JP2005333058A - Solid-state image pickup element and its manufacturing method - Google Patents
Solid-state image pickup element and its manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005333058A JP2005333058A JP2004151848A JP2004151848A JP2005333058A JP 2005333058 A JP2005333058 A JP 2005333058A JP 2004151848 A JP2004151848 A JP 2004151848A JP 2004151848 A JP2004151848 A JP 2004151848A JP 2005333058 A JP2005333058 A JP 2005333058A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid
- electrode
- imaging device
- state imaging
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子およびその製造方法にかかり、特に固体撮像素子の電荷転送電極に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a charge transfer electrode of a solid-state imaging device.
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からなる光電変換部と、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。 A solid-state imaging device using a CCD used for an area sensor or the like includes a photoelectric conversion unit including a photodiode and a charge transfer unit including a charge transfer electrode for transferring a signal charge from the photoelectric conversion unit. . A plurality of charge transfer electrodes are arranged adjacent to each other on a charge transfer path formed on the semiconductor substrate, and are sequentially driven.
近年、CCDの高画素化に伴い、固体撮像素子においては、高解像度化、高感度化への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでいる。
このような状況の中で更なる高速駆動を実現するためには電荷転送電極の低抵抗化への要求が高く、また微細化には縦方向シュリンクが必須である。
従来、CCDの高速駆動を企図して、シャント配線を設けたものが提案されている(特許文献1乃至4参照)。
In recent years, with the increase in the number of pixels of a CCD, the demand for higher resolution and higher sensitivity is increasing in solid-state imaging devices, and the number of imaging pixels is increasing to more than gigapixels.
In order to realize further high-speed driving in such a situation, there is a high demand for lowering the resistance of the charge transfer electrode, and vertical shrinkage is essential for miniaturization.
Conventionally, a device provided with a shunt wiring has been proposed for high-speed driving of a CCD (see
しかしながら、微細化が進むにつれて、パターンの微細化においては縦方向シュリンクが重要となり、シャント配線では感度の向上を望めないという問題があった。
また、第1層電極上に第2層電極を重ねた複数電極構造では、第2層目あるいはそれ以降の電極分離が第1層電極上で行なわれるため、微細化が進むとパターニングが極めて困難となる。
However, as the miniaturization progresses, vertical shrinkage becomes important in pattern miniaturization, and there is a problem that improvement in sensitivity cannot be expected with shunt wiring.
Further, in the multi-electrode structure in which the second layer electrode is superimposed on the first layer electrode, the second layer or subsequent electrode separation is performed on the first layer electrode. It becomes.
そこで、電極間絶縁膜を挟んで電極を並置した単層電極構造が提案されている(特許文献5,6)。
例えば、特許文献5では、図10(a)に示すように、シリコン基板101上に埋め込みチャネル層等を形成し、表面にゲート絶縁膜102を介して、多結晶シリコン層からなる第1層導電性膜103aを形成し、これをパターニングし、第1の電極を形成し、さらにこの第1の電極の周りに酸化シリコン膜104を形成する。
Therefore, a single-layer electrode structure in which electrodes are juxtaposed with an interelectrode insulating film interposed therebetween has been proposed (
For example, in
この後、図10(b)に示すように、更にこの上層に多結晶シリコン層からなる第2層導電性膜103bを形成する。
そして、図10(c)に示すように、CMP法により表面の平坦化を行い、単層電極構造の電荷転送部を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 10B, a second-layer
Then, as shown in FIG. 10C, the surface is flattened by CMP to form a charge transfer portion having a single-layer electrode structure.
この方法では、平坦化が可能となるが、電荷転送電極は多結晶シリコン層で構成されており、低抵抗化には限界があった。
一方、電極の低抵抗化をはかるために多結晶シリコン層の上に金属シリサイド層を形成したいわゆるポリサイド構造の電荷転送電極も提案されている。
In this method, flattening is possible, but the charge transfer electrode is composed of a polycrystalline silicon layer, and there is a limit to reducing the resistance.
On the other hand, a charge transfer electrode having a so-called polycide structure in which a metal silicide layer is formed on a polycrystalline silicon layer has been proposed in order to reduce the resistance of the electrode.
この場合は、CMP法の適用が困難であることから、積層して平坦化する方法をとらず、1回の成膜で形成した導電性層にギャップを形成しパターニングする方法がとられている。この方法では、微細化が進むにつれてパターン限界を超えた狭ギャップ化が必要となる。そこで、例えば図11(a)乃至(c)に示すように、フォトリソグラフィでパターニングし、電極間ギャップを形成した後、多結晶シリコンの側壁残しによりサイドウォールを形成し、電極間ギャップを狭小化する方法が提案されている(特許文献7)。 In this case, since it is difficult to apply the CMP method, a method of forming a gap in a conductive layer formed by one film formation and patterning is used instead of a method of stacking and planarizing. . In this method, it is necessary to narrow the gap beyond the pattern limit as the miniaturization progresses. Therefore, for example, as shown in FIGS. 11A to 11C, patterning is performed by photolithography to form a gap between electrodes, and then a sidewall is formed by leaving the sidewall of polycrystalline silicon, thereby narrowing the gap between electrodes. A method to do this has been proposed (Patent Document 7).
この方法では、例えば、図11(a)に示すように、シリコン基板101上にゲート絶縁膜102を介して多結晶シリコン層からなる第1層導電性膜103aおよび金属シリサイド103mを形成し、これをパターニングし、第1の電極を形成する。
In this method, for example, as shown in FIG. 11A, a first layer
この後、図11(b)に示すように、更にこの上層に多結晶シリコン層からなる第2層導電性膜103bを形成し、異方性エッチングにより、第1の電極の側壁にサイドウォールを残留せしめる。
Thereafter, as shown in FIG. 11B, a second-layer
そして、図11(c)に示すように、CVD法によりサイドウォールによって狭小化された電極間領域に酸化シリコン膜104を充填する。
Then, as shown in FIG. 11C, a
この方法ではサイドウォールによって電極間距離が規定されることになり、ばらつきが生じ易く、安定した形成が困難であるという問題があった。 In this method, the distance between the electrodes is defined by the sidewalls, and there is a problem that variations tend to occur and stable formation is difficult.
また、電極形成後は電極間の狭ギャップに酸化シリコン膜などの絶縁膜を埋め込む必要があり、ボイドVが生じ易く、これがリークの原因となることもあり、微細かつ高速動作の可能な電荷転送素子を安定して得ることは困難であった。 In addition, after forming the electrodes, it is necessary to embed an insulating film such as a silicon oxide film in a narrow gap between the electrodes, and void V is likely to be generated, which may cause a leak, and charge transfer capable of fine and high-speed operation. It was difficult to stably obtain the element.
このように、従来の固体撮像素子では、縦方向のシュリンクに対しては鈍化しており、微細化に際し、電極材料の低抵抗化による高速化は極めて困難であった。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、高速駆動でかつ微細化の可能な固体撮像素子を提供することを目的とする。
As described above, in the conventional solid-state imaging device, the shrinkage in the vertical direction is slowed down, and at the time of miniaturization, it is extremely difficult to increase the speed by reducing the resistance of the electrode material.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solid-state imaging device that can be driven at high speed and can be miniaturized.
そこで本発明は、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において、前記電荷転送電極が、第1層導電性膜からなる第1の電極と、第2層導電性膜からなる第2の電極とが交互に並置され、第1層および第2層導電性膜の両方が金属または金属シリサイドを含むことを特徴とする。 Accordingly, the present invention provides a solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit, wherein the charge transfer electrode is a first layer. The first electrode made of a conductive film and the second electrode made of a second layer conductive film are alternately juxtaposed, and both the first layer and the second layer conductive film contain metal or metal silicide. It is characterized by.
上記構成によれば、第1の電極と、第2の電極とが交互に並置され、両方が金属または金属シリサイドを含むように構成されているため、平坦化が可能でかつ低抵抗であるため、シャント配線も不要であり、縦方向のシュリンクと高速化との両方が可能となる。従って微細化も可能で高感度で信頼性の高い固体撮像素子の形成が可能となる。 According to the above configuration, the first electrode and the second electrode are alternately juxtaposed, and both are configured to include metal or metal silicide, so that planarization is possible and low resistance is achieved. Also, no shunt wiring is required, and both vertical shrinking and high speed are possible. Accordingly, miniaturization is possible, and it is possible to form a solid-state imaging device with high sensitivity and high reliability.
また本発明は、第2層導電性膜は金属シリサイドで構成されるものを含む。
この構成によれば、第2層導電性膜をシリサイド化によって形成することができるため、パターニングが容易である。
In the invention, the second layer conductive film includes a metal silicide.
According to this configuration, since the second layer conductive film can be formed by silicidation, patterning is easy.
また本発明は、前記第1層導電性膜および第2層導電性膜が、ポリメタルで構成されたものを含む。 The present invention includes the first layer conductive film and the second layer conductive film made of polymetal.
また本発明は、前記第1層導電性膜および第2層導電性膜が、金属シリサイドで構成されたものを含む。 The present invention includes the first layer conductive film and the second layer conductive film made of metal silicide.
また本発明は、前記第1の電極はサイドウォール絶縁膜で囲まれたものを含む。
確実かつ微細な間隔を自己整合的に形成できるため信頼性の高いものである。
In the invention, it is preferable that the first electrode is surrounded by a sidewall insulating film.
Since reliable and fine intervals can be formed in a self-aligning manner, it is highly reliable.
また、本発明の固体撮像素子は、前記第1および第2の電極間の電極間距離が、0.1μm以下であることを特徴とする。
電極間距離が0.1μm以下となると絶縁膜の添加が困難であるが、この方法によれば、CVD酸化膜に異方性エッチングを行なうことによる側壁残しあるいは表面酸化により容易に形成することができるため微細パターンを容易に形成することが可能となる。
In the solid-state imaging device of the present invention, an interelectrode distance between the first and second electrodes is 0.1 μm or less.
When the distance between the electrodes is 0.1 μm or less, it is difficult to add the insulating film. However, according to this method, the CVD oxide film can be easily formed by leaving the side wall by anisotropic etching or surface oxidation. Therefore, a fine pattern can be easily formed.
また本発明は、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を製造する方法であって、前記電荷転送電極の製造工程が、金属または金属シリサイドを含む第1層導電性膜からなる第1の電極を形成する工程と、前記第1の電極の側壁に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の上層に第2層導電性膜を形成し、第1の電極間に第2の電極が位置するように前記第2層導電性膜を分離すべく、前記第1の電極上の前記第2層導電性膜を除去して平坦化し、、分離された前記導電性膜表面に金属または金属シリサイド層を形成し前記第2の電極を形成する工程を含むものを含む。
この方法によれば、制御が容易で低抵抗の電荷転送電極を容易に形成することができる。
The present invention is also a method for manufacturing a solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers a charge generated in the photoelectric conversion unit, the charge transfer unit The electrode manufacturing process includes a step of forming a first electrode made of a first layer conductive film containing metal or metal silicide, a step of forming an insulating film on a side wall of the first electrode, A second layer conductive film is formed on the upper layer, and the second layer on the first electrode is separated to separate the second layer conductive film so that the second electrode is positioned between the first electrodes. Including a step of removing and planarizing the conductive film, forming a metal or metal silicide layer on the surface of the separated conductive film, and forming the second electrode.
According to this method, a charge transfer electrode with easy control and low resistance can be easily formed.
また本発明は、前記平坦化工程は、レジストエッチバック工程であるものを含む。 In the present invention, the planarization step may be a resist etch back step.
また本発明は、前記平坦化工程は、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)により平坦化する工程であるものを含む。
第1の電極の上面の金属または金属シリサイドは第2電極のパターニングの際、エッチングストッパとして作用するため膜減りもなく平坦な表面を効率よく形成することができる。
In the present invention, the planarization step may include a step of planarizing by chemical mechanical polishing (CMP).
Since the metal or metal silicide on the upper surface of the first electrode acts as an etching stopper when the second electrode is patterned, a flat surface can be efficiently formed without reducing the film thickness.
また本発明は、前記第1の電極のパターンは、周縁部に電気的接続を有しないダミーパターンを含む。
ダミーパターンを形成しておくことにより、基板の周縁部において、CMPによる過研磨や、レジストエッチバックによるオーバーエッチに起因する膜減りが生じるのを防止することができる。
また本発明の方法は、前記第2の電極を形成する工程が、前記第2層導電性膜としてシリコン系導電性膜を形成し、平坦化して、第1の電極によって分離したのち、金属層を形成し、シリサイド化し、シリサイド化されなかった金属層を除去する工程を含む。
これにより、第2の電極は、フォトリソグラフィを用いることなく自己整合的に第1の電極間にパターン形成できることになる。
In the present invention, the pattern of the first electrode includes a dummy pattern having no electrical connection in the peripheral portion.
By forming the dummy pattern, it is possible to prevent film loss due to overpolishing by CMP and overetching by resist etchback at the peripheral edge of the substrate.
In the method of the present invention, the step of forming the second electrode includes forming a silicon-based conductive film as the second-layer conductive film, planarizing and separating the first electrode, and then separating the metal layer. And forming a silicide, and removing the metal layer that has not been silicided.
As a result, the second electrode can be patterned between the first electrodes in a self-aligned manner without using photolithography.
本発明によれば、電荷転送電極を平坦化し薄膜化するとともに第1層および第2層導電性膜の両方が金属または金属シリサイドを含むようにすることで、低抵抗で、高感度の固体撮像素子を形成することが可能となる。 According to the present invention, the charge transfer electrode is flattened and thinned, and both the first layer and the second layer conductive film contain metal or metal silicide, so that low-resistance and high-sensitivity solid-state imaging is achieved. An element can be formed.
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)
この固体撮像素子は、図1および図2に示すように、電荷転送電極が、多結晶シリコン層3aとタングステンシリサイド膜4aとからなるポリメタル構造の第1層導電性膜からなる第1の電極Aと、多結晶シリコン層3bとチタンシリサイド4Sとからなるシリサイド構造の第2層導電性膜からなる第2の電極Bとが交互に並置された、単層電極構造で形成されたことを特徴とする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the solid-state imaging device includes a first electrode A in which the charge transfer electrode is formed of a first-layer conductive film having a polymetal structure including a
上記構成によれば、第1の電極Aと、第2の電極Bとが交互に並置され、両方が金属または金属シリサイドを含むように構成されているため、平坦化が可能でかつ低抵抗であるため、シャント配線も不要であり、縦方向のシュリンクと高速化との両方が可能となる。従って微細化も可能で高感度で信頼性の高い固体撮像素子の形成が可能となる。 According to the above configuration, the first electrode A and the second electrode B are alternately arranged in parallel, and both are configured to include metal or metal silicide. Therefore, planarization is possible and low resistance is achieved. Therefore, no shunt wiring is required, and both vertical shrinking and high speed are possible. Accordingly, miniaturization is possible, and it is possible to form a solid-state imaging device with high sensitivity and high reliability.
他の構造は従来の固体撮像素子と同様であり、光電変換部30と、前記光電変換部30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40とを具備し、光電変換部に開口を持つように形成された遮光膜(図示せず)および表面がほぼ平坦となるように前記光電変換部に充填されたBPSG(borophospho silicate glass)膜からなる平坦化膜等を含む中間層70とを具備し、さらにこの中間層上に、フィルタ50およびレンズ60を形成してなることを特徴とするものである。
これにより、良好に表面の平坦化をはかることができ、大幅に薄型化をはかることができる。
The other structure is the same as that of a conventional solid-state imaging device, and includes a
As a result, the surface can be satisfactorily flattened, and the thickness can be greatly reduced.
なおこのゲート酸化膜2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。
The
なお、図1は断面概要図、図2は平面概要図である。シリコン基板1には、複数のフォトダイオード領域30が形成され、フォトダイオード領域30で検出した信号電荷を転送するための電荷転送部40が、フォトダイオード領域30の間に形成される。
1 is a schematic cross-sectional view, and FIG. 2 is a schematic plan view. A plurality of
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は、図2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、形成される。
Although not shown in FIG. 2, the charge transfer channel through which the signal charge transferred by the charge transfer electrode moves is formed in a direction crossing the direction in which the
なお、図2においては、電極間絶縁膜の内、フォトダイオード領域30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。
In FIG. 2, the description of the interelectrode insulating film formed near the boundary between the
また図1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(図示せず)、チャネルストップ領域(図示せず)、電荷読み出し領域(図示せず)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、電荷転送電極(第1層多結晶シリコン膜3aとタングステン膜4aとからなる第1の電極A、第2層多結晶シリコン膜3bとタングステンシリサイド4Sとからなる第2の電極B)と第1の電極Aの側壁に形成された酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜8とが並置するように形成され、単層電極構造を構成している。
As shown in FIG. 1, a
電荷転送部40は、上述したとおりであるが、図1に示すように、電荷転送部40の電荷転送電極上面には中間層70が形成される。そしてフォトダイオード領域30(光電変換部)部分を除いて図示しない遮光膜、窒化シリコン膜からなる反射防止層が設けられ、凹部にBPSG膜からなる平坦化膜が形成される。そしてこの上層に透明樹脂膜からなるパッシベーション膜が設けられる。
Although the
そしてこの中間層70の上方には、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、カラーフィルタ50とマイクロレンズ60との間には、必要に応じて絶縁性の透明樹脂等からなる平坦化層が充填されていてもよい。
また、この例では、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。
A
In this example, a so-called honeycomb-structured solid-state imaging device is shown, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a square lattice type solid-state imaging device.
次にこの固体撮像素子の製造工程について図3乃至および図9を参照しつつ詳細に説明する。
まず、不純物濃度1.0×1016cm−3程度のn型のシリコン基板1表面に、膜厚15nm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。
Next, the manufacturing process of the solid-state imaging device will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 9.
First, a 15 nm thick
続いて、このゲート酸化膜2上に、減圧CVD法により、膜厚50〜300nmの第1層多結晶シリコン膜3aを形成する。このときの基板温度は500〜600℃とする。そしてこの上層にCVD法により膜厚100〜300nmのタングステンシリサイド膜4aを形成する。そしてさらにこの上層にCVD法により膜厚50〜100nmの窒化シリコン膜5、プラズマTEOSを用いた膜厚100〜200nmの酸化シリコン膜6を順次積層する(図3(a))。
Subsequently, a first
この後、フォトリソグラフィにより第1のレジストパターンを形成する(図3(b))。 Thereafter, a first resist pattern is formed by photolithography (FIG. 3B).
そして、この酸化シリコン膜6と窒化シリコン膜5とをCHF3とC2F6とO2とHeとを用いた反応性イオンエッチングによりエッチングし(図3(c))、アッシングによりレジストパターンR1を除去しハードマスクを形成する(図3(d))。
Then, the
このようにして得られた酸化シリコン膜6と窒化シリコン膜5との2層膜からなるハードマスクを用いてタングステンシリサイド膜4aおよび第1層多結晶シリコン膜3aをエッチングする(図4(a))。このエッチングに際してはHBrとO2との混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、第1の電極および周辺回路の配線を形成する。ここではECR(電子サイクロトロン共鳴:Electron Cycrotoron Resonance)方式あるいはICP(誘導結合Inductively Coupled Plasma)方式などのエッチング装置を用いるのが望ましい。
The
この後、900℃のN2+O2雰囲気中で表面を熱酸化することにより、この第1の電極の側壁に膜厚15nmの酸化シリコン膜7を形成する(図4(b))。
Thereafter, the surface is thermally oxidized in an N 2 + O 2 atmosphere at 900 ° C., thereby forming a
そしてこの上層に減圧CVD法により、膜厚200〜400nmのHTO(酸化シリコン)膜8を形成する(図4(c))。
Then, an HTO (silicon oxide)
そして反応性イオンエッチングにより水平部分に堆積された酸化シリコン膜8を除去し側壁に残留させサイドウォール(絶縁膜)を形成する(図4(d))。このとき基板表面の反応性イオンエッチングによるダメージを低減するために、若干水平部分にも残留させるようにする。
Then, the
続いて、ウエットエッチングにより水平部分に残留した酸化シリコン膜を除去する(図5(a))。 Subsequently, the silicon oxide film remaining on the horizontal portion is removed by wet etching (FIG. 5A).
この後さらに、950℃のN2+O2+H2雰囲気中で表面を熱酸化することによりNO膜(酸化シリコン膜2aおよび窒化シリコン膜2b)の表面酸化を行い、ウエットエッチングで除去された酸化シリコン膜を補充する(図5(b))。このとき基板表面は窒化シリコン膜2bであるため、少量の酸化シリコン膜しか形成されない。
Thereafter, the surface of the NO film (
そしてさらにこの上層に減圧CVD法により、ONO膜のトップ酸化膜として膜厚3〜10nmのHTO(酸化シリコン)膜8Sを形成する(図5(c))。
Further, an HTO (silicon oxide)
続いて、この上層に、減圧CVD法により、第1の電極の高さ以上となるように第2層多結晶シリコン膜3bを形成する。このときの基板温度は500〜600℃とする(図6(a))。
Subsequently, a second-layer
さらに、CMP法により突出部の第2層多結晶シリコン膜3bを除去し、表面の平坦化を行なう(図6(b))。
Further, the projecting second layer
さらに、膜厚50〜300nmのチタン膜4bを形成し(図6(c))、RTA法により650〜750℃30〜120秒のアニ−ルによりシリサイド化を行いチタンシリサイド4Sを形成する(図7(a))。
Further, a
この後SC―1処理(アンモニア過水処理)により未反応膜を除去しさらに、750〜850℃30〜120秒のアニ−ル処理を行なう(図7(b))。 Thereafter, the unreacted film is removed by SC-1 treatment (ammonia hydrogen peroxide treatment), and an annealing treatment at 750 to 850 ° C. for 30 to 120 seconds is performed (FIG. 7B).
そして電極のパターニングを行い、光電変換部の窓開けを行なう。
まず第1の電極のパターニングの際と同様に、ハードマスク形成のための膜厚50〜100nmの窒化シリコン膜9とプラズマTEOSを用いて膜厚100〜200nmの酸化シリコン膜10とを形成する(図7(c))。
Then, patterning of the electrode is performed to open the window of the photoelectric conversion unit.
First, similarly to the patterning of the first electrode, a
この後フォトリソグラフィにより第2のレジストパターンR2を形成する(図8(a))。 Thereafter, a second resist pattern R2 is formed by photolithography (FIG. 8A).
そして、この酸化シリコン膜10をCHF3とCF4とArとを用いた反応性イオンエッチングによりエッチングし(図8(b))、アッシングによりレジストパターンR2を除去しハードマスクを形成する(図8(c))。
Then, this
このようにして得られた酸化シリコン膜10と窒化シリコン膜9との2層膜からなるハードマスクを用いてタングステンシリサイド層4Sおよび第2層多結晶シリコン膜4aをエッチングする(図9(a))。このエッチングに際してはHBrとO2またはCl2とO2との混合ガスを用いた反応性イオンエッチングを行い、光電変換部の窓を形成する。ここではECRあるいはICPなどのエッチング装置を用いるのが望ましい。
The
そして膜厚500nmのHTO(酸化シリコン)膜11を形成する(図9(b))。
Then, an HTO (silicon oxide)
そして反応性イオンエッチングにより水平部分に堆積された酸化シリコン膜11を除去し側壁に残留させサイドウォールを形成する(図9(c))。このとき基板表面の反応性イオンエッチングによるダメージを低減するために、若干水平部分にも残留させるようにする。
Then, the
続いて、ウエットエッチングにより水平部分に残留した酸化シリコン膜11を除去する(図9(d))。
Subsequently, the
このようにして、低抵抗の電荷転送電極が形成される。 In this way, a low resistance charge transfer electrode is formed.
そして反射防止膜および遮光層、平坦化膜等の中間層70を形成し、カラーフィルタ50、マイクロレンズ60などを形成して、図1および図2に示したような固体撮像素子を得る。
Then, an
この固体撮像素子によれば、電荷転送電極が多結晶シリコン層3aとタングステンシリサイド膜4aとからなる第1の電極と、多結晶シリコン層3bとチタンシリサイド層4Sとからなる第2の電極とが酸化シリコン膜8で構成されたサイドウォールを介して交互に並置されており、低抵抗の単層構造電極を構成しているため、シャント配線が不要で、高速化および微細化が可能となる。
According to this solid-state imaging device, the charge transfer electrode includes a first electrode composed of the
この方法によれば、0.1μm程度の電極間距離をもつ微細化構造の形成が可能となる。 According to this method, it is possible to form a miniaturized structure having an interelectrode distance of about 0.1 μm.
また、平坦化工程において、エッチングストッパを用いたり、ダミーパターンを用いたりして、膜減りを防止することもできる。これはCMPによる平坦化においても有効である場合もある。ここで用いるダミーパターンは、周辺回路部との電気的接続を有しないものであってもよい。
なおエッチングストッパ層と反射防止層とをかねてもよく、窒化シリコン(プラズマSiN)膜、酸窒化シリコン(SiON)膜など、平坦化膜であるBPSG膜に対してエッチングあるいは研磨選択性のある材料であればよい。また、エッチングストッパとして遮光膜を用いてもよい。なお、反射防止層はエッチング除去されてしまう場合があるが、遮光膜がエッチング選択性をもつことにより、過研磨による膜減りを防止することができる。
Further, in the planarization step, film loss can be prevented by using an etching stopper or using a dummy pattern. This may be effective in planarization by CMP. The dummy pattern used here may not have electrical connection with the peripheral circuit portion.
It may also serve as an etching stopper layer and an antireflection layer, and is a material having etching or polishing selectivity with respect to a BPSG film as a planarizing film, such as a silicon nitride (plasma SiN) film or a silicon oxynitride (SiON) film. I just need it. Further, a light shielding film may be used as an etching stopper. Note that the antireflection layer may be removed by etching, but the light shielding film has etching selectivity, so that film loss due to overpolishing can be prevented.
(第2の実施の形態)
前記第1の実施の形態では、第1の電極と第2の電極とを異なる材料で構成したが、いずれも金属シリサイド層を表面に形成した構造であってもよい。
また金属としてはタングステンに限定されることなくチタン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)など適宜変更可能である。さらにシリコン層としても多結晶シリコンに限定されることなくアモルファスシリコン層、マイクロクリスタルシリコン層など適宜変更可能である。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the first electrode and the second electrode are made of different materials, but both may have a structure in which a metal silicide layer is formed on the surface.
Further, the metal is not limited to tungsten, and can be appropriately changed such as titanium (Ti), cobalt (Co), nickel (Ni). Further, the silicon layer is not limited to polycrystalline silicon, and can be appropriately changed such as an amorphous silicon layer or a microcrystal silicon layer.
なお、製造方法については前記実施の形態に限定されることなく適宜変更可能である。 In addition, about a manufacturing method, it can change suitably, without being limited to the said embodiment.
以上説明してきたように、本発明によれば、低抵抗で薄型の単層電極構造の電荷転送電極を構成しているため、縦方向のシュリンクをはかることができ光入射角に対するマージンを減少することができるため、小型カメラなど、微細でかつ高感度の固体撮像装置の形成に有効である。 As described above, according to the present invention, since the charge transfer electrode having a low-resistance and thin single-layer electrode structure is configured, the vertical shrinkage can be achieved and the margin for the light incident angle is reduced. Therefore, it is effective for forming a fine and highly sensitive solid-state imaging device such as a small camera.
1 シリコン基板
2 ゲート酸化膜
3a 第1層多結晶シリコン膜
3b 第2層多結晶シリコン膜
4a タングステンシリサイド膜
4S チタンシリサイド膜
5 窒化シリコン膜
6 酸化シリコン膜
8 酸化シリコン膜
9 窒化シリコン膜
10 酸化シリコン膜
30 フォトダイオード領域
40 電荷転送部
50 カラーフィルタ
60 マイクロレンズ
70 中間層
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電荷転送電極が、第1層導電性膜からなる第1の電極と、第2層導電性膜からなる第2の電極とが交互に並置され、
前記第1層および第2層導電性膜の両方が金属または金属シリサイドを含むことを特徴とする固体撮像素子。 In a solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit, and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit,
The charge transfer electrode is formed by alternately arranging first electrodes made of a first layer conductive film and second electrodes made of a second layer conductive film,
A solid-state imaging device, wherein both the first layer and the second layer conductive film contain metal or metal silicide.
前記第2層導電性膜は少なくとも表面が金属シリサイドで構成されることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
A solid-state imaging device characterized in that at least the surface of the second layer conductive film is made of metal silicide.
前記第1層導電性膜および第2層導電性膜が、ポリメタルで構成されたことを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1,
A solid-state imaging device, wherein the first layer conductive film and the second layer conductive film are made of polymetal.
前記第1の電極はサイドウォール絶縁膜で囲まれたことを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 3,
The solid-state imaging device, wherein the first electrode is surrounded by a sidewall insulating film.
前記第1および第2の電極間の電極間距離は、0.1μm以下であることを特徴とする固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4,
A solid-state imaging device, wherein an inter-electrode distance between the first and second electrodes is 0.1 μm or less.
前記電荷転送電極の製造工程が、
金属または金属シリサイドを含む第1層導電性膜からなる第1の電極を形成する工程と、
前記第1の電極の側壁に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上層に第2層導電性膜を形成し、前記第1の電極間に第2の電極が位置するように前記第2層導電性膜を分離すべく、前記第1の電極上の前記第2層導電性膜を除去して平坦化し、分離された前記導電性膜表面に金属または金属シリサイド層を形成し、前記第2の電極を形成する工程とを含む固体撮像素子の形成方法。 A method of manufacturing a solid-state imaging device comprising a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit,
The charge transfer electrode manufacturing process comprises:
Forming a first electrode made of a first layer conductive film containing metal or metal silicide;
Forming an insulating film on a sidewall of the first electrode;
A second layer conductive film is formed on the insulating film, and the second layer conductive film is separated on the first electrode so that the second electrode is located between the first electrodes. Forming the second electrode by forming a metal or metal silicide layer on the surface of the separated conductive film, and forming the second electrode. Method.
前記平坦化工程は、レジストエッチバック工程である固体撮像素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 6,
The planarization step is a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is a resist etch-back step.
前記平坦化工程は、化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)により平坦化する工程である固体撮像素子の製造方法。 It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 6,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the planarizing step is a step of planarizing by chemical mechanical polishing (CMP).
前記第1の電極のパターンは、周縁部に電気的接続を有しないダミーパターンを含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 A method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of claims 6 to 8,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the pattern of the first electrode includes a dummy pattern having no electrical connection at a peripheral portion.
前記第2の電極を形成する工程は、前記第2層導電性膜としてシリコン系導電性膜を形成し、平坦化して、第1の電極によって分離したのち、金属層を形成し、シリサイド化し、シリサイド化されなかった前記金属層を除去する工程を含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 A method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of claims 6 to 9,
The step of forming the second electrode includes forming a silicon-based conductive film as the second-layer conductive film, planarizing and separating by the first electrode, forming a metal layer, siliciding, A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising a step of removing the metal layer that has not been silicided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004151848A JP4700928B2 (en) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004151848A JP4700928B2 (en) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005333058A true JP2005333058A (en) | 2005-12-02 |
JP4700928B2 JP4700928B2 (en) | 2011-06-15 |
Family
ID=35487480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004151848A Expired - Fee Related JP4700928B2 (en) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4700928B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009200262A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Sharp Corp | Semiconductor device and its manufacturing method, solid-state imaging device and its manufacturing method, and electronic information equipment |
JP2010021253A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Renesas Technology Corp | Manufacturing method for solid-state image pickup device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62126672A (en) * | 1985-11-27 | 1987-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of charge transfer device |
JP2001210818A (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-03 | Nec Corp | Solid-state image pickup device and manufacturing method therefor |
JP2003332558A (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-21 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state image pickup device and its manufacturing method |
JP2004103616A (en) * | 2002-09-04 | 2004-04-02 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2004119795A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2004119794A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Method for manufacturing solid-state image sensing device |
-
2004
- 2004-05-21 JP JP2004151848A patent/JP4700928B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62126672A (en) * | 1985-11-27 | 1987-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of charge transfer device |
JP2001210818A (en) * | 2000-01-27 | 2001-08-03 | Nec Corp | Solid-state image pickup device and manufacturing method therefor |
JP2003332558A (en) * | 2002-05-09 | 2003-11-21 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state image pickup device and its manufacturing method |
JP2004103616A (en) * | 2002-09-04 | 2004-04-02 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2004119795A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2004119794A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Method for manufacturing solid-state image sensing device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009200262A (en) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Sharp Corp | Semiconductor device and its manufacturing method, solid-state imaging device and its manufacturing method, and electronic information equipment |
JP2010021253A (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-28 | Renesas Technology Corp | Manufacturing method for solid-state image pickup device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4700928B2 (en) | 2011-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7420235B2 (en) | Solid-state imaging device and method for producing the same | |
JP2007150087A (en) | Solid-state imaging element and its manufacturing method | |
JP4711645B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2006253680A (en) | Image sensor and forming method thereof | |
US7795654B2 (en) | Solid-state imaging device and method for producing the same | |
JP4700928B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP4194295B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP4159306B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2005191480A (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP2006222366A (en) | Solid state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP4500667B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2009060026A (en) | Manufacturing method of solid-state imaging element | |
JP4705791B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP4443894B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP2006100367A (en) | Solid state imaging device and its manufacturing method | |
JP2010129786A (en) | Method of manufacturing solid-state imaging apparatus, and electronic information apparatus | |
JP2005311208A (en) | Solid-state imaging element, manufacturing method therefor, and electronic information apparatus | |
JP2006351788A (en) | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof | |
JP4715110B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP2005209714A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2005191396A (en) | Solid state image sensor, and manufacturing method thereof | |
JP2006278690A (en) | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof | |
JP2006108572A (en) | Solid-state imaging element and its manufacturing method | |
JP2007142098A (en) | Manufacturing method for solid-state image sensing element | |
JP2008130648A (en) | Solid-state image sensor and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060424 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20060621 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061124 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070213 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071108 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071115 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071122 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101012 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101221 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110120 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110307 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |