JPH0818025A

JPH0818025A - 固体撮像素子

Info

Publication number: JPH0818025A
Application number: JP6170473A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Hokari; 泰明穂苅
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2755176B2; KR960002876A; KR100222771B1; US5654565A

Abstract

(57)【要約】【目的】放射線照射によって絶縁膜中に生成される電
子／正孔対を速やかに消滅させ、画像に白傷が発生する
ことのないようにする。【構成】ｐ型ウェル２１内にフォトダイオードとなる
ｎ型不純物領域１３とＣＣＤチャネルとなるｎ型不純物
領域１５を形成し、基板上に電荷転送電極４１、遮光膜
５１、第１の絶縁膜３１、第２の絶縁膜３３、ＢＰＳＧ
膜３５および第３の絶縁膜３７を形成する。ＢＰＳＧ膜
３５は、高濃度にリンを含む膜であり、電荷転送電極に
よって形成される段差を埋め込むように形成される。【作用】ＢＰＳＧ膜３５で生成された電子／正孔対は
この膜中に多量に存在する再結合中心によって消滅せし
められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子に関し、
放射線等の高エネルギー粒子の照射により生じる画像傷
（白傷）の発生を防止もしくは低減化する手段を具備し
た固体撮像素子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の固体撮像素子の概略の構
成を示す平面図である。同図において、１は光電変換を
行うフォトダイオード、５はフォトダイオード内に蓄積
された信号電荷を読み出すＭＯＳトランジスタ、２は読
み出された信号電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣＤレ
ジスタ、３は垂直ＣＣＤレジスタ２から転送されてきた
信号電荷を水平方向に転送する水平ＣＣＤレジスタ、４
は水平ＣＣＤレジスタ３より転送されてくる信号電荷を
電圧信号に変換して出力する出力部である。

【０００３】この固体撮像素子は次のように動作する。
光学系（図示なし）を介してフォトダイオード１に入射
された光は、ここで光電変換される。光電変換により生
成された信号電荷はフォトダイオード内に蓄積される。
所定の時間（例えば、１／６０秒）フォトダイオード１
内において信号電荷の蓄積が続けられた後、この信号電
荷はＭＯＳトランジスタ５を動作させることにより垂直
ＣＣＤレジスタ２に矢印Ａ方向に一斉に読み出される。
垂直ＣＣＤレジスタ２は、読み出した信号電荷を１水平
走査期間毎に１単位ずつ矢印Ｂ方向に転送する。これに
より、水平ＣＣＤレジスタ３は１水平走査期間毎に１ラ
イン分の信号電荷を並列に受ける。水平ＣＣＤレジスタ
３は、この信号電荷を１水平期間をかけて出力部４へ向
けて転送し、出力部からは入射光に応じた映像信号が出
力される。

【０００４】図７は、図６のＸ−Ｘ線での断面図であ
る。図７において、１１はｎ型半導体基板、１３はフォ
トダイオードとなるｎ型不純物領域、１５はＣＣＤチャ
ネルとなるｎ型不純物領域、２１はｐ型ウェル領域、２
３は、素子分離領域として機能する高濃度ｐ型不純物領
域、２５はＳｉ／ＳｉＯ₂ 界面で発生する電流を抑制す
べくｎ型不純物領域１３の表面に設けられた高濃度ｐ型
不純物領域、３１はシリコン酸化膜からなる第１の絶縁
膜、３６はシリコン酸化膜等からなる第２の絶縁膜、３
８はシリコン酸化膜等からなる第３の絶縁膜、４１は多
結晶シリコンからなる電荷転送電極、５１はＣＣＤチャ
ネルであるｎ型不純物領域１５への光の侵入を防止する
べく設けられた遮光膜、６１は平坦化樹脂膜、７１はフ
ォトダイオードを構成するｎ型不純物領域１３に光を集
光するマイクロレンズ、８１はフォトダイオードに入射
する光の光路を示す。

【０００５】図７に示された構造の素子において、ｎ型
不純物領域１３とｐ型ウェル領域２１とでｐｎ接合のフ
ォトダイオードを構成しており、ｎ型不純物領域１３に
光路８１に添って入射した光はここで光電変換されそれ
により生成された電子はこのｎ型不純物領域１３に蓄積
される。電荷転送電極４１は、ｎ型不純物領域１３、１
５をソース、ドレインとするＭＯＳトランジスタのゲー
トを構成しており、電荷転送電極４１に１０〜１５Ｖの
電圧パルスを加えることによりフォトダイオード（１
３）に蓄積された電子がＣＣＤチャネル（１５）に読み
出される。しかる後に紙面に垂直方向に並べられた電荷
転送電極４１の電極群に位相の異なる−５〜−１０Ｖの
電圧パルスを次々に加えることにより、ＣＣＤチャネル
１５内を紙面に垂直方向に電子を転送する。

【０００６】第２の絶縁膜３６には、通常はシリコン酸
化膜が用いられる。また遮光膜５１にはアルミニウムや
タングステン等の金属膜、あるいはＭｏＳｉやＷＳｉ等
のシリサイド膜が用いられる。この遮光膜は、この図に
は表示されていないが装置の周辺部では配線にも用いら
れる。第２の絶縁膜３６の表面に段差の大きな部分があ
ると、遮光膜や配線に断線を生じやすくまたエッチング
残りが発生しやすいため、装置の製造歩留りを低下させ
る。これを防ぐために、例えば、特開平４−２１８９６
５号公報の図５に示されるように、第２の絶縁膜３６と
してＢＰＳＧ膜を用いることが行われる。ＢＰＳＧ膜は
ＳｉＯ₂ にボロンとリンを含ませた膜であり、８００℃
〜９００℃の温度を加えると軟化し流動化する性質があ
る。したがって、ＢＰＳＧ膜を用い熱処理を施すことに
より、段差を埋め込み、段差部の端部の形状をなだらか
にすることができるため、配線層等の金属膜の段切れを
防止することができる。すなわち、ＢＰＳＧ膜は従来の
固体撮像素子では遮光膜の下部に設けられる点に特徴が
ある。

【０００７】ＢＰＳＧ膜はリンやボロンの含有量を多く
するほど流動化しやすく、表面をより滑らかな膜形状と
することができる。しかし含有量が多いとこのＢＰＳＧ
膜の下層に設けられた第１の絶縁膜３１にリンやボロン
が拡散し、膜を突き抜けてＳｉ基板表面まで拡散するた
め、半導体装置の動作を不能に至らしめる。この現象
は、第１の絶縁膜の厚さやＢＰＳＧ膜のボロン／リン濃
度に依存している。よって、通常は第１の絶縁膜は０．
１〜０．３μｍに、ＢＰＳＧ膜のリンやボロンの含有量
は２〜５％に設定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで固体撮像素子
では、素子にＸ線や放射線などの高エネルギー粒子が照
射されると画像傷が発生する。この画像傷はモニタ画面
上に白い点状に発生し、これは特定の画素で暗電流が多
く発生することが原因している。放射線などの高エネル
ギー粒子が照射される環境の例としては、医療関係に用
いられるＸ線撮影装置や放射線治療装置の監視カメラ、
原子炉の監視カメラ、あるいは宇宙空間での観測カメラ
などが挙げられる。このような白傷は撮像装置の画質を
著しく損なうことから、ある程度の放射線照射があって
も画像傷が発生しない耐性を持った固体撮像素子が望ま
れていた。

【０００９】而して、固体撮像素子において高エネルギ
ー粒子の照射によって白傷が発生するメカニズムについ
ては従来必ずしも明らかではなかった。一方で、一般の
半導体集積回路装置では、高エネルギー粒子の照射によ
りフィールド酸化膜の素子分離能力が低下しリーク電流
が増大することが知られていた〔例えば、昭和６０年
（1985）春季応用物理学会講演予稿集５０３頁講演番
号29p-D-9 〕。フィールド酸化膜での放射線照射による
特性劣化のメカニズムは以下のように考えられている。

【００１０】高エネルギー粒子が半導体集積回路装置に
入射すると、酸化膜中およびＳｉ中において電子／正孔
対が発生する。このうちＳｉ中で発生した電子や正孔は
拡散によりＳｉ中を数１０μｍ移動するが、やがて再結
合し消滅する。よって、永久的な損傷は残らないため、
長期的には問題とならない。一方、酸化膜中で発生した
電子／正孔対では、一部は直ちに再結合して消滅する
が、正孔の一部は酸化膜中に補足される。電子／正孔対
のうち、電子は移動度が大きいため速やかに膜外に移動
し易いのに対し正孔は移動度が小さく酸化膜中に留まる
時間が長いため酸化膜中の捕獲準位に捕獲されやすいか
らである。また、膜中を移動してＳｉ／ＳｉＯ₂ 界面に
至った正孔は、Ｓｉの未結合手を形成し界面準位を増大
させる。

【００１１】膜中に捕獲された正孔はフィールド酸化膜
下のしきい値を低下させてその素子分離能力を劣化させ
る。また界面準位の増加によって界面発生電流を増加さ
せる。酸化膜中での電子／正孔対の発生量は酸化膜厚に
ほぼ比例するため、厚い酸化膜によって構成されるフィ
ールド酸化膜において高エネルギー粒子照射の影響は強
く現れる。

【００１２】図７に示されるように、固体撮像素子の画
素領域においては通常フィールド酸化膜は形成されな
い。しかし、遮光膜開口部、すなわちフォトダイオード
上には相当に厚い（０．５〜１μｍ程度）酸化膜が形成
される。従って、固体撮像装置における放射線照射によ
る白傷発生の原因は上記フィールド酸化膜における不良
発生のメカニズムと同等の現象が発生するためと本発明
者は類推した。すなわち、高エネルギー粒子の照射によ
りフォトダイオード上に形成された厚い酸化膜内に正孔
が捕らえられ、またＳｉ／ＳｉＯ₂ 界面の界面準位が増
加する。酸化膜中に捕えられた正孔はフォトダイオード
を埋め込み型とするための高濃度ｐ型不純物領域２５を
空乏化させる。また、Ｓｉ／ＳｉＯ₂ 界面での界面準位
の増加も暗電流を増大させる。その結果、高エネルギー
粒子の照射された画素部分に白傷が発生するするものと
推定した。

【００１３】したがって、本発明の解決すべき課題は、
高エネルギー粒子の照射によりフォトダイオード上の酸
化膜内に発生した電子／正孔対を速やかに再結合させる
ことである。この結果、酸化膜中に捕獲される正孔を抑
制するとともにＳｉ／ＳｉＯ₂ 界面での界面準位の増加
を抑制し、このことにより、高エネルギー粒子照射によ
る映像画面上での白傷の発生を抑制しようとするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、光電変換を行いこれにより得た信
号電荷を蓄積しておく複数のフォトダイオード（１３）
と、前記フォトダイオード内に蓄積された信号電荷を読
み出すＭＯＳトランジスタ（５）と、この信号電荷を転
送するＣＣＤレジスタ（１５）と、前記フォトダイオー
ド上に開口を有する遮光膜（５１）と、前記遮光膜の下
層に形成された第１の絶縁膜（３１）と、前記遮光膜の
上層に形成された第２、第３の絶縁膜（３３、３５）
と、を備える固体撮像素子において、前記第１、第２の
絶縁膜はリンが故意にドープされてはいない膜であり、
前記第３の絶縁膜はリンを高濃度に含有するＰＳＧ膜も
しくはリンとボロンを高濃度に含有するＢＰＳＧ膜であ
り、かつ、前記ＰＳＧ膜または前記ＢＰＳＧ膜は前記遮
光膜の開口部に形成された凹みを埋め込んでいることを
特徴とする固体撮像素子、が提供される。

【００１５】

【作用】本発明による固体撮像素子では、遮光膜の開口
部が厚くかつ高濃度にリンを含むＢＰＳＧ膜またはＰＳ
Ｇ膜（以下、両者を合わせてＢＰＳＧ膜等と記すことが
ある）によって埋め込まれる。リン含有量の高いＢＰＳ
Ｇ膜等には高密度に再結合中心が含まれているため、放
射線照射によって生成された電子／正孔対は効果的に消
滅せしめられる。その結果、捕獲される正孔が少なくな
りその影響は軽微なものとなる。

【００１６】図５は、本発明者による実験結果であり、
酸化膜中のリン濃度と、ＭＯＳ容量に定量の放射線を照
射した後のフラットバンド電圧の変化量（ΔＶ_FB）の関
係を示す。同図に示されるように、ＢＰＳＧ膜において
もＰＳＧ膜においてもリン濃度の増加とともに直線的に
ΔＶ_FBが減少し１０モル％でほぼ０Ｖとなる。ＢＰＳＧ
膜ではリンの外にボロンも含まれているため（この例で
はＢ₂ Ｏ₃ が１０モル％）、同一のリン濃度に対してＰ
ＳＧ膜よりもΔＶ_FBを低く抑えることができる。本発明
者の実験によれば、Ｐ₂ Ｏ₅ のモル濃度が、５％以上の
ＰＳＧ、あるいはＰ₂ Ｏ₅ とＢ₂ Ｏ₃ の合計モル濃度が
５％以上のＢＰＳＧであれば、実用上問題のない程度に
白傷の発生を抑制できることが、またそれぞれ１０モル
％以上であればほぼ完全に抑制しうることが明らかとな
った。

【００１７】本発明によれば、ＢＰＳＧ膜等とシリコン
基板との間にはリンが故意にはドープされていない絶縁
膜が形成される。このリンドープされない絶縁膜の作用
・効果は、高濃度にリンを含有するＢＰＳＧ膜等からリ
ンやボロン等の不純物がシリコン基板へ拡散するのを防
止する効果である。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。［第１の実施例］図１は、本発明の第１の実施例の１画
素部分の断面図である。同図において、１１はｎ型半導
体基板、１３はフォトダイオードとなるｎ型不純物領
域、１５はＣＣＤチャネルとなるｎ型不純物領域、２１
はｐ型ウェル領域、２３は素子を分離する高濃度ｐ型不
純物領域、２５はＳｉ／ＳｉＯ₂ 界面で発生する電流を
抑制すべくｎ型不純物領域１３の表面に設けられた高濃
度ｐ型不純物領域、３１はシリコン酸化膜からなる第１
の絶縁膜、３３はシリコン酸化膜（ＳｉＯ₂ ）、シリコ
ン窒化膜（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）、シリコン酸化・窒化膜（Ｓｉ
ＯＮ）等からなる第２の絶縁膜、３５は高濃度にリンを
含むＢＰＳＧ膜、３７はシリコン酸化膜、シリコン窒化
膜、シリコン酸化・窒化膜等からなる第３の絶縁膜、４
１は多結晶シリコンからなる電荷転送電極、５１はＣＣ
Ｄチャネルであるｎ型不純物領域１５への光の侵入を防
止するべく設けられた遮光膜、６１は平坦化樹脂膜、７
１はフォトダイオードを構成するｎ型不純物領域１３に
光を集光するマイクロレンズである。ここで、ｎ型不純
物領域１５と電荷転送電極４１とによって垂直ＣＣＤレ
ジスタが構成されている。

【００１９】本実施例においては、電荷転送電極４１上
にはシリコン酸化膜からなる第１の絶縁膜３１が設けら
れ、その上には遮光膜５１が設けられる。特開平４−２
１８９６５号公報にて示された従来例では、電荷転送電
極４１と遮光膜５１との間にＢＰＳＧ膜が設けられた
が、この膜が厚く形成されるとフォトダイオード（１
３）に入射する光のうち、斜め方向から入射する光がｐ
型ウェル２１に侵入しやすくなる。この侵入光によって
生成された電荷がＣＣＤチャネル（１５）に洩れ込むと
偽信号（スミア）となり、撮像画面では白い縦すじとな
って観察され、固体撮像素子の画質を著しく損なう。本
発明による固体撮像素子では、このスミアを低減するた
めに電荷転送電極４１と遮光膜５１との間の絶縁膜を例
えば０．１〜０．２μｍ程度に薄く形成する。

【００２０】電荷転送電極４１と遮光膜５１との間にＢ
ＰＳＧ膜を設けないと、絶縁膜表面の段差の大きい個所
で遮光膜５１が断線したりエッチング残りが生じたりし
やすくなる。これに対してはポリシリコンからなる電荷
転送電極４１の端部形状を台形に形成したり膜厚を薄く
するなどの対策を行うことで問題点は防止できる。しか
し、本発明においては当該部分に５００〜１０００Å程
度の薄いＢＰＳＧ膜を使用することは妨げない。

【００２１】また、本実施例では、遮光膜５１の上部に
は第２の絶縁膜３３が設けられ、その上に遮光膜開口部
の凹みを埋め込みさらに遮光膜上を平坦に覆うＢＰＳＧ
膜３５が設けられている。本実施例では、このＢＰＳＧ
膜を、例えばＳｉとＯを含む有機材料にリンやボロンを
含ませた液体材料となし、塗布法により形成した。従っ
て、フォトダイオード上の段差部（凹み）が１μｍと大
きくてもこれを完全に埋め込んで平坦化することができ
る。しかる後に４００〜５００℃の温度で熱処理し、溶
剤を揮発乾燥させて形成する。このような手法で形成し
た膜は、熱処理温度が低いために吸湿性が大きい。この
ため、ＢＰＳＧ膜の表面には、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、Ｓｉ
ＯＮ等の材料からなる第３の絶縁膜３７がカバー膜とし
て設けられこれを保護している。また、本実施例では、
遮光膜上には、遮光膜開口部の凹みを埋め表面が平坦に
なされたＢＰＳＧ膜が形成されるため、次工程で設ける
平坦化樹脂膜６１の形成が容易となり工程が簡略化され
る利点を有する。

【００２２】［第２の実施例］図２は、本発明の第２の
実施例を示す断面図である。同図において、図１に示し
た先の実施例と同等の部分には同一の参照番号が付せら
れているので重複する説明は省略する。本実施例の図１
に示した第１の実施例と相違するする点は、ＢＰＳＧ膜
３５が遮光膜の開口部に形成された凹み部分にのみ形成
されている点である。本実施例においても、フォトダイ
オード上に形成される厚い酸化膜がＢＰＳＧ膜３５にな
されたことにより、放射線照射による白傷発生を防止す
る作用・効果を果たすことができる。

【００２３】図３は、図２に示される第２の実施例の製
造工程のうちＢＰＳＧ膜３５の製造過程部分を示した工
程順断面図である。図を簡単にするために、図３におい
て、半導体基板上での各領域の図示は省略されている。
まず、半導体基板上に電荷転送電極４１と第１の絶縁膜
３１とが形成される。図示されてはいないが電荷転送電
極は２層のポリシリコンにより形成されるため、電荷転
送電極形成後には、フォトダイオード上には大きな段差
の凹みが形成される。次いで、フォトダイオード上に開
口を有する遮光膜５１が形成され、続いて、第２の絶縁
膜３３が形成される〔図３（ａ）〕。

【００２４】次に、ＢＰＳＧ膜３５が気相成長法で形成
される〔図３（ｂ）〕。形成されるＢＰＳＧ膜３５の膜
厚は、少なくともフォトダイオード上の段差と同程度、
即ち０．５〜１μｍの厚さに設けられる。遮光膜５１と
して金属が用いられた場合には、成長温度は４００〜５
００℃程度で形成する必要があり、このような低温では
膜の被覆性が悪く凹み部の側壁がオーバ−ハング形状と
なる。

【００２５】次に、ＢＰＳＧ膜３５の表面にフォトレジ
スト膜９１を塗布する。この時、フォトダイオード上の
凹み部がフォトレジストで埋め込まれ、フォトレジスト
表面が平坦となる〔図３（ｃ）〕。しかる後に、ドライ
エッチング装置を用いてフォトレジスト膜を表面側から
一様に除去を進め、むきだしとなったＢＰＳＧ膜部分を
含めてさらに除去を進めることにより、フォトダイオー
ド上の凹みにＢＰＳＧ膜３５が埋め込まれる〔図３
（ｄ）〕。このエッチバック法による平坦化法に代え、
研磨法を用いてＢＰＳＧ膜３５の凸部を除去するように
してもよい。この後に、第３の絶縁膜３７と平坦化樹脂
膜６１が順次設けられ、図２に示される構造に形成され
る。その後に、ランプ加熱法により７００℃程度の温度
で短時間の熱処理を行うことにより、ＢＰＳＧ膜を流動
化させるようにしてもよい。

【００２６】遮光膜５１としてシリサイド膜が用いられ
た場合には、図３（ｂ）に示されるようにＢＰＳＧ膜を
気相成長法により形成した後に、８００〜９００℃で熱
処理を行うことでフォトダイオードの上の凹みを平坦化
してもよい。この場合には、遮光膜５１上のＢＰＳＧ膜
が流動化してフォトダイオード上の凹みに流れ込むた
め、ＢＰＳＧ膜は凹みの深さよりも少ない０．５〜０．
８μｍの厚さに設ければよい。熱処理後にはＢＰＳＧ膜
は第２の絶縁膜３３の平坦部表面にも残るが、これを残
したままとしておくこともできあるいは先に述べたドラ
イエッチング法により除去するようにしてもよい。

【００２７】［第３の実施例］図４は、本発明の第３の
実施例を示す断面図である。同図において、図１に示し
た第１の実施例と同等の部分には同一の参照番号が付せ
られているので重複する説明は省略する。本実施例の図
１に示した第１の実施例と相違するする点は、遮光膜５
１上およびフォトダイオード上に各遮光膜を接続する透
明導電膜５５が形成されている点である。

【００２８】この透明導電膜５５は、ＢＰＳＧ膜を設け
たことによる電気特性の不安定性を防止する目的で設け
た膜であり、遮光膜５１とは電気的に接続され所定の電
圧例えば０Ｖ近辺の電圧にバイアスされる。導電体膜５
５は、フォトダイオードに入射する光を減じないよう、
出来る限り透明である必要があり、例えば膜厚が２００
〜５００Åのポリシリコン膜あるいは酸化スズもしくは
ＩＴＯ等の透明導電体を用いて形成される。この透明導
電膜５５を設けたことにより、基板表面に向かって移動
する正孔をこれにより補足することができるため、図１
乃至図３に示した構造のものに比べより多量のガンマ線
の照射に対して白傷の発生を抑制できる。また、この導
電体膜を設けたことにより電気特性の変動を抑制し一層
の動作の安定化を図ることができる。

【００２９】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるされるものではな
く、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内において各種の
変更が可能である。例えば、実施例では、高密度に再結
合中心を含む酸化膜としてＢＰＳＧ膜を用いていたがこ
れに代えＰＳＧ膜を用いることができる。また、実施例
では、エリア型の固体撮像素子について説明したが本発
明はリニア型のものにも適用が可能なものである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による固体
撮像素子は、フォトダイオード上に絶縁膜を介して高濃
度にリンのドープされたＢＰＳＧ膜あるいはＰＳＧ膜を
設けたものであるので、本発明によれば、Ｘ線、ガンマ
線あるいはアルファ線などの高エネルギー粒子の照射時
に発生する電子／正孔対を速やかに消滅させることがで
きるようになる。したがって、本発明によれば、フォト
ダイオード上の絶縁膜中に捕獲される正孔の密度を低減
化することができるとともにＳｉ／ＳｉＯ₂ 界面におけ
る界面準位の増加を抑制することができる。そのため、
暗電流の発生を低く抑えることができるようになり、放
射線照射による白傷発生を著しく抑制することができ
る。したがって、人間が長時間滞在することのできない
厳しい環境での監視カメラや宇宙における観測用カメラ
の長寿命化・高信頼化を実現することができる。

【００３１】さらに、ＢＰＳＧ膜あるいはＰＳＧ膜を形
成した後の素子表面を平坦にできるため、平坦化樹脂膜
の形成が容易となり工程が簡略化され、したがって、製
造コストを低減化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の断面図。

【図２】本発明の第２の実施例の断面図。

【図３】本発明の第２の実施例の製造方法を説明するた
めの工程断面図

【図４】本発明の第３の実施例の断面図。

【図５】本発明の作用を説明するためのリン濃度とフラ
ットバンド変化量との関係を示すグラフ。

【図６】固体撮像素子の概略平面図。

【図７】従来例の断面図。

【符号の説明】

１フォトダイオード２垂直ＣＣＤレジスタ３水平ＣＣＤレジスタ４出力部５ＭＯＳトランジスタ１１ｎ型半導体基板１３、１５ｎ型不純物領域２１ｐ型ウェル２３、２５高濃度ｐ型不純物領域３１第１の絶縁膜３３、３６第２の絶縁膜３５ＢＰＳＧ膜３７、３８第３の絶縁膜４１電荷転送電極５１遮光膜５５透明導電膜６１平坦化樹脂膜７１マイクロレンズ８１光路９１フォトレジスト膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換を行いこれにより得た信号電荷
を蓄積しておく複数のフォトダイオードと、前記フォト
ダイオード内に蓄積された信号電荷を読み出しこれを転
送するＣＣＤレジスタと、前記フォトダイオード上に開
口を有する遮光膜と、前記遮光膜の下層に形成された第
１の絶縁膜と、前記遮光膜の上層に形成された第２の絶
縁膜と、を備える固体撮像素子において、前記第１の絶縁膜はリンが故意にドープされてはいない
膜を主体としており、前記第２の絶縁膜はリンを高濃度
に含有するＢＰＳＧ膜またはＰＳＧ膜を含む膜であり、
かつ、前記ＢＰＳＧ膜または前記ＰＳＧ膜は前記フォト
ダイオード上に形成された凹みを埋め込んでいることを
特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】前記ＢＰＳＧ膜または前記ＰＳＧ膜が、
合計モル濃度で５モル％以上のＰ₂ Ｏ₅ とＢ₂ Ｏ₃ を含
むかあるいは５モル％以上のＰ₂ Ｏ₅ を含んでいること
を特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】前記第２の絶縁膜が、ＢＰＳＧ膜または
ＰＳＧ膜およびその下層に形成されたリンが故意にドー
プされてはいない絶縁膜を含む膜であることを特徴とす
る請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項４】前記第２の絶縁膜が、ＢＰＳＧ膜または
ＰＳＧ膜およびその上層に形成されたリンが故意にドー
プされてはいない絶縁膜を含む膜であることを特徴とす
る請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項５】前記遮光膜の上層に該遮光膜に接して透
明な導電膜が形成されていることを特徴とする請求項１
記載の固体撮像素子。