摄像装置及其制造方法_4

文档序号:9525673阅读:来源:国知局
)处,设置防止入射光H反射的防反射膜50。此外,在半导体层101的后表面侧处,设置遮光层60,入射光穿过遮光层60形成的开口到达感光表面JSo
[0209]在此处,防反射膜50包括第一防反射膜501和第二防反射膜502构成的多个膜,第一防反射膜501设置成覆盖后表面上的设置有感光表面JS和遮光层60的部分。除此之夕卜,在防反射膜50中,第二防反射膜502形成在第一防反射膜501上以覆盖后表面上的设置有感光表面JS的部分。第一防反射膜501的膜厚度薄于第二防反射膜502的膜厚度。另夕卜,不在第二防反射膜502上而在第一防反射膜501上设置遮光层60 (参照图3)。
[0210]以此方式,在本实施例中,只有薄的第一防反射膜501设置在半导体层101和遮光层60之间。由于这个原因,能够抑制入射光H进入遮光层60的下部,由此能够防止入射到像素P的入射光H入射到相邻的不同像素P的光电二极管21。S卩,入射光H入射到正下方的感光表面JS,由此能够防止入射光入射到用于接收其它颜色光的不同像素P的感光表面
JSo
[0211]因此,在本实施例中,能够防止“混色”发生以改善所获得图像的颜色再现性。
[0212]因此,本实施例能够改善图像质量。
[0213]而且,在本实施例中,使用具有固定负电荷的高介电材料形成第一防反射膜501。基于这个原因,由于在光电二极管21的感光表面JS上形成正电荷(空穴)累积区域,所以能够防止暗电流的发生。
[0214]此外,在本实施例中,使用折射率等于或大于1.5的材料形成防反射膜50。基于这个原因,由于防反射膜50与硅(Si)之间的折射率差异减小,所以能够获得硅的感光表面上的防反射效果。尤其是,期望使用如下材料:该材料的折射率是下层的Si的折射率(3.6)与上层的3102的折射率(1.45)之间的中间折射率。具体地,期望使用SiN膜(其折射率大约为2)形成防反射膜50。除此之外,也可使用诸如1102之类的高折射膜(其折射率大约为2.5)。因此,期望使用折射率为1.5?2.6的材料形成防反射膜50。
[0215]而且,在本实施例中,通过ALD方法形成第一防反射膜501。基于这个原因,由于能够形成符合要求的具有小的界面态的硅界面,所以能够获得减少暗电流的效果。
[0216]2.第二实施例
[0217](I)装置结构等
[0218]图11是表示根据本发明的第二实施例的固体摄像装置Ib的主要部分的图。
[0219]与图3相类似,图11表示像素P的剖面图。
[0220]如图11所示,在本实施例中,设置绝缘膜Zl。除此之外,遮光层60b的材料不同于第一实施例的材料。除了上述配置之外,本实施例与第一实施例相同。基于这个原因,省略了相同部分的说明。
[0221]在本实施例中,不同于第一实施例的情况,使用钛(Ti)膜形成遮光层60b。
[0222]钛膜具有优良的紧密接触特性,但具有强的还原作用。
[0223]在形成为第一防反射膜501的铪氧化物膜(HfOJ莫)上将钛膜直接形成为遮光层60b的情况下,在这两个膜之间发生反应。基于这个原因,在这种情况下,在某些情况下难以有效抑制由于界面态所引起的暗电流的发生。
[0224]为了防止这个不利因素的发生,在本实施例中,如图11所示,在形成为第一防反射膜501的铪氧化物膜(HfOJ莫)和形成为遮光层60b的钛膜之间设置作为中间层的绝缘膜Z1。
[0225]即,在本实施例中,使用如下材料形成绝缘膜Zl:与遮光层60b相比,该材料与第一防反射膜501几乎不发生反应。
[0226]例如,绝缘层Zl是硅氧化物膜,其形成为具有1nm?50nm的膜厚度。
[0227]⑵制造方法
[0228]下文将说明固体摄像装置Ib的制造方法的主要部分。
[0229]图12?图14是表示根据本发明的第二实施例的固体摄像装置Ib的制造方法的图。
[0230]与图11相类似,图12?图14表示剖面图,依次通过图12?图14所示的每个步骤制造图11所示的固体摄像装置。
[0231]即使在本实施例的情况下,与第一实施例相类似,如图6和图7所示,执行光电二极管21等的形成和第一防反射膜501的形成。
[0232](2-1)绝缘膜Zl和遮光层60b的形成
[0233]接下来,如图12所示,形成绝缘膜Zl和遮光层60b。
[0234]在此处,如图12所示,在第一防反射膜501的上表面上形成绝缘膜Zl和遮光层60b,使得绝缘膜Zl和遮光层60b位于设于半导体层101的内部中的像素隔离部1lpb的上部处。
[0235]例如,通过等离子体CVD方法在第一防反射膜501的上表面上形成膜厚度为10?50nm的硅氧化物膜。接下来,例如,通过溅射方法在硅氧化物膜的上表面上形成膜厚度为10?50nm的钛(Ti)膜作为紧密接触层。然后,形成膜厚度为100?400nm的钨(W)膜作为遮光层。
[0236]另外,通过对硅氧化物膜及钨和钛膜进行图案化处理来形成绝缘膜Zl和遮光层60bο具体地,通过对硅氧化物膜进行干蚀刻处理,绝缘膜Zl受到图案化处理。而且,通过对钨和钛膜进行干蚀刻处理,遮光层60b受到图案化处理。
[0237](2-2)第二防反射膜502的形成
[0238]接下来,如图13所示,形成第二防反射膜502。
[0239]在此处,如图13所示,第二防反射膜502形成为覆盖其上形成有绝缘膜Zl和遮光层60b的第一防反射膜501的上表面。
[0240]例如,与第一实施例的情况相类似,通过物理气相沉积(PVD)方法形成铪氧化物膜(HfOJ莫),由此形成第二防反射膜502。
[0241]于是,形成第二防反射膜502,使得仅第一防反射膜501处于光电二极管21的形成部分,第一防反射膜501、绝缘膜Zl和遮光层60b处于像素隔离部1lpb的形成部分中。
[0242](2-3)平坦化膜HT的形成
[0243]接下来,如图14所示,形成平坦化膜HT。
[0244]在此处,如图14所示,与第一实施例相类似,在第二防反射膜502上形成平坦化膜HT,使得平坦化膜HT的上表面是平坦的。
[0245]接下来,如图11所示,在半导体层101的后表面侧处,设置滤色器CF和微透镜ML。通过上述过程,完成后表面照射型CMOS图像传感器。
[0246](3)结论
[0247]在本实施例中,与第一实施例的情况相类似,只有薄的第一防反射膜501设置在半导体层101和遮光层60之间(参照图11)。
[0248]因此,能够防止“混色”发生以改善所获得图像的颜色再现性。
[0249]而且,在本实施例中,不同于第一实施例的情况,在第一防反射膜501和遮光层60b之间设置绝缘膜Zl (参照图11)。
[0250]基于这个原因,在本实施例中,防止了第一防反射膜501和遮光层60b之间的反应。因此,即使在诸如钛之类的具有强的还原作用的材料用于遮光层60b以改善紧密接触特性的情况下,通过包含在第一防反射膜501中的固定负电荷的作用,仍能够有效抑制由界面态所引起的暗电流的发生。
[0251]因此,本实施例能够改善图像质量。
[0252]另外,除上述内容之外,与本实施例相类似,在通过下面的材料的组合形成第一防反射膜501和遮光层60b的情况下,期望设置作为中间层的绝缘膜Z1。
[0253](第一防反射膜501的材料和遮光层60b的材料)=(HfO2,Ti)、(Al2O3Ji)、(ZrO2, Ti) ο
[0254]3.第三实施例
[0255](I)装置结构等
[0256]图15是表示根据本发明的第三实施例的固体摄像装置Ic的主要部分的图。
[0257]与图3相类似,图15表示像素P的剖面。
[0258]如图15所示,在本实施例中,防反射膜50c和遮光层60c的结构不同于第一实施例的结构。除了上述配置,本实施例与第一实施例相同。基于这个原因,省略了相同部分的说明。
[0259](a)防反射膜5Oc
[0260]如图15所示,与第一实施例的情况相类似,防反射膜50c包括由第一防反射膜501和第二防反射膜502c构成的多个膜。
[0261]在防反射膜50c中,与第一实施例的情况相类似,在半导体层101的后表面(图15的上表面)上设置第一防反射膜501。另外,如图15所示,第二防反射膜502c设置成使得第一防反射膜501处于半导体层101的后表面上的形成有光电二极管21的部分中。
[0262]然而,不同于第一实施例的情况,在半导体层101的后表面上的形成有像素隔离部1lpb的部分中,不设置第二防反射膜502c。
[0263](b)遮光层 60c
[0264]如图15所示,与第一实施例相类似,在第一防反射膜501的上表面中,在半导体层101中设有像素隔离部1lpb的部分中形成遮光层60c。然而,第二防反射膜502c不设置成覆盖遮光层60c。
[0265](c)其它(制造方法等)
[0266]在本实施例中,在形成第一防反射膜501之后及在形成遮光层60c之前,形成第二防反射膜502c。在此处,通过在第一防反射膜501的上表面上形成用于形成第二防反射膜502c的材料膜并接着进行材料膜的图案处理,由此形成第二防反射膜502c。S卩,通过蚀刻用于形成第二防反射膜502c的材料膜,使得暴露第一防反射膜501的上表面之中的形成有遮光层60c的部分的前表面以形成槽TR,由此形成第二防反射膜502c。
[0267]接下来,在第二防反射膜502c上形成嵌入到槽TR的内部中的用于形成遮光层60c的材料膜。另外,通过进行平坦化处理使得暴露第二防反射膜502c的上表面,由此形成遮光层60c。
[0268]由此形成上述各个部分以完成固体摄像装置lc。
[0269]在本实施例中,为了形成上述各个部分,期望通过如下材料形成第一防反射膜501和第二防反射膜502c:在该材料中,第一防反射膜501和第二防反射膜502c之间的蚀刻选择比是较大的。而且,期望通过易于嵌入到槽TR中的材料形成遮光层60c。
[0270](2)结论
[0271]在本实施例中,与第一实施例的情况相类似,只有薄的第一防反射膜501设置在半导体层101和遮光层60c之间(参照图15)。
[0272]因此,能够防止“混色”发生以改善所获得图像的颜色再现性。
[0273]在本实施例中,不同于第一实施例的情况,第二防反射膜502不形成为覆盖遮光层60c的上表面。遮光层60c形成为掩埋于槽TR中,槽TR设置在第二防反射膜502c中(参照图15)。
[0274]基于这个原因,在本实施例中,遮光层60c和第二防反射膜502c的前表面是平坦的(参照图15)。由此,能够使堆叠在上层上的平坦化膜HT变薄,能够改善入射到感光表面JS的光H的强度,使得能够实现高灵敏度。
[0275]因此,本实施例能够改善图像质量。
[0276]4.第四实施例
[0277](I)装置结构等
[0278]图16是表示根据本发明的第四实施例的固体摄像装置Id的主要部分的图。
[0279]与图3相类似,图16表示像素P的剖面。
[0280]如图16所不,在本实施例中,防反射膜50d和遮光层60d的结构不同于第一实施例的结构。除了上述配置,本实施例与第一实施例相同。基于这个原因,省略了相同部分的说明。
[0281](a)防反射膜5Od
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