JPH06132515A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
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- JPH06132515A JPH06132515A JP4304937A JP30493792A JPH06132515A JP H06132515 A JPH06132515 A JP H06132515A JP 4304937 A JP4304937 A JP 4304937A JP 30493792 A JP30493792 A JP 30493792A JP H06132515 A JPH06132515 A JP H06132515A
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- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 暗電流もスメアも少なくして、高品質の画像
を得る。 【構成】 遮光膜としてのＡｌ膜２２がＰ−ＳｉＯ膜２
５に覆われており、段差部２６における光２７の屈折に
よる光路ずれが無視できる程度にまで膜厚の薄いＰ−Ｓ
ｉＮ膜２４がＰ−ＳｉＯ膜２５上に積層されて、２層構
造のパッシベーション膜が形成されている。Ｐ−ＳｉＯ
膜２５は、屈折率が低いので、段差部２６へ入射した光
２７を垂直転送レジスタ１４側へ屈折させるレンズ作用
が小さく、スメアが少ない。しかも、Ｐ−ＳｉＮ膜２４
は水素を多量に含んでおり、この水素が界面準位を減ら
すので、暗電流も少ない。
を得る。 【構成】 遮光膜としてのＡｌ膜２２がＰ−ＳｉＯ膜２
５に覆われており、段差部２６における光２７の屈折に
よる光路ずれが無視できる程度にまで膜厚の薄いＰ−Ｓ
ｉＮ膜２４がＰ−ＳｉＯ膜２５上に積層されて、２層構
造のパッシベーション膜が形成されている。Ｐ−ＳｉＯ
膜２５は、屈折率が低いので、段差部２６へ入射した光
２７を垂直転送レジスタ１４側へ屈折させるレンズ作用
が小さく、スメアが少ない。しかも、Ｐ−ＳｉＮ膜２４
は水素を多量に含んでおり、この水素が界面準位を減ら
すので、暗電流も少ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パッシベーション膜を
有する固体撮像素子に関するものである。
有する固体撮像素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、ＣＣＤ固体撮像素子の第１従来
例を示している。この第１従来例では、Ｓｉ基板１１中
にフォトセンサ１２を構成する不純物層１３や垂直転送
レジスタ１４を構成する不純物層１５等が形成されてお
り、Ｓｉ基板１１の表面のＳｉＯ2 膜１６上における多
結晶Ｓｉ膜１７で垂直転送レジスタ１４の電極が形成さ
れている。
例を示している。この第１従来例では、Ｓｉ基板１１中
にフォトセンサ１２を構成する不純物層１３や垂直転送
レジスタ１４を構成する不純物層１５等が形成されてお
り、Ｓｉ基板１１の表面のＳｉＯ2 膜１６上における多
結晶Ｓｉ膜１７で垂直転送レジスタ１４の電極が形成さ
れている。
【０００３】多結晶Ｓｉ膜１７等はＳｉＯ2 膜２１に覆
われており、遮光膜等としてのＡｌ膜２２がＳｉＯ2 膜
２１上でパターニングされて、フォトセンサ１２上のＡ
ｌ膜２２には受光用の開口２３が設けられている。そし
て、外界の水分やＮａ等が素子中に侵入して素子特性を
劣化させるのを防止するために、パッシベーション膜と
してのＰ−ＳｉＮ膜２４がＡｌ膜２２等を覆っている。
更に、図示してはいないが、Ｐ−ＳｉＮ膜２４上には平
坦化膜が形成されており、この平坦化膜上にマイクロレ
ンズが形成されている。
われており、遮光膜等としてのＡｌ膜２２がＳｉＯ2 膜
２１上でパターニングされて、フォトセンサ１２上のＡ
ｌ膜２２には受光用の開口２３が設けられている。そし
て、外界の水分やＮａ等が素子中に侵入して素子特性を
劣化させるのを防止するために、パッシベーション膜と
してのＰ−ＳｉＮ膜２４がＡｌ膜２２等を覆っている。
更に、図示してはいないが、Ｐ−ＳｉＮ膜２４上には平
坦化膜が形成されており、この平坦化膜上にマイクロレ
ンズが形成されている。
【０００４】パッシベーション膜は、遮光膜としてのＡ
ｌ膜２２や配線としてのＡｌ膜（図示せず）等の上層に
設けられるので、４００℃以下程度の低温で形成する必
要がある。このため、一般的には、プラズマＣＶＤ法で
堆積させたシリコン窒化膜であるＰ−ＳｉＮ膜２４かま
たはプラズマＣＶＤ法で堆積させたシリコン酸化膜であ
るＰ−ＳｉＯ膜２５（図４）がパッシベーション膜とし
て用いられている。
ｌ膜２２や配線としてのＡｌ膜（図示せず）等の上層に
設けられるので、４００℃以下程度の低温で形成する必
要がある。このため、一般的には、プラズマＣＶＤ法で
堆積させたシリコン窒化膜であるＰ−ＳｉＮ膜２４かま
たはプラズマＣＶＤ法で堆積させたシリコン酸化膜であ
るＰ−ＳｉＯ膜２５（図４）がパッシベーション膜とし
て用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】Ｐ−ＳｉＮ膜２４は、
水素を多量に含んでいるので、Ｓｉ基板１１とＳｉＯ2
膜１６との界面における界面準位の原因の一つであるＳ
ｉとＯとの不飽和結合をＰ−ＳｉＮ膜２４中の水素が終
端させ、界面準位を減らして、暗電流を減らす効果を有
している。
水素を多量に含んでいるので、Ｓｉ基板１１とＳｉＯ2
膜１６との界面における界面準位の原因の一つであるＳ
ｉとＯとの不飽和結合をＰ−ＳｉＮ膜２４中の水素が終
端させ、界面準位を減らして、暗電流を減らす効果を有
している。
【０００６】ところで、Ａｌ膜２２の開口２３の内周縁
における段差部では、図２〜４に示す様に、Ｐ−ＳｉＮ
膜２４等のパッシベーション膜にも段差部２６が形成さ
れている。一方、有機材からなる平坦化膜の屈折率が
１．６程度であるのに対して、Ｐ−ＳｉＮ膜２４の屈折
率は１．９５〜２．００と高い。このためＰ−ＳｉＮ膜
２４は、図３に示す様に、段差部２６へ入射した光２７
を垂直転送レジスタ１４側へ屈折させるレンズ作用が大
きい。この様に屈折した光２７は、Ａｌ膜２２とＳｉ基
板１１の表面との間で多重反射して、スメアを発生させ
る。
における段差部では、図２〜４に示す様に、Ｐ−ＳｉＮ
膜２４等のパッシベーション膜にも段差部２６が形成さ
れている。一方、有機材からなる平坦化膜の屈折率が
１．６程度であるのに対して、Ｐ−ＳｉＮ膜２４の屈折
率は１．９５〜２．００と高い。このためＰ−ＳｉＮ膜
２４は、図３に示す様に、段差部２６へ入射した光２７
を垂直転送レジスタ１４側へ屈折させるレンズ作用が大
きい。この様に屈折した光２７は、Ａｌ膜２２とＳｉ基
板１１の表面との間で多重反射して、スメアを発生させ
る。
【０００７】これに対してＰ−ＳｉＯ膜２５は、屈折率
が１．４５〜１．５０と低いので、図４に示す様に、段
差部２６へ入射した光２７を垂直転送レジスタ１４側へ
屈折させるレンズ作用が小さく、スメアが少ない。しか
しＰ−ＳｉＯ膜２５は、Ｐ−ＳｉＮ膜２４の様には水素
を含んでいないので、界面準位を減らして暗電流を減ら
す効果を有していない。従って、図２、３に示した第１
従来例及び図４に示した第２従来例の何れも、暗電流と
スメアとの両方を同時に少なくして高品質の画像を得る
ということができなかった。
が１．４５〜１．５０と低いので、図４に示す様に、段
差部２６へ入射した光２７を垂直転送レジスタ１４側へ
屈折させるレンズ作用が小さく、スメアが少ない。しか
しＰ−ＳｉＯ膜２５は、Ｐ−ＳｉＮ膜２４の様には水素
を含んでいないので、界面準位を減らして暗電流を減ら
す効果を有していない。従って、図２、３に示した第１
従来例及び図４に示した第２従来例の何れも、暗電流と
スメアとの両方を同時に少なくして高品質の画像を得る
ということができなかった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子は、水素を含む第１の膜２４とこの第１の膜２４より
も屈折率の低い第２の膜２５との２層構造のパッシベー
ション膜を有している。
子は、水素を含む第１の膜２４とこの第１の膜２４より
も屈折率の低い第２の膜２５との２層構造のパッシベー
ション膜を有している。
【０００９】
【作用】本発明による固体撮像素子では、パッシベーシ
ョン膜を構成している第１の膜２４が水素を含んでいる
ので、界面準位の原因の一つである不飽和結合を第１の
膜２４中の水素が終端させて、界面準位が少ない。一
方、第１の膜２４と共にパッシベーション膜を構成して
いる第２の膜２５は、第１の膜２４よりも屈折率が低い
ので、受光部１２の周縁部におけるパッシベーション膜
の段差部２６から入射した光２７を転送部１４側へ屈折
させるレンズ作用が小さい。
ョン膜を構成している第１の膜２４が水素を含んでいる
ので、界面準位の原因の一つである不飽和結合を第１の
膜２４中の水素が終端させて、界面準位が少ない。一
方、第１の膜２４と共にパッシベーション膜を構成して
いる第２の膜２５は、第１の膜２４よりも屈折率が低い
ので、受光部１２の周縁部におけるパッシベーション膜
の段差部２６から入射した光２７を転送部１４側へ屈折
させるレンズ作用が小さい。
【００１０】
【実施例】以下、ＣＣＤ固体撮像素子に適用した本発明
の一実施例を、図１を参照しながら説明する。なお、図
２〜４に示した第１及び第２従来例と対応する構成部分
には、同一の符号を付してある。
の一実施例を、図１を参照しながら説明する。なお、図
２〜４に示した第１及び第２従来例と対応する構成部分
には、同一の符号を付してある。
【００１１】本実施例は、図１に示す様に、遮光膜とし
てのＡｌ膜２２がＰ−ＳｉＯ膜２５に覆われており、こ
のＰ−ＳｉＯ膜２５上にＰ−ＳｉＮ膜２４が積層されて
おり、これらのＰ−ＳｉＮ膜２４とＰ−ＳｉＯ膜２５と
で２層構造のパッシベーション膜が形成されていること
を除いて、図２〜４に示した第１及び第２従来例と実質
的に同様の構成を有している。但し、Ｐ−ＳｉＮ膜２４
の膜厚は、段差部２６における光２７の屈折による光路
ずれが無視できる程度にまで薄い。
てのＡｌ膜２２がＰ−ＳｉＯ膜２５に覆われており、こ
のＰ−ＳｉＯ膜２５上にＰ−ＳｉＮ膜２４が積層されて
おり、これらのＰ−ＳｉＮ膜２４とＰ−ＳｉＯ膜２５と
で２層構造のパッシベーション膜が形成されていること
を除いて、図２〜４に示した第１及び第２従来例と実質
的に同様の構成を有している。但し、Ｐ−ＳｉＮ膜２４
の膜厚は、段差部２６における光２７の屈折による光路
ずれが無視できる程度にまで薄い。
【００１２】この様な本実施例では、Ｐ−ＳｉＮ膜２４
及びＰ−ＳｉＯ膜２５の段差部２６へ入射した光２７は
Ｐ−ＳｉＮ膜２４のために垂直転送レジスタ１４側へ屈
折するが、この屈折による光路ずれは上述の様に無視で
きる程度であり、且つ光２７はＰ−ＳｉＮ膜２４とＰ−
ＳｉＯ膜２５との界面で垂直転送レジスタ１４とは反対
側へ再び屈折する。このため、図２、３に示した第１従
来例に比べて段差部２６における光２７の屈折が少な
く、スメアが少ない。
及びＰ−ＳｉＯ膜２５の段差部２６へ入射した光２７は
Ｐ−ＳｉＮ膜２４のために垂直転送レジスタ１４側へ屈
折するが、この屈折による光路ずれは上述の様に無視で
きる程度であり、且つ光２７はＰ−ＳｉＮ膜２４とＰ−
ＳｉＯ膜２５との界面で垂直転送レジスタ１４とは反対
側へ再び屈折する。このため、図２、３に示した第１従
来例に比べて段差部２６における光２７の屈折が少な
く、スメアが少ない。
【００１３】しかも、Ｐ−ＳｉＮ膜２４を形成した後の
熱処理によって、このＰ−ＳｉＮ膜２４中の水素がＳｉ
基板１１とＳｉＯ2 膜１６との界面にまで到達する。こ
の水素は、この界面におけるＳｉとＯとの不飽和結合を
終端させて、界面準位を減らすので、暗電流も少ない。
つまり本実施例では、暗電流もスメアも少ないので、高
品質の画像を得ることができる。
熱処理によって、このＰ−ＳｉＮ膜２４中の水素がＳｉ
基板１１とＳｉＯ2 膜１６との界面にまで到達する。こ
の水素は、この界面におけるＳｉとＯとの不飽和結合を
終端させて、界面準位を減らすので、暗電流も少ない。
つまり本実施例では、暗電流もスメアも少ないので、高
品質の画像を得ることができる。
【００１４】なお、以上の実施例ではＰ−ＳｉＯ膜２５
上にＰ−ＳｉＮ膜２４が積層された２層構造でパッシベ
ーション膜が形成されているが、既述の様に段差部２６
における光２７の屈折による光路ずれが無視できる程度
にまでＰ−ＳｉＮ膜２４の膜厚が薄ければ、本実施例と
は逆にＰ−ＳｉＮ膜２４上にＰ−ＳｉＯ膜２５が積層さ
れていている２層構造でもよい。
上にＰ−ＳｉＮ膜２４が積層された２層構造でパッシベ
ーション膜が形成されているが、既述の様に段差部２６
における光２７の屈折による光路ずれが無視できる程度
にまでＰ−ＳｉＮ膜２４の膜厚が薄ければ、本実施例と
は逆にＰ−ＳｉＮ膜２４上にＰ−ＳｉＯ膜２５が積層さ
れていている２層構造でもよい。
【００１５】
【発明の効果】本発明による固体撮像素子では、界面準
位が少ないので暗電流が少なく、しかも受光部の周縁部
におけるパッシベーション膜の段差部から入射した光を
転送部側へ屈折させるレンズ作用が小さくてスメアも少
ないので、高品質の画像を得ることができる。
位が少ないので暗電流が少なく、しかも受光部の周縁部
におけるパッシベーション膜の段差部から入射した光を
転送部側へ屈折させるレンズ作用が小さくてスメアも少
ないので、高品質の画像を得ることができる。
【図１】本発明の一実施例の要部の拡大側断面図であ
る。
る。
【図２】本発明の第１従来例の側断面図である。
【図３】第１従来例の要部の拡大側断面図である。
【図４】第２従来例の要部の拡大側断面図である。
１２ フォトセンサ １４ 垂直転送レジスタ ２４ Ｐ−ＳｉＮ膜 ２５ Ｐ−ＳｉＯ膜 ２６ 段差部 ２７ 光
Claims (2)
- 【請求項１】 水素を含む第１の膜とこの第１の膜より
も屈折率の低い第２の膜との２層構造のパッシベーショ
ン膜を有する固体撮像素子。 - 【請求項２】 前記水素を含む第１の膜がプラズマＣＶ
Ｄ法で形成されたシリコン窒化膜である請求項１記載の
固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304937A JPH06132515A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4304937A JPH06132515A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06132515A true JPH06132515A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17939114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4304937A Pending JPH06132515A (ja) | 1992-10-16 | 1992-10-16 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06132515A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133062A (en) * | 1998-05-04 | 2000-10-17 | United Microelectronics Corp. | Method of fabricating focusing and color-filtering structure for semiconductor light-sensitive device |
| US6271054B1 (en) * | 2000-06-02 | 2001-08-07 | International Business Machines Corporation | Method for reducing dark current effects in a charge couple device |
| FR2805665A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-08-31 | Hyundai Electronics Ind | Procede de fabrication d'un capteur d'image cmos a courant d'obscurite reduit |
| WO2012111047A1 (ja) * | 2011-02-14 | 2012-08-23 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置 |
-
1992
- 1992-10-16 JP JP4304937A patent/JPH06132515A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6133062A (en) * | 1998-05-04 | 2000-10-17 | United Microelectronics Corp. | Method of fabricating focusing and color-filtering structure for semiconductor light-sensitive device |
| US6376872B1 (en) | 1998-05-04 | 2002-04-23 | Yuan-Chi Pai | Focusing and color-filtering structure for semiconductor light-sensitive device |
| FR2805665A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-08-31 | Hyundai Electronics Ind | Procede de fabrication d'un capteur d'image cmos a courant d'obscurite reduit |
| US6271054B1 (en) * | 2000-06-02 | 2001-08-07 | International Business Machines Corporation | Method for reducing dark current effects in a charge couple device |
| WO2012111047A1 (ja) * | 2011-02-14 | 2012-08-23 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置 |
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