DE4122595C2 - Verfahren zum Herstellen eines selbstausgerichteten CCD-Bildsensors - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines selbstausgerichteten CCD-Bildsensors

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    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines selbstausgerichteten CCD-Bildsensors, wobei sich insbesondere die Eigenschaften des lichtaufnehmenden Bereichs nicht ver­ schlechtern und Licht nur auf den lichtaufnehmenden Bereich einfallen kann, während der verbleibende Bereich vollkommen gegenüber einfallendem Licht abgeschirmt ist; dadurch wird das Auftreten von Bildverschmierungen verhindert.
Aus "IEEE Transactions an Electron Devices", ED-34 (1987), Seiten 1052 bis 1056 sind Maßnahmen zur Einschränkung der optischen Verschmierung bei CCD-Bildsensoren bekannt. Dabei wird der Eintritt unerwünschten Lichts in den CCD-Kanal durch eine Aluminiumlichtabschirmschicht, die durch eine Oxidschicht von der darunterliegenden Polysiliziumschicht getrennt ist, eingeschränkt. Die Ausbildung einer lichtabschirmenden Silizidschicht durch Reaktion eines hitzebeständigen Metalls mit dem Gate-Polysilizium ist nicht vorgesehen.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines selbstjustierenden CCD-Bild­ sensors anzugeben, bei dem eine weitere Verringerung der optischen Verschmierungseffekte erfolgt. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a-d Querschnittsansichten eines CCD-Bildsensors bei der Herstellung gemäß der Erfindung.
Gemäß Fig. 1a werden Ionen des n-Typs in ein Siliziumsub­ strat 11 des p-Typs in eine vorgegebene Tiefe injiziert, um einen Lichtaufnahmebereich 12 und einen Ladungsübertragungsbereich (VCCD) 13 auszubilden. Die gesamte Oberfläche des Siliziumsubstrats 11 wird durch eine Oxidschicht 14 und darüber mit einer Polysili­ ziumschicht 15 jeweils für das Gate abgedeckt. Die Polysili­ ziumschicht 15 für das Gate ist selektiv an dem Abschnitt über der Photodiode 12 durch Photo-Ätzprozesse zum Ausbilden eines Fensters entfernt, so daß Licht auf die Photodiode 12 einfallen kann. Ferner wird auf der gesamten Oberfläche der geätzten Gate-Polysiliziumschicht 15 ein hitzebeständiges Metall 16, wie Ti, Mo oder Pt, mit vorgegebener Dicke durch Dampfphasenabscheidung (PVD) niedergeschlagen (vgl. Fig. 1b). Unter Hitze reagiert das hitzebeständige Metall 16 und wird in eine Silizidschicht 17 an dem Abschnitt umgewandelt, der mit der Gate-Polysiliziumschicht in Berührung steht (vgl. Fig. 1c).
Da das hitzebeständige Metall 16 nicht mit der Oxidschicht 14 reagiert, bleibt es in dem Abschnitt, wo es in Kontakt mit der Gate-Oxidschicht 14 tritt, unverändert. Das hitze­ beständige Metall 16 wird somit in ein Silizid umgewan­ delt mit Ausnahme des Bereichs über der Photodiode 12.
Der nächste Schritt ist ein Naß-Ätzprozeß gemäß Fig. 1d zum selektiven Ätzen des hitzebeständigen Metalls 16. Bei dem Naß-Ätzprozeß wird das hitzebeständige Metall 16 in dem Abschnitt über der Photodiode 12 entfernt, während die Silizidschicht 17 unverändert bleibt. Dadurch wird lediglich der Abschnitt über der Photodiode 12 selbstausrichtend ge­ öffnet, um ein Fenster zum Durchlassen von Licht auszubil­ den.
Anstelle des Naß-Ätzprozesses zum Entfernen des temperatur­ beständigen Metalls kann auch ein Trocken-Ätzprozeß angewen­ det werden.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird insbesondere fol­ gendes erreicht:
Das hitzebeständige Metall 16 wird in die Silizid­ schicht 17 in dem Abschnitt umgewandelt, in dem es mit der Gate-Polysiliziumschicht 15 in Berührung steht; da­ durch kann Licht nur auf die Photodiode 12 einfallen. Auf die Gate-Polysiliziumschicht gerichtetes Licht wird abgeschirmt. Da die Silizidschicht 17 vertikal auf bei­ den Seiten der Photodiode 12 er­ zeugt wird, wird auch der Lichteinfall auf die vertikalen Seitenflächen der geätzten Gate-Polysiliziumschicht 15 verhindert. Optische Verschmierungseffekte durch Ein­ dringen von Lichtsignalladungen in den Übertragungsbe­ reich VCCD durch die Gate-Polysiliziumschicht können da­ durch vollständig verhindert werden.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen eines selbstgerichteten CCD-Bildsensors, wobei eine Einheitszelle mit den folgenden Verfahrensschritten ausgebildet wird:
  • a) Ausbilden eines lichtaufnehmenden Bereichs (12) und eines Ladungs-Übertragungsbereichs (13) durch Injizieren von Ionen in ein Substrat (11) bis zu einer vorgegebenen Tiefe, wobei der dadurch bewirkte Leitungstyp sich von dem des Substrats (11) unterscheidet,
  • b) Abdecken der Oberfläche des Substrats (11) mit einer Gate-Oxidschicht (14) und darauf Ausbilden einer Gate-Polysiliziumschicht (15),
  • c) Entfernen der Gate-Polysiliziumschicht (15) an dem Abschnitt über dem lichtaufnehmenden Bereich (12) durch einen Photo-Ätzprozeß,
  • d) Aufbringen von hitzebeständigem Metall (16) auf der gesamten geätzten Oberfläche durch ein Vakuumaufdampfverfahren,
  • e) Umwandeln des hitzebeständigen Metalls (16) in einen lichtabsorbierenden Silizidfilm (17) an den Abschnitten, die in Berührung mit der Gate-Polysiliziumschicht (15) stehen, durch Erhitzen und
  • f) Entfernen des hitzebeständigen Metalls (16) an dem nicht umgewandelten Abschnitt, der auf der Gate-Oxidschicht (14) verbleibt, durch Ätzen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hitzebeständiges Metall Mo, Pt oder Ti verwendet wird.
DE4122595A 1990-07-10 1991-07-08 Verfahren zum Herstellen eines selbstausgerichteten CCD-Bildsensors Expired - Lifetime DE4122595C2 (de)

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