JP2000196060A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- JP2000196060A JP2000196060A JP10366904A JP36690498A JP2000196060A JP 2000196060 A JP2000196060 A JP 2000196060A JP 10366904 A JP10366904 A JP 10366904A JP 36690498 A JP36690498 A JP 36690498A JP 2000196060 A JP2000196060 A JP 2000196060A
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- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単層電極構造の固体撮像装置において、電荷
転送電極を行方向に分割する領域上での層間膜絶縁膜と
金属遮光膜あるいは金属配線の段差被覆性を向上し、駆
動パルスの劣化を無くし、良好な電荷転送特性を得る。 【解決手段】 電荷転送電極を行方向に分割する溝状の
分離領域１１４に、絶縁膜１１５を埋め込み、平坦化し
たうえで層間絶縁膜１１６および金属遮光膜１１７を形
成する。
転送電極を行方向に分割する領域上での層間膜絶縁膜と
金属遮光膜あるいは金属配線の段差被覆性を向上し、駆
動パルスの劣化を無くし、良好な電荷転送特性を得る。 【解決手段】 電荷転送電極を行方向に分割する溝状の
分離領域１１４に、絶縁膜１１５を埋め込み、平坦化し
たうえで層間絶縁膜１１６および金属遮光膜１１７を形
成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びその製造方法に関し、特に、単層の導電性電極材料膜
を加工することで電荷転送電極が形成された固体撮像装
置において、狭い電極間ギャップを平坦化し、その上に
形成する金属配線あるいは金属遮光膜の段差被覆性を向
上させた固体撮像装置に関する。
びその製造方法に関し、特に、単層の導電性電極材料膜
を加工することで電荷転送電極が形成された固体撮像装
置において、狭い電極間ギャップを平坦化し、その上に
形成する金属配線あるいは金属遮光膜の段差被覆性を向
上させた固体撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８及び図９は、従来の埋め込み型フォ
トダイオードを光電変換部に用いた固体撮像装置の工程
順断面図を示したものである（参考文献：特開平５−２
６７６３８号公報）。まず、Ｎ型半導体基板５０１上
に、熱拡散法を用いて第１のＰ型ウェル層５０２および
第２のＰ型ウェル層５０３を形成した後、リンをイオン
注入して垂直電荷転送部５０４を形成する。その後、ボ
ロンをイオン注入して、チャンネルストップ領域５０６
および電荷読み出し領域５０５を形成する（図８
（ａ））。
トダイオードを光電変換部に用いた固体撮像装置の工程
順断面図を示したものである（参考文献：特開平５−２
６７６３８号公報）。まず、Ｎ型半導体基板５０１上
に、熱拡散法を用いて第１のＰ型ウェル層５０２および
第２のＰ型ウェル層５０３を形成した後、リンをイオン
注入して垂直電荷転送部５０４を形成する。その後、ボ
ロンをイオン注入して、チャンネルストップ領域５０６
および電荷読み出し領域５０５を形成する（図８
（ａ））。
【０００３】次に、Ｎ型半導体基板５０１表面を熱酸化
してゲート酸化膜５０７を形成する。その後、図８
（ｂ）に示すように、ゲート酸化膜５０７上に減圧ＣＶ
Ｄ法を用いて電荷転送電極材料膜５０８を堆積させる。
そして、読み出し電極形成のため、フォトレジスト５０
９をパターンニングする。その後、フォトレジスト５０
９をマスクにドライエッチングを用いて電荷転送電極５
１０を形成する。次に、フォトレジスト５０９を残した
電荷転送電極５１０をマスクとして、セルフアラインで
リンイオン注入を行い、フォトダイオードとなるＮ型ウ
ェル５１１を形成する。このとき、フォトレジスト５０
９の膜厚は、リンイオンが突き抜けないように約３μｍ
の厚さのレジストを使用する（図８（ｃ））。
してゲート酸化膜５０７を形成する。その後、図８
（ｂ）に示すように、ゲート酸化膜５０７上に減圧ＣＶ
Ｄ法を用いて電荷転送電極材料膜５０８を堆積させる。
そして、読み出し電極形成のため、フォトレジスト５０
９をパターンニングする。その後、フォトレジスト５０
９をマスクにドライエッチングを用いて電荷転送電極５
１０を形成する。次に、フォトレジスト５０９を残した
電荷転送電極５１０をマスクとして、セルフアラインで
リンイオン注入を行い、フォトダイオードとなるＮ型ウ
ェル５１１を形成する。このとき、フォトレジスト５０
９の膜厚は、リンイオンが突き抜けないように約３μｍ
の厚さのレジストを使用する（図８（ｃ））。
【０００４】その後、埋め込みフォトダイオード形成を
行うため、フォトレジスト５０９を除去した後、電荷転
送電極５１０をマスクにしてボロンイオンをイオン注入
し、Ｐ＋型領域５１２を形成する（図９（ａ））。図
８、図９においては、固体撮像装置の製造工程における
画素の断面図を示したが、平面的な電極のパターン配置
は、たとえば、図１０に示されるように配置される。
行うため、フォトレジスト５０９を除去した後、電荷転
送電極５１０をマスクにしてボロンイオンをイオン注入
し、Ｐ＋型領域５１２を形成する（図９（ａ））。図
８、図９においては、固体撮像装置の製造工程における
画素の断面図を示したが、平面的な電極のパターン配置
は、たとえば、図１０に示されるように配置される。
【０００５】図１０においては、電荷転送電極は１層の
電荷転送電極材料膜を加工することにより構成されてお
り、電荷転送電極中に光電変換部が閉じた領域として形
成されている。図１０におけるＡ−Ａ'線に沿った断面
の工程順断面図を示したのが図８及び図９である。電荷
転送電極は４枚をひとつの単位として、それぞれ異なっ
た相の駆動パルス（Φ１からΦ４）が印加されるが、こ
れらのパルスにより電荷転送を行うためには、電荷転送
電極を行方向に分離する領域６１４を設ける必要があ
る。
電荷転送電極材料膜を加工することにより構成されてお
り、電荷転送電極中に光電変換部が閉じた領域として形
成されている。図１０におけるＡ−Ａ'線に沿った断面
の工程順断面図を示したのが図８及び図９である。電荷
転送電極は４枚をひとつの単位として、それぞれ異なっ
た相の駆動パルス（Φ１からΦ４）が印加されるが、こ
れらのパルスにより電荷転送を行うためには、電荷転送
電極を行方向に分離する領域６１４を設ける必要があ
る。
【０００６】図１１は、図１０におけるＢ−Ｂ'線に沿
った断面図である。電荷転送電極材料膜を行方向に分離
する領域７１４が形成されており、その上に層間絶縁膜
７１６を介して金属遮光膜７１７が設けられており、垂
直電荷転送部への光の入射を防いでいる。しかしなが
ら、従来の固体撮像装置では、図１２に示すように電荷
転送電極材料膜を行方向に分離する領域（電極間ギャッ
プ）は０．２５μｍ〜０．５０μｍ程度の短い距離で形
成されるため、その上に形成する層間絶縁膜８１６に
「す」が出来る、或いは、被覆性が悪い箇所が発生し、
その上に形成する金属遮光膜あるいは金属配線に段切れ
８２０が生じ、遮光特性あるいは電荷転送特性が劣化す
るという問題点があった。
った断面図である。電荷転送電極材料膜を行方向に分離
する領域７１４が形成されており、その上に層間絶縁膜
７１６を介して金属遮光膜７１７が設けられており、垂
直電荷転送部への光の入射を防いでいる。しかしなが
ら、従来の固体撮像装置では、図１２に示すように電荷
転送電極材料膜を行方向に分離する領域（電極間ギャッ
プ）は０．２５μｍ〜０．５０μｍ程度の短い距離で形
成されるため、その上に形成する層間絶縁膜８１６に
「す」が出来る、或いは、被覆性が悪い箇所が発生し、
その上に形成する金属遮光膜あるいは金属配線に段切れ
８２０が生じ、遮光特性あるいは電荷転送特性が劣化す
るという問題点があった。
【０００７】また、配線層の段切れを防ぐために、配線
を設ける前に装置全面を平坦化することが考えられる
が、このときには、図１３に示すように光電変換部も平
坦化されるため、金属遮光膜の基板表面からの高さが高
くなり、斜め入射光９２１が垂直電荷転送部に入り込
み、スミア特性が劣化するという問題点があった。
を設ける前に装置全面を平坦化することが考えられる
が、このときには、図１３に示すように光電変換部も平
坦化されるため、金属遮光膜の基板表面からの高さが高
くなり、斜め入射光９２１が垂直電荷転送部に入り込
み、スミア特性が劣化するという問題点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
したような従来の固体撮像蔵置の問題点に対して、電荷
転送電極を、単層の導電性電極材料膜をエッチング加工
することで形成し、そのエッチング領域を、行方向に分
割する第１の領域と光電変換部上の第２の領域との２つ
に分け、第１の領域のエッチング領域を絶縁膜で埋め込
むことにより、垂直電荷転送部上あるいは電荷転送電極
に駆動電圧を印加するための金属配線を形成する領域の
下部のみを平坦化することで、スミア特性の劣化なしに
良好な金属配線層の形成を可能にした固体撮像装置を提
供することにある。
したような従来の固体撮像蔵置の問題点に対して、電荷
転送電極を、単層の導電性電極材料膜をエッチング加工
することで形成し、そのエッチング領域を、行方向に分
割する第１の領域と光電変換部上の第２の領域との２つ
に分け、第１の領域のエッチング領域を絶縁膜で埋め込
むことにより、垂直電荷転送部上あるいは電荷転送電極
に駆動電圧を印加するための金属配線を形成する領域の
下部のみを平坦化することで、スミア特性の劣化なしに
良好な金属配線層の形成を可能にした固体撮像装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係わる固
体撮像装置の第１態様は、第１導電型半導体層の表面領
域内に形成された光電変換部と、前記第１導電型半導体
層の表面領域内に前記光電変換部に隣接して形成され、
前記光電変換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を
転送する第２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半
導体層の表面領域に形成され、前記光電変換部で発生し
た信号電荷を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部
と、前記電荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、
ゲート絶縁膜を介して形成された単層の電荷転送電極を
備えた固体撮像装置において、前記電荷転送電極を分離
する領域内に高さが電荷転送電極と同等或いはそれ以下
の高さになるよう絶縁膜を埋め込んだことを特徴とする
ものであり、叉、第２態様は、前記電荷転送電極の表面
部分には、シリサイド膜が形成されていることを特徴と
するものである。
体撮像装置の第１態様は、第１導電型半導体層の表面領
域内に形成された光電変換部と、前記第１導電型半導体
層の表面領域内に前記光電変換部に隣接して形成され、
前記光電変換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を
転送する第２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半
導体層の表面領域に形成され、前記光電変換部で発生し
た信号電荷を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部
と、前記電荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、
ゲート絶縁膜を介して形成された単層の電荷転送電極を
備えた固体撮像装置において、前記電荷転送電極を分離
する領域内に高さが電荷転送電極と同等或いはそれ以下
の高さになるよう絶縁膜を埋め込んだことを特徴とする
ものであり、叉、第２態様は、前記電荷転送電極の表面
部分には、シリサイド膜が形成されていることを特徴と
するものである。
【００１０】叉、本発明に係わる固体撮像装置の製造方
法の第１態様は、第１導電型半導体層の表面領域内に形
成された光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面
領域内に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電
変換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する
第２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の
表面領域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電
荷を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記
電荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶
縁膜を介して形成された単層の電荷転送電極と、互いに
隣り合う前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶
縁膜上に設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製
造方法において、前記ゲート絶縁膜上に成膜された導電
性電極材料膜を行方向に分割し、前記電荷転送電極を形
成するため、前記導電性電極材料膜上の第１の領域をエ
ッチングする工程と、全面に絶縁物を成膜し、前記エッ
チングした領域を絶縁物で埋め込む工程と、少なくとも
前記導電性電極材料膜が露出するまで前記絶縁物を除去
する工程と、前記導電性電極材料膜上の第２の領域をエ
ッチング除去し、前記光電変換部の開口部分を形成する
工程と、を含むことを特徴とするものであり、叉、第２
態様は、第１導電型半導体層の表面領域内に形成された
光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領域内に
前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変換部で
発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第２導電
型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表面領域
に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷を前記
電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電荷読み
出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁膜を介
して形成された単層の電荷転送電極と、互いに隣り合う
前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶縁膜上に
設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製造方法に
おいて、第１導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を
介して導電性電極材料膜を形成する工程と、前記導電性
電極材料膜上に第１のマスク材を形成する工程と、前記
第１のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料膜を
エッチング除去し、前記導電性電極材料膜上の第１の領
域を行方向に分割する工程と、装置全面に熱によるリフ
ロー性を有する絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を
熱リフローする工程と、前記絶縁膜をエッチバック法に
よりエッチングし、少なくとも前記導電性電極材料膜の
表面を露出させる工程と、全面に第２のマスク材を形成
する工程と、前記第２のマスク材をマスクとして前記導
電性電極材料膜上の第２の領域をエッチング除去し、光
電変換部の開口部分を形成する工程と、を含むことを特
徴とするものであり、叉、第３態様は、前記光電変換部
が、前記第２の領域に対して自己整合的に形成されるこ
とを特徴とするものであり、叉、第４態様は、前記導電
性電極材料膜の表面部分をシリサイド化する工程を含む
ことを特徴とするものであり、叉、第５態様は、絶縁膜
をエッチバック法によりエッチングし、少なくとも前記
導電性電極材料膜の表面を露出させた後、全面に高融点
金属膜膜を成膜する工程と、熱処理を行い前記導電性電
極材料膜の表面をシリサイド化する工程と、シリサイド
化していない前記融点金属膜を除去する工程と、を更に
有することを特徴とするものであり、叉、第６態様は、
第２のマスク材をマスクとして導電性電極材料膜をエッ
チング除去した後、前記第２のマスク材および前記導電
性電極材料膜、もしくは前記導電性電極材料膜をマスク
として第１導電型不純物および第２導電型不純物をイオ
ン注入し、光電変換部を形成する工程と、をさらに有す
ることを特徴とするものであり、叉、第７態様は、第２
のマスク材をマスクとして導電性電極材料膜をエッチン
グ除去した後、前記第２のマスク材および前記導電性電
極材料膜、もしくは前記導電性電極材料膜をマスクとし
て第２導電型不純物をイオン注入する工程と、前記電荷
転送部に読み出す電荷転送電極をマスクとして前記第２
導電型不純物領域の表面部分に自己整合的に第１導電型
不純物をイオン注入する工程と、をさらに有することを
特徴とするものであり、叉、第８態様は、第２導電型不
純物のイオン注入の入射角を制御することにより、第２
導電型不純物領域を読み出し部の転送電極下部に食い込
むように形成し、転送電極端に対して所望の距離をおい
て自己整合的に形成する工程をさらに有することを特徴
とするものであり、叉、第９態様は、第１導電型不純物
のイオン注入の入射角を制御することにより、第１導電
型半導体層を読み出し部の転送電極端に対して所望の距
離をおいて自己整合的に形成する工程をさらに有するこ
とを特徴とするものである。
法の第１態様は、第１導電型半導体層の表面領域内に形
成された光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面
領域内に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電
変換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する
第２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の
表面領域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電
荷を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記
電荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶
縁膜を介して形成された単層の電荷転送電極と、互いに
隣り合う前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶
縁膜上に設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製
造方法において、前記ゲート絶縁膜上に成膜された導電
性電極材料膜を行方向に分割し、前記電荷転送電極を形
成するため、前記導電性電極材料膜上の第１の領域をエ
ッチングする工程と、全面に絶縁物を成膜し、前記エッ
チングした領域を絶縁物で埋め込む工程と、少なくとも
前記導電性電極材料膜が露出するまで前記絶縁物を除去
する工程と、前記導電性電極材料膜上の第２の領域をエ
ッチング除去し、前記光電変換部の開口部分を形成する
工程と、を含むことを特徴とするものであり、叉、第２
態様は、第１導電型半導体層の表面領域内に形成された
光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領域内に
前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変換部で
発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第２導電
型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表面領域
に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷を前記
電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電荷読み
出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁膜を介
して形成された単層の電荷転送電極と、互いに隣り合う
前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶縁膜上に
設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製造方法に
おいて、第１導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を
介して導電性電極材料膜を形成する工程と、前記導電性
電極材料膜上に第１のマスク材を形成する工程と、前記
第１のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料膜を
エッチング除去し、前記導電性電極材料膜上の第１の領
域を行方向に分割する工程と、装置全面に熱によるリフ
ロー性を有する絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を
熱リフローする工程と、前記絶縁膜をエッチバック法に
よりエッチングし、少なくとも前記導電性電極材料膜の
表面を露出させる工程と、全面に第２のマスク材を形成
する工程と、前記第２のマスク材をマスクとして前記導
電性電極材料膜上の第２の領域をエッチング除去し、光
電変換部の開口部分を形成する工程と、を含むことを特
徴とするものであり、叉、第３態様は、前記光電変換部
が、前記第２の領域に対して自己整合的に形成されるこ
とを特徴とするものであり、叉、第４態様は、前記導電
性電極材料膜の表面部分をシリサイド化する工程を含む
ことを特徴とするものであり、叉、第５態様は、絶縁膜
をエッチバック法によりエッチングし、少なくとも前記
導電性電極材料膜の表面を露出させた後、全面に高融点
金属膜膜を成膜する工程と、熱処理を行い前記導電性電
極材料膜の表面をシリサイド化する工程と、シリサイド
化していない前記融点金属膜を除去する工程と、を更に
有することを特徴とするものであり、叉、第６態様は、
第２のマスク材をマスクとして導電性電極材料膜をエッ
チング除去した後、前記第２のマスク材および前記導電
性電極材料膜、もしくは前記導電性電極材料膜をマスク
として第１導電型不純物および第２導電型不純物をイオ
ン注入し、光電変換部を形成する工程と、をさらに有す
ることを特徴とするものであり、叉、第７態様は、第２
のマスク材をマスクとして導電性電極材料膜をエッチン
グ除去した後、前記第２のマスク材および前記導電性電
極材料膜、もしくは前記導電性電極材料膜をマスクとし
て第２導電型不純物をイオン注入する工程と、前記電荷
転送部に読み出す電荷転送電極をマスクとして前記第２
導電型不純物領域の表面部分に自己整合的に第１導電型
不純物をイオン注入する工程と、をさらに有することを
特徴とするものであり、叉、第８態様は、第２導電型不
純物のイオン注入の入射角を制御することにより、第２
導電型不純物領域を読み出し部の転送電極下部に食い込
むように形成し、転送電極端に対して所望の距離をおい
て自己整合的に形成する工程をさらに有することを特徴
とするものであり、叉、第９態様は、第１導電型不純物
のイオン注入の入射角を制御することにより、第１導電
型半導体層を読み出し部の転送電極端に対して所望の距
離をおいて自己整合的に形成する工程をさらに有するこ
とを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明に係わる固体撮像装置の製
造方法は、第１導電型半導体層の表面領域内に形成され
た光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領域内
に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変換部
で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第２導
電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表面領
域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷を前
記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電荷読
み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁膜を
介して形成された単層の電荷転送電極と、互いに隣り合
う前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶縁膜上
に設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製造方法
において、前記ゲート絶縁膜上に成膜された導電性電極
材料膜を行方向に分割し、前記電荷転送電極を形成する
ため、前記導電性電極材料膜上の第１の領域をエッチン
グする工程と、全面に絶縁物を成膜し、前記エッチング
した領域を絶縁物で埋め込む工程と、前記導電性電極材
料膜が露出するまで前記絶縁物を除去する工程と、前記
導電性電極材料膜上の第２の領域をエッチング除去し、
前記光電変換部の開口部分を形成する工程とを含むこと
を特徴とするものであり、叉、第１導電型半導体層の表
面領域内に形成された光電変換部と、前記第１導電型半
導体層の表面領域内に前記光電変換部に隣接して形成さ
れ、前記光電変換部で発生した信号電荷を受け、この電
荷を転送する第２導電型の電荷転送部と、前記第１導電
型半導体層の表面領域に形成され、前記光電変換部で発
生した信号電荷を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出
し部と、前記電荷読み出し部および前記電荷転送部の上
に、ゲート絶縁膜を介して形成された単層の電荷転送電
極と、互いに隣り合う前記電荷転送電極を分離する絶縁
膜と、この絶縁膜上に設けられた遮光膜とからなる固体
撮像装置の製造方法において、第１導電型半導体層の表
面上にゲート絶縁膜を介して導電性電極材料膜を形成す
る工程と、前記導電性電極材料膜上に第１のマスク材を
形成する工程と、前記第１のマスク材をマスクとして前
記導電性電極材料膜をエッチング除去し、前記導電性電
極材料膜上の第１の領域を行方向に分割する工程と、装
置全面に熱によるリフロー性を有する絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜を熱リフローする工程と、前記絶縁
膜をエッチバック法によりエッチングし、少なくとも前
記導電性電極材料膜の表面を露出させる工程と、全面に
第２のマスク材を形成する工程と、前記第２のマスク材
をマスクとして前記導電性電極材料膜上の第２の領域を
エッチング除去し、光電変換部の開口部分を形成する工
程と、を含むことを特徴とするものであり、更に、前記
導電性電極材料膜の表面部分をシリサイド化する工程を
含むことを特徴とするものである。
造方法は、第１導電型半導体層の表面領域内に形成され
た光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領域内
に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変換部
で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第２導
電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表面領
域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷を前
記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電荷読
み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁膜を
介して形成された単層の電荷転送電極と、互いに隣り合
う前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶縁膜上
に設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製造方法
において、前記ゲート絶縁膜上に成膜された導電性電極
材料膜を行方向に分割し、前記電荷転送電極を形成する
ため、前記導電性電極材料膜上の第１の領域をエッチン
グする工程と、全面に絶縁物を成膜し、前記エッチング
した領域を絶縁物で埋め込む工程と、前記導電性電極材
料膜が露出するまで前記絶縁物を除去する工程と、前記
導電性電極材料膜上の第２の領域をエッチング除去し、
前記光電変換部の開口部分を形成する工程とを含むこと
を特徴とするものであり、叉、第１導電型半導体層の表
面領域内に形成された光電変換部と、前記第１導電型半
導体層の表面領域内に前記光電変換部に隣接して形成さ
れ、前記光電変換部で発生した信号電荷を受け、この電
荷を転送する第２導電型の電荷転送部と、前記第１導電
型半導体層の表面領域に形成され、前記光電変換部で発
生した信号電荷を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出
し部と、前記電荷読み出し部および前記電荷転送部の上
に、ゲート絶縁膜を介して形成された単層の電荷転送電
極と、互いに隣り合う前記電荷転送電極を分離する絶縁
膜と、この絶縁膜上に設けられた遮光膜とからなる固体
撮像装置の製造方法において、第１導電型半導体層の表
面上にゲート絶縁膜を介して導電性電極材料膜を形成す
る工程と、前記導電性電極材料膜上に第１のマスク材を
形成する工程と、前記第１のマスク材をマスクとして前
記導電性電極材料膜をエッチング除去し、前記導電性電
極材料膜上の第１の領域を行方向に分割する工程と、装
置全面に熱によるリフロー性を有する絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜を熱リフローする工程と、前記絶縁
膜をエッチバック法によりエッチングし、少なくとも前
記導電性電極材料膜の表面を露出させる工程と、全面に
第２のマスク材を形成する工程と、前記第２のマスク材
をマスクとして前記導電性電極材料膜上の第２の領域を
エッチング除去し、光電変換部の開口部分を形成する工
程と、を含むことを特徴とするものであり、更に、前記
導電性電極材料膜の表面部分をシリサイド化する工程を
含むことを特徴とするものである。
【００１２】叉、本発明の固体撮像装置は、第１導電型
半導体層の表面領域内に形成された光電変換部と、前記
第１導電型半導体層の表面領域内に前記光電変換部に隣
接して形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷を
受け、この電荷を転送する第２導電型の電荷転送部と、
前記第１導電型半導体層の表面領域に形成され、前記光
電変換部で発生した信号電荷を前記電荷転送部に読み出
す電荷読み出し部と、前記電荷読み出し部および前記電
荷転送部の上に、ゲート絶縁膜を介して形成された単層
の電荷転送電極と、互いに隣り合う前記電荷転送電極を
分離する領域に設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設
けられた遮光膜とからなる固体撮像装置において、前記
電荷転送電極を分離する絶縁膜は、前記電荷転送電極の
膜厚と同じ膜厚で前記電荷転送電極を分離する領域に埋
め込まれ、且つ、前記領域内には、前記金属遮光膜が設
けられないことを特徴とするものである。
半導体層の表面領域内に形成された光電変換部と、前記
第１導電型半導体層の表面領域内に前記光電変換部に隣
接して形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷を
受け、この電荷を転送する第２導電型の電荷転送部と、
前記第１導電型半導体層の表面領域に形成され、前記光
電変換部で発生した信号電荷を前記電荷転送部に読み出
す電荷読み出し部と、前記電荷読み出し部および前記電
荷転送部の上に、ゲート絶縁膜を介して形成された単層
の電荷転送電極と、互いに隣り合う前記電荷転送電極を
分離する領域に設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設
けられた遮光膜とからなる固体撮像装置において、前記
電荷転送電極を分離する絶縁膜は、前記電荷転送電極の
膜厚と同じ膜厚で前記電荷転送電極を分離する領域に埋
め込まれ、且つ、前記領域内には、前記金属遮光膜が設
けられないことを特徴とするものである。
【００１３】
【実施例】以下に、本発明に係わる固体撮像装置および
その製造方法の具体例を図面を参照しながら詳細に説明
する。 （第１の具体例）図１乃至図３は、本発明に係わる固体
撮像装置およびその製造方法の第１の具体例の構造を示
す図であって、これらの図には、第１導電型半導体層の
表面領域内に形成された光電変換部１００と、前記第１
導電型半導体層の表面領域内に前記光電変換部１００に
隣接して形成され、前記光電変換部１００で発生した信
号電荷を受け、この電荷を転送する第２導電型の電荷転
送部１０４と、前記第１導電型半導体層の表面領域に形
成され、前記光電変換部１００で発生した信号電荷を前
記電荷転送部１０４に読み出す電荷読み出し部１０５
と、前記電荷読み出し部１０５および前記電荷転送部１
０４の上に、ゲート絶縁膜１０７を介して形成された単
層の電荷転送電極１１０と、互いに隣り合う前記電荷転
送電極１１０を分離する絶縁膜１１５と、この絶縁膜１
１５上に設けられた遮光膜１１７とからなる固体撮像装
置の製造方法において、前記ゲート絶縁膜１０７上に成
膜された導電性電極材料膜２０８を行方向に分割し、前
記電荷転送電極１１０を形成するため、前記導電性電極
材料膜２０８上の第１の領域２１４をエッチングする工
程と、全面に絶縁物２１５を成膜し、前記エッチングし
た領域２１４を絶縁物２１５で埋め込む工程と、前記導
電性電極材料膜２０８が露出するまで前記絶縁物２１５
を除去する工程と、前記導電性電極材料膜２０８上の第
２の領域２１３Ａをエッチング除去し、前記光電変換部
の開口部分２１３を形成する工程と、を含む固体撮像装
置の製造方法が示されている。
その製造方法の具体例を図面を参照しながら詳細に説明
する。 （第１の具体例）図１乃至図３は、本発明に係わる固体
撮像装置およびその製造方法の第１の具体例の構造を示
す図であって、これらの図には、第１導電型半導体層の
表面領域内に形成された光電変換部１００と、前記第１
導電型半導体層の表面領域内に前記光電変換部１００に
隣接して形成され、前記光電変換部１００で発生した信
号電荷を受け、この電荷を転送する第２導電型の電荷転
送部１０４と、前記第１導電型半導体層の表面領域に形
成され、前記光電変換部１００で発生した信号電荷を前
記電荷転送部１０４に読み出す電荷読み出し部１０５
と、前記電荷読み出し部１０５および前記電荷転送部１
０４の上に、ゲート絶縁膜１０７を介して形成された単
層の電荷転送電極１１０と、互いに隣り合う前記電荷転
送電極１１０を分離する絶縁膜１１５と、この絶縁膜１
１５上に設けられた遮光膜１１７とからなる固体撮像装
置の製造方法において、前記ゲート絶縁膜１０７上に成
膜された導電性電極材料膜２０８を行方向に分割し、前
記電荷転送電極１１０を形成するため、前記導電性電極
材料膜２０８上の第１の領域２１４をエッチングする工
程と、全面に絶縁物２１５を成膜し、前記エッチングし
た領域２１４を絶縁物２１５で埋め込む工程と、前記導
電性電極材料膜２０８が露出するまで前記絶縁物２１５
を除去する工程と、前記導電性電極材料膜２０８上の第
２の領域２１３Ａをエッチング除去し、前記光電変換部
の開口部分２１３を形成する工程と、を含む固体撮像装
置の製造方法が示されている。
【００１４】以下に、第１の具体例を更に詳細に説明す
る。図１は、本発明の第１の具体例で、埋め込み型フォ
トダイオードを光電変換部に用いた固体撮像装置の画素
の断面図を示したものである。なお、平面パターンは図
１０に示した従来例の装置と同一であるので図示しな
い。図１（ａ）は光電変換部の断面を（図１０のＡ−
Ａ'断面図に相当）、図１（ｂ）は垂直電荷転送部の転
送方向に沿った断面を（図１０のＢ−Ｂ'断面図に相
当）を示したものである。
る。図１は、本発明の第１の具体例で、埋め込み型フォ
トダイオードを光電変換部に用いた固体撮像装置の画素
の断面図を示したものである。なお、平面パターンは図
１０に示した従来例の装置と同一であるので図示しな
い。図１（ａ）は光電変換部の断面を（図１０のＡ−
Ａ'断面図に相当）、図１（ｂ）は垂直電荷転送部の転
送方向に沿った断面を（図１０のＢ−Ｂ'断面図に相
当）を示したものである。
【００１５】本具体例においては、電荷転送電極は単層
のポリシリコンによって構成され、電荷転送電極を行方
向に分割する溝状の分離領域には絶縁膜１１５が埋め込
まれ、平坦化されたうえで、層間絶縁膜１１６および金
属遮光膜１１７が形成されている。また、電荷転送電極
１１０の形成時のエッチングは、これを行方向に分割す
る溝状の分離領域２１４と光電変換部上の領域２１３Ａ
との２つに分け、光電変換部上の領域２１３Ａのエッチ
ング後に光電変換部となるＮ型ウェル１１１を形成する
ためのリンのイオン注入を行うことにより、電荷読み出
し電極１０５と光電変換部１００が自己整合で形成され
ている。
のポリシリコンによって構成され、電荷転送電極を行方
向に分割する溝状の分離領域には絶縁膜１１５が埋め込
まれ、平坦化されたうえで、層間絶縁膜１１６および金
属遮光膜１１７が形成されている。また、電荷転送電極
１１０の形成時のエッチングは、これを行方向に分割す
る溝状の分離領域２１４と光電変換部上の領域２１３Ａ
との２つに分け、光電変換部上の領域２１３Ａのエッチ
ング後に光電変換部となるＮ型ウェル１１１を形成する
ためのリンのイオン注入を行うことにより、電荷読み出
し電極１０５と光電変換部１００が自己整合で形成され
ている。
【００１６】次に、図１に示す本発明の固体撮像装置の
製造方法を、光電変換部と垂直電荷転送部の転送方向に
沿った断面に分けて説明する。図２は、本発明の固体撮
像装置の具体例で、光電変換部の工程順断面図と、垂直
電荷転送部を転送方向に切った工程順断面図を示したも
のである。ここで、ゲート酸化膜２０７上に電荷転送電
極材料膜２０８を形成するまでの工程は、図８及び図９
に示した従来例の固体撮像装置の製造方法と同様である
ので割愛する。また、光電変換部の断面図は、開口部付
近のみを示している。
製造方法を、光電変換部と垂直電荷転送部の転送方向に
沿った断面に分けて説明する。図２は、本発明の固体撮
像装置の具体例で、光電変換部の工程順断面図と、垂直
電荷転送部を転送方向に切った工程順断面図を示したも
のである。ここで、ゲート酸化膜２０７上に電荷転送電
極材料膜２０８を形成するまでの工程は、図８及び図９
に示した従来例の固体撮像装置の製造方法と同様である
ので割愛する。また、光電変換部の断面図は、開口部付
近のみを示している。
【００１７】Ｎ型半導体基板２０１表面を熱酸化してゲ
ート酸化膜２０７を形成する。その後、ゲート酸化膜２
０７上に減圧ＣＶＤ法を用いてポリシリコンからなる電
荷転送電極材料膜２０８を堆積させる。その後、フォト
レジストをパターニングして、垂直電荷転送部の電荷転
送電極に溝状の分離（電極間ギャップ）領域２１４を形
成する（図２（ａ）、（ｂ））。
ート酸化膜２０７を形成する。その後、ゲート酸化膜２
０７上に減圧ＣＶＤ法を用いてポリシリコンからなる電
荷転送電極材料膜２０８を堆積させる。その後、フォト
レジストをパターニングして、垂直電荷転送部の電荷転
送電極に溝状の分離（電極間ギャップ）領域２１４を形
成する（図２（ａ）、（ｂ））。
【００１８】次に、装置全面に熱によるリフロー性を有
する絶縁膜２１５、たとえば、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐ
ｈｏｓｐｈａｒａｓ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ−Ｇｌａｓｓ）
膜を被着する。このときのＢＰＳＧ膜の膜厚は、電極間
ギャップ寸法の２倍程度の厚さとするのがよい（図２
（ｃ））。次いで、８５０℃〜９５０℃程度の温度で窒
素雰囲気中で熱処理することにより、絶縁膜２１５をリ
フローさせ、垂直電荷転送部を平坦化する。（図２
（ｄ））。
する絶縁膜２１５、たとえば、ＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏ−Ｐ
ｈｏｓｐｈａｒａｓ−Ｓｉｌｉｃａｔｅ−Ｇｌａｓｓ）
膜を被着する。このときのＢＰＳＧ膜の膜厚は、電極間
ギャップ寸法の２倍程度の厚さとするのがよい（図２
（ｃ））。次いで、８５０℃〜９５０℃程度の温度で窒
素雰囲気中で熱処理することにより、絶縁膜２１５をリ
フローさせ、垂直電荷転送部を平坦化する。（図２
（ｄ））。
【００１９】次に、絶縁膜２０５を電荷転送電極材料膜
２０８の表面が露出するまで、エッチングすることで、
電極間ギャップ部２１４のみに絶縁膜２１５を埋め込
む。図には示されていないが、このとき、垂直電荷転送
電極へ駆動電圧を印加するための引き出し配線部、ある
いは、水平電荷転送部等の電極間の分離領域にも絶縁膜
が埋め込まれる（図２（ｅ））。
２０８の表面が露出するまで、エッチングすることで、
電極間ギャップ部２１４のみに絶縁膜２１５を埋め込
む。図には示されていないが、このとき、垂直電荷転送
電極へ駆動電圧を印加するための引き出し配線部、ある
いは、水平電荷転送部等の電極間の分離領域にも絶縁膜
が埋め込まれる（図２（ｅ））。
【００２０】その後、光電変換部の導電性電極材料膜上
にフォトレジスト２０９をパターンニングする。そし
て、フォトレジスト２０９をマスクにドライエッチング
を用いて、読み出し電極を兼ねた電荷転送電極中の光電
変換部上の領域２１３Ａに開口部２１３を形成する（図
３（ａ））。次に、フォトレジスト２０９と電荷転送電
極２１０をマスクとして、リンのイオン注入を行い光電
変換部となるＮ型ウェル２１１を形成する（図３
（ｂ））。
にフォトレジスト２０９をパターンニングする。そし
て、フォトレジスト２０９をマスクにドライエッチング
を用いて、読み出し電極を兼ねた電荷転送電極中の光電
変換部上の領域２１３Ａに開口部２１３を形成する（図
３（ａ））。次に、フォトレジスト２０９と電荷転送電
極２１０をマスクとして、リンのイオン注入を行い光電
変換部となるＮ型ウェル２１１を形成する（図３
（ｂ））。
【００２１】その後、埋め込みフォトダイオード形成を
行うため、フォトレジスト２０９および電荷転送電極１
１０をマスクにしてボロンをイオン注入し、Ｐ＋型領域
２１２を形成する（図３（ｃ））。次に、層間絶縁膜２
１６を形成する（図３（ｄ））。さらに、光電変換部以
外の領域に金属遮光膜２１７を形成する（図３
（ｅ））。
行うため、フォトレジスト２０９および電荷転送電極１
１０をマスクにしてボロンをイオン注入し、Ｐ＋型領域
２１２を形成する（図３（ｃ））。次に、層間絶縁膜２
１６を形成する（図３（ｄ））。さらに、光電変換部以
外の領域に金属遮光膜２１７を形成する（図３
（ｅ））。
【００２２】これにより、図１に示される本発明の固体
撮像装置が得られる。本発明の第１の具体例において
は、電荷転送電極のうち光電変換部で発生した信号電荷
を電荷転送部に読み出すための読み出し電極を兼ねる電
荷転送電極の形成時のエッチング領域を、行方向に分割
する第１の領域と光電変換部上の第２の領域の２つに分
け、第１の領域のエッチングの直後に、エッチングによ
り電荷転送電極材料膜を取り除いた第１の領域を絶縁膜
で埋め込むことにより、電極間ギャップを平坦化し、そ
の上に形成する金属遮光膜あるいは、金属配線の段差被
覆性を向上させ、良好な電荷転送パルスが印加できる配
線構造を実現することができる。このとき、光電変換部
は平坦化されないので、光電変換部においては、電荷転
送電極側壁部を金属遮光膜により完全に被覆することが
でき、光の漏れ込み等を防止し、良好なスミア特性を得
ることができる。
撮像装置が得られる。本発明の第１の具体例において
は、電荷転送電極のうち光電変換部で発生した信号電荷
を電荷転送部に読み出すための読み出し電極を兼ねる電
荷転送電極の形成時のエッチング領域を、行方向に分割
する第１の領域と光電変換部上の第２の領域の２つに分
け、第１の領域のエッチングの直後に、エッチングによ
り電荷転送電極材料膜を取り除いた第１の領域を絶縁膜
で埋め込むことにより、電極間ギャップを平坦化し、そ
の上に形成する金属遮光膜あるいは、金属配線の段差被
覆性を向上させ、良好な電荷転送パルスが印加できる配
線構造を実現することができる。このとき、光電変換部
は平坦化されないので、光電変換部においては、電荷転
送電極側壁部を金属遮光膜により完全に被覆することが
でき、光の漏れ込み等を防止し、良好なスミア特性を得
ることができる。
【００２３】さらに、第２の領域のエッチング後に光電
変換部となるＮ型ウェルを形成するためのリンイオン注
入を行うことにより、光電変換部と電荷読み出し電極の
位置ずれを無くし、光電変換部から垂直電荷転送部への
信号電荷読み出し特性を安定させた固体撮像蔵置が可能
になる。また、電荷転送電極が、単層の導電性材料膜を
エッチング加工することによって形成されるため、電極
間の重なり部分がないことから、層間容量が小さく、電
極間の絶縁の問題がないという利点があることは言うま
でもない。
変換部となるＮ型ウェルを形成するためのリンイオン注
入を行うことにより、光電変換部と電荷読み出し電極の
位置ずれを無くし、光電変換部から垂直電荷転送部への
信号電荷読み出し特性を安定させた固体撮像蔵置が可能
になる。また、電荷転送電極が、単層の導電性材料膜を
エッチング加工することによって形成されるため、電極
間の重なり部分がないことから、層間容量が小さく、電
極間の絶縁の問題がないという利点があることは言うま
でもない。
【００２４】（第２の具体例）次に、本発明の第２の具
体例の固体撮像装置を図面を参照して説明する。図４
は、第２の具体例の断面図を示したものである。なお、
第２の具体例の固体撮像装置においても、平面パターン
は図１０に示した従来例の装置と同一であるので図示し
ない。図４（ａ）は光電変換部の断面を（図１０のＡ−
Ａ'断面図に相当）、図４（ｂ）は垂直電荷転送部の転
送方向に沿った断面を（図１０のＢ−Ｂ'断面図に相
当）を示したものである。
体例の固体撮像装置を図面を参照して説明する。図４
は、第２の具体例の断面図を示したものである。なお、
第２の具体例の固体撮像装置においても、平面パターン
は図１０に示した従来例の装置と同一であるので図示し
ない。図４（ａ）は光電変換部の断面を（図１０のＡ−
Ａ'断面図に相当）、図４（ｂ）は垂直電荷転送部の転
送方向に沿った断面を（図１０のＢ−Ｂ'断面図に相
当）を示したものである。
【００２５】この具体例においては、電荷転送電極は単
層のポリシリコンによって構成され、電荷転送電極を行
方向に分割する溝状の分離領域には絶縁膜３１５が埋め
込まれ、平坦化されたうえで層間絶縁膜３１６および金
属遮光膜３１７が形成されている。本具体例において
は、電荷転送電極の表面部分をシリサイド化することに
より、電極抵抗の低減を図った点が第１の具体例とは異
なる。
層のポリシリコンによって構成され、電荷転送電極を行
方向に分割する溝状の分離領域には絶縁膜３１５が埋め
込まれ、平坦化されたうえで層間絶縁膜３１６および金
属遮光膜３１７が形成されている。本具体例において
は、電荷転送電極の表面部分をシリサイド化することに
より、電極抵抗の低減を図った点が第１の具体例とは異
なる。
【００２６】第２の具体例においても、電荷転送電極３
１０の形成時のエッチングは、これを行方向に分割する
溝状の分離用の第１の領域と光電変換部上の第２の領域
との２つに分け、更に、光電変換部上の第２の領域のエ
ッチング後に光電変換部となるＮ型ウェルを形成するた
めのリンのイオン注入を行うことにより、電荷読み出し
電極と光電変換部が自己整合で形成されている。
１０の形成時のエッチングは、これを行方向に分割する
溝状の分離用の第１の領域と光電変換部上の第２の領域
との２つに分け、更に、光電変換部上の第２の領域のエ
ッチング後に光電変換部となるＮ型ウェルを形成するた
めのリンのイオン注入を行うことにより、電荷読み出し
電極と光電変換部が自己整合で形成されている。
【００２７】次に、図４に示す本発明の固体撮像装置の
製造方法を、光電変換部と垂直電荷転送部の転送方向に
沿った断面に分けて説明する。図５乃至図７は、光電変
換部と垂直電荷転送部を転送方向に切った工程順断面図
を示したものである。ここで、ゲート酸化膜４０７上に
電荷転送電極材料膜４０８を形成するまでの工程は、図
８に示した従来例の固体撮像装置の製造方法と同様であ
るので割愛する。また、光電変換部の断面図は開口部の
みを示している。
製造方法を、光電変換部と垂直電荷転送部の転送方向に
沿った断面に分けて説明する。図５乃至図７は、光電変
換部と垂直電荷転送部を転送方向に切った工程順断面図
を示したものである。ここで、ゲート酸化膜４０７上に
電荷転送電極材料膜４０８を形成するまでの工程は、図
８に示した従来例の固体撮像装置の製造方法と同様であ
るので割愛する。また、光電変換部の断面図は開口部の
みを示している。
【００２８】Ｎ型半導体基板４０１表面を熱酸化してゲ
ート酸化膜４０７を形成する。その後、ゲート酸化膜４
０７上に減圧ＣＶＤ法を用いてポリシリコンからなる電
荷転送電極材料膜４０８を堆積させる。その後、垂直電
荷転送部の電荷転送電極に溝状の分離（電極間ギャッ
プ）領域４１４を形成する（図５（ａ））。次に、装置
全面に熱によるリフロー性を有する絶縁膜４１５、たと
えば、ＢＰＳＧ膜を被着する。このときのＢＰＳＧ膜の
膜厚は、電極間ギャップ寸法の２倍程度の厚さとするの
がよい（図５（ｂ））。
ート酸化膜４０７を形成する。その後、ゲート酸化膜４
０７上に減圧ＣＶＤ法を用いてポリシリコンからなる電
荷転送電極材料膜４０８を堆積させる。その後、垂直電
荷転送部の電荷転送電極に溝状の分離（電極間ギャッ
プ）領域４１４を形成する（図５（ａ））。次に、装置
全面に熱によるリフロー性を有する絶縁膜４１５、たと
えば、ＢＰＳＧ膜を被着する。このときのＢＰＳＧ膜の
膜厚は、電極間ギャップ寸法の２倍程度の厚さとするの
がよい（図５（ｂ））。
【００２９】次いで、８５０℃〜９５０℃程度の温度で
窒素雰囲気中で熱処理することにより、絶縁膜４１５を
リフローさせ、垂直電荷転送部を平坦化する。（図５
（ｃ））。次に、絶縁膜４１５を電荷転送電極材料膜４
０８の表面が露出するまで、エッチングすることで、電
極間ギャップ部４１４のみに絶縁膜４１５を埋め込む。
窒素雰囲気中で熱処理することにより、絶縁膜４１５を
リフローさせ、垂直電荷転送部を平坦化する。（図５
（ｃ））。次に、絶縁膜４１５を電荷転送電極材料膜４
０８の表面が露出するまで、エッチングすることで、電
極間ギャップ部４１４のみに絶縁膜４１５を埋め込む。
【００３０】図には示されていないが、このとき、垂直
電荷転送電極へ駆動電圧を印加するための引き出し配線
部、あるいは、水平電荷転送部等の電極間の分離領域に
はすべて絶縁膜４１５が埋め込まれる（図５（ｄ））。
次に、装置全面に金属膜あるいは、そのシリサイド膜、
たとえば、チタン膜４１８を被着する（図６（ａ））。
電荷転送電極へ駆動電圧を印加するための引き出し配線
部、あるいは、水平電荷転送部等の電極間の分離領域に
はすべて絶縁膜４１５が埋め込まれる（図５（ｄ））。
次に、装置全面に金属膜あるいは、そのシリサイド膜、
たとえば、チタン膜４１８を被着する（図６（ａ））。
【００３１】次いで、７００℃程度の温度で窒素雰囲気
中で熱処理を施すことにより、チタンと電荷転送電極材
料膜のポリシリコンを反応させ、ポリシリコン表面をチ
タンシリサイド４１９化する。このとき、ポリシリコン
が露出していない部分、たとえば、電極間ギャップ部の
絶縁膜の上は、シリサイド化されない（図６（ｂ））。
中で熱処理を施すことにより、チタンと電荷転送電極材
料膜のポリシリコンを反応させ、ポリシリコン表面をチ
タンシリサイド４１９化する。このとき、ポリシリコン
が露出していない部分、たとえば、電極間ギャップ部の
絶縁膜の上は、シリサイド化されない（図６（ｂ））。
【００３２】次に、未反応のチタンをエッチング除去す
る（図５（ｃ））。その後、光電変換部の導電性電極材
料膜上にフォトレジスト４０９をパターンニングする。
そして、フォトレジスト４０９をマスクにドライエッチ
ングを用いて、光電変換部上の領域に開口部を形成する
（図６（ｄ））。次に、フォトレジスト４０９と電荷転
送電極４１０をマスクとして、リンのイオン注入を行い
光電変換部となるＮ型ウェル４１１を形成する（図７
（ａ））。
る（図５（ｃ））。その後、光電変換部の導電性電極材
料膜上にフォトレジスト４０９をパターンニングする。
そして、フォトレジスト４０９をマスクにドライエッチ
ングを用いて、光電変換部上の領域に開口部を形成する
（図６（ｄ））。次に、フォトレジスト４０９と電荷転
送電極４１０をマスクとして、リンのイオン注入を行い
光電変換部となるＮ型ウェル４１１を形成する（図７
（ａ））。
【００３３】その後、埋め込みフォトダイオード形成を
行うため、フォトレジスト４０９および電荷転送電極４
１０をマスクにしてボロンをイオン注入し、Ｐ＋型領域
４１２を形成する（図７（ｂ））。次に、層間絶縁膜４
１６を形成し（図７（ｃ））、光電変換部以外の領域に
金属遮光膜４１７を形成する（図７（ｄ））。
行うため、フォトレジスト４０９および電荷転送電極４
１０をマスクにしてボロンをイオン注入し、Ｐ＋型領域
４１２を形成する（図７（ｂ））。次に、層間絶縁膜４
１６を形成し（図７（ｃ））、光電変換部以外の領域に
金属遮光膜４１７を形成する（図７（ｄ））。
【００３４】このようにして、図４に示される本発明の
第２の具体例の固体撮像装置が得られる。本発明の第２
の具体例においては、第１の具体例に述べた利点に加え
て、電荷転送電極抵抗を低減できるため、電荷転送パル
スの鈍りのない良好な電荷転送特性を得ることができ
る。また、電荷転送電極表面に形成したシリサイド部分
は光の透過性が小さいことから、遮光膜を突き抜けた
光、あるいは、開口部から斜めに入射した光に対して、
遮光性を有するためスミア特性を確保するのにより高い
信頼性能を有する固体撮像装置を提供することができ
る。
第２の具体例の固体撮像装置が得られる。本発明の第２
の具体例においては、第１の具体例に述べた利点に加え
て、電荷転送電極抵抗を低減できるため、電荷転送パル
スの鈍りのない良好な電荷転送特性を得ることができ
る。また、電荷転送電極表面に形成したシリサイド部分
は光の透過性が小さいことから、遮光膜を突き抜けた
光、あるいは、開口部から斜めに入射した光に対して、
遮光性を有するためスミア特性を確保するのにより高い
信頼性能を有する固体撮像装置を提供することができ
る。
【００３５】なお、本発明では、第２導電型不純物のイ
オン注入の入射角を制御することにより、第２導電型不
純物領域を読み出し部の転送電極下部に食い込むように
形成し、転送電極端に対して所望の距離をおいて自己整
合的に形成する工程を有するように構成することが望ま
しい。更に、第１導電型不純物のイオン注入の入射角を
制御することにより、第１導電型半導体層を読み出し部
の転送電極端に対して所望の距離をおいて自己整合的に
形成する工程を有するように構成することが望ましい。
オン注入の入射角を制御することにより、第２導電型不
純物領域を読み出し部の転送電極下部に食い込むように
形成し、転送電極端に対して所望の距離をおいて自己整
合的に形成する工程を有するように構成することが望ま
しい。更に、第１導電型不純物のイオン注入の入射角を
制御することにより、第１導電型半導体層を読み出し部
の転送電極端に対して所望の距離をおいて自己整合的に
形成する工程を有するように構成することが望ましい。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、単層電
極構造の固体撮像装置において、そのエッチング領域
を、行方向に分割する第１の領域と光電変換部上の第２
の領域との２つに分け、第１の領域のエッチング領域を
絶縁膜で埋め込むことにより、垂直電荷転送部上或いは
電荷転送電極に駆動電圧を印加するための金属配線を形
成する領域の下部を平坦化することで、スミア特性の劣
化なしに良好な金属配線層を形成することができるとい
う優れた効果を有する。
極構造の固体撮像装置において、そのエッチング領域
を、行方向に分割する第１の領域と光電変換部上の第２
の領域との２つに分け、第１の領域のエッチング領域を
絶縁膜で埋め込むことにより、垂直電荷転送部上或いは
電荷転送電極に駆動電圧を印加するための金属配線を形
成する領域の下部を平坦化することで、スミア特性の劣
化なしに良好な金属配線層を形成することができるとい
う優れた効果を有する。
【図１】本発明の第１の具体例の固体撮像装置の断面図
である。
である。
【図２】本発明の第１の具体例の固体撮像装置の製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図３】図２の続きの製造工程を示す断面図である。
【図４】本発明の第２の具体例の固体撮像装置の断面図
である。
である。
【図５】本発明の第２の具体例の固体撮像装置の製造工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図６】図５の続きの製造工程を示す断面図である。
【図７】図６の続きの製造工程を示す断面図である。
【図８】従来の固体撮像装置の製造工程を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】図８の続きの製造工程を示す断面図である。
【図１０】従来の固体撮像装置の平面図である。
【図１１】従来の固体撮像装置の電荷転送部の断面図で
ある。
ある。
【図１２】従来の固体撮像装置の問題点を示す断面図で
ある。
ある。
【図１３】従来の固体撮像装置の問題点を示す断面図で
ある。
ある。
１００…光電変換部 １０１…Ｎ型半導体基板 １０２…第１のＰ型ウェル １０３…第２のＰ型ウェル １０４…垂直電荷転送部 １０５…電荷読み出し領域 １０６…チャンネルストップ領域 １０７…ゲート酸化膜 １１０…電荷転送電極 １１１…Ｎ型ウェル １１２…Ｐ＋型領域 １１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） １１５…絶縁膜 １１６…層間絶縁膜 １１７…金属遮光膜 ２０１…Ｎ型半導体基板 ２０４…垂直電荷転送部 ２０７…ゲート酸化膜 ２０８…電荷転送電極材料膜 ２０９…フォトレジスト ２１１…Ｎ型ウェル ２１２…Ｐ＋型領域 ２１３…開口部 ２１３Ａ…第２の領域 ２１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ）（第１の領域） ２１５…絶縁膜 ２１６…層間絶縁膜 ２１７…金属遮光膜 ３１５…絶縁膜 ３１６…層間絶縁膜 ３１７…金属遮光膜 ３１９…高融点金属シリサイド膜 ４０１…Ｎ型半導体基板 ４０４…垂直電荷転送部 ４０７…ゲート酸化膜 ４０８…電荷転送電極材料膜 ４０９…フォトレジスト ４１１…Ｎ型ウェル ４１２…Ｐ＋型領域 ４１３…開口部 ４１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） ４１５…絶縁膜 ４１６…層間絶縁膜 ４１７…金属遮光膜 ４１８…高融点金属膜 ４１９…高融点金属シリサイド膜 ５０１…Ｎ型半導体基板 ５０２…第１のＰ型ウェル ５０３…第２のＰ型ウェル ５０４…垂直電荷転送部 ５０５…電荷読み出し領域 ５０６…チャンネルストップ領域 ５０７…ゲート酸化膜 ５０８…電荷転送電極材料膜 ５０９…フォトレジスト ５１０…電荷転送電極 ５１１…Ｎ型ウェル ５１２…Ｐ＋型領域 ５１６…層間絶縁膜 ５１７…金属遮光膜 ６０４…垂直電荷転送部 ６１３…開口部 ６１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） ７１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） ７１６…層間絶縁膜 ７１７…金属遮光膜 ８１６…層間絶縁膜 ８１７…金属遮光膜 ８２０…遮光膜の段切れ部 ９１６…層間絶縁膜 ９１７…金属遮光膜 ９２１…斜め入射光
（電極間ギャップ） １１５…絶縁膜 １１６…層間絶縁膜 １１７…金属遮光膜 ２０１…Ｎ型半導体基板 ２０４…垂直電荷転送部 ２０７…ゲート酸化膜 ２０８…電荷転送電極材料膜 ２０９…フォトレジスト ２１１…Ｎ型ウェル ２１２…Ｐ＋型領域 ２１３…開口部 ２１３Ａ…第２の領域 ２１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ）（第１の領域） ２１５…絶縁膜 ２１６…層間絶縁膜 ２１７…金属遮光膜 ３１５…絶縁膜 ３１６…層間絶縁膜 ３１７…金属遮光膜 ３１９…高融点金属シリサイド膜 ４０１…Ｎ型半導体基板 ４０４…垂直電荷転送部 ４０７…ゲート酸化膜 ４０８…電荷転送電極材料膜 ４０９…フォトレジスト ４１１…Ｎ型ウェル ４１２…Ｐ＋型領域 ４１３…開口部 ４１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） ４１５…絶縁膜 ４１６…層間絶縁膜 ４１７…金属遮光膜 ４１８…高融点金属膜 ４１９…高融点金属シリサイド膜 ５０１…Ｎ型半導体基板 ５０２…第１のＰ型ウェル ５０３…第２のＰ型ウェル ５０４…垂直電荷転送部 ５０５…電荷読み出し領域 ５０６…チャンネルストップ領域 ５０７…ゲート酸化膜 ５０８…電荷転送電極材料膜 ５０９…フォトレジスト ５１０…電荷転送電極 ５１１…Ｎ型ウェル ５１２…Ｐ＋型領域 ５１６…層間絶縁膜 ５１７…金属遮光膜 ６０４…垂直電荷転送部 ６１３…開口部 ６１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） ７１４…電荷転送電極材料膜を行方向に分割する領域
（電極間ギャップ） ７１６…層間絶縁膜 ７１７…金属遮光膜 ８１６…層間絶縁膜 ８１７…金属遮光膜 ８２０…遮光膜の段切れ部 ９１６…層間絶縁膜 ９１７…金属遮光膜 ９２１…斜め入射光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA03 AA05 AB01 BA13 CA04 DA03 DA18 DA20 EA03 EA07 EA14 FA06 FA26 FA35 GB07 GB11 5C024 AA01 CA04 CA31 FA01 FA12 GA01 JA04
Claims (11)
- 【請求項１】 第１導電型半導体層の表面領域内に形成
された光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領
域内に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変
換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第
２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表
面領域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷
を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電
荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁
膜を介して形成された単層の電荷転送電極を備えた固体
撮像装置において、 前記電荷転送電極を分離する領域内に高さが電荷転送電
極と同等或いはそれ以下の高さになるよう絶縁膜を埋め
込んだことを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記電荷転送電極の表面部分には、シリ
サイド膜が形成されていることを特徴とする請求項1記
載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 第１導電型半導体層の表面領域内に形成
された光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領
域内に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変
換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第
２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表
面領域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷
を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電
荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁
膜を介して形成された単層の電荷転送電極と、互いに隣
り合う前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶縁
膜上に設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製造
方法において、 前記ゲート絶縁膜上に成膜された導電性電極材料膜を行
方向に分割し、前記電荷転送電極を形成するため、前記
導電性電極材料膜上の第１の領域をエッチングする工程
と、 全面に絶縁物を成膜し、前記エッチングした領域を絶縁
物で埋め込む工程と、 少なくとも前記導電性電極材料膜が露出するまで前記絶
縁物を除去する工程と、 前記導電性電極材料膜上の第２の領域をエッチング除去
し、前記光電変換部の開口部分を形成する工程と、 を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】 第１導電型半導体層の表面領域内に形成
された光電変換部と、前記第１導電型半導体層の表面領
域内に前記光電変換部に隣接して形成され、前記光電変
換部で発生した信号電荷を受け、この電荷を転送する第
２導電型の電荷転送部と、前記第１導電型半導体層の表
面領域に形成され、前記光電変換部で発生した信号電荷
を前記電荷転送部に読み出す電荷読み出し部と、前記電
荷読み出し部および前記電荷転送部の上に、ゲート絶縁
膜を介して形成された単層の電荷転送電極と、互いに隣
り合う前記電荷転送電極を分離する絶縁膜と、この絶縁
膜上に設けられた遮光膜とからなる固体撮像装置の製造
方法において、 第１導電型半導体層の表面上にゲート絶縁膜を介して導
電性電極材料膜を形成する工程と、 前記導電性電極材料膜上に第１のマスク材を形成する工
程と、 前記第１のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料
膜をエッチング除去し、前記導電性電極材料膜上の第１
の領域を行方向に分割する工程と、 装置全面に熱によるリフロー性を有する絶縁膜を形成す
る工程と、 前記絶縁膜を熱リフローする工程と、 前記絶縁膜をエッチバック法によりエッチングし、少な
くとも前記導電性電極材料膜の表面を露出させる工程
と、 全面に第２のマスク材を形成する工程と、 前記第２のマスク材をマスクとして前記導電性電極材料
膜上の第２の領域をエッチング除去し、光電変換部の開
口部分を形成する工程と、 を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記光電変換部が、前記第２の領域に対
して自己整合的に形成されることを特徴とする請求項３
又は４記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記導電性電極材料膜の表面部分をシリ
サイド化する工程を含むことを特徴とする請求項３乃至
５の何れかに記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項７】 絶縁膜をエッチバック法によりエッチン
グし、少なくとも前記導電性電極材料膜の表面を露出さ
せた後、全面に高融点金属膜膜を成膜する工程と、 熱処理を行い前記導電性電極材料膜の表面をシリサイド
化する工程と、 シリサイド化していない前記融点金属膜を除去する工程
と、 を更に有することを特徴とする請求項３乃至５の何れか
に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項８】 第２のマスク材をマスクとして導電性電
極材料膜をエッチング除去した後、前記第２のマスク材
および前記導電性電極材料膜、もしくは前記導電性電極
材料膜をマスクとして第１導電型不純物および第２導電
型不純物をイオン注入し、光電変換部を形成する工程
と、をさらに有することを特徴とする請求項３乃至７の
何れかに記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項９】 第２のマスク材をマスクとして導電性電
極材料膜をエッチング除去した後、前記第２のマスク材
および前記導電性電極材料膜、もしくは前記導電性電極
材料膜をマスクとして第２導電型不純物をイオン注入す
る工程と、前記電荷転送部に読み出す電荷転送電極をマ
スクとして前記第２導電型不純物領域の表面部分に自己
整合的に第１導電型不純物をイオン注入する工程と、を
さらに有することを特徴とする請求項３乃至７の何れか
に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項１０】 第２導電型不純物のイオン注入の入射
角を制御することにより、第２導電型不純物領域を読み
出し部の転送電極下部に食い込むように形成し、転送電
極端に対して所望の距離をおいて自己整合的に形成する
工程をさらに有することを特徴とする請求項３乃至９の
何れかに記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項１１】 第１導電型不純物のイオン注入の入射
角を制御することにより、第１導電型半導体層を読み出
し部の転送電極端に対して所望の距離をおいて自己整合
的に形成する工程をさらに有することを特徴とする請求
項３乃至９の何れかに記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10366904A JP2000196060A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| TW088122506A TW429626B (en) | 1998-12-24 | 1999-12-21 | Solid-state image taking apparatus and its fabricating method |
| US09/470,217 US6580105B1 (en) | 1998-12-24 | 1999-12-22 | Solid-state imaging device |
| KR1019990061527A KR20000048379A (ko) | 1998-12-24 | 1999-12-24 | 고체 촬상 장치 및 그 제조 방법 |
| US10/373,791 US20030173582A1 (en) | 1998-12-24 | 2003-02-27 | Solid-state imaging device and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10366904A JP2000196060A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000196060A true JP2000196060A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18487984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10366904A Pending JP2000196060A (ja) | 1998-12-24 | 1998-12-24 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6580105B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000196060A (ja) |
| KR (1) | KR20000048379A (ja) |
| TW (1) | TW429626B (ja) |
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| KR101274794B1 (ko) | 2008-10-24 | 2013-06-13 | 유니산티스 일렉트로닉스 싱가포르 프라이빗 리미티드 | 고체촬상소자, 고체촬상장치 및 그 제조방법 |
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| JP4154165B2 (ja) * | 2002-04-05 | 2008-09-24 | キヤノン株式会社 | 光電変換素子及びそれを用いた固体撮像装置、カメラ及び画像読み取り装置 |
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