用于制造固态图像捕获元件的方法

专利名称：用于制造固态图像捕获元件的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造固态图像捕获元件的方法，所述固态图像捕获元件由用 于对来自对象的图像光执行光电转换并且捕获其图像的半导体元件构成。
背景技术：
上述类型的常规的固态图像捕获元件例如被用于电子信息设备，比如数字照相机 (例如数字视频照相机或数字静像照相机)、图像输入照相机(比如监控照相机)、扫描仪、传 真机、电视电话设备、以及配备有照相机的蜂窝电话设备。在所述常规的固态图像捕获元件 中，利用等离子CVD方法在包括光电二极管(PD)、传输门(TG)和CXD在内的元件的整个表 面上形成作为钝化膜的SiN膜；并且通过加热对其执行烧结处理。这样就可以抑制光电二 极管表面上的暗电流，其中所述光电二极管充当构成每个像素的光电转换部分(光接收部 分)。在参考文献1中的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中公开了上述方法。在参考文献1中，在400°C的低温下，利用减压CVD方法在包括光电二极管(PD)、 传输门(TG)和CCD在内的元件的整个表面上形成膜厚度例如为5000到6000埃的PSG膜以 作为用于表面保护的第一钝化膜。在所述PSG (磷硅酸盐玻璃)膜上，例如通过利用了 SiH4 和氨(NH3)气的常规等离子CVD方法形成膜厚度为3000到5000埃的氮化硅膜(Si3N4膜) (即等离子SiN膜)以作为第二钝化膜。利用所述等离子CVD方法，有可能在低温下通过等 离子体分解各种组成气体以形成所述膜。如果在下层中有诸如Cu线或Al线之类的金属 线，则这些金属线将在500°C或更高的高温下熔化。因此，对应于所述等离子CVD方法的膜 形成温度可以被设置为300到400°C的低温。如上所述，可以利用等离子CVD方法形成SiN 钝化膜并且对其执行烧结处理，从而可以抑制光电二极管表面上的暗电流。参考文献1 日本特许公开No. 63-185059。

发明内容
然而，在上述的常规技术中存在以下问题当把有利地嵌入在线间的HDP膜用作 层间绝缘膜时，随着电线变得更细，取决于所述HDP膜的膜形成条件，信号可能会由于暗电 流而恶化，并且细微白缺陷可能会增加，从而导致画面质量发生恶化。本发明打算解决上述的常规问题。本发明的目的是提供一种用于制造固态图像捕 获元件的方法，其能够抑制由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增加，并且能 够防止画面质量发生恶化，即使当把在精细布线之间具有有利的嵌入能力的HDP膜用作层 间绝缘膜时也是如此。根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法包括光接收元件形成步 骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换并且捕获其图像的多个光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的 每个电荷传输部分；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述 光接收元件和所述电荷传输部分的传输门上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；第一 接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜中形成每个第一接触插头，所述每个接触插头与 所述电荷传输部分的传输门以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区中的每个相连；第一 布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜上形成每个第一布线部分，以便与所述每个第一 接触插头相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把所述沉积温度控制在365°C或以下，在所述 第一 HDP膜和所述每个第一布线部分上形成第二 HDP膜以作为第二层间绝缘膜；第二接触 插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜中形成每个第二接触插头，所述每个第二接触插头与 所述每个第一布线部分相连；第二布线部分形成步骤，即在所述第二 HDP膜上形成每个第 二布线部分，以便与所述每个第二接触插头相连；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利 用等离子CVD方法在所述第二 HDP膜和所述每个第二布线部分上形成第一等离子氮化硅膜 以作为钝化膜，从而实现上述目的。根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法包括光接收元件形成步 骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换并且捕获其图像的多个 光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的 每个电荷传输部分；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述 光接收元件和所述电荷传输部分的传输门上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；第一 接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜中形成每个第一接触插头，所述每个接触插头与 所述电荷传输部分的传输门以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区中的每个相连；第一 布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜上形成每个第一布线部分，以便与所述每个第一 接触插头相连；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第一 HDP 膜和所述每个第一布线部分上形成第一等离子氮化硅膜以作为钝化膜，从而实现上述目 的。根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法包括光接收元件形成步 骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换并且捕获其图像的多个 光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的 每个电荷传输部分；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述 光接收元件和所述电荷传输部分的传输门上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；第一 接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜中形成每个第一接触插头，所述每个接触插头与 所述电荷传输部分的传输门以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区中的每个相连；第一 布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜上形成每个第一布线部分，以便与所述每个第一 接触插头相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把所述沉积温度控制在365°C或以下，在所述 第一 HDP膜和所述每个第一布线部分上形成第二 HDP膜以作为第二层间绝缘膜；第二接触 插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜中形成每个第二接触插头，所述每个第二接触插头与 所述每个第一布线部分相连；第二布线部分形成步骤，即在所述第二 HDP膜上形成每个第 二布线部分，以便与所述每个第二接触插头相连；第三HDP膜形成步骤，即通过把所述沉积 温度控制在365 °C或以下，在所述第二 HDP膜和所述每个第二布线部分上形成第三HDP膜以 作为第三层间绝缘膜；第三接触插头形成步骤，即在所述第三HDP膜中形成每个第三接触插头，所述每个第三接触插头与所述每个第二布线部分相连；第三布线部分形成步骤，即在 所述第三HDP膜上形成每个第三布线部分，以便与所述每个第三接触插头相连；以及第一 等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第三HDP膜和所述每个第三布线 部分上形成第一等离子氮化硅膜以作为钝化膜，从而实现上述目的。根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法包括光接收元件形成步 骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换并且捕获其图像的多个 光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的 每个电荷传输部分；光屏蔽膜形成步骤，即形成覆盖所述电荷传输部分的传输门并且具有 位于每个光接收元件上方的孔径的光屏蔽膜；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控 制在365°C或以下，在所述光接收元件和所述光屏蔽膜上形成第一 HDP膜以作为第一层间 绝缘膜；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第一 HDP膜上形 成第一等离子氮化硅膜以作为钝化膜，从而实现上述目的。优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，在所述第 一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到350°C，以便形成 所述第一 HDP膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中在所 述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到350°C，以便 形成所述第一 HDP膜；以及在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到 365°C或者335°C到350°C，以便形成所述第二 HDP膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中在所 述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到350°C，以 便形成所述第一 HDP膜；在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到 365°C或者335°C到350°C，以便形成所述第二 HDP膜；以及在所述第三HDP膜形成步骤中， 所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到350°C，以便形成所述第三HDP膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，在所 述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第一 HDP膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中在所 述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第一 HDP膜；以及 在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第二 HDP膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中在所 述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第一 HDP膜；在所 述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第二 HDP膜；以及 在所述第三HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第三HDP膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中所述 方法还包括第二等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光接收元件和所 述电荷传输部分的传输门上形成第二等离子氮化硅膜以作为钝化膜；并且在所述第一 HDP 膜形成步骤中，所述第一 HDP膜被形成在所述第二等离子氮化硅膜上而不是形成在所述光 接收元件和所述电荷传输部分的传输门上。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中所述方法还包括 第二等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光接收元件和所 述光屏蔽膜上形成第二等离子氮化硅膜以作为钝化膜；并且在所述第一 HDP膜形成步骤 中，所述第一 HDP膜被形成在所述第二等离子氮化硅膜上而不是形成在所述光接收元件和 所述光屏蔽膜上。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，在所 述第一等离子氮化硅膜形成步骤和所述第二等离子氮化硅膜形成步骤中，或者在所述第一 等离子氮化硅膜形成步骤中，利用等离子CVD方法形成对于蓝色波长的折射率为大于等于 1. 9并且小于等于2. 15的等离子氮化硅膜以作为钝化膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，所述 方法还包括烧结处理步骤，即通过加热所述第一等离子氮化硅膜和所述第二等离子氮化硅 膜或者加热所述第一等离子氮化硅膜来执行烧结处理。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，所述 第一等离子氮化硅膜和所述第二等离子氮化硅膜的膜厚度或者所述第一等离子氮化硅膜 的膜厚度是能够在所述烧结处理期间从所述等离子氮化硅膜分离出足够数量的氢气以便 向所述光接收元件的表面供应氢气的膜厚度。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，在所 述第一等离子氮化硅膜形成步骤和所述第二等离子氮化硅膜形成步骤中，或者在所述第一 等离子氮化硅膜形成步骤中，指示等离子体生成能量并且在设备侧设置的RF功率被设置 为850W到1500W，以便形成所述等离子氮化硅膜。另外优选的是，在根据本发明的一种用于制造固态图像捕获元件的方法中，所述 第二等离子氮化硅膜被形成在所述光接收元件上，从而还充当防反射膜。下文中将描述具有上述结构的本发明的各功能。本发明包括HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光接 收元件和所述电荷传输部分的传输门上形成HDP膜以作为层间绝缘膜。此外，指示等离子 体生成能量的RF功率被设置为850W到1000W，并且形成在蓝色波长下的折射率大于等于 1. 9且小于等于2. 15的等离子氮化硅膜。结果，所述层间绝缘膜、或者说所述HDP膜的沉积温度可以被控制为365°C或以 下，优选地被控制在335°C到365°C的温度范围内，更加优选地被控制在335°C到350°C，或 者被控制在350°C。这样就有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增 加并且能够防止画面质量发生恶化，即使当把在精细布线之间具有有利的嵌入能力的所述 HDP膜用作层间绝缘膜时也是如此。另外，随着指示等离子体生成能量的所述RF功率被提高至850W到900W并且进一 步被提高至930W及更高，在稍后执行的烧结处理中，在低温下从所述等离子SiN膜分离出 的氢气的数量将增大，从而可靠地执行所述烧结处理。结果，在所述光接收元件的表面上就 有可能可靠地修复硅表面上的由于对金属层的等离子干蚀刻而导致的缺陷，以便进一步抑 制暗电流。另外，由于所述钝化膜对于蓝色波长的膜透射率降低被进一步抑制，所以有可能 抑制所述光接收元件中的蓝色灵敏度降低，以便进一步改进画面质量。如上所述，根据本发明，所述层间绝缘膜、或者说所述HDP膜的沉积温度可以被 控制为365°C或以下，优选地被控制在335°C到365°C的温度范围内，更加优选地被控制在335°C到350°C，或者被控制在350°C。这样就有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶化以 及细微白缺陷的增加并且有可能防止画面质量发生恶化，即使当把在精细布线之间具有有 利的嵌入能力的所述HDP膜用作层间绝缘膜时也是如此。另外，指示等离子体生成能量的RF功率被设置为850W到1500W，从而可以进一步 抑制暗电流。此外，形成在蓝色波长下的折射率大于等于1. 9并且小于等于2. 15的等离子 氮化硅膜，从而有可能抑制所述光接收元件中的蓝色灵敏度降低，以便进一步改进画面质量。 在参照附图阅读并理解下面的详细描述之后，本发明的上述和其他优点对于本领 域技术人员而言将变得显而易见。


图1是示意性地示出根据本发明的实施例1的CMOS固态图像捕获元件的示例性 关键部件结构的纵向横截面图。图2是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件中的HDP膜的沉积温度与暗电流的 量值之间的关系的曲线图。图3是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件中的HDP膜的沉积温度与暗电流的 变化(百分比)之间的关系的曲线图。图4是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件中的HDP膜的沉积温度与细微白缺 陷之间的关系的曲线图。图5是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件中的HDP膜的沉积温度与细微白缺 陷的变化(百分比)之间的关系的曲线图。图6是示意性地示出根据本发明的实施例2的CMOS固态图像捕获元件的示例性 关键部件结构的纵向横截面图。图7是示意性地示出根据本发明的实施例3的CCD固态图像捕获元件的示例性关 键部件结构的纵向横截面图。1、36像素部分
2逻辑晶体管
10U0A CMOS固态图像捕获元件 11、31半导体衬底
12,32光电二极管
13电荷传输部分
14,34门绝缘膜
15传输门
16HDP膜(第一层间绝缘膜)
17第一布线层
18HDP膜(第二层间绝缘膜)
19第二布线层 20、21 接触插头 22、24、41等离子SiN膜23、44微透镜
FD浮动扩散部分
STI元件划分层
S源极(源极区)
D漏极(漏极区)
G栅极
30CXD固态图像捕获元件
33电荷传输部分
35门电极
37停止层
38绝缘膜
39光屏蔽膜 39a孔径
40HDP膜(层间绝缘膜)
42滤色器
43平坦化膜。
具体实施例方式下文中将详细描述把通过利用等离子CVD方法形成的根据本发明的等离子SiN膜 施加到CMOS固态图像捕获元件(CMOS图像传感器)上的情况，以作为用于制造根据本发明 的固态图像捕获元件的方法的实施例1和2。还将详细描述把通过利用等离子CVD方法形 成的根据本发明的等离子SiN膜施加到CCD固态图像捕获元件(CCD图像传感器)上的情况， 以作为用于制造根据本发明的固态图像捕获元件的方法的实施例3。下面将简要描述所述CMOS图像传感器和所述CXD图像传感器的特性。 与所述CXD图像传感器不同，所述CMOS图像传感器不使用(XD。在所述CMOS图 像传感器中，利用垂直传输部分在垂直方向上传输来自对入射光执行光电转换的每个光接 收部分的信号电荷，并且利用水平传输部分在水平方向上传输来自所述垂直传输部分的所 述信号电荷。所述CMOS图像传感器像存储器设备那样利用选择控制线(其由铝(Al)线等 形成)从对应于每个像素的光接收部分读出信号电荷，并且把所述信号电荷转换成电压。随 后，所述CMOS图像传感器相继从所选像素读出根据所述转换后的电压放大的成像信号。另 一方面，所述CXD图像传感器需要多个正的和负的电源电压来驱动(XD，而所述CMOS图像 传感器则能够利用单个电源驱动其自身，这与所述CCD图像传感器相比实现了低耗电和低 电压驱动。此外，由于独特的CXD制造工艺被用于制造所述CXD图像传感器，因此难以把通 常用于CMOS电路的制造工艺直接应用于所述CXD图像传感器的制造方法。另一方面，所 述CMOS图像传感器使用通常用于CMOS电路的制造工艺。因此，可以通过常常用于制造用 于控制显示器的驱动器电路、用于控制图像捕获的驱动器电路、诸如DRAM之类的半导体存 储器、逻辑电路等等的CMOS工艺来同时形成逻辑电路、模拟电路以及模数转换电路等等。 也就是，所述CMOS图像传感器的优点在于，容易在半导体存储器、用于控制显示器的驱动 器电路、以及用于控制图像捕获的驱动器电路被形成于其上的同一半导体芯片上形成所述CMOS图像传感器。另外，在所述CMOS图像传感器的制造方面，所述CMOS图像传感器的优点 在于，容易令所述CMOS图像传感器与所述半导体存储器、用于控制显示器的驱动器电路、 以及用于控制图像捕获的驱动器电路共享生产线。(实施例1)。图1是示意性地示出根据本发明的实施例1的CMOS固态图像捕获元件的示例性 关键部件结构的纵向横截面图。在图1中，在根据实施例1的CMOS固态图像捕获元件10的每个像素部分1中形 成光电二极管12以作为半导体衬底11的表面层。所述光电二极管12充当对应于每个像 素的光电转换部分(光接收元件)。与所述光电二极管12相邻，在电荷传输晶体管中提供电 荷传输部分13以用于把信号电荷传输到浮动扩散部分(电荷电压转换部分)FD。在所述电 荷传输部分13上方提供传输门15并且置于其间的是门绝缘膜14，所述传输门15充当引线 电极。利用所述电荷传输部分13、门绝缘膜14和传输门15，构成用于从所述光电二极管12 读出并传输图像信号的电荷传输部分。此外，所述像素部分1还包括读取电路，其中被传输 到对应于每个光电二极管12的所述浮动扩散部分FD的信号电荷被转换成电压，在放大晶 体管(未示出)中根据所述转换后的电压来放大信号电位，并且所述读取电路将之读出以作 为对应于每个像素部分的图像信号。在所述读取电路中，在逻辑晶体管区2中提供复位晶体管和放大晶体管，所述复 位晶体管用于把所述浮动扩散部分FD复位到预定电压(例如电源电压)，所述放大晶体管用 于在所述复位之后根据所述浮动扩散部分FD的电位来放大电位信号以便把图像信号输出 到信号线。所述逻辑晶体管区2被提供在各像素部分1之间并且置于其间的是元件划分层 STI0所述复位晶体管和放大晶体管分别由源极(S)/漏极(D)和栅极(G)构成。在所述传输门15、浮动扩散部分FD和逻辑晶体管区2上方提供所述读取电路的电 路布线部分以及与所述传输门15和浮动扩散部分FD相连的电路布线部分。在所述门绝缘 膜14和传输门15上方形成HDP (高密度等离子体)膜16 (高密度等离子体膜)以作为在精 细布线之间具有有利的嵌入能力的第一层间绝缘膜。在其上方形成第一布线层17。在其上 方形成HDP (高密度等离子体)膜18 (高密度等离子体膜)以作为在精细布线之间具有有利 的嵌入能力的第二层间绝缘膜。在其上方形成第二布线层19。因而形成上述的电路布线部 分。 在所述第一布线层17与传输门15之间、在所述第一布线层17与浮动扩散部分FD 之间、以及在所述第一布线层17与所述逻辑晶体管区2的源极(S)/漏极(D)和栅极(G) 之间分别形成由导电材料(例如钨)制成的接触插头20。在对应的第一布线层17与其上方 的对应的第二布线层19之间分别形成接触插头21。结果，由铝、铜等制成的所述布线层17 和19、传输门15、浮动扩散部分FD、以及逻辑晶体管区2的源极(S)/漏极(D)和栅极(G) 彼此电连接。此外，在作为第二层间绝缘膜的所述HDP膜18和所述第二布线层19上方，形成等 离子氮化硅膜或者说等离子SiN膜22以作为钝化膜。通过利用等离子CVD方法形成所述 等离子SiN膜22以抑制构成每个像素部分1的所述光电二极管12的表面上的暗电流(其 中在没有光的状态下产生信号电荷)，在形成所述第二布线层19的布线图案之后并且在形 成滤色器之前，通过加热进行烧结处理。所述等离子SiN膜22被形成为使得该膜对于蓝色光(例如其波长为450nm)的折射率为2. 15或更小(1. 9到2. 15的折射率)。 在所述等离子SiN膜22上方，利用针对每个光电二极管12布置的R、G和B的预定 颜色布置(例如Bayer布置)形成滤色器(未示出)。此外，在其上方形成平坦化膜(未示出)。 在其上方形成微透镜23以便凝聚去往充当光接收部分的所述光电二极管12的光。在本例 中，所述微透镜23可以由滤色材料制成。在这种情况下，将不再附加地需要所述滤色器和 所述平坦化膜。一种用于制造具有上述结构的根据实施例1的CMOS固态图像捕获元件10的方法 包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底11 (或半导体层)上形成用于对入射光执行光 电转换并且捕获其图像的多个光电二极管12 ；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个 光电二极管12的彼此相邻的电荷传输部分13 (其作为电荷传输装置)和传输门15 ；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光电二极管12和传输门15 上形成HDP膜16以作为第一层间绝缘膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜16 中形成每个接触插头20，所述每个接触插头20与每个传输门15以及电荷被传输到该处的 电荷电压转换区(浮动扩散部分FD)相连；第一布线部分形成步骤，即在每个HDP膜16上形 成每个第一布线层17，以便与每个接触插头20相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把沉积 温度控制在365°C或以下，在所述HDP膜16和每个第一布线层17上形成HDP膜18以作为 第二层间绝缘膜；第二接触插头形成步骤，即在所述HDP膜18中形成与每个第一布线层17 相连的每个第二接触插头21 ；第二布线部分形成步骤，即形成每个第二布线层19，以便与 每个第二接触插头21相连；等离子氮化硅膜形成步骤，即通过利用等离子CVD方法在所述 HDP膜18和每个第二布线层19上形成等离子氮化硅膜22以作为钝化膜；以及烧结处理步 骤，即通过加热所述等离子氮化硅膜22来执行烧结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗 电流。首先，关于所述第一 HDP膜形成步骤和所述第二 HDP膜形成步骤，下面将详细描述 在精细布线之间具有有利的嵌入能力的所述HDP膜16和18的形成条件，其用来抑制由于 暗电流导致的信号恶化以及细微白缺陷的增加。图2是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件10中的HDP膜16和18的沉积温度 与暗电流的量值之间的关系的曲线图。如图2中所示，当所述沉积温度高达365°C时，所述暗电流的量值稳定在1. 0。然 而，当所述HDP膜16和18的沉积温度(涂覆温度)超出365°C时，所述暗电流的量值快速增 大。优选地，考虑到制造变化，所述HDP膜16和18的沉积温度是从335°C到365°C (这是 因为当所述温度达到335°C以下时，蚀刻速率例如会发生改变，从而妨碍制造)。因此，充当 层间绝缘膜的所述HDP膜16和18的沉积温度(涂覆温度)被控制在365°C或以下并且优选 地被控制在从335°C到365°C的范围内，这就使得有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶 化并且实现减少细微白缺陷，以及改进画面质量。图3是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件10中的HDP膜16和18的沉积温度 与暗电流的变化(百分比)之间的关系的曲线图。如图3中所示，使得暗电流的变化(百分比)变为最小的所述HDP膜16和18的沉 积温度是350°C。因此，通过把所述HDP膜16和18的沉积温度控制在335°C到365°C并且 最为优选的是控制在350°C，可以抑制暗电流的变化(百分比)并且可以改进画面质量。
图4是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件10中的HDP膜16和18的沉积温度 与细微白缺陷之间的关系的曲线图。
如图4中所示，直到所述HDP膜16和18的350°C的沉积温度为止，细微白缺陷的 发生缓慢增多。当所述HDP膜16和18的沉积温度超过350°C时，细微白缺陷的发生大大增 多。即使在这种情况下，通过把充当层间绝缘膜的所述HDP膜16和18的沉积温度(涂覆温 度)控制在365°C或以下，仍然可以进一步减少细微白缺陷，并且可以改进画面质量。优选 地，通过把充当层间绝缘膜的所述HDP膜16和18的沉积温度(涂覆温度)控制在350°C或 以下，可以更进一步减少细微白缺陷并且可以进一步改进画面质量。图5是示出图1中的CMOS固态图像捕获元件10中的HDP膜16和18的沉积温度 与细微白缺陷的变化(百分比)之间的关系的曲线图。如图5中所示，使得细微白缺陷的变化(百分比)变为最小的所述HDP膜16和18 的沉积温度是350°C。因此，通过把所述HDP膜16和18的沉积温度控制在335°C到365°C， 可以抑制细微白缺陷的变化(百分比)并且可以改进画面质量。接下来将详细描述所述等离子氮化硅膜形成步骤。作为钝化膜的所述等离子SiN膜22被形成为使其在蓝色光(例如波长为450nm) 中的折射率小于等于2. 1 (折射率为1. 9到2. 1)，以便抑制所述膜透射率在蓝色波长中的 降低。所述等离子SiN膜22在本例中的膜形成条件使得氨(NH3)气/SiH4 (硅烷气体)的 流量比被设置为0. 25到0. 5，并且形成所述等离子SiN膜22的RF (射频=高频)功率被设 置在大于等于850W并且小于等于1500W的范围内。氨(NH3)气的流速是100到150sCCm， SiH4 (硅烷气体)的流速是300到400SCCm。所述单位sccm代表cc/每分钟(一分钟流过的 以cc计的体积)。因此，在所述等离子氮化硅膜形成步骤中，对于在设备侧设置的并且指示等离子 体生成能量的所述氨(NH3)气/SiH4 (硅烷气体)的流量比和所述RF功率进行调节，从而可 以把作为钝化膜的所述等离子SiN膜22对于蓝色波长(例如波长为450nm)的折射率控制 在 1. 9 到 2. 15。作为用于表面保护的钝化膜，在350°C到450°C (在这里是300°C )的温度下并且在 2托到7托的压力下(在这里是2托的压力)，利用等离子CVD方法(所述方法利用SiH4 (硅 烷气体)和氨(NH3)气)形成膜厚度为250nm到350nm (所述膜厚度在这里是300nm，这是能 够在所述烧结处理期间从所述SiN膜分离出足够数量的H2以向所述光电二极管12的表面 供应氢气的膜厚度)的氮化硅膜(Si3N4膜)，即所述等离子SiN膜22。利用所述等离子CVD 方法，有可能在低温下通过等离子体分解各种组成气体以形成所述等离子SiN膜22。对应 于所述等离子CVD方法的膜形成温度是350到450°C的低温，这在所述等离子SiN膜22下 方的层中有金属线(比如Cu线和Al线)的情况下是有利的，这是因为这些金属线将在500°C 或更高的高温下熔化。如前所述，形成所述等离子SiN膜22的RF (射频=高频)功率被设置在大于等于 850W并且小于等于1500W的范围内。更加优选的是，形成所述等离子SiN膜22的RF功率 被设置成大于等于930W并且小于等于1130W。所述RF功率指示在设备侧设置的等离子体 生成能量，并且是用于把各种组成气体带到等离子态的电离能力。所述RF功率意味着用于 激发等离子体的高频的电功率值。
如上所述，根据实施例1，所述HDP膜16和18的沉积温度被控制在365°C或以下， 优选地被控制在335°C到365°C的温度范围内，并且更加优选地被控制在335°C到350°C ，或 者被控制在350°C。结果就有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增 力口，并且有可能防止画面质量发生恶化。此外，随着指示等离子体生成能量的所述RF功率被提高至850W到900W并且进一 步被提高至930W及更高，在稍后执行的烧结处理中，在低温下从所述等离子SiN膜22分离 出的氢气的数量将增大。结果，在所述光电二极管12的表面上就有可能可靠地修复硅表面 上的由于对金属层的等离子干蚀刻而导致的缺陷，以便更进一步抑制暗电流。另外，由于形 成了对于蓝色波长的折射率为大于等于1. 9并且小于等于2. 15的所述等离子SiN膜22，因 此有可能进一步抑制所述钝化膜的膜透射率在蓝色波长下的降低，从而抑制所述光电二极 管12中的蓝色灵敏度降低并且进一步改进画面质量。在实施例1中，关于所述CMOS固态图像捕获元件10的制造方法描述了以下情况 存在两个布线层，并且所述方法包括光电二极管形成步骤、电荷传输部分形成步骤、第一 HDP膜形成步骤、第一接触插头形成步骤、第一布线部分形成步骤、第二 HDP膜形成步骤、第 二接触插头形成步骤、第二布线部分形成步骤、第一等离子氮化硅膜形成步骤、以及烧结处 理步骤。然而，不限于此，所述布线层可以是一层或三层，或者甚至是四层或更多层的多个 层。举例来说，当所述布线层是一层时，用于制造所述CMOS固态图像捕获元件的方法 包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底11 (或半导体层)上形成用于对入射光执行光 电转换并且捕获其图像的多个光电二极管12 ；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个 光电二极管12的彼此相邻的电荷传输部分13 (其作为电荷传输装置)和传输门15 ；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光电二极管12和传输门15 上形成第一 HDP膜16以作为第一层间绝缘膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP 膜16中形成每个接触插头20，所述每个接触插头20与每个传输门15以及电荷被传输到该 处的电荷电压转换区(浮动扩散部分FD)相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP 膜16上形成每个第一布线层17，以便与每个接触插头20相连；第一等离子氮化硅膜形成 步骤，即通过利用等离子CVD方法在第一 HDP膜16和每个第一布线层17上形成第一等离 子氮化硅膜22以作为钝化膜；以及烧结处理步骤，即通过加热所述等离子氮化硅膜22来执 行烧结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗电流。另外，当所述布线层例如是三层时，用于制造所述CMOS固态图像捕获元件的方法 包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底11 (或半导体层)上形成用于对入射光执行光 电转换并且捕获其图像的多个光电二极管12 ；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个 光电二极管12的彼此相邻的电荷传输部分13 (其作为电荷传输装置)和传输门15 ；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光电二极管12和传输门15 上形成第一 HDP膜16以作为第一层间绝缘膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP 膜16中形成每个接触插头20，所述每个接触插头20与每个传输门15以及电荷被传输到该 处的电荷电压转换区(浮动扩散部分FD)相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP 膜16上形成每个第一布线层17，以便与每个接触插头20相连；第二 HDP膜形成步骤，即通 过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述第一HDP膜16和每个第一布线层17上形成第二HDP膜18以作为第二层间绝缘膜；第二接触插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜18中形成与每个第一布线层17相连的每个第二接触插头21 ；第二布线部分形成步骤，即形成每个第 二布线层19，以便与每个第二接触插头21相连；第三HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度 控制在365°C或以下，在所述第二 HDP膜18和每个第二布线层19上形成第三HDP膜(未示 出)以作为第三层间绝缘膜；第三接触插头形成步骤，即在所述第三HDP膜(未示出)中形成 与每个第二布线层19相连的每个第三接触插头(未示出)；第三布线部分形成步骤，即形成 每个第三布线层(未示出)，以便与每个第三接触插头(未示出)相连；第一等离子氮化硅膜 形成步骤，即通过利用等离子CVD方法在第三HDP膜(未示出)和每个第三布线层(未示出) 上形成第一等离子氮化硅膜22以作为钝化膜；以及烧结处理步骤，即通过加热所述等离子 氮化硅膜22来执行烧结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗电流。(实施例2)。上述的实施例1是这样一种情况在形成最上层中的铝(Al)布线图案之后并且在 形成滤色器之前，形成所述等离子氮化硅膜22并且执行烧结处理。在实施例2中将详细描 述这样一种情况结合前述步骤，在所述光电二极管12的前表面侧上形成将在稍后描述的 等离子SiN膜24并且置于其间的是作为氧化物膜的门绝缘膜14，并且还执行烧结处理。图6是示意性地示出根据本发明的实施例2的CMOS固态图像捕获元件的示例性 关键部件结构的纵向横截面图。在图6中，对于与图1中的CMOS固态图像捕获元件10的 相应组件具有相同的功能和效果的各组件给出相同的附图标记以进行描述。在图6中，在根据实施例2的CMOS固态图像捕获元件IOA的每个像素部分1中形 成光电二极管12以作为半导体衬底11的表面层。所述光电二极管12充当对应于每个像 素的光电转换部分(光接收元件)。与所述光电二极管12相邻，在电荷传输晶体管中提供电 荷传输部分13以用于把信号电荷传输到浮动扩散部分(电荷电压转换部分)FD。在所述电 荷传输部分13上方提供传输门15并且置于其间的是门绝缘膜14，所述传输门15充当引线 电极。在所述门绝缘膜14和传输门15的整个表面上，利用等离子CVD方法形成等离子 SiN膜24以作为钝化膜，以便抑制构成每个像素部分1的所述光电二极管12的表面上的暗 电流，这是通过加热进行烧结处理而实现的。所述等离子SiN膜24被形成为使其对于蓝色 光(例如波长为450nm)的折射率小于等于2. 1 (折射率为1. 9到2. 1)。在所述传输门15、浮动扩散部分FD和逻辑晶体管区2上方形成的是读取电路的 电路布线部分，其中把传输到对应于每个光电二极管12的浮动扩散部分FD的信号电荷转 换成电压，根据所述转换后的电压来放大信号电位，并且所述读取电路将之读出以作为对 应于每个像素部分的图像捕获信号；第一 HDP膜16 (其作为在精细布线之间具有有利的嵌 入能力的第一层间绝缘膜)上的第一布线层17和第二 HDP膜18 (其作为在精细布线之间 具有有利的嵌入能力的第二层间绝缘膜)上的第二布线层19，所述第一布线层17和第二布 线层19在顶部和底部作为连接到所述传输门15和浮动扩散部分FD的电路布线部分。此外，在所述第二 HDP膜18和第二布线层19上方形成等离子SiN膜22以作为 钝化膜。通过利用等离子CVD方法形成所述等离子SiN膜22，以便抑制构成每个像素部分 1的所述光电二极管12的表面上的暗电流，这是通过加热进行烧结处理而实现的。与所述 等离子SiN膜24的情况类似，所述等离子SiN膜22被形成为使其对于蓝色光(例如波长为450nm)的折射率小于等于2. 1 (折射率为1. 9到2. 1)。 在所述等离子SiN膜22上方，利用针对每个光电二极管12的R、G和B的预定颜 色布置(例如Bayer布置)形成滤色器(未示出)。此外，在其上方形成平坦化膜(未示出)。在 其上方形成微透镜23以便凝聚去往充当光接收部分的所述光电二极管12的光。一种用于制造具有上述结构的根据实施例2的CMOS固态图像捕获元件IOA的方 法包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底11 (或半导体层)上形成用于对入射光执行 光电转换并且捕获其图像的多个光电二极管12 ；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每 个光电二极管12的彼此相邻的电荷传输部分13 (其作为电荷传输装置)和传输门15 ；第 二等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光电二极管12和传输门15上 形成第二等离子氮化硅膜24以作为钝化膜；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制 在365°C或以下，在所述第二等离子氮化硅膜24上形成第一 HDP膜16以作为第一层间绝缘 膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜16中形成每个接触插头20，所述每个接 触插头20与每个传输门15以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区(浮动扩散部分FD) 相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜16上形成每个第一布线层17，以便与 每个接触插头20相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所 述第一 HDP膜16和每个第一布线层17上形成第二 HDP膜18以作为第二层间绝缘膜；第二 接触插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜18中形成与每个第一布线层17相连的每个第二 接触插头21 ；第二布线部分形成步骤，即形成每个第二布线层19，以便与每个第二接触插 头21相连；等离子氮化硅膜形成步骤，即通过利用等离子CVD方法在所述第二 HDP膜18和 每个第二布线层19上形成等离子氮化硅膜22以作为钝化膜；以及烧结处理步骤，即通过加 热所述等离子氮化硅膜22和24来执行烧结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗电流。首先，关于所述第一 HDP膜形成步骤和所述第二 HDP膜形成步骤，用来抑制由于暗 电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增加的在精细布线之间具有有利的嵌入能力的 所述HDP膜16和18的形成条件与实施例1的情况相同。也就是，通过把作为层间绝缘膜的所述HDP膜16和18的沉积温度(涂覆温度)控 制在365°C或以下的温度范围内、优选的是控制在从335°C到365°C、并且更加优选的是控 制在从335°C到350°C，可以抑制由于暗电流而导致的信号恶化，可以实现细微白缺陷的减 少，并且可以改进画面质量。考虑到所述HDP膜16和18的沉积温度和暗电流的变化(百分比)以及所述HDP膜 16和18的沉积温度和细微白缺陷的变化(百分比)，当所述HDP膜16和18的沉积温度处于 350°C时，所述暗电流的变化(百分比)和所述细微白缺陷的变化(百分比)可以是最小的。接下来将详细描述根据实施例2的CMOS固态图像捕获元件IOA的制造方法中的 钝化膜形成步骤(第一等离子氮化硅膜形成步骤和第二等离子氮化硅膜形成步骤)。如前所述，作为钝化膜的所述等离子SiN膜22和24中的每个被形成为使其对于 蓝色光(例如波长为450nm)的折射率为1. 9到2. 15 (或者1. 9到2. 1)，以便抑制蓝色波形 下的膜透射率降低。在本例中，所述等离子SiN膜22和24的膜形成条件使得氨(NH3)气 /SiH4 (硅烷气体)的流量比被设置为0. 25到0. 5，并且形成所述等离子SiN膜22和24的 RF (射频=高频)功率被设置在大于等于850W并且小于等于1500W的范围内。氨(NH3)气 的流速是100到150sccm，SiH4 (硅烷气体)的流速是300到400sccm。
在所述第一等离子氮化硅膜形成步骤中，通过等离子干蚀刻以预定的门形状形成 所述门绝缘膜14上的传输门15，随后利用等离子CVD方法，在所述门绝缘膜14和传输门 15的整个表面上形成折射率小于等于2. 1的等离子SiN膜24以作为钝化膜。在本例中， 考虑到钝化膜形成时的图4中的暗电流的RF功率相关性以及钝化膜形成时的图5中的蓝 色灵敏度的RF功率相关性，把指示等离子体生成能量并且在设备侧设置的所述RF功率(W; 瓦特)设置为大于等于850W并且小于等于1500W，正如前面所描述的那样。优选地把所述 RF功率设置为930W或更高到1130W，正如前面所描述的那样。在350°C到450°C (在这里 是300°C)的温度下并且在2托到7托的压力下(在这里是2托的压力)，利用等离子CVD方 法(所述方法利用SiH4 (硅烷气体)和氨(NH3)气作为组成气体)形成例如膜厚度为250nm 到350nm (所述膜厚度在这里是300nm，这是能够在所述烧结处理期间从所述SiN膜分离出 足够数量的H2以向所述光电二极管12的表面供应氢气的膜厚度)的氮化硅膜(Si3N4膜)， 即折射率小于等于2. 1的所述等离子SiN膜24。由此，所述等离子SiN膜24可以充当防反射膜，其把在所述门绝缘膜14的前表面 侧上发生反射的光返回到更靠近所述光电二极管12的一侧。另外，可以在与实施例1相同 的条件下对所述等离子SiN膜24执行烧结处理以作为第一钝化膜形成步骤，其中形成还充 当防反射膜的所述等离子SiN膜24，并且所述门绝缘膜14在更靠近所述光电二极管12的 前表面的一侧被置于其间。如上所述，根据实施例2，所述HDP膜16和18的沉积温度被控制在365°C或以下， 优选地被控制在335°C到365°C的温度范围内，并且更加优选地被控制在335°C到350°C，或 者被控制在350°C。结果就有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增 力口，并且有可能防止画面质量发生恶化。此外，随着指示等离子体生成能量的所述RF功率被提高至850W到900W并且进一 步被提高至930W及更高，在稍后执行的烧结处理中，在低温下从所述等离子SiN膜22和24 分离出的氢气的数量将增大。结果，在所述光电二极管12的表面上就有可能可靠地修复硅 表面上的由于对金属层的等离子干蚀刻而导致的缺陷，以便更进一步抑制暗电流。另外，由 于形成了对于蓝色波长的折射率为大于等于1. 9并且小于等于2. 15的所述等离子SiN膜 22和24，因此有可能进一步抑制所述钝化膜的膜透射率在蓝色波长下的降低，从而抑制所 述光电二极管12中的蓝色灵敏度降低并且进一步改进画面质量。在实施例2中，关于所述CMOS固态图像捕获元件IOA的制造方法描述了以下情 况存在两个布线层，并且所述方法包括光电二极管形成步骤、电荷传输部分形成步骤、第 二等离子氮化硅膜形成步骤、第一 HDP膜形成步骤、第一接触插头形成步骤、第一布线部分 形成步骤、第二 HDP膜形成步骤、第二接触插头形成步骤、第二布线部分形成步骤、第一等 离子氮化硅膜形成步骤、以及烧结处理步骤。然而，不限于此，所述布线层可以是一层或三 层，或者甚至是四层或更多层的多个层。举例来说，当所述布线层是一层时，用于制造所述CMOS固态图像捕获元件的方法 包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底11 (或半导体层)上形成用于对入射光执行光 电转换并且捕获其图像的多个光电二极管12 ；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个 光电二极管12的彼此相邻的电荷传输部分13 (其作为电荷传输装置)和传输门15 ；第二 等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光电二极管12和传输门15上形成第二等离子氮化硅膜24以作为钝化膜；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在 365°C或以下，在所述第二等离子氮化硅膜24上形成第一 HDP膜16以作为第一层间绝缘 膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜16中形成每个接触插头20，所述每个接 触插头20与每个传输门15以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区(浮动扩散部分FD) 相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜16上形成每个第一布线层17，以便与 每个接触插头20相连；第一等离子氮化硅膜形成步骤，即通过利用等离子CVD方法在所述 第一 HDP膜16和每个第一布线层17上形成第一等离子氮化硅膜22以作为钝化膜；以及烧 结处理步骤，即通过加热所述第一等离子氮化硅膜22和所述第二等离子氮化硅膜24来执 行烧结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗电流。
另外，当所述布线层例如是三层时，用于制造所述CMOS固态图像捕获元件的方法 包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底11 (或半导体层)上形成用于对入射光执行光 电转换并且捕获其图像的多个光电二极管12 ；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个 光电二极管12的彼此相邻的电荷传输部分13 (其作为电荷传输装置)和传输门15 ；第二 等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光电二极管12和传输门15上形 成第二等离子氮化硅膜24以作为钝化膜；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在 365°C或以下，在所述第二等离子氮化硅膜24上形成第一 HDP膜16以作为第一层间绝缘 膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜16中形成每个接触插头20，所述每个接 触插头20与每个传输门15以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区(浮动扩散部分FD) 相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜16上形成每个第一布线层17，以便与 每个接触插头20相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所 述第一 HDP膜16和每个第一布线层17上形成第二 HDP膜18以作为第二层间绝缘膜；第二 接触插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜18中形成与每个第一布线层17相连的每个第二 接触插头21 ；第二布线部分形成步骤，即形成每个第二布线层19，以便与每个第二接触插 头21相连；第三HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述第二 HDP 膜18和每个第二布线层19上形成第三HDP膜(未示出)以作为第三层间绝缘膜；第三接触 插头形成步骤，即在所述第三HDP膜(未示出)中形成与每个第二布线层19相连的每个第三 接触插头(未示出)；第三布线部分形成步骤，即形成每个第三布线层(未示出)，以便与每个 第三接触插头(未示出)相连；第一等离子氮化硅膜形成步骤，即通过利用等离子CVD方法 在第三HDP膜(未示出)和每个第三布线层(未示出)上形成第一等离子氮化硅膜22以作为 钝化膜；以及烧结处理步骤，即通过加热所述等离子氮化硅膜22和24来执行烧结处理，以 便抑制光电二极管表面上的暗电流。(实施例3)。在上述的实施例1和2中描述了把本发明应用于CMOS固态图像捕获元件的情况， 其中所述HDP膜16和18的沉积温度被控制在365°C或以下。在实施例3中将描述把本发明 应用于CCD固态图像捕获元件的情况，其中所述HDP膜16和18的沉积温度被控制在365°C 或以下。图7是示意性地示出根据本发明的实施例3的CCD固态图像捕获元件的示例性关 键部件结构的纵向横截面图。在图7中，在根据实施例3的CCD固态图像捕获元件30的每个像素部分中，在半导体衬底31中提供光电二极管32以作为光接收元件，所述光电二极管32用于对入射光执 行光电转换并且生成信号电荷。与每个光电二极管32相邻地布置一个电荷传输部分33， 其用于传输来自所述光电二极管32的信号电荷。在其上方布置门电极35 (置于其间的是 门绝缘膜34)以作为用于控制所述读出信号电荷的电荷传输的电荷传输电极。提供停止层 37以作为像素部分36 (在水平方向上)之间的元件分离层，所述像素部分36由所述光电二 极管32和电荷传输部分33构成。在所述门电极35上方形成光屏蔽膜39 (置于其间的是绝缘层38)，以便防止反射 自所述门电极35的入射光的噪声。另外，在所述光屏蔽膜39中并且在所述光电二极管32 上方形成孔径39a。 形成HDP (高密度等离子体)膜40 (高密度等离子体膜)以作为层间绝缘膜，其用 于使得所述光电二极管32和所述光屏蔽膜39的表面之间的水平差平坦化。如前所述，所 述HDP膜40在精细布线之间具有有利的嵌入能力。在作为层间绝缘膜的所述HDP膜40上 方，考虑到钝化膜形成时的暗电流的RF功率相关性以及钝化膜形成时的蓝色灵敏度的RF 功率相关性，把指示等离子体生成能量并且在设备侧设置的所述RF功率(W ；瓦特)设置为 大于等于850W并且小于等于1500W (优选的是大于等于930W并且小于等于1130W)，正如 前面所描述的那样。随后，利用等离子CVD方法形成等离子SiN膜41以作为钝化膜。所述 等离子SiN膜41对于蓝色光(例如450nm波长)的折射率被设置为2. 1或更小。在所述等离子SiN膜41上方，利用针对每个光电二极管32布置的R、G和B的预 定颜色布置(例如Bayer布置)形成滤色器42。此外，在其上方形成平坦化膜43。在其上方 形成微透镜44以便凝聚去往充当光接收部分的所述光电二极管32的光。一种用于制造具有上述结构的根据实施例3的CXD固态图像捕获元件30的方法 包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底31 (或半导体层)上形成用于对入射光执行光 电转换并且捕获其图像的多个光电二极管32以作为光接收元件；电荷传输部分形成步骤， 即形成对应于每个光电二极管32的彼此相邻的电荷传输部分33 (其作为电荷传输装置)和 门电极35 ；光屏蔽膜形成步骤，即形成覆盖所述门电极35并且具有位于所述光电二极管32 上方的孔径的光屏蔽膜39 ；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下， 在所述光电二极管32和光屏蔽膜39上形成第一 HDP膜40以作为第一层间绝缘膜；第一等 离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第一 HDP膜40上形成第一等离子氮 化硅膜41以作为钝化膜；以及烧结处理步骤，即通过加热所述等离子氮化硅膜41来执行烧 结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗电流。首先，关于所述第一 HDP膜形成步骤，用来抑制由于暗电流而导致的信号恶化以 及细微白缺陷的增加的在精细布线之间具有有利的嵌入能力的所述HDP膜40的形成条件 与实施例1和2的情况相同。也就是，通过把作为层间绝缘膜的所述HDP膜40的沉积温度(涂覆温度)控制在 365°C或以下的温度范围内，优选的是控制在从335°C到365°C或者从335°C到350°C，可以 抑制由于暗电流而导致的信号恶化，可以实现细微白缺陷的减少，并且可以改进画面质量。考虑到所述HDP膜40的沉积温度和暗电流的变化(百分比)以及所述HDP膜40的 沉积温度和细微白缺陷的变化(百分比)，当所述HDP膜40的沉积温度处于350°C时，所述暗 电流的变化(百分比)和所述细微白缺陷的变化(百分比)可以是最小的。
接下来将详细描述根据实施例3的CCD固态图像捕获元件30的制造方法中的钝 化膜形成步骤(第一等离子氮化硅膜形成步骤)。
如前所述，作为钝化膜的所述等离子SiN膜41被形成为使其对于蓝色光(例如波 长为450nm)的折射率为2. 15或更小(或者1. 9到2. 15)，以便抑制蓝色波形下的膜透射率 降低。在本例中，所述等离子SiN膜41的膜形成条件使得氨(NH3)气/SiH4 (硅烷气体)的 流量比被设置为0. 25到0. 5，并且形成所述等离子SiN膜41的RF (射频=高频)功率被设 置在大于等于850W并且小于等于1500W的范围内。氨(NH3)气的流速是100到150sCCm， SiH4 (硅烷气体)的流速是300到400sccm。与实施例1和2中的情况类似，作为用于表面保护的钝化膜，在350°C到450°C(在 这里是300°C)的温度下并且在2托到7托的压力下(在这里是2托的压力)，利用等离子 CVD方法(所述方法利用SiH4 (硅烷气体)和氨(NH3)气)形成例如膜厚度为250nm到350nm (所述膜厚度在这里是300nm，这是能够在所述烧结处理期间从所述SiN膜分离出足够数量 的H2以向所述光电二极管32的表面供应氢气的膜厚度)的氮化硅膜(Si3N4膜)，即折射率 小于等于2. 1的所述等离子SiN膜41。根据上述结构，进入图像捕获区的光首先被所述微透镜44凝聚并且所述光随后 进入所述光电二极管32，在所述图像捕获区中按照二维方式布置了多个像素部分36。接下 来，进入所述光电二极管32的光在该光电二极管32内被光电转换成信号电荷。所述信号 电荷被所述电荷传输部分33读出，以便接着在预定方向上传输。如上所述，根据实施例3，作为层间绝缘膜的所述HDP膜40的沉积温度被控制 在365°C或以下，优选地被控制在335°C到365°C的温度范围内，并且更加优选地被控制在 350°C。结果就有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增加，并且有可 能防止画面质量发生恶化。此外，根据实施例3，随着所述RF功率被提高至850W到900W并且进一步被提高至 930W及更高，在稍后执行的烧结处理中，在低温下从所述等离子SiN膜41(实施例1和2中 的等离子SiN膜22和24)分离出的氢气的数量将增大。结果，在所述光电二极管32 (实施 例1和2中的光电二极管12)的表面上就有可能可靠地修复硅表面上的由于对金属层的等 离子干蚀刻而导致的缺陷，以便更进一步抑制暗电流。另外，由于形成了对于蓝色波长的折 射率为大于等于1. 9并且小于等于2. 15的所述等离子SiN膜41，因此有可能进一步抑制所 述钝化膜的膜透射率在蓝色波长下的降低，从而抑制所述光接收部分中的蓝色灵敏度降低 并且进一步改进画面质量。在实施例3中，关于所述CXD固态图像捕获元件30的制造方法描述了以下情况 所述方法包括光电二极管形成步骤、电荷传输部分形成步骤、光屏蔽膜形成步骤、第一 HDP 膜形成步骤、第一等离子氮化硅膜形成步骤、以及烧结处理步骤。不限于此，所述CCD固态 图像捕获元件30的制造方法可以包括光电二极管形成步骤，即在半导体衬底31 (或半导 体层)上形成用于对入射光执行光电转换并且捕获其图像的多个光电二极管32以作为光 接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个光电二极管32的彼此相邻的电荷传 输部分33 (其作为电荷传输装置)和门电极35 ；光屏蔽膜形成步骤，即形成覆盖所述门电 极35并且具有位于所述光电二极管32上方的孔径的光屏蔽膜39 ；第二等离子氮化硅膜形 成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光电二极管32和光屏蔽膜39上形成第二等离子氮化硅膜(未示出)以作为钝化膜；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以 下，在所述第二等离子氮化硅膜(未示出)上形成第一 HDP膜40以作为第一层间绝缘膜；第 一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第一 HDP膜40上形成第一等离 子氮化硅膜41以作为钝化膜；以及烧结处理步骤，即通过加热所述第一等离子氮化硅膜41 和所述第二等离子氮化硅膜来执行烧结处理，以便抑制光电二极管表面上的暗电流。如上所述，通过利用其优选实施例1到3例示了本发明。然而，不应当仅仅基于上 述的实施例1到3来解释本发明。应当理解的是，本发明的范围应当仅仅基于权利要求书 来解释。还应当理解的是，基于本发明的描述以及来自本发明所详述的优选实施例1到3 的描述的常识，本领域技术人员可以实施本技术的等效范围。此外还应当理解的是，本说明 书中所引用的任何专利申请以及任何参考文献都应当按照与其中具体描述内容相同的方 式被结合在本说明书中以作参考。工业适用性。本发明可以被应用在固态图像捕获元件及其制造方法的领域内，所述固态图像捕 获元件由用于对来自对象的图像光执行光电转换并且捕获其图像的半导体元件构成。在本 发明中，所述层间绝缘膜、或者说所述HDP膜的沉积温度可以被控制在365°C或以下，优选 地被控制在335°C到365°C的温度范围内，更加优选地被控制在350°C。这样就有可能抑制 由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增加并且有可能防止画面质量发生恶化， 即使当把在精细布线中具有有利的嵌入能力的所述HDP膜用作层间绝缘膜时也是如此。 在不偏离本发明的范围和精神的情况下，各种其他修改对于本领域技术人员而言 将是显而易见的，并且可以被本领域技术人员容易地作出。相应地，附于此的权利要求书的 范围不打算限于在此所做的描述，而是应当广泛地解释权利要求书。
权利要求
1.一种用于制造固态图像捕获元件的方法，所述方法包括光接收元件形成步骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换 并且捕获其图像的多个光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的每个电荷 传输部分；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光接收元件和所 述电荷传输部分的传输门上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜中形成每个第一接触插头，所述每个接 触插头与所述电荷传输部分的传输门以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区中的每个 相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜上形成每个第一布线部分，以便与所述 每个第一接触插头相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把所述沉积温度控制在365°C或以下，在所述第一 HDP膜 和所述每个第一布线部分上形成第二 HDP膜以作为第二层间绝缘膜；第二接触插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜中形成每个第二接触插头，所述每个第 二接触插头与所述每个第一布线部分相连；第二布线部分形成步骤，即在所述第二 HDP膜上形成每个第二布线部分，以便与所述 每个第二接触插头相连；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第二 HDP膜和所述每个 第二布线部分上形成第一等离子氮化硅膜以作为钝化膜。
2.一种用于制造固态图像捕获元件的方法，所述方法包括光接收元件形成步骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换 并且捕获其图像的多个光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的每个电荷 传输部分；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光接收元件和所 述电荷传输部分的传输门上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜中形成每个第一接触插头，所述每个接 触插头与所述电荷传输部分的传输门以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区中的每个 相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜上形成每个第一布线部分，以便与所述 每个第一接触插头相连；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第一 HDP膜和所述每个 第一布线部分上形成第一等离子氮化硅膜以作为钝化膜。
3.一种用于制造固态图像捕获元件的方法，所述方法包括光接收元件形成步骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换 并且捕获其图像的多个光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的每个电荷 传输部分；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光接收元件和所 述电荷传输部分的传输门上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；第一接触插头形成步骤，即在所述第一 HDP膜中形成每个第一接触插头，所述每个接 触插头与所述电荷传输部分的传输门以及电荷被传输到该处的电荷电压转换区中的每个 相连；第一布线部分形成步骤，即在所述第一 HDP膜上形成每个第一布线部分，以便与所述 每个第一接触插头相连；第二 HDP膜形成步骤，即通过把所述沉积温度控制在365°C或以下，在所述第一 HDP膜 和所述每个第一布线部分上形成第二 HDP膜以作为第二层间绝缘膜；第二接触插头形成步骤，即在所述第二 HDP膜中形成每个第二接触插头，所述每个第 二接触插头与所述每个第一布线部分相连；第二布线部分形成步骤，即在所述第二 HDP膜上形成每个第二布线部分，以便与所述 每个第二接触插头相连；第三HDP膜形成步骤，即通过把所述沉积温度控制在365°C或以下，在所述第二 HDP膜 和所述每个第二布线部分上形成第三HDP膜以作为第三层间绝缘膜；第三接触插头形成步骤，即在所述第三HDP膜中形成每个第三接触插头，所述每个第 三接触插头与所述每个第二布线部分相连；第三布线部分形成步骤，即在所述第三HDP膜上形成每个第三布线部分，以便与所述 每个第三接触插头相连；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第三HDP膜和所述每个 第三布线部分上形成第一等离子氮化硅膜以作为钝化膜。
4.一种用于制造固态图像捕获元件的方法，所述方法包括光接收元件形成步骤，即在半导体衬底或半导体层中形成用于对入射光执行光电转换 并且捕获其图像的多个光接收元件；电荷传输部分形成步骤，即形成对应于每个所述光接收元件并且与之相邻的每个电荷 传输部分；光屏蔽膜形成步骤，即形成覆盖所述电荷传输部分的传输门并且具有位于每个光接收 元件上方的孔径的光屏蔽膜；第一 HDP膜形成步骤，即通过把沉积温度控制在365°C或以下，在所述光接收元件和所 述光屏蔽膜上形成第一 HDP膜以作为第一层间绝缘膜；以及第一等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述第一 HDP膜上形成第一 等离子氮化硅膜以作为钝化膜。
5.根据权利要求2或4所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中，在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到350°C，以便形成所 述第一 HDP膜。
6.根据权利要求1所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335 V到365 V或者335 V到 3500C，以便形成所述第一 HDP膜；以及在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335 V到365 V或者335 V到3500C，以便形成所述第二 HDP膜。
7.根据权利要求3所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到 350°C，以便形成所述第一 HDP膜；在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到 3500C，以便形成所述第二 HDP膜；以及在所述第三HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在335°C到365°C或者335°C到 350 以便形成所述第三HDP膜。
8.根据权利要求2或4所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中，在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第一 HDP膜。
9.根据权利要求1所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第一 HDP 膜；以及在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第二 HDP膜。
10.根据权利要求3所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第一 HDP膜；在所述第二 HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第二 HDP 膜；以及在所述第三HDP膜形成步骤中，所述沉积温度被控制在350°C，以便形成所述第三HDP膜。
11.根据权利要求1到3中的任一项所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中 所述方法还包括第二等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光接收元件 和所述电荷传输部分的传输门上形成第二等离子氮化硅膜以作为钝化膜；并且在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述第一 HDP膜被形成在所述第二等离子氮化硅膜上而不是形成在所 述光接收元件和所述电荷传输部分的传输门上。
12.根据权利要求4所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中所述方法还包 括第二等离子氮化硅膜形成步骤，即利用等离子CVD方法在所述光接收元件和所述光屏蔽 膜上形成第二等离子氮化硅膜以作为钝化膜；并且在所述第一 HDP膜形成步骤中，所述第 一 HDP膜被形成在所述第二等离子氮化硅膜上而不是形成在所述光接收元件和所述光屏 蔽膜上。
13.根据权利要求1到4中的任一项所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中， 在所述第一等离子氮化硅膜形成步骤和所述第二等离子氮化硅膜形成步骤中，或者在所述 第一等离子氮化硅膜形成步骤中，利用等离子CVD方法形成对于蓝色波长的折射率为大于 等于1. 9并且小于等于2. 15的等离子氮化硅膜以作为钝化膜。
14.根据权利要求1到4中的任一项所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，还包 括烧结处理步骤，即通过加热所述第一等离子氮化硅膜和所述第二等离子氮化硅膜或者加 热所述第一等离子氮化硅膜来执行烧结处理。
15.根据权利要求14所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中，所述第一等离 子氮化硅膜和所述第二等离子氮化硅膜的膜厚度或者所述第一等离子氮化硅膜的膜厚度 是能够在所述烧结处理期间从所述等离子氮化硅膜分离出足够数量的氢气以便向所述光 接收元件的表面供应氢气的膜厚度。
16.根据权利要求1到4中的任一项所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中， 在所述第一等离子氮化硅膜形成步骤和所述第二等离子氮化硅膜形成步骤中，或者在所述 第一等离子氮化硅膜形成步骤中，指示等离子体生成能量并且在设备侧设置的RF功率被 设置为850W到1500W，以便形成所述等离子氮化硅膜。
17.根据权利要求11所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中，所述第二等离 子氮化硅膜被形成在所述光接收元件上，从而还充当防反射膜。
18.根据权利要求12所述的用于制造固态图像捕获元件的方法，其中，所述第二等离 子氮化硅膜被形成在所述光接收元件上，从而还充当防反射膜。
全文摘要
本发明公开了用于制造固态图像捕获元件的方法。HDP膜的沉积温度可以被控制在365℃或以下，优选地被控制在335℃到365℃的温度范围内，更加优选地被控制在335℃到350℃，或者被控制在350℃。这样就有可能抑制由于暗电流而导致的信号恶化以及细微白缺陷的增加并且有可能防止画面质量发生恶化，即使当把在精细布线之间具有有利的嵌入能力的所述HDP膜用作层间绝缘膜时也是如此。RF功率被设置为850W到1500W，从而可以进一步抑制暗电流。此外还形成对于蓝色波长的折射率为大于等于1.9并且小于等于2.15的等离子氮化硅膜，从而有可能抑制光接收元件中的蓝色灵敏度降低，以便进一步改进画面质量。
文档编号C23C16/34GK102104054SQ201010593959
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月17日 优先权日2009年12月17日
发明者末吉康彦 申请人:夏普株式会社