CN1645620A - 半导体装置及其制造方法 - Google Patents

半导体装置及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1645620A
CN1645620A CNA2005100042378A CN200510004237A CN1645620A CN 1645620 A CN1645620 A CN 1645620A CN A2005100042378 A CNA2005100042378 A CN A2005100042378A CN 200510004237 A CN200510004237 A CN 200510004237A CN 1645620 A CN1645620 A CN 1645620A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
mentioned
electrodes
semiconductor device
establish
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100042378A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100461441C (zh
Inventor
三轮哲也
今井勉
甲斐诚二
海田孝行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of CN1645620A publication Critical patent/CN1645620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100461441C publication Critical patent/CN100461441C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

本发明提供一种在缩小半导体装置的情况下,能进行介由接触孔连接的配线的更稳定的电连接的半导体装置及其制造方法。以以下的形态形成第2电极(14):介由形成于第1电极(12)表面上的绝缘膜(13),其一部分在第1电极(12)间,其他部分重叠在第1电极(12)上方的方式并设,其上面介由接触孔(15a)和上层配线连接。而且,在将形成于第1电极(12)与第2电极(14)之间的绝缘膜(13)的膜厚设为t1,将形成于第1电极(12)的第2电极(14)的膜厚设为t2,将这些第1电极的并设间隔设为S时,设定为「S<(2t1+2t2)」的关系。

Description

半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及半导体装置及其制造方法,具体地涉及CCD(电荷耦合元件)图像传感器等的固体摄像元件的转送部中适宜采用的半导体装置及其制造方法。
背景技术
以往,作为这种半导体装置,例如有图6和图7所示的CCD(电荷耦合元件)图像传感器。
下面,参照图6和图7说明CCD图像传感器的概略结构。
图6是表示该CCD图像传感器的概略结构的框图。另外,图6中的箭头A1~A3表示信号电荷的转送方向。
如图6所示,该传感器主要构成为具有:利用光电变换,使对应于被拍摄体的光学像的信号电荷产生的摄像部101;将从该摄像部101转送来的信号电荷暂时存储的存储部102;将从该存储部102转送来的信号电荷向输出部(输出放大器)104转送的水平转送部103。
另外,每一个上述摄像部101和存储部102都备有未图示的例如三相驱动的垂直转送用CCD。另外,图6中用P1~P3、C1~C3来表示的端子以分别连接在那些垂直转送用CCD的每一个转送电极上的形态配设着。并且,通过向这些端子P1~P3和端子C1~C3供给三相的驱动脉冲(电位脉冲),从而进行该摄像部101和存储部102中的信号电荷的转送。
另一方面,上述水平转送部103备有未图示的例如二相驱动的水平转送用CCD。另外,图6中用H1、H2来表示的端子以分别连接在那些水平转送用CCD的每一个转送电极上的形态配设着。并且,通过向这些端子H1和端子H2供给二相驱动脉冲(电位脉冲),从而进行该水平转送部103中的信号电荷的转送。
另外,这样转送到输出部104的被拍摄体光学像相对应的信号电荷,在该输出部104中变换为与其电荷数成正比的电压。并且,例如向未图示的外部信号处理系统输出,在那里实施适宜的信号处理。
图7是示意性地表示水平转送部103的概略结构的图。另外,图7(a)是示意性表示该水平转送部103的一部分的平面结构的平面图,图7(b)是沿图7(a)的B-B线的剖面图。此外,图7(a)中的箭头A3和上述的图6同样,表示信号电荷的转送方向。
如图7(a)所示,该水平转送部103基本上是由成为该CCD图像传感器的转送电极的第一电极22和第二电极24交替并设而构成的。并且,在这些电极上堆积有层间绝缘膜,在其层间绝缘膜上,以分别与上述并设的第二电极24对接的形态形成有接触孔25a。并且,上述第二电极24在介由这些接触孔25a与上层配线连接的同时,通过该上层配线,电连接在上述端子H1或端子H2(参照图6)上。
另外,如图7(b)所示,该水平转送部103形成为例如在硅构成的半导体基板20上具有:例如氧化硅构成的绝缘层21、例如N型多晶硅构成的第一电极22、例如氧化硅构成的绝缘膜23和例如N型多晶硅构成的第二电极24。另外在此,上述第一电极22在隔着半导体基板20上的绝缘层21的同一层上隔规定间隔并设;上述绝缘膜23以覆盖该第一电极22表面的方式形成。另一方面,上述第二电极24具有凹状的剖面,以与上述第一电极22对应的形态并设,其每一个通过上述绝缘膜23,与上述第一电极22电绝缘。并且,这些每一个第二电极24,以其一部分在上述并设着的第一电极22之间,其他一部分重叠在这些第一电极22上方的形态而具有。
另外,如上所述,在上述每一个电极上,堆积有例如由氧化硅构成的层间绝缘膜25,在该层间绝缘膜上,以和上述并设着的第二电极24分别对接的形态形成有接触孔25a。而且,如图7(b)所示,这些每一个接触孔25a以和上述第二电极24的近似平坦的底面(凹部)对接的形态而形成。
再有,在该CCD图像传感器中,在上述接触孔25a的内部埋设例如钨等配线材料而形成接触插头。并且,通过该形成的接触插头,确保上述第二电极24与上层配线之间的电连接(接触)。
另外,以往,作为这种半导体装置,公知例如专利文献1所记载的半导体装置。
[专利文献1]
特开2001-308313号公报
这样,根据图7所示的结构,通过在接触孔25a内部埋设配线材料来形成接触插头,从而确保与第二电极24的电连接(接触)可靠地成为可能。可是,近几年,以提高画面质量等为目的,CCD图像传感器的像素缩小化的要求越来越强烈。并且,如果这种缩小化进一步推进,则在确保上述第二电极24的接触的基础上会产生各种问题的忧虑。
下面,结合参照图8说明这些问题。而且,图8是示意性表示上述的图7(b)所示的水平转送部被缩小化时的剖面结构的剖面图。另外,在该图8中,对于和上述的图7(b)所示要素相同的同一要素附以同一符号,并省略针对这些要素的重复说明。
如图8所示,随着像素结构的缩小化,因为上述第二电极24的底面(凹部)的宽度变窄,故以和第二电极24底面接触的形态来形成上述接触孔25a变得困难。另外,例如在光刻工艺等中不能得到充分的加工精度的情况下,如图8所示,也可以考虑:以和上述第二电极24的壁面(倾斜部)对接的形式来形成接触孔25a。可是,如果蚀刻应该形成这种接触孔25a的上述层间绝缘膜25,则如图8虚线所示,有过腐蚀中第二电极24被蚀刻的忧虑。
另外,如图7(b)和图8所示,在上述层间绝缘膜25的表面上以对应于基底的形式形成阶差S。在上述第二电极24的上方也形成该阶差S。并且,在光刻工艺中,即使在涂敷于上述层间绝缘膜25之上的抗蚀剂材料中也残留该阶差S。因此,形成上述接触孔25a之际,由于抗蚀剂膜厚的不均匀或从基底(抗蚀剂与层间绝缘膜的界面)的光的反射而引起的曝光量变动,也会产生如图7(b)所示的接触尺寸的变动或开口不良等的忧虑。
发明内容
本发明是借鉴这样的实情而进行的,其目的在于提供一种在半导体装置被缩小化的情况下,使介由接触孔连接的配线的更稳定的电连接成为可能的半导体装置及其制造方法。
为了达到这样的目的,在技术方案1所述的发明中,一种半导体装置,其中包括:介由半导体基板上的绝缘层,隔规定间隔并设的多个第一电极;介由形成于该第一电极表面上的绝缘膜,以一部分在这些第一电极之间、其他部分在这些第一电极上方重叠的形态并设,其上表面介由接触孔连接在配线上的第二电极;使其结构为:在设形成于所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘膜的膜厚为t1、形成在所述第一电极上方的所述第二电极的膜厚为t2时,将所述多个第一电极的并设间隔设为S时,设定为「S<(2t1+2t2)」的关系。
根据上述结构,上述第二电极以具有T字型剖面的形态来形成。即,成为以和该第二电极的形成为平面状的部分对接的形态形成接触孔;上述第二电极的接触面(第二电极的上表面)作为近似平坦的面而形成。因此,在上述第二电极的接触面的上方,充分确保堆积在上述第一电极和第二电极上的绝缘膜(层间绝缘膜)的平坦性,可以适宜地抑制所述绝缘膜表面的阶差所引起的接触尺寸的变动或开口不良等。另外,通过做成上述结构,从而可以提高其设计自由度,即使在半导体装置被缩小的情况下,也可以容易地确保上述第二电极24的接触面的面积。即,即使针对所述第二电极24的过腐蚀也可以适宜地抑制这些。这样,根据作为半导体装置的上述结构,介由接触孔连接的配线的更稳定的电连接成为可能。
另外,在技术方案2所述的发明中,在技术方案1所述的半导体装置中,使结构为:该半导体装置是固体摄像元件,所述第一电极和所述第二电极是所述固体摄像元件的转送电极。
例如,在CCD(电荷耦合元件)图像传感器等固体摄像元件中,转送被拍摄体的光学像相应的信号电荷的转送电极,如果其缩小化在进步,则与配线的稳定的电连接(接触)的确保变得困难,如上所述。因此,上述结构应用在固体摄像元件的转送部中,特别有效。
此外,在技术方案3所述的发明中,在技术方案1或2所述的半导体装置中,使结构为:所述接触孔在以所述第一电极的并设间隔选择性地被缩小的部位上方重叠的形态并设的所述第二电极的上表面上形成。
根据上述结构,不会伴随作为该半导体装置的功能减低,可以实现上述技术方案1或技术方案2所述的介由接触孔的连接结构。
另外,在技术方案4所述的发明中,在技术方案1~3中任一项所述的半导体装置中,使结构为:所述第一电极和所述第二电极由多晶硅构成。
众所周知,多晶硅是在半导体工艺中通常使用的电极材料,即使其基底为绝缘层,也可以获得良好膜质的电极。即,作为上述每一个电极的材料,如果使用多晶硅,则可以更容易且适宜地制造技术方案1~3中任一项所述的半导体装置。
此外,技术方案5所述的发明中,一种半导体装置的制造方法,其中包括:在半导体基板上的绝缘层上形成隔规定间隔并设的多个第一电极的工艺;在这些第一电极表面上形成绝缘膜后,形成介由成膜于所述第一电极的表面上的绝缘膜,以一部分在这些第一电极间、其他部分在这些第一电极上方重叠的形态并设,其上表面介由接触孔连接在配线上的第二电极的工艺;在设所述第一电极与所述第二电极之间所形成的绝缘膜的膜厚为t1、形成在所述第一电极上方的所述第二电极的膜厚为t2、所述多个第一电极的并设间隔为S时,将这些每一个要素设定为:「S<(2t1+2t2)」的关系。
根据上述制造方法,可以容易地实现技术方案1所述的半导体装置的结构。
另外,在技术方案6所述的发明中,在技术方案5所述的半导体装置的制造方法中,该半导体装置为固体摄像元件,所述第一电极和所述第二电极是所述固体摄像元件的转送电极。
如上所述,这种制造方法应用在固体摄像元件的转送部中特别有效。
再有,在技术方案7所述的发明中,在技术方案5或6所述的半导体装置的制造方法中,所述接触孔是在以重叠于所述第一电极的并设间隔选择性被缩小的部位上方的形态并设的所述第二电极的上表面上形成的。
这样,通过使第一电极的并设间隔选择性地缩小,从而可以更容易且适宜地形成上述第一和第二电极。
还有,在技术方案8所述的发明中,在技术方案5~7中任一项所述的半导体装置的制造方法中,作为所述第一和第二电极的材料,利用多晶硅。
众所周知,多晶硅是在半导体工艺中通常使用的电极材料,即使其基底为绝缘层,页可以获得良好膜质的电极。即,根据上述的制造方法,可以容易地形成上述的每一个电极。另外,即使对于形成在第一电极表面上的绝缘膜,对其利用例如热氧化处理等,可以更容易地形成氧化硅膜。
本发明涉及的半导体装置,其中包括:介由半导体基板上的绝缘层,隔规定间隔并设的多个第一电极;介由形成于该第一电极表面上的绝缘膜,以一部分在这些第一电极之间、其他部分在这些第一电极上方重叠的形态并设,其上表面介由接触孔连接在配线上的第二电极。而且,在设形成于所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘膜的膜厚为t1、形成在所述第一电极上方的所述第二电极的膜厚为t2时,将所述多个第一电极的并设间隔为S时,设定为「S<(2t1+2t2)」的关系。根据上述结构,介由接触孔连接的配线的更稳定的电连接成为可能。
附图说明
图1针对本发明涉及的半导体装置的一实施方式,(a)是示意性表示其平面结构的平面图,(b)是沿(a)的B-B线的剖面图,(c)是沿(a)的C-C线的剖面图。
图2(a)~(c)是针对本实施方式的半导体装置的制造方法,表示其制造工艺的剖面图。
图3(a)~(c)是针对本实施方式的半导体装置的制造方法,表示其制造工艺的剖面图。
图4(a)~(c)是针对本实施方式的半导体装置的制造方法,表示其制造工艺的剖面图。
图5是用于说明本实施方式的半导体装置的结构的剖面图。
图6是针对现有的半导体装置的一例,表示其概略结构的框图。
图7针对现有的半导体装置的一例,(a)是示意性表示其平面结构的平面图,(b)是沿(a)的B-B线的剖面图。
图8是针对现有的半导体装置的一例,示意性表示其剖面结构的剖面图。
图中:10—半导体基板,10a—N型半导体基板,10b—P阱,10c—P+阱,10d—N阱,11—绝缘层,12—第一电极,13—绝缘膜,14—第二电极,15—层间绝缘膜,15a—接触孔。
具体实施方式
下面,针对本发明的半导体装置及其制造方法,表示其一实施方式。
本实施方式的半导体装置也和上述的图6和图7所示的半导体装置同样,是用于被拍摄体的光学像作为电信号(图像信号)取出的CCD图像传感器。但是,在本实施方式半导体装置(CCD图像传感器)中,通过将水平转送部做成图1(a)~图1(c)所示的结构,从而抑制如前所述的过腐蚀或开口不良等。
首先,参照图1详细叙述本实施方式的CCD图像传感器的水平转送部的结构。另外,图1(a)是示意性表示该CCD图像传感器的水平转送部的一部分的平面结构的平面图,图1(b)是沿图1(a)的B-B线的剖面图,图1(c)是沿图1(a)的C-C线的剖面图。另外,图1(a)中的区域R1表示位于水平转送部、不能进行信号电荷转送的部位,区域R2表示能进行信号电荷转送的部位。另外,图1(a)中的箭头A3和上述图6同样,表示信号电荷的转送方向。
如图1(a)所示,该水平转送部基本上是第一电极12和第二电极14交替并设而构成。另外,在这些电极之上堆积层间绝缘膜,在其层间绝缘膜上,以和上述被并设第二电极14分别对接的形态,形成接触孔15a。并且,上述第二电极14介由这些接触孔15a而和上层配线电连接。
另外,在本实施方式中,作为位于水平转送部、不能进行信号电荷转送的部位,在图1(a)中新设有以区域R1来表示的部位。并且,在同部位形成上述接触孔15a的同时,选择性地缩小上述第一电极12的并设间隔的形状。即,上述接触孔15a形成在:以重叠在使上述第一电极12的并设间隔选择性地被缩小的部位上方的形态并设的上述第二电极14的上表面。而且,对于用来形成和上述第一电极12的接触的接触孔,也可以构成为形成在上述区域R1所示的部位上。
另外,如图1(b)所示,该水平转送部在上述区域R1中,例如在由硅构成的半导体基板10上,具有例如氧化硅构成的绝缘层11、例如N型多晶硅构成的第一电极12、例如氧化硅构成的绝缘膜13、例如N型多晶硅构成的第二电极14而形成。而且,上述半导体基板10是层叠N型半导体基板10a、P阱10b、浓度高于该P阱10b的P+阱10c而形成的三层结构。
另外,在此,上述第一电极12是在隔着半导体基板10上的绝缘层11的同一层上隔规定间隔并设的,上述绝缘膜13以覆盖第一电极12表面的形态而形成。另一方面,上述第二电极14具有T字型剖面,以对应于上述第一电极12的形式来并设,其每一个介由上述绝缘膜13而与上述第一电极12电绝缘。另外,这些每一个第二电极14具有:其一部分在上述并设的第一电极12之间、其他部分在这些第一电极12上方重叠的形式。
另外,在本实施方式中,如图1(a)和图1(b)所示,上述第二电极14的位于上述第一电极12间的一部分形成为凸条,同时该第二电极14的重叠在上述第一电极12上方的其他部分以正交于该凸条的形态,形成为与该凸条连接的平板状。另外,如上所述,上述每一个电极上堆积例如由氧化硅构成的层间绝缘膜15,在该层间绝缘膜15上,以分别和上述被并设的第二电极14对接的形态形成有接触孔15a。另外,如图1(b)所示,每一个这些接触孔15a以和上述第二电极14的近似平坦的上表面的对接形态形成。并且,在本实施方式中,也通过在上述接触孔15a内部埋设例如钨等构成的配线材料来形成接触插头,从而确保上述第二电极14与上层配线的电连接(接触)。
这样,在本实施方式的半导体装置(CCD图像传感器)中,变为:以和上述第二电极14的形成为平面状的部分对接的形态形成接触孔15a;上述第二电极14的接触面(第二电极14的上表面)作为近似平坦的面而形成。因此,堆积在上述第一电极12和上述第二电极14之上的层间绝缘膜15的平坦性,在上述第二电极14的接触面的上方可以充分确保。即,由此可以抑制所述层间绝缘膜15表面的阶差所引起的接触尺寸变动或开口不良。另外,通过使上述第二电极14成为这种结构,从而可以提高设计的自由度,即使在半导体装置被缩小化的情况下,也可以更容易地确保上述第二电极14的接触面的面积。即,即使针对所述第二电极的过腐蚀,也可以适当地抑制这些。这样,在本实施方式的半导体装置(CCD图像传感器)中,介由接触孔连接的配线的更稳定的电连接成为可能。
另外,如图1(c)所示,该水平转送部是在图1(a)中区域R2所示部位即能进行信号电荷转送的部位中,具有和上述图7(b)所示的水平转送部大致相同的剖面结构而形成。但是,在该水平转送部中,如上所述,因为在上述区域R1形成有接触孔15a,故在该区域R2没有形成接触孔。另外,在该区域R2中,上述半导体基板10成为层叠了N型半导体基板10a、P阱10b、N阱10d而形成的三层结构。即,在上述区域R1与区域R2的界面上,由上述P+阱10c和上述N阱10d形成PN结。由此,变为可以抑制上述每一个区域间的漏电流。
其次,参照图2~图4,说明上述半导体装置(CCD图像传感器)的制造方法。而且,图2~图4是对应于上述图1(b)的剖面图,在图2~图4中,对于和上述图1(b)所示要素相同的要素,分别附以同一符号来表示,并省略这些要素的重复说明。
在该制造之际,首先,如图2(a)所示,例如在N型硅构成的上述N型半导体基板10a之上,利用热氧化等形成上述绝缘层11。接着,如图2(b)所示,例如利用离子注入,将硼(B)等的P型杂质添加到上述的N型半导体基板10a而形成上述的P阱10b。进一步地,如图2(c)所示,例如利用离子注入,将比添加到上述N型半导体基板10a的P型杂质还高浓度的P型杂质添加到上述P阱10b中而形成上述的P+阱10c。由此,形成上述三层结构的半导体基板10。另外,在上述区域R2(参照图1(a))中,例如将磷(P)等N型杂质添加到上述P阱10b中,从而形成上述的N阱10d。
接着,如图3(a)所示,在上述绝缘层11上,作为上述第一电极12的电极材料,形成例如N型多晶硅膜。具体地,例如利用LP-CVD(减压化学气相成长法)形成多晶硅膜,同时利用热扩散法,通过将磷(P)等N型杂质添加到该已成膜的多晶硅膜中,而形成上述的多晶硅膜。然后,如图3(b)所示,选择性地蚀刻上述绝缘层11和多晶硅膜(第一电极12的电极材料),在所希望的地点形成开口部12a。由此,形成上述第一电极12。
接着,如图3(c)所示,在包含这些第一电极12表面的上述半导体基板10上,例如利用热氧化等形成上述绝缘膜13。然后,如图4(a)所示,在该已成膜的绝缘膜13上,作为上述第二电极14的电极材料,形成例如多晶硅膜。具体的成膜方法,和上述的第一电极12同样。然后,如图4(b)所示,选择性地蚀刻上述多晶硅膜(第二电极14的电极材料),在所希望的地点形成开口部14a。由此,形成上述第二电极14。
接着,如图4(c)所示,在上述第一电极12和第二电极1 4上,例如利用等离子CVD(化学气相成长法)形成上述层间绝缘膜15。然后,选择性地蚀刻该层间绝缘膜15而形成上述接触孔15a。由此,变为上述的图1(b)所示的结构。
以上述工序制造出上述半导体装置(CCD图像传感器)。
另外,在上述制造方法中,第二电极14应该是图1(b)所示的形状,在将第一电极12的并设间隔设为S、将形成于第一电极12与第二电极14之间的绝缘膜13的膜厚设为t1、将形成于所述第一电极上方的所述第二电极的膜厚为t2时,则这些每一个要素被设定成为「S<(2t1+2t2)」的关系。
下面,参照图5具体说明这些每一个要素的设定形态。而且,该图5是表示将上述每一个要素设定成为「S<(2t1+2t2)」的关系时的上述水平转送部的剖面结构的剖面图。另外,该图5中的「t2′」所示的尺寸是形成在第一电极12之间的上述第二电极14的膜厚。另外,在该图5中,对和上述图1(b)所示的要素相同的要素附以同一符号来表示。另外,在此假定:每一个上述第二电极14和绝缘膜13在位于第一电极12之间的部分和重叠在第一电极12上方的部分中具有相同厚度而形成。
如图5所示,在该水平转送部中,上述被并设的第一电极12之间由上述第二电极14和绝缘膜13来充满,上述第二电极14具有T字型剖面而形成。即,如果缩小上述第一电极12的并设间隔S,则在该并设间隔S的值变为等于上述绝缘膜13的膜厚t1的「2倍」的值与上述第二电极14膜厚t2的「2倍」的值之和时,这些被并设的第一电极12间,由第二电极14和绝缘膜13来充满,第二电极14的剖面形成为T字型。
可是,在一般利用的制造方法(制造条件)中,相对基板垂直的面中的成长速度和相对基板水平的面中的成长速度大多不同,所以,上述第二电极14和绝缘膜13在位于第一电极12之间的部分和重叠在第一电极12上方部分上,很少具有相同的膜厚来形成。并且,通常因为上述第二电极14膜厚变为「t2≥t2′」,故即使将上述每一个要素设定为「S=(2t1+2t2)」的关系,也不能说上述被并设的第一电极12之间确实由上述第二电极14和绝缘膜13充满。这一点,如果根据本实施方式的CCD图像传感器,通过进一步缩小上述第一电极12的并设间隔(S),换句话说,将上述每一个要素设定为「S<(2t1+2t2)」关系,从而上述被并设的第一电极12之间可以确实由上述第二电极14和绝缘膜13充满。即,上述第二电极14形成为具有T字型剖面。
这样,通过将上述的每一个要素设定为「S<(2t1+2t2)」关系,从而在为了形成上述第二电极14的成膜之际,用一次的成膜工艺(图1(a))可以使上述第二电极14重叠在上述第一电极12上方的部分确实地成为平板状。
如上述所说明的,根据本实施方式的半导体装置和制造方法,可以获得以下的优越效果。
(1)将上述第二电极14以介由形成于上述第一电极12表面的绝缘膜13,并设为其一部分在第一电极12间、其他部分在第一电极12上方重叠,其上表面介由接触孔15a与上层配线连接的形态形成。并且,通过使该第二电极14形成为具有T字型剖面,从而即使针对CCD图像传感器的转送电极稳定的电连接(接触),通过上述第二电极14的上表面,也可以更容易地确保这些。
(2)在将形成于第一电极与第二电极之间的绝缘膜的膜厚设为t1、将第二电极14的膜厚设为t2、将第一电极12的并设间隔设为S时,将这些每一个要素设定为:「S<(2t1+2t2)」的关系。由此,在为了形成第二电极14的成膜之际,用一次的成膜工艺即可可靠地获得上述的平板状形状。
(3)作为分别从转送电极延伸设置的电极,形成第一电极12和第二电极14。另外,在位于水平转送部且不进行信号电荷转送的部位(区域R1)上形成接触孔15a,同时在同一部位,选择性地缩小上述第一电极12的并设间隔。由此,即使第一电极12或第二电极14的尺寸不同于上述转送电极尺寸的情况下,也可以适当地防止或抑制由于伴随这个的上述信号电荷的转送效率的降低。另外,在其制造中,也可以更容易地进行这个。
另外,本发明的半导体装置及其制造方法不限于上述实施方式,例如,可以用以下方式来实施。
·在上述实施方式中,通过在每一个上述区域R1和区域R2中,将上述半导体基板10做成不同的结构,在区域R1的P+阱10c与区域R2的N阱10d之间的界面上形成PN结,从而可以抑制这些之间的漏电流。可是,上述半导体基板10不限于这样的结构,可以是任意的,例如,在每一个上述区域R1和区域R2中,将上述半导体基板10做成相同的结构。另外,半导体基板10没有必要一定是三层结构,例如可以是一层或二层结构,或是四层以上的结构。
·在上述实施方式中,在位于水平转送部且不进行信号电荷转送的部位(区域R1)上形成上述接触孔15a,同时在同一部位,选择性地缩小上述第一电极12的并设间隔。但不限于这种结构,例如,也可以是在进行信号电荷转送的部位(区域R2)上形成上述接触孔15a。即,也可以使形成于上述区域R2的CCD图像传感器的转送电极自体的形状,形成为所述的T字型形状。
·在上述实施方式中,作为上述第一电极12和第二电极14的材料,采用了多晶硅。可是,这些电极材料不限于多晶硅,可以适当采用例如金属等其他导电材料。另外,上述绝缘层11或绝缘膜13的材料也不限于氧化硅,可以是任意的,例如,也可以适当采用氮化硅。此外,可以通过层叠形成各种绝缘膜,而将上述绝缘层11或绝缘膜13做成多层结构。
·水平转送部中的水平转送用CCD的驱动方式是任意的。另外,例如在以二相驱动方式进行信号电荷的转送的情况下,也做成:在上述区域R2(参照图1(a))中,例如利用离子注入将杂质添加到半导体基板,但在上述第一电极12或第二电极14的下部,选择性地形成杂质区域的构成。
·本发明不限于水平转送部的水平转送用CCD,可以同样应用在如摄像部或存储部的垂直转送用CCD中。另外,也可以应用在除了固体摄像元件之外的半导体装置中。
·只要是可以使上述第二电极14以具有T字型剖面并对应于上述第一电极12的形式并设的方法,在其范围内都可以适宜变更上述半导体装置的制造方法。

Claims (8)

1、一种半导体装置,其中包括:介由半导体基板上的绝缘层,隔规定间隔并设的多个第一电极;介由形成于该第一电极表面上的绝缘膜,以一部分在这些第一电极之间、其他部分在这些第一电极上方重叠的形态并设,其上表面介由接触孔连接在配线上的第二电极;其特征在于,在设形成于所述第一电极与所述第二电极之间的绝缘膜的膜厚为t1、形成在所述第一电极上方的所述第二电极的膜厚为t2时,将所述多个第一电极的并设间隔设为S时,设定为S<(2t1+2t2)的关系。
2、根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,该半导体装置是固体摄像元件,所述第一电极和所述第二电极是所述固体摄像元件的转送电极。
3、根据权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于,所述接触孔在以所述第一电极的并设间隔选择性地被缩小的部位上方重叠的形态并设的所述第二电极的上表面上形成而成。
4、根据权利要求1~3中任一项所述的半导体装置,其特征在于,所述第一电极和所述第二电极由多晶硅构成。
5、一种半导体装置的制造方法,其中包括:在半导体基板上的绝缘层上形成隔规定间隔并设的多个第一电极的工艺;在这些第一电极表面上形成绝缘膜后,形成介由成膜于所述第一电极的表面上的绝缘膜,以一部分在这些第一电极间、其他部分重叠在这些第一电极上方的形态并设,其上表面介由接触孔连接在配线上的第二电极的工艺;其特征在于,
在设所述第一电极与所述第二电极之间所形成的绝缘膜的膜厚为t1、形成在所述第一电极上方的所述第二电极的膜厚为t2、所述多个第一电极的并设间隔为S时,将这些每一个要素设定为:
S<(2t1+2t2)的关系。
6、根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法,其特征在于,该半导体装置为固体摄像元件,所述第一电极和所述第二电极是所述固体摄像元件的转送电极。
7、根据权利要求5或6所述的半导体装置制造方法,其特征在于,所述接触孔是在以重叠于所述第一电极的并设间隔选择性被缩小的部位上方的形态并设的所述第二电极的上表面上形成而成的。
8、根据权利要求5~7中任一项所述的半导体装置制造方法,其特征在于,作为所述第一和第二电极的材料,利用多晶硅。
CNB2005100042378A 2004-01-22 2005-01-07 半导体装置及其制造方法 Expired - Fee Related CN100461441C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004014678 2004-01-22
JP2004014678A JP4413021B2 (ja) 2004-01-22 2004-01-22 半導体装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1645620A true CN1645620A (zh) 2005-07-27
CN100461441C CN100461441C (zh) 2009-02-11

Family

ID=34792413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100042378A Expired - Fee Related CN100461441C (zh) 2004-01-22 2005-01-07 半导体装置及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7138670B2 (zh)
JP (1) JP4413021B2 (zh)
CN (1) CN100461441C (zh)
TW (1) TWI260741B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006179646A (ja) * 2004-12-22 2006-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置の製造方法
JP7274477B2 (ja) * 2018-06-27 2023-05-16 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3141401B2 (ja) * 1991-01-23 2001-03-05 ソニー株式会社 電荷転送装置
JP4433528B2 (ja) * 1998-12-08 2010-03-17 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
JP2001308313A (ja) * 2000-04-21 2001-11-02 Nec Corp 電荷転送装置及びそれを用いた固体撮像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005209880A (ja) 2005-08-04
CN100461441C (zh) 2009-02-11
TW200529372A (en) 2005-09-01
JP4413021B2 (ja) 2010-02-10
US20050161709A1 (en) 2005-07-28
US7138670B2 (en) 2006-11-21
TWI260741B (en) 2006-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1181534C (zh) 半导体装置的制造方法
CN1241265C (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1652343A (zh) 固态图像拾取装置
CN1725514A (zh) 半导体器件的晶体管及其制造方法
CN1848458A (zh) 半导体存储器
CN1713386A (zh) 非易失性半导体存储器件及其制造方法
CN1719599A (zh) 半导体装置的制造方法
CN101034721A (zh) 分离栅极式存储单元及其形成方法
CN111370415B (zh) 三维存储器及其制备方法
CN1722442A (zh) 非易失性半导体存储器件及其制造方法
CN1107980C (zh) 数据线与电源线平行的静态半导体存储器件
CN1645620A (zh) 半导体装置及其制造方法
CN1201406C (zh) 电荷传送装置及其制造方法
CN1146054C (zh) 电荷耦合器件型固态摄象器件
CN1259729C (zh) 半导体器件及其制造方法
US6846695B2 (en) Solid state imaging device and method for manufacturing the same
CN1532941A (zh) 固态成像装置及其制造方法
CN1215565C (zh) 形成浮动栅存储单元的存储器阵列自对准法和存储器阵列
JP4724151B2 (ja) 固体撮像装置
CN1581491A (zh) 半导体存储装置及其制造方法
CN1767199A (zh) 动态随机存取存储单元和其阵列、及该阵列的制造方法
CN1292570A (zh) 具有至少一个电容的集成电路及其制造方法
CN1731568A (zh) 半导体装置的制造方法
CN1870270A (zh) 快闪记忆体及其制造方法
CN1945809A (zh) 半导体装置的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090211

Termination date: 20220107

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee