JP2010109155A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】斜め入射光に対する遮光性を高める。
【解決手段】垂直転送電極１１の上部に、第１絶縁膜３５、遮光材料膜３３および第２絶縁膜３６を順に積層して積層構造を形成し、積層構造に行方向に延びる複数のスリットを形成することにより、遮光材料膜３３を分断して複数の第１遮光膜を形成し、スリットが形成された状態で第３絶縁膜３８を形成し、第３絶縁膜３８に異方性エッチングを施してスリット内の内側壁を被覆するサイドウォール３９を残存させ、サイドウォール３９で挟まれたスリット内の隙間に遮光性および導電性を有する材料を充填して、コンタクト２２およびこれに繋がる第２遮光膜１４を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、シャント配線を兼ねた遮光膜を備えた固体撮像装置およびその製造方法に関する。

近年、固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮像装置として需要が拡大している。また、携帯電話に代表される携帯端末装置にカメラ機能を付加することが求められており、固体撮像装置の需要はますます拡大している。固体撮像装置の需要が伸びるのに伴い、高画質化の要求も高まっている。固体撮像装置を高画質化するためには、画素数を増やす多画素化と、Ｓ／Ｎ比を大きくする高感度化の両方が必要である。

固体撮像装置を多画素化するうえでは、固体撮像装置の動作速度を速くすることが前提として必要となる。そして、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置において動作速度を速くするためには、信号電荷を撮像部から電荷の蓄積部に高速に転送する必要がある。
電荷の転送速度を高くするために、垂直転送電極が有する電気抵抗値の影響を低減することを目的として、垂直方向に配列された複数の垂直転送電極の上部に遮光膜を兼ねたシャント配線を設け、共通の駆動パルスが与えられる一群の垂直転送電極とその上部にあるシャント配線とをコンタクトで電気的に接続する技術が提案されている。ここで、遮光膜を兼ねたシャント配線に用いるのに好適なアルミ膜は、段差部におけるカバレッジが不十分なため平坦化膜上に形成されることが多い。一方、平坦化膜上に遮光膜を形成した場合には、遮光しきれない斜め入射光によりスミアが発生してしまう場合がある。そのため、垂直転送電極の側壁部に段差部でのカバレッジの良いタングステンなどの高融点金属からなる遮光膜を設け、さらに、垂直転送電極の上部の平坦化膜上に、アルミ膜のシャント配線を設けるという技術が提案されている（特許文献１）。
特開平５−２４３５３７号公報

特許文献１記載の技術では、遮光膜およびシャント配線は、次の手順で形成される（特許文献１の段落００１３参照）。
第１、第２の転送電極を順次に形成した後、第１の層間絶縁膜を介してタングステン膜を形成し、ホトリソグラフィプロセスによって転送電極側壁部を遮光する第１の遮光膜パターンを形成し、その後、第２の層間絶縁膜を介して、転送電極上部を遮光する第２の遮光膜を兼ねたパルス伝送線をアルミニウム膜で形成する。パルス伝送線とその下部にある転送電極とを接続するコンタクトは、第２の層間絶縁膜が形成された後で、第１の遮光膜同士の隙間を通るように貫通孔を形成し、その貫通孔にアルミニウムを充填することにより形成される。

第１の遮光膜とコンタクトとの電気的耐圧を確保する観点からは、第１の遮光膜同士の隙間は広いほうがよく、一方、斜め入射光の遮光性を高める観点からは、第１の遮光膜同士の間隔は狭いほうがよい。したがって、これらの兼ね合いにより、可能な限り第１の遮光膜同士の間隔を狭くし、かつ、これらの間隔の中央にコンタクトを設けることが望まれる。

しかしながら、特許文献１記載の手順では、貫通孔を形成するときの位置精度が悪く、これによるコンタクトの位置のばらつきを考慮すると、第１の遮光膜同士の間隔をあまり狭くすることはできない。そのため、斜め入射光に対する遮光性を十分に高めることができないという問題がある。
そこで、本発明は、シャント配線を兼ねた遮光膜を備えた固体撮像装置において、従来よりも斜め入射光に対する遮光性を高めることができる固体撮像装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

第１遮光膜が間隔を開けて複数並設され、当該第１遮光膜の上層に、シャント配線を兼ねた第２遮光膜が各第１遮光膜間の間隔を覆うように複数並設され、前記第２遮光膜と前記第１遮光膜の下層にある垂直転送電極とが前記第１遮光膜間の間隔内を貫通するコンタクトにより電気的に接続された固体撮像装置の製造方法であって、前記半導体基板の上部に複数の垂直転送電極を列設し、前記垂直転送電極が形成された半導体基板の上部に、第１絶縁膜、遮光材料膜、および、第２絶縁膜を順に積層して積層構造を形成し、前記積層構造に行方向に延びるスリットを複数形成することにより、前記遮光材料膜を分断して第１遮光膜を複数形成し、前記スリットが形成された状態で、前記半導体基板の上部に絶縁材料を堆積させることにより、前記積層構造の上面、前記スリット内の内側壁および底面を第３絶縁膜で被覆し、被覆された第３絶縁膜に異方性エッチングを施して、前記第３絶縁膜における前記内側壁に被覆した部分を残留させつつ、前記スリット内の底面に垂直転送電極を露出させ、その後、第３絶縁膜の残留部分に挟まれたスリット内の隙間に遮光性および導電性を有する材料を充填して、前記コンタクトおよびこれに繋がる第２遮光膜を形成する。

また、本発明に係る固体撮像装置は、内部に複数の光電変換部が設けられ、上部に複数の垂直転送電極が列設された半導体基板と、前記垂直転送電極より上層に第１絶縁膜を介して配され、互いに間隔を開けて並設された、行方向に延びる複数の第１遮光膜と、前記第１遮光膜より上層に第２絶縁膜を介して配され、前記第１遮光膜の間隔を覆うように並設された、シャント配線を兼ねた複数の第２遮光膜と、前記第１遮光膜の間隔内を貫通して各第２遮光膜とその下部にある垂直転送電極とを電気的に接続するコンタクトとを備え、前記コンタクトの前記第１遮光膜に面する側面が凹曲面となるように前記コンタクトの幅が前記垂直転送電極から前記第２遮光膜に向かい次第に広がっている。

上記構成によれば、第３絶縁膜の残存部分は、スリット内の両サイドで同じサイズになる。コンタクトは第３絶縁膜の残存部分に挟まれたスリット内の隙間に形成されるので、第１遮光膜に対するコンタクトの位置のばらつきを防止することができる。したがって、第１遮光膜間の間隔を狭めに設計することができ、従来よりも斜め入射光に対する遮光性を高めることができる。

本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
＜構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図である。また、図２（ａ）は図１のＩａ−Ｉａ線における断面を模式的に示す断面図、図２（ｂ）は図１のＩｂ−Ｉｂ線における断面を模式的に示す断面図である。

図１、図２に示すように、本実施形態の固体撮像装置の撮像部では、半導体基板２３の内部に、行列状にフォトダイオードからなる光電変換部１が形成され、光電変換部１の各列間に列方向に延在する垂直転送チャネル２が形成されている。光電変換部１および垂直転送チャネル２は、何れも不純物拡散層からなる。なお、行方向とは水平方向と同義であり、列方向とは、垂直方向と同義である。

半導体基板２３の表面には表面酸化膜１２が形成されている。表面酸化膜１２の上部には、ポリシリコンからなる垂直転送電極１１が形成されている。本実施形態では、垂直転送電極１１は、垂直転送電極１１Ａおよび垂直転送電極１１Ｂの２種類から構成される。
各垂直転送電極１１Ａは、行方向に延在し、各垂直転送チャネル２の上部にある第１部位と、隣接する第１部位を連結する第２部位とから構成されている。これに対し、各垂直転送電極１１Ｂは、行方向にはそれぞれ独立して存在している。これらの２種類の垂直転送電極１１Ａ、１１Ｂは、垂直方向に交互に配設されていると共に、互いに重なり合わない単相構造で形成されている。

垂直転送チャネル２と垂直転送電極１１とが、光電変換部１の電荷を読み出し、垂直列方向に転送する垂直転送レジスタを形成する。また、当然ながら垂直転送電極１１Ａと垂直転送電極１１Ｂとの間には絶縁膜が介挿されており、これらの垂直転送電極同士は電気的に導通することはない。
垂直転送電極１１の上部には第１絶縁膜１５が形成され、その上部にはタングステン（Ｗ）からなるシャント配線を兼ねた遮光膜１３が形成されている。遮光膜１３は、互いに間隔を開けて並設されており、下部にある垂直転送電極１１Ｂとコンタクト２１で電気的に接続されている。遮光膜１３間の間隔は、垂直転送電極１１Ａの上部に位置している。また、遮光膜１３には、光電変換部１に対応する位置に光電変換部１に光を入射させる矩形の窓部３が形成されている。遮光膜１３の窓部３が、光電変換部１の受光部を規定することとなる。

遮光膜１３の上部には第２絶縁膜１６が形成され、その上部にはタングステン（Ｗ）からなるシャント配線を兼ねた遮光膜１４が形成されている。遮光膜１４は、遮光膜１３間の間隔を覆うように並設され、垂直転送電極１１Ａとコンタクト２２で電気的に接続されている。
なお、垂直転送電極１１Ａの第２部位上では、遮光膜１４の幅方向、すなわち垂直方向の寸法は、光電変換部１の行間に形成されている遮光膜１３の窓部３の間隔寸法と同一かまたはそれ以下となっていて、遮光膜１４によって光電変換部１に入射する光が遮られることはない。

図１，図２に示すように、固体撮像装置の撮像領域は、窓部３を除き、略全面が遮光膜１３，１４により遮光されている。また、遮光膜１３は、垂直転送電極１１Ｂと接続され、遮光膜１４は、垂直転送電極１１Ａと接続されている。したがって、遮光膜１３，１４を通じて垂直転送電極１１に垂直駆動パルスを印加することにより、光電変換部１からの電荷の読み出しと垂直方向の電荷の転送とを行うことができる。本明細書では、このような垂直転送電極１１に垂直駆動パルスを伝達する機能をもつ配線を「シャント配線」と称する。

なお、本実施形態の固体撮像装置では、行方向に延在するシャント配線を採用している。すなわち、ひとつの行に着目した場合、どの列の垂直転送電極１１においても、その上部には同じ垂直駆動パルスが伝わるシャント配線が存在することになる。したがって、同じ行であればどの列においても、シャント配線に伝わる垂直駆動パルスから垂直転送チャネルに与える影響を等しくすることができ、その結果、電荷の転送効率を高めることができる。

遮光膜１４の上部には、絶縁膜、カラーフィルタ、オンチップレンズ等が形成されるが、通常の固体撮像装置と同様の構成となっているため、ここではその説明と図示を省略する。
次に、シャント配線を兼ねた遮光膜１４と垂直転送電極１１Ａとの接続部分について詳細に説明する。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、遮光膜１４と垂直転送電極１１Ａとの接続部分では、遮光膜１３にスリット状の接続部開口１７ａ，１７ｂが形成されている。各列の垂直転送チャネル２の上部にある接続部開口１７ａの幅は、隣接する垂直転送チャネル２の間の上部にある接続部開口１７ｂの幅よりも広い。この接続部開口１７ａ，１７ｂを貫通するように遮光膜１４と一体で厚さ方向、すなわち、図２（ａ），（ｂ）における紙面上下方向に延在するコンタクト２２が設けられている。なお、図２（ａ），（ｂ）より明らかなように、このコンタクト２２は、第１絶縁膜１５と第２絶縁膜１６とを貫通して垂直転送電極１１Ａに接触することで、遮光膜１４との電気的な接続を図っている。

コンタクト２２は、行方向に延在し、接続部開口１７ａを貫通する部位２２Ａと、接続部開口１７ｂを貫通する部位２２Ｂとから構成されている。コンタクトの部位２２Ｂの幅は、部位２２Ａの幅より狭いものの、部位２２Ａ，２２Ｂの何れも垂直転送電極１１Ａに接続されているので、シャント配線としての遮光膜１４と垂直転送電極１１Ａとの間の電気抵抗を低減することができる。また、コンタクト２２の幅は、厚み方向に沿って垂直転送電極１１Ａから遮光膜１４に向かい次第に広がり、その結果、コンタクト２２の遮光膜１３に面する側面が凹曲面となっている。

ここで、コンタクト２２と遮光膜１３とが接触して導通してしまうことを回避するためには、コンタクト２２を遮光膜１３の接続部開口１７の中央に位置するようにすることが好ましい。これは、遮光膜１３の接続部開口１７内には第２絶縁膜１６が形成されているが、コンタクト２２と遮光膜１３との間隔とが近すぎると、第２絶縁膜１６があっても両者間に電気的導通が生じるおそれがあるからである。この電気的導通は、遮光膜１３とコンタクト２２との間隔が最も狭い部分で生じる。そのため、コンタクト２２を接続部開口１７の中央に位置させることで、コンタクト２２と遮光膜１３との間隔が最も小さくなる部分における間隔を最大限とすることができる。

遮光膜１３は垂直転送電極１１Ｂと接続されているため、垂直転送用のパルスである、Ｈｉｇｈ：０Ｖ、Ｌｏｗ：−６Ｖと読み出し時に印加される１２Ｖがかかる。また、遮光膜１４のコンタクト２２には、垂直転送電極１１Ａと接続されているため、垂直転送用のパルスである、Ｈｉｇｈ：０Ｖ、Ｌｏｗ：−６Ｖがかかる。そのために、コンタクト２２と遮光膜１３の間に要求される耐圧は、１８Ｖ以上であり、絶縁膜の耐圧が、３ＭＶ／ｃｍとするならば、膜厚は、６０ｎｍ以上が必要となる。

上記したように、遮光膜１３とコンタクト２２との間隔を確保するために、コンタクト２２を遮光膜１３の接続部開口１７の中央に位置させることが好ましい。以下に、これを実現するための固体撮像装置の製造方法について説明する。
＜製造方法＞
図３（ａ）〜（ｄ），および図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図である。なお、図３（ａ）には、図１におけるＩａ−Ｉａ断面と図１におけるＩｂ−Ｉｂ断面とが併記されている。図３（ｂ）以降についても同様である。

まず、半導体基板の内部に、光電変換部、垂直転送チャネルを形成し、半導体基板の上部に、表面酸化膜、垂直転送電極１１Ａ，１１Ｂを形成する。次に、垂直転送電極１１Ａ，１１Ｂが形成された状態の半導体基板の上層に、第１絶縁膜３５と遮光材料膜３３とを順に積層し、さらにその上層にレジスト４１を形成し、遮光材料膜３３の窓部に対応する部分をエッチングにより除去する（図３（ａ））。遮光材料膜３３は、遮光性および導電性を有する材料からなり、この例ではタングステン（Ｗ）からなる。また、第１絶縁膜３５および第２絶縁膜３６はシリコン酸化膜からなる。

次に、半導体基板の上部に１００ｎｍ厚の第２絶縁膜３６を形成する（図３（ｂ））。これにより、窓部が形成された部分を除き、第１絶縁膜３５、配線材料膜３３、第２絶縁膜３６からなる積層構造が形成される。
次に、レジスト４２を形成し（図３（ｃ））、積層構造における遮光膜１３間の間隔に対応する部分を除去する（図３（ｄ））。これにより、垂直転送電極１１Ａの上面を露出させることができる。また、この状態の遮光材料膜３３を上面から見ると、図５に示すように、遮光材料膜３３は、行方向に延びたスリット３７の形成により複数の要素に分断されていることがわかる。これらの要素が遮光膜１３となる。スリット３７の幅は、図３（ｄ）に示すように、各列の垂直転送チャネル２の上部部分３７ａでは広く、隣接する垂直転送チャネル２の間の上部部分３７ｂでは狭い。ここでは、部分３７ａの幅を、例えば３００ｎｍとする。なお、レジスト４２のパターン化は、たとえば、３００ｎｍの抜きパターンであるため一般的に用いられるフォトリソグラフ法によって露光マスクを用いる等して容易に行うことができる。

次に、レジスト４２を剥離し（図４（ａ））、半導体基板の上部に１００ｎｍ厚のシリコン酸化膜からなる第３絶縁膜３８を形成する（図４（ｂ））。第３絶縁膜３８は、例えば、ＣＶＤ等を用いて成膜される。また、成膜の際にはスリット３７内の内側壁の両サイドで同じ成膜条件となるように設定されている。そのため、第３絶縁膜３８の膜厚はスリット３７内の内側壁の両サイドで同じサイズとなる。

次に、第３絶縁膜３８に異方性エッチングを施して、第３絶縁膜をエッチバックさせる（図４（ｃ））。これにより、スリット内の内側壁の両サイドには第３絶縁膜の残留被膜としてサイドウォール３９が形成される。なお、エッチングの際にはスリット３７内の内側壁の両サイドで同じエッチング条件となるように設定されている。そのため、サイドウォール３９の膜厚はスリット３７内の内側壁の両サイドで同じサイズになる。このとき、サイドウォール３９の厚みを６０ｎｍ以上に確保することが好ましい。

次に、サイドウォール３９に挟まれたスリット内の空間にスパッタおよびＣＶＤの複合でタングステン（Ｗ）を充填しつつ積層構造の上部をタングステン（Ｗ）で被覆し、所望の幅に加工することによりコンタクト２２および遮光膜１４を形成する（図４（ｄ））。サイドウォール３９が形成された状態のスリット３７は、上部が広がった窪み状となっているため、タングステンが入り込みやすくなる。コンタクト２２は、スリットの開口幅３００ｎｍからサイドウォール両側分（１００ｎｍ×２）を除いた約１００ｎｍのサイズとなり、垂直転送電極１１まで容易に到達できる。したがって、遮光膜１４と垂直転送電極１１Ａとの接続を確実にでき、遮光膜１４と垂直転送電極１１Ａとの間にコンタクト抵抗が生じるのを回避することができる。

また、スリット内の内側壁には両サイドに同じサイズのサイドウォール３９が形成される。したがって、コンタクト２２を遮光膜１３間の間隔の中央に形成することができる。ここで、「中央」とは、断面を見たときに遮光膜１３間の間隔の中心軸とコンタクト２２の中心軸とが完全に一致するのはもちろん、製造誤差により１０ｎｍ程度ばらつく範囲まで含まれるものとする。また、１００ｎｍ厚の第３絶縁膜３８は、サイドウォール３９形成時のオーバーエッチングによりすこしエッチングされるが、６０ｎｍ厚以上残るように制御することは十分可能であるため遮光膜１３と遮光膜１４と間の耐圧も問題ない。

本実施形態のように、サイドウォール３９を形成することで、遮光膜１３とコンタクト２２との間の電気的絶縁は、遮光膜１３とコンタクト２２との間隔、すなわち、第３絶縁膜３８がエッチングされることで形成されたサイドウォール３９の厚みで決定することとなる。このサイドウォール３９の厚みは、第３絶縁膜３８の膜厚制御で調整できるため、リソグラフィーの加工精度に影響されない。このため、遮光膜１４と垂直転送電極１１との接続部分を必要以上に大きくしなくてもよいので、窓部３を十分に大きくすることができ、固体撮像装置の感度特性を向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、遮光膜１４と一体形成されたコンタクト２２がスリットに食い込む形となっているため、遮光膜１４の剥がれを防止する効果が得られる。
さらに、一般に、配線加工において、段差部があるとそこでのエッチング加工残りが発生しやすい。しかし、本実施形態によれば、サイドウォール３９の形成により段差が緩和されているので、加工残りを防止するための過剰なエッチングを不要とすることができる。その結果、過剰なエッチングを原因とするエッチングダメージを緩和することができ、図４（ｃ）に示すように窓部内壁にもサイドウォール３９が形成されることと相まって、白キズの発生などの画質不良を低減する効果が得られる。
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図である。また、図７（ａ）は図６のＩＶａ−ＩＶａ線における断面を模式的に示す断面図、図７（ｂ）は図６のＩＶｂ−ＩＶｂ線における断面を模式的に示す断面図である。

第２の実施形態では、コンタクト２２の部位２２Ａは垂直転送電極１１Ａに接続されているが（図７（ａ））、コンタクト２２の部位２２Ｂは垂直転送電極１１に接続されていない（図７（ｂ））。これ以外の点については、第１の実施形態と同様である。
コンタクト２２は、垂直転送電極１１Ａに部位２２Ａで接続されているため、垂直駆動パルスを垂直転送電極１１Ａに供給する機能を果たすことができる。また、コンタクトの部位２２Ｂを垂直転送電極１１Ａに接続させる必要がないので、遮光膜１３間の間隔を狭く設定することができ、その結果、窓部３を大きくすることができる。したがって、遮光膜１４と垂直転送電極１１Ａとの電気的な接続を図りながら、固体撮像装置の感度を高めることができる。
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図である。また、図９（ａ）は図８のＶＩａ−ＶＩａ線における断面を模式的に示す断面図、図９（ｂ）は図８のＶＩｂ−ＶＩｂ線における断面を模式的に示す断面図である。

第３の実施形態では、遮光膜１３間の間隔を一定としている。これ以外の点については第１の実施形態と同様である。これにより、垂直転送チャネル２の上部における遮光膜１３と遮光膜１４との重なりを広くすることができ、遮光性を高めることができる（図９（ａ）の符号５１参照）。
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図である。また、図１１（ａ）は図１０のＶＩＩＩａ−ＶＩＩＩａ線における断面を模式的に示す断面図、図１１（ｂ）は図１０のＶＩＩＩｂ−ＶＩＩＩｂ線における断面を模式的に示す断面図である。

第４の実施形態では、遮光膜１３間の間隔を一定とし、さらに、遮光膜１４の幅を一定としている。これ以外の点については第１の実施形態と同様である。
遮光膜１４の上層には、入射光を窓部３に集光するためのオンチップレンズが設けられている。遮光膜１４の幅を広くしすぎると、オンチップレンズから窓部３への入射光の光路を遮ってしまう場合がある。本実施形態では、遮光膜１４における垂直転送チャネル２上の部分の幅を広くしないので（図１１（ａ）の符号５２参照）、そのような問題を回避することができる。
（第５の実施形態）
図１２は、本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図である。また、図１３（ａ）は図１２のＸａ−Ｘａ線における断面を模式的に示す断面図、図１３（ｂ）は図１２のＸｂ−Ｘｂ線における断面を模式的に示す断面図である。

第５の実施形態では、遮光膜１３間の間隔を一定とし、遮光膜１４の幅を一定とすると共に、垂直転送電極１１Ａの幅を一定としている。これにより、垂直転送電極１１Ａの電気抵抗を低減することができ、電荷の転送速度を高めることができる。
なお、上記実施形態では、各垂直転送電極１１Ｂは、行方向にはそれぞれ独立して存在しているが、本発明は、これに限られない。例えば、図１４に示すように、行方向に連結する連結部を設けて一体形状としてもよい。図１４（ａ）では、連結部１１ｂを垂直方向の片方にのみ設け、図１４（ｂ）では、連結部１１ｂを垂直方向の両方に設けている。これにより、コンタクト２２と垂直転送電極１１Ｂとの接続が不十分な場合でも、連結部１１ｂを通じて垂直駆動パルスが伝達可能となるので転送不具合を回避することができる。

なお、上記実施形態では、遮光膜１３，１４のどちらもシャント配線として機能させているが、本発明はこれに限られない。例えば、遮光膜１４のみをシャント配線として機能させることとしてもよい。ただし、この場合には、各垂直転送電極１１Ｂに垂直駆動パルスを伝達させるため、図１４のような連結した構造を採用する必要がある。
なお、上記実施形態では、遮光材料膜３３に窓部３を形成し、その後、接続部開口３７を形成している。しかしながら、本発明は、この順番に限らず、接続部開口３７を形成し、その後、窓部３を形成することとしてもよい。

本発明は、例えば、デジタルカメラに利用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の断面を模式的に示す断面図 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための断面図 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明するための平面図 本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図 本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の断面を模式的に示す断面図 本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図 本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の断面を模式的に示す断面図 本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図 本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置の断面を模式的に示す断面図 本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の主要部を説明するための平面図 本発明の第５の実施形態に係る固体撮像装置の断面を模式的に示す断面図 本発明の変形例に係る垂直転送電極の構成を示す平面図

符号の説明

１ 光電変換部
２ 垂直転送チャネル
３ 窓部
１１ 垂直転送電極
１２ 表面酸化膜
１３ 遮光膜
１４ 遮光膜
１５ 第１絶縁膜
１６ 第２絶縁膜
１７、１７ａ、１７ｂ 接続部開口
２１ コンタクト
２２ コンタクト
２３ 半導体基板
３３ 遮光材料膜
３５ 第１絶縁膜
３６ 第２絶縁膜
３７ スリット
３８ 第３絶縁膜
３９ サイドウォール
４１ レジスト
４２ レジスト

Claims (13)

1. 第１遮光膜が間隔を開けて複数並設され、当該第１遮光膜の上層に、シャント配線を兼ねた第２遮光膜が各第１遮光膜間の間隔を覆うように複数並設され、前記第２遮光膜と前記第１遮光膜の下層にある垂直転送電極とが前記第１遮光膜間の間隔内を貫通するコンタクトにより電気的に接続された固体撮像装置の製造方法であって、
   前記半導体基板の上部に複数の垂直転送電極を列設し、
   前記垂直転送電極が形成された半導体基板の上部に、第１絶縁膜、遮光材料膜、および、第２絶縁膜を順に積層して積層構造を形成し、
   前記積層構造に行方向に延びるスリットを複数形成することにより、前記遮光材料膜を分断して第１遮光膜を複数形成し、
   前記スリットが形成された状態で、前記半導体基板の上部に絶縁材料を堆積させることにより、前記積層構造の上面、前記スリット内の内側壁および底面を第３絶縁膜で被覆し、
   被覆された第３絶縁膜に異方性エッチングを施して、前記第３絶縁膜における前記内側壁に被覆した部分を残留させつつ、前記スリット内の底面に垂直転送電極を露出させ、
   その後、第３絶縁膜の残留部分に挟まれたスリット内の隙間に遮光性および導電性を有する材料を充填して、前記コンタクトおよびこれに繋がる第２遮光膜を形成すること
   を特徴とする固体撮像装置の製造方法。
2. 前記半導体基板の内部には複数の光電変換部が形成されており、
   前記積層構造を形成するとき、前記遮光材料膜を積層した段階で、前記遮光材料膜における前記光電変換部に対応する部分を除去して、前記光電変換部に光を入射させる窓部を形成し、それから前記第２絶縁膜を積層すること
   を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
3. 前記第２遮光膜にコンタクトにより接続される垂直転送電極は、第１部位とこれよりも幅が狭い第２部位とが行方向に交互に連結された構成を有し、
   前記スリットの幅は、前記第１部位の上部では第１の幅であり、前記第２部位の上部では前記第１の幅よりも狭い第２の幅であること
   を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
4. 前記第２遮光膜にコンタクトにより接続される垂直転送電極は、第１部位とこれよりも幅が狭い第２部位とが行方向に交互に連結された構成を有し、
   前記スリットの幅は、前記第１部位の上部でも前記第２の部位の上部でも同じ幅であること
   を特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
5. 内部に複数の光電変換部が設けられ、上部に複数の垂直転送電極が列設された半導体基板と、
   前記垂直転送電極より上層に第１絶縁膜を介して配され、互いに間隔を開けて並設された、行方向に延びる複数の第１遮光膜と、
   前記第１遮光膜より上層に第２絶縁膜を介して配され、前記第１遮光膜の間隔を覆うように並設された、シャント配線を兼ねた複数の第２遮光膜と、
   前記第１遮光膜の間隔内を貫通して各第２遮光膜とその下部にある垂直転送電極とを電気的に接続するコンタクトとを備え、
   前記コンタクトの前記第１遮光膜に面する側面が凹曲面となるように前記コンタクトの幅が前記垂直転送電極から前記第２遮光膜に向かい次第に広がっていること
   を特徴とする固体撮像装置。
6. 前記第２遮光膜の下部にある垂直転送電極は、行方向に延在し、第１部位とこれよりも幅が狭い第２部位とが行方向に交互に連結された構成を有し、
   前記コンタクトは、行方向に延在し、前記第１部位には第１の幅で接続し、前記第２部位には前記第１の幅よりも狭い第２の幅で接続していること
   を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 前記第２遮光膜の下部にある垂直転送電極は、行方向に延在し、第１部位とこれよりも幅が狭い第２部位とが行方向に交互に連結された構成を有し、
   前記コンタクトは、行方向に延在し、前記第１部位にも前記第２部位にも同じ幅で接続していること
   を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
8. 前記第２遮光膜の下部にある垂直転送電極は、行方向に延在し、第１部位とこれよりも幅が狭い第２部位とが行方向に交互に連結された構成を有し、
   前記コンタクトは、行方向に延在し、前記第１部位には接続し、前記第２部位には接続していないこと
   を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
9. 前記コンタクトは、前記第１遮光膜間の隙間の中央を貫通していること
   を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
10. 前記第１遮光膜は、前記光電変換部に光を入射させる窓部を有すること
    を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
11. 前記第１遮光膜の一部と前記第２遮光膜の一部とが前記第２絶縁膜を介して重なり合うこと
    を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
12. 前記複数の垂直転送電極は互いに重なり合わない単層構造であること
    を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
13. 前記第１遮光膜は、シャント配線を兼ねていること
    を特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。

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