JP2009200262A - 半導体装置およびその製造方法、固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板101上に形成された第1のゲート電極103と、該半導体基板101および該第1の電極103上にこれらに跨るよう形成された第2のゲート電極106と、該第1の電極と該第2の電極とを絶縁する電極絶縁膜134とを備えた固体撮像装置において、該電極絶縁膜134を、第1の絶縁膜113から得られた、該第1のゲート電極103上に位置する電極上部分113aと、該第1の絶縁膜113とは層の異なる第2の絶縁膜114から得られた、該第1のゲート電極103の側面上に位置する電極側壁部分114aとを有する構造とした。
【選択図】図1
Description
(実施形態1)
図1は本発明の実施形態1に係る半導体装置である固体撮像装置を説明する図であり、ゲート電極部分の断面構造を、その製造工程順(図1(a)〜図1(f))に示している。特に、図1(f)では、図2(b)のA−A線部分に相当する、垂直転送部(垂直CCD)の電荷転送方向における2層のゲート電極の断面構造を示している。
(実施形態2)
なお、上記実施形態1では、特に説明しなかったが、上記実施形態1の固体撮像装置のを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態1の固体撮像装置を撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
101 半導体基板
102 ONO膜(ゲート絶縁膜)
102a 下側の熱酸化膜
102b シリコン窒化膜
102c1 上側の酸化膜(HTO膜)
103 第1のゲート電極
106 第2のゲート電極
113 第1の絶縁膜
113a 電極上部分
114 第2の絶縁膜
114a 電極側壁部分
115a 上側の酸化膜(HTO膜)
121 垂直転送部
122 水平転送部
130 多結晶シリコン膜(第1のゲート電極膜)
134 電極絶縁膜
PD 光電変換素子(フォトダイオード)
Claims (21)
- 半導体基板上に形成された多層電極構造を有する半導体装置であって、
該半導体基板上に形成された第1の電極と、
該半導体基板および該第1の電極上にこれらに跨るよう形成された第2の電極と、
該第1の電極と該第2の電極とを絶縁する電極絶縁膜とを備え、
該電極絶縁膜は、
第1の絶縁膜から得られた、該第1の電極上に位置する電極上部分と、
該第1の絶縁膜とは層の異なる第2の絶縁膜から得られた、該第1の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、該電極上部分の膜厚と該電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくしたものである半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において、
前記電極絶縁膜の電極上部分は、前記第1の電極と同一の平面形状を有する半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第1および第2の電極はそれぞれ、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された第1および第2のゲート電極であり、
該ゲート絶縁膜の膜厚は、該第1のゲート電極の下側部分と該第2のゲート電極の下側部分とで実質的に等しい半導体装置。 - 請求項4に記載の半導体装置において、
前記ゲート絶縁膜は、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してなる3層構造を有する半導体装置。 - 請求項5に記載の半導体装置において、
前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第3の絶縁膜を備え、
該第3の絶縁膜は、その一部が前記第2のゲート電極の下側に位置し、該第2のゲート電極の下側部分が、前記3層構造のゲート絶縁膜の上側酸化膜を構成するものである半導体装置。 - 異なる信号電圧が印加される第1および第2のゲート電極を有する固体撮像装置であって、
該第1のゲート電極と第2のゲート電極とを絶縁する電極絶縁膜を備え、
該第1のゲート電極と第2のゲート電極とは、それぞれの一部が該電極絶縁膜を介して重なるよう配置されており、
該電極絶縁膜は、
第1の絶縁膜から得られた、該第1のゲート電極上に位置する電極上部分と、
該第1の絶縁膜とは層の異なる第2の絶縁膜から得られた、該第1のゲート電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する固体撮像装置。 - 請求項7に記載の固体撮像装置において、
前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、前記電極上部分の膜厚と前記電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくしたものである固体撮像装置。 - 請求項8に記載の固体撮像装置において、
複数の光電変換素子を二次元状に配列してなる素子アレイの各垂直方向列に沿って配置され、該各光電変換素子で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部を備え、
前記第1および第2のゲート電極は、該垂直電荷転送部における転送ゲートを構成する固体撮像装置。 - 請求項8に記載の固体撮像装置において、
複数の光電変換素子を二次元状に配列してなる素子アレイの各垂直方向列に沿って配置され、該各光電変換素子で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送部と、
該各垂直電荷転送部からの信号電荷を該素子アレイの水平方向に沿って転送する水平電荷転送部とを備え、
前記第1および第2のゲート電極は、該水平電荷転送部における転送ゲートを構成する固体撮像装置。 - 請求項7に記載の固体撮像装置において、
前記第1および第2の電極下側のゲート絶縁膜は、上下の酸化膜の間に窒化膜を挿入してなる3層構造を有し、該ゲート絶縁膜の膜厚は、該第1のゲート電極の下側部分と該第2のゲート電極の下側部分とで実質的に等しい固体撮像装置。 - 請求項11に記載の固体撮像装置において、
前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第3の絶縁膜を備え、
該第3の絶縁膜は、その一部が前記第2のゲート電極の下側に位置し、該第2のゲート電極の下側部分が、前記3層構造のゲート絶縁膜の上側の酸化膜を構成するものである固体撮像装置。 - 第1および第2の2層の電極を有する半導体装置を製造する方法であって、
半導体基板上に導体膜および第1の絶縁膜を順次形成するステップと、
該導電膜および該第1の絶縁膜のパターニングにより、該第1の電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成するステップと、
該電極上絶縁膜の表面および該第1の電極の側面を覆うよう全面に第2の絶縁膜を形成するステップと、
該第2の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第1の電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するステップとを含む半導体装置の製造方法。 - 請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2の絶縁膜は、前記第1の電極の側面での膜厚が、前記第1の電極の上面での前記第1の絶縁膜の膜厚と等しくなるよう形成する半導体装置の製造方法。 - 請求項13に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2の絶縁膜の異方性エッチングの後に、前記第2の電極を前記第1の電極と一部が重なるよう形成するステップを含む半導体装置の製造方法。 - 請求項15に記載の半導体装置の製造方法において、
前記導体膜および前記第1の絶縁膜を形成する前に、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記第2の絶縁膜の異方性エッチングにより露出した該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去し、その後、前記電極上絶縁膜および前記電極側壁絶縁膜の表面、ならびに該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去した部分に、第3の絶縁膜として酸化膜を形成するステップとを含み、
該第3の絶縁膜の、該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去した部分での膜厚は、前記第1のゲート電極下側での上側酸化膜の膜厚と等しい半導体装置の製造方法。 - 異なる信号電圧が印加される第1および第2のゲート電極を有する固体撮像装置を製造する方法であって、
下地層上に導電膜および第1の絶縁膜を順次形成し、その後、該導電膜および該第1の絶縁膜のパターニングにより、該第1のゲート電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成するステップと、
該電極上絶縁膜の表面および該第1のゲート電極の側面を覆うよう全面に第2の絶縁膜を形成するステップと、
該第2の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第1のゲート電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するステップと、
該第2のゲート電極を該第1のゲート電極と一部が重なるよう形成するステップとを含む固体撮像装置の製造方法。 - 請求項17に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第2の絶縁膜は、前記第1のゲート電極の側面での膜厚が、該第1のゲート電極の上面での前記第1の絶縁膜の膜厚と等しくなるよう形成する固体撮像装置の製造方法。 - 請求項18に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第1および第2のゲート電極はそれぞれ、二次元状に配列された複数の光電変換素子の各々で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する転送ゲートである固体撮像装置の製造方法。 - 請求項18に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第1および第2のゲート電極はそれぞれ、二次元状に配列された複数の光電変換素子の各々で光電変換により得られた信号電荷を水平方向に転送する転送ゲートである固体撮像装置の製造方法。 - 被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項7ないし12のいずれかに記載の固体撮像装置である電子情報機器。
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