JP2004335800A

JP2004335800A - 固体撮像素子の製造方法

Info

Publication number: JP2004335800A
Application number: JP2003130722A
Authority: JP
Inventors: Takanori Sato; 孝紀佐藤; Sadaji Yasuumi; 貞二安海
Original assignee: Fujifilm Microdevices Co Ltd; Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp; Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】単層構造の電荷転送電極を用いた電荷転送装置において、微細化、多画素化、大型化に際しても、工程の自由度を確保したままで歩留まり低下を生じることなく、表面の平坦化をはかり、フォトダイオード部の加工精度の向上をはかることにより、高感度で信頼性の高い固体撮像素子を提供する。
【解決手段】光電変換部の形成された半導体基板表面に、ゲート酸化膜２を介して設けられた第１の電極３と、前記ゲート酸化膜２、前記第１の電極３および電極間絶縁膜６の形成された前記半導体基板表面に設けられた第２の電極７とが電極間絶縁膜６を介して平面上に交互に配列された電荷転送電極を形成するようにしたことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の製造方法にかかり、特に単層電極ＣＣＤ（電荷結合素子）構造の固体撮像素子の形成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エリアセンサ等に用いられるＣＣＤを用いた固体撮像素子は、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの信号電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。電荷転送電極は、半導体基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。
【０００３】
近年、固体撮像素子においては、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいるが、画素数の増加に伴い信号電荷の高速転送、すなわち電荷転送電極の高速パルスによる駆動が必要となるため、電荷転送電極の低抵抗化が求められている。また、ブローニーサイズとなるなど大型化も進められており、電荷転送時に高い転送効率を維持することが困難になっている。
【０００４】
従来の単層構造の電荷転送電極を用いた固体撮像素子では、電荷転送電極として多結晶シリコン層を用い、第１層配線を形成した後に、この第１層配線のパターン表面を酸化し、第２層目の転送電極となる多結晶シリコン層を堆積し、全面エッチングを行うことにより電極の単層化を実施している（特許文献１参照）。
【０００５】
また、電極間絶縁膜を先に形成した後に電極となる多結晶シリコン層などを堆積し、レジストエッチバックあるいはケミカルメカニカルポリッシング法（以下ＣＭＰ法）を行うことにより電極の単層化を実施しているため、電極の平坦性を得ることができず、フォトダイオード部を加工する際の露光精度が低下するという問題があった。
【０００６】
また従来の２層電極構造の電荷転送電極をもつ固体撮像素子（特許文献２参照）では、隣接する電極とオーバラップした構造となっているため、高さが高くなる。
【０００７】
通常電荷転送電極を形成した後、エッチングによりフォトダイオード部の表面を露呈せしめられるが、このように、電荷転送電極の重なりにより、高さが高くなると、電荷転送電極とフォトダイオードなどの光電変換部との段差が大きくなるため、フォトダイオード上部の余分な多結晶シリコン膜等を完全に除去することが出来ず、残渣が発生することがある。またこのような残渣により開口が狭められてしまい、開口から光源を見込む角度を広くとることができず、感度を十分にとることができない。
【０００８】
また、平坦性の悪化により、電荷転送電極より上層の平坦化膜、インナーレンズ、マイクロレンズ、カラーフィルタなどの各種の膜の膜厚の不均一や形状ばらつきの増大を招くことになり、シェーディング、感度ばらつき、迷光によるスミアの悪化などが発生する。
【０００９】
このため、上述したような方法では、さらなる感度の向上に対応するのは困難であるという問題があった。
【００１０】
【特許文献１】
特開平３−２４６９７１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１０７２５４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の固体撮像素子では、単層電極構造の電荷転送電極の平坦化は困難であり、微細化、高集積化に伴い、歩留まりが低下するという問題があった。
【００１２】
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、単層構造の電荷転送電極を用いた電荷転送装置において、微細化、多画素化、大型化に際しても、工程の自由度を確保したままで歩留まり低下を生じることなく、表面の平坦化をはかり、フォトダイオード部の加工精度の向上をはかることにより、高感度で信頼性の高い固体撮像素子を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、前記電荷転送電極の形成工程が、ゲート酸化膜の形成された半導体基板表面に、第１の電極を構成する第１のシリコン系導電性膜を形成する工程と、前記第１のシリコン系導電性膜をパターニングし、第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極の少なくとも側壁を覆うように電極間絶縁膜を形成する工程と、前記ゲート酸化膜、前記第１の電極および前記電極間絶縁膜の形成された前記半導体基板表面に第２の電極を構成する第２のシリコン系導電性膜を形成する工程と、少なくとも光電変換部形成領域の前記第２のシリコン系導電性膜をエッチング除去する工程と、前記エッチング除去する工程の後、前記第２のシリコン系導電性膜をパターニングし第２の電極を形成する工程とを含み、第１の電極と第２の電極とが電極間絶縁膜を介して平面上に交互に配列された電荷転送電極を形成するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
かかる構成によれば、第２の電極のパターニング工程に先立ち、光電変換部形成領域を露呈せしめるようにエッチングしているため、高精度のフォトリソグラフィ工程は不要であり、光電変換部（フォトダイオード部）にあわせたレジストパターンを形成すればよいため、エッチング残渣を生じないようにエッチングを行うことができる。そしてこの後、エッチバックなどの方法により第２の電極をパターニングすることにより高精度のパターン形成が可能となる。
さらにまた、前記平坦化する工程は、表面にレジストを塗布して平坦化した後、前記レジストと前記第２のシリコン系導電性膜のエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件でエッチングする工程であることにより、良好に平坦化された表面を得ることができる。なお光電変換部を形成するためのｐｎ接合の形成は、電荷転送部のイオン注入と別工程で行うようにし、電荷転送部の形成後に形成するのが望ましい。
また、前記平坦化する工程は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）工程であることにより、良好な平坦化面を得ることができる。
また、前記エッチバックする工程は、前記エッチバック工程に先立ち、前記第２のシリコン系導電性膜を被覆するようにレジストを形成する工程を含み、レジストエッチバックを行う工程であることを特徴とする。
これにより、レジストとシリコン系導電性膜とのエッチング速度がほぼ等しい条件を選択することにより、効率よく表面の平坦化をはかることが可能となる。
【００１５】
さらに、前記マスク層パターンを、酸化シリコン膜とこの上に形成された窒化シリコン膜の２層膜で構成することにより、シリコン系導電性膜とのエッチング選択比を十分にとることができ、窒化シリコン膜をエッチングストッパとして効率よく平坦化をはかることが可能となる。
【００１６】
また、前記電極間絶縁膜を形成する工程は、前記第１の電極パターンを表面酸化し、第１の電極パターンの側壁を酸化する工程を含むことにより、窒化シリコン膜が酸化防止膜として作用し、側壁にのみ選択的に効率よく酸化シリコン膜を形成することができる。
【００１７】
さらに、前記電極間絶縁膜を形成する工程は、ＣＶＤ法により、第１の電極パターンの側壁に絶縁膜を形成する工程を含むことにより、高精度に膜厚のコントロールされた電極間絶縁膜を形成することが可能となる。
【００１８】
また、前記第２の電極となる領域の第２のシリコン系導電性膜をエッチングし、前記電極間絶縁膜の上端よりも十分に低くなるようにする工程を含むことにより、絶縁分離をより確実にすることができ、短絡不良を防止することが可能となる。
【００１９】
また、前記第１の電極上のマスク層パターンをエッチング除去する工程と、前記第１および第２の電極上に金属膜を形成する工程とを含むことにより、電極の低抵抗化をはかることができ、高速駆動が可能となる。
【００２０】
また、熱処理により前記第１および第２の電極と前記金属膜との界面に金属シリサイドを形成するシリサイド化工程と、シリサイド化されずに残った金属膜を選択的に除去する工程とを含み、シリコン系導電性膜と金属シリサイド層とからなる電荷転送電極を形成することにより、電極の更なる低抵抗化をはかることができる上、短絡不良もなく、信頼性の高い固体撮像素子電極を形成することが可能となる。
【００２１】
また、シリコン系導電性膜は電極間絶縁膜の上縁よりも十分に低い位置までエッチングしておくことにより、シリサイド化に際してせり上がりが生じても短絡を生じることなく自己整合的にシリサイド膜の形成を行なうことが可能となる。またせりあがりとは、ここでは、シリコンが金属膜中に拡散してシリサイドが形成される場合、シリコンが露出した領域が全てシリサイド化したあと、その周辺の金属中までシリコンが拡散しシリサイド化が進行し、いわゆる横方向成長がおこり、これが電極間絶縁膜に沿って伸長するものをいう。
【００２２】
また、シリサイド化を用いることにより、金属層などの低抵抗層の形成に必要なフォトリソ工程やエッチング工程が不要となり、工程数削減による歩留まりの向上が可能となる。
【００２３】
また、シリコン系導電性膜を形成する工程は、多結晶シリコン膜を成膜する工程と、前記多結晶シリコン膜に、不純物を添加する工程とを含むことを特徴とする。
【００２４】
また、シリコン系導電性膜を形成する工程は、不純物を添加しながらアモルファスシリコン膜を成膜する工程を含むことを特徴とする。
これにより、不純物の注入工程が不要となり、製造が容易で信頼性の高い膜を形成することが可能となる。
【００２５】
また、この金属シリサイド膜としては、チタンシリサイドを用いるようにすれば、より低抵抗化をはかることが可能となる。
【００２６】
さらに望ましくは、金属シリサイド膜として、コバルトシリサイドを用いるようにすれば、後続工程における熱による凝集もなく、より低抵抗のシリサイド膜を形成することが可能となる。
【００２７】
また、金属シリサイド膜としては、ニッケル、パラジウム、プラチナ、タンタルのシリサイドとしてもよい。
【００２８】
加えて、金属シリサイド層の上部にチタン、コバルト、ニッケル、パラジウム、プラチナ、タンタルあるいはこれらの窒化物、合金、化合物、複合物を付加するようにし、下層の凝集による高抵抗化を防止することも可能である。
【００２９】
さらにまた、異方性エッチングなどによる平坦化のためのエッチング工程に先立ち、少なくとも周辺回路領域を含む前記光電変換部をレジストパターンで被覆するようにすれば、このレジストをそのまま残して金属膜を形成することにより、シリサイドを形成しない領域はレジストで被覆保護されて金属膜も形成されないようにすることができる。
【００３０】
またこの金属膜を選択的に除去する工程の後、熱処理により前記金属シリサイド膜を低抵抗化するアニール工程を含むようにしてもよい。
【００３１】
なおこのシリサイド化工程は、窒素雰囲気中で６９０から８００℃に加熱するのがよい。
【００３２】
また、シリサイド化されずに残った金属膜を除去した後、８００℃以上に加熱すれば、シリサイド膜の低抵抗をはかることが可能となる。
このように、６９０から８００℃程度の低温下でシリサイド化し、８００℃以上で加熱することにより、低抵抗で短絡不良のおそれのない電荷転送電極を形成することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
（第１の実施の形態）
図１乃至図３に、本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を示す。
【００３４】
この固体撮像素子は、図１および２にその電極形成工程を示すように、光電変換部の形成されたシリコン基板１表面に、第１の電極のパターンの間に電極間絶縁膜を介して第２の電極を形成し、単層構造の電荷転送電極を形成する方法であって、第２の電極を形成すべく第２のシリコン系導電性膜をエッチバックするに先立ち、光電変換部を構成するフォトダイオード形成領域ＰＤおよび第１の電極上の第２のシリコン系導電性膜をエッチング除去し、その後、エッチバックにより平坦化するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
なおこのゲート酸化膜は、酸化シリコン膜２ａと窒化シリコン膜２ｂと酸化シリコン膜２ｃとの３層構造膜で構成される。
【００３６】
なお、図３および図４に全体の概要説明図を示すように、シリコン基板１には、複数のフォトダイオード３０が形成され、フォトダイオードで検出した信号電荷を転送するための電荷転送部４０が、フォトダイオード３０の間に蛇行形状を呈するように形成される。
【００３７】
電荷転送電極によって転送される信号電荷が移動する電荷転送チャネル３１は、図３では図示していないが、電荷転送部４０が延在する方向と交差する方向に、やはり蛇行形状を呈するように形成される。
【００３８】
なお、図３においては、電極間絶縁膜３の内、フォトダイオード領域と電荷転送部４０との境界近傍に形成されるものの記載を省略してある。
【００３９】
図４に示すように、シリコン基板１内には、フォトダイオード３０、電荷転送チャネル３１、チャネルストップ領域３２、電荷読み出し領域３３が形成され、シリコン基板１表面には、ゲート酸化膜２が形成される。ゲート酸化膜２表面には、酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜６と電荷転送電極（第１の電極３、第２の電極７）が形成される。
【００４０】
電荷転送部４０は、上述したとおりであるが、電荷転送部４０の電荷転送電極上面には層間絶縁膜としての、酸化シリコン膜７０が形成される。
【００４１】
固体撮像素子の上方には、フォトダイオード３０部分を除いて遮光膜（図示せず）が設けられ、さらにカラーフィルタ５０、マイクロレンズ６０が設けられる。また、電荷転送部４０と遮光膜との間、および遮光膜とカラーフィルタ５０との間は、絶縁性の透明樹脂等が充填される。電荷転送部４０および電極間絶縁膜３を除いて通例のものと同様であるので説明を省略する。また、図３では、いわゆるハニカム構造の固体撮像素子を示しているが、正方格子型の固体撮像素子にも適用可能であることはいうまでもない。
【００４２】
次にこの固体撮像素子の製造工程について詳細に説明する。
まず、ｎ型のシリコン基板１表面に、膜厚２０ｎｍの酸化シリコン膜２ａと、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜２ｂと、膜厚１０ｎｍの酸化シリコン膜２ｃを形成し、３層構造のゲート酸化膜２を形成する。
【００４３】
続いて、このゲート酸化膜２上に、Ｈｅで希釈したＳｉＨ_４を反応性ガスとして用いた減圧ＣＶＤ法により、膜厚０．４μｍの第１層多結晶シリコン膜を形成する。このときの基板温度は６００〜７００℃とする。この後ＰＯＣｌ_３とＮ_２とＯ_２との混合ガス雰囲気中で９００℃の熱処理を行い第１層多結晶シリコン膜をドーピングしドープされた第１層多結晶シリコン膜を形成する（リン酸処理）。
【００４４】
そして、フォトリソグラフィにより形成したレジストパターンなど所望のマスクを用い、ＨＢｒとＯ_２との混合ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、ゲート酸化膜２の窒化シリコン膜２ｂをエッチングストッパとして第１層多結晶シリコン膜３を選択的にエッチング除去し、第１の電極を形成する。ここでは高密度プラズマエッチング装置を用いるのが望ましい。
【００４５】
続いて、減圧ＣＶＤ法により第１の電極のパターンの表面に膜厚８０ｎｍの酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜６を形成する（図１（ａ））。
【００４６】
次に、ＳｉＨ_４ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により膜厚０．３〜０．４μｍの第２層多結晶シリコン膜７を形成する（図１（ｂ））。
【００４７】
そして、図１（ｃ）に示すように、レジストを塗布しパターニングしてフォトダイオード３０上および第１の電極３上以外の表面をレジストパターンＲ１で被覆する。
この後、図１（ｄ）に示すように、このレジストパターンＲ１をマスクとして、フォトダイオード３０上および第１の電極３上の第２層多結晶シリコン膜７をエッチング除去する。
【００４８】
そして、図２（ａ）に示すように、アッシングによりレジストパターンＲ１を除去する。
さらに、図２（ｂ）に示すように、レジストＲ２を十分に厚く塗布する。そして、このレジストと第２層多結晶シリコン膜とのエッチング速度がほぼ等しくなるようなエッチング条件でエッチングを行い表面の平坦化をはかるとともに第２層多結晶シリコン膜７のパターニングを行うことにより、図２（ｃ）に示すように、第２層多結晶シリコン膜７からなる第２の電極を形成し、表面の平坦な固体撮像素子電極が形成される。
なおこの電極間絶縁膜６の幅は、酸化シリコン膜の膜厚によって制御可能であり、酸化シリコン膜の膜厚を上げていくと電極間絶縁膜の幅も広くなり、隣接電極間の短絡マージンを広げることができる。この酸化シリコン膜は減圧ＣＶＤ法によって形成したが、熱酸化膜あるいは熱酸化膜とＣＶＤ法によって形成した酸化シリコン膜との積層構造体でもよい。
【００４９】
そしてこの上層に膜厚１００ｎｍのＰ−ＴＥＯＳ膜を形成した後、膜厚７００〜１０００ｎｍのＢＰＳＧ膜を形成し、８５０〜９００℃でリフローし平坦化して絶縁膜７０を得る。この後遮光膜、カラーフィルタ５０、マイクロレンズ６０などを形成して、図３および４に示すような固体撮像素子を得る。
【００５０】
かかる構成によれば、フォトダイオード領域ＰＤの多結晶シリコン膜を除去した後、エッチバックを行うようにしているため、あわせずれも低減することができ、エッチング残渣の低減をはかることができるとともに、高感度で信頼性の高い固体撮像素子を提供することが可能となる。
【００５１】
なお、前記実施の形態では、電極をドープト多結晶シリコン膜で構成したが、これに限定されることなく、アモルファスシリコン膜を用いてもよい。この場合は、成膜後に、不純物を注入する必要はなく、成膜しながら不純物を注入することができる。
【００５２】
また、ゲート酸化膜２の膜厚としては、下層側の酸化シリコン膜は２５〜３５ｎｍであってもよく、また上層側の酸化シリコン膜は８〜１０程度とするのが望ましい。
さらに第１層多結晶シリコン膜は０．３〜０．４μｍであればよい。
【００５３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造方法を説明する。
【００５４】
この固体撮像素子は、図５乃至６にその電極形成工程を示すように、第２の電極形成のための第２層多結晶シリコン膜のエッチバックに先立ち、前記第１の実施の形態ではフォトダイオード形成領域および第１の電極３上の第２層多結晶シリコン膜を除去したが、この例では、フォトダイオード形成領域ＰＤ上の多結晶シリコン膜のみをエッチングするようにしたことを特徴とする。他の工程については前記第１および第２の実施の形態と同様に形成する。
すなわち、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにシリコン基板１上に、前記第１の実施の形態と同様にゲート酸化膜２を形成するとともに、第１層多結晶シリコン膜３を形成しこれをパターニングして第１の電極を形成し、このまわりに酸化シリコン膜を形成して電極間絶縁膜６とした後、この上層に第２層多結晶シリコン膜７を形成する。
そして、図５（ｃ）に示すように、フォトダイオード形成領域ＰＤを開口したレジストパターンＲ３を形成する。
この後、図５（ｄ）に示すように、このレジストパターンＲ３をマスクとしての第２層多結晶シリコン膜７をエッチングし、フォトダイオード形成領域の基板表面を露呈せしめる。
そして、前記第１の実施の形態と同様に、レジストＲ３をアッシングし（図６（ａ））、基板表面全体をレジストＲ２で被覆し（図６（ｂ）、エッチバックすることにより、表面の平坦化をはかるとともに第２層多結晶シリコン膜７をパターニングする（図６（ｃ））。
そしてさらに、第１層電極上の酸化シリコン膜をエッチング除去し、第１層および第２層多結晶シリコン膜をエッチングして、電極間絶縁膜６よりも低くなるようにする。ここでエッチングガスとしては、ＣＦ_４とＯ_２とＮ_２との混合ガスを用い、エッチング処理を行う。
このようにして電極間絶縁膜６よりも多結晶シリコン膜３，７の表面が低くなるようにする。
【００５５】
そして、第１の電極３および第２の電極７を構成する多結晶シリコン膜の上層に、スパッタリング法などにより、膜厚５０〜３００ｎｍのチタン膜を形成する。
なお、ここでチタン膜のスパッタリングに先立ち、スパッタリング装置内でアルゴンプラズマによるスパッタエッチを行い、多結晶シリコン膜表面の自然酸化膜を除去した後、大気に曝すことなく連続してチタン膜のスパッタリングを行うことにより、安定して低抵抗化をはかることができる。
【００５６】
続いて、７６０℃９０秒のＲＴＡ（急速熱処理）を行い、第１及び第２の電極３、７の多結晶シリコン膜とチタン膜との界面に同時にチタンシリサイド８を形成する（図６（ｄ））。なお、縮退濃度までリンをドープした多結晶シリコンではシリサイド化のための加熱温度は７６０℃が最適である。
【００５７】
ここでｐ^＋多結晶シリコンに比べ、シリサイド化反応が遅いｎ^＋多結晶シリコンにおいては、シリサイド化によるせり上がりが生じにくいため、低抵抗化を優先して７６０℃又はそれ以上の温度で加熱することができる。
【００５８】
このとき多結晶シリコンとチタンとの反応は第１および第２の電極上でのみ起こり、電極間絶縁膜６で覆われているフォトダイオード上や、絶縁膜で覆われている周辺回路上のチタンは未反応のままとなる。
【００５９】
この後、アンモニアと過酸化水素水の混合液を用いたＳＣ−１処理を行い、未反応のチタン膜を除去し、８００℃９０秒のアニール工程を経てチタンシリサイドの低抵抗化をはかり、多結晶シリコン膜とチタンシリサイドとの２層構造の電荷転送電極が形成される。
【００６０】
この方法によれば、第１及び第２の電極を構成する多結晶シリコン膜の側壁に電極間絶縁膜を形成し、この電極間絶縁膜から露呈する多結晶シリコン膜の表面にチタンシリサイド膜を形成しているため、耐圧不良や短絡が生じることはない。従って微細で信頼性の高い固体撮像素子を得ることが可能となる。
【００６１】
なお、光電変換部の形成のためのイオン注入については、電荷転送電極の形成前に形成したが、これに限定されることなく、形成後に実行するようにしても良い。
【００６２】
なおここで用いる金属シリサイド膜としては、チタンシリサイドのほか、タンタル、タングステン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金のシリサイドなどが適用可能である。またこれらの金属シリサイドの上層にさらにこれらチタン、タンタル、タングステン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金の窒化物、合金、化合物、複合物を形成しても良い。
【００６３】
また前記実施の形態では、シリコン系導電性膜として、多結晶シリコン膜を用いたが、多結晶シリコン膜に限定されることなく、アモルファスシリコン、マイクロクリスタルシリコンなど他のシリコン系導電性膜を用いてもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、第２の電極の平坦化に先立ち、光電変換部の多結晶シリコン膜をエッチング除去するようにしているため、あわせずれなどによる残渣の発生を抑制することができるとともに、平坦化により感度の低下を防止することができ、高感度の単層電極構造の電荷転送電極を備えた固体撮像素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子を示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１シリコン基板
２ゲート酸化膜
３第１の電極（第１層多結晶シリコン膜）
６電極間絶縁膜
７第２の電極（第２層多結晶シリコン膜）
８チタンシリサイド膜
６Ｓ電極間絶縁膜
３０フォトダイオード部
４０電荷転送部
５０カラーフィルタ
６０マイクロレンズ
７０酸化シリコン膜

Claims

光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、
前記電荷転送電極の形成工程が、
ゲート酸化膜の形成された半導体基板表面に、第１の電極を構成する第１のシリコン系導電性膜を形成する工程と、
前記第１のシリコン系導電性膜をパターニングし、第１の電極を形成する工程と、
前記第１の電極の少なくとも側壁を覆うように電極間絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート酸化膜、前記第１の電極および前記電極間絶縁膜の形成された前記半導体基板表面に第２の電極を構成する第２のシリコン系導電性膜を形成する工程と、
少なくとも光電変換部形成領域の前記第２のシリコン系導電性膜をエッチング除去する工程と、
前記エッチング除去する工程の後、前記第２のシリコン系導電性膜をパターニングし第２の電極を形成する工程とを含み、
第１の電極と第２の電極とが電極間絶縁膜を介して平面上に交互に配列された電荷転送電極を形成するようにしたことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
前記第２のシリコン系導電性膜をエッチング除去する工程は、前記光電変換部形成領域および前記第１の電極上の前記第２のシリコン系導電性膜を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
前記第２の電極を形成する工程は、前記第２のシリコン系導電性膜をエッチバックし、表面を平坦化する工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像素子の製造方法。
前記平坦化する工程は、表面にレジストを塗布して平坦化した後、前記レジストと前記第２のシリコン系導電性膜のエッチング速度が等しくなるようなエッチング条件でエッチングする工程であることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像素子の製造方法。
前記平坦化する工程は、化学的機械研磨（ＣＭＰ）工程であることを特徴とする請求項４に記載の固体撮像素子の製造方法。
前記第１の電極は側壁および上層を絶縁膜で被覆されており、前記平坦化する工程は、前記絶縁膜をエッチングストッパとして平坦化する工程であることを特徴とする請求項４または５に記載の固体撮像素子の製造方法。
前記第１の電極上の絶縁膜をエッチング除去する工程と、
前記第１および第２の電極上に金属膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項６に記載の固体撮像素子の製造方法。
熱処理により前記第１および第２の電極と前記金属膜との界面に金属シリサイドを形成するシリサイド化工程と、
シリサイド化されずに残った金属膜を選択的に除去する工程とを含み、シリコン系導電性膜と金属シリサイド層とからなる電荷転送電極を形成することを特徴とする請求項７に記載の固体撮像素子の製造方法。