固态图像捕获装置、固态图像捕获装置的制造方法及电子信息装置制造方法及图纸

一种固态图像捕获装置，设置有：布置于半导体基板的表面部分上的多个光接收元件；用于该多个光接收元件的每一个的每个颜色的彩色滤光器，层间绝缘膜布置于其间；以及分别用于将入射光会聚到该多个光接收元件的每一个的多个微透镜，其中在层间绝缘膜上的钝化和氢烧结工艺膜被除去的状态下，该层间绝缘膜直接设置于每个颜色的彩色滤光器下方。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态图像捕获装置，该固态图像捕获装置为诸如 CMOS图像传感器和CCD图像传感器的半导体图像传感器，该固态图 像捕获装置是由用于对来自对象的图像光进行光电转换并捕获该对象 的图像的半导体元件构成；固态图像捕获装置的制造方法；以及电子信 息装置，诸如数码相机(例如，数码摄像机和数码照相机)、图像输入 相机、扫描仪、传真机以及装备有相机的移动电话装置，使用该固态图 像捕获装置作为该电子信息装置的图像捕获部中使用的图像输入装置。
技术介绍
传统上，半导体图像传感器例如CMOS图像传感器和CCD图像传 感器非常缘于量产，因此被用作诸如包括数码摄像机和数码照相机的数 码相机以及装备有相机的移动电话装置的便携电子信息装置中的图像 输入装置。这种传统的便携电子信息装置是由电池驱动。因此，实现低电压和 低功耗设计是重要的。此外，降低成本并使模块尺寸微型化也是重要的。因此，CMOS图像传感器在用于这种便携电子信息装置的固态图像 捕获装置领域中成为关注点，这是因为CMOS图像传感器具有下述优 点CMOS图像传感器消耗的功耗低于CCD图像传感器；此外，通过 使用传统CMOS工艺技术，成本可以降低；通过在同一芯片上制造包括 传感器元件的像素区和包括外围驱动电路(驱动器)的外围电路区，模 块尺寸可以微型化。这种CMOS图像传感器在参考文献l中予以介绍且 示于图23。图23为参考文献1披露的传统CMOS图像传感器的基本部件的纵 向剖面图。如图23所示，传统CMOS图像传感器100包括设置于N型半导体 基板101上的P型阱区102。在P型阱区102,用作多个光电转换存储 部(每个像素部)的多个光接收部103按照预定间隔布置并布置成二维 矩阵。由铝等的金属层形成的多个布线层104至106按照避免覆盖该多个 光接收部103的方式设置在N型半导体基4反101上。布线层104和105 设置于透明的层间绝缘膜107例如Si02内部。最上布线层106设置于层 间绝缘膜107上。用于防止反射的SiON膜108设置于布线层106和层 间绝缘膜107上，且等离子体SiN膜109进一步设置于SiON膜108上， 该等离子体SiN膜用作在烧结工艺时用于减小暗电流的氢供给源。等离 子体SiN膜109还用作钝化膜，该钝化膜防止对晶体管区域产生有害影 响的任何物质例如水和阳离子(例如Na离子和K离子)的穿过。因此， 优选地在整个基板上形成等离子体SiN月菱109。如上所述，SiON膜108 设置于层间绝缘膜107和等离子体SiN膜109之间作为反射防止膜，等 离子体SiN膜109的折射率介于层间绝缘膜107的折射率和等离子体 SiN膜109的折射率之间。此外，多种颜色的每一种的彩色滤光器110设置于等离子体SiN膜 109上用于光接收部103的每一个。此外，微透镜111设置于彩色滤光 器110上以将入射光会聚在光接收部103的每一个上。此外，SiN膜113通过堆叠在形成于整个基板上的SiCb膜112上来 设置，且设置于与光接收部103的每一个相对应的位置。SiN膜113用 作反射防止膜来减小入射光在光接收面上的反射。信号读出电路被设置用于各个单元像素部，且通过上述的布线层 104至106相互连接。信号读出电路选择显示屏幕上每条线的多个光接 收部中的每个光接收部03，并从每个光接收部103输出信号。接触部 (未示出)设置用于信号读出电路中垂直布线层之间的电连接，以及最 下布线层和基板侧上的杂质扩散区(未示出)例如电荷检测部(浮置扩 散FD)之间的电连接，这将在下文描述。布线层104至106和接触部 (未示出)被层间绝缘膜107掩埋。这里，布线层104至106和接触部 形成三层的多层布线层。栅电极(未示出)，例如构成信号读出电路的传输MOS晶体管， 形成于Si02膜112上的预定位置，该Si02膜112设置于N型半导体基板101的表面上。电荷检测部(浮置扩散FD)形成有n型(高浓度n 型n+)半导体区，形成于Si02膜112下方并面向光接收部103，该光 接收部103用作光电转换存储部。电荷检测部和光接收部103之间布置 有P型阱区102,其中P型阱区102位于传输MOS晶体管的栅电极(未 示出)下方从而形成晶体管沟道区。参考文献1:特开2006-156611号公报
技术实现思路
根据如上所述的传统构造，SiN膜113设置于光接收部103上作为 反射防止膜从而控制基板表面上的Si/Si02膜U2界面上的反射。此外， 为了增加氲烧结效应，等离子体SiN膜109用作钝化膜，该钝化膜防止 对晶体管区域产生有害影响的任何物质诸如水和阳离子的穿过。为了控 制由于SiN膜113和等离子体SiN膜109之间的多次反射引起的颜色不 规则(灵敏度不规则)，SiON膜108 (折射率为1.7)进一步设置在紧 接着等离子体SiN膜109下方作为反射防止膜。然而，入射光的利用效率低，这是因为入射光在彩色滤光器IIO(折 射率为1.6)和等离子体SiN膜109 (折射率为2.0)之间被反射到外部。 由于上述的SiON膜108和等离子体SiN膜109的存在，入射光的透射 数量减少。此外，由于SiON膜108和等离子体SiN膜109的存在，微 透镜111和基板表面(光接收部103)之间的距离增大，因此光接收灵 敏度降低。再者，根据如上所述的传统技术，彩色滤光器110嵌入层间 绝缘膜107上的布线层106之间的凹部内以使表面平坦化。因此，彩色 滤光器110具有厚的膜厚，使得入射光的透射数量减小且光接收灵敏度 进一步减小。尽管等离子体SiN膜109和基板表面之间的多重反射由于 置于等离子体SiN膜109下的用于防止反射的SiON膜108而减小，该 多重反射在一定程度上仍然存在且多重反射相互干涉。结果，由于层间 绝缘膜107的膜厚的不均匀，在干涉光的波长中，特定波长加强并出现， 使得颜色不规则和灵敏度不规则出现。本专利技术旨在解决如上所迷的传统问题。本专利技术的目的是提供一种固 态图像捕获装置，其中通过彻底除去等离子体SiN膜而减小由等离子体 SiN膜引起的入射光向外反射以及入射光的透射数量，且同时，微透镜 和基板表面之间的距离进一步减小从而改善光接收灵敏度，且此外，通过进一步减小微透镜和基板表面之间的光的多重反射，可以控制颜色不 规则和灵敏度不规则。本专利技术的另外目的是提供一种固态图像捕获装置的制造方法；以及电子信息装置，诸如移动电话装置，该电子信息装置 使用该固态图像捕获装置作为图像捕获部中图像输入装置。本专利技术的固态图像捕获装置包括布置于半导体基板的表面部分上 的多个光接收元件；用于该多个光接收元件的每一个的每个颜色的彩色 滤光器，层间绝缘膜布置于其间；以及用于将入射光会聚到该多个光接 收元件的每一个的多个微透镜，其中在层间绝缘膜上的钝化和氢烧结工 艺膜被除去的状态下，该层间绝缘膜直接设置于每个颜色的彩色滤光器 下方，由此实现上迷目的。优选地，在本专利技术的固态图像捕获装置中，多个多层布线层掩埋在 该层间绝缘膜内。更优选地，在本专利技术的固态图像捕获装置中，该层间绝缘膜被平坦 化直至并包括该多层布线层的最上层的表面。更优选地，在本专利技术的固态图像捕获装置中，该层间绝缘膜被平坦 化，在该多层布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像捕获装置，包括：布置于半导体基板的表面部分上的多个光接收元件；用于该多个光接收元件的每一个的每个颜色的彩色滤光器，层间绝缘膜布置于其间；以及用于将入射光会聚到该多个光接收元件的每一个的多个微透镜，　其中在层间绝缘膜上的钝化和氢烧结工艺膜被除去的状态下，该层间绝缘膜直接设置于每个颜色的彩色滤光器下方。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：永井谦一，竹内升，大坪和雄，原祐司，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]