固体摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固体摄像装置。实施方式的固体摄像装置具备：光检测部，设置在半导体中；第1绝缘膜，设置在上述半导体的表面上；多个第2绝缘膜，设置在上述光检测部与上述第1绝缘膜之间，在沿着上述半导体的表面的第1方向上排列配置；以及第3绝缘膜，设置在上述半导体与上述第2绝缘膜之间，具有比上述第2绝缘膜的折射率小的折射率。

【技术实现步骤摘要】
固体摄像装置关联申请：本申请享受以日本专利申请2019-44028号(申请日：2019年3月11日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
实施方式涉及一种固体摄像装置。
技术介绍
固体摄像装置具有在硅等半导体上设置有多个像素的构造。固体摄像装置通过增加向各像素入射的光量来实现高灵敏度化。因此，例如，通过设置防反射膜来降低由于硅表面的反射而引起的光损失是较重要的。但是，当应用防反射膜时，暗时的像素的输出变大，有时会使其灵敏度降低。
技术实现思路
实施方式提供一种提高了像素的灵敏度的固体摄像装置。实施方式的固体摄像装置具备：光检测部，设置在半导体中；第1绝缘膜，设置在上述半导体的表面上；多个第2绝缘膜，设置在上述光检测部与上述第1绝缘膜之间，在沿着上述半导体的表面的第1方向上排列配置；以及第3绝缘膜，设置在上述半导体与上述第2绝缘膜之间，具有比上述第2绝缘膜的折射率小的折射率。附图说明图1A以及图1B是表示第1实施方式的固体摄像装置的示意图。图2A以及图2B是表示比较例的固体摄像装置的示意图。图3是表示第1实施方式的变形例的固体摄像装置的示意图。图4A以及图4B是表示第2实施方式的固体摄像装置的示意图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。对于附图中的相同部分，赋予相同符号而适当省略其详细说明，对于不同部分进行说明。另外，附图是示意性或概念性的图，各部分的厚度与宽度之间的关系、部分之间的大小的比率等不限于与现实情况相同。另外，即使在表示相同部分的情况下，也存在根据附图而使相互的尺寸、比率不同地进行表示的情况。并且，使用各图中所示的X轴、Y轴及Z轴来说明各部分的配置及构成。X轴、Y轴、Z轴相互正交，分别表示X方向、Y方向、Z方向。另外，有时将Z方向设为上方、将其相反方向设为下方来进行说明。(第1实施方式)图1A以及图1B是表示第1实施方式的固体摄像装置1的示意图。固体摄像装置1例如是CCD(ChargeCoupledDevice)。图1A是表示固体摄像装置1的像素PX的配置的平面图。图1B是表示固体摄像装置1的像素PX的构造的截面图。如图1A所示，固体摄像装置1具备像素PX、遮光膜SF1以及遮光膜SF2。像素PX例如配置于遮光膜SF1与遮光膜SF2之间的透光区域TPR。遮光膜SF1以及SF2例如是铝膜，在Y方向上延伸。像素PX在透光区域TPR中在Y方向上排列配置。如图1B所示，固体摄像装置1的像素PX包括光检测部PD、第1绝缘膜13、第2绝缘膜15以及第3绝缘膜17。光检测部PD设置在半导体、例如半导体基板10中。半导体基板10例如是硅基板。光检测部PD例如是光电二极管，包括p形半导体以及n形半导体。光检测部PD例如具有沿着X方向的长边以及沿着Y方向的短边。第1绝缘膜13设置在半导体基板10的表面上。第1绝缘膜13例如是氧化硅膜。遮光膜SF1以及SF2设置在第1绝缘膜13上。第1绝缘膜13设置在遮光膜SF1与半导体基板10之间以及遮光膜SF2与半导体基板10之间。此外，第1绝缘膜13包括从Z方向观察位于遮光膜SF1与遮光膜SF2之间的透光区域TPR的部分。第2绝缘膜15设置在光检测部PD与第1绝缘膜13之间。第2绝缘膜15设置有多个，经由狭缝SL在第1方向(例如X方向)上排列配置。第1方向例如是沿着半导体基板10的表面的方向。第2绝缘膜15例如是氮化硅膜，具有比第1绝缘膜13的折射率大的折射率。第2绝缘膜15例如具有500埃的Z方向的厚度。狭缝SL例如在沿着半导体基板10的表面的方向(X方向、Y方向)上具有0.2～0.4微米(μm)的范围的宽度。第2绝缘膜例如配置成沿着X方向的两列。第3绝缘膜17设置在半导体基板10与第2绝缘膜15之间。第3绝缘膜17例如是氧化硅膜，具有比第2绝缘膜15的折射率小的折射率。固体摄像装置1还具备控制电极20以及绝缘膜19。控制电极20例如设置在光检测部PD的外缘之上。控制电极20例如配置在半导体基板10与遮光膜SF2之间。控制电极20将光检测部PD与电荷传输部(未图示)之间电连接。绝缘膜19被设置成覆盖遮光膜SF1、遮光膜SF2以及第1绝缘膜13。绝缘膜19例如是氧化硅膜。此外，第3绝缘膜17包括第1部分17a以及第2部分17b。第1部分17a位于半导体基板10与第2绝缘膜15之间。第2部分17b位于半导体基板10与控制电极20之间。在与半导体基板10的表面垂直的方向(Z方向)上，第2部分17b被设置得比第1部分17a厚。第2部分17b例如被设置为，Z方向的厚度为第1部分17a例如被设置为，Z方向的厚度为固体摄像装置1为，例如，通过使由入射到光检测部PD的光激励了的电子经由在半导体基板10的表面上感应出的沟道向电荷传输部(未图示)移动来进行动作。控制电极20作为在半导体基板10的表面上感应出沟道的栅电极发挥功能，第3绝缘膜17的第2部分17b例如作为栅极绝缘膜发挥功能。为了提高固体摄像装置1的灵敏度，优选增加通过透光区域TPR向各像素PX入射的光量。在本实施方式中，为了减少由于光检测部PD与第3绝缘膜17的界面处的反射而不向光检测部PD入射的光，而配置折射率比第3绝缘膜17大的第2绝缘膜15。即，由光检测部PD与第3绝缘膜17的界面反射后的光，在第2绝缘膜15与第3绝缘膜17的界面被再次反射，并返回到光检测部PD的方向。由此，能够增加向光检测部PD入射的光量，使像素PX高灵敏度化。图2A以及图2B是表示比较例的固体摄像装置2的示意图。图2A是表示固体摄像装置2的像素PX的配置的平面图。图2B是表示固体摄像装置2的像素PX的构造的截面图。另外，固体摄像装置2的像素PX以外的部分具有与固体摄像装置1相同的构造。固体摄像装置2的像素PX包括设置于半导体基板10的光检测部PD、第1绝缘膜13、第2绝缘膜15以及第3绝缘膜17。第2绝缘膜15位于光检测部PD与第1绝缘膜13之间，第3绝缘膜17位于光检测部PD与第2绝缘膜15之间。第3绝缘膜17例如是通过对硅基板进行热氧化而形成的氧化硅膜。第2绝缘膜15例如是通过CVD(ChemicalVaporDeposition)而堆积在第3绝缘膜17上的氮化硅膜。在固体摄像装置2的第2绝缘膜15中产生由于半导体基板10与第2绝缘膜15之间的线性热膨胀系数的不同而引起的应力。在第2绝缘膜15为氮化硅膜的情况下，例如包括200～300兆帕斯卡(MPa)的拉伸应力。该应力集中在第2绝缘膜15的端部，例如使半导体基板10产生应力集中部SCP。在应力集中部SCP例如产生硅晶体的晶格应变。因此，当应力集中部SCP位于光检测部PD的内部时，基于热激励而产生的电子增加，像素PX的暗时输出增加。像素PX的暗时输出例如增加到应力集中部SCP不位于光检测部PD的内部的情况下的1.5倍，使像素PX的灵敏度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体摄像装置，具备：/n光检测部，设置在半导体中；/n第1绝缘膜，设置在上述半导体的表面上；/n多个第2绝缘膜，设置在上述光检测部与上述第1绝缘膜之间，在沿着上述半导体的表面的第1方向上排列配置；以及/n第3绝缘膜，设置在上述半导体与上述第2绝缘膜之间，具有比上述第2绝缘膜的折射率小的折射率。/n

【技术特征摘要】
20190311 JP 2019-0440281.一种固体摄像装置，具备：
光检测部，设置在半导体中；
第1绝缘膜，设置在上述半导体的表面上；
多个第2绝缘膜，设置在上述光检测部与上述第1绝缘膜之间，在沿着上述半导体的表面的第1方向上排列配置；以及
第3绝缘膜，设置在上述半导体与上述第2绝缘膜之间，具有比上述第2绝缘膜的折射率小的折射率。


2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述第1绝缘膜以及上述第3绝缘膜是氧化硅膜，上述第2绝缘膜是氮化硅膜。


3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述半导体包含硅。


4.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述光检测器具有沿着上述第1方向的长边以及沿着第2方向的短边，该第2方向沿着上述半导体的上述表面且与上述第1方向交叉。


5.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述多个第2绝缘膜被配置成沿着上述第1方向的两列。


6.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述多个第2绝缘膜分别包括位于上述光检测器的外侧的部分。


7.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
还具备设置在上述光检测部的外缘上的控制电极，
上述第3绝缘膜具有位于上述光检测部与上述第2绝缘膜之间的第1部分、以及位于上述半导体与上述控制电极之间的第2部分，
与上述半导体的上述表面正交的第3方向上的上述第1部分的膜厚比上述第3方向上的上述第2部分的膜厚薄。


8.如权利要求2所述的固体摄像装置，其中，
还具备设置在上述第1绝缘膜上的遮光膜，
在上述光检测部的上方具有未配置上述遮光膜的透光区域，
上述控制电极配置在上述半导体与上述遮光膜之间。


9.一种固体摄像装置，具备：
光检测部，设置在半导体中；
第1绝缘膜，设置在上述半导体的表面上；
第2绝缘膜，设置在上述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：板桥康，
申请(专利权)人：株式会社东芝，东芝电子元件及存储装置株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP