JP2007189088A - Solid state imaging element and manufacturing method thereof - Google Patents
Solid state imaging element and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007189088A JP2007189088A JP2006006358A JP2006006358A JP2007189088A JP 2007189088 A JP2007189088 A JP 2007189088A JP 2006006358 A JP2006006358 A JP 2006006358A JP 2006006358 A JP2006006358 A JP 2006006358A JP 2007189088 A JP2007189088 A JP 2007189088A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- film
- solid
- forming
- state imaging
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法にかかり、特に高速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 solid-state imaging device, and more particularly to a high-speed charge transfer electrode.
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、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 has a charge transfer electrode for transferring a signal charge from a 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.
固体撮像素子においては、撮像画素数の増加が進んでいる。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、縦横方向シュリングに伴う、配線断面積の縮小により配線抵抗の増加が問題になっている。そこで、低抵抗化の方法として、金属を含む電荷転送電極が用いられている。(例えば、下記特許文献1参照)金属製の電荷転送電極は、ポリシリコン製の電荷転送電極に比べ低抵抗であるため、高速駆動が可能である。
In the solid-state imaging device, the number of imaging pixels is increasing. As the number of pixels increases, signal charges need to be transferred at high speed, that is, the charge transfer electrodes need to be driven by high-speed pulses, so that the resistance of the charge transfer electrodes needs to be reduced. In addition, an increase in wiring resistance has become a problem due to a reduction in the wiring cross-sectional area accompanying the vertical and horizontal shring. Therefore, a charge transfer electrode containing a metal is used as a method for reducing the resistance. (For example, refer to
ところで、CCD固体撮像素子の電荷転送電極として金属電極を用いる場合、通常のポリシリコン製の電荷転送電極と異なり、プラズマ酸化による酸化シリコン膜等の電極間絶縁膜を形成することはできない。そのため、金属電極の上層に酸化シリコン膜を形成する必要がある。ただし、金属電極の上層に酸化シリコン膜を形成する場合、金属電極の表面が酸化されやすい。金属電極の表面が酸化されると、配線断面積の縮小により抵抗が増大し、電荷の転送速度に影響を及ぼす。 By the way, when a metal electrode is used as a charge transfer electrode of a CCD solid-state imaging device, unlike an ordinary polysilicon charge transfer electrode, an interelectrode insulating film such as a silicon oxide film cannot be formed by plasma oxidation. Therefore, it is necessary to form a silicon oxide film on the upper layer of the metal electrode. However, when a silicon oxide film is formed on the upper layer of the metal electrode, the surface of the metal electrode is easily oxidized. When the surface of the metal electrode is oxidized, the resistance increases due to the reduction of the wiring cross-sectional area, which affects the charge transfer rate.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属製電荷転送電極を有する固体撮像素子において、金属製電荷転送電極表面の酸化を防止しつつ、良好な膜質の電極間絶縁膜で金属製電荷転送電極を被覆する製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a solid-state imaging device having a metal charge transfer electrode, the metal charge transfer electrode surface is prevented from being oxidized, and an inter-electrode insulating film having a good film quality is used. An object of the present invention is to provide a manufacturing method for coating a charge transfer electrode.
本発明の上記目的は、光電変換部と、前記光電変換部で生起さ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有する固体撮像素子の製造方法であって、前記電荷転送電極の形成工程は、ゲート絶縁膜の形成された半導体基板表面に、金属膜を含む第1層導電性膜のパターンを形成して第1の電極を形成する工程と、前記第1の電極を被覆するように前記シリコン膜を形成する工程と、前記シリコン膜を酸化して酸化シリコン膜を形成する工程と、前記第1の電極及び前記酸化シリコン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層導電性膜を形成する工程と、前記第2層導電性膜の形成後、前記第2層導電性膜のパターンを形成し、第2の電極を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法によって達成される。 The object of the present invention is a method of manufacturing a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode for transferring a charge generated in the photoelectric conversion unit, the charge transfer The electrode forming step includes forming a first electrode by forming a pattern of a first layer conductive film including a metal film on the surface of the semiconductor substrate on which the gate insulating film is formed; and A step of forming the silicon film so as to cover; a step of oxidizing the silicon film to form a silicon oxide film; and a second surface on the surface of the semiconductor substrate on which the first electrode and the silicon oxide film are formed. Forming a second layer conductive film constituting the electrode, and forming a second electrode after forming the second layer conductive film and forming a pattern of the second layer conductive film; Achieved by a method of manufacturing a solid-state imaging device including That.
本発明に係る固体撮像素子の製造方法では、金属膜を含む第1層導電性膜からなる第1の電極の上層にシリコン膜を形成し、シリコン膜が第1の電極を被覆するようにシリコン膜を形成した後、シリコン膜を選択的に酸化する。したがって、シリコン膜を酸化することで、第1の電極を酸化するのではなく、第1の電極表面に電極間絶縁膜である酸化シリコン膜を形成することができる。これにより、第1の電極の形状は維持され、第1の電極が電荷を転送する速度に影響はない。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, a silicon film is formed on the first electrode made of the first conductive film including the metal film, and the silicon film covers the first electrode. After forming the film, the silicon film is selectively oxidized. Therefore, by oxidizing the silicon film, a silicon oxide film that is an interelectrode insulating film can be formed on the surface of the first electrode, instead of oxidizing the first electrode. Thereby, the shape of the first electrode is maintained, and the speed at which the first electrode transfers charges is not affected.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、前記第2層導電性膜形成後、前記第1の電極上に重畳する領域を残して前記第2層導電性膜のパターンを形成する工程を含むことが好ましい。こうすることで、高速で電荷を転送することができる、2層電極構造の電荷転送電極を形成することができる。 In addition, the method for manufacturing the solid-state imaging device includes a step of forming a pattern of the second layer conductive film, leaving a region overlapping on the first electrode after the second layer conductive film is formed. Is preferred. Thus, a charge transfer electrode having a two-layer electrode structure that can transfer charges at high speed can be formed.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、前記シリコン膜を形成する工程が、アモルファスシリコン膜を形成する工程であることが好ましい。アモルファスシリコンは粒界が顕著ではないため、アモルファスシリコン膜を均一に酸化することができる。つまり、アモルファスシリコン膜を酸化して形成する酸化シリコン膜は、膜厚を制御よく形成することができる。 In the method for manufacturing a solid-state imaging element, the step of forming the silicon film is preferably a step of forming an amorphous silicon film. Since amorphous silicon does not have significant grain boundaries, the amorphous silicon film can be uniformly oxidized. That is, a silicon oxide film formed by oxidizing an amorphous silicon film can be formed with good control of the film thickness.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、前記アモルファスシリコン膜を形成する工程が、ドープトアモルファスシリコン膜を形成する工程であることが好ましい。ドープトアモルファスシリコンは真性のアモルファスシリコンに比べて酸化速度が速く、粒界もないため、ドープトアモルファスシリコン膜を酸化して形成する酸化シリコン膜は、被覆する第1の電極の表面を酸化させることなく、膜質の優れた膜を形成することができる。 In the method for manufacturing the solid-state imaging device, the step of forming the amorphous silicon film is preferably a step of forming a doped amorphous silicon film. Doped amorphous silicon has a higher oxidation rate than intrinsic amorphous silicon and has no grain boundary. Therefore, the silicon oxide film formed by oxidizing the doped amorphous silicon film oxidizes the surface of the first electrode to be coated. Therefore, a film having excellent film quality can be formed.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、前記シリコン膜を形成する工程が、CVD法による成膜工程であることが好ましい。こうすることで、第1の電極上に緻密で信頼性の高いシリコン膜を制御よく形成することができる。 In the method for manufacturing the solid-state imaging element, it is preferable that the step of forming the silicon film is a film forming step by a CVD method. Thus, a dense and highly reliable silicon film can be formed on the first electrode with good control.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、前記シリコン膜を形成する工程が、減圧CVD法による成膜工程であることが好ましい。こうすることで、第1の電極上に被覆性が良好なシリコン膜を形成することができる。 In the method for manufacturing the solid-state imaging device, it is preferable that the step of forming the silicon film is a film forming step by a low pressure CVD method. In this way, a silicon film with good coverage can be formed on the first electrode.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、前記酸化シリコン膜を形成する工程が、プラズマ酸化工程であることが好ましい。本発明に係る固体撮像素子の製造方法では、第1の電極を被覆するシリコン膜をプラズマ酸化することで、緻密で信頼性の高い酸化シリコン膜を制御よく形成することができる。これにより、膜質の高い電極間絶縁膜を得ることができる。 In the method for manufacturing the solid-state imaging element, the step of forming the silicon oxide film is preferably a plasma oxidation step. In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, a dense and highly reliable silicon oxide film can be formed with good control by plasma-oxidizing the silicon film covering the first electrode. Thereby, an interelectrode insulating film with high film quality can be obtained.
また、上記固体撮像素子の製造方法は、少なくとも前記第1層導電性膜が、アルミニウム膜であることが好ましい。アルミニウムは安価で比抵抗が小さく、微細加工が容易である。 In the method for manufacturing the solid-state imaging device, it is preferable that at least the first layer conductive film is an aluminum film. Aluminum is inexpensive, has a small specific resistance, and is easy to finely process.
さらに、本発明の上記目的は、光電変換部と、前記光電変換部で生起さ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有する固体撮像素子であって、前記電荷転送部が、金属膜を含む第1層導電性膜からなる第1の電極と、前記第1の電極を被覆する電極間絶縁膜を介して当接された、第2層導電性膜からなる第2の電極とを有する電荷転送電極で構成される固体撮像素子であって、前記電極間絶縁膜がプラズマ酸化で形成された酸化シリコン膜である固体撮像素子によって達成される。 Furthermore, the object of the present invention is a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit having a charge transfer electrode for transferring a charge generated in the photoelectric conversion unit, the charge transfer unit Is in contact with a first electrode made of a first layer conductive film including a metal film and an interelectrode insulating film covering the first electrode, and a second electrode made of a second layer conductive film. This is achieved by a solid-state imaging device comprising a charge transfer electrode having two electrodes, wherein the interelectrode insulating film is a silicon oxide film formed by plasma oxidation.
上記構成によれば、第1の電極は酸化されることなく、形状は維持される。第1の電極の形状は維持されるため、第1の電極が電荷を転送する速度に影響はない。 According to the above configuration, the shape of the first electrode is maintained without being oxidized. Since the shape of the first electrode is maintained, the speed at which the first electrode transfers charges is not affected.
また、上記固体撮像素子は、前記第1層導電性膜又は前記第2層導電性膜が、アルミニウムで構成されることが好ましい。アルミニウムは電気伝導性に優れており、高速で電荷を転送することができる。 In the solid-state imaging device, the first layer conductive film or the second layer conductive film is preferably made of aluminum. Aluminum has excellent electrical conductivity and can transfer charges at high speed.
また、上記固体撮像素子は、前記第1層導電性膜又は前記第2層導電性膜が、タングステン、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金あるいはこれらのシリサイドであることが好ましい。タングステンなどは特に酸化により高抵抗化を招くことが多いが、本発明の電極間絶縁膜を用いることにより、低抵抗で高耐圧の固体撮像素子を提供することができる。 In the solid-state imaging device, the first layer conductive film or the second layer conductive film is preferably tungsten, tantalum, titanium, molybdenum, nickel, cobalt, platinum, or a silicide thereof. Tungsten or the like often causes high resistance due to oxidation in particular, but by using the interelectrode insulating film of the present invention, a solid-state imaging device with low resistance and high withstand voltage can be provided.
本発明によれば、金属製電荷転送電極を有する固体撮像素子において、金属製電荷転送電極表面の酸化を防止しつつ、良好な膜質の電極間絶縁膜で金属製電荷転送電極を被覆する製造方法を提供することができる。 According to the present invention, in a solid-state imaging device having a metal charge transfer electrode, a method for coating the metal charge transfer electrode with an interelectrode insulating film having a good film quality while preventing oxidation of the surface of the metal charge transfer electrode Can be provided.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第一実施形態)
図1は、本発明の第一実施形態を説明するための固体撮像素子の平面模式図である。図2は、図1のA−A線断面図である。
図1、図2に示す固体撮像素子は、光電変換部と、前記光電変換部で生起された電荷を転送する、電荷転送電極3を備えた電荷転送部40とを有する固体撮像素子であって、電荷転送部40が、金属膜を含む第1層導電性膜3aからなる第1の電極3aと、第1の電極3aを被覆する電極間絶縁膜5を介して当接された、第2層導電性膜3bからなる第2の電極3bとを有する電荷転送電極3で構成される固体撮像素子であって、電極間絶縁膜5がプラズマ酸化で形成された酸化シリコン膜であることを特徴とする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view of a solid-state image sensor for explaining a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
The solid-state imaging device shown in FIGS. 1 and 2 is a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit and a
n型シリコン基板1表面部には、光電変換部であるフォトダイオード30が多数形成され、各フォトダイオード30で発生した信号電荷を列方向(図2中Y方向)に転送するための電荷転送部40が、列方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード列の間を蛇行して形成される。
A large number of
電荷転送部40は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板1表面部の列方向に形成された複数本の電荷転送チャネル33と、電荷転送チャネル33の上層に形成された2層電極構造の電荷転送電極3(第1の電極3a、第2の電極3b)と、フォトダイオード30で発生した電荷を電荷転送チャネル33に読み出すための電荷読み出し領域34とを含む。電荷転送電極3は、行方向に配設された複数のフォトダイオード30からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向(図2中のX方向)に延在する蛇行形状となっている。
The
図2に示すように、シリコン基板1の表面部にはpウェル層9が形成され、pウェル層9の表面部にはp領域30aが形成され、p領域30aの下にはn領域30bが形成され、p領域30aとn領域30bがフォトダイオード30を構成し、フォトダイオード30で発生した信号電荷は、n型領域30bに蓄積される。
As shown in FIG. 2,
図2に関してp領域30aの右側には、少し離間してn領域からなる電荷転送チャネル33が形成される。n領域30bと電荷転送チャネル33の間のpウェル層9には電荷読み出し領域34が形成される。また、電荷転送チャネル33に隣接してp+領域からなるチャネルストップ32が設けられ、隣接するフォトダイオード30との分離が図られる。
As shown in FIG. 2, on the right side of the p region 30a, a
シリコン基板1表面にはゲート絶縁膜2が形成され、電荷読み出し領域34と電荷転送チャネル33の上には、ゲート絶縁膜2を介して、2層電極構造の第1の電極3aと第2の電極3bが形成される。第1の電極を構成する材料として、ここではアルミニウムを用いる。アルミニウムは電気伝導性に優れており、電荷転送電極として用いることで電荷の高速転送が可能となる。その他にも、タングステン、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、白金あるいはこれらのシリサイド等を用いてもよい。
A
第1の電極3aと第2の電極3bの間は電極間絶縁膜5としてプラズマ酸化で形成された酸化シリコン膜によって絶縁され、第1の電極3aの上に第2の電極3bの一部が重畳している。かかる構成によれば、第1の電極3aは酸化されることなく、形状が維持される。そのため、第1の電極3aが電荷を転送する速度に影響はない。
The
フォトダイオード30の上部と、電荷転送電極3の側壁を被覆する反射防止膜8が形成され、電荷転送電極3の周囲には酸化シリコン膜6が形成される。更にその上に中間層70が形成される。中間層70のうち、71は遮光膜、72はBPSG(borophospho silicate glass)からなる絶縁膜、73はP−SiNからなる絶縁膜(パッシベーション膜)、74は透明樹脂膜からなる平坦化層である。遮光膜71は、フォトダイオード30の開口部分を除いて設けられる。中間層70の上方には、カラーフィルタ50とマイクロレンズ60が設けられる。カラーフィルタ50とマイクロレンズ60との間には、絶縁性の透明樹脂等からなる平坦化層61が充填される。
An
本実施形態の固体撮像素子は、フォトダイオード30で発生した信号電荷がn領域30bに蓄積され、ここに蓄積された信号電荷が、電荷転送チャネル33によって列方向に転送され、転送された信号電荷が図示しないアンプから出力される構成である。
In the solid-state imaging device of the present embodiment, the signal charges generated in the
次に、上述した固体撮像素子の製造工程について説明する。ここでは、電荷転送電極3の形成工程について図3から図5を参照して詳細に説明する。電荷転送電極3の形成工程以外の製造工程は、従来の固体撮像素子と同様である。
Next, a manufacturing process of the above-described solid-state imaging device will be described. Here, the process of forming the
まず、n型のシリコン基板1表面に、酸化シリコン膜と、窒化シリコン膜と、酸化シリコン膜とをこの順に積層した3層構造のゲート絶縁膜2を形成する。続いて、このゲート絶縁膜2上に、第1の電極を構成する第1層導電性膜3aを形成する。第1層導電性膜3aはアルミニウム膜を用いている。アルミニウムは安価で比抵抗が小さく、微細加工が可能である。その他にも、タングステン、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、白金あるいはこれらのシリサイド等を用いてもよい。所望のマスクパターンを用い、ゲート絶縁膜2の窒化シリコン膜をエッチングストッパとして第1層導電性膜3aを選択的にエッチング除去し、第1の電極3a及び周辺回路(図示せず)の配線のパターニングを行う。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(誘電結合: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。
First, a
次に、図3(a)に示すように、第1の電極3aの上層にシリコン膜5を形成する。シリコン膜5は、CVD法により形成されることで、緻密で信頼性の高い膜となる。ここで、第1の電極3aはアルミニウム膜で構成されており、この場合、シリコン膜5は低温CVD法による成膜が好ましい。温度条件は、450℃〜500℃とする。この工程により、酸化しやすいアルミニウム膜で構成される第1の電極3aの表面の酸化を防止しつつ、第1の電極3a上にシリコン膜5を形成することができる。また、減圧CVD法で第1の電極3a上にシリコン膜5を形成してもよく、こうすることで被覆性の良好なシリコン膜5を形成する。
Next, as shown in FIG. 3A, a
第1の電極3aの上層にシリコン膜5を形成後、図3(b)に示すように、フォトリソグラフィにより所望のマスクを用いて露光し、現像、水洗を行い、レジストパターン4を形成する。
After forming the
次に、図3(c)に示すように、レジストパターン4をマスクとし、ゲート絶縁膜2をエッチングストッパとしてシリコン膜5を選択的にエッチング除去する。シリコン膜5のエッチング除去は、ケミカルドライエッチング(CDE)装置を用いて行う。その後、電極パターンを形成した後、レジストパターン4を剥離除去する。(図4(d))
Next, as shown in FIG. 3C, the
続いて、図4(e)に示すように、第1の電極3aを被覆するシリコン膜5をプラズマ酸化し、第1の電極3aの周囲に酸化シリコン膜で構成される電極間絶縁膜5を形成する。ここではプラズマ酸化の温度は400℃程度とする。オゾン酸化なら、200℃でも可能である。
Subsequently, as shown in FIG. 4E, the
電極間絶縁膜5を形成後、図4(f)に示すように、第2層導電性膜3bを形成する。第2層導電性膜3bとしては、アルミニウム膜が好ましいが、タングステン、チタン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金あるいはこれらのシリサイドで構成される膜でもよい。また、シリコン系導電性膜であってもよい。
After the interelectrode
次に、図5(g)に示すように、フォトリソグラフィにより所望のマスクを用いて露光し、現像、水洗を行い、第2層導電性膜の上層にレジストパターン7を形成する。
Next, as shown in FIG. 5G, exposure is performed by photolithography using a desired mask, development and washing are performed, and a resist
レジストパターン7をマスクパターンとし、ゲート絶縁膜2及び電極間絶縁膜5をエッチングストッパとして第2層導電性膜3bを選択的にエッチング除去し第2の電極3bを形成する。図5(h)に示すように、第2の電極3bは第1の電極上に重畳する領域を残して形成される。
Using the resist
第2の電極3bを形成した後、レジストパターン7を剥離除去する。ここでは、ECRあるいはICP等のエッチング装置を用いるのが好ましい。(図5(i))このようにして、第2の電極3bを形成し、プラズマ酸化により第2の電極3bの周りに酸化シリコン膜6を形成して2層電極構造の電荷転送電極3が形成される。そしてこの上層に遮光膜のパターン71、BPSG膜72を形成し、リフローし、平坦化する。そしてP−SiNからなる絶縁膜(パッシベーション膜)73、透明樹脂膜からなる平坦化層74を形成する。この後、カラーフィルタ50、平坦化層61、マイクロレンズ60などを形成して、図1及び図2に示すような固体撮像素子を得る。
After forming the
以上の製造方法によれば、第1の電極3aの上層にシリコン膜を形成し、シリコン膜が第1の電極3aを被覆するようにシリコン膜を形成した後、シリコン膜を酸化する。こうすれば、第1の電極3aにシリコン膜を被覆した後、シリコン膜を酸化することになり、第1の電極3aの表面を酸化することなく電極間絶縁膜5である酸化シリコン膜を形成することができる。これにより、第1の電極3aの形状は維持され、電荷の高速転送を可能にする第1の電極3aの電荷転送速度に影響はない。
According to the manufacturing method described above, the silicon film is formed on the
なお、電極間絶縁膜5としてシリコン膜をプラズマ酸化して形成する酸化シリコン膜を用いたが、膜厚に関しては850Å〜1200Åが望ましい。すなわち、電極間絶縁膜5の膜厚は、電極間絶縁膜5自身の成膜工程で第1の電極3aの表面が酸化されず、かつ電極間絶縁膜5が第1の電極3aと第2の電極3bを絶縁する役割を果たす程度の膜厚とすることが望ましい。
Although a silicon oxide film formed by plasma oxidation of a silicon film was used as the interelectrode
また、本実施形態において、電極間絶縁膜5として機能する酸化シリコン膜は、シリコン膜をプラズマ酸化して形成したが、アモルファスシリコン膜またはドープトアモルファスシリコン膜等のシリコン系導電性膜をプラズマ酸化して形成してもよい。アモルファスシリコン膜は、均一に酸化することができるため、アモルファスシリコン膜を酸化して形成する酸化シリコン膜は、膜厚を制御よく形成することができる。また、ドープトアモルファスシリコン膜は、真性のアモルファスシリコン膜に比べて酸化速度が速く、ドープトアモルファスシリコン膜を酸化して形成する酸化シリコン膜は、被覆する第1の電極の表面を酸化させることなく、膜質の優れた膜を形成することができる。
In this embodiment, the silicon oxide film functioning as the interelectrode
(第二実施形態)
本実施形態の固体撮像素子は、図2に示した固体撮像素子において、電荷転送電極3の電極構造を単層電極構造とした点のみが異なる。本実施形態の固体撮像素子の平面模式図は図1と同様である。
(Second embodiment)
The solid-state imaging device of this embodiment is different from the solid-state imaging device shown in FIG. 2 only in that the electrode structure of the
図6は、本発明の第二実施形態を説明するための固体撮像素子の断面模式図であり、図1のA−A線断面図である。図6において、図2と同様の構成には同一符号を付してある。図6に示す固体撮像素子の電荷転送電極3は、第1の電極3aと第2の電極3bが電極間絶縁膜5を介して隣接している点は図6に示す固体撮像素子に示す固体撮像素子と同じだが、第1の電極3a上に第2の電極3bの一部が重畳していない点で異なる。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a solid-state imaging device for explaining a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In FIG. 6, the same components as those in FIG. The
以下、図6に示す固体撮像素子の製造方法のうち、電荷転送電極の形成工程について説明する。電荷転送電極3の形成工程以外の製造工程は従来の固体撮像素子と同様である。
まず、図2に示す固体撮像素子と同様に、図3(a)から図4(f)に示す工程を行う。次に、減圧CVD法等により、第2層導電性膜3bを形成する。第2層導電性膜3bとしては、アルミニウム膜、あるいはタングステン、チタン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金あるいはこれらのシリサイドで構成される金属膜を用いることができる。また、アモルファスシリコン膜やドープトアモルファスシリコン膜等、他のシリコン系導電性膜も用いることができる。
Hereinafter, of the method for manufacturing the solid-state imaging device shown in FIG. The manufacturing process other than the process of forming the
First, similarly to the solid-state imaging device shown in FIG. 2, the steps shown in FIGS. 3A to 4F are performed. Next, the second layer
第2層導電性膜3bの膜厚は、第1の電極3aとその上層の電極間絶縁膜5との合計膜厚と同程度かそれよりも厚くなるように形成する必要がある。そして、レジストを塗布し、このレジストと第2層導電性膜3bのエッチング速度がほぼ同一となる条件で、全面エッチングを行って第1の電極3a上方の第2層導電性膜3bを除去し、第2層導電性膜3bの平坦化を行う。この後、アクティブ領域及び周辺回路形成のためのレジストパターン7を形成する。ここでは、固体撮像素子形成部及び周辺回路部の一部を覆うようにレジストパターン7を形成する。そして、このレジストパターン7をマスクとして、フォトダイオード30上の第2層導電性膜3bをエッチング除去するとともに周辺回路の他のパターンを残留させる。そして、例えばアッシングによりレジスト除去を行うことにより、固体撮像素子形成部及び周辺回路部の一部を覆うように第2の電極3bが形成される。
The film thickness of the second
このようにして、第2の電極3bを形成し、プラズマ酸化により第2の電極3bの周りに酸化シリコン膜6を形成して単層電極構造の電荷転送電極3が形成される。そしてこの上層に遮光膜のパターン71、BPSG膜72を形成し、リフローし、平坦化する。そしてP−SiNからなる絶縁膜(パッシベーション膜)73、透明樹脂膜からなる平坦化層74を形成する。この後、カラーフィルタ50、平坦化層61、マイクロレンズ60などを形成して、図1及び図6に示すような固体撮像素子を得る。
In this way, the
なお、本実施形態の固体撮像素子の電荷転送電極は単層電極構造であるため、図3(c)の工程で第1の電極3aの表面全てに絶縁膜5を形成する必要はなく、第1の電極3aの側壁のみ絶縁膜5を形成すれば十分である。
Note that since the charge transfer electrode of the solid-state imaging device of this embodiment has a single-layer electrode structure, it is not necessary to form the insulating
また、第一実施形態及び第二実施形態では、奇数行に配列された光電変換部と偶数行に配列された光電変換部とが、各行の光電変換部配列ピッチの略1/2行方向にずれたいわゆるハニカム構造の固体撮像素子を例示したが、光電変換部が正方格子状に配列された固体撮像素子にも適用可能である。 In the first embodiment and the second embodiment, the photoelectric conversion units arranged in the odd rows and the photoelectric conversion units arranged in the even rows are arranged in the direction of approximately ½ rows of the photoelectric conversion portion arrangement pitch of each row. Although a shifted so-called honeycomb-structured solid-state imaging device is illustrated, the present invention can also be applied to a solid-state imaging device in which photoelectric conversion portions are arranged in a square lattice pattern.
以上、説明したように本発明の固体撮像素子は、電荷転送電極の低抵抗化が可能であり、高速で信頼性が高いことから、高画素数のデジタルカメラ等の搭載に有効である。 As described above, the solid-state imaging device of the present invention can reduce the resistance of the charge transfer electrode, and is effective for mounting a digital camera or the like having a large number of pixels because it is fast and highly reliable.
1 n型シリコン基板
2 ゲート絶縁膜
3a 第1層導電性膜
3b 第2層導電性膜
5 電極間絶縁膜
1 n-
Claims (11)
前記電荷転送電極の形成工程は、
ゲート絶縁膜の形成された半導体基板表面に、金属膜を含む第1層導電性膜のパターンを形成して第1の電極を形成する工程と、
前記第1の電極を被覆するように前記シリコン膜を形成する工程と、
前記シリコン膜を酸化して酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記第1の電極及び前記酸化シリコン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層導電性膜を形成する工程と、
前記第2層導電性膜の形成後、前記第2層導電性膜のパターンを形成し、第2の電極を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。 A method for producing 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 forming step includes:
Forming a first electrode by forming a pattern of a first conductive film including a metal film on the surface of the semiconductor substrate on which the gate insulating film is formed; and
Forming the silicon film so as to cover the first electrode;
Oxidizing the silicon film to form a silicon oxide film;
Forming a second-layer conductive film constituting a second electrode on the surface of the semiconductor substrate on which the first electrode and the silicon oxide film are formed;
Forming a pattern of the second layer conductive film and forming a second electrode after forming the second layer conductive film.
前記第2層導電性膜形成後、前記第1の電極上に重畳する領域を残して前記第2層導電性膜のパターンを形成する工程を含む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 1,
A method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: forming a pattern of the second layer conductive film, leaving a region overlapping on the first electrode after forming the second layer conductive film.
前記シリコン膜を形成する工程は、アモルファスシリコン膜を形成する工程である固体撮像素子製造方法。 A method for producing a solid-state imaging device according to claim 1 or 2,
The process for forming the silicon film is a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is a process for forming an amorphous silicon film.
前記アモルファスシリコン膜を形成する工程は、ドープトアモルファスシリコン膜を形成する工程である固体撮像素子製造方法。 It is a manufacturing method of the solid-state image sensing device according to claim 3,
The process for forming the amorphous silicon film is a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is a process for forming a doped amorphous silicon film.
前記シリコン膜を形成する工程は、CVD法による成膜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 any one of claims 1 to 4,
The process for forming the silicon film is a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is a film forming process by a CVD method.
前記シリコン膜を形成する工程は、減圧CVD法による成膜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 any one of claims 1 to 5,
The process for forming the silicon film is a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is a film formation process by a low pressure CVD method.
前記酸化シリコン膜を形成する工程は、プラズマ酸化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 any one of claims 1 to 6,
The step of forming the silicon oxide film is a method for manufacturing a solid-state imaging device, which is a plasma oxidation step.
少なくとも前記第1層導電性膜が、アルミニウム膜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 any one of claims 1 to 7,
A method for producing a solid-state imaging device, wherein at least the first layer conductive film is an aluminum film.
前記電荷転送部が、金属膜を含む第1層導電性膜からなる第1の電極と、前記第1の電極を被覆する電極間絶縁膜を介して当接された、第2層導電性膜からなる第2の電極とを有する電荷転送電極で構成される固体撮像素子であって、
前記電極間絶縁膜がプラズマ酸化で形成された酸化シリコン膜である固体撮像素子。 The method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention is a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit including a charge transfer electrode that transfers charges generated in the photoelectric conversion unit,
A second layer conductive film in which the charge transfer portion is in contact with a first electrode made of a first layer conductive film including a metal film via an interelectrode insulating film covering the first electrode A solid-state imaging device comprising a charge transfer electrode having a second electrode comprising:
A solid-state imaging device, wherein the interelectrode insulating film is a silicon oxide film formed by plasma oxidation.
少なくとも前記第1の電極は、アルミニウムで構成される固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 9,
At least the first electrode is a solid-state imaging device made of aluminum.
少なくとも前記第1の電極は、タングステン、タンタル、チタン、モリブデン、ニッケル、コバルト、白金あるいはこれらのシリサイドで構成される固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 9 or 10,
At least the first electrode is a solid-state imaging device formed of tungsten, tantalum, titanium, molybdenum, nickel, cobalt, platinum, or a silicide thereof.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006006358A JP2007189088A (en) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Solid state imaging element and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006006358A JP2007189088A (en) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Solid state imaging element and manufacturing method thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007189088A true JP2007189088A (en) | 2007-07-26 |
Family
ID=38344038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006006358A Pending JP2007189088A (en) | 2006-01-13 | 2006-01-13 | Solid state imaging element and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007189088A (en) |
-
2006
- 2006-01-13 JP JP2006006358A patent/JP2007189088A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009252949A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2007048893A (en) | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof | |
JP4486043B2 (en) | CMOS image sensor and manufacturing method thereof | |
US7960762B2 (en) | Solid-state image sensing device including solid-state image sensor having a pillar-shaped semiconductor layer | |
JP2006013146A (en) | Solid state imaging element and manufacturing method therefor | |
JP2007080941A (en) | Solid state imaging device and its manufacturing method | |
JP2007088057A (en) | Solid-state imaging element and manufacturing method thereof | |
JP2006013460A (en) | Manufacturing method for solid-state image pickup element and the image pickup element | |
JP2010140922A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method therefor | |
JP4194295B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP4159306B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2007048894A (en) | Solid-state image pickup element and manufacturing method thereof | |
JP4314005B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2007189088A (en) | Solid state imaging element and manufacturing method thereof | |
JP2004335804A (en) | Imaging device and its manufacturing method | |
JP2006344914A (en) | Solid-state imaging apparatus, its manufacturing method, and camera | |
JP2008288504A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US8003505B2 (en) | Image sensor and method of fabricating the same | |
JP2007012677A (en) | Solid state image sensor and its fabrication process | |
JP2011151139A (en) | Manufacturing method of solid-state image pickup element, and solid-state image pickup element | |
JP2006319133A (en) | Color filter, manufacturing method thereof, solid-state imaging element, and manufacturing method thereof | |
JP2008135636A (en) | Solid-state imaging element, and its manufacturing method | |
JP2006041484A (en) | Solid-state image pickup device and manufacturing method of the same | |
JP2006237160A (en) | Method for manufacturing solid-state image pickup element | |
JP2008252116A (en) | Method for manufacturing solid state imaging element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071109 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071116 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071126 |