であ
る。
ソグラフィ工程によりITO膜72をエッチングし、さ
らにa−Si膜71をCDE(Chemical Dry Etching)
によりエッチングし、光電変換部を形成する。このとき
問題になるのは、a−Si膜71のCDE工程によりA
l配線のパッシベーション膜であるシリコン窒化膜77
がa−Si膜71と共にエッチングされてしまうことで
ある。それは、CDEによるa−Si膜71のエッチン
グ速度とシリコン窒化膜77のエッチング速度がほぼ同
じであり、エッチング選択性が全く無いことにより起こ
る。特にa−Si膜71は素子特性上その厚さが2.0
μm程度もあるため、必然的にエッチング時間が長くな
り、シリコン窒化膜77の消失を防ぐことは困難であ
る。
【0011】また、パッシベーション膜としてa−Si
膜に対してエッチング選択性のある材料を選ぶことは、
次の理由により困難である。例えばCVDによるPSG
膜をパッシベーション膜として用いると、受光領域上の
パッシベーション膜をエッチングする時に、下層膜であ
るBPSG膜とのエッチング速度とPSGのエッチング
速度がほぼ同じであるため、これらのエッチング選択性
が殆ど無く、下地平坦化膜であるBPSG膜がエッチン
グされてしまうという問題が生じる。平坦化膜68にエ
ッチングにより凹凸が形成されると、感度むらや暗時む
らが増加し画像特性が劣化する。
膜に対してエッチング選択性のある材料を選ぶことは、
次の理由により困難である。例えばCVDによるPSG
膜をパッシベーション膜として用いると、受光領域上の
パッシベーション膜をエッチングする時に、下層膜であ
るBPSG膜とのエッチング速度とPSGのエッチング
速度がほぼ同じであるため、これらのエッチング選択性
が殆ど無く、下地平坦化膜であるBPSG膜がエッチン
グされてしまうという問題が生じる。平坦化膜68にエ
ッチングにより凹凸が形成されると、感度むらや暗時む
らが増加し画像特性が劣化する。
【0012】以上のような事情により、素子の最終工程
である光電変換部の形成が終了すると、Al配線の保護
膜であるシリコン窒化膜が除去されてしまい、Al配線
がむき出しの状態になってしまうのである。本来素子の
パッシベーション膜は素子の最終工程で形成すべきもの
であるが、積層型固体撮像素子の場合は素子最上層の透
明電極の厚さが約40nmと極めて薄いこと、またa−
Si膜の特性上高温でのパッシベーション膜形成ができ
ないことにより、最終工程での形成ができないのであ
る。
である光電変換部の形成が終了すると、Al配線の保護
膜であるシリコン窒化膜が除去されてしまい、Al配線
がむき出しの状態になってしまうのである。本来素子の
パッシベーション膜は素子の最終工程で形成すべきもの
であるが、積層型固体撮像素子の場合は素子最上層の透
明電極の厚さが約40nmと極めて薄いこと、またa−
Si膜の特性上高温でのパッシベーション膜形成ができ
ないことにより、最終工程での形成ができないのであ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の積
層型固体撮像装置においては、Al配線形成時に受光領
域上に発生するSi残渣が画像欠陥の原因になるという
問題があった。また、Al配線上に形成したシリコン窒
化膜からなるパッシベーション膜が光導電膜であるa−
Si膜のエッチングにより消失し、素子形成工程終了後
にAl配線がむき出しになり素子の信頼性が低下すると
いう問題があった。
層型固体撮像装置においては、Al配線形成時に受光領
域上に発生するSi残渣が画像欠陥の原因になるという
問題があった。また、Al配線上に形成したシリコン窒
化膜からなるパッシベーション膜が光導電膜であるa−
Si膜のエッチングにより消失し、素子形成工程終了後
にAl配線がむき出しになり素子の信頼性が低下すると
いう問題があった。
【0014】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、Al配線形成時に受光
領域上で発生するSi粒残渣を完全に除去することがで
き、画像欠陥のない積層型固体撮像装置を提供すること
にある。
ので、その目的とするところは、Al配線形成時に受光
領域上で発生するSi粒残渣を完全に除去することがで
き、画像欠陥のない積層型固体撮像装置を提供すること
にある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち本発
明は、半導体基板に信号電荷蓄積部,信号電荷読み出し
部及び信号電荷転送部を形成し、かつ最上層に信号電荷
蓄積部と電気的に接続された画素電極を形成した固体撮
像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に形成され
た光導電膜と、この光導電膜上に形成された透明電極と
を備えた光導電膜積層型の固体撮像装置において、固体
撮像素子チップの受光領域を除く周辺配線領域で、画素
電極の下層のシリコン酸化膜からなる平坦化層の上にシ
リコン酸化膜以外のバッファ絶縁膜が形成され、このバ
ッファ絶縁膜上にAl配線層が形成されてなることを特
徴とする。
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち本発
明は、半導体基板に信号電荷蓄積部,信号電荷読み出し
部及び信号電荷転送部を形成し、かつ最上層に信号電荷
蓄積部と電気的に接続された画素電極を形成した固体撮
像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に形成され
た光導電膜と、この光導電膜上に形成された透明電極と
を備えた光導電膜積層型の固体撮像装置において、固体
撮像素子チップの受光領域を除く周辺配線領域で、画素
電極の下層のシリコン酸化膜からなる平坦化層の上にシ
リコン酸化膜以外のバッファ絶縁膜が形成され、このバ
ッファ絶縁膜上にAl配線層が形成されてなることを特
徴とする。
【0016】また本発明は、上記構成の固体撮像装置の
製造方法において、固体撮像素子チップの画素電極形成
の前に、シリコン酸化膜からなる平坦化層の上にシリコ
ン酸化膜以外のバッファ絶縁膜を形成し、次いでバッフ
ァ絶縁膜の上に周辺配線領域のAl配線形成のためにA
l膜を形成し、このAl膜をパターニングしてAl配線
を形成し、次いで受光領域のバッファ絶縁膜を除去した
のち、受光領域に画素電極を形成するようにした方法で
ある。
製造方法において、固体撮像素子チップの画素電極形成
の前に、シリコン酸化膜からなる平坦化層の上にシリコ
ン酸化膜以外のバッファ絶縁膜を形成し、次いでバッフ
ァ絶縁膜の上に周辺配線領域のAl配線形成のためにA
l膜を形成し、このAl膜をパターニングしてAl配線
を形成し、次いで受光領域のバッファ絶縁膜を除去した
のち、受光領域に画素電極を形成するようにした方法で
ある。
【0017】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) バッファ絶縁膜はシリコン窒化膜であること。 (2) Al配線の上に、シリコン酸化膜をパッシベーショ
ン膜として設けること。 (3) Al配線の上に、CVDによるPSGをパッシベー
ション膜として設けること。 (4) Al膜のパターニングによりAl配線を形成した後
にPSG等のパッシベーション膜を形成し、このパッシ
ベーション膜の不要部分を除去した後に、受光領域のバ
ッファ絶縁膜を除去すること。
は、次のものがあげられる。 (1) バッファ絶縁膜はシリコン窒化膜であること。 (2) Al配線の上に、シリコン酸化膜をパッシベーショ
ン膜として設けること。 (3) Al配線の上に、CVDによるPSGをパッシベー
ション膜として設けること。 (4) Al膜のパターニングによりAl配線を形成した後
にPSG等のパッシベーション膜を形成し、このパッシ
ベーション膜の不要部分を除去した後に、受光領域のバ
ッファ絶縁膜を除去すること。
【0018】
【作用】本発明によれば、平坦化層の上にバッファ絶縁
膜を形成していることから、Alのエッチングに起因す
る受光領域上のSi残渣はバッファ絶縁膜の上に形成さ
れ、このバッファ絶縁膜をエッチングするときに同時に
除去される。さらに、シリコン酸化膜からなる平坦化層
とシリコン酸化膜以外からなるバッファ絶縁膜とはエッ
チング選択比が大きく取れることから、バッファ絶縁膜
をエッチングする際に平坦化層がエッチングされる等の
不都合もない。従って、画素電極形成前にはSi残渣が
残らず、画像欠陥の原因となる画素電極間の導通は起こ
らない。
膜を形成していることから、Alのエッチングに起因す
る受光領域上のSi残渣はバッファ絶縁膜の上に形成さ
れ、このバッファ絶縁膜をエッチングするときに同時に
除去される。さらに、シリコン酸化膜からなる平坦化層
とシリコン酸化膜以外からなるバッファ絶縁膜とはエッ
チング選択比が大きく取れることから、バッファ絶縁膜
をエッチングする際に平坦化層がエッチングされる等の
不都合もない。従って、画素電極形成前にはSi残渣が
残らず、画像欠陥の原因となる画素電極間の導通は起こ
らない。
【0019】また、パッシベーション膜として設けたプ
ラズマCVDによるPSG膜を画素領域上でエッチング
する際には、シリコン窒化膜がその下層にある。シリコ
ン窒化膜とプラズマCVDによりPSG膜は十分にエッ
チング選択性があるため、下地平坦化膜であるBPSG
等のシリコン酸化膜がエッチングされてしまうという問
題が生ずることも無く、Al配線のパッシベーション膜
を形成することができる。
ラズマCVDによるPSG膜を画素領域上でエッチング
する際には、シリコン窒化膜がその下層にある。シリコ
ン窒化膜とプラズマCVDによりPSG膜は十分にエッ
チング選択性があるため、下地平坦化膜であるBPSG
等のシリコン酸化膜がエッチングされてしまうという問
題が生ずることも無く、Al配線のパッシベーション膜
を形成することができる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1)図1は本発明の第1の実施例に係わる光導
電膜積層型固体撮像装置の概略構成を示す断面図であ
る。図1において、11はp型のシリコン基板であり、
この基板11の表面層にはCCD埋め込み転送チャンネ
ルを形成するn型層12,p型の素子分離領域13,信
号を蓄積するための蓄積ダイオードを構成するn型領域
14が形成されている。
する。 (実施例1)図1は本発明の第1の実施例に係わる光導
電膜積層型固体撮像装置の概略構成を示す断面図であ
る。図1において、11はp型のシリコン基板であり、
この基板11の表面層にはCCD埋め込み転送チャンネ
ルを形成するn型層12,p型の素子分離領域13,信
号を蓄積するための蓄積ダイオードを構成するn型領域
14が形成されている。
【0021】基板11の上には、ゲート絶縁膜を介して
CCD転送電極15が形成され、その上には層間絶縁膜
16が堆積されている。ここで、転送電極15の一部は
n型領域14まで延長されており、この部分で信号電荷
読出しゲートが形成されている。層間絶縁膜16の一部
にはンタクトホールが形成され、層間絶縁膜16の上に
n型層14と接するように引出し電極17が形成されて
いる。さらに、これらの上にはBPSGからなる平坦化
膜18が堆積されている。平坦化膜18の一部にはコン
タクトホールが形成され、平坦化膜18上に引出し電極
17と接するように画素電極19が形成されている。
CCD転送電極15が形成され、その上には層間絶縁膜
16が堆積されている。ここで、転送電極15の一部は
n型領域14まで延長されており、この部分で信号電荷
読出しゲートが形成されている。層間絶縁膜16の一部
にはンタクトホールが形成され、層間絶縁膜16の上に
n型層14と接するように引出し電極17が形成されて
いる。さらに、これらの上にはBPSGからなる平坦化
膜18が堆積されている。平坦化膜18の一部にはコン
タクトホールが形成され、平坦化膜18上に引出し電極
17と接するように画素電極19が形成されている。
【0022】また、周辺領域において、平坦化膜18上
にはバッファ絶縁膜としてのシリコン窒化膜25が形成
されている。平坦化膜18及び層間絶縁膜16を貫通し
てコンタクトホールが形成され、シリコン窒化膜25上
にAl配線26が形成されている。さらに、Al配線2
6を覆うようにパッシベーション膜であるPSG膜27
が形成されている。
にはバッファ絶縁膜としてのシリコン窒化膜25が形成
されている。平坦化膜18及び層間絶縁膜16を貫通し
てコンタクトホールが形成され、シリコン窒化膜25上
にAl配線26が形成されている。さらに、Al配線2
6を覆うようにパッシベーション膜であるPSG膜27
が形成されている。
【0023】そして、これらを形成した固体撮像素子チ
ップ上には光導電膜であるa−Si膜21が堆積され、
その上には透明電極であるところのITO膜22が形成
されている。
ップ上には光導電膜であるa−Si膜21が堆積され、
その上には透明電極であるところのITO膜22が形成
されている。
【0024】次に、本実施例の固体撮像装置の製造方法
を図2,図3を参照して説明する。まず、図2(a)に
示すように、p型シリコン基板11にイオン注入等によ
りn型のCCD埋め込み転送チャネル12,p型の素子
分離領域13、及びn型の蓄積ダイオード14を形成す
る。その後、基板11上にゲート絶縁膜を介して多結晶
シリコンからなるCCD転送電極15を形成する。そし
て、層間絶縁膜16を形成した後に画素電極と蓄積ダイ
オード14を接続するための引出し電極17を形成す
る。続いて、BPSGからなる平坦化膜18を形成す
る。
を図2,図3を参照して説明する。まず、図2(a)に
示すように、p型シリコン基板11にイオン注入等によ
りn型のCCD埋め込み転送チャネル12,p型の素子
分離領域13、及びn型の蓄積ダイオード14を形成す
る。その後、基板11上にゲート絶縁膜を介して多結晶
シリコンからなるCCD転送電極15を形成する。そし
て、層間絶縁膜16を形成した後に画素電極と蓄積ダイ
オード14を接続するための引出し電極17を形成す
る。続いて、BPSGからなる平坦化膜18を形成す
る。
【0025】次いで、図2(b)に示すように、全面に
シリコン窒化膜25を堆積する。次いで、図2(c)に
示すように、絶縁膜25,18,16にコンタクト孔を
形成した後にAl膜26を堆積し、それをホトリソグラ
フィ等により選択的にエッチングする。その際、Alが
全て除去される受光領域上にはSi粒の残渣29が発生
する。
シリコン窒化膜25を堆積する。次いで、図2(c)に
示すように、絶縁膜25,18,16にコンタクト孔を
形成した後にAl膜26を堆積し、それをホトリソグラ
フィ等により選択的にエッチングする。その際、Alが
全て除去される受光領域上にはSi粒の残渣29が発生
する。
【0026】次いで、図2(d)に示すように、Al膜
26の上層にパッシベーション膜としてのPSG膜27
を堆積し、受光領域上のPSG膜27をNH4 F等のエ
ッチング液でエッチングする。その際、シリコン窒化膜
25はNH4 F液ではエッチングされないため、シリコ
ン窒化膜25の下層にあるBPSG膜18は、このエッ
チング工程では保護される。
26の上層にパッシベーション膜としてのPSG膜27
を堆積し、受光領域上のPSG膜27をNH4 F等のエ
ッチング液でエッチングする。その際、シリコン窒化膜
25はNH4 F液ではエッチングされないため、シリコ
ン窒化膜25の下層にあるBPSG膜18は、このエッ
チング工程では保護される。
【0027】次いで、図3(a)に示すように、受光領
域上のシリコン窒化膜25をエッチングする。この際、
シリコン窒化膜25上のSi残渣29はシリコン窒化膜
25と共に除去されるため、受光領域の平坦化膜18上
にはSi残渣29は全く残らない。
域上のシリコン窒化膜25をエッチングする。この際、
シリコン窒化膜25上のSi残渣29はシリコン窒化膜
25と共に除去されるため、受光領域の平坦化膜18上
にはSi残渣29は全く残らない。
【0028】次いで、図3(b)に示すように、受光領
域上に画素電極19を形成した後にa−Si膜21を堆
積し、その上層に透明電極となるITO膜22を堆積す
る。続いて、図3(c)に示すように、ホトリソグラフ
ィ等の手段により受光領域以外の透明電極22をエッチ
ングし、続いてa−Si膜21をCDE(Chemical Dry
Etching)によりエッチングする。その際、PSG膜2
7はCDEではエッチングされないためPSG膜27は
残り、Al配線26のパッシベーション膜となる。
域上に画素電極19を形成した後にa−Si膜21を堆
積し、その上層に透明電極となるITO膜22を堆積す
る。続いて、図3(c)に示すように、ホトリソグラフ
ィ等の手段により受光領域以外の透明電極22をエッチ
ングし、続いてa−Si膜21をCDE(Chemical Dry
Etching)によりエッチングする。その際、PSG膜2
7はCDEではエッチングされないためPSG膜27は
残り、Al配線26のパッシベーション膜となる。
【0029】このように本実施例では、Alのエッチン
グ時に受光領域上に発生するSi残渣29は、Alの下
層に形成されたシリコン窒化膜25の上に残るため、受
光領域上のシリコン窒化膜25をエッチングする工程に
より除去される。このため、受光領域上にはSi残渣2
9は残らない。また、Al配線26上には、受光領域の
BPSGからなる平坦化膜18を損なうことなく、パッ
シベーション膜としてPSG膜27を形成することがで
きる。従って、Si残渣に起因する画像欠陥をなくすこ
とができ、しかもAl配線のむき出しをなくして信頼性
の向上をはかることができる。
グ時に受光領域上に発生するSi残渣29は、Alの下
層に形成されたシリコン窒化膜25の上に残るため、受
光領域上のシリコン窒化膜25をエッチングする工程に
より除去される。このため、受光領域上にはSi残渣2
9は残らない。また、Al配線26上には、受光領域の
BPSGからなる平坦化膜18を損なうことなく、パッ
シベーション膜としてPSG膜27を形成することがで
きる。従って、Si残渣に起因する画像欠陥をなくすこ
とができ、しかもAl配線のむき出しをなくして信頼性
の向上をはかることができる。
【0030】なお、この実施例ではAl配線26の下層
に設ける膜としてシリコン窒化膜25を用いたが、PS
GやBPSG等のシリコン酸化膜系の膜に対して十分な
エッチング選択性を持つ膜であれば、その他の膜を用い
てもよい。また、この実施例ではAl配線26のパッシ
ベーション膜としてPSG膜を用いたが、CDEに対し
て十分にエッチング速度が遅い膜であれば、それを用い
てもよい。 (実施例2)図4は第2の実施例に係わる固体撮像装置
を示すもので、(a)は受光領域構成を示す断面図、
(b)は周辺配線領域構成を示す断面図である。基本的
な構成は図1の装置と同様であり、図4の41〜57は
図1の11〜27に対応している。
に設ける膜としてシリコン窒化膜25を用いたが、PS
GやBPSG等のシリコン酸化膜系の膜に対して十分な
エッチング選択性を持つ膜であれば、その他の膜を用い
てもよい。また、この実施例ではAl配線26のパッシ
ベーション膜としてPSG膜を用いたが、CDEに対し
て十分にエッチング速度が遅い膜であれば、それを用い
てもよい。 (実施例2)図4は第2の実施例に係わる固体撮像装置
を示すもので、(a)は受光領域構成を示す断面図、
(b)は周辺配線領域構成を示す断面図である。基本的
な構成は図1の装置と同様であり、図4の41〜57は
図1の11〜27に対応している。
【0031】本実施例の特徴とするところは引出し電極
47上の平坦化膜48上にバッファ絶縁膜55及びAl
等の配線56を形成し、図4(a)に示すように受光領
域上では配線56及び配線56の残留物及びバッファ絶
縁膜55を除去し、また図4(b)に示すように周辺配
線領域上では配線56をパターニングした後、配線56
と同一のマスクでバッファ絶縁膜55を除去している。
47上の平坦化膜48上にバッファ絶縁膜55及びAl
等の配線56を形成し、図4(a)に示すように受光領
域上では配線56及び配線56の残留物及びバッファ絶
縁膜55を除去し、また図4(b)に示すように周辺配
線領域上では配線56をパターニングした後、配線56
と同一のマスクでバッファ絶縁膜55を除去している。
【0032】平坦化膜48にはシリコン酸化膜を用い、
バッファ絶縁膜55としては平坦化膜48とエッチング
選択性のあるリン濃度の高いシリコン酸化膜を用いた。
このバッファ絶縁膜55上にはAl等の配線材料56が
スパッタされている。そして、図4(b)に示したよう
に配線56を所望のマスクを使ってパターニングし、絶
縁膜55も同一のマスクを使ってパターニングを行う。
図4(a)に示したように受光領域では絶縁膜55がエ
ッチングされると同時に配線材料中に含まれている例え
ばシリコン,銅などの残留物もオーバーハングされ除去
される。
バッファ絶縁膜55としては平坦化膜48とエッチング
選択性のあるリン濃度の高いシリコン酸化膜を用いた。
このバッファ絶縁膜55上にはAl等の配線材料56が
スパッタされている。そして、図4(b)に示したよう
に配線56を所望のマスクを使ってパターニングし、絶
縁膜55も同一のマスクを使ってパターニングを行う。
図4(a)に示したように受光領域では絶縁膜55がエ
ッチングされると同時に配線材料中に含まれている例え
ばシリコン,銅などの残留物もオーバーハングされ除去
される。
【0033】この工程により、従来の製造工程で問題に
なっていた残留物は完全に除去することができるため、
残留物が原因で発生する画像欠陥を低減することが可能
となった。また、残留物を除去する際、絶縁膜55に凹
凸が発生し、暗時むら及び感度むらの原因となることが
あるが、絶縁膜55も除去されるため、むら及び欠陥の
ない良好な画像を得ることができる。
なっていた残留物は完全に除去することができるため、
残留物が原因で発生する画像欠陥を低減することが可能
となった。また、残留物を除去する際、絶縁膜55に凹
凸が発生し、暗時むら及び感度むらの原因となることが
あるが、絶縁膜55も除去されるため、むら及び欠陥の
ない良好な画像を得ることができる。
【0034】本実施例では、絶縁膜55のみのエッチン
グを行い残留物を除去しているが、残留物を除去するた
めのエッチングを絶縁膜55のエッチング工程前に行う
ことも可能である。
グを行い残留物を除去しているが、残留物を除去するた
めのエッチングを絶縁膜55のエッチング工程前に行う
ことも可能である。
【0035】このように本実施例によれば、配線の残留
物を除去することが可能となった。しかも、素子領域内
の残留物の除去或いは配線上の絶縁膜を除去する際に、
配線下の絶縁膜がダメージを受け凹凸になることがある
が、このダメージを受けた絶縁膜も除去してしまうた
め、画素電極を均一で平坦な良好な絶縁膜の上に形成で
きるようになった。これにより、これらが原因で発生す
る暗時むら,感度むら及び画像欠陥を低減が可能とな
り、良好な画像を得ることができるようになる。 (実施例3)図5は第3の実施例に係わる固体撮像装置
を示すもので、(a)は受光領域を示す断面図、(b)
は周辺配線領域を示す断面図である。なお、図4と同一
部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略す
る。
物を除去することが可能となった。しかも、素子領域内
の残留物の除去或いは配線上の絶縁膜を除去する際に、
配線下の絶縁膜がダメージを受け凹凸になることがある
が、このダメージを受けた絶縁膜も除去してしまうた
め、画素電極を均一で平坦な良好な絶縁膜の上に形成で
きるようになった。これにより、これらが原因で発生す
る暗時むら,感度むら及び画像欠陥を低減が可能とな
り、良好な画像を得ることができるようになる。 (実施例3)図5は第3の実施例に係わる固体撮像装置
を示すもので、(a)は受光領域を示す断面図、(b)
は周辺配線領域を示す断面図である。なお、図4と同一
部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略す
る。
【0036】図5(a)(b)では、配線56をパター
ニングした後、配線56上に透明度の高い絶縁膜58、
例えばオプティカル・シリコン・ナイトライドを積層す
る。次いで、所望のマスクを用いて受光領域の絶縁膜5
8を除去する。さらに、前記マスクと同一マスクを使っ
て受光領域上の配線の残留物を絶縁膜55と選択性のあ
るエッチング方法例えばCDE法を用いて除去する。次
いで、絶縁膜55を前記マスクと同一マスクを使って受
光領域上の絶縁膜55を絶縁膜48と選択性のあるエッ
チング方法で除去する。
ニングした後、配線56上に透明度の高い絶縁膜58、
例えばオプティカル・シリコン・ナイトライドを積層す
る。次いで、所望のマスクを用いて受光領域の絶縁膜5
8を除去する。さらに、前記マスクと同一マスクを使っ
て受光領域上の配線の残留物を絶縁膜55と選択性のあ
るエッチング方法例えばCDE法を用いて除去する。次
いで、絶縁膜55を前記マスクと同一マスクを使って受
光領域上の絶縁膜55を絶縁膜48と選択性のあるエッ
チング方法で除去する。
【0037】この工程により、従来の製造工程で問題に
なっていた残留物は完全に除去することができるため、
残留物が原因で発生する画像欠陥を低減することが可能
となった。また、絶縁膜58及び残留膜を除去する際、
絶縁膜55に凹凸が発生し、暗時むら及び感度むらの原
因となることがあるが、絶縁膜55も除去されるため、
むら及び欠陥のない良好な画像を得ることができる。
なっていた残留物は完全に除去することができるため、
残留物が原因で発生する画像欠陥を低減することが可能
となった。また、絶縁膜58及び残留膜を除去する際、
絶縁膜55に凹凸が発生し、暗時むら及び感度むらの原
因となることがあるが、絶縁膜55も除去されるため、
むら及び欠陥のない良好な画像を得ることができる。
【0038】本実施例では絶縁膜58と残留物を同時に
除去することもできる。また、絶縁膜55を除去する際
に残留物もオーバーハングされるので、残留物を除去す
る工程を省略することもできる。これらの実施例にあっ
ても、前述した実施例と同様の効果を得ることができ
る。
除去することもできる。また、絶縁膜55を除去する際
に残留物もオーバーハングされるので、残留物を除去す
る工程を省略することもできる。これらの実施例にあっ
ても、前述した実施例と同様の効果を得ることができ
る。
【0039】また、図4(a)の絶縁膜48を形成する
際に、平坦化してからこの絶縁膜48の表面をエッチン
グするが、このエッチング工程を省略し、配線の残留物
を除去してから絶縁膜48の表面をエッチングすること
も可能である。この工程により、前記と同じ効果を得る
ことができる。また、絶縁膜48の表面をエッチングす
る工程は配線のパターニング後に行い、オーバーハング
により配線の残留物を除去する方法や絶縁膜57をパタ
ーニングした後に絶縁膜48の表面をエッチングするこ
とも可能である。これらの工程により、前記と同様の効
果を得ることができる。なお、本発明は上述した各実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
際に、平坦化してからこの絶縁膜48の表面をエッチン
グするが、このエッチング工程を省略し、配線の残留物
を除去してから絶縁膜48の表面をエッチングすること
も可能である。この工程により、前記と同じ効果を得る
ことができる。また、絶縁膜48の表面をエッチングす
る工程は配線のパターニング後に行い、オーバーハング
により配線の残留物を除去する方法や絶縁膜57をパタ
ーニングした後に絶縁膜48の表面をエッチングするこ
とも可能である。これらの工程により、前記と同様の効
果を得ることができる。なお、本発明は上述した各実施
例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。
【0040】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、固
体撮像素子チップの受光領域を除く周辺配線領域におい
て、画素電極の下層のシリコン酸化膜からなる平坦化層
の上にシリコン酸化膜以外のバッファ絶縁膜を形成し、
このバッファ絶縁膜上にAl配線層を形成することによ
り、Al配線形成時に受光領域上で発生するSi粒残渣
を完全に除去することができ、画像欠陥のない積層型固
体撮像装置を実現することが可能となる。また、Al配
線上に保護膜を確実に形成することができるため、信頼
性の高い固体撮像装置を得ることができる。
体撮像素子チップの受光領域を除く周辺配線領域におい
て、画素電極の下層のシリコン酸化膜からなる平坦化層
の上にシリコン酸化膜以外のバッファ絶縁膜を形成し、
このバッファ絶縁膜上にAl配線層を形成することによ
り、Al配線形成時に受光領域上で発生するSi粒残渣
を完全に除去することができ、画像欠陥のない積層型固
体撮像装置を実現することが可能となる。また、Al配
線上に保護膜を確実に形成することができるため、信頼
性の高い固体撮像装置を得ることができる。
【図1】第1の実施例に係わる積層型固体撮像装置の概
略構成を示す断面図。
略構成を示す断面図。
【図2】第1の実施例における固体撮像装置の製造工程
の前半を示す断面図。
の前半を示す断面図。
【図3】第1の実施例における固体撮像装置の製造工程
の後半を示す断面図。
の後半を示す断面図。
【図4】第2の実施例に係わる固体撮像装置の受光領域
及び配線領域を示す断面図。
及び配線領域を示す断面図。
【図5】第3の実施例に係わる固体撮像装置の受光領域
及び配線領域を示す断面図。
及び配線領域を示す断面図。
【図6】従来の積層型固体撮像装置の概略構成を示す断
面図。
面図。
【図7】従来の積層型固体撮像装置の製造工程を示す断
面図。
面図。
11…p型シリコン基板 12…n型CCD埋込み転送チャネル 13…p型素子分離領域 14…n型蓄積ダイオード 15…CCD転送電極 16…層間絶縁膜 17…引出し電極 18…BPSG膜(平坦化膜) 19…画素電極 21…a−Si膜(光導電膜) 22…ITO膜(透明電極) 25…シリコン窒化膜(バッファ絶縁膜) 26…Al膜(Al配線) 27…PSG膜(パッシベーション膜) 29…Si残渣
フロントページの続き (72)発明者 大澤 慎治 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 松長 誠之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 井上 郁子 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (2)
- 【請求項1】半導体基板に信号電荷蓄積部,信号電荷読
み出し部及び信号電荷転送部を形成し、かつ最上層に信
号電荷蓄積部と電気的に接続された画素電極を形成した
固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に形
成された光導電膜と、この光導電膜上に形成された透明
電極とを備えた光導電膜積層型の固体撮像装置におい
て、 前記固体撮像素子チップの受光領域を除く周辺配線領域
で、前記画素電極の下層のシリコン酸化膜からなる平坦
化層の上にシリコン酸化膜以外のバッファ絶縁膜が形成
され、このバッファ絶縁膜上にAl配線層が形成されて
なることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】半導体基板に信号電荷蓄積部,信号電荷読
み出し部及び信号電荷転送部を形成し、かつ最上層に信
号電荷蓄積部と電気的に接続された画素電極を形成した
固体撮像素子チップと、この固体撮像素子チップ上に形
成された光導電膜と、この光導電膜上に形成された透明
電極とを備えた光導電膜積層型の固体撮像装置の製造方
法において、 前記固体撮像素子チップの画素電極形成の前に、シリコ
ン酸化膜からなる平坦化層の上にシリコン酸化膜以外の
バッファ絶縁膜を形成する工程と、バッファ絶縁膜の上
に周辺配線領域のAl配線形成のためにAl膜を形成
し、このAl膜をパターニングしてAl配線を形成する
工程と、受光領域のバッファ絶縁膜を除去したのち、受
光領域に画素電極を形成する工程とを含むことを特徴と
する固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156455A JPH07142689A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156455A JPH07142689A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07142689A true JPH07142689A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=15628130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156455A Pending JPH07142689A (ja) | 1993-06-28 | 1993-06-28 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07142689A (ja) |
-
1993
- 1993-06-28 JP JP5156455A patent/JPH07142689A/ja active Pending
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