專利名稱：固態(tài)圖像拾取裝置、其制造方法和圖像拾取系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像拾取裝置、包括該固態(tài)圖像拾取裝置的圖像拾取系統(tǒng)和用于制造該固態(tài)圖像拾取裝置的方法。
背景技術(shù)：
為了增加進(jìn)入固態(tài)圖像拾取裝置的光電轉(zhuǎn)換部分的光的量，最近提出了在固態(tài)圖像拾取裝置中使用波導(dǎo)。日本專利公開No. 2006-191000公開了在包括波導(dǎo)的固態(tài)圖像拾取裝置中，用于形成波導(dǎo)的蝕刻停止膜兼當(dāng)光接收部分之上的抗反射膜。日本專利公開No.2008-041726公開了像素部分設(shè)有用于形成接觸孔的蝕刻的蝕
刻停止膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法，所述固態(tài)圖像拾取裝置包括光電轉(zhuǎn)換部分、第一絕緣膜、在第一絕緣膜上的第二絕緣膜、以及波導(dǎo)，所述光電轉(zhuǎn)換部分設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中，所述第一絕緣膜用作光電轉(zhuǎn)換部分之上的抗反射膜，所述第二絕緣膜與光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)地設(shè)置，所述波導(dǎo)具有包層(clad)和芯，所述芯的底部設(shè)置在第二絕緣膜上。所述方法包括通過在設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分之上的部件被蝕刻得比第二絕緣膜快的條件下部分蝕刻所述部件來形成開口，從而形成所述包層，并在所述開口中形成所述芯。根據(jù)本發(fā)明的一方面的固態(tài)圖像拾取裝置包括設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中的多個光電轉(zhuǎn)換部分。第一絕緣膜設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分之上，并且用作抗反射膜。多個第二絕緣膜與光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)地設(shè)置在第一絕緣膜上。每個第二絕緣膜用作蝕刻停止膜。所述固態(tài)圖像拾取裝置還包括多個波導(dǎo)，每個波導(dǎo)包括包層和芯，所述芯的底部與對應(yīng)的第二絕緣膜接觸。所述芯由與第二絕緣膜相同的材料制成。從以下參照附圖對示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清晰。


圖I是第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素單元的電路圖。圖2是顯示第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素單元的平面圖中的布局的表
/Jn o圖3A至圖3C是用于制造第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的表示。圖4A至圖4C是用于制造第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的表示。圖5A和圖5B是用于制造第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的表示。圖6是第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的示意性局部截面圖。圖7是第一實(shí)施例的平面圖中的布局的示意圖。圖8A和圖8B是顯示第一實(shí)施例的修改的平面圖中的布局的示意圖。圖9是根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的示意性截面圖。
圖10是固態(tài)圖像拾取裝置和圖像拾取系統(tǒng)的框圖。圖IlA至圖IlD是用于制造根據(jù)第四實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的表示。圖12是根據(jù)第五實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的示意性局部截面圖。圖13A至圖13C是用于制造第五實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的表示。圖14是根據(jù)第六實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的示意性局部截面圖。圖15A和圖15B均是根據(jù)第七實(shí)施例的 固態(tài)圖像拾取裝置的示意性局部截面圖。圖16A至圖16C是用于制造根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的示意圖。圖17A至圖17C是用于制造根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的示意性截面圖。圖18A和圖18B是用于制造根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的示意性截面圖。圖19A和圖19B是用于制造根據(jù)第八實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的示意性截面圖。圖20A和圖20B是第八實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的示意性局部截面圖。圖21是根據(jù)第九實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式在日本專利公開No. 2006-191000中用于形成波導(dǎo)的蝕刻停止膜可被部分蝕刻，因此，可使蝕刻停止膜的厚度減小，或者膜可被蝕刻損傷。因此，可使充當(dāng)抗反射膜的蝕刻停止膜的光學(xué)性能降低。在日本專利公開No. 2008-041726中，蝕刻停止膜不用于在除了像素部分之外的區(qū)域中進(jìn)行用于形成接觸孔的蝕刻。如果一些損傷在蝕刻期間發(fā)生，則噪聲可發(fā)生，因此，降低圖像質(zhì)量。本發(fā)明解決這些問題中的至少一個。本發(fā)明涉及一種用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法，所述固態(tài)圖像拾取裝置包括例如設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上的光電轉(zhuǎn)換部分、第一絕緣膜、第二絕緣膜和波導(dǎo)。第一絕緣膜充當(dāng)光電轉(zhuǎn)換部分之上的抗反射膜。第二絕緣膜設(shè)置在第一絕緣膜上，與光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)。波導(dǎo)具有包層和芯，芯的底部設(shè)置在第二絕緣膜上。在用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法中，通過下述方式形成包層，即，通過部分蝕刻設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分之上的部件來形成開口，并在所述開口中形成芯。為了形成所述開口，在第二絕緣膜的蝕刻速率低于所述部件的蝕刻速率的條件下執(zhí)行蝕刻。該方法可防止抗反射膜的光學(xué)性能的降低。固態(tài)圖像拾取裝置包括在半導(dǎo)體襯底上的多個光電轉(zhuǎn)換部分、第一絕緣膜和多個第二絕緣膜，第一絕緣膜用作光電轉(zhuǎn)換部分之上的抗反射膜，所述多個第二絕緣膜設(shè)置在第一絕緣膜上，以與相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)。固態(tài)圖像拾取裝置還包括多個波導(dǎo)，每個波導(dǎo)包括包層和芯，芯由與第二絕緣膜相同的材料制成。所述芯的底部與第二絕緣膜接觸。具有這樣的結(jié)構(gòu)的固態(tài)圖像拾取裝置可表現(xiàn)出增強(qiáng)的靈敏度。現(xiàn)在將參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行描述。在以下描述中，將不對半導(dǎo)體的常見結(jié)構(gòu)和制造方法中的部分和步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。在以下實(shí)施例中，氮化硅的折射率高于氧化硅的折射率，氮氧化硅的折射率位于這些折射率之間。例如，氮化硅具有大約I.75至2. 34的折射率，氧化硅具有大約I. 35至I. 54的折射率?？梢姽饩哂写蠹s360nm至830nm 的范圍內(nèi)的波長(Iwanami Rikagaku Jiten,第五版，由 Iwanami Shoten 出版)。本文提及的開口可穿過層間絕緣膜，或者可以是不穿過層間絕緣膜的凹陷的形式，并可被稱為孔。在以下描述中，將在形成了開口的結(jié)構(gòu)中描述具有波導(dǎo)的實(shí)施例。然而，開口不限于此用途。本發(fā)明的實(shí)施例可廣泛地用于半導(dǎo)體器件。本文提及的蝕刻選擇比是指第一部件的蝕刻速率與第二部件的蝕刻速率的比率。隨著蝕刻選擇比增大，第一部件將被更多地蝕刻。相反，隨著蝕刻選擇比減小，第二部件將比第一部件蝕刻得更多。本文提及的相同材料是指含有相同的主成分的材料。例如，氮化硅可具有不同的氮含量，它們在以下實(shí)施例中被認(rèn)為是相同材料。第一實(shí)施例現(xiàn)在將參照圖I至圖7和圖10對第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置進(jìn)行描述。描 述首先將參照圖I、圖2、圖7和圖10。圖I是第一實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素單元的電路圖。像素單元100包括四個光電二極管(以下稱為ro)101至104、四個傳輸晶體管105至108、單個重置晶體管110和單個放大晶體管112。此外，提供了浮置擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)(以下稱為FD節(jié)點(diǎn))109。在第一實(shí)施例的描述中，信號電荷是指電子，晶體管為n型。其陽極均與地連接的四個ro 101至104將入射光轉(zhuǎn)換為根據(jù)入射光的量的電荷，并儲存所述電荷。四個傳輸晶體管105至108各自用作將在ro 101至104中的對應(yīng)一個處產(chǎn)生的信號電荷傳送到FD節(jié)點(diǎn)109的傳送器。更具體地講，第一 ro 101與第一傳輸晶體管105的源極連接，第二 ro 102與第二傳輸晶體管106的源極連接。此外，第三ro 103與第三傳輸晶體管107的源極連接，第ro 104與第四傳輸晶體管108的源極連接。第一傳輸晶體管105至第四傳輸晶體管108的漏極連接在一起，以限定FD節(jié)點(diǎn)109。放大晶體管112的柵電極與FD節(jié)點(diǎn)109連接。放大晶體管112的漏極和源極分別與電源線111和輸出信號線113連接。因此，根據(jù)FD節(jié)點(diǎn)109的電勢的信號輸出到輸出信號線113。重置晶體管110與FD節(jié)點(diǎn)109連接，并將FD節(jié)點(diǎn)109的電勢重置為期望的電勢。同時，可分別通過將電流施加于傳輸晶體管105至108來重置101至104。電源線111具有至少兩個電勢，可通過將FD節(jié)點(diǎn)109設(shè)置于兩個電勢來將信號輸出到輸出信號線113。輸出信號線與多個像素連接。輸出信號線113的端子與讀出電路(稍后描述)連接。當(dāng)包括至少一個光電轉(zhuǎn)換部分的重復(fù)單元限定像素時，圖I中所示的像素單元100具有四個像素。然而，像素單元100中的像素的數(shù)量不限于四個。此外，像素單元100可包括選擇晶體管或電容器。雖然ro在本實(shí)施例中充當(dāng)光電轉(zhuǎn)換部分，但是光電門(photogate)可用作光電轉(zhuǎn)換部分。圖10顯示固態(tài)圖像拾取裝置和圖像拾取系統(tǒng)的圖解構(gòu)造。在圖10中，固態(tài)圖像拾取裝置1001包括像素部分1011、垂直掃描電路1012、兩個讀出電路1013、兩個水平掃描電路1014和兩個輸出放大器1015。除了像素部分之外的區(qū)域被稱為外圍電路部分1016。在圖10中，圖I中所示的多個像素單元以兩維方式布置在像素部分1011中。換句話講，多個像素布置在像素部分1011中。每個像素單元包括多個像素。每個讀出電路1013包括例如列放大器、CDS電路和加法器，并執(zhí)行從由垂直掃描電路1012通過垂直信號線選擇的行中的像素讀取的信號的放大和相加。對于每個像素列或者對于每兩個或更多個像素列，提供列放大器、CDS電路和加法器。每個水平掃描電路1014產(chǎn)生用于依次從對應(yīng)的讀出電路1013讀出信號的信號。每個輸出放大器1015放大由水平掃描電路1014選擇的列中的信號，并輸出放大的信號。該構(gòu)造僅僅是固態(tài)圖像拾取裝置的示例性實(shí)施例之一，在其它實(shí)施例中可提供其它構(gòu)造。例如，讀出電路1013、水平掃描電路1014和輸出放大器1015形成兩個輸出路徑，每一輸出路徑設(shè)置在像素部分1011的垂直方向的各一側(cè)。然而，在另一個實(shí)施例中，可提供三個或更多個輸出路徑。現(xiàn)在將參照圖2對與圖I對應(yīng)的平面圖中的布局進(jìn)行描述。圖2是平面圖中的布局的示意性平面圖，并且顯示將組件的輪廓投影在主表面上的半導(dǎo)體襯底的主表面上的結(jié)構(gòu)。在圖2中所示的結(jié)構(gòu)中，設(shè)置了第一 ro 201至第ro 204。為了簡單起見，圖2顯示作為ro的一部分的電荷儲存區(qū)(n型半導(dǎo)體區(qū))。第一傳輸晶體管至第四傳輸晶體管的柵電極205至208分別與第一 ro 201至第ro 204對應(yīng)地布置。第一傳輸晶體管和第二傳輸晶體管的漏極是共同的，該共同區(qū)域充當(dāng)?shù)谝桓≈脭U(kuò)散區(qū)209 (以下稱為第一 FD區(qū))。第三傳 輸晶體管和第四傳輸晶體管的漏極是共同的，該共同區(qū)域充當(dāng)?shù)诙≈脭U(kuò)散區(qū)210(以下稱為第二 FD區(qū))。第一 FD區(qū)209、第二 FD區(qū)210和放大晶體管的柵電極212通過連接布線213連接。放大晶體管的柵電極212和連接布線213形成一體。第一 FD區(qū)209和連接布線213與共享接觸部件(contact) 214連接，第FD區(qū)210和連接布線213與共享接觸部件215連接。共享接觸部件是指不使用布線層而將半導(dǎo)體區(qū)與另一個半導(dǎo)體區(qū)、將半導(dǎo)體區(qū)與柵電極、或者將柵電極與另一個柵電極連接的接觸部件。在圖2中，第二 FD區(qū)210是與重置晶體管的源極或漏極的共同區(qū)域。標(biāo)號211指定重置晶體管的柵電極。在圖2中，在其中形成了 ro和意圖作為晶體管的源極、漏極和溝道的區(qū)域的區(qū)域是有源極區(qū)(active region)，其它區(qū)域是元件隔離區(qū)217。 之間或者有源極區(qū)中的傳輸晶體管的柵電極之間的區(qū)域均設(shè)有用于信號電荷的勢壘216。勢壘216包括半導(dǎo)體區(qū)。勢壘216用作控制之間的信號電荷的運(yùn)輸(traffic)的元件隔離區(qū)。現(xiàn)在將參照圖7對蝕刻停止膜進(jìn)行描述。圖7是與圖2中的平面圖對應(yīng)的平面圖中的布局的示意性平面圖。圖7顯示像素單元IOOa和相鄰像素單元IOOb的一部分。在圖7中所示的布局中，設(shè)置了用作蝕刻停止膜的絕緣膜701至704。絕緣膜701至704與電荷儲存區(qū)——對應(yīng)地布置。絕緣膜701至704可由氮化硅制成。絕緣膜701至704均具有比光電轉(zhuǎn)換部分的光接收表面的面積大的面積，并且如果可能的話，以這樣的方式布置，即，每個絕緣膜701至704的外緣不與作為光電轉(zhuǎn)換部分的對應(yīng)的電荷儲存區(qū)201至204重疊。這是因?yàn)檫@樣的布置可防止電荷儲存區(qū)201至204被用于形成絕緣膜701至704的圖案化損傷。因此，圖7中所示的絕緣膜701至704被布置為覆蓋傳輸晶體管的柵電極205至208的一部分和相鄰像素單元IOOb的連接布線213的一部分。該布置可防止柵電極和布線被用于形成開口的蝕刻損傷，稍后將對所述開口進(jìn)行描述。此外，絕緣膜701至704被設(shè)置為不與柵電極205-208上的接觸部件705至708以及在其中設(shè)置其它晶體管的接觸部件的區(qū)域重疊。這便利于接觸部件705至708和其它晶體管的接觸部件的形成。現(xiàn)在將參照圖3A至圖5B對用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法進(jìn)行描述。圖3A至圖5B是沿著圖2中的線III、IV、V-III、IV、V截取的截面圖，并且示出制造方法。圖3A至圖5B顯示沿著圖2中的線III、IV、V-III、IV、V截取的第二和第三H)、像素單元的晶體管303以及外圍電路部分中的晶體管304的截面。這些部分用與以上相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。此外，將不對通過常見技術(shù)形成的部分進(jìn)行詳細(xì)描述。首先，將參照圖3A對用于制備其上已設(shè)置元件的半導(dǎo)體襯底的操作進(jìn)行描述。將制備的半導(dǎo)體襯底301由硅制成，并具有主表面302。半導(dǎo)體襯底301具有兩個的電荷儲存區(qū)202和203、在像素部分中的晶體管303和在外圍電路部分中的晶體管304。在圖3A中，像素單元的晶體管303具有N型源極/漏極區(qū)309和柵電極308。N型半導(dǎo)體區(qū)314位于電荷儲存區(qū)202和203下面。N型半導(dǎo)體區(qū)314具有比電荷儲存區(qū)202和203低的雜質(zhì)濃度，并構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部分的一部分。N型半導(dǎo)體區(qū)314位于P型半導(dǎo)體區(qū)315上面，P型半導(dǎo)體區(qū)315用作光電轉(zhuǎn)換部分的一部分。此外，P型半導(dǎo)體區(qū)316位于晶體管303的源極/漏極區(qū)309和第二 FD區(qū) 210下面。外圍電路部分中的晶體管304是構(gòu)成CMOS電路的晶體管之一。外圍電路部分的晶體管304包括形成在P型半導(dǎo)體區(qū)313中的N型源極/漏極區(qū)311和在半導(dǎo)體襯底的主表面302上在源極/漏極區(qū)311之間的柵電極310。制備具有這些元件的半導(dǎo)體襯底301。由于半導(dǎo)體襯底301的元件可通過已知方法形成，因此省略描述。在每個圖中，未示出柵絕緣膜。圖3A顯示在元件之上形成絕緣膜的步驟。在像素部分1011中從主表面302起按由氧化硅制成的絕緣膜(未示出)、由氮化硅制成的絕緣膜305和由氧化硅制成的絕緣膜306的次序形成這些絕緣膜。這些絕緣膜可由等離子體化學(xué)氣相沉積(等離子體CVD)形成。晶體管304在柵電極310的側(cè)壁上具有側(cè)間隔件312，源極/漏極區(qū)311具有輕摻雜漏極(LDD)結(jié)構(gòu)(未示出)。側(cè)間隔件312由多層膜制成，所述多層膜包括氧化硅層、氮化硅層和氧化硅層。這些層可通過等離子體CVD形成。形成側(cè)間隔件312的膜可由與形成在像素部分1011中的絕緣膜(未示出)及絕緣膜305和306相同的膜構(gòu)成。然后，如圖3A所示，通過低壓等離子體CVD (LP-CVD)在像素部分1011和外圍電路部分1016之上形成由氮化硅制成的絕緣膜307。在形成絕緣膜307之前，可通過等離子體CVD在像素部分1011和外圍電路部分1016之上形成氧化硅膜(未示出)。這是防止半導(dǎo)體襯底的主表面302在外圍電路部分1016中的晶體管304的源極/漏極區(qū)311處露出。翻到圖3B，通過已知的光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)將像素部分1011和外圍電路部分1016之上的絕緣膜307圖案化為期望的形狀，從而形成絕緣膜317和318。絕緣膜317設(shè)置在電荷儲存區(qū)202和203之上,在從各光電轉(zhuǎn)換部分到對應(yīng)的傳輸晶體管的柵電極的一部分的區(qū)域上延伸。絕緣膜317和318的上表面具有遵循對應(yīng)的柵電極的形狀的形狀。圖3A和圖3B中所示的步驟形成圖7中所示的絕緣膜701至704。圖3B中所示的絕緣膜317a對應(yīng)于圖7中所示的絕緣膜702，圖3B中所示的絕緣膜317b對應(yīng)于圖7中所示的絕緣膜703。在像素部分1011中，通過蝕刻去除圖3A中所示的絕緣膜307的其它部分。在外圍電路部分1016中，圖3A中的絕緣膜307作為沒有被蝕刻的絕緣膜318保留。翻到圖3C，在圖3B中所示的結(jié)構(gòu)上形成層間絕緣膜319、接觸部件320、具有通路導(dǎo)體(via conductor)的第一布線層321和第二布線層322。設(shè)置了多個接觸部件和布線層的多根布線。層間絕緣膜319包括以一個在另一個的頂部的方式交替設(shè)置的由氧化硅制成的絕緣層和由氮化硅制成的絕緣層。由氧化硅制成的絕緣層各自通過等離子體CVD形成為大約120nm至IOOOnm的厚度。此外，由氮化娃制成的絕緣層各自通過等離子體CVD形成為大約IOnm至200nm的厚度。因此，氧化硅占據(jù)層間絕緣膜319的大部分。氮化硅絕緣層用作用于形成布線層和通路導(dǎo)體的蝕刻停止膜，或者用作用于防止布線層中的金屬的擴(kuò)散的防擴(kuò)散膜。層間絕緣膜319的意圖是形成波導(dǎo)的包層。接觸部件320主要由鎢制成，并含有勢壘金屬。為了形成接觸部件320，通過等離子體蝕刻來部分地去除由氧化硅制成的絕緣膜(未示出)及絕緣膜305和306。然而，如果由氮化硅制成的絕緣膜317取決于絕緣膜307的形狀，則按由氮化硅制成的絕緣膜307、由氧化硅制成的絕緣膜306、由氮化硅制成的絕緣膜305和由氧化硅制成的絕緣膜(未示出)的次序執(zhí)行蝕刻。在這種情況下，難以改變蝕刻條件和建立用于使蝕刻停止的條件。另一方面，當(dāng)設(shè)置絕緣膜317時，可容易地在蝕刻操作中形成接觸孔，在所述蝕刻操作中，僅在絕緣膜305用作蝕刻停止膜的狀態(tài)下改變蝕刻條件一次。與通路導(dǎo)體形成一體的第一布線層321和第二布線層322主要含有銅。第一布線層321具有通過單鑲嵌工藝形成的結(jié)構(gòu)，第二布線層322具有通過雙鑲嵌工藝形成的、在其 中通路導(dǎo)體與布線層形成一體的結(jié)構(gòu)。接觸部件和通路導(dǎo)體均具有勢壘金屬。通過已知方法形成所述接觸部件和通路導(dǎo)體，因此省略其描述?？赏ㄟ^圖案化(代替鑲嵌工藝)形成第一布線層321和第二布線層322。在圖3C中，與第一布線層或第二布線層的上表面接觸的氮化硅絕緣層用作防止布線層的金屬或銅擴(kuò)散的防擴(kuò)散膜。另一方面，設(shè)置在第一布線層和第二布線層的下表面?zhèn)鹊慕^緣層用作用于通過鑲嵌工藝形成第一布線層和第二布線層的蝕刻停止膜。用作蝕刻停止膜的絕緣層具有比用作防擴(kuò)散膜的絕緣層小的厚度。在鑲嵌工藝中，在絕緣層中形成用于布線、或者布線與通路導(dǎo)體的凹槽。為了通過蝕刻形成凹槽，蝕刻停止膜對于控制凹槽的形狀是有用的。因此，在第一布線層321和第二布線層322的下表面?zhèn)忍峁┯米魑g刻停止膜的絕緣層。由于將通過形成凹槽來去除蝕刻停止膜，所以蝕刻停止膜均以這樣的方式形成，即，其下表面將與第一布線層或第二布線層的下表面齊平，或者將位于第一布線層或第二布線層的下表面的水平上面?？芍苽涫孪仍O(shè)有圖3中所示的結(jié)構(gòu)的晶片，并在所述晶片上執(zhí)行用于形成開口的以下操作。隨后，將通過在圖3C中所示的層間絕緣膜319中形成開口 323來形成圖4A中所示的結(jié)構(gòu)。在層間絕緣膜319之上形成在與光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)的區(qū)域中具有開口的光致抗蝕劑圖案(未示出)，并通過使用所述光致抗蝕劑圖案作為掩模來執(zhí)行蝕刻。對于所述蝕亥IJ，執(zhí)行各向異性蝕刻，例如，等離子體蝕刻。通過蝕刻來去除層間絕緣膜319，直到露出絕緣膜317為止。絕緣膜317的意圖是減輕蝕刻對光電轉(zhuǎn)換部分的損傷，而且還用作蝕刻停止膜。此外，半導(dǎo)體襯底的主表面302與絕緣膜317之間的絕緣膜，即，由氧化硅制成的絕緣膜(未示出)及絕緣膜305和306，用作對于進(jìn)入半導(dǎo)體襯底中的光的抗反射膜。絕緣膜306的厚度涉及多層結(jié)構(gòu)中的抗反射膜的性能。這是因?yàn)榻^緣膜306引起多次反射，因此用于減少絕緣膜305與絕緣膜317之間的反射。絕緣膜317的作為蝕刻停止膜的功能使絕緣膜306保持期望的厚度，因此，絕緣膜306可如意圖的那樣充當(dāng)抗反射膜。即使用于去除層間絕緣膜的一部分的蝕刻改變絕緣膜317的厚度，這也不是大問題，因?yàn)榻^緣膜317將與高折射率部件324形成一體。隨后，將用具有比層間絕緣膜3191高的折射率的透明材料填充圖4A中所示的開口 323，以形成波導(dǎo)的芯。在本實(shí)施例中，用氮化硅填充開口 323，氮化硅具有比主要形成層間絕緣膜3191的氧化硅高的折射率。更具體地講，通過利用高密度等離子體CVD在所述結(jié)構(gòu)的整個表面之上沉積氮化硅來填充開口 323。通過化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)或等離子體蝕刻來去除沉積在層間絕緣膜3191的表面上、而不是開口 323中的不需要的氮化硅。通過該去除操作使氮化硅的表面平面化，從而，在開口 323中形成高折射率部件324。因此，波導(dǎo)由層間絕緣膜3191和高折射率部件324構(gòu)成。層間絕緣膜3191是波導(dǎo)的包層，高折射率部件324是波導(dǎo)的芯。在本實(shí)施例中，通過CMP執(zhí)行用于平面化的去除操作。在該操作中，沉積在層間絕緣膜3191上的氮化硅沒有被完全去除，剩余的氮化硅形成絕緣膜325。絕緣膜325是在高折射率部件324和層間絕緣膜3191的表面上延伸的層，具有大約IOOnm至500nm的厚度。絕緣膜325減輕布線層的損傷。隨后，在絕緣膜325的表面之上形成氮氧化硅絕緣膜326。通過等離子體CVD將該絕緣膜326形成為大約50nm至150nm的厚度。在形成圖4B中所示的結(jié)構(gòu)之后，如圖4C所示，將至少部分地去除絕緣膜325和326的期望的部分。在本實(shí)施例中，通過蝕刻去除外圍電路部分1016中的將形成通路導(dǎo)體的區(qū)域和其它區(qū)域的一部分。如果在半導(dǎo)體襯底的整個表面之上形成具有高應(yīng)力的高折射率膜，則所述高應(yīng)力使半導(dǎo)體襯底翹曲，或者使高折射率膜分離。這是為什么部分地去除絕緣膜的原因。另外，通過去除將形成通路導(dǎo)體的區(qū)域而形成的開口 329便利于將在后面的步驟中執(zhí)行的蝕刻。此外，通過用剩余的其它區(qū)域的部分形成圖案401，可確保后面的步驟中的平坦度。絕緣膜325和326被形成到像素部分1011中的絕緣膜327和328中。然后，形成意圖作為絕緣膜330的絕緣膜，以填充開口 329并覆蓋絕緣膜327和328。意圖作為絕緣膜330的絕緣膜可通過等離子體CVD用例如氧化硅形成。然后，形成通路導(dǎo)體331，以穿過意圖作為絕緣膜330的絕緣膜的厚度和層間絕緣膜319的位于第二布線層322上面的部分的厚度。從而，形成通路導(dǎo)體331，并且從而，形成絕緣膜330和層間絕緣膜332。通路導(dǎo)體331由例如鎢制成，并含有鈦或氮化鈦的勢壘金屬。在通路導(dǎo)體331上形成第三布線層333，從而，獲得圖4C中所示的結(jié)構(gòu)。第三布線層333通過圖案化用主要含有例如鋁的導(dǎo)電材料形成。在本實(shí)施例中，第三布線層333用作遮光膜。然后，將在圖4C中所示的結(jié)構(gòu)上按意圖作為絕緣膜334的絕緣膜和意圖作為絕緣膜335的絕緣膜的次序形成這些絕緣膜。通過等離子體CVD用氮氧化硅形成意圖作為絕緣膜334的絕緣膜，并通過等離子體CVD用氮化硅形成意圖作為絕緣膜335的絕緣膜。然后，在意圖作為絕緣膜335的絕緣膜上形成透鏡形狀的光致抗蝕劑層，并通過使用光致抗蝕劑層作為掩模的蝕刻將透鏡形狀轉(zhuǎn)印到意圖作為絕緣膜335的絕緣膜。透鏡形狀的絕緣膜被意圖作為絕緣膜336的絕緣膜覆蓋。通過等離子體CVD用氮氧化硅形成意圖作為絕緣膜336的絕緣膜。通過去除與外部電極焊盤對應(yīng)的三個絕緣膜的一部分來將上面的三個絕緣膜形成為絕緣膜334至336，從而，形成圖5A中所示的結(jié)構(gòu)。絕緣膜335是具有層內(nèi)透鏡337的透鏡層，絕緣膜334和336可用作抗反射膜。在形成圖5A中所示的結(jié)構(gòu)之后，按樹脂平面化層338、濾色器層339和微透鏡層 340的次序形成它們，從而形成圖5B中所示的結(jié)構(gòu)，濾色器層339包括與多種顏色對應(yīng)的濾色器，微透鏡層340包括微透鏡341。從而，可通過參照圖3A至圖5B描述的操作來制作固態(tài)圖像拾取裝置。圖3A至圖5B顯示半導(dǎo)體襯底301的主表面?zhèn)鹊牟糠?，如果固態(tài)圖像拾取裝置是三板型或單色型，則可不提供濾色器。
現(xiàn)在將參照圖6對絕緣膜317進(jìn)行詳細(xì)描述。圖6是圖5B中所示的固態(tài)圖像拾取裝置的局部放大圖。與圖5B中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。圖5B中所示的層間絕緣膜332對應(yīng)于圖6中的層間絕緣膜610，層間絕緣膜610包括多個絕緣膜601至609。絕緣膜601、603、605和609由氧化硅制成，絕緣膜602、604、606和608由氮化硅制成。絕緣膜604和608可用作防止布線層321和322中的金屬擴(kuò)散的防擴(kuò)散膜。絕緣膜602和606可用作用于形成布線層的蝕刻停止膜。絕緣膜604和608具有比絕緣膜602和606大的厚度。圖6中對應(yīng)于圖7中的絕緣膜703的絕緣膜317 (703)如上所述由氮化硅制成。因此，絕緣膜317和由氮化硅制成的高折射率部件324由相同的材料制成。因此，反射不易于在絕緣膜317與高折射率部件324之間的界面處發(fā)生。在絕緣膜317與半導(dǎo)體襯底的主表面302之間，從主表面302側(cè)起按由氧化硅制成的絕緣膜(未示出)以及絕緣膜305和由氧化娃制成的絕緣膜306的次序形成這些絕緣膜。在本實(shí)施例中，所述(未示出的)絕緣膜具有大約5nm至20nm的厚度，絕緣膜305具有30nm至IOOnm的厚度，絕緣膜306具有大 約50nm至150nm的厚度，絕緣膜317具有大約30nm至IOOnm的厚度。如果可能的話,可取的是絕緣膜317的厚度為λ/2η(λ :入射光的波長，η:折射率)。即使絕緣膜703被設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的(除了將要形成接觸部件的插頭部分的部分之外的)整個主表面302之上，絕緣膜703也可用作用于減小抗反射膜的損傷的蝕刻停止膜。然而，與絕緣膜形成在半導(dǎo)體襯底的整個主表面302之上的情況相比，通過形成本實(shí)施例的形狀的絕緣膜，提高了靈敏度。例如，在450nm至630nm的高靈敏度波長范圍內(nèi)，與使用設(shè)置在半導(dǎo)體襯底的整個主表面302之上的絕緣膜703的情況相比，使用本實(shí)施例的形狀的絕緣膜703的情況提高靈敏度1%到5%。這可能是由于設(shè)置在整個表面之上的絕緣膜使通過波導(dǎo)匯集的光發(fā)散。如果具有比充當(dāng)包層的絕緣膜高的折射率的絕緣膜703被設(shè)置在整個表面之上，則包層的折射率實(shí)際上在絕緣膜703的附近增大，因此，光發(fā)散。此夕卜，如果連續(xù)的絕緣膜以從一個光電轉(zhuǎn)換部分到另一個光電轉(zhuǎn)換部分的方式位于光電轉(zhuǎn)換部分的上面，則光可混入相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分中。因此，如果可能的話，與相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)地提供彼此分離的各絕緣膜703。在圖6中所示的結(jié)構(gòu)中，絕緣膜327的厚度611可大于O且低于λ/n或更小(其中，λ表示入射光的波長，η表示絕緣膜327的折射率)。絕緣膜327設(shè)置在充當(dāng)波導(dǎo)的包層的層間絕緣膜610上，并在從一個高折射率部件324到相鄰的高折射率部件324的波導(dǎo)上延伸。在這種情況下，對角地進(jìn)入波導(dǎo)的光可通過絕緣膜327進(jìn)入相鄰的波導(dǎo)。從減小這樣的光混合的觀點(diǎn)來講，厚度611可大于O且為λ/n或更小。減小特別是具有難以吸收的波長(例如，與紅色對應(yīng)的波長)的光的傳播會是有利的。例如，可基于紅色濾色器的光譜透射率的峰值波長確定厚度611。另外，厚度611的下限可被設(shè)置在留出用于平面化的工藝裕量的范圍內(nèi)。可替換地，厚度611的下限可被設(shè)置在絕緣膜327能夠被用作保護(hù)膜的范圍內(nèi)。此外,在圖6中，位于光電轉(zhuǎn)換部分上面的絕緣膜305、306和317的總厚度小于柵電極613的厚度會是有利的。換句話講，半導(dǎo)體襯底的主表面302與柵電極的上表面之間的距離613大于主表面302與位于光電轉(zhuǎn)換部分上面的絕緣膜317的上表面之間的距離612。該結(jié)構(gòu)使得可將波導(dǎo)設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分附近，因此當(dāng)光從下面進(jìn)入波導(dǎo)時可抑制所述光的發(fā)散。從而，可提高固態(tài)圖像拾取裝置的靈敏度。在圖6中，絕緣膜305、與絕緣膜305接觸的絕緣膜306和與絕緣膜306接觸的絕緣膜317按該次序形成在光電轉(zhuǎn)換部分之上。在本實(shí)施例中，在這些膜的形成期間不使這些絕緣膜平面化。因此，可容易地控制它們的厚度。因此，通過形成絕緣膜701至704，可實(shí)現(xiàn)具有在其中反射減小的波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。另夕卜，可提高固態(tài)圖像拾取裝置的靈敏度?，F(xiàn)在翻到圖8A和圖8B，將對圖7中所示的絕緣膜701至704的修改進(jìn)行描述。圖8A和圖8B顯示與圖7中所示的布局對應(yīng)的平面圖中的布局。在圖8A和圖8B中，與圖7中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。在圖8A中所示的修改中，圖7的絕緣膜701至704被一 體式絕緣膜801取代。因此，用作蝕刻停止膜的絕緣膜可以不是以每個光電轉(zhuǎn)換部分一個膜的方式提供的離散的膜。這種形式的絕緣膜可抑制抗反射膜的功能的降低。另外，可減小ro的蝕刻損傷，并可便利于用于形成接觸部件的操作。然而，如上所述，圖7中所示的、在其中以每個光電轉(zhuǎn)換部分一個絕緣膜的方式設(shè)置離散的絕緣膜的結(jié)構(gòu)更多地抑制光到相鄰像素的不需要的傳播，并提高固態(tài)圖像拾取裝置的靈敏度。在圖8B中所示的修改中，圖7的絕緣膜701至704被具有不同面積的一體式絕緣膜802取代。當(dāng)從上面看時，絕緣膜802的外緣部分地與H)的電荷儲存區(qū)201至204重疊。此外，絕緣膜802不與傳輸晶體管的柵電極205至208或連接布線231重疊。這種形式的絕緣膜可抑制抗反射膜的功能的降低。另外，可便利于用于形成接觸部件的操作。如圖7所示，可與每個H)對應(yīng)地分割絕緣膜802。如上所述,如圖7所示的、在其中以每個光電轉(zhuǎn)換部分一個絕緣膜的方式設(shè)置離散的絕緣膜的結(jié)構(gòu)更多地提高固態(tài)圖像拾取裝置的靈敏度。絕緣膜701至704的面積可大于開口 323的底部面積，并小于光電轉(zhuǎn)換部分的光接收表面的面積。這種形式的絕緣膜可減小當(dāng)形成開口 323時的蝕刻損傷，并可抑制光的發(fā)散，以提高靈敏度。第二實(shí)施例現(xiàn)在將參照圖9對第二實(shí)施例進(jìn)行描述。圖9是固態(tài)圖像拾取裝置的示意性截面圖，對應(yīng)于圖5B。在圖9中，與圖5B中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于沒有提供第一實(shí)施例的絕緣膜306，并且第一實(shí)施例的絕緣膜317用具有不同形狀的絕緣膜901取代。在圖9中，由氧化硅制成的絕緣膜(未示出)、絕緣膜305和901從主表面302側(cè)起按該次序設(shè)置在電荷儲存區(qū)202和203之上。絕緣膜901對應(yīng)于圖5B中的絕緣膜317。絕緣膜901不延伸到與柵電極重疊。此外，絕緣膜901設(shè)置在由相同材料氮化硅制成的絕緣膜305上，并與絕緣膜305接觸。因此，與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相比，高折射率部件902可被設(shè)置為更接近半導(dǎo)體襯底的主表面302。外圍電路部分1016中的晶體管的側(cè)壁903包括氧化硅層(未示出)和氮化硅層。側(cè)壁903的這樣的多層膜與像素部分1011中的由絕緣膜305與氧化硅制成的絕緣膜(未示出)的多層結(jié)構(gòu)相同。在該結(jié)構(gòu)中，通過提供絕緣膜901，可抑制抗反射膜的功能的降低。另外，通過將絕緣膜901布置在相應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換部分之上，可提高固態(tài)圖像拾取裝置的靈敏度。此外，由于絕緣膜901僅設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分之上，因此可容易地形成接觸部件。第三實(shí)施例在第三實(shí)施例中，將參照圖10對圖像拾取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖10是固態(tài)圖像拾取裝置和圖像拾取系統(tǒng)的框圖。圖像拾取系統(tǒng)1000包括固態(tài)圖像拾取裝置1001和信號處理設(shè)備1002，信號處理設(shè)備1002從固態(tài)圖像拾取裝置1001接收電信號，并處理所述信號。更具體地講，電信號從固態(tài)圖像拾取裝置1001的OUT I和OUT 2輸出，并通過IN輸入到信號處理設(shè)備1002。信號處理設(shè)備1002根據(jù)信號處理的結(jié)果輸出信號，諸如圖像信號、驅(qū)動信號和控制信號。所述電信號可以是電流或電壓，或者可以是模擬或數(shù)字形式。固態(tài)圖像拾取設(shè)備1001可以是圖像傳感器、焦點(diǎn)檢測傳感器或測光傳感器，并可用于任何應(yīng)用。該圖像拾取系統(tǒng)可生成可用于控制的良好的圖像信號或控制信號。
第四實(shí)施例本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于層間絕緣膜中的開口的形成。將參照圖IIA至圖IID對形成所述開口的操作進(jìn)行描述。圖IIA至圖IlD是詳細(xì)示出在圖3C與圖4A之間執(zhí)行的步驟的示意性局部放大截面圖，這些圖顯示了與第二 H)對應(yīng)的部分。在圖IlA至圖IlD中，與其它圖中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。如圖IlA所示，在形成布線層和層間絕緣膜319之后，形成掩模1110。層間絕緣膜319包括以一個在另一個頂部的方式交替形成的至少兩種不同材料的絕緣膜。更具體地講，層間絕緣膜319至少包括意圖作為第一絕緣膜的部件，由與第一絕緣膜的材料不同的材料制成的、意圖作為第二絕緣膜的部件，意圖作為第三絕緣膜的部件，以及由與第三絕緣膜的材料不同的材料制成的、意圖作為第四絕緣膜的部件。這些絕緣膜按上述次序形成。在圖IlA中，層間絕緣膜319包括以一個在另一個頂部的方式交替設(shè)置的氧化硅絕緣膜1101、1103、1105、1107 和 1109 以及氮化硅絕緣膜 1102、1104、1106 和 1108。絕緣膜 1101 至 1109對應(yīng)于圖6中所示的絕緣膜610至609。絕緣膜1101是意圖作為第一絕緣膜的部件；絕緣膜1102是意圖作為第二絕緣膜的部件；絕緣膜1103是意圖作為第三絕緣膜的部件；絕緣膜1104是意圖作為第四絕緣膜的部件。在形成層間絕緣膜319之后，在層間絕緣膜319的最上絕緣膜1109上形成在與光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)的區(qū)域中具有開口 1111的掩模1110。可通過光刻由抗蝕劑形成掩模1110。隨后，去除與層間絕緣膜319的開口 1111對應(yīng)的部分。首先，通過蝕刻從絕緣膜1109執(zhí)行所述去除。例如，執(zhí)行各向異性蝕刻。在第三絕緣膜和第四絕緣膜以基本上相同的速率被蝕刻的條件下執(zhí)行用于去除的蝕刻，以使得兩個絕緣膜都可被蝕刻。在該蝕刻操作中，至少去除與第三絕緣膜和第四絕緣膜的開口 1111對應(yīng)的部分(第一去除)。執(zhí)行第一去除，直到通過去除第三絕緣膜和第四絕緣膜的與掩模1110中的開口 1111對應(yīng)的部分而使第二絕緣膜露出或部分被去除為止。換句話講，連續(xù)地對絕緣膜1103至1109進(jìn)行蝕亥丨J。在作為意圖作為第三絕緣膜的部件的絕緣膜1103已被部分地去除時，暫停(suspend)蝕刻，或者改變蝕刻條件。此時，意圖作為第三絕緣膜的部件的一部分已經(jīng)被去除，意圖作為第二絕緣膜的部件可能已經(jīng)被蝕刻?？赏ㄟ^在監(jiān)視等離子體發(fā)射強(qiáng)度的同時檢測用于去除第三絕緣膜的光的強(qiáng)度或者通過測量時間來控制暫停蝕刻的時刻。為了一次蝕刻由氧化硅制成的絕緣膜和由氮化硅制成的絕緣膜這二者，可使用CHF3或任何其它含氫的氟碳?xì)怏w與C4F8或任何其它氟碳?xì)怏w、氧氣和惰性氣體(諸如氬氣)的混合氣體來執(zhí)行等離子體蝕亥丨J。絕緣膜1103至1109被形成為絕緣膜11031至11091，絕緣膜11031至11091均具有開口(圖11B)。圖IlB中所示的開口 1112由形成在這些絕緣膜中的彼此連通的開口限定。開口 1112的底部在平面1113的水平處。如果根據(jù)各個絕緣膜改變蝕刻條件，則錐度角根據(jù)蝕刻條件而改變，并且所得到的開口可能具有不均勻的側(cè)壁。另一方面，由于在本實(shí)施例的方法中，在恒定條件下連續(xù)執(zhí)行蝕刻，所以所得到的開口可具有平滑的側(cè)壁。另外，相對于在根據(jù)各個絕緣膜的不同條件下執(zhí)行蝕刻的情況，本實(shí)施例的通過在恒定條件下蝕刻絕緣膜而執(zhí)行的第一去除可縮短蝕亥IJ時間。隨后，如圖IlC所示那樣執(zhí)行第二去除，以在意圖作為第二絕緣膜的部件比位于下面的意圖作為第一絕緣膜的部件先被蝕刻的條件下，即，在意圖作為第二絕緣膜的部件具有比意圖作為第一絕緣膜的部件高的蝕刻選擇比的條件下，去除意圖作為第二絕緣膜的部件。換句話講，在意圖作為第二絕緣膜的部件被蝕刻得比意圖作為第一絕緣膜的部件快的條件下執(zhí)行用于第二去除的蝕刻?？赏ㄟ^例如使用CH2F2或任何其它含氫的氟碳?xì)怏w、氧 氣和惰性氣體(諸如氬氣)的等離子體蝕刻來滿足用于第二去除的蝕刻條件。如圖IlC所示，絕緣膜1102的對應(yīng)于掩模1110中的開口 1111的部分被去除，從而，形成具有開口的絕緣膜11021。在以上操作中，絕緣膜1101可用作用于去除絕緣膜1102的蝕刻停止膜。開口1114的底部在平面1115的水平處，平面1115是絕緣膜1101的上表面。在第二去除中，意圖作為第一絕緣膜的部件的存在使蝕刻速率降低，以使得通過用于第一去除的蝕刻而形成的晶片中的整體平面內(nèi)不均勻性可被消除。最后，如圖IlD所示，通過在意圖作為第一絕緣膜的露出的部件比絕緣膜317先去除的條件下蝕刻所述部件來執(zhí)行第三去除。因此，在意圖作為第一絕緣膜的部件被蝕刻得比絕緣膜317快的條件下，即，在意圖作為第一絕緣膜的部件具有比絕緣膜317高的蝕刻選擇比的條件下，執(zhí)行蝕刻。例如，可通過使用C4F6或任何其它氟碳?xì)怏w、氧氣和惰性氣體(諸如氬氣)來執(zhí)行各向異性等離子體蝕刻。如圖IlD所示，絕緣膜1101的與掩模1110中的開口 1111對應(yīng)的部分被去除，從而形成具有開口的絕緣膜11011。在以上操作中，如在其它實(shí)施例中那樣，絕緣膜317可用作用于去除絕緣膜1101的蝕刻停止膜。然后，去除掩模1110。從而，開口 1116，S卩，圖4A中所示的具有開口 323的多層絕緣膜3191完成。隨后，如圖4B所示那樣填充開口。開口 1116的底部在平面1117的水平處。通過本實(shí)施例的用于形成開口的技術(shù)，開口可被形成為受控的形狀，并可減小由蝕刻形成的晶片中的平面內(nèi)不均勻性。另外，還可減小蝕刻損傷。第五實(shí)施例本實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于高折射率膜324和絕緣膜327的形成?，F(xiàn)在將參照圖12及圖13A至圖13C對此進(jìn)行描述。圖12是與圖6對應(yīng)的示意性局部放大截面圖，圖6中的高折射率部件324和絕緣膜327分別對應(yīng)于高折射率部件324a和絕緣膜327a。圖13A至圖13C是示出用于形成圖12中所示的結(jié)構(gòu)的操作的示意性截面圖，這些截面圖顯示圖4B中所示的工藝步驟的修改。在圖12和圖13A至圖13C中，與圖6和圖4B及其它圖中相同的部分用相同標(biāo)號指定，因此省略其描述。在圖12中，高折射率部件324a和絕緣膜327a均包括三個部件第一部件1203、第二部件1202和第三部件1201。每個部件由氮化硅制成，但是在不同定時通過不同方法形成。將參照圖13A至圖13C對細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。在圖13A中，在圖4A中所示的結(jié)構(gòu)上形成了意圖作為第一部件的絕緣膜1301，隨后形成了意圖作為第二部件的絕緣膜1302。在濺射效果與沉積效果的比率高于在形成第一部件的第一歩中的該比率的條件下執(zhí)行形成第二部件的第二歩。絕緣膜1301和1302沉積在從像素部分1011到外圍電路部分1016的區(qū)域之上。在高頻功率僅被供給上電極以增強(qiáng)沉積效果的條件下通過具有沉積效果和濺射效果的高密度等離子體CVD形成絕緣膜1301。在高頻功率被施加于上電極和下電極這二者以增強(qiáng)濺射效果的條件下通過高密度等離子體CVD形成絕緣膜1302。因此，絕緣膜1301具有與開ロ的側(cè)壁的高粘合性，絕緣膜1302可容易地填充開ロ。因此，可減小空隙的發(fā)生。另外，絕緣膜1302具有比絕緣膜1301低的應(yīng)力。因此，可減小晶片的變形的發(fā)生。下電極的聞頻功率被設(shè)置為OW至5000W,上電極的聞 頻功率被設(shè)置為1000W至7000W。為了形成絕緣膜1301，在本實(shí)施例中，下電極被設(shè)置為OW的高頻功率，下電極與上電極的高頻功率比率可低于形成絕緣膜1302的情況下的該比率。為了形成絕緣膜1301和1302，使用含有含硅氣體、氮?dú)?、含氮?dú)怏w和惰性氣體的混合氣體。含硅氣體可以是硅烷、TE0S、三甲基硅烷、四甲基硅烷等。含氮?dú)怏w可以是氨氣，惰性氣體可以是氬氣、氦氣等。在本實(shí)施例中，絕緣膜1301和1302都是通過使用含有硅烷、氮?dú)?、氨氣和氬氣的混合氣體所形成的。用于形成絕緣膜1301的混合氣體中的惰性氣體的比例可低于用于形成絕緣膜1302的混合氣體中的該比例。高頻等離子體CVD中的沉積效果和濺射效果可通過例如改變高頻功率或者混合氣體中的組成氣體的比例來適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。所得到的高折射率部件中的第一部件和第二部件可形成一體。另外，可以以下述下電極與上電極的高頻功率比率執(zhí)行第三步，所述比率處于第一步的該比率與第二步的該比率之間。換句話講，當(dāng)?shù)谝徊阶兊降诙綍r，可通過例如執(zhí)行第一歩與第二步之間的第三步來在連續(xù)條件下改變這些步驟。在圖13B中，外圍電路部分1016中的絕緣膜1302的厚度減小，以形成絕緣膜1303和絕緣膜1304。這可通過利用覆蓋像素部分1011的掩模的各向異性等離子體蝕刻來執(zhí)行。然后，形成意圖作為第三部件的絕緣膜1305。絕緣膜1305設(shè)置在從像素部分1011到外圍電路部分1016的區(qū)域之上。在與絕緣膜1302相同的條件下形成絕緣膜1305。然后，如圖13C所示，絕緣膜1305的上表面通過例如CMP來平面化，以去除絕緣膜的不需要的部分，從而形成絕緣膜1306和絕緣膜1307。從而，形成包括第一部件至第三部件的高折射率部件324a、以及絕緣膜325a。在圖13C中，絕緣膜1301對應(yīng)于圖12中的第一部件1203 ;絕緣膜1303和1304對應(yīng)于圖12中的第二部件1202 ;以及絕緣膜1306和1307對應(yīng)于圖12中的第三部件1201。該方法可形成具有與開ロ的側(cè)壁的高粘合性的高折射率部件，從而減少高折射率部件中的空隙。在本實(shí)施例中，在意圖作為第一部件至第三部件的膜的沉積速度滿足特定關(guān)系的條件下通過高密度等離子體CVD執(zhí)行第一部件至第三部件的形成。更具體地講，所述條件使得從圖4A中的開ロ 323的底部到主表面302的垂直方向上的沉積速度是從圖4A中的開ロ 323的側(cè)面起的、與主表面302平行的方向上的沉積速度的I. 5到10倍。在這樣的條件下，可在不形成空隙的情況下形成波導(dǎo)。第六實(shí)施例
在第六實(shí)施例中，將參照圖14對波導(dǎo)的高折射率部件的形狀進(jìn)行描述。圖14是與圖12對應(yīng)的局部截面圖。圖14中與圖12和其它圖中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。在圖14中，波導(dǎo)的高折射率部件324a的形狀由圖4A中所示的開口 323限定，開口 323具有底面、頂部和側(cè)面。平面1401是包括開口 323的底面的平面，平面1402是包括開口 323的頂部的平面，面1403是包括開口的側(cè)面的面。平面1401和1402與主表面302平行，主表面302包括半導(dǎo)體襯底的光電轉(zhuǎn)換部分的光接收表面。開口的底部的最大寬度為LI ;開口的頂部的最大寬度為L2 ;平面1401與1402之間或者頂部與底部之間的線段為高度H ;面1403和平面1401形成角度α。高度H垂直于半導(dǎo)體襯底的主表面302。高折射率部件324&的形狀滿足關(guān)系1^1<1^2、!1/12彡2和72.8° < α < 90°。在該形狀中，可在不形成空隙的情況下形成高折射率部件324a。另外，包括微透鏡341和層內(nèi)透鏡334的透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)1404位于高度H內(nèi)、t匕 位置H/2高的位置處。該結(jié)構(gòu)確實(shí)將光匯集到高折射率部件，或者從波動光學(xué)的意義上來講將光匯集到高折射率部件，從而提高固態(tài)圖像拾取裝置的靈敏度。第七實(shí)施例在第七實(shí)施例中，將參照圖15A和圖15B對波導(dǎo)的高折射率部件的形狀進(jìn)行描述。圖15A和圖15B是與圖6對應(yīng)的局部截面圖。與圖6和其它圖中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。圖15A中所示的高折射率部件324b具有第一部分1501和第二部分1502。圖15B中所示的高折射率部件324c具有第一部分1503和第二部分1504。在每個結(jié)構(gòu)中，第一部分1501和1503覆蓋開口 323的側(cè)壁。第二部分1502和1504被第一部分1501和1503包圍。第二部分1502和1504具有這樣的形狀，該形狀的下表面具有比上表面大的面積(在與半導(dǎo)體襯底的主表面302平行的方向上)。換句話講，第一部分的厚度在波導(dǎo)的上側(cè)增大。此外，第一部分1501和1503的折射率分別比第二部分1502和1504的折射率高。由于光匯集到具有高折射率的區(qū)域，所以進(jìn)入波導(dǎo)的光和來自傾斜方向的光匯集到第一部分，因此，提高靈敏度。另外，由于第二部分被第一部分包圍，所以穿過開口的側(cè)壁的光可被高效率地傳播到高折射率部件的中心，從而，可提高靈敏度。第八實(shí)施例第八實(shí)施例描述具有與第一實(shí)施例中相同的波導(dǎo)的固態(tài)圖像拾取裝置。然而，在第八實(shí)施例中，外圍電路部分中的晶體管以與第一實(shí)施例的晶體管不同的電壓工作。更具體地講，在外圍電路部分中使用可在例如3. 3V或2. 5V的高壓工作的晶體管和可在例如I. 8V或I. OV的低壓工作的晶體管。將參照圖16A至圖19B對用于制造本實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法進(jìn)行描述，并將參照圖20A和圖20B對本實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。在圖16A至圖19B中，與其它實(shí)施例中相同的部分用相同的標(biāo)號指定，因此省略其描述。圖16A至圖19B中所使用的標(biāo)號在這些圖中是共有的。圖16A顯示像素部分1011和外圍電路部分1016。外圍電路部分1016包括低壓N型晶體管形成區(qū)1601、低壓P型晶體管形成區(qū)1602、高壓N型晶體管形成區(qū)1603和高壓P型晶體管形成區(qū)1604。在像素部分1011和外圍電路部分1016中形成具有淺槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)的元件隔離區(qū)。當(dāng)形成元件隔離區(qū)時，僅在像素部分1011中形成用于減少來自元件隔離區(qū)的界面處的缺陷的噪聲的半導(dǎo)體區(qū)1609。半導(dǎo)體區(qū)可以是信號電荷充當(dāng)少數(shù)載流子的類型，在本實(shí)施例中，形成P型半導(dǎo)體區(qū)。然后，在外圍電路部分1016中形成P型阱1605和1606以及N型阱1607和1608。在后面的步驟中，將在P型阱1605中形成低壓N型晶體管，并將在P型阱1606中形成高壓N型晶體管。此外，將在N型阱1607中形成低壓P型晶體管，并將在N型阱1608中形成高壓P型晶體管。然后，在像素部分1011中形成P型半導(dǎo)體區(qū)315和316。
隨后，形成將充當(dāng)光電轉(zhuǎn)換部分1611的電荷儲存區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)。然后，在半導(dǎo)體襯底301的主表面302之上形成柵絕緣膜1610(圖16B)。柵絕緣膜1610可以是通過熱氧化形成的氧化硅膜、通過氧化硅膜的等離子體氮化形成的氮氧化硅、或者通過沉積氮化硅形成的膜。在本實(shí)施例中，柵絕緣膜1610由氮氧化硅形成。氮氧化硅柵絕緣膜1610抑制來自柵電極等的雜質(zhì)對半導(dǎo)體襯底的污染。柵絕緣膜1610可具有某厚度。更具體地講，柵絕緣膜1610在像素部分1011、高壓N型晶體管形成區(qū)1603和高壓P型晶體管形成區(qū)1604中具有第一厚度。此外，柵絕緣膜1610在低壓N型晶體管形成區(qū)1601和低壓P型晶體管形成區(qū)1602中具有第二厚度。第一厚度大于第二厚度。這是因?yàn)闁沤^緣膜1610的具有第一厚度的區(qū)域?qū)⒃O(shè)有下述電路，所述電路以比將被設(shè)置在柵絕緣膜1610的具有第二厚度的區(qū)域中的電路高的電壓工作。此外，柵絕緣膜1610的位于H)上面的部分具有第一厚度。從而，可減小對ro的損傷。隨后，在柵絕緣膜1610之上形成意圖作為柵電極的材料層。雖然在本實(shí)施例中，材料層可由多晶硅形成，但是在另ー個實(shí)施例中可使用其它材料。在本實(shí)施例中，將雜質(zhì)離子注入到材料層中，以形成P型多晶硅膜1612和N型多晶硅膜1613。位于將形成P型晶體管的區(qū)域中的多晶硅膜是P型多晶硅膜1612，位于將形成N型晶體管的區(qū)域中的多晶硅膜是N型多晶硅膜1613。從提高外圍電路部分1016中的晶體管的性能的觀點(diǎn)來講，如果形成表面溝道型晶體管，則可將材料層分為N型多晶硅膜和P型多晶硅膜。然后，形成覆蓋所述兩種類型多晶硅的絕緣膜1614(圖16C)。絕緣膜1614由氧化硅形成。可替換地，絕緣膜1614可由氮化硅等形成。然后，在絕緣膜1614上形成光致抗蝕劑圖案(未示出)，并對絕緣膜1614進(jìn)行蝕亥|J，以形成絕緣部件。絕緣部件包括設(shè)置在像素部分1011中的第一絕緣部件1708和設(shè)置在外圍電路部分1016中的第二絕緣部件1709。在去除光致抗蝕劑圖案(未示出)之后，通過使用第一絕緣部件1708和第二絕緣部件1709作為掩模來對P型多晶硅膜1612和N型多晶硅膜1613進(jìn)行蝕刻。隨后，形成柵電極1701至1707(圖17A)。在圖17A中，像素部分1011具有傳輸晶體管的柵電極1701、放大晶體管的柵電極1702和像素単元的晶體管的柵電極1703。確切地講，圖17A中所示的放大晶體管的柵電極1702是柵電極的作為布線延伸的部分。在圖17A中，外圍電路部分1016具有低壓N型晶體管的柵電極1704、低壓P型晶體管的柵電極1705、高壓N型晶體管的柵電極1706和高壓P型晶體管的柵電極1707。第一絕緣部件1708和柵電極一一對應(yīng)，每個第一絕緣部件1708的側(cè)面可與對應(yīng)的柵電極的側(cè)面齊平。第二絕緣部件1709和柵電極也一一對應(yīng)，每個第二絕緣部件1709的側(cè)面與對應(yīng)的柵電極的側(cè)面齊平。像素部分1011中的柵極被第一絕緣部件1708覆蓋。當(dāng)在后面的步驟中執(zhí)行離子注入?yún)?，該結(jié)構(gòu)可抑制離子注入到柵電扱。因此，可減小柵電極之間的性能差異。在圖17A中所示的結(jié)構(gòu)中，柵絕緣膜被省略，但是存在于半導(dǎo)體襯底的主表面302上。類似地，在圖17A至圖19B中省略了柵絕緣膜。隨后，如圖17B所示，形成用于形成晶體管的源極/漏極區(qū)的半導(dǎo)體區(qū)。關(guān)于傳輸晶體管，形成充當(dāng)漏極區(qū)的FD區(qū)1711。此時，在FD區(qū)1711與H)的電荷儲存區(qū)1611之間形成P型半導(dǎo)體區(qū)1712。P型半導(dǎo)體區(qū)1712用作用于使得傳輸晶體管能夠工作的勢壘。此外，P型半導(dǎo)體區(qū)1712具有所謂的穿通停止的功能。然后，形成P型半導(dǎo)體區(qū)1710，以覆蓋電荷儲存區(qū)1611。P型半導(dǎo)體區(qū)1710用作保護(hù)電荷儲存區(qū)1611不受在半導(dǎo)體襯底301的表面處出現(xiàn)的暗電流的影響的表面保護(hù)區(qū)。關(guān)于其它晶體管，在圖17B中形成其部分將充當(dāng)源極/漏極區(qū)的半導(dǎo)體區(qū)。在這些半導(dǎo)體區(qū)中，所得晶體管的至少源極區(qū)或漏極區(qū)具有低雜質(zhì)濃度。另外，關(guān)于低壓晶體管，形成具有與源極區(qū)和漏極區(qū)相反的導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體 區(qū)，以抑制將形成源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域下面的穿通。關(guān)于N型晶體管，將充當(dāng)晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)的一部分的半導(dǎo)體區(qū)的導(dǎo)電類型是N型。關(guān)于P型晶體管，這樣的半導(dǎo)體區(qū)的導(dǎo)電類型是P型。這些半導(dǎo)體區(qū)可通過例如離子注入來形成，并且省略詳細(xì)描述。為了增強(qiáng)可靠性，可改變將充當(dāng)源極區(qū)和漏極區(qū)部分的半導(dǎo)體區(qū)中的離子濃度。 隨后，如圖17C所示，形成絕緣膜1713和間隔件1714。僅在像素部分1011中形成絕緣膜1713。絕緣膜1713的材料和厚度被選擇為使得它可用作抗反射膜。間隔件1714形成在外圍電路部分1016中的晶體管的柵電極的側(cè)壁上。絕緣膜1713具有在其中氮化硅層形成在氧化硅層上的多層結(jié)構(gòu)，并且間隔件1714具有在其中氮化硅層形成在氧化硅層上的多層結(jié)構(gòu)?？梢哉f，間隔件1714提供在其中氧化硅部件設(shè)置在氮化硅部件與柵電極之間的結(jié)構(gòu)。為了形成絕緣膜1713和間隔件1714，在通過CVD形成氧化硅層之后通過CVD形成氮化硅層，以在圖17B中所示的狀態(tài)下覆蓋主表面302上的柵絕緣膜、第一絕緣部件1708和第二絕緣部件1709。然后，形成覆蓋像素部分1011的光致抗蝕劑圖案。通過使用光致抗蝕劑圖案作為掩模來從像素部分1011到外圍電路部分1016執(zhí)行各向異性蝕刻，從而在外圍電路部分1016中去除包括氧化硅層和氮化硅層的部分。由包括氧化硅層和氮化硅層的膜制成的間隔件1714被形成為與外圍電路部分1016中的柵電極的側(cè)面接觸，從而形成如圖17C中所示的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例的方法中，由于使用相同的膜形成絕緣膜1713和間隔件1714，所以可減少工藝步驟的數(shù)量。如果僅提供間隔件1714，則H)可由于蝕刻位于H)上面的絕緣膜以形成間隔件1714而受到損傷。然而，由于用相同的膜形成絕緣膜1713和間隔件1714，所以可減小H)的損傷。在圖18A中，將在外圍電路部分1016中形成每個晶體管的源極區(qū)和漏極區(qū)的一部分。光致抗蝕劑圖案被形成為使將形成高壓N型晶體管的柵電極及源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域露出。同時，光致抗蝕劑圖案被形成為使將形成低壓N型晶體管的柵電極及源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域露出。然后，注入作為N型雜質(zhì)的離子，以形成源極/漏極區(qū)1803和1801。隨后，光致抗蝕劑圖案被形成為使將形成高壓P型晶體管的柵電極及源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域露出。同時，光致抗蝕劑圖案被形成為使將形成低壓P型晶體管的柵電極及源極區(qū)和漏極區(qū)的區(qū)域露出。然后，注入作為P型雜質(zhì)的離子，以形成源極/漏極區(qū)1802和1804。在該步驟中，半導(dǎo)體區(qū)具有比在圖17B中所示的步驟中形成源極區(qū)和漏極區(qū)的半導(dǎo)體區(qū)高的雜質(zhì)濃度。這些半導(dǎo)體區(qū)形成具有輕摻雜漏極(LDD)結(jié)構(gòu)的晶體管。該步驟不為像素部分1011中的晶體管形成具有高雜質(zhì)濃度的任何半導(dǎo)體區(qū)。從而，可增大例如放大晶體管的動態(tài)范圍。隨后，將形成覆蓋像素部分1011的絕緣膜1806。絕緣膜1806由例如氧化硅形成。通過CVD將氧化娃膜形成為覆蓋像素部分1011和外圍電路部分1016,并形成主要覆蓋像素部分1011的光致抗蝕劑圖案。通過使用光致抗蝕劑圖案作為掩模的氧化硅膜的各向異性蝕刻來部分地去除氧化硅膜的未被光致抗蝕劑圖案覆蓋的部分。在這種情況下，提供光致抗蝕劑圖案，以覆蓋將不形成硅化物的區(qū)域，也就是說，以氧化硅膜保留在將不形成硅化物的區(qū)域中的方式提供光致抗蝕劑圖案。此時，在未被光致抗蝕劑圖案覆蓋的區(qū)域中，例如，在外圍電路部分1016中，使源極區(qū)和漏極區(qū)及柵電極露出。在形成絕緣膜1806之后，將形成硅化物區(qū)1807。硅化物區(qū)1807由例如硅化鈷形成。硅化物區(qū)可由硅化鎢、硅化鈦或任何其它硅化物形成。為了形成硅化物區(qū)1807，金屬膜由鈷形成，以覆蓋像素部分1011中的絕緣膜1806以及外圍電路部分1016中的源極區(qū)和漏極區(qū)及柵電扱。金屬膜可通過例如濺射形成。在形成金屬膜之后，執(zhí)行熱處理，以使得金屬 可與硅(包括多晶硅)反應(yīng)，以生成硅化物。此時，金屬膜與外圍電路部分1016中的源極區(qū)和漏極區(qū)及柵電極接觸，這是因?yàn)檫@些源極區(qū)和漏極區(qū)及柵電極的表面已通過用于形成絕緣膜1806的操作露出。在熱處理之后，通過蝕刻去除未反應(yīng)的金屬，從而，形成圖18B中所示的結(jié)構(gòu)。像素部分1011不設(shè)有硅化物區(qū)。該結(jié)構(gòu)抑制諸如鈷的金屬的擴(kuò)散，因此，可減小ro中的漏電流和ro的信號的噪聲(所謂的白色缺陷)。結(jié)構(gòu)中的像素部分1011可設(shè)有硅化物區(qū)，或者結(jié)構(gòu)中的外圍電路部分1016可不設(shè)有硅化物區(qū)。隨后，如圖19A所示，將形成絕緣膜1901和1902。絕緣膜1901和1902具有多層結(jié)構(gòu)，所述多層結(jié)構(gòu)包括氧化娃層和形成在該氧化娃層上的氮化娃層。如第一實(shí)施例中那樣，與ro對應(yīng)地提供絕緣膜1901。絕緣膜1902被形成為覆蓋晶體管和覆蓋硅化物區(qū)。當(dāng)形成接觸孔時，絕緣膜1902可用作蝕刻停止膜。絕緣膜1901被形成為覆蓋柵電扱。該結(jié)構(gòu)可防止柵電極被在后面的步驟中執(zhí)行的蝕刻去除。另外，由于絕緣膜1901和1902由相同的膜形成，所以相對于它們由不同的膜形成的情況，可減少步驟數(shù)量，并可減少損傷。然后，形成如圖19B所示的意圖作為絕緣膜1905的膜，并通過下述方式形成接觸孔，即，對意圖作為絕緣膜1905的膜進(jìn)行蝕刻，以去除意圖作為絕緣膜1905的膜的一部分。在接觸孔中形成金屬插頭，從而，形成圖19B中所示的結(jié)構(gòu)。絕緣膜1905可由通過CVD用氧化硅形成的膜制成。像素部分1011中的插頭1903和外圍電路部分1016中的插頭1904可含有充當(dāng)勢壘金屬的鈦、氮化鈦和鎢。當(dāng)執(zhí)行蝕刻以形成接觸孔時，像素部分1011中的絕緣膜1713和外圍電路部分1016中的絕緣膜1807用作蝕刻停止膜。在絕緣膜1905的氧化硅的蝕刻速率變得高于絕緣膜1713和1807的氮化硅的蝕刻速率的條件下執(zhí)行該蝕刻。當(dāng)絕緣膜1713和1807的表面露出吋，改變蝕刻條件，并去除絕緣膜1713和1807?？赏ㄟ^如以上那樣形成接觸孔來減少半導(dǎo)體襯底301的損傷。在本實(shí)施例中，形成在像素部分1011中的蝕刻停止膜和形成在外圍電路部分1016中的蝕刻停止膜不同。通過使用不同的膜，可獨(dú)立地為像素部分1011和外圍電路部分1016設(shè)置蝕刻停止膜的厚度。因此，可實(shí)現(xiàn)高光學(xué)性能和高電學(xué)特性這二者。絕緣膜1902被形成為不與像素部分1011中的插頭1903接觸。如果，在將形成插頭1903的像素部分1011中，絕緣膜1902在將充當(dāng)像素部分1011中的蝕刻停止膜的絕緣膜1713上延伸，則提供兩個蝕刻停止膜。這增加改變蝕刻條件的次數(shù)，并使得難以控制接觸孔的形狀。此外，這樣的雙層結(jié)構(gòu)的存在增大了覆蓋該雙層結(jié)構(gòu)的絕緣膜1905的厚度。因此，絕緣膜1902被形成為不與像素部分1011中的插頭1903接觸，從而可增強(qiáng)所得到的固態(tài)圖像拾取裝置的特性。然后，以常規(guī)的半導(dǎo)體工藝形成布線、如第一實(shí)施例或任何其它實(shí)施例中所示的波導(dǎo)、以及濾色器，從而完成固態(tài)圖像拾取裝置。將參照圖20A和圖20B對如此制作的固態(tài)圖像拾取裝置的晶體管的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。將作為像素部分中的晶體管的代表描述傳輸晶體管，并將作為外圍電路部分中的晶體管的代表描述高壓N型晶體管。圖20A是傳輸晶體管的柵電極及其附近的示意性放大圖，圖20B是高壓N型晶體管的柵電極及其附近的示意 性放大圖。圖20A和圖20B分別顯示圖19A中所示的傳輸晶體管和高壓N型晶體管的柵電極的狀態(tài)。圖20A中所示的N型半導(dǎo)體區(qū)2000、電荷儲存區(qū)2001和FD區(qū)2002包含在圖18A中所示的半導(dǎo)體襯底301中。柵絕緣膜2004和柵絕緣膜延伸部分2003被提供為覆蓋半導(dǎo)體襯底。柵絕緣膜延伸部分2003在柵電極2005下面、電荷儲存區(qū)2001和FD區(qū)2002之上延伸。柵絕緣膜2004具有比柵絕緣膜延伸部分2003大的厚度，但是如果必要的話，這可被改變。由氧化硅制成的絕緣膜2006覆蓋柵電極2005、電荷儲存區(qū)2001和FD區(qū)2002。第一絕緣部件2011和絕緣膜2006這二者均由氧化硅制成。由氮化硅制成的絕緣膜2007設(shè)置在絕緣膜2006之上，覆蓋柵電極2005、電荷儲存區(qū)2001和FD區(qū)2002。通過在電荷儲存區(qū)2001或H)與絕緣膜2007之間提供絕緣膜2006，可減小暗電流。另外，由氧化硅制成的絕緣膜2008設(shè)置在絕緣膜2007之上，覆蓋柵電極2005、電荷儲存區(qū)2001和FD區(qū)2002。此夕卜，由氧化硅制成的絕緣膜2009和由氮化硅制成的絕緣膜2010僅在與電荷儲存區(qū)2001對應(yīng)的區(qū)域中設(shè)置在絕緣膜2008上。絕緣膜2010設(shè)置在絕緣膜2009上。如下，圖20A中所示的結(jié)構(gòu)中的組件或部件對應(yīng)于圖16A至圖19B中所示的這些組件或部件。絕緣膜2006對應(yīng)于絕緣膜1713 ;絕緣膜2006和2007對應(yīng)于絕緣膜1713 ;第一絕緣膜2011對應(yīng)于第一絕緣部件1708 ;絕緣膜2008對應(yīng)于絕緣膜1806 ;絕緣膜2009和2010對應(yīng)于絕緣膜1901。絕緣膜2006和絕緣部件2011都由氧化硅制成，并可被認(rèn)為是一體式的單個膜。更具體地講，在從H)到柵電極的區(qū)域上延伸的氧化硅具有其厚度在柵電極上增大的形狀。圖20B顯示P型半導(dǎo)體區(qū)2020、充當(dāng)源極/漏極區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)2021、以及充當(dāng)源極/漏極區(qū)的具有比N型半導(dǎo)體區(qū)2021低的雜質(zhì)濃度的一部分的N型半導(dǎo)體區(qū)2022。這些包含在圖19A中所示的半導(dǎo)體襯底301中。柵絕緣膜2023和柵絕緣膜延伸部分2024被提供為覆蓋半導(dǎo)體襯底。柵絕緣膜延伸部分2024是柵電極2030下面的、延伸以覆蓋N型半導(dǎo)體區(qū)2022的部分。柵絕緣膜2023具有比柵絕緣膜延伸部分2024大的厚度，但是如果必要的話,這可被改變。硅化物區(qū)2029設(shè)置在柵電極2030和N型半導(dǎo)體區(qū)2021上。由氧化硅制成的絕緣膜2025和由氮化硅制成的絕緣膜2026形成側(cè)間隔件。側(cè)間隔件被設(shè)置為與N型半導(dǎo)體區(qū)2022之上的柵電極2030的側(cè)面接觸。絕緣膜2025設(shè)置在絕緣膜2026與柵電極2030之間。通過在氮化硅膜與柵電極或半導(dǎo)體區(qū)之間提供氧化硅絕緣膜，可保持晶體管的可靠性。由氧化硅制成的絕緣膜2027和由氮化硅制成的絕緣膜2028被提供為覆蓋N型半導(dǎo)體區(qū)2021、側(cè)間隔件和柵電極2030。絕緣膜2028設(shè)置在絕緣膜2027上。通過在N型半導(dǎo)體區(qū)2021與氮化硅膜之間提供氧化硅膜，使氮化硅膜與半導(dǎo)體襯底的主表面302分離。因此，可降低暗電流的發(fā)生。如下，圖20B中所示的結(jié)構(gòu)中的組件或部件對應(yīng)于圖16A至圖19B中所示的這些組件或部件。絕緣膜2025和2026對應(yīng)于側(cè)間隔件1714 ;絕緣膜2027和2028對應(yīng)于絕緣膜1902。在圖20A和圖20B中所示的實(shí)施例中，與參照圖16A至圖19B描述的情況ー樣，絕緣膜2006和2025由相同的膜制成，絕緣膜2007和2026由相同的膜制成。此外，在圖20A和圖20B中所示的實(shí)施例中，絕緣膜2009和2027由相同的膜制成，絕緣膜2010和2028由相同的膜制成。因此，可減少用于形成膜的步驟數(shù)量，并可抑制由形成膜期間的熱量引起的雜質(zhì)的擴(kuò)散。當(dāng)形成接觸孔時，絕緣膜2007和202 8可用作蝕刻停止膜。如圖19B所示，絕緣膜2007與插頭1903接觸，并覆蓋除了插頭1903之外的像素部分。此外，絕緣膜2028與插頭1904接觸，并覆蓋除了插頭1904之外的外圍電路部分1016。絕緣膜2028可延伸到像素部分1011，但是可取地，除了像素部分中的插頭1908之外。這是因?yàn)榻^緣膜2028由氮化硅制成，并且氮化硅膜的存在使得用于形成用于插頭1903的接觸孔的蝕刻復(fù)雜。在本實(shí)施例的絕緣膜的多層結(jié)構(gòu)中，在像素部分1011和外圍電路部分1016這二者中，氧化硅膜、氮化硅膜和氧化硅膜按該次序從半導(dǎo)體襯底側(cè)起設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上。該結(jié)構(gòu)使得可同時進(jìn)行用于在像素部分1011和外圍電路部分1016中形成接觸孔的蝕刻。然而，有利的是，在不同的步驟中形成用于像素部分1011中的插頭1903的接觸孔和用于外圍電路部分1016中的插頭1904的接觸孔。更確切地講，有利的是，當(dāng)形成用于外圍電路部分1016中的插頭1904的接觸孔時，仍未形成用于像素部分1011中的插頭1903的接觸孔，或者該接觸孔被用插頭或光致抗蝕劑掩模填充了。換句話講，可取的是，當(dāng)形成用于外圍電路部分1016中的插頭1904的接觸孔時，非硅化物區(qū)沒有露出。例如，形成用于插頭1903的接觸孔，在接觸孔中形成插頭1903，然后形成用于插頭1904的接觸孔，并形成插頭1904。如果一次形成接觸孔，則通過使硅化物區(qū)露出的用于在外圍電路部分1016中形成接觸孔的操作，使半導(dǎo)體襯底的主表面302的非硅化物區(qū)露出。在這種情況下，硅化物區(qū)中的金屬可能由于用于形成接觸孔的蝕刻而分散，結(jié)果污染非硅化物區(qū)。雖然在本實(shí)施例中，硅化物區(qū)設(shè)置在外圍電路部分中的晶體管的柵電極和源極/漏極區(qū)之上，但是在另ー個實(shí)施例中，硅化物區(qū)可設(shè)置在這些部分中的任何ー個之上。硅化物區(qū)可設(shè)置在像素部分中的任何一個晶體管之上。雖然本實(shí)施例的固態(tài)圖像拾取裝置具有如第一實(shí)施例中的波導(dǎo)那樣的波導(dǎo)，但是本發(fā)明可應(yīng)用于如圖21中所示的不具有波導(dǎo)或絕緣膜1901的結(jié)構(gòu)。如上所述，本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)使得可在不降低抗反射膜的功能的情況下形成波導(dǎo)。另外，由于根據(jù)光電轉(zhuǎn)換部分設(shè)置絕緣膜，所以可抑制來自波導(dǎo)的底部的光的發(fā)散，從而可提高光匯集效率。此外，可減少由在外圍電路部分中形成接觸孔而引起的損傷，因此，可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的固態(tài)圖像拾取裝置?？筛鶕?jù)需要修改所公開的實(shí)施例。例如，能夠以每個光電轉(zhuǎn)換部分ー個抗反射膜的方式設(shè)置抗反射膜。每個實(shí)施例可與另ー個實(shí)施例組合。盡管已參照示例性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。應(yīng)該給予權(quán)利要求的范圍以最寬泛的解釋，以涵蓋所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法，所述固態(tài)圖像拾取裝置包括光電轉(zhuǎn)換部分、第一絕緣膜、在所述第一絕緣膜上的第二絕緣膜、以及波導(dǎo)，所述光電轉(zhuǎn)換部分設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中，所述第一絕緣膜用作所述光電轉(zhuǎn)換部分之上的抗反射膜，所述第二絕緣膜與所述光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)地設(shè)置，所述波導(dǎo)具有包層和芯，所述芯的底部設(shè)置在所述第二絕緣膜上，所述方法包括 通過在設(shè)置在所述光電轉(zhuǎn)換部分之上的部件被蝕刻得比所述第二絕緣膜快的條件下部分蝕刻所述部件來形成開口，從而形成所述包層，以及 在所述開口中形成所述芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第一絕緣膜是多層抗反射膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述第一絕緣膜包括由氮化硅制成的絕緣層以及在所述由氮化硅制成的絕緣層上的由氧化硅制成的絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體襯底具有柵電極，所述柵電極傳輸所述光電轉(zhuǎn)換部分的信號電荷，并且所述第一絕緣膜在從所述光電轉(zhuǎn)換部分到所述柵電極的區(qū)域上延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述芯和所述第二絕緣膜由相同的材料制成。
6.一種固態(tài)圖像拾取裝置，包括 多個光電轉(zhuǎn)換部分，所述多個光電轉(zhuǎn)換部分設(shè)置在半導(dǎo)體襯底中； 所述光電轉(zhuǎn)換部分之上的第一絕緣膜，所述第一絕緣膜用作抗反射膜； 所述第一絕緣膜上的多個第二絕緣膜，所述多個第二絕緣膜與所述光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)地設(shè)置；和 多個波導(dǎo)，所述多個波導(dǎo)各自包括包層和芯，所述芯的底部與對應(yīng)的第二絕緣膜接觸，所述芯由與所述第二絕緣膜相同的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述第二絕緣膜一一對應(yīng)于各個所述光電轉(zhuǎn)換部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像拾取裝置，還包括傳輸所述光電轉(zhuǎn)換部分的信號電荷的多個柵電極，并且所述第一絕緣膜延伸以覆蓋所述柵電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述第一絕緣膜包括由氮化硅制成的絕緣層以及在所述由氮化硅制成的絕緣層上的由氧化硅制成的絕緣層，并且所述第二絕緣膜由氮化硅制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中，所述第二絕緣膜的上表面位置比所述柵電極的上表面更接近所述半導(dǎo)體襯底。
11.一種圖像拾取系統(tǒng)，包括 根據(jù)權(quán)利要求6所述的固態(tài)圖像拾取裝置；和 信號處理設(shè)備，所述信號處理設(shè)備處理來自所述固態(tài)圖像拾取裝置的電信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像拾取裝置、其制造方法和圖像拾取系統(tǒng)。提供一種用于制造固態(tài)圖像拾取裝置的方法。所述圖像拾取裝置包括光電轉(zhuǎn)換部分、在光電轉(zhuǎn)換部分之上的第一絕緣膜、在第一絕緣膜上的第二絕緣膜、以及波導(dǎo)，所述光電轉(zhuǎn)換部分設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上，所述第一絕緣膜用作抗反射膜，所述第二絕緣膜與所述光電轉(zhuǎn)換部分對應(yīng)地設(shè)置，所述波導(dǎo)具有包層和芯，所述芯的底部設(shè)置在第二絕緣膜上。所述方法包括通過各向異性蝕刻設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分之上的部件的一部分來形成開口，從而形成包層，并在所述開口中形成芯。在所述方法中，在第二絕緣膜的蝕刻速率低于所述部件的蝕刻速率的條件下執(zhí)行所述蝕刻。
文檔編號H01L27/146GK102637708SQ201210027929
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月9日
發(fā)明者下津佐峰生, 岡部剛士, 加藤太朗, 滝本俊介, 碓井崇, 鈴木健太郎 申請人:佳能株式會社