專利名稱：固體攝像元件和固體攝像元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體攝像元件和固體攝像元件的制造方法。
背景技術(shù)：
眾所公知，作為數(shù)字照相機(jī)和其他設(shè)備的攝像元件，廣泛使用CCD圖像傳感器。并且，作為該CCD圖像傳感器，例如已知有幀傳送型的CCD圖像傳感器。
如圖13所示，幀傳送型的CCD圖像傳感器構(gòu)成為具有進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的攝像部100P，暫時(shí)存儲(chǔ)該光電轉(zhuǎn)換后的電荷的存儲(chǔ)部100C和將該存儲(chǔ)部100C中存儲(chǔ)的電荷輸出到輸出部100S用的水平傳送部100H。
這里，攝像部100P是進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所照射的光像的光電轉(zhuǎn)換的部分。并且，該攝像部100P中，將每個(gè)象素中光電轉(zhuǎn)換后的信息電荷按每一幀高速傳送(幀移位)到存儲(chǔ)部100C中。另一方面，按每一行將由該存儲(chǔ)部100C所取得的一幀信息電荷傳送到水平傳送部100H中。并且，將由水平傳送部100H取得的信息電荷依次按每一象素傳送到輸出部100S中，并將傳送到該輸出部100S中的信息電荷轉(zhuǎn)換為電壓值后，作為該CCD圖像傳感器的攝像信號(hào)輸出到信號(hào)處理系統(tǒng)(圖示略)。
通過向CCD圖像傳感器各部的柵極(傳送電極)施加電壓來進(jìn)行這種信息電荷的傳送動(dòng)作。更詳細(xì)地，在攝像部100P和存儲(chǔ)部100C中，例如通過向預(yù)定的柵極施加三相不同的傳送時(shí)鐘(驅(qū)動(dòng)電壓)(ΦP1～ΦP3，Φc1～Φc3)來進(jìn)行信息電荷的傳送。與此相對(duì)，在水平傳送部100H中，通過向預(yù)定的柵極施加例如雙相不同的傳送時(shí)鐘(驅(qū)動(dòng)電壓)(ΦH1，ΦH2)來進(jìn)行信息電荷的傳送。
圖14表示該CCD圖像傳感器的攝像部的平面圖。如該圖14所示，在硅基板110上經(jīng)圖中未示的柵極絕緣膜，配置對(duì)應(yīng)于作為三基色的紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)的各象素的柵極電極121。在該柵極電極121上形成層間絕緣膜，在該層間絕緣膜上，沿從上述攝像部100P(圖13)到存儲(chǔ)部100C(圖13)的信息電荷的傳送方向形成時(shí)鐘布線140。這些各時(shí)鐘布線140在上述信息電荷的傳送方向上分別偏移相位，并通過連接孔141與上述各柵極電極121的每隔相鄰兩個(gè)柵極保持電連接。并且，通過向這些各時(shí)鐘布線140施加上述三相不同的傳送時(shí)鐘ΦP1～ΦP3中的任一個(gè)，使得在上述電荷的傳送方向上相鄰柵極電極121的每?jī)蓚€(gè)施加相同的電壓。
另外，圖15是表示該CCD圖像傳感器的攝像部的截面圖。如該圖15所示，該CCD圖像傳感器中，通過向n型的硅基板110注入p型的不純物而形成p阱111。并且，在該p阱111上對(duì)應(yīng)于上述紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)的各象素形成注入了n型的不純物的溝道區(qū)域112。另外，在這些溝道區(qū)域112間形成溝道分離區(qū)域113，而分離相鄰的溝道區(qū)域112。進(jìn)一步，在該硅基板110上經(jīng)柵極絕緣膜120形成上述柵極電極121。
這里，對(duì)應(yīng)于各象素的各個(gè)溝道區(qū)域112與p阱共同作用，構(gòu)成接受光而進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的受光象素。并且，通過從時(shí)鐘布線140經(jīng)連接孔141(圖14)向柵極電極121施加電壓，而沿向上述存儲(chǔ)部100C(圖13)的方向依次傳送在受光象素中存儲(chǔ)的信息電荷。
另一方面，在上述硅基板110上形成層間絕緣膜122，使其覆蓋柵極電極121。并且，在該層間絕緣膜122上，以對(duì)應(yīng)于各象素的形式來形成有彩色濾色器124，該彩色濾色器124將紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)各濾光器規(guī)則地排列。進(jìn)一步，在該彩色濾色器124上形成例如由丙稀基構(gòu)成的平坦膜125。
入射到由這種截面結(jié)構(gòu)構(gòu)成的CCD圖像傳感器的光，通過圖中未示的微透鏡聚光到構(gòu)成受光象素的溝道區(qū)域112的中心部，并在這里進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。這時(shí)，在光入射到這些溝道區(qū)域112之前，首先，通過彩色濾色器124有選擇地透過對(duì)應(yīng)于各自預(yù)定基色的光，而截?cái)喑酥獾墓?。因此，在上述各溝道區(qū)域112中，對(duì)應(yīng)于通過各對(duì)應(yīng)的彩色濾色器124有選擇地透過的基色光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
但是，這種CCD圖像傳感器中，有透過了相鄰濾光器的來自傾斜方向的入射光入射到與本來應(yīng)入射的受光象素不同的受光象素的情況。即，如圖15所示，例如，有入射到藍(lán)色(B)濾光器的傾斜入射光L1入射到對(duì)應(yīng)于綠色(G)濾光器的受光象素中的情況。并且，在這種情況下，由于本來應(yīng)由對(duì)應(yīng)于藍(lán)色(B)的受光象素進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)由對(duì)應(yīng)于綠色(G)的受光象素作為綠色成份相加，所以引起了混色，彩色的再現(xiàn)性降低了。
近年來，在固體攝像元件中，為了提高分辨率等，象素?cái)?shù)逐漸增加，另一方面，對(duì)于該固體攝像元件本身的大小來說，要求小型化，所以對(duì)于象素來說，其極小化和高集成化正在發(fā)展。因此，由上述傾斜入射光引起的混色問題格外顯著。
另外，不限于上述幀傳送型的CCD圖像傳感器，在具有彩色濾色器的固體攝像元件，如上所述的因來自傾斜方向的入射光引起的彩色的再現(xiàn)性降低的問題基本上是相同的。
另外，不限于具有彩色濾色器的固體攝像元件，在所謂的黑白CCD圖像傳感器等的固體攝像元件中，在這種由相鄰的象素接受從傾斜方向入射的光的情況下，所拍攝的光像的再現(xiàn)性降低了。其意思是指在這種固體攝像元件中，產(chǎn)生由來自傾斜方向的光的入射引起的光像再現(xiàn)性的降低的上述問題是相同的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況而作出，本發(fā)明的目的是提供一種固體攝像元件和固體攝像元件的制造方法，其可以更好地抑制由相對(duì)于半導(dǎo)體基板表面從傾斜方向入射的光引起的光像再現(xiàn)性的降低。
為了實(shí)現(xiàn)這種目的，本發(fā)明方案一所述的主要內(nèi)容是一種固體攝像元件，其具有多個(gè)受光象素，其在半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面上形成、進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所拍攝的光像的光電轉(zhuǎn)換；和時(shí)鐘布線，其通過該各個(gè)受光元件，施加了將進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的電荷作為信息電荷來傳送用的傳送時(shí)鐘，其要點(diǎn)在于，在所述多個(gè)受光象素上方形成的絕緣層的所述各個(gè)受光象素的邊界相對(duì)應(yīng)的位置上，設(shè)置與所述時(shí)鐘布線電分離的偽布線。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，以通過上述時(shí)鐘布線和偽布線以包圍各受光象素的形式形成所謂的遮光壁。因此，通過上述時(shí)鐘布線和偽布線可以抑制來自傾斜方向的入射光入射到與本來應(yīng)入射的受光象素不同的受光象素中，可以更好地抑制由此引起的光像再現(xiàn)性的降低。
本發(fā)明方案二所述的發(fā)明，其要點(diǎn)在于，在方案一所述的發(fā)明中，進(jìn)一步具有彩色濾色器，該彩色濾色器將選擇地透過彼此波長(zhǎng)不同的光的多個(gè)濾色器以對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)受光象素的各個(gè)的形態(tài)在該多個(gè)受光象素和所述時(shí)鐘布線的上方經(jīng)所述絕緣層有規(guī)則地排列。
根據(jù)上述構(gòu)成，由于在具有彩色濾色器的固體攝像元件中，可以通過上述偽布線和時(shí)鐘布線遮擋從相鄰的彩色濾色器入射的光，所以可以更好地抑制因從傾斜方向入射的光而引起的混色的發(fā)生。
本發(fā)明方案三所述的發(fā)明，其要點(diǎn)在于，在方案一和方案二所述的固體攝像元件中，在同一布線層上形成所述時(shí)鐘布線和所述偽布線。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于在同一布線層上形成了上述時(shí)鐘布線和偽布線，所以可以由同一工藝形成兩者。因此，不產(chǎn)生制造工藝數(shù)的增加等，就可以形成遮光壁。
本發(fā)明方案四所述的發(fā)明，其要點(diǎn)在于，在方案三所述的固體攝像元件中，在與形成了所述時(shí)鐘布線和所述偽布線的布線層不同的層上，分別對(duì)應(yīng)于形成了這些時(shí)鐘布線和偽布線的位置進(jìn)一步形成具有遮光性的壁。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，雖然由于形成了上述壁，制造工藝增加了，但是上述遮光壁的壁高變得更高，且對(duì)來自傾斜方向的入射光的更可靠的遮光成為可能。
本發(fā)明方案五所述的發(fā)明，一種固體攝像元件的制造方法，該固體攝像元件具備多個(gè)受光象素，其形成在半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面上、進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所拍攝的光像的光電轉(zhuǎn)換；和時(shí)鐘布線，施加了將通過該各個(gè)受光元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后的電荷作為信息電荷來傳送用的傳送時(shí)鐘的固體攝像元件，該固體攝像元件的制造方法要點(diǎn)在于，包括成膜布線材料膜的工序；在對(duì)應(yīng)于該成膜后的布線材料膜上面的所述各個(gè)受光元件的邊界的位置上，形成對(duì)應(yīng)于所述時(shí)鐘布線的第一抗蝕劑圖案和從該第一抗蝕劑圖案中物理分離的第二抗蝕劑圖案工序；一并形成對(duì)應(yīng)于所述第一抗蝕劑圖案余下的所述時(shí)鐘布線和對(duì)應(yīng)于所述第二抗蝕劑圖案余下的偽布線的工序。
本發(fā)明方案六所述的發(fā)明，其主點(diǎn)在于，在方案五所述的固體攝像元件的制造方法中，所述固體攝像元件具有彩色濾色器，該彩色濾色器將選擇地透過彼此波長(zhǎng)不同的光的多個(gè)濾色器以對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)受光象素各個(gè)的形態(tài)在該多個(gè)受光象素和所述時(shí)鐘布線的上方經(jīng)所述絕緣層有規(guī)則地排列。
本發(fā)明方案七所述的發(fā)明，是一種固體攝像元件的制造方法，該固體攝像元件具有多個(gè)受光象素，其在形成半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面上、進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所拍攝的光像的光電轉(zhuǎn)換；和時(shí)鐘布線，其施加了將通過該各個(gè)受光元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后的電荷作為信息電荷來傳送用的傳送時(shí)鐘，該固體攝像元件的制造方法要點(diǎn)在于，包括在對(duì)應(yīng)于所述各個(gè)受光象素每一個(gè)的邊界位置上經(jīng)適當(dāng)?shù)膶娱g絕緣膜，形成傳送所述信息電荷用的連接孔、和對(duì)應(yīng)于所述時(shí)鐘布線的第一溝及與該第一溝物理分離的第二溝的工序；以嵌入所述連接孔和所述第一及第二溝的方式形成布線材料膜的工序；以僅嵌入所述連接孔和所述第一與第二溝的布線材料余下的方式來去除所述布線材料膜的工序。
本發(fā)明方案八所述的發(fā)明，其要點(diǎn)在于，在權(quán)利要求7所述的固體攝像元件的制造方法中，所述固體攝像元件具有彩色濾色器，該彩色濾色器將選擇地透過彼此波長(zhǎng)不同的光的多個(gè)濾色器以對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)受光象素的各個(gè)的形態(tài)在該多個(gè)受光象素和所述時(shí)鐘布線的上方經(jīng)所述絕緣層有規(guī)則地排列。
根據(jù)上述制造方法，可以容易且準(zhǔn)確地制造上述方案三所述的固體攝像元件。
(發(fā)明的效果)根據(jù)本發(fā)明，可以更好地抑制相對(duì)半導(dǎo)體基板表面從傾斜方向入射的光所引起的光像再現(xiàn)性的降低。


圖1是對(duì)于本發(fā)明的固體攝像元件的第一實(shí)施方式，表示其截面結(jié)構(gòu)的圖3的A-A線截面圖。
圖2是表示上述第一實(shí)施方式的截面結(jié)構(gòu)的圖3的B-B線截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的固體攝像元件的實(shí)施方式的攝像部結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖4(a)～(d)是對(duì)于上述第一實(shí)施方式的固體攝像元件表示其制造工藝的截面圖。
圖5是對(duì)于本發(fā)明固體攝像元件的第二實(shí)施方式，表示其截面結(jié)構(gòu)的圖3的A-A線截面圖。
圖6是對(duì)于上述第二實(shí)施方式，表示其截面結(jié)構(gòu)的圖3的B-B線截面圖。
圖7(a)～(e)是對(duì)于上述第二實(shí)施方式的固體攝像元件，表示其制造工藝的截面圖。
圖8是對(duì)于本發(fā)明的固體攝像元件的第三實(shí)施方式，表示其截面結(jié)構(gòu)的圖3的A-A線截面圖。
圖9是對(duì)于上述第三實(shí)施方式，表示其截面結(jié)構(gòu)的圖3的B-B線截面圖。
圖10是對(duì)于上述第三實(shí)施方式的遮光壁，表示其形態(tài)的立體圖。
圖11(a)～(e)是對(duì)于上述第三實(shí)施方式的固體攝像元件，表示其制造工藝的截面圖。
圖12是對(duì)于其他實(shí)施方式，表示其截面結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖13是對(duì)于現(xiàn)有的固體攝像元件，表示其整體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖14是對(duì)于現(xiàn)有的固體攝像元件，表示其攝像部的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖15是對(duì)于現(xiàn)有的固體攝像元件，表示其攝像部的結(jié)構(gòu)的圖14的A-A線截面圖。
圖中10-半導(dǎo)體基板，11-p阱，12-溝道區(qū)域，13-溝道分離區(qū)域，20-柵極絕緣膜，21-柵極電極，22-第一層間絕緣膜，22a、22b、22c-溝，23-第二層間絕緣膜，24-彩色濾色器，24a-濾色器，25-平坦膜，40-時(shí)鐘布線，41-連接孔，50-偽布線，60、62-布線材料膜，61-抗蝕劑，61a-第一抗蝕劑圖案，61b-第二抗蝕劑圖案，63-抗蝕劑，64-開口部，65-遮光材料膜，70-遮光壁，80-遮光壁。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)
下面，參照?qǐng)D1～圖3說明本發(fā)明的固體攝像元件具體化為幀傳送型的CCD圖像傳感器的第一實(shí)施方式。另外，由于本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器也基本上與先前的圖13～圖15所示形態(tài)相同，所以省略該相同結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明。
如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器，如上所述，將p型不純物注入到n型半導(dǎo)體基板10上而形成p阱11，在該p阱11上對(duì)應(yīng)于紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)的各象素形成注入了n型的不純物的溝道區(qū)域12。并且，對(duì)應(yīng)于各象素的各個(gè)溝道區(qū)域12與p阱共同作用，形成光電轉(zhuǎn)換所接受的光的受光象素。在這些溝道區(qū)域12間，為了分離相鄰的溝道區(qū)域12，而形成注入了p型不純物的溝道分離區(qū)域13。
在該半導(dǎo)體基板10上經(jīng)柵極絕緣膜20形成柵極21。在該柵極21上形成構(gòu)成絕緣層的第一層間絕緣膜22(例如，硅氧化膜)，在該第一層間絕緣膜22上形成向柵極21供給傳送時(shí)鐘(驅(qū)動(dòng)電壓)用的時(shí)鐘布線40(圖2)。并且，通過從該時(shí)鐘布線40經(jīng)連接孔41(圖2)依次向柵極21施加傳送時(shí)鐘，而將在各受光象素中存儲(chǔ)的信息電荷從之前所述的攝像部依次傳送到存儲(chǔ)部中。
另外，在時(shí)鐘布線40和第一層間絕緣膜22上形成、構(gòu)成絕緣層的第二層間絕緣膜23(例如，硅氧化膜)之上，形成彩色濾色器24，該彩色濾色器24將紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)多個(gè)濾光器24a對(duì)應(yīng)于各受光象素有規(guī)則地排列。另外，在該彩色濾色器24上層積使這些彩色濾色器24平坦的例如由丙稀基構(gòu)成的平坦膜25。
但是，本實(shí)施方式中，在與上述時(shí)鐘布線40相同的布線層上形成偽(dummy)布線50(圖1)。該時(shí)鐘布線40和偽布線50同時(shí)由透過率比構(gòu)成上述彩色濾色器24的各濾光器24a低，且對(duì)光的反射率高的材料(例如，鋁合金)構(gòu)成。另外，作為該材料，除了鋁合金之外，還可使用例如鉭、鎢和這些的合金等。
還如圖3所示，該偽布線50以對(duì)應(yīng)于上述受光象素(該圖3中以虛線所劃分的區(qū)域)的各個(gè)邊界沿同一邊界的形式形成，為與上述時(shí)鐘布線40一起包圍各受光象素的形式。另外，如該圖3所示，該偽布線50以電分離的形式形成。
并且，由這種結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器中，透過了相鄰濾光器24a的來自傾斜方向的入射光L1、L2(圖1)和入射光L3，L4(圖2)通過由上述形態(tài)構(gòu)成的時(shí)鐘布線40和偽布線50遮光。另外，由于時(shí)鐘布線40和偽布線50如上所述，由反射率高的材料構(gòu)成，所以將由時(shí)鐘布線40和偽布線50反射的傾斜入射光L1～L4導(dǎo)入到本來應(yīng)入射的受光象素中。
接著，參照?qǐng)D4說明本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器的制造方法。
在制造該CCD圖像傳感器時(shí)，首先，如圖4(a)所示，在n型半導(dǎo)體基板10的一個(gè)主面上形成p阱11，同時(shí)，在該p阱11的表面區(qū)域上形成溝道區(qū)域12和溝道分離區(qū)域13。接著，在溝道區(qū)域12和溝道分離區(qū)域13的表面上經(jīng)柵極絕緣膜20形成柵極21，并在該柵極21上形成第一層間絕緣膜22。并且，形成與該柵極21接觸的上述連接孔41(圖示略)。另外，使用公知的半導(dǎo)體工藝來進(jìn)行該一系列的步序。
并且，在形成了連接孔41的第一層間絕緣膜22上，例如通過蒸鍍和濺射形成為上述時(shí)鐘布線40和偽布線50的材料的布線材料膜60(例如，由鋁合金構(gòu)成的膜)。
接著，如圖4(b)所示，在第一層間絕緣膜22上涂敷抗蝕劑61，通過公知的光刻法，形成對(duì)應(yīng)于希望的上述時(shí)鐘布線40的第一抗蝕劑圖案61a、和與第一抗蝕劑圖案61a物理上分離的對(duì)應(yīng)于偽布線50的第二抗蝕劑圖案61b。
接著，如圖4(c)所示，通過將以前一工藝形成的第一和第二抗蝕劑圖案61a、61b的形狀為掩膜來蝕刻上述布線材料膜60，而一并形成上述時(shí)鐘布線40和偽布線50。并且，形成第二層間絕緣膜23，使其覆蓋形成了時(shí)鐘布線40和偽布線50的第一層間絕緣膜22。
并且，如圖4(d)所示，在通過例如CMP和深腐蝕對(duì)上述第二層間絕緣膜23進(jìn)行了平坦化處理后，以對(duì)應(yīng)于各受光象素的形態(tài)形成彩色濾色器24。進(jìn)一步，在該彩色濾色器24上配置由例如丙稀基構(gòu)成的平坦膜25和圖中未示的微透鏡等。由此，制造了本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器。
根據(jù)以上說明的實(shí)施方式，得到了下面所列出的效果。
(1)在對(duì)應(yīng)于上述各個(gè)受光象素的邊界的位置上，形成與上述時(shí)鐘布線40電分離的偽布線50的結(jié)構(gòu)。因此，通過上述時(shí)鐘布線40和偽布線50來包圍各受光象素的形態(tài)形成所謂的遮光壁。因此，通過上述時(shí)鐘布線40和偽布線50抑制了來自傾斜方向的入射光入射到與本來應(yīng)入射的受光象素不同的受光象素中，可以更好地抑制由此引起的混色。
(2)由于時(shí)鐘布線40和偽布線50兩者在同一布線層上形成，因此，可以在同一工序中將二者同時(shí)形成，從而，不需要僅形成偽布線50的獨(dú)立工藝，還不會(huì)造成制造工藝的增加。
(3)通過具有比構(gòu)成彩色濾色器24的各濾光器24a低的透過率的材料來形成上述時(shí)鐘布線40和偽布線50。因此，可以確保充分的遮光特性。
(4)由反射率高的材料構(gòu)成時(shí)鐘布線40和偽布線50。因此，通過由時(shí)鐘布線40和偽布線50進(jìn)行的反射將成為混色問題的來自傾斜方向的入射光導(dǎo)入到本來應(yīng)受光的受光象素中。因此，避免了光量的降低，并提高了作為CCD圖像傳感器的聚光特性。
另外，上述實(shí)施方式可以如下這樣來改變實(shí)施。
上述實(shí)施方式中，雖然在與時(shí)鐘布線40相同的布線層上形成偽布線50，但是也可在與時(shí)鐘布線40不同的布線層上形成偽布線50。該情況下，雖然制造工藝數(shù)增加了，但是可以適當(dāng)?shù)匾种苾A斜入射光。
(第二實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D5和圖6說明將本發(fā)明的固體攝像元件具體化為與上述第一實(shí)施方式相同的幀傳送型CCD圖像傳感器的第二實(shí)施方式。另外，以與上述第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，而省略其他相同部分的說明。
圖5和圖6表示與上述第一實(shí)施方式的圖1和圖2相同的部分的攝像部的截面圖。如該圖5和圖6所示，本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器中，時(shí)鐘布線40和偽布線50以嵌入到在第一層間絕緣膜22上形成的溝22a和溝22b的形態(tài)形成。并且，在形成了時(shí)鐘布線40和偽布線50的第一層間絕緣膜22上層積第二層間絕緣膜23等。
接著，參照?qǐng)D7說明本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器的制造方法。本實(shí)施方式中，使用以嵌入時(shí)鐘布線40、上述連接孔41和偽布線50的形式形成的、所謂的雙埋入(dual damassin)法來制造CCD圖像傳感器。另外，下面說明到形成柵極21的工藝之前，用與上述第一實(shí)施方式相同地公知半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)行制造。
如圖7(a)所示，在柵極21上，通過例如等離子CVD法等成膜第一層間絕緣膜22。接著，在該第一層間絕緣膜22上涂敷圖中未示的抗蝕劑，該抗蝕劑通過公知的光刻法成為具有對(duì)應(yīng)于連接孔41的開口部的形狀，同時(shí)，將該抗蝕劑作為掩膜例如進(jìn)行由干蝕等進(jìn)行的蝕刻。由此，如該圖7(a)所示，形成貫通第一層間絕緣膜22、到達(dá)柵極21的連接孔41。
接著，如圖7(b)所示，接著上述蝕刻，對(duì)第一層間絕緣膜22同樣進(jìn)行例如由干蝕等進(jìn)行的蝕刻，在連接孔41的上方形成對(duì)應(yīng)于上述時(shí)鐘布線40的溝22a，同時(shí)，形成與該溝22a物理分離、對(duì)應(yīng)于上述偽布線50的溝22b。
接著，如圖7(c)所示，在包含連接孔41和溝22a、22b的內(nèi)壁面的第一層間絕緣膜22的表面上，例如通過蒸鍍和濺射等成膜布線材料膜(例如由鋁合金構(gòu)成的膜)62。接著，如圖7(d)所示，通過對(duì)該布線材料膜62實(shí)施例如由CMP(化學(xué)機(jī)械地研磨)等進(jìn)行的研磨處理(平坦處理)去除布線材料膜62而使第一層間絕緣膜22露出。由此，以嵌入到溝22a、22b的形態(tài)來一并形成時(shí)鐘布線40和偽布線50。
并且，如圖7(e)所示，在形成了時(shí)鐘布線40和偽布線50的第一層間絕緣膜22上例如通過等離子CVD(化學(xué)氣相生長(zhǎng))法，成膜第二層間絕緣膜23。并且，在對(duì)第二層間絕緣膜23進(jìn)行了例如由CMP等進(jìn)行的平坦處理后，對(duì)應(yīng)于受光象素形成彩色濾色器24。進(jìn)一步，通過在該彩色濾色器24上配置例如由丙稀基構(gòu)成的平坦膜25和圖中未示的微透鏡等來制造本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器。
根據(jù)以上說明的實(shí)施方式，除了上述第一實(shí)施方式的效果(1)～(4)之外，還得到了下面所述的效果。
(5)在第一層積絕緣膜22上形成連接孔41和溝22a、22b，并以嵌入其的形態(tài)來形成時(shí)鐘布線40和偽布線50。因此，與通過蝕刻工藝形成偽布線50的上述第一實(shí)施方式相比，可以更細(xì)地，高壁狀地形成偽布線50。因此，避免了因偽布線50引起的光量的降低，對(duì)于同一偽布線50可以以更好的形態(tài)來實(shí)現(xiàn)。
另外，上述實(shí)施方式可以如下這樣來變更實(shí)施。
上述實(shí)施方式中，雖然在與時(shí)鐘布線40相同的布線層上形成了偽布線50，但是也可在與時(shí)鐘布線40不同的層上形成偽布線50。例如，也可以以嵌入到叫作第二層間絕緣膜23的另一絕緣膜中的形式來形成偽布線50。該情況下，雖然制造工藝數(shù)增加了，但是同樣可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)匾种苾A斜的入射光。
(第三實(shí)施方式)接著，參照?qǐng)D8～圖10說明將本發(fā)明的固體攝像元件具體化為與上述第一實(shí)施方式相同的幀傳送型CCD圖像傳感器的第二實(shí)施方式。另外，以與上述第一和第二實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，而省略其他同樣部分的說明。
圖8和圖9表示與上述第一實(shí)施方式的圖1和圖2相同部分的攝像部的截面圖。
如該圖8和圖9所示，本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器除了具有上述第一層間絕緣膜22上的在同一布線層上形成的上述時(shí)鐘布線40和偽布線50之外，在經(jīng)基底絕緣膜26和形成了該時(shí)鐘布線40和偽布線50的布線層相鄰的層上，具有遮光壁70。該遮光壁70以嵌入到在第一層間絕緣膜22上形成的溝22c的形態(tài)來形成，并對(duì)應(yīng)于形成了時(shí)鐘布線40和偽布線50的位置而形成(參照?qǐng)D10)。另外，時(shí)鐘布線40經(jīng)貫通上述基底絕緣膜26和第一層間絕緣膜11的連接孔(圖9)與柵極21相連。
接著，參照?qǐng)D11說明本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器的制造方法。本實(shí)施方式中，遮光壁70由嵌入工藝來形成的、使用所謂的雙埋入(dualdamassin？)法來制造CCD圖像傳感器。另外，下面說明到形成柵極21之前，與上述第一實(shí)施方式相同地通過公知的半導(dǎo)體工藝制造的工藝。
如圖11(a)所示，在上述柵極21上形成第一層間絕緣膜22。并且，在該第一層間絕緣膜22上涂敷抗蝕劑63，而通過公知的光刻法在抗蝕劑63上形成對(duì)應(yīng)于上述遮光壁70的形狀的開口部64。并且，以形成了上述開口部64的抗蝕劑63的形狀為掩膜，來蝕刻上述第一層間絕緣膜22。
接著，如圖11(b)所示，在包含通過上述蝕刻在第一層間絕緣膜22上形成的溝22c的內(nèi)壁面的表面上例如通過蒸鍍和濺射成膜遮光材料膜65(例如，由鋁合金等構(gòu)成的膜)。
并且，如圖11(c)所示，例如通過CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)等以使僅在上述溝22c中填充的遮光材料余下的形態(tài)來對(duì)通過上述工藝成膜的遮光材料膜65實(shí)施研磨處理(平坦處理)而去除遮光材料膜65，而在溝22c內(nèi)形成遮光壁70。并且，在該遮光壁70和第一層間絕緣膜22上成膜基底絕緣膜26。
接著，如圖11(d)所示，經(jīng)基底絕緣膜26和第一層間絕緣膜22，形成貫通柵極21的上述連接孔41(圖示略)。另外，該連接孔41需要在不與上述遮光壁70干涉的位置上形成。并且，通過與上述第一實(shí)施方式的工藝形成時(shí)鐘布線40和偽布線50。即，在上述基底絕緣膜26上成膜布線材料膜(例如，由鋁合金等構(gòu)成的膜)，同時(shí)，在該布線材料膜上涂敷抗蝕劑，例如，通過光刻法形成希望的上述時(shí)鐘布線40和偽布線50的形狀。并且，通過將該抗蝕劑形狀作為掩膜進(jìn)行例如蝕刻等，而在基底絕緣膜26上形成時(shí)鐘布線40和偽布線50。
并且，如圖11(e)所示，在上述基底絕緣膜26、時(shí)鐘布線40和偽布線50上通過例如等離子CVD(化學(xué)氣相生長(zhǎng))法，成膜第二層間絕緣膜23。并且，通過對(duì)第二層間絕緣膜23例如由CMP進(jìn)行的平坦處理后，對(duì)應(yīng)于受光象素形成彩色濾色器24。進(jìn)一步，在該彩色濾色器24上配置例如由丙稀基構(gòu)成的平坦膜25和圖中未示的微透鏡等。由此，制造了CCD圖像傳感器。
根據(jù)以上說明的實(shí)施方式，除了上述第一實(shí)施方式的效果(1)～(4)和上述第二實(shí)施方式的效果(5)之外，還可得到下面所述的效果。
(6)在與形成了時(shí)鐘布線40和偽布線50的布線層相鄰的層上具有對(duì)應(yīng)于這些時(shí)鐘布線40和偽布線50的遮光壁70的結(jié)構(gòu)。由此，由于形成了遮光壁70，制造工藝數(shù)增加，但是與僅由偽布線50構(gòu)成的上述第一和第二實(shí)施方式相比，可遮光的壁高更高，且可以更好實(shí)現(xiàn)對(duì)來自傾斜方向的入射光的遮光。
(7)在與時(shí)鐘布線40不同的層上形成遮光壁70。因此，形成遮光壁70時(shí)，不會(huì)因時(shí)鐘布線40受到制約，遮光壁70的設(shè)計(jì)自由度增加了。因此，如本實(shí)施方式那樣，還可以采用通過遮光壁70來包圍受光象素的形狀，可以更加抑制來自傾斜方向的入射光的侵入。
另外，上述實(shí)施方式可如下這樣來變更實(shí)施。
上述實(shí)施方式中，雖然在經(jīng)基底絕緣膜26和與形成了時(shí)鐘布線40和偽布線50的布線層相鄰的層上，形成了遮光壁70，但是并不特別限定形成該遮光壁70的層數(shù)、位置。例如，也可以為比上述布線層進(jìn)一步接近彩色濾色器24的遮光壁的結(jié)構(gòu)。
除此之外，作為可以與上述各實(shí)施方式公共變更的要素如下這樣。
上述各實(shí)施方式中，雖然在彩色濾色器24和受光象素之間形成偽布線50和遮光壁70來遮光來自傾斜方向的入射光，但是例如如以第一實(shí)施方式的截面結(jié)構(gòu)為例的圖12所示，也可在彩色濾色器24的邊界部分設(shè)置遮光壁80。這時(shí)，通過時(shí)鐘布線40和偽布線50與遮光壁80的共同作用，可以更好地遮光來自傾斜方向的入射光。
上述各實(shí)施方式中，雖然由光的反射率高的材料來構(gòu)成時(shí)鐘布線40和偽布線50，但是若是比彩色濾色器24的透過率低、可以沒有任何混色問題地遮光傾斜入射光，則也可以采用其他材料。例如，也可以使用如石墨那樣地吸光性質(zhì)的材料。
上述各實(shí)施方式中，表示了裝載著彩色濾色器的CCD圖像傳感器，但是本發(fā)明也可適用于沒有彩色濾色器的黑白CCD圖像傳感器中。該情況下也相同通過上述時(shí)鐘布線40和偽布線50遮光了來自傾斜方向的入射光，所以可以更好地抑制因來自該傾斜方向的入射光引起的光像再現(xiàn)性降低的情況。
上述各實(shí)施方式中，表示了本發(fā)明適用于幀傳送型CCD圖像傳感器的情況，但是本發(fā)明也可同樣適用于隔行傳送型的其他CCD圖像傳感器。另外，由于由傾斜入射光引起的光像再現(xiàn)性降低的問題在固體攝像元件而不限于CCD圖像傳感器領(lǐng)域中為公共情況，所以除此之外，本發(fā)明也可適用于CMOS圖像傳感器等的固體攝像元件。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像元件，其具有多個(gè)受光象素，其在半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面上形成，進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所拍攝的光像的光電轉(zhuǎn)換；和時(shí)鐘布線，其施加了將通過該各個(gè)受光象素進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的電荷作為信息電荷來傳送用的傳送時(shí)鐘，其特征在于，在與所述多個(gè)受光象素上方形成的絕緣層的所述各個(gè)受光象素的邊界相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)置與所述時(shí)鐘布線電分離的偽布線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像元件，其特征在于，進(jìn)一步具有彩色濾色器，該彩色濾色器將選擇地透過彼此波長(zhǎng)不同的光的多個(gè)濾色器以對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)受光象素的各個(gè)的形態(tài)在該多個(gè)受光象素和所述時(shí)鐘布線的上方經(jīng)所述絕緣層有規(guī)則地排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體攝像元件，其特征在于，在同一布線層上形成所述時(shí)鐘布線和所述偽布線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體攝像元件，其特征在于，在與形成了所述時(shí)鐘布線和所述偽布線的布線層不同的層上，在分別對(duì)應(yīng)于形成了該時(shí)鐘布線和偽布線的位置進(jìn)一步形成具有遮光性的壁。
5.一種固體攝像元件的制造方法，該固體攝像元件具有多個(gè)受光象素，其在半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面上形成、進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所拍攝的光像的光電轉(zhuǎn)換；和時(shí)鐘布線，其施加了將通過該各個(gè)受光元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后的電荷作為信息電荷來傳送用的傳送時(shí)鐘，該固體攝像元件的制造方法特征在于，包括成膜布線材料膜的步驟；在對(duì)應(yīng)于該成膜后的布線材料膜上面的所述各個(gè)受光元件邊界的位置上，形成對(duì)應(yīng)于所述時(shí)鐘布線的第一抗蝕劑圖案、和與該第一抗蝕劑圖案物理上分離的第二抗蝕劑圖案的步驟；一并形成對(duì)應(yīng)于所述第一抗蝕劑圖案余下的所述時(shí)鐘布線和對(duì)應(yīng)于所述第二抗蝕劑圖案余下的偽布線的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于，所述固體攝像元件具有彩色濾色器，該彩色濾色器以對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)受光象素的各個(gè)的形態(tài)在這多個(gè)受光象素和所述時(shí)鐘布線的上方經(jīng)絕緣層有規(guī)則地排列，有選擇地透過彼此波長(zhǎng)不同的光。
7.一種固體攝像元件的制造方法，該固體攝像元件具有多個(gè)受光象素，其在半導(dǎo)體基板的一個(gè)主面上形成、進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所拍攝的光像的光電轉(zhuǎn)換；和時(shí)鐘布線，其施加了將通過該各個(gè)受光元件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換后的電荷作為信息電荷來傳送用的傳送時(shí)鐘，該固體攝像元件的制造方法特征在于，包括在對(duì)應(yīng)于所述各個(gè)受光象素邊界的位置上，經(jīng)適當(dāng)?shù)膶娱g絕緣膜，形成所述信息電荷的傳送用的連接孔、和對(duì)應(yīng)于所述時(shí)鐘布線的第一溝及與該第一溝物理上分離的第二溝的步驟；以嵌入所述連接孔和所述第一與第二溝的形態(tài)成膜布線材料膜的步驟；以僅嵌入所述連接孔和所述第一與第二溝的布線材料余下的形態(tài)來去除所述布線材料膜的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體攝像元件的制造方法，其特征在于，所述固體攝像元件具有彩色濾色器，該彩色濾色器將選擇地透過彼此波長(zhǎng)不同的多個(gè)濾色器以對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)受光象素各個(gè)的形態(tài)在這多個(gè)受光象素和所述時(shí)鐘布線的上方經(jīng)所述絕緣層有規(guī)則排列。
全文摘要
提供一種可以更好地抑制由相對(duì)半導(dǎo)體基板表面從傾斜方向入射的光引起的光像再現(xiàn)性降低的固體攝像元件和固體攝像元件的制造方法。CCD圖像傳感器具有半導(dǎo)體基板(10)、在該半導(dǎo)體基板(10)的一個(gè)主面上形成的多個(gè)受光象素，在該多個(gè)受光象素上方配置的、有規(guī)則地配置了透過波長(zhǎng)彼此不同的光的多個(gè)濾光器(24a)的彩色濾色器(24)。并且，在對(duì)應(yīng)于上述各個(gè)受光象素的邊界的位置上以與時(shí)鐘布線電分離的形態(tài)形成遮光透過所述彩色濾色器(24)的光的偽布線(50)。
文檔編號(hào)H01L27/146GK1661806SQ20051000810
公開日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月24日
發(fā)明者西村英孝, 大鄉(xiāng)尚彥 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社