DE69318202T2

DE69318202T2 - Festkörperbildaufnahme-Vorrichtung und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69318202T2
Application number: DE69318202T
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Mizushima; Hiroyuki Okada
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-02-20
Filing date: 1993-02-18
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2013-02-19
Also published as: KR0171625B1; EP0557098A1; US5448097A; EP0557098B1; KR930018738A; DE69318202D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, mit einem Halbleitersubstrat, einer Photodiode, die auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, einem Übertragungskanal, der auf dem Halbleitersubstrat in einem Abstand von der Photodiode ausgebildet ist, einer Übertragungsgateelektrode, die über dem Übertragungskanal auf einem dielektrischen Gatefilm ausgebildet ist, einem Zwischenschichtfilm, der auf der Übertragungsgateelektrode ausgebildet ist, einem ersten Lichtabschirmungsfilm, der auf dem Zwischenschichtfilm ausgebildet ist, um den Übertragungskanal von Licht abzuschirmen, einem zweiten Lichtabschirmungsfilm, der über dem ersten Lichtabschirmungsfilm ausgebildet ist und einem dielektrischen Zwischenschichtfilm zwischen der ersten und der zweiten Lichtabschirmungsschicht.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, enthaltend: Ausbilden einer Photodiode auf einem Halbleitersubstrat; Ausbilden eines Übertragungskanals im Halbleitersubstrat in einem Abstand von der Photodiode; Ausbilden eines dielektrischen Gatefilms auf dem Halbleitersubstrat; Ausbilden einer Übertragungsgateelektrode auf dem dielektrischen Gatefilm; Ausbilden eines Zwischenschichtfilms auf der Übertragungsgateelektrode; Ausbilden eines ersten Lichtabschirmungsfilms auf dem Zwischenschichtfilm, um den Übertragungskanal von Licht abzuschirmen; Ausbilden eines dielektrischen Zwischenschichtfilms auf dem ersten Lichtabschirmungsfilm; Glätten des dielektrischen Films; Ausbilden eines zweiten Lichtabschirmungsfilms auf dem dielektrischen Zwischenschichtfilm; und Entfernen eines Teils des zweiten Lichtabschirmungsfilms mittels Ätzen.
Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 8, die eine Schnittansicht einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ist, die Struktur einer herkömmlichen Vorrichtung beschrieben.
In ein N-Typ-Halbleitersubstrat 1 werden selektiv Störstellen implantiert, wobei mittels thermischer Diffusion eine Photodiode 2 und ein Übertragungskanal 3 ausgebildet werden. Die Photodiode 2 erzeugt Phototräger durch photoelektrische Umsetzung des von außen eindringenden Lichts. Ein Übertragungsgate 5 ist über dem Übertragungskanal 3 auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 1 mittels eines dielektrischen Gatefilms 4 ausgebildet. Wenn ein spezifischer Spannungsimpuls an die Übertragungsgateelektrode 5 angelegt wird, werden die Phototräger in der Photodiode 2 zum Übertragungskanal 3 übertragen. Ein Zwischenschichtfilm 6 wird so ausgebildet, daß er die Übertragungsgateelektrode 5 abdeckt. Ein erster Lichtabschirmungsfilm 7 wird in einem speziellen Bereich auf dem Zwischenschichtfilm 6 ausgebildet, so daß er den Übertragungskanal 3 abschirmt. Als Folge hiervon wird die Schmiergeräuscheigenschaft der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung verbessert, wie in der JP-A-02-156670 beschrieben ist.
In dem Abschnitt, der das N-Typ-Halbleitersubstrat 1 berührt, wird ein Kontaktloch 9 ausgebildet, in dem der dielektrische Gatefilm 4, der Zwischenschichtfilm 6 und der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 entfernt werden. Am Boden des Kontaktloches 9 wird auf dem freiliegenden N-Typ-Halbleitersubstrat 1 eine Diffusionsschicht 10 ausgebildet. Durch dieses Kontaktloch 9 wird eine Verdrahtungsschicht 11 mit der Diffusionsschicht 10 verbunden. Die Diffusionsschicht wird ausgebildet, um das N- Typ-Halbleitersubstrat 1 und die Verdrahtungsschicht 11 elektrisch gut zu verbinden. Ein zweiter Lichtabschirmungsfilm 12 wird auf dem ersten Lichtabschirmungsfilm 7 mittels der dielektrischen Zwischenschicht 8 ausgebildet. Somit kann die Schmiergeräuscheigenschaft der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung verbessert werden.
Ferner ist ein abschließender Schutzfilm 13 vorgesehen, um die oberste Oberfläche der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung zu schützen.
Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 9 ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung beschrieben.
In Fig. 9(a) wird ein N-Typ-Siliciumsubstrat als N-Typ- Halbleitersubstrat 1 verwendet. Auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 1 werden eine Photodiode 2 und ein Übertragungskanal 3 mittels Ionenimplantation und mittels thermischer Diffusion ausgebildet. Anschließend werden auf dem N-Typ- Halbleitersubstrat 1 der Reihe nach ein dielektrischer Gatefilm 4, eine Übertragungsgateelektrode 5, ein Zwischenschichtfilm 6, ein erster Lichtabschirmungsfilm 7 und ein zweiter dielektrischer Zwischenschichtfilm 8 ausgebildet.
Eine Glättungswärmebehandlung wird bei 900ºC oder mehr in einer Stickstoffatmosphäre (N&sub2;) durchgeführt. Als Folge der Wärmebehandlung wird der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 geglättet. Somit nimmt im konvexen Abschnitt der Matrix die Filmdicke des dielektrischen Zwischenschichtfilms 8 ab. Zum Beispiel ist der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 im Schulterabschnitt A der Stufe, wo der erste Lichtabschirmungsfilm 7 ausgebildet ist, extrem dünn (Fig. 9(c)).
Als nächstes wird mittels Plasmaätzen ein Kontaktloch 9 geöffnet. Anschließend wird in einem Gas, das in seiner Zusammensetzung Phosphor enthält, wie z. 5. in einer Atmosphäre von Phosphin (PH&sub3;) oder dergleichen, eine Wärmebehandlung bei 900ºC oder darüber durchgeführt, wobei ein (nicht gezeigter) Phosphorglasfilm (P&sub2;O&sub5;-Film) auf der gesamten Oberfläche ausgebildet wird. Gleichzeitig diffundiert Phosphor aus diesem Phosphorglasfilm thermisch in das N-Typ-Halbleitersubstrat 1. Auf diese Weise wird die N-Typ-Diffusionsschicht wie eine Schicht 10 ausgebildet.
Anschließend wird unter Verwendung einer 20:1-Mol-Lösung aus Wasser und Flußsäure der Phosphorglasfilm mittels Naßätzen entfernt. Bei diesem Naßätzen zirkuliert die chemische Lösung am Boden des feinen Kontaktloches kaum. Daher wird ein ausreichendes Überätzen durchgeführt, um sicherzustellen, daß kein Phosphorglas zurückbleibt. Wenn die Lösung verwendet wird, ist eine Ätzzeit von ungefähr 20 Sekunden erforderlich. In dem Bereich, in dem die Zirkulation der Lösung gleichmäßig gefördert wird, wird der Phosphorglasfilm sofort entfernt, so daß auch der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 geätzt wird (Fig. 9(d)).
Als nächstes wird mittels Sputtern auf der gesamten Substratoberfläche ein Aluminiumfilm bis zu einer Dicke von 1 um abgeschieden. Anschließend wird unter Verwendung des (nicht gezeigten) Resistmusters als Maske ein Plasmaätzen durchgeführt, um eine Verdrahtungsschicht 11 und einen zweiten Lichtabschirmungsfum 12 auszubilden. Schließlich wird auf der obersten Oberfläche der Vorrichtung ein Siliciumdioxidfilm (SiO&sub2;-Film) mittels des plasmaunterstützten CVD-Verfahrens als abschließender Schutzfilm 13 ausgebildet.
Bei solchen Vorrichtungen des Standes der Technik ist jedoch dann, wenn der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 dick ist, das Seitenverhältnis des darin ausgebildeten Kontaktloches 9 groß. Somit ist es schwierig, angemessen zu ätzen. Außerdem wird aufgrund des großen Seitenverhältnisses in der Verdrahtungsschicht 11 über dem Kontaktloch 9 eine Stufe ausgebildet. Die gleiche Erscheinung tritt nicht nur bei der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, sondern auch bei anderen Halbleitervorrichtungen auf.
Ein inhärentes Problem der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung besteht außerdem darin, daß dann, wenn der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 dick ist, Licht schräg vom dielektrischen Zwischenschichtfilm 8 in den ersten Lichtabschirmungsfilm 7 eintritt. Da der erste Lichtabschirmungsfilm 7 eine Dicke aufweist, die zur Verarbeitbarkeit konsistent ist, durchdringt ein Teil des Lichts den ersten Lichtabschirmungsfilm 7, wodurch die Schmiergeräuscheigenschaft der CCD-Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung beeinträchtigt wird.
Wenn jedoch versucht wird, die Struktur der herkömmlichen Halbleitervorrichtungen und deren Herstellungsverfahren auf Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungen anzuwenden, muß der dielektrische Zwischenschichtfilm 8 anfangs dick sein, wenn eine ausreichende Durchbruchspannung erreicht werden soll, da die Filmdicke im konvexen Abschnitt der Matrix aufgrund des Glättungsvorgangs abnimmt.
Im allgemeinen ergeben sich große Schwankungen in der Ätzgeschwindigkeit, wenn ein Naßätzen durchgeführt wird, weshalb eine große Schwankung in der Verdünnung des dielektrischen Zwischenschichtfilms 8 aus dem Überätzen während des Entfernens des Phosphorglasfilms entsteht. Die Filmdicke des dielektrischen Zwischenschichtfilms 8 schwankt in einem Bereich von ungefähr 20 bis 40 nm über einen Wafer, zwischen den Wafern und zwischen den Losen. Als Ergebnis solcher Schwankungen der Filmdicke und der Notwendigkeit des Erhaltens einer spezifischen dielektrischen Zwischenschichtdurchbruchspannung ist es schwieriger, einen dünnen dielektrischen Zwischenschichtfilm 8 auszubilden.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervorrichtung, die solche Probleme des Verdünnens des dielektrischen Zwischenschichtfilms löst.
Eine herkömmliche Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ist in der US-A-5028972 beschrieben.
Um die obigen Probleme zu lösen, ist eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Zwischenschichtfilm einen Mehrschichtfilm aus wenigstens einem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm und einem zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm enthält, wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm aus einem Material besteht, das für das gleiche Ätzmittel eine niedrigere Ätzgeschwindigkeit als jene des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms aufweist, und wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm unter dem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm ausgebildet ist.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Zwischenschichtfilm einen ersten und einen zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm enthält und dadurch gebildet wird, daß der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm auf den ersten Lichtabschirmungsfilm ausgebildet wird und danach der erste dielektrische Zwischenschichtfilm auf dem zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm ausgebildet wird, wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm aus einem Material besteht, das für dasselbe Ätzmittel eine niedrigere Ätzgeschwindigkeit als diejenige des dielektrischen Zwischenschichtfilms aufweist.
Gemäß der Struktur der Halbleitervorrichtung und gemäß dem Herstellungsverfahren der Erfindung wird der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm kaum verdünnt, wenn der erste dielektrische Zwischenschichtfilm während des Ätzens entfernt wird und das Ätzen den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm freilegt, weshalb der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm in einer Filmdicke mit einer spezifischen dielektrischen Durchbruchspannung ausgebildet wird, so daß eine mit der benötigten dielektrischen Zwischenschichtdurchbruchspannung kons istente Filmdicke nicht im ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm erforderlich ist. Somit kann ein dünner Film mit einer gewünschten glatten Form ausgebildet werden. Folglich kann die Schmiergeräuscheigenschaft in einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, die die Erfindung verwendet, erheblich verbessert werden.
Im folgenden wird beispielhaft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Fig. 1 bis 7 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ist;
Fig. 2 eine Schnittansicht einer Ausführungsform einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ist;
Fig. 3 ein Prozeßschnittschaubild einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ist;
Fig. 4 ein Prozeßschnittschaubild einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ist;
Fig. 5 ein Prozeßschnittschaubild einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ist;
Fig. 6 ein Prozeßschnittschaubild einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung ist;
Fig. 7 ein Prozeßschnittschaubild einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtungder Erfindung ist;
Fig. 8 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ist;
Fig. 9 eine Prozeßschnittansicht des Herstellungsverfahrens einer herkömmlichen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ist.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, wird auf einem N-Typ- Halbleitersubstrat 21 eine Übertragungsgateelektrode 22 ausgebildet. Die Übertragungsgateelektrode 22 umfaßt einen ersten Übertragungsgateelektrodenabschnitt und einen zweiten Übertragungsgateelektrodenabschnitt Die Übertragungsgateelektrode 22 ist linear in Vertikalrichtung zur Zeichenebene auf einer Seite eines dielektrischen Zwischenschichtfilms 25 angeordnet.
Eine Photodiode 23 wird neben der Übertragungsgateelektrode 22 ausgebildet. Das heißt, in Querrichtung der Zeichenebene bilden die Übertragungsgateelektrode 22 und die Photodiode 23 ein Paar, wobei dieses Paar linear in Querrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise werden die Übertragungsgateelektroden 22 und Photodioden 23 in einer Matrix auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 21 ausgebildet. Ein Abschnitt im Bildaufnahmebereich umfaßt eine Photodiode 23 und dessen benachbarte Übertragungsgateelektrode 22. Somit beträgt die Größe der Einheitszelle, die einen Abschnitt im Bildaufnahmebereich bildet, ungefähr 6 um mal ungefähr 6 um.
Die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung in Fig. 1 wird in Betrieb gesetzt, wenn ein Vierphasenimpulsantriebssignal an die Übertragungsgateelektroden 22 angelegt wird. Die Übertragungsgateelektroden 22 sind elektrisch mit ihren Nachbarn in Querrichtung verbunden, um eine Übertragungsgateelektrodengruppe zu bilden.
Ein (nicht gezeigter) Zwischenschichtfilm ist auf der Oberfläche der Übertragungsgateelektrode 22 ausgebildet, wobei die Übertragungsgateelektrode 22 elektrisch von einem Lichtabschirmungsfilm 27 und einer Verdrahtungsschicht 28 isoliert ist. Ein Kontaktloch 24 wird durch Ätzen und Entfernen des Zwischenschichtfilms an der linken Seite der Übertragungsgatelektrodengruppe ausgebildet. Die Abmessung des Kontaktioches 24 in Vertikalrichtung der Zeichenebene beträgt ungefähr 1 um.
Die Übertragungsgateelektrode 22 ist durch das Kontaktloch 24 mit der Verdrahtungsschicht 26 verbunden. Es sind vier Verdrahtungsschichten 26 vorgesehen, eine für jede Phase des Vierphasenimpulsantriebssignals. Die Übertragungsgatelektrodengruppe besteht aus einem Satz von vier Übertragungsgateelektroden 22, die jeweils zwei Übertragungsgateelektrodenabschnitte umfassen, die sich in Vertikalrichtung auf der Zeichenebene überlappen, und befinden sich auf einer Seite des dielektrischen Zwischenschichtfilms 25.
Die Antriebsimpulse der unterschiedlichen Phasen werden von der Verdrahtungsschicht 26 zugeführt. Die Antriebsimpulse werden der Übertragungsgateelektrodengruppe über die Verdrahtungsschicht 26 von einer Impulstreiberschaltung 28 zugeführt. Die Antriebsimpulse erzeugen drei Signalpotentiale; Hochpegel (H), Mittelpegel (M) und Niedrigpegel (L). In dieser Ausführungsform betragen diese jeweils 15 V, 0 V und -7 V. Obwohl in den Zeichnungen nicht gezeigt, ist auf der rechten Seite der Übertragungsgateelektrodengruppen eine ähnliche Anordnung von Kontaktlöchern, Verdrahtung und Treiberschaltung angeordnet, wobei die gleichen Antriebsimpulse zugeführt werden, wie diejenigen, die von der Treiberschaltung 28 zugeführt werden. Auf diese Weise wird durch Zuführen der Antriebsimpulse von beiden Seiten der Übertragungsgateelektrodengruppen verhindert, daß die Signalform der Antriebsimpulse verzerrt wird, wenn die Antriebsimpulse durch die Übertragungsgateelektroden 22 laufen, wodurch eine Verschlechterung der Übertragungseffizienz vermieden wird.
Auf jeder Übertragungsgateelektrode 22 ist mittels eines dielektrischen Films ein Lichtabschirmungsfilm 27 ausgebildet. Die Lichtabschirmungsfilme 27 verhindern, daß Licht von außen in den (nicht gezeigten) Übertragungskanal eindringt, der eine im N-Typ-Halbleitersubstrat 21 unterhalb der Übertragungsgateelektrode 22 ausgebildete N-Typ-Diffusionsschicht ist. In Vertikalrichtung zur Zeichenebene überlappen sich die Übertragungsgateelektrodenabschnitte, da ein weiterer Übertragungsgateelektrodenabschnitt auf einem weiteren Übertragungsgateelektrodenabschnitt mittels Selbstausrichtung bei der Herstellung der Übertragungsgateelektroden 22 ausgebildet wird. Die Form der Übertragungsgateelektrode 22 ist im oberen Übertragungsgateelektrodenabschnitt über eine breitere Fläche ausgebildet als im unteren Abschnitt.
Dies liegt daran, daß die in der Photodiode 23 erzeugte elektrische Ladung in den Übertragungskanal ausgelesen wird, der im N-Typ-Halbleitersubstrat 21 unterhalb des Übertragungsgates 22 ausgebildet ist, mittels des Übertragungsgateelektrodenabschnitts, der oberhalb des dielektrischen Films 25 ausgebildet ist.
Um somit die in der Photodiode 23 erzeugte elektrische Ladung einfacher aufzunehmen, wird die für die Aufnahme zuständige Übertragungsgateelektrode 22 näher an der Photodiode 23 placiert. Aus diesem Grund unterscheidet sich die Fläche der Übertragungsgateelektrode 22 an den gegenüberliegenden Seiten des dielektrischen Films 26.
Bei einer solchen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung kann die Signalladung aus der Photodiode 23 zum Übertragungskanal ausgelesen werden, indem an die obere Übertragungsgateelektrode 22 mit der breiteren Fläche 15 V angelegt werden. Anschließend können durch Anlegen der Vierphasen- Antriebsimpulse, die wechselweise 0 V und -7 V wiederholen, an die Übertragungsgateelektroden 22 die in die Übertragungskanäle ausgelesenen Signalladungen sequentiell zur spezifizierten Ausgangsposition übertragen werden.
Wie in Fig. 2 genauer gezeigt, besitzt das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 einen Planazimuth von (100), wobei dessen Störstellenkonzentration ungefähr 1014 cm&supmin;³. Auf dem N- Typ-Halbleitersubstrat 31 ist eine erste P-Typ-Diffusionsschicht 45 ausgebildet. Die Tiefe der ersten P-Typ- Diffusionsschicht 45 beträgt ungefähr 5 um. Die Störstellenkonzentration der ersten P-Typ-Diffusionsschicht 45 beträgt ungefähr 1015 cm&supmin;³. Die erste P-Typ-Diffusionsschicht 45 ist vorgesehen, um die Überlaufladung in der Photodiode 32 zu entladen. Das heißt, die Photodiode 32 ist als eine N-Typ-Diffusionsschicht auf einem N-Typ- Halbleitersubstrat 31 ausgebildet. In der Photodiode 32 wird durch einfallende Photonen eine elektrische Ladung (Phototräger) gebildet und vorübergehend im Inneren gespeichert. Wenn mehr Ladung angesammelt worden ist, als in der Photodiode 32 gespeichert werden kann, fließt sie aus der Photodiode 32 in einen anderen Bereich. Wenn eine solche elektrische Ladung in einen Übertragungskanal 33 eintritt, kann sie ein Überstrahlen verursachen. Das Auftreten des Überstrahlens kann verhindert werden, indem eine erste P-Typ-Diffusionsschicht 45 ausgebildet wird. Die erste P-Typ-Diffusionsschicht 45 ist auf 0 Volt fixiert. Somit wird aufgrund der Potentialverteilung in diesen Bereichen die in der Photodiode 32 erzeugte elektrische Ladung durch die erste P-Typ-Diffusionsschicht 45 in das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 entladen. Durch Einstellen der Störstellenkonzentration der ersten P-Typ- Diffusionsschicht 45 auf einen spezifischen Wert kann die Photodiode 32 leicht entleert werden, wenn die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung arbeitet, wobei die Größe der Signalladung zunehmen kann. Die Tiefe der ersten P-Typ- Diffusionsschicht 45 wird bestimmt durch die Tiefe der Photodiode 32 und die Durchbruchspannung zwischen diesen beiden. Die Tiefe der Photodiode 32 muß ungefähr 2 um betragen, um eine ausreichende photoelektrische Umsetzungseffizienz zu erhalten, wenn Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums einfällt.
In der ersten P-Typ-Diffusionsschicht 45 ist eine N-Typ- Diffusionsschicht als Photodiode 32 ausgebildet. Wenn Licht in die Photodiode 32 eindringt, wird in der Verarmungsschicht der Photodiode 32 ein Trägerpaar erzeugt, das ein Elektron und ein Loch umfaßt. Das Elektron wird über den benachbarten Übertragungskanal 33 zu einer Signalladung. Das Loch wird über die erste P-Typ-Diffusionsschicht 45 aus dem N-Typ-Halbleitersubstrat 31 entnommen. Auf diese Weise setzt die Photodiode 32 das einfallende Licht in Signalladungen um. Die Störstellenkonzentration der Photodiode 32 beträgt ungefähr 10¹&sup6; cm&supmin;³. Innerhalb der ersten P-Typ-Diffusionsschicht 45 ist eine zweite P-Typ-Diffusionsschicht 46 ausgebildet. Die zweite P-Typ-Diffusionsschicht 46 verhindert die Erzeugung von Geräuschen, indem sie verhindert, daß die im N-Typ-Halbleitersubstrat 31 erzeugten Signale in den Übertragungskanal 33 diffundieren. Die Diffusionstiefe der zweiten P- Typ-Diffusionsschicht 46 beträgt ungefähr 1 um. Die Störstellenkonzentration der zweiten P-Typ-Diffusionsschicht 46 beträgt 10¹&sup6; cm&supmin;³
Die zweite P-Typ-Diffusionsschicht 46 wird verwendet, um den Übertragungskanal 33 zu umschließen Eine solche Struktur ist als Hi-C-Struktur bekannt. Wenn die Diffusionstiefe der zweiten Diffusionsschicht 46 durch die Wärmebehandlung erhöht wird, wird gleichzeitig die Diffusion in Querrichtung gefördert. Somit erweitert sich die zweite P-Diffusionsschicht 46 bis zur N-Typ-Diffusionsschicht der Photodiode 32. Wenn die zweite Diffusionsschicht 46 in die Photodiode 32 eindringt, wird die photoelektrische Umsetzungsausbeute verringert. Der Übertragungskanal 33 überträgt die in der Photodiode 32 erzeugte Signalladung in einen speziellen Bereich.
Die Diffusionstiefe des Übertragungskanals 33 beträgt ungefähr 0,5 um. Die Störstellenkonzentration des Übertragungskanals 33 beträgt 10¹&sup6; bis 10¹&sup7; cm&supmin;³.
Um die Hi-C-Struktur zu verwirklichen, muß die zweite P- Typ-Diffusionsschicht 46 breiter sein als der Übertragungskanal 33.
Während des Auslesens der Signalladung, die in der Photodiode 32 erzeugt worden ist, in den Übertragungskanal 33 ist das Potential des Übertragungskanals 33 niedriger eingestellt als das Potential der Photodiode 32. Wenn die in den Übertragungskanal 33 beförderte Signalladung zur Photodiode 32 zurückfließt oder die Signalladung im Übertragungskanal 33 anwesend ist, muß die in der Photodiode 32 gebildete Signalladung daran gehindert werden, in den Übertragungskanal 33 zu fließen. Dementsprechend ist zwischen der Photodiode 32 und dem Übertragungskanal 33 eine dritte P-Typ-Diffusionsschicht 47 zum Steuern des Potentials während des Auslesens ausgebildet. Wenn eine Signalladung von der Photodiode 32 zum Übertragungskanal 33 übertragen wird, wird das Potential der dritten P-Typ- Diffusionsschicht 47 so gesteuert, daß es niedriger ist als das Potential der Photodiode 32 und gleich hoch oder etwas höher als das Potential des Übertragungskanals 33. Wenn die Signalladung im Übertragungskanal 33 akkumuliert wird, wird das Potential der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 47 so gesteuert, daß es höher ist als das Potential der Photodiode 32 und höher als das Potential des Übertragungskanals 33, so daß die Signalladung nicht in die Photodiode 32 zurückfließen kann.
Die Diffusionsschichttiefe der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 47 beträgt ungefähr 1 um. Die Oberflächenstörstellenkonzentration der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 47 auf der Halbleitersubstratoberfläche beträgt 10¹&sup6; bis 10¹&sup7; cm&supmin;³.
Wenn die Spannung des Antriebsimpulses zum Betreiben der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gleich 0 V oder gleich 15 V ist, ist es erforderlich, die Signalladung am Zurückfließen aus dem Übertragungskanal 33 in die Photodiode 32 zu verhindern, oder zu veranlassen, daß die Signalladung von der Photodiode 32 in den Übertragungskanal 33 fließt. Um die Schwellenspannung zu erreichen, die eine optimale Potentialverteilung in jedem Zustand aufrechterhalten kann, werden die Diffusionsschichttiefe der dritten P-Typ Diffusionsschicht 47 und die Störstellenkonzentration definiert. Die Breite der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 47 sollte vorzugsweise ungefähr 1 um oder weniger betragen. Wenn die Breite der dritten P-Typ- Diffusionsschicht 47 größer als 1 um ist, wird die gm- Eigenschaft des Transistors beeinträchtigt. Wenn sich die gm-Eigenschaft verschlechtert, ist es unmöglich, die in der Photodiode 32 akkumulierte Signalladung vollständig auszulesen. Wenn im Gegensatz dazu die Breite der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 47 weniger als ungefähr 1 um beträgt, tritt ein Kurzkanaleffekt auf. Folglich treten leicht Durchbrüche auf. Als Folge hiervon wird die photoelektrische Umsetzungsausbeute der Photodiode 32 geringer.
In deü Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung bilden die Photodiode 32 und der Übertragungskanal 33 Paare und sind in einer Matrix ausgebildet. Um benachbarte Paare elektrisch zu trennen, wird eine vierte P-Typ-Diffusionsschicht 48 ausgebildet. Die vierte P-Typ-Diffusionsschicht 48 wird mittels lonenimplantation ausgebildet. Die Tiefe der vierten P-Typ-Diffusionsschicht 48 beträgt ungefähr 1 um. Die Oberflächenstörstellenkonzentration der vierten P-Typ-Diffusionsschicht 48 beträgt 10¹&sup7; bis 10¹&sup8; cm&supmin;³.
Die Oberflächenstörstellenkonzentration der vierten P- Typ-Diffusionsschicht 48 muß im oberen Bereich eingestellt sein, so daß die in der benachbarten Photodiode 32 akkumulierte Signalladung hineinfließen kann. Wenn die Oberflächenstörstellenkonzentration weniger als 10¹&sup7; cm&supmin;³ beträgt, fließt die Signalladung der benachbarten Photodiode 32 hinein. Wenn die Oberflächenstörstellenkonzentration mehr als 10¹&sup8; cm&supmin;³ beträgt, tritt im benachbarten Übertragungskanal 33 ein Schmalkanaleffekt auf. Als Folge des Schmalkanaleffekts wird die Übertragungskapazität des Übertragungskanals 33 verringert. Somit wird der Dynamikbereich der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung reduziert und die Übertragungseffizienz beeinträchtigt.
Die Breite der vierten P-Typ-Diffusionsschicht 48 sollte ungefähr 1 um oder weniger betragen. Wenn die Breite der vierten P-Typ-Diffusionsschicht 48 größer ist als 1 um, nimmt der Übertragungsbereich des Übertragungskanals 33 ab. Das heißt, die in der Photodiode 32 akkumulierte Signalladung kann nicht vollständig ausgelesen werden. Wenn im Gegensatz hierzu die Breite der vierten P-Typ- Diffusionsschicht 48 kleiner als 1 um ist, tritt ein Kurzkanaleffekt auf. Folglich tritt leichter ein Durchschlag zwischen der benachbarten Photodiode 32 und dem Übertragungskanal 33 auf. Als Folge hiervon wird die Auflösung verringert, wenn die Informationen in der benachbarten Photodiode 32 ausgelesen werden. Ferner wird die Ausbeute der Photodiode 32 verringert.
Auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 31 wird mittels Aufwachsen ein dielektrischer Siliciumdioxidgatefilm 34 ausgebildet. Der dielektrische Gatefilm 34 wird gebildet mittels des pyrogenen Oxidationsverfahrens. Die Dicke des dielektrischen Gatefilms 34 beträgt vorzugsweise 50 nm oder mehr, um die Übertragungseffizienz unter Verwendung des Randeffekts zu erhöhen.
Die Übertragungsgateelektrode 35 wird gebildet durch Mustern des mittels des Niederdruck-CVD-Verfahrens ausgebildeten Polysiliciums. Der Flächenwiderstand der Übertragungsgateelektrode 35 wird in Ohm gezählt. Die Filmdicke der Übertragungsgateelektrode 35 beträgt ungefähr 500 nm. Die Übertragungsgateelektrode 35 wird als Elektrode zum Anlegen eines Antriebsimpulses verwendet, um die von der Photodiode 32 gebildete Signalladung in den Übertragungskanal 33 zu übertragen. Daher soll die Übertragungsgateelektrode 35 einen möglichst niedrigen Widerstand aufweisen. Wenn jedoch die Phosphordotierung zum Zweck der Absenkung des Widerstandes erhöht wird, wird die Oberfläche der Übertragungsgateelektrode 35 oxidiert, wobei die Durchbruchspannung des Zwischenschichtfilms 36a beeinträchtigt wird, weshalb die Phosphordotierung vorzugsweise im oben spezifizierten Bereich liegen sollte. Ein Zwischenschichtfilm 36 bestehend aus einen Polysiliciumoxidfilm wird mittels Aufwachsen auf der Oberfläche der Übertragungsgateelektrode 35 ausgebildet.
Der Zwischenschichtfilm 36a wird durch Oxidieren der Oberfläche der Übertragungsgateelektrode 35 mittels des pyrogenen Oxidationsverfahrens ausgebildet. Die Dicke des Zwischenschichtfilms 36a beträgt ungefähr 200 nm. Der Zwischenschichtfilm 36a ist so ausgebildet, daß die Durchbruchspannung aufrechterhalten bleibt. Aufgrund des Ätzrestes des Polysiliciumfilms, der durch das während der Ausbildung der Übertragungsgateelektrode 35 durchgeführten Ätzens erzeugt wird, tritt dann, wenn eine Antriebsspannung angelegt wird, ein Leckstrom durch den Ätzrest des Polysiliciumfilms auf. Durch Ausbrennen des Ätzrestes des Polysiliciums beim Ausbilden des Zwischenschichtfilms 36a kann der Leckstrom verhindert werden. Da die Vierphasen-Antriebsimpulse, die an die Übertragungsgateelektrode 35 angelegt werden, den Pegel ändern, z. B. -7 V, 0 V und +15 V, besitzt der Zwischenschichtfilm 36b eine Durchbruchspannung von mehr als der maximalen Differenzspannung, nämlich 22 V.
Der Zwischenschichtfilm 36b wird mittels eines Polysiliciumoxidfilms auf der Oberfläche des Zwischenschichtfilms 36a ausgebildet. Die Dicke des Zwischenschichtfilms 36b beträgt ungefähr 100 nm. Der Zwischenschichtfilm 36b wird mit dem CVD-Verfahren ausgebildet. Der Zwischenschicht film 36b wird ausgebildet, um die lokale Absenkung der Durchbruchspannung aufgrund von Gasbläschen oder dergleichen im Zwischenschichtfilm 36a zu verhindern. Um die Menge des Ätzrestes, der während des Ätzens des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 erzeugt wird, zu verringern, ist es erforderlich, die Stufenüberdeckung im Zwischenschichtfilm 36b zu verbessern. Das Niederdruck-CVD-Verfahren ist besser geeignet als das Atmosphärendruck-CVD- Verfahren, um den Zwischenschichtfilm 36b aufwachsen zu lassen. Mit dickerem Zwischenschichtfilm 36b und größerer Lücke zwischen dem ersten Lichtabschirmungsfilm 37 und dem N-Typ-Halbleitersubstrat 31 nimmt das in den Übertragungskanal 33 schräg einfallende Licht zu, wodurch die Schmiergeräusche erhöht werden. Es ist nicht erwünscht, daß der Zwischenschichtfilm 36b die spezifizierte Dicke um ein erhebliches Maß überschreitet.
Um zu verhindern, daß Licht in den Übertragungskanal 33 eindringt und Schmiergeräusche erzeugt, wird der erste Lichtabschirmungsfum 37 ausgebildet. In der Erfindung umfaßt der erste Lichtabschirmungsfilm 37 einen Wolfram- Polycid-Film, der durch Aufeinanderstapeln eines Polysiliciumfilms und eines Wolframsilicidfilms gebildet wird. Der die untere Schicht bildende Polysiliciumfilm des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 (im folgenden als unterer Polysiliciumfilm bezeichnet) wird im Niederdruck-CVD- Verfahren ausgebildet. Die Dicke des unteren Polysiliciumfilms beträgt ungefähr 100 nm. Diese Dicke wird so bestimmt, daß die Belastung zwischen dem Zwischenschichtfilm 36b der Basis und dem die obere Schicht des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 bildenden Wolframsilicidfilm (im folgenden als oberer Wolframsilicidfilm bezeichnet) verringert wird und verhindert wird, daß der obere Silicidfilm abgelöst wird. Um die Schmiergeräusche zu verringern (Verbesserung der Lichtabschirmungseigenschaft des Wolframsilicidfilms), ist es erforderlich, die Dicke des Wolframsilicidfilms zu erhöhen, wobei jedoch die Verarbeitbarkeit des Wolframsilicidfilms in den nachfolgenden Schritten und das Verhindern des Ablösens des Films berücksichtigt werden, so daß die Filmdicke zu 200 nm definiert wird. Bei der Dicke von 200 nm beträgt die Durchlässigkeit für sichtbares Licht ungefähr 0,01 %, wobei diese Filmdicke keine Probleme mit sich bringt, wenn sie als Lichtabschirmungsfilm verwendet wird. Der obere Wolframsilicidfilm kann im Sputterverfahren ausgebildet werden, es ist jedoch im Hinblick darauf, daß seine Dicke im Stufenabschnitt der Übertragungsgateelektrode 35 nicht verringert wird, um die Lichtabschirmungseigenschaft zu verschlechtern, besser, das CVD- Verfahren zu verwenden, das eine hervorragende Überdekkung erzeugt. Die von dem in den Übertragungskanal 33 eintretenden Licht erzeugten Phototräger werden zu Schmiergeräuschkomponenten. Der erste Lichtabschirmungsfilm 37 wird ausgebildet, um ein Eindringen von Licht in den Übertragungskanal 33 zu verhindern und die Erzeugung von Schmiergeräuschen zu vermeiden. Der erste Lichtabschirmungsfilm 37 wird auf dem Zwischenschichtfilm 36b so ausgebildet, daß er die Übertragungsgateelektrode 35 abdeckt und eine Öffnung oberhalb der Photodiode 32 besitzt. Die Positionsbeziehung zwischen dem Ende des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 und dem Ende der Photodiode 32 ist das Ergebnis eines Kompromisses zwischen der Schmiergeräuscheigenschaft und der Empfindlichkeit der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung. Wenn der Endabschnitt des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 über die Photodiode 32 ragt, nimmt das auf die Photodiode 32 einfallende Licht ab, wodurch die Empfindlichkeit absinkt, während das auf den Übertragungskanal 33 einfallende Licht abnimmt und somit die Schmiergeräusche reduziert werden. Wenn das Ende des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 nicht die Nähe des Endes der Photodiode 32 erreicht, wird die Schmiergeräuscheigenschaft ohne eine Verbesserung der Empfindlichkeit verschlechtert. Wie in Fig. 2 gezeigt sollte der Endabschnitt des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 vorzugsweise wenigstens die Nähe des Endes der Photodiode 32 erreichen.
Auf dem ersten Lichtabschirmungsfilm 37 und auf dem Zwischenschichtfilm 36b in der Öffnung im ersten Lichtabschirmungsfilm 37 ist ein zweiter dielektrischer Zwischenschichtfilm 44 bestehend aus einem Siliciumdioxidfilm vorgesehen. Der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm 44 wird mittels des Niederdruck-CVD-Verfahrens oder des Atmosphärendruck-CVD-Verfahrens ausgebildet. Die Dicke des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 beträgt 200 nm. Diese Dicke wird so ermittelt, daß die folgenden zwei Zwecke selbst vom zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 allein erfüllt werden. Der erste Zweck ist, eine Pufferschicht auszubilden, die eine Ätzbeschädigung während des Trokkenätzens zum Mustern des zweiten Lichtabschirmungsfilms 42, die aus Kristalldefekten in der Photodiode 32 resultiert, verhindert. Da in der Ausführungsform ein siliciumhaltiger Aluminiumfilm als zweiter Lichtabschirmungsfilm verwendet wird, kann im allgemeinen keine Wärmebehandlung bei ungefähr 900ºC zur Wiederherstellung nach einer solchen Ätzbeschädigung verwendet werden. Solche Kristalldefekte in der Photodiode stellen ein schwerwiegendes Problem dar, das auf dem Bildschirm als weißer Speicherfehler erscheint. Der zweite Zweck besteht darin, eine spezielle dielektrische Durchbruchspannung zwischen der Übertragungsgateelektrode 35 und der Verdrahtungsschicht, die den ersten Lichtabschirmungsfilm 37, den zweiten Lichtabschirmungsfilm 42 und die Verdrahtungsschicht 41 enthält, zu erhalten. Im Fall der Festkörper Bildaufnahmevorrichtung der Ausführungsform erfordert der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm 44 eine Durchbruchspannung von ungefähr 30 V. Um diese zwei Zwecke zu erreichen, muß anderseits die Dicke des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 erhöht werden, wobei jedoch dieser Lösungsansatz nicht zu empfehlen ist. Das heißt, das in den ersten Lichtabschirmungsfilm 37 durch den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 schräg einfallende Licht nimmt zu. Wenn die Intensität dieses schräg einfallenden Lichts hoch ist, tritt ein Teil des Lichts durch den ersten Lichtabschirmungsfilm 37 hindurch und verursacht Schmiergeräusche. Die Schmiergeräuscheigenschaft ist eine besonders wichtige Eigenschaft einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, so daß es notwendig ist, die Schmiergeräusche so niedrig wie möglich zu halten, wobei es nicht angemessen ist, die Dicke des zweiten Zwischenschichtfilms 44 zu erhöhen.
Ein erster dielektrischer Zwischenschichtfilm 38 aus einem Borphosphorsilicatglas-(BPSG)-Film ist auf dem zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 ausgebildet. Der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 wird mit dem Atmosphärendruck-CVD-Verfahren aufgebaut. Der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 wird bis zu einer Dicke von 600 nm ausgebildet, wobei diese Dicke die Dicke in einem flachen Bereich ist. Aufgrund der schlechten Stufenüberdeckung, die mit dem Atmosphärendruck-CVD- Verfahren erhalten wird, ist die Filmdicke in dem Bereich dünner, in dem die oberste Oberfläche eine konkave Form besitzt. Zum Beispiel beträgt die Aufwachsung auf dem zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 oberhalb der Photodiode 32 im dünnsten Abschnitt nur ungefähr 400 nm. Der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 wird auf der obersten Oberfläche mittels einer Wärmebehandlung bei 900ºC in einer N&sub2;-Atmosphäre geglättet. Der BPSG-Film, der den ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38 bildet, enthält Bor und Phosphor mit ungefähr 3 Gew.-% bzw. ungefähr Gew.-%, wenn er aufgebaut wird. Je höher die Konzentrationen von Bor und Phosphor im BPSG Film ist, desto größer ist der Glättungseffekt auf der obersten Oberfläche während der Glättungswärmebehandlung, wobei jedoch während der Glättungswärmebehandlung Bor und Phosphor aus dem Film nach außen diffundieren können und in der Gasphase reagieren, um körniges Fremdmaterial auf der BPSG-Filmoberfläche zu bilden. Daher sollten die Borund Phosphorkonzentrationen im ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38 vorzugsweise unterhalb der spezifizierten Werte gehalten werden. Andererseits können die Bor- und Phosphorkonzentrationen niedriger sein als spezifiziert, wobei jedoch in diesem Fall die Glättung der obersten Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 beeinträchtigt wird. Die Konzentrationen von Bor und Phosphor können in einen Bereich gesenkt werden, der die folgenden Glättungsanforderungen erfüllt. Die geglättete Form hängt insbesondere von der Borkonzentration ab, wobei die untere Grenze in dieser Ausführungsform ungefähr 1,2 Gew.-% beträgt. Die geglättete Form kann verbessert werden durch Erhöhen der Dicke des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38, wobei jedoch im Fall des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 hinsichtlich der Schmiergeräuscheigenschaft nicht erwünscht ist, die Filmdicke zu erhöhen.
Das Glätten der obersten Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 33 soll sicherstellen, daß der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 ausreichende Abdekkungseigenschaften besitzt und frei von Rissen ist, und soll ferner das Überätzen im Trockenätzschritt reduzieren. Je weniger die oberste Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 glatt ist, desto mehr Überätzen ist erforderlich. Dies bewirkt eine Zunahme der weißen Speicherfehler, die aus häufigeren Ätzbeschädigungen der Photodiode 32 resultieren. In der Struktur der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Ausführungsform beträgt der maximale Gradient der obersten Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 ungefähr 700, während die Überätzzeit für das erforderliche Ätzen im flachen Bereich der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung bei ungefähr 60 % unter den gleichen Ätzbedingungen ausreichend sein kann und das Ätzen ohne Ätzrest und Erzeugung von weißen Speicherfehlern erreicht werden kann. Je steiler der Gradient ist, desto mehr Überätzen ist erforderlich, wodurch leicht weiße Speicherfehler hervorgerufen werden. Die oberste Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 33 sollte nicht überhängen.
Der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 wird bis zu einer Dicke von 60 nm aufgebaut, jedoch ist er dünner als im Stufenabschnitt der Basisebene aufgrund der Zähflüssigkeit zum Zeitpunkt der Glättungsbehandlung. Zum Beispiel beträgt die Dicke des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 im Schulterabschnitt des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 nach der Glättungswärmebehandlung ungefähr 300 nm.
In der in Fig. 2 gezeigten Schnittansicht der Festkörper Bildaufnahmevorrichtung ist im Schulterabschnitt des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 beseitigt, wobei sich der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 und der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm 44 berühren. Dies liegt an folgendem Grund. Im Herstellungsprozeß der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nimmt die Filmdicke durch das Ätzen der obersten Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 ab. Die Beziehung zwischen diesem Ätzen und der Dickenreduktion des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 wird im folgenden genauer beschrieben.
Ein zweiter Lichtabschirmungsfilm 42 ist auf dem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38 oberhalb des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 ausgebildet. Der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 besteht aus einem Aluminiumfilm, der 1 % Silicium enthält. Die Verwendung eines siliciumhaltigen Aluminiumfilms als zweiter Lichtabschirmungsfilm 42 bewirkt, daß er in den gleichen Filmausbildungs- und Ätzschritten hergestellt werden kann wie die Verdrahtungsschicht 41, wodurch der Gesamtprozeß vereinfacht wird. Wenn der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 durch Filmausbildungs- und Ätzschritte ausgebildet wird, die sich von denjenigen der Verdrahtungsschicht 41 unterscheiden, kann z. B. reines Aluminium verwendet werden. In diesem Fall kann das Problem der Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit aufgrund von Siliciumknollen, die beobachtet wird, wenn die Wärmebehandlung auf siliciumhaltiges Aluminium angewendet wird, vermieden werden. Die Filmdicke des siliciumhaltigen Aluminiums zum Ausbilden des zweiten Lichtabschirmungsfilms 42 beträgt 1 um. Bei dieser Filmdicke beträgt die Lichtdurchlässigkeit des zweiten Lichtabschirmungsfilms 42 0,01 %, wobei eine ausreichende Lichtabschirmungseigenschaft für praktische Zwecke erreicht wird. Während der erste Lichtabschirmungsfilm 37 den Einfall von Licht aus einer schrägen Richtung auf den Übertragungskanal 33 verhindert, ist der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 hauptsächlich vorgesehen, um ein Einfallen intensiven Lichts aus vertikaler Richtung auf den Übertragungskanal 33 durch den ersten Lichtabschirmungsfilm 37 zu verhindern. Der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 überdeckt wenigstens den gesamten Übertragungskanal 33. Der Endabschnitt des zweiten Lichtabschirmungsfilms 42 sollte vorzugsweise nicht über die Photodiode 32 jenseits des Endes des ersten Lichtabschirmungsfilms 37 hinausstehen, um nicht die Empfindlichkeit der Photodiode 32 zu verringern.
Das Kontaktloch 39 wird durch Ätzen und Entfernen des dielektrischen Gatefilms 34, des Zwischenschichtfilms 36a, des Zwischenschichtfilms 36b, des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 und des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 geöffnet. Das Kontaktloch 39 ist in den Randabschnitten der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vorhanden, wobei die geometrische Beziehung zum Bildaufnahmebereich der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nicht kritisch ist. Fig. 2 zeigt es aus Bequemlichkeitsgründen in der Nähe des Bildaufnahmebereichs der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung. Die Größe des Kontaktlochs 39 beträgt ungefähr 5 um mal ungefähr 5 um. Obwohl in Fig. 2 nicht gezeigt, beträgt der minimale Durchmesser des Kontaktlochs, das zum Anlegen von Antriebsimpulsen an die Übertragungsgateelektrode 35 vorgesehen ist, ungefähr 1 um, wobei diese geöffnet werden durch Ätzen und Entfernen des Zwischenschichtfilms 36a, des Zwischenschichtfilms 36b, des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 und des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38.
Am Boden des Kontaktlochs 39 ist eine N-Typ-Diffusionsschicht 40 vorhanden, die durch thermisch diffundierendes Phosphor gebildet wird. Die N-Typ-Diffusionsschicht 40 wird gebildet durch die Wärmebehandlung nach dem Öffnen des Kontaktlochs 39 in einer phosphorhaltigen Atmosphäre wie z. B. POCL&sub3; oder PH&sub3;. Die N-Typ-Diffusionsschicht 40 wird ausgebildet, um einen ohmschen Kontakt zwischen der Verdrahtungsschicht 41 und dem N-Typ-Halbleitersubstrat 31 zu erhalten. Der Flächenwiderstand der N-Typ-Diffusionsschicht 40 beträgt ungefähr 5 bis 10 Ω/ . Die N-Typ- Diffusionsschicht 41 ist ungefähr 2 um tief.
Die Verdrahtungsschicht 41 besteht aus aluminiumhaltigem Silicium. Der Siliciumgehalt der Verdrahtungsschicht 41 beträgt ungefähr 1 %. Die Dicke der Verdrahtungsschicht 41 beträgt ungefähr 1 um. Die Verdrahtungsschicht 41 ist mit dem N-Typ-Halbleitersubstrat 31 über das Kontaktloch 39 verbunden, wobei eine Spannung angelegt wird. Eine Spannung von ungefähr 10 V wird an das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 angelegt, wobei die in der Photodiode 32 erzeugten Phototräger in das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 geführt werden, so daß sie nicht in den Übertragungskanal 33 entweichen. Zum Zeitpunkt eines Vertikalrückzugs wird eine Spannung von ungefähr 30 V an das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 angelegt. Der Vertikalrückzug dient zum Zurückziehen aller Phototräger, die sich in der Photodiode 32 angesammelt haben, zwangsweise in das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 durch Anlegen einer Spannung von ungefähr 30 V an das N-Typ-Halbleitersubstrat 31, was sozusagen die Verschlußaktion der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung darstellt.
Auf der obersten Oberfläche der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird mittels dem plasmaunterstützten CVD- Verfahren ein endgültiger Siliciumdioxidschutzfilm 43 ausgebildet. Die Dicke des endgültigen Schutzfilms 43 beträgt 400 nm. Der endgültige Schutzfilm 43 schützt die oberste Oberfläche der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung vor z. B. einem Eindringen von beweglichen Ionen von außen.
Die Operation einer solchen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird im folgenden beschrieben. Licht gelangt von außen in die Photodiode 32, die auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 31 ausgebildet ist. In der Photodiode 32 findet die photoelektrische Umsetzung statt und es werden in Abhängigkeit von der Anzahl der die Photodiode 32 erreichenden Photonen Phototräger erzeugt und akkumuliert. Wenn in diesem Zustand ein Spannungsimpuls von +15 V an die Übertragungsgateelektrode 35 angelegt wird, werden die Phototräger in den Übertragungskanal 33 ausgelesen.
Als nächstes werden Spannungsimpulse, die abwechselnd die Spannungen 0 V und -7 V wiederholen, an die Übertragungsgateelektrode 35 angelegt, wobei die Phototräger innerhalb des Übertragungskanals 33 zur spezifizierten Ausgangseinheit übertragen werden. An den ersten Lichtabschirmungsfilm 37 und den zweiten Lichtabschirmungsfilm 42 werden Spannungen angelegt.
Eine Spannung von der Verdrahtungsschicht 41 wird an das N-Typ-Halbleitersubstrat 31 angelegt. Üblicherweise wird eine Spannung von ungefähr 10 V angelegt, wobei die aus der Photodiode 32 überlaufenden Phototräger in das N-Typ- Halbleitersubstrat 31 gezogen werden und somit nicht in den Übertragungskanal 33 fließen. Zum Zeitpunkt der "Verschlußaktion" wird eine Spannung von ungefähr 30 V angelegt. Dies soll die Verschlußaktion der Festkörper Bildaufnahmevorrichtung bewirken, indem alle innerhalb der Photodiode 32 akkumulierten Phototräger in das N-Typ- Halbleitersubstrat 31 zurückgezogen werden.
In der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung in der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung besteht ein dielektrischer Zwischenschichtfilm aus einem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38 und einem darauf gestapelten zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44. Bei dem spezifizierten Ätzen wird für den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 eine Ätzrate gewählt, die wesentlich geringer ist als die für den ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38. In der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung mit einer solchen Konstruktion findet nach dem spezifizierten Ätzen dann, wenn der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 in einem durch eine Glättungsbehandlung verdünnten Abschnitt beseitigt wird und dieses spezifizierte Ätzen den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 erreicht, kaum ein Ätzen des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 statt.
Aufgrund dieses Effekts wird eine qualitativ hochwertige und stabile Ausbeute erreicht.
Im Herstellungsprozeß der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung wird das Ätzen auf der obersten Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 nach der Glättungswärmebehandlung durchgeführt. Dieses Ätzen wird im folgenden beschrieben und wird ausgeführt, bevor der zweite Lichtabschirmungsfilm 42 ausgebildet wird. Die N- Typ-Diffusionsschicht 40 wird ausgebildet durch eine Festphasendiffusion von Phosphor aus dem Phosphorglas (der (nicht gezeigte) P&sub2;O&sub5;-Film, der über der gesamten Oberfläche der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ausgebildet ist). Dieser Phosphorglasfilm ist unnötig, nachdem der N-Typ-Diffusionsfilm 41 ausgebildet ist, und wird daher mittels Naßätzen unter Verwendung einer Mischlösung von Wasser (H&sub2;O) und Flußsäure (HF) entfernt. Das Mischverhältnis der Wasser:Flußsäure-Lösung beträgt 20:1. Dieses Mischverhältnis wird eingestellt, um einen Kompromiß zwischen der Steuerbarkeit der Ätzgeschwindigkeit und dem Durchsatz zu schaffen. Die Dicke des auf zuwachsenden Phosphorglasfilms beträgt ungefähr 50 nm oder weniger, wobei es schwierig ist, die Ätzgeschwindigkeit unter Verwendung dieser chemischen Lösung genau zu messen. Um z. B. jedoch das Entfernen dieses Phosphorglasfilms in einem Langsamzirkulationsbereich der chemischen Lösung zu vervollständigen, wie z. B. im Kontaktloch der Übertragungsgateelektrode 35 mit einem minimalen Durchmesser von 1 um (Seitenverhältnis ungefähr 1) in der Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung, reichen üblicherweise ungefähr 20 Sekunden aus, um die Wirkungen von Schwankungen zwischen den Losen und von Schwankungen aufgrund der Ermüdung der chemischen Lösung zuzulassen. Andererseits beträgt die Ätzgeschwindigkeit dieser chemischen Lösung auf dem BPSG-Film des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 und des Siliciumdioxidfilms für den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 jeweils 450 nm/min bzw. 30 nm/min. Es wird jedoch bestätigt, daß die Diffusion des Phosphors aus dem Phosphorglasfilm auf dem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38 aus dem Phosphorglasfilm aus der Oberfläche bis zu einer Tiefe von ungefähr 200 nm stattfindet, wobei diese mittlere Ätzgeschwindigkeit in diesem Bereich auf ungefähr 1000 nm/min erhöht wird.
Das Naßätzen ist im allgemeinen ein Stapelprozeß, bei dem mehrere Halbleitersubstrate, die in einer Kassette enthalten sind, in einem Tank mit zirkulierender Chemielösung plaziert werden, der mit einer bestimmten Ätzlösung gefüllt ist. Dieses Verfahren verwendet eine kostengünstige Vorrichtung, jedoch ist die Steuerbarkeit am Startpunkt und am Endpunkt des Ätzens gering, wobei die chemische Lösung ermüdet, wenn der Ätzprozeß wiederholt durchgeführt wird. Außerdem hängt die Zirkulation der chemischen Lösung von der Stückzahl und der Anordnung der Halbleitersubstrate ab. Ferner ist bekannt, daß sehr viele Faktoren die Ätzgeschwindigkeit beeinflussen. Diese Faktoren verursachen erhebliche Schwankungen der Filmdickenreduktion, insbesondere wenn die Ätzzeit kurz ist. Außerdem bewirkt die Phosphordiffusionsschicht, die sich von der Oberfläche des ersten dielektrischen Films 38 bis zu einer Tiefe von 20 nm erstreckt, eine Schwankung der Filmdickereduktion. Die Dickenreduktion des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 durch das Naßätzen liegt immer im Bereich von 200 bis 400 nm, wenn die Schwankungen gut kontrolliert werden. Genauer ergeben sich individuelle Unterschiede in der Ätzzeit, wenn das Laden und Entladen der chemischen Lösung von unterschiedlichen Arbeitern manuell durchgeführt wird. Somit werden die Schwankungen der Filmdickenreduktion weiter ausgeweitet. In einem dickeren Abschnitt des Basismaterials, wie z. B. der Schulter des ersten Lichtabschirmungsfilms 37, wird die Dicke des ersten dielektrischen Zwischenschicht films 38 durch die Glättungswärmebehandlung auf 300 nm verringert. Wenn daher die Filmreduktion auf die größere Seite voreingestellt wird, wird sie wie in Fig. 2 geätzt und entfernt, wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm 44 freigelegt wird. Im Fall einer Ausbeulung im Basismaterial, z. B. über der Photodiode 32, wird im dünneren Bereich des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 vom Beginn des Stapelns an der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm 44 ebenfalls freigelegt. Wenn das Ätzen den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 erreicht, ist dessen Filmdickenreduktion sehr klein. Das heißt, da die Ätzgeschwindigkeit des Siliciumdioxidfilms, der den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 44 bildet, 30 nm/min beträgt, ist die Filmdickenreduktion in dem durch das Ätzen freigelegten Bereich kleiner als 10 nm. Der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm 44 spielt somit die Rolle eines Stoppers für das Ätzen Wie oben erwähnt worden ist, bewirkt der zweite dielektrische Film 44 das Aufrechterhalten der diele ktrischen Zwischenschichtdurchbruchspannung und spielt die Rolle einer Ätzbeschädigungs-Pufferschicht. Es ist somit kein Problem, wenn der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 im dünnen Bereich beseitigt wird.
Andererseits fließt aus dem dickeren Abschnitt einer Stufe im Basismaterial ein viskoser Fluidfilm in den ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 38 und erhöht dessen Filmdicke. Der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 38 verschwindet nicht, wenn die Schwankungen der Filmdicke innerhalb des oben genannten Bereichs liegen. Als Folge hiervon wird die geglättete Form der obersten Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 kaum beeinträchtigt, wobei die Überätzzeit nicht bis wenigstens zum Auftreten einer Beeinträchtigung oder von Rissen im Stufenbedeckungsabschnitt des zweiten Lichtabschirmungsfilms 42 oder des Ätzens des zweiten Lichtabschirmungsfilms 42 ausgedehnt wird.
In einer herkömmlichen Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung ergeben sich die folgenden Probleme. In einer Festkörper- Bildaufnahmevorrichtung bestand der dielektrische Zwischenschichtfilm, der zwischen dem ersten Lichtabschirmungsfilm 37 und dem zweiten Lichtabschirmungsfilm 42 liegt, bisher aus einem BPSG-Film (im folgenden mit Zwischenschicht-BPSG-Film bezeichnet). Um die Probleme der dielektrischen Zwischenschichtdurchbruchspannung und des Ätzbeschädigungspuffers zu lösen, muß die Dicke des Zwischenschicht-BPSG-Films wenigstens 200 nm betragen, wobei die Stapelbedingung zum Erhalten dieser Filmdicke eine Dicke von 900 nm ist. Diese Filmdicke ergibt sich aus der Tatsache, daß die Filmdicke im dickeren Basisabschnitt durch das Glätten abnimmt und daß die Filmreduktion aufgrund des Ätzens und Entfernens des Phosphorglasfilms im Fall der bevorzugten Steuerbarkeit maximal 400 nm beträgt. Bei der Herstellung von Produkten sollte der Spielraum im Hinblick auf Schwankungen aufgrund der Unterschiede zwischen Arbeitern im Arbeitsprozeß innerhalb der Filmdicke angesiedelt sein, wobei eine noch größere Filmdicke erforderlich ist unter der Berücksichtigung, daß die Ätzgeschwindigkeit des Zwischenschicht- BPSG-Films relativ hoch ist und bei 450 nm/min liegt. Unter Berücksichtigung der Filmdickeschwankungen beim Aufstapeln im Zwischenschicht-BPSG-Film muß die Stapelfilmdicke mehr als 1100 nm betragen.
Wenn jedoch im allgemeinen der BPSG-Film unter Verwendung des Atmosphärendruck-CVD-Verfahrens aufwächst, nehmen die durch die Gasphasenreaktion erzeugten Partikel mit zunehmender Filmdicke zu, wodurch die Ausbeute gesenkt wird. Inzwischen wird das durch das Ätzen und Entfernen des Zwischenschicht-BPSG-Films geöffnete Kontaktloch mittels Reaktivionenätzen unter Verwendung eines Fluorkohlenwasserstoffgases wie z. B. CHF&sub3; als Ätzgas verarbeitet, wobei jedoch aus Erfahrung bekannt ist, daß mit der Zunahme der Dicke des BPSG-Films leicht eine anomale Abscheidung im Ätzbereich auftritt. Diese anomale Abscheidung ist ein Polymer, das hauptsächlich aus Kohlenstoff und Fluor entsteht, wobei dieses Problem insbesondere in BPSG-Filmen häufig auftritt, wobei jedoch keine weiteren Einzelheiten entdeckt wurden, jedoch ist dies auf jeden Fall einer der Faktoren, die die Ausbeute senken.
Wenn außerdem wie oben erwähnt die Dicke im dielektrischen Zwischenschichtfilm zwischen dem ersten Lichtabschirmungsfilm 37 und dem zweiten Lichtabschirmungsfilm 42 erhöht wird, wird die Schmiergeräuscheigenschaft der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung beeinträchtigt. Wenn die herkömmliche Konstruktion der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung hergestellt wird durch Definieren der Filmdicke nach dem Aufwachsen des Zwischenschicht-BPSG- Films mit einer minimalen Grenze von 900 nm, werden diejenigen, die hinsichtlich der dielektrischen Zwischenschichtdurchbruchspannung konform sind, im selben dielektrischen Zwischenschichtfilm des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 und des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 44 der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung in der Struktur der Ausführungsform ausgebildet, wobei ein ähnlicher Schmiergeräuschwert erhalten wird, jedoch wurde die Ausbeute aufgrund des Auftretens von Fehlern der Zwischenschichtdurchbruchspannung und von weißen Speicherfehlern gesenkt.
Im Gegensatz hierzu dient in der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 44 als Ätzstopper, wobei hinsichtlich der dielektrischen Zwischenschichtdurchbruchspannung oder des Ätzbeschädigungs-Puffers kein Problem verursacht wird. Es ist daher nicht erforderlich, die Dicke des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 38 zu erhöhen, um den Spielraum zu erhalten, wobei das Polymer nicht abgeschieden wird, wenn die Partikel oder das Kontaktloch zum Zeitpunkt des Filmaufwachsens geätzt werden, und wobei die Schmiergeräuschverschlechterung nicht auftritt. Es ist somit möglich, die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung mit hoher Qualität und stabiler Ausbeute herzustellen.
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 3 bis 7 das Herstellungsverfahren der Erfindung beschrieben.
Zuerst wird auf der Hauptebene eines N-Typ-Halbleitersubstrats 51 ein Thermaloxidfilm 52 von ungefähr 100 nm Dicke ausgebildet. Ein (nicht gezeigter) Photoresist wird auf das N-Typ-Halbleitersubstrat 51 aufgetragen, wobei der Bereich einer ersten P-Typ-Diffusionsschicht 53 freigelegt und entwickelt wird, wodurch ein Resistmuster ausgebildet wird. Unter Verwendung des Resistmusters als Maske werden Borionen implantiert. Die Ionenimplantation wird unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 100 keV und einer Implantationsdosis von ungefähr 10¹² cm&supmin;² durchgeführt. Anschließend wird in einer N&sub2;- Atmosphäre eine Wärmebehandlung über mehrere Stunden bei einer Wärmebehandlungstemperatur von 1100ºC durchgeführt, wobei die Borionen bis zu einer Tiefe von ungefähr 5 um in das N-Typ-Halbleitersubstrat 51 diffundieren, wodurch eine erste P-Typ-Diffusionsschicht 53 ausgebildet wird. Gleichzeitig wird durch diese Wärmebehandlung das ionenimplantierte Bor aktiviert (Fig. 3).
Anschließend wird auf das N-Typ-Halbleitersubstrat 51 ein (nicht gezeigter) Photoresist aufgetragen, woraufhin der Bereich einer Photodiode 54 freigelegt und entwickelt wird, wodurch ein Resistmuster ausgebildet wird. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske werden Phosphorionen implantiert. Die Ionenimplantation wird unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von mehreren hundert keV und einer Implantationsdosis von ungefähr 10¹² cm&supmin;² durchgeführt. Später wird in einer N&sub2;-Atmosphäre eine Wärmebehandlung bei 1000ºC oder mehr durchgeführt. Als Ergebnis hiervon beträgt die Implantationstiefe der Photodiode 54 ungefähr 2 um. Somit wird die Photodiode 54 im spezifizierten Bereich der ersten P-Typ- Diffusionsschicht 53 ausgebildet.
Nach Entfernen des Resists auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 51 wird erneut ein (nicht gezeigter) Photoresist auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 51 ausgebildet. Durch Belichten und Entwickeln des Bereichs einer zweiten P- Typ-Diffusionsschicht 55 wird ein Resistmuster ausgebildet. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske werden Borionen implantiert. Die Ionenimplantation wird unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von ungefähr 100 keV und einer Implantationsdosis von 10¹² cm&supmin;² durchgeführt. Als Folge hiervon beträgt die Diffusionstiefe der zweiten P-Typ-Diffusionsschicht 55 schließlich ungefähr 1 um. Somit wird die zweite P-Typ- Diffusionsschicht 55 auf der ersten P-Typ-Diffusionsschicht 53 ausgebildet, die eine P-Typ-Wanne bildet, um zu verhindern, daß Geräuschladungen, die im N-Typ-Halbleitersubstrat 51 erzeugt werden, in den Übertragungskanal diffundieren.
Nach Entfernen des Resistmusters auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 51 wird ein (nicht gezeigter) Photoresist auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 51 ausgebildet. Durch Belichten und Entwickeln des Übertragungskanals 56 wird ein Resistmuster ausgebildet. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske werden Phosphorionen implantiert. Die Ionenimplantation wird unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von ungefähr 100 keV und einer Implantationsdosis von 10¹² cm&supmin;² durchgeführt. Als Folge hiervon beträgt die Diffusionstiefe des Übertragungskanals 56 ungefähr 0,5 um. Somit wird der Übertragungskanal 56 ausgebildet.
Anschließend wird nach Entfernen des Photoresists vom N- Typ-Halbleitersubstrat 51 erneut ein (nicht gezeigter) Photoresist auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 51 ausgebildet. Durch Belichtung und Entwickeln eines Bereichs eines dritten P-Typ-Diffusionsbereichs 57 wird ein Resistmuster ausgebildet. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske werden Borionen implantiert. Die lonenimplantation wird unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von einigen keV und einer Implantationsdosis von 10¹² cm&supmin;² durchgeführt. Als Ergebnis beträgt die Implantationstiefe der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 57 ungefähr 1 um. Durch Implantieren unter solchen Bedingungen kann die Schwellenspannung zwischen der Photodiode 54 und dem Übertragungskanal 56 gesteuert werden. Somit wird die dritte P-Typ-Diffusionsschicht 57 zum Steuern des zum Auslesen der Phototräger aus der Photodiode 54 in den Übertragungskanal 56 benötigten Potentials zwischen der Photodiode 54 und dem Übertragungskanal 56 ausgebildet.
Als nächstes wird nach dem Entfernen des Photoresists vom N-Typ-Halbleitersubstrat 51 erneut ein (nicht gezeigter) Photoresist auf das N-Typ-Halbleitersubstrat 51 aufgetragen. Durch Belichten und Entwickeln des Bereichs einer vierten P-Typ-Diffusionsschicht 58 wird ein Resistmuster ausgebildet. In dieses Resistmuster werden Borionen implantiert. Die lonenimplantation wird unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von mehreren keV und einer Implantationsdosis von ungefähr 10¹³ cm&supmin;² durchgeführt. Als Ergebnis beträgt die Implantationstiefe der vierten P-Typ-Diffusionsschicht 58 ungefähr 1 um. Da die vierte P-Typ-Diffusionsschicht 58 vom benachbarten Element getrennt ist, ist die Schwellenspannung höher eingestellt, so daß bei einer beliebigen zum Zeitpunkt des Betriebs angelegten Spannung keine Leitung stattfindet. Zu diesem Zweck wird die Störstellenkonzentration der vierten P-Typ-Diffusionsschicht 58 relativ hoch eingestellt. Insbesondere sollte sie höher eingestellt sein als die Störstellenkonzentration der dritten P-Typ-Diffusionsschicht 57 (Fig. 4).
Als dielektrischer Gatefilm 59 wird ein Siliciumoxidfilm bis zu einer Dicke von ungefähr 50 nm mittels des pyrogenen Oxidationsverfahrens ausgebildet. Darauf wächst ein Polysiliciumfilm bis zu einer Dicke von ungefähr 600 nm im Niederdruck-CVD-Verfahren auf, wobei dessen Flächenwiderstand mittels Phosphordotierung auf ungefähr 10 Ω eingestellt wird. Auf diesen Polysiliciumfilm wird ein Photoresist aufgetragen, belichtet und entwickelt, wobei ein Resistmuster einer Übertragungsgateelektrode 56' ausgebildet wird. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske wird der Polysiliciumfilm einem Reaktivionenätzen in einer Mischatmosphäre aus Fluorgas und Chlorfluorkohlenstoffgas ausgesetzt, wodurch die Übertragungsgateelektrode 56' ausgebildet wird.
Anschließend wird als Zwischenschichtfilm 60a ein Siliciumoxidfilm von ungefähr 200 nm Dicke mittels des pyrogenen Oxidationsverfahrens ausgebildet. Um das Verringern einer Durchbruchspannung aufgrund von Gasbläschen oder anderen Defekten im Polysiliciumoxidfilm zu verhindern, wird über diesem ein Zwischenschichtfilm 60b aus einem Siliciumdioxidfilm bis zu einer Dicke von ungefähr 100 nm mittels des Niederdruck-CVD-Verfahrens ausgebildet. Die Dicke des Polysiliciumoxidfilms beträgt ungefähr 200 nm.
Dieser Wert ist so eingestellt, um einen phasenrichtigen Leckstrom zu verhindern, der auftreten kann, wenn ein Antriebsimpuls angelegt wird. Wie der Zwischenschichtfilm 60b des Siliciumoxidfilms wird der Siliciumoxidfilm unter Verwendung von TEOS-Gas in dieser Ausführungsform abgelegt. Wenn die Dicke des Zwischenschichtfilms 60b zu 100 nm definiert ist, kann seine Durchbruchspannung auf 30 V oder mehr eingestellt werden.
Ein Polysiliciumfilm (im folgenden als unterer Polysiliciumschichtfilm bezeichnet) wird mit ungefähr 100 nm ausgebildet. Die Dicke des Polysiliciumfilms beträgt 100 nm, um ein Ablösen durch die Spannungsbelastung des anschließend ausgebildeten Wolframsilicidfilms (im folgenden als oberer Wolframsilicidschichtfilm bezeichnet) zu verhindern, wenn die Dicke des Polysiliciumfilms weiter verdünnt wird. Die Temperatur zum Zeitpunkt des Aufwachsens des Polysiliciumfilms beträgt 900ºC oder weniger, wobei aufgrund dieses Niedertemperatur-Aufwachsens das Störstellenprofil der Diffusionsschicht im N- Typ-Halbleitersubstrat 51 kaum verändert wird. Wenn das Störstellenprofil durch Wärme diffundiert oder verändert wird, kann dies eine Senkung des Sättigungsausgangswerts in der Leseeigenschaft der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung verursachen.
Mit dem CVD-Verfahren wird ein Wolframsilicidfilm 61 bis zu ungefähr 200 nm ausgebildet. Er wird erhalten durch die Reduktionsreaktion zwischen Wolframhexafluorid und Wasserstoffgas. Bei dieser Filmdicke beträgt die Lichtdurchlässigkeit 0,02 %. Der Wolframsilicidfilm kann mittels Sputtern unter Verwendung einer Entladung in einer Argongasatmosphäre bei 20 mTorr oder weniger anstelle des CVD-Verfahrens ausgebildet werden. Da jedoch im CVD-Verfahren die Stufenüberdeckung hervorragend ist, ist der Wolframsilicidfilm im Stufenabschnitt an der Seite der Übertragungsgateelektrode 35 nicht in der Dicke reduziert, wobei es günstig ist, daß wie im Fall eines flachen Films eine hohe Opazität erhalten wird. Ein Siliciumoxidfilm, der als zweiter dielektrischer Zwischenschichtfilm 62 verwendet werden soll, wird bis zu einer Dicke von ungefähr 200 nm mit dem Atmosphärendruck CVD-Verfahren unter Verwendung von Silangas und Sauerstoff ausgebildet. Das Atmosphärendruck-CVD-Verfahren wird verwendet, da der Prozeß durch Aufwachsen des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 62 gleichzeitig in der gleichen Vorrichtung wie der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 63, der im Atmosphärendruck-CVD- Verfahren ausgebildet wird, vereinfacht werden kann. Außerdem kann z. B. ein Siliciumoxidfilm, der mit dem Niederdruck-CVD-Verfahren unter Verwendung von TEOS-Gas aufgebracht worden ist, als zweiter dielektrischer Zwischenschichtfilm 62 verwendet werden. Die Dicke des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 62 allein kann die folgenden zwei Forderungen erfüllen. Erstens bietet er eine Pufferschicht zum Verhindern der Erzeugung von Kristalldefekten in der Photodiode 54 durch Ätzbeschädigung zum Zeitpunkt des Trockenätzens zum Mustern des zweiten Lichtabschirmungsfilms 64 im späteren Prozeß. Zweitens wird eine dielektrische Durchbruchspannung zwischen der Übertragungsgateelektrode 56' und der Verdrahtungsschicht, bestehend aus dem ersten Lichtabschirmungsfilm 61, dem zweiten Lichtabschirmungsfilm 64 und der Verdrahtungsschicht 65, aufrechterhalten. Wenn andererseits die Dicke des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 62 für die obenerwähnten Zwecke erhöht wird, nimmt das aus einer schrägen Richtung einfallende und den ersten Lichtabschirmungsfilm 61 durchdringende Licht zu, wobei Schmiergeräusche erzeugt werden, weshalb es nicht erwünscht ist, die Dicke mehr als notwendig zu erhöhen.
Anschließend wird ein BPSG-Film als erster dielektrischer Zwischenschichtfilm 63 mittels des Atmosphärendruck-CVD- Verfahrens unter Verwendung einer Mischung aus Silangas, Phosphingas und Diborangas ausgebildet. Das Mischungsverhältnis von Silangas, Phosphingas und Diborangas wird so festgelegt, daß die Bor- und Phosporkonzentrationen des BPSG-Films ungefähr 3 Gew.-% bzw. ungefähr 6 Gew.-% betragen. Die Dicke dieses BPSG-Films beträgt ungefähr 600 nm. Anschließend wird in einer N&sub2;-Atmosphäre durch eine Wärmebehandlung bei 900ºC ein Fließen in diesem BPSG-Film bewirkt, wobei die oberste Oberfläche des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 63 geglättet wird. Als Folge der viskosen Fluidität zu diesem Zeitpunkt beträgt die Dicke des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 63 im Stufenbereich des ersten Lichtabschirmungsfilms 61 ungefähr 30 nm. Durch die Wärmebehandlung bei 900ºC oder darüber wird das bisher auf dem N- Typ-Halbleitersubstrat 51 ausgebildete Störstellenprofil der Diffusionsschicht verändert, wobei die Leseeigenschaft und der Sättigungsausgang der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung verringert werden. Hierbei liegt der Grund für die Wärmebehandlung in der N&sub2;-Atmosphäre anstatt einer Wärmebehandlung in einer pyrogenen Atmosphäre, in der eine eher bevorzugte flache Form erhalten werden kann, darin, daß die pyrogenen Moleküle durch den ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 63 und den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm 62 dringen und den Silicidfilm oxidieren, wodurch die Form des ersten Lichtabschirmungsfilms 61 zerstört wird (Fig. 5).
Auf dem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 63 wird ein (nicht gezeigter) Photoresist ausgebildet, wobei der gewünschte Kontaktlochbereich, der ein Kontaktloch 66 enthält, belichtet und entwickelt wird und ein Resistmuster für das Kontaktloch ausgebildet wird. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske wird mittels Fluorhydrocarbongas ein Reaktivionenätzen durchgeführt. Somit wird das Kontaktloch 66 ausgebildet.
Bei einer Erwärmung auf 900ºC in einer Mischgasatmosphäre aus POCI&sub3; und O&sub2; wird auf der Oberfläche der Halbleitervorrichtung ein Phosphorglasfilm (nicht gezeigter P&sub2;O&sub5;- Film) von ungefähr 50 nm Dicke ausgebildet. Gleichzeitig diffundiert der Phosphor aus dem Phosphorglasfilm in die feste Phase, wobei eine N-Typ-Diffusionsschicht 65 ausgebildet wird. Diese Wärmebehandlung sollte vorzugsweise bei 900ºC durchgeführt werden, so daß die verschiedenen Diffusionschichten, die bisher auf dem N-Typ-Halbleitersubstrat 51 ausgebildet worden sind, nicht thermisch diffundieren. Der Flächenwiderstand der N-Typ-Diffusionsschicht 65 beträgt 5 bis 10 Ω/ . Zu diesem Zeitpunkt diffundiert der Phosphor in ähnlicher Weise auf der (nicht gezeigten) Rückseite des N-Typ-Halbleitersubstrats 51 in die feste Phase. Mit dieser Phosphordiffusionsschicht wird eine Getterungsschicht ausgebildet, um diejenigen Schwermetallelemente zu gettern, die Störstellen sind, welche die Elemente beeinträchtigen und Kristalldefekte hervorrufen, was sehr nützlich ist. Der Flächenwiderstand dieser Getterungsschicht beträgt ebenfalls 5 bis 10 Ω/ .
Anschließend wird unter Verwendung einer Mischlösung aus Flußsäure und Wasser der ausgebildete Glasfilm auf der gesamten Oberfläche der Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung entfernt. Das Mischverhältnis von Wasser:Flußsäure beträgt hinsichtlich der Steuerbarkeit des Ätzens und des Durchsatzes vorzugsweise ungefähr 20:1. Wenn das Mischverhältnis der Flußsäure kleiner ist, kann die Ätzzeit verlängert werden. Wenn das Mischverhältnis der Flußsäure größer ist, kann die Ätzsteuerbarkeit beeinträchtigt werden. Die Ätzzeit bei diesem Mischverhältnis kann ungefähr 20 Sekunden betragen. Da zu diesem Zeitpunkt der erste dielektrische Zwischenschichtfilm 62 ebenfalls geätzt wird und die Dicke in einem Bereich von 20 nm bis 40 nm verringert wird, kann der erste Lichtabschirmungsfilm 62 im Stufenbereich des ersten Lichtabschirmungsfilms 61 freigelegt werden (Fig. 6).
Durch Sputtern unter Verwendung einer Entladung in einer Argonatmosphäre bei 20 mTorr oder weniger wird der siliciumhaltige Aluminiumfilm aufgebracht, wobei ein (nicht gezeigter) Photoresist aufgebracht wird und ein Resistmuster eines zweiten Lichtabschirmungsfilms 64 und einer Verdrahtungsschicht 65 ausgebildet wird. Unter Verwendung dieses Resistmusters als Maske wird ein Reaktivionenätzen in Chlorgas durchgeführt, wobei die zweite Lichtabschirmung 64 und die Verdrahtungsschicht 65 ausgebildet werden. Wenn Kristalldefekte in der Photodiode 44 auftreten, kann keine Hochtemperaturwärmebehandlung bei ungefähr 900ºC zur Wiederherstellung angewendet werden. Daher soll das Ätzen unter Verwendung einer Entladungs-HF-Leistung bei niedrigem Pegel durchgeführt werden, um die Beschädigung zu bewirken.
Schließlich wird mit dem plasmaunterstützten CVD-Verfahren unter Verwendung von Silangas und N&sub2;O ein Siliciumoxidfilm bis zu ungefähr 400 nm aufgebracht, woraufhin ein abschließender Schutzfilm 68 ausgebildet wird, wodurch die Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung der Erfindung fertiggestellt wird (Fig. 7).
In dieser Ausführungsform wird der Naßätzprozeß zum Entfernen des Phosphorglasfilms verwendet, wobei jedoch dann, wenn das spezifizierte Ätzen auf den ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 63 in einem anderen Prozeß angewendet wird, wenn die Ätzgeschwindigkeit des zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilms 62 niedriger ist als die diejenige des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 63 in diesem spezifizierten Ätzen, dieselbe Wirkung wie in der Ausführungsform erreicht wird.
In dieser Ausführungsform wurde ein Wolframpolycidfilm als erster Lichtabschirmungsfilm 61 verwendet, jedoch ist diese nicht darauf beschränkt. Es kann ein beliebiges Lichtabschirmungsmaterial verwendet werden, das einer Wärmebehandlung bei ungefähr 900ºC widersteht, wobei z. B. ein Molybdän-Polycid-Film mit einer besseren Lichtabschirmungseigenschaft verwendet werden kann.
In ähnlicher Weise ist der Film nicht auf einen hochschmelzenden Metall-Polycid-Film beschränkt, wobei z. B. ein hochschmelzender Metallfilm, der z. B. nur Wolfram oder Molybdän enthält, verwendet werden kann. Da in diesem Fall die Lichtabschirmungsleistung höher ist als im hochschmelzenden Metall-Polycid-Film, kann die Wirkung auf das Schmiergeräusch verbessert werden.
Ein Molybdän-Silicid-Film auf einem Wolframfilm kann in der gleichen Weise wie der Wolfram-Silicid-Film ausgebildet werden. Um jedoch die Oxidation des hochschmelzenden Metall-Silicid-Films in der Ausführungsform zu verhindem, wird eine Wärmebehandlung des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms 63 in einer N&sub2;-Atmosphäre bewirkt, wobei die Glättungsbehandlung in einer pyrogenen AtmospHäre durchgeführt werden kann, wenn der erste Lichtabschirmungsfilm 61 nur unter Verwendung einer Schicht des hochschmelzenden Metallfilms ausgebildet worden ist.
In ähnlicher Weise wird in der Ausführungsform ein dielektrisches Film bestehend aus einem Siliciumoxidfilm als Zwischenschichtfilm 60b verwendet, wobei jedoch dann, wenn z. B. ein Silicium-Nitrid-Film mit besserer Isolierung mittels des Niederdruck-CVD-Verfahrens aufgebracht wird, der Film dünner sein kann und die Schmiergeräusche reduziert werden können.
In der Ausführungsform wurde als zweiter dielektrischer Zwischenschichtfilm 62 ein mit dem CVD-Verfahren ausgebildeter Siliciumoxidfilm verwendet, wobei diese jedoch nicht hierauf beschränkt ist. Von den Isolierungsfilmen, deren Ätzgeschwindigkeit für das spezifizierte Ätzen im Vergleich zum ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm 63 ausreichend langsam ist, kann ein beliebiges Material mit der Eigenschaft der Übertragung des einfallenden Lichts in die Photodiode 54 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Siliciumnitridfilm oder ein Silicium-Oxy- Nitridfilm verwendet werden, der im Niederdruck-CVD- Verfahren aufgebracht wird. Die Ätzgeschwindigkeit in einer Mischlösung aus Wasser:Flußsäure von 20:1, die in der Ausführungsform verwendet wird, beträgt ungefähr 0,2 nm/min in einem Siliciumnitridfilm, der in ausreichender Weise als Ätzstopper dient.
In der Ausführungsform wurde der BPSG-Film als erster dielektrischer Zwischenschichtfilm 63 verwendet, wobei jedoch ein Phosphorsilicatglas-(PSG)-Film verwendet werden kann, der im Atmosphärendruck-CVD-Verfahren mit Phosphingas und Silangas aufwächst. Der Phosphorgehalt des PSG-Films, der als erster dielektrischer Zwischenschichtfilm 63 verwendet wird, soll ungefähr 8 Gew.-% oder weniger betragen. Wenn der Phosphorgehalt höher ist, kann der während der Glättungswärmebehandlung nach außen diffundierender Phosphor mit der Filmoberfläche reagieren, um körnige Fremdmaterie zu bilden, oder der Phosphor kann das Aluminium, das die Verdrahtungsschicht 65 oder den zweiten Lichtabschirmungsfilm 64 bildet, korrodieren. Wenn jedoch der PSG-Film verwendet wird, ist die geglättete Form schlechter als im Fall des BPSG-Films, weshalb es notwendig ist, die Stufe im voraus zu reduzieren, indem die Übertragungsgateelektrode 56 und der erste Lichtabschirmungsfilm 61 verdünnt werden. Obwohl die geglättete Form durch Erhöhen der Wärmsebehandlungstemperatur oder durch Verlängern der Wärmebehandlungszeit verbessert werden kann, ist dies nicht erwünscht, da die Elementeigenschaft durch Veränderung des Störstellenprofils der Diffusionsschicht im N-Typ-Halbleitersubstrat 51 beeinträchtigt wird.
Alternativ kann als erster dielektrischer Zwischenschichtfilm 63 eine gleichzeitige Filmaufwachsungs- und Glättungstechnik wie z. B. der CVD-Film unter Verwendung von Ozon und TEOS-Gas verwendet werden. In diesem Fall ist die Wärmebehandlung zum Glätten bei ungefähr 900ºC nicht erforderlich. Unter Verwendung dieses Ozon-TEOS- Films beträgt die Ätzgeschwindigkeit in der Mischlösung von Wasser:Flußsäure von 20:1, die in der Ausführungsform verwendet wird, ungefähr 150 nm/min.
Obwohl in der vorangehenden Ausführungsform der zweite Lichtabschirmungsfilm 64 und die Verdrahtungsschicht 65 im gleichen Prozeß ausgebildet und gemustert worden sind, ist dieses Verfahren nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann reines Aluminium als zweiter Lichtabschirmungsfilm 64 verwendet werden, wobei siliciumhaltiges Aluminium, Silicium oder kupferhaltiges Aluminium als Verdrahtungsschicht 65 verwendet werden können. In diesem Fall werden der zweite Lichtabschirmungsfilm 64 und die Verdrahtungsschicht 65 in getrennten Schritten hergestellt. Da sich beide Layouts nicht auf einer Ebene kreuzen, ist es nicht möglich, zwischen den beiden einen neuen dielektrischen Zwischenschichtfilm auszubilden. In diesem Fall können die gleichen Filmausbildungs- und Musterprozesse wie in der Ausführungsform wiederholt werden.
In der vorangehenden Ausführungsform wurde der BPSG-Film als erster dielektrischer Zwischenschichtfilm verwendet und der NSG-Film unter Verwendung des Atmosphärendruck- CVD-Verfahrens für den zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm verwendet, wobei dies jedoch nicht auf diese Materialien beschränkt ist. Zum Beispiel kann als erster dielektrischer Zwischenschichtfilm ein Material verwendet werden, das durch Wärmebehandlung geglättet werden kann, wie z. B. ein Phosphorsilicatglas-(PSG)-Film. In der Ausführungsform wird nach dem Aufbringen des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms die oberste Oberfläche mittels einer Wärmebehandlung geglättet, wobei dies jedoch nicht auf diese Verarbeitung beschränkt ist und z. B. der erste dielektrische Zwischenschichtfilm unter Verwendung eines Materials ausgebildet werden kann, das beim Aufbringen geglättet wird, wie z. B. das im Atmosphärendruck-CVD-Verfahren oder im Niederdruck-CVD-Verfahren unter Verwendung eines Mischgases aus Ozon (O&sub3;) und TEOS (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) aufgebracht worden ist. Als zweiter dielektrischer Zwischenschichtfilm ist auch ein Material mit einer dichten Filmstruktur geeignet, wobei z. B. ein Siliciumnitridfilm oder ein Silicium-Oxy-Nitrid-Film verwendet werden kann.
In der Ausführungsform besteht der dielektrische Zwischenschichtfilm aus einer Zweischichtstruktur, wobei jedoch der dielektrische Zwischenschichtfilm aus drei oder mehr Schichten bestehen kann, in denen der erste dielektrische Zwischenschichtfilm und der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm der Erfindung als Bestandteile enthalten sein können.

Claims

1. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, mit

einem Halbleitersubstrat (31),

einer Photodiode (32), die auf dem Halbleitersubstrat gebildet ist;

einem Ubertragungskanal (33, 46), der auf dem Halbleitersubstrat in einem Abstand von der Photodiode ausgebildet ist;

einer Übertragungsgateelektrode (35), die über dem Übertragungskanal auf einem dielektrischen Gatefilm (34) ausgebildet ist;

einem Zwischenschichtfilm (36), der auf der Übertragungsgateelektrode ausgebildet ist;

einem ersten Lichtabschirmungsfilm (37), der auf dem Zwischenschichtfilm ausgebildet ist, um den Übertragungskanal von Licht abzuschirmen;

einem zweiten Lichtabschirmungsfilm (42), der über dem ersten Lichtabschirmungsfilm ausgebildet ist; und

einem dielektrischen Zwischenschichtfilm (38, 44) zwischen der ersten und der zweiten Lichtabschirmungsschicht,

dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Zwischenschichtfilm einen Mehrschichtfilm aus wenigstens einem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm (38) und einem zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm (44) enthält, wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm (44) aus einem Material besteht, das für das gleiche Ätzmittel eine niedrigere Ätzrate als jene des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms (38) besitzt und wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm unter dem ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm ausgebildet ist.

2. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, bei der der erste dielektrische Zwischenschichtfilm (38) ein Siliciumoxidfilm ist und der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm (44) ein Siliciumoxidfilm ist, der Bor und/oder Phosphor enthält.

3. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die an die Übertragungsgateelektrode angelegte Spannung durch Vierphasen-Treiberimpulse gesteuert wird.

4. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der eine P-Typ-Diffusionsschicht (45) so vorgesehen ist, daß sie den Übertragungskanal umgibt, wodurch eine Hi-C-Struktur geschaffen wird.

5. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Zwischenschichtfilm (36) als Mehrschichtfilm aus einem Polysiliciumoxidfilm (36a) und einem Siliciumoxid ausgebildet ist.

6. Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, bei der der erste Lichtabschirmungsfilm (37) als Mehrschichtfilm aus einem Polysiliciumfilm und einem Wolframsilicitfilm ausgebildet ist.

7. Verfahren zum Herstellen einer Festkörper-Bildaufnahmevorrichtung, enthaltend:

Ausbilden einer Photodiode (54) auf einem Halbleitersubstrat;

Ausbilden eines Übertragungskanals (56) im Halbleitersubstrat in einem Abstand von der Photodiode;

Ausbilden eines dielektrischen Gatefilms (59) auf dem Halbleitersubstrat;

Ausbilden einer Übertragungsgateelektrode (56') auf dem dielektrischen Gatefilm;

Ausbilden eines Zwischenschichtfilms (60a, 60b) auf der Übertragungsgateelektrode;

Ausbilden eines ersten Lichtabschirmungsfilms (61) auf dem Zwischenschichtfilm, um den Übertragungskanal von Licht abzuschirmen;

Ausbilden eines dielektrischen Zwischenschichtfilms (62, 63) auf dem ersten Lichtabschirmungsfilm;

Glätten des dielektrischen Films;

Ausbilden eines zweiten Lichtabschirmungsfilms (64) auf dem dielektrischen Zwischenschichtfilm; und

Entfernen eines Teils des zweiten Lichtabschirmungsfilms durch Ätzung,

dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Zwischenschichtfilm einen ersten und einen zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm (63, 62) enthält und dadurch gebildet wird, daß der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm (62) auf dem ersten Lichtabschirmungsfilm (61) ausgebildet wird und danach der erste dielektrische Zwischenschichtfilm (63) auf dem zweiten dielektrischen Zwischenschichtfilm (62) ausgebildet wird, wobei der zweite dielektrische Zwischenschichtfilm (62) aus einem Material besteht, das für dasselbe Ätzmittel eine niedrigere Ätzrate als diejenige des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms (63) besitzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Glättung eine Wärmebehandlung des ersten dielektrischen Zwischenschichtfilms mit einer Temperatur, die eine Diffusion der im ersten dielektrischen Zwischenschichtfilm enthaltenen Störstellen nach außen ohne Reaktion in der Dampfphase zuläßt, umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der erste dielektrische Zwischenschichtfilm eine Borkonzentration von 1,2 Gew.-% oder mehr besitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, bei dem der erste dielektrische Zwischenschichtfilm ein Material ist, das durch eine Wärmebehandlung bei 900º in einer N&sub2;- Atmosphäre geglättet wird.

11. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem der erste dielektrische Zwischenschichtfilm über der ersten Übertragungsgateelektrode (56') eine konisch zulaufende Form besitzt.