JP2773733B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
- Publication number
- JP2773733B2 JP2773733B2 JP8086167A JP8616796A JP2773733B2 JP 2773733 B2 JP2773733 B2 JP 2773733B2 JP 8086167 A JP8086167 A JP 8086167A JP 8616796 A JP8616796 A JP 8616796A JP 2773733 B2 JP2773733 B2 JP 2773733B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polysilicon layer
- polysilicon
- electrode
- insulating film
- electrode group
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 23
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 102
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 100
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 37
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 36
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 29
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 83
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/41—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
- H01L29/423—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/42312—Gate electrodes for field effect devices
- H01L29/42396—Gate electrodes for field effect devices for charge coupled devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1864—Annealing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置の製
造方法に関し、特に転送電極であるポリシリコン電極層
間の絶縁膜の耐圧を改善する手段を提供することに係る
固体撮像装置の製造方法に関する。
造方法に関し、特に転送電極であるポリシリコン電極層
間の絶縁膜の耐圧を改善する手段を提供することに係る
固体撮像装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のＣＣＤ型２次元固体撮像
装置の構成を説明する図であって、その従来装置の平面
図である。図４において、101は光電変換を行うフォト
ダイオ−ド，102は電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣ
Ｄレジスタ，103は電荷を水平方向に転送する水平ＣＣ
Ｄレジスタ，104は電荷を検知する電荷検出部，105は増
幅器である。また、110，111，112の矢印は電荷の転送
方向を示す。
装置の構成を説明する図であって、その従来装置の平面
図である。図４において、101は光電変換を行うフォト
ダイオ−ド，102は電荷を垂直方向に転送する垂直ＣＣ
Ｄレジスタ，103は電荷を水平方向に転送する水平ＣＣ
Ｄレジスタ，104は電荷を検知する電荷検出部，105は増
幅器である。また、110，111，112の矢印は電荷の転送
方向を示す。
【０００３】上記図４に示す固体撮像装置の動作は、概
略次の通りである。まず固体撮像装置上に画像パタ−ン
が投影され、２次元に配列された各フォトダイオ−ド10
1に入射する光の強度に応じた電荷が各フォトダイオ−
ド101に蓄積される。そして、所定時間経過した後、こ
の蓄積された電荷は、図４の矢印110に示すように、垂
直ＣＣＤレジスタ102に転送される。
略次の通りである。まず固体撮像装置上に画像パタ−ン
が投影され、２次元に配列された各フォトダイオ−ド10
1に入射する光の強度に応じた電荷が各フォトダイオ−
ド101に蓄積される。そして、所定時間経過した後、こ
の蓄積された電荷は、図４の矢印110に示すように、垂
直ＣＣＤレジスタ102に転送される。
【０００４】続いて、当該電荷は、垂直ＣＣＤレジスタ
102の内部を図４の矢印111に示すように下方向に転送さ
れ、次に、水平ＣＣＤレジスタ103により水平方向に転
送され(図４中の矢印112参照)、電荷検出器104で電圧に
変換された後、増幅器105を経て出力される。
102の内部を図４の矢印111に示すように下方向に転送さ
れ、次に、水平ＣＣＤレジスタ103により水平方向に転
送され(図４中の矢印112参照)、電荷検出器104で電圧に
変換された後、増幅器105を経て出力される。
【０００５】図５は、図４のＡ−Ａ線断面図であって、
従来のＣＣＤ型２次元固体撮像装置の単位画素部の断面
構造を説明する図である。図５において、11はＮ型半導
体基板、13はフォトダイオ−ドとなるＮ型不純物領域，
15はＣＣＤチャネルとなるＮ型不純物層，21はＰ型ウエ
ル、23はＰ型不純物層，24は素子を分離する高濃度Ｐ型
不純物層，25はSi／SiO2界面で発生する電流を抑制する
ためのフォトダイオ−ド(Ｎ型不純物領域13)の表面に設
けられた高濃度Ｐ型不純物層，26はＭＯＳトランジスタ
のチャネルとなるＰ型不純物領域，31は絶縁膜，33は層
間絶縁膜，41は多結晶シリコンからなる電荷転送電極，
51はＣＣＤレジスタ(Ｎ型不純物層15)への光の侵入を防
止するために設けられた遮光膜である。また、61の矢印
は光路を示す。
従来のＣＣＤ型２次元固体撮像装置の単位画素部の断面
構造を説明する図である。図５において、11はＮ型半導
体基板、13はフォトダイオ−ドとなるＮ型不純物領域，
15はＣＣＤチャネルとなるＮ型不純物層，21はＰ型ウエ
ル、23はＰ型不純物層，24は素子を分離する高濃度Ｐ型
不純物層，25はSi／SiO2界面で発生する電流を抑制する
ためのフォトダイオ−ド(Ｎ型不純物領域13)の表面に設
けられた高濃度Ｐ型不純物層，26はＭＯＳトランジスタ
のチャネルとなるＰ型不純物領域，31は絶縁膜，33は層
間絶縁膜，41は多結晶シリコンからなる電荷転送電極，
51はＣＣＤレジスタ(Ｎ型不純物層15)への光の侵入を防
止するために設けられた遮光膜である。また、61の矢印
は光路を示す。
【０００６】当該構造素子では、Ｎ型不純物領域13とＰ
型ウエル21とでｐｎ接合のフォトダイオ−ドを構成し、
Ｎ型不純物領域13に光路61から入射した光により光電変
換され、発生した電子が当該Ｎ型不純物領域13に蓄積さ
れる。電荷転送電極41は、Ｎ型不純物領域13とＣＣＤチ
ャネル(Ｎ型不純物層15)及びトランジスタのチャネル領
域(Ｐ型不純物領域26)とでＭＯＳトランジスタを構成
し、この電荷転送電極41に10〜15Ｖの電圧パルスを加え
ることで、フォトダイオ−ド(Ｎ型不純物領域13)に蓄積
された電子をＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層15)に転送す
る。
型ウエル21とでｐｎ接合のフォトダイオ−ドを構成し、
Ｎ型不純物領域13に光路61から入射した光により光電変
換され、発生した電子が当該Ｎ型不純物領域13に蓄積さ
れる。電荷転送電極41は、Ｎ型不純物領域13とＣＣＤチ
ャネル(Ｎ型不純物層15)及びトランジスタのチャネル領
域(Ｐ型不純物領域26)とでＭＯＳトランジスタを構成
し、この電荷転送電極41に10〜15Ｖの電圧パルスを加え
ることで、フォトダイオ−ド(Ｎ型不純物領域13)に蓄積
された電子をＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層15)に転送す
る。
【０００７】その後、ＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層15)
の表面に設けられた電荷転送電極41群に-5〜-10Ｖの電
圧パルスを加えることにより、ＣＣＤチャネル内に紙面
に垂直方向に電子が転送される。この時、ＭＯＳトラン
ジスタのチャネルとなるＰ型不純物領域26は、カットオ
フ条件となるため、フォトダイオ−ド(Ｎ型不純物領域1
3)に蓄積中の電荷がＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層15)に
流出することはない。
の表面に設けられた電荷転送電極41群に-5〜-10Ｖの電
圧パルスを加えることにより、ＣＣＤチャネル内に紙面
に垂直方向に電子が転送される。この時、ＭＯＳトラン
ジスタのチャネルとなるＰ型不純物領域26は、カットオ
フ条件となるため、フォトダイオ−ド(Ｎ型不純物領域1
3)に蓄積中の電荷がＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層15)に
流出することはない。
【０００８】図６は、図４のＢ−Ｂ線断面図であって、
従来のＣＣＤ型２次元固体撮像装置のＣＣＤレジスタ部
の断面構造を説明する図である。図６において、１はＰ
型半導体基板，２はＮ型不純物層，３はゲ−ト絶縁膜，
４は第１のポリシリコン層よりなる転送電極，５は第２
のポリシリコン層よりなる転送電極，６は酸化膜(絶縁
膜)，７ａ〜７ｄは電圧供給線(配線)をそれぞれ示す。
従来のＣＣＤ型２次元固体撮像装置のＣＣＤレジスタ部
の断面構造を説明する図である。図６において、１はＰ
型半導体基板，２はＮ型不純物層，３はゲ−ト絶縁膜，
４は第１のポリシリコン層よりなる転送電極，５は第２
のポリシリコン層よりなる転送電極，６は酸化膜(絶縁
膜)，７ａ〜７ｄは電圧供給線(配線)をそれぞれ示す。
【０００９】第１のポリシリコン層よりなる転送電極４
群と第２のポリシリコン層よりなる転送電極５群とは、
例えば図６では４本の電圧供給線７ａ〜７ｄに電極配列
の順番に従って接続される。
群と第２のポリシリコン層よりなる転送電極５群とは、
例えば図６では４本の電圧供給線７ａ〜７ｄに電極配列
の順番に従って接続される。
【００１０】ＣＣＤレジスタとして動作させるには、こ
のような４本の電圧供給線7ａ〜7ｄに図７(ＣＣＤレジ
スタの転送電極に印加するパルス波形)に示すΦa〜Φｄ
の４相のパルス電圧を印加する。パルス電圧としては、
例えば基準電位が“0Ｖ”，波高値が“-5〜-10Ｖ”のパ
ルス電圧を用いる。このようなパルス電圧を加えること
により、図６に示す接続の場合にはＣＣＤチャネルであ
るＮ型不純物層２中を電子が右方向に転送される。
のような４本の電圧供給線7ａ〜7ｄに図７(ＣＣＤレジ
スタの転送電極に印加するパルス波形)に示すΦa〜Φｄ
の４相のパルス電圧を印加する。パルス電圧としては、
例えば基準電位が“0Ｖ”，波高値が“-5〜-10Ｖ”のパ
ルス電圧を用いる。このようなパルス電圧を加えること
により、図６に示す接続の場合にはＣＣＤチャネルであ
るＮ型不純物層２中を電子が右方向に転送される。
【００１１】図８は、前掲の図６に示した断面構造を有
する従来のＣＣＤレジスタ部を形成する工程を説明する
図であって、工程Ａ〜Ｄからなる工程順断面図である。
なお、Ｐ型半導体基板１として“Ｐ型シリコン”を用い
るものとして説明する。
する従来のＣＣＤレジスタ部を形成する工程を説明する
図であって、工程Ａ〜Ｄからなる工程順断面図である。
なお、Ｐ型半導体基板１として“Ｐ型シリコン”を用い
るものとして説明する。
【００１２】従来のＣＣＤレジスタは、まず図８工程Ａ
に示すように、Ｐ型半導体基板１の表面に周知の技術に
よりＮ型不純物層２を設け、続いて、ゲ−ト絶縁膜３を
設ける。このゲ−ト絶縁膜３としては、Ｐ型半導体基板
１を熱酸化して形成したSiO2を用いるが、SiO2とSi3N4
とを積層した「酸化膜／窒化膜からなる構造の膜」又は
「酸化膜／窒化膜 ／酸化膜からなる構造の膜」を用い
ることもできる。
に示すように、Ｐ型半導体基板１の表面に周知の技術に
よりＮ型不純物層２を設け、続いて、ゲ−ト絶縁膜３を
設ける。このゲ−ト絶縁膜３としては、Ｐ型半導体基板
１を熱酸化して形成したSiO2を用いるが、SiO2とSi3N4
とを積層した「酸化膜／窒化膜からなる構造の膜」又は
「酸化膜／窒化膜 ／酸化膜からなる構造の膜」を用い
ることもできる。
【００１３】次に、図８工程Ｂに示すように、第１のポ
リシリコン膜(図示せず)をＣＶＤ法など周知の技術を用
いて堆積し、選択的に除去することで第１のポリシリコ
ン層からなる転送電極４を形成する。(なお、第１のポ
リシリコン膜は、この膜の堆積時にリンなどの不純物を
含ませない場合、膜堆積後に熱拡散法によりリンなどの
不純物を拡散する工程を付加する必要がある。) 続いて、熱酸化を行う。この熱酸化により、図８工程Ｂ
に示すように、第１のポリシリコン層からなる転送電極
４の表面に酸化膜６が形成される。
リシリコン膜(図示せず)をＣＶＤ法など周知の技術を用
いて堆積し、選択的に除去することで第１のポリシリコ
ン層からなる転送電極４を形成する。(なお、第１のポ
リシリコン膜は、この膜の堆積時にリンなどの不純物を
含ませない場合、膜堆積後に熱拡散法によりリンなどの
不純物を拡散する工程を付加する必要がある。) 続いて、熱酸化を行う。この熱酸化により、図８工程Ｂ
に示すように、第１のポリシリコン層からなる転送電極
４の表面に酸化膜６が形成される。
【００１４】次に、図８工程Ｃに示すように、第２のポ
リシリコン膜５ａを堆積する。続いて、図８工程Ｄに示
すように、第２のポリシリコン膜５ａを選択的に除去
し、これにより「第２のポリシリコン層５ａからなる転
送電極５」を形成する。
リシリコン膜５ａを堆積する。続いて、図８工程Ｄに示
すように、第２のポリシリコン膜５ａを選択的に除去
し、これにより「第２のポリシリコン層５ａからなる転
送電極５」を形成する。
【００１５】従来のＣＣＤレジスタ(前掲の図６に示し
た断面構造を有するＣＣＤレジスタ)は、上記図８工程
Ａ〜Ｄによって形成されている。
た断面構造を有するＣＣＤレジスタ)は、上記図８工程
Ａ〜Ｄによって形成されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のＣＣ
Ｄレジスタは、図５を参照して説明したように、ＣＣＤ
レジスタの電荷転送電極41は、フォトダイオ−ド(Ｎ型
不純物領域13)から垂直ＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層1
5)への電荷読み出しとＣＣＤチャネル中の電荷転送の機
能とを兼ねている。従って、第１のポリシリコン電極層
と第２のポリシリコン電極層とを絶縁分離する絶縁膜に
は、最大で15Ｖのパルス電圧が加わることになる。
Ｄレジスタは、図５を参照して説明したように、ＣＣＤ
レジスタの電荷転送電極41は、フォトダイオ−ド(Ｎ型
不純物領域13)から垂直ＣＣＤチャネル(Ｎ型不純物層1
5)への電荷読み出しとＣＣＤチャネル中の電荷転送の機
能とを兼ねている。従って、第１のポリシリコン電極層
と第２のポリシリコン電極層とを絶縁分離する絶縁膜に
は、最大で15Ｖのパルス電圧が加わることになる。
【００１７】そして、図８を参照して説明したように、
この絶縁膜(酸化膜６)は、第１のポリシリコン電極層を
熱酸化して形成されるが(図８工程Ｂ参照)、一般にポリ
シリコンを熱酸化した膜は、耐圧が弱く1〜2ＭＶ／ｃｍ
程度の電界強度が得られるのが一般的である。従って、
15Ｖの耐圧を得るためには、１ポリシリコン上の酸化膜
は少なくとも0.2μｍの厚さにする必要があった。特に
大面積の固体撮像装置では、この酸化膜の耐圧不良が歩
留まりを大きく低下させており、従来からその改善が求
められていた。
この絶縁膜(酸化膜６)は、第１のポリシリコン電極層を
熱酸化して形成されるが(図８工程Ｂ参照)、一般にポリ
シリコンを熱酸化した膜は、耐圧が弱く1〜2ＭＶ／ｃｍ
程度の電界強度が得られるのが一般的である。従って、
15Ｖの耐圧を得るためには、１ポリシリコン上の酸化膜
は少なくとも0.2μｍの厚さにする必要があった。特に
大面積の固体撮像装置では、この酸化膜の耐圧不良が歩
留まりを大きく低下させており、従来からその改善が求
められていた。
【００１８】前掲の図５からも理解できるように、酸化
膜の膜厚が厚いと、第１層と第２層のポリシリコン電極
が重なる部分と、これら電極が形成されないフォトダイ
オ−ド部分との段差が１μｍにもなる。このため、電極
上部に設けられる遮光のための金属電極膜は、段差部で
カバレ−ジが悪くなり、この段差部で薄くなる。このよ
うに薄い部分があると、光がＣＣＤレジスタに洩れ込む
ことになり、ＣＣＤレジスタ内での光電変換により生じ
た電荷が信号電荷に加わるため、偽信号となり、Ｓ／Ｎ
が劣化するという問題がある。
膜の膜厚が厚いと、第１層と第２層のポリシリコン電極
が重なる部分と、これら電極が形成されないフォトダイ
オ−ド部分との段差が１μｍにもなる。このため、電極
上部に設けられる遮光のための金属電極膜は、段差部で
カバレ−ジが悪くなり、この段差部で薄くなる。このよ
うに薄い部分があると、光がＣＣＤレジスタに洩れ込む
ことになり、ＣＣＤレジスタ内での光電変換により生じ
た電荷が信号電荷に加わるため、偽信号となり、Ｓ／Ｎ
が劣化するという問題がある。
【００１９】さらに、遮光に用いる金属電極を配線とし
て用いる場合には、上記段差部で配線切れが生じるた
め、電圧が加わらないという問題がある。以上の事実か
ら、薄くてかつ耐圧に優れた絶縁膜の形成が、今日強く
要求されているところである。
て用いる場合には、上記段差部で配線切れが生じるた
め、電圧が加わらないという問題がある。以上の事実か
ら、薄くてかつ耐圧に優れた絶縁膜の形成が、今日強く
要求されているところである。
【００２０】本発明は、上記要望に鑑み成されたもので
あって、その目的とするところは、・第１に、従来の前
記した問題点を解消する点にあり、特に、多層に形成さ
れたポリシリコン層からなる電極間の絶縁膜の耐圧を改
善する方法を提供することにあり、・第２に、固体撮像
装置におけるポリシリコン電極層間の酸化膜の耐圧を改
善し、歩留りを向上させる手段を提供することにあり、
・第３に、上記酸化膜の膜厚を薄膜化することにより、
配線下の段差を低減し、配線のカバレ−ジ劣化や段切れ
を防止することができる方法を提供することにある。
あって、その目的とするところは、・第１に、従来の前
記した問題点を解消する点にあり、特に、多層に形成さ
れたポリシリコン層からなる電極間の絶縁膜の耐圧を改
善する方法を提供することにあり、・第２に、固体撮像
装置におけるポリシリコン電極層間の酸化膜の耐圧を改
善し、歩留りを向上させる手段を提供することにあり、
・第３に、上記酸化膜の膜厚を薄膜化することにより、
配線下の段差を低減し、配線のカバレ−ジ劣化や段切れ
を防止することができる方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記第１〜第
３の目的を達成するため、第１のポリシリコン層表面に
形成された絶縁膜の上に第２のポリシリコン層を設けた
状態で急速アニ−ルを行うことを特徴とする。
３の目的を達成するため、第１のポリシリコン層表面に
形成された絶縁膜の上に第２のポリシリコン層を設けた
状態で急速アニ−ルを行うことを特徴とする。
【００２２】即ち、本発明に係る方法は、「転送電極
が、第１のポリシリコン層からなる電極群と絶縁膜を介
して設けられた第２のポリシリコン層からなる電極群と
から構成されたＣＣＤレジスタを含む固体撮像装置の製
造方法において、(1) 前記第１のポリシリコン層からな
る電極群を形成した後に当該電極を熱酸化し、絶縁膜を
形成する工程、(2) 前記第２のポリシリコン層を設け、
リンなどの不純物を拡散し導電性を持たせた後、1000℃
以上の高温でランプ加熱の短時間アニ−ルを行う工程、
(3) 前記第２のポリシリコン層をパタ−ン形成し、電極
群を設ける工程、を含むことを特徴とする固体撮像装置
の製造方法。」(請求項１)を要旨とする。
が、第１のポリシリコン層からなる電極群と絶縁膜を介
して設けられた第２のポリシリコン層からなる電極群と
から構成されたＣＣＤレジスタを含む固体撮像装置の製
造方法において、(1) 前記第１のポリシリコン層からな
る電極群を形成した後に当該電極を熱酸化し、絶縁膜を
形成する工程、(2) 前記第２のポリシリコン層を設け、
リンなどの不純物を拡散し導電性を持たせた後、1000℃
以上の高温でランプ加熱の短時間アニ−ルを行う工程、
(3) 前記第２のポリシリコン層をパタ−ン形成し、電極
群を設ける工程、を含むことを特徴とする固体撮像装置
の製造方法。」(請求項１)を要旨とする。
【００２３】また、本発明に係る方法は、「転送電極
が、第１のポリシリコン層からなる電極群と絶縁膜を介
して設けられた第２のポリシリコン層からなる電極群と
から構成されたＣＣＤレジスタを含む固体撮像装置の製
造方法において、(1) 前記第１のポリシリコン層からな
る電極群を形成した後に当該電極を熱酸化し、絶縁膜を
形成する工程、(2) 前記第２のポリシリコン層からなる
電極群を形成する工程、(3) 前記第２のポリシリコン層
からなる電極群の表面に絶縁膜を設け、又は、設けない
状態で1000℃以上の高温でランプ加熱の短時間アニ−ル
を行う工程、を含むことを特徴とする固体撮像装置の製
造方法。」(請求項２)を要旨とする。
が、第１のポリシリコン層からなる電極群と絶縁膜を介
して設けられた第２のポリシリコン層からなる電極群と
から構成されたＣＣＤレジスタを含む固体撮像装置の製
造方法において、(1) 前記第１のポリシリコン層からな
る電極群を形成した後に当該電極を熱酸化し、絶縁膜を
形成する工程、(2) 前記第２のポリシリコン層からなる
電極群を形成する工程、(3) 前記第２のポリシリコン層
からなる電極群の表面に絶縁膜を設け、又は、設けない
状態で1000℃以上の高温でランプ加熱の短時間アニ−ル
を行う工程、を含むことを特徴とする固体撮像装置の製
造方法。」(請求項２)を要旨とする。
【００２４】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明は、前記した第１〜第３の目的を達成するため、特
に、多層に形成されたポリシリコン層からなる電極間の
絶縁膜の耐圧を改善する方法を提供するため、第１のポ
リシリコン層表面に形成された酸化膜(絶縁膜)の上に第
２のポリシリコン層を設けた状態で急速アニ−ルを行う
ことを特徴とするものである。
発明は、前記した第１〜第３の目的を達成するため、特
に、多層に形成されたポリシリコン層からなる電極間の
絶縁膜の耐圧を改善する方法を提供するため、第１のポ
リシリコン層表面に形成された酸化膜(絶縁膜)の上に第
２のポリシリコン層を設けた状態で急速アニ−ルを行う
ことを特徴とするものである。
【００２５】一般に、ポリシリコン上に形成した酸化膜
の耐圧が悪い原因としては、熱酸化後の“ポリシリコン
／酸化膜”の界面部分でポリシリコン表面の凹凸が大き
いことが挙げられる。これを改善するために従来から行
われている手段として、(A)；「J.Applied.phys.，48
巻」の4834頁に記載されているように、1000℃以上の高
い温度で酸化する方法が提案されている。この方法によ
れば、高温での酸化により“ポリシリコン／酸化膜”の
界面で生じる機械的歪が緩和され、この界面における凹
凸を低減させることができると解されている。
の耐圧が悪い原因としては、熱酸化後の“ポリシリコン
／酸化膜”の界面部分でポリシリコン表面の凹凸が大き
いことが挙げられる。これを改善するために従来から行
われている手段として、(A)；「J.Applied.phys.，48
巻」の4834頁に記載されているように、1000℃以上の高
い温度で酸化する方法が提案されている。この方法によ
れば、高温での酸化により“ポリシリコン／酸化膜”の
界面で生じる機械的歪が緩和され、この界面における凹
凸を低減させることができると解されている。
【００２６】また、(B)；「J.Electrochem.Soc.，132
巻」の2185頁に記載されているように、ポリシリコン中
のリン濃度を最適となるように選定すること、又は、酸
化前にアニ−ルを行うことにより、ポリシリコン膜の結
晶粒径を拡大し、膜表面を平滑化するという方法が提案
されている。さらには、(C)「J.Electrochem.Soc.，130
巻」の1597頁に記載されているように、酸化後に高温の
アニ−ルを行うことにより、ポリシリコンと酸化膜との
界面の凹凸を低減し、耐圧を改善する方法が提案されて
いる。
巻」の2185頁に記載されているように、ポリシリコン中
のリン濃度を最適となるように選定すること、又は、酸
化前にアニ−ルを行うことにより、ポリシリコン膜の結
晶粒径を拡大し、膜表面を平滑化するという方法が提案
されている。さらには、(C)「J.Electrochem.Soc.，130
巻」の1597頁に記載されているように、酸化後に高温の
アニ−ルを行うことにより、ポリシリコンと酸化膜との
界面の凹凸を低減し、耐圧を改善する方法が提案されて
いる。
【００２７】しかしながら、上記(A)〜(C)の従来法で
は、いずれも1000℃以上の高温での熱処理が必要である
ため、これらの従来法を固体撮像装置に適用するにはｐ
ｎ接合の拡散深さに制約があり、実施することができな
かった。唯一、最近実用化されるようになったランプ加
熱による高温急速アニ−ルの手法が適用可能であるだけ
である。
は、いずれも1000℃以上の高温での熱処理が必要である
ため、これらの従来法を固体撮像装置に適用するにはｐ
ｎ接合の拡散深さに制約があり、実施することができな
かった。唯一、最近実用化されるようになったランプ加
熱による高温急速アニ−ルの手法が適用可能であるだけ
である。
【００２８】ここで、本発明者等が行った実験につい
て、図９を参照して説明する。図９は、本発明者等が実
験した結果を示す図であって、耐圧の評価結果を示す図
である。即ち、「第１層ポリシリコン電極／絶縁膜／第
２層ポリシリコン電極」構造のいわゆるＭＩＭ構造にお
ける“電極間の耐圧を評価した結果”を示す図である。
実験水準としては、ＭＩＭ構造を形成する一連の工程に
おいて、高温急速アニ−ルを行う工程順序を変えて行っ
たものである。
て、図９を参照して説明する。図９は、本発明者等が実
験した結果を示す図であって、耐圧の評価結果を示す図
である。即ち、「第１層ポリシリコン電極／絶縁膜／第
２層ポリシリコン電極」構造のいわゆるＭＩＭ構造にお
ける“電極間の耐圧を評価した結果”を示す図である。
実験水準としては、ＭＩＭ構造を形成する一連の工程に
おいて、高温急速アニ−ルを行う工程順序を変えて行っ
たものである。
【００２９】図９の水準Ａは、第１のポリシリコン層か
らなる電極群を850〜950℃の温度で熱酸化して2000Åの
酸化膜を形成し、続いて、第２のポリシリコン電極群を
形成した水準である。この水準Ａでは、高温の急速アニ
−ルを行っていないものであり、そして、図９から明ら
かなように、耐圧は、14〜15Ｖであって要求値には不足
していることが認められる。
らなる電極群を850〜950℃の温度で熱酸化して2000Åの
酸化膜を形成し、続いて、第２のポリシリコン電極群を
形成した水準である。この水準Ａでは、高温の急速アニ
−ルを行っていないものであり、そして、図９から明ら
かなように、耐圧は、14〜15Ｖであって要求値には不足
していることが認められる。
【００３０】図９の水準Ｂは、第１のポリシリコン層か
らなる電極群を前記水準Ａと同一の条件で熱酸化した
後、1100℃，30秒の急速アニ−ルを行い、続いて、第２
のポリシリコン電極群を形成した水準である。この水準
Ｂでは、耐圧は18〜19Ｖであり、従来から報告されてい
るように“高温のアニ−ルを行わない前記水準Ａ”より
も改善されていることが認められる。
らなる電極群を前記水準Ａと同一の条件で熱酸化した
後、1100℃，30秒の急速アニ−ルを行い、続いて、第２
のポリシリコン電極群を形成した水準である。この水準
Ｂでは、耐圧は18〜19Ｖであり、従来から報告されてい
るように“高温のアニ−ルを行わない前記水準Ａ”より
も改善されていることが認められる。
【００３１】図９の水準Ｃは、第１のポリシリコン層か
らなる電極群を前記水準Ａと同一の条件で熱酸化した
後、第２層のポリシリコン膜を形成し、電極パタ−ンを
形成する前に1100℃，30秒の急速アニ−ルを行い、その
後に電極パタ−ンを形成した水準である。この水準Ｃで
は、耐圧は20〜22Ｖであって前記水準Ｂよりも改善され
ていることが認められる。
らなる電極群を前記水準Ａと同一の条件で熱酸化した
後、第２層のポリシリコン膜を形成し、電極パタ−ンを
形成する前に1100℃，30秒の急速アニ−ルを行い、その
後に電極パタ−ンを形成した水準である。この水準Ｃで
は、耐圧は20〜22Ｖであって前記水準Ｂよりも改善され
ていることが認められる。
【００３２】図９の水準Ｄは、第１のポリシリコン層か
らなる電極群を前記水準Ａと同一の条件で熱酸化した
後、第２層のポリシリコン電極群を形成し、カバ−酸化
膜を形成した後に1100℃，30秒の急速アニ−ルを行った
水準である。この水準Ｄでは、耐圧は21〜23Ｖであって
前記水準Ｃよりもさらに向上していることが認められ
る。
らなる電極群を前記水準Ａと同一の条件で熱酸化した
後、第２層のポリシリコン電極群を形成し、カバ−酸化
膜を形成した後に1100℃，30秒の急速アニ−ルを行った
水準である。この水準Ｄでは、耐圧は21〜23Ｖであって
前記水準Ｃよりもさらに向上していることが認められ
る。
【００３３】以上の図９に示す水準Ａ〜Ｄの結果から、
従来行われている“熱酸化後にアニ−ルする手法の水準
Ｂ”よりも、水準Ｃや水準Ｄの方が「耐圧改善効果が高
い」という事実が判明した。
従来行われている“熱酸化後にアニ−ルする手法の水準
Ｂ”よりも、水準Ｃや水準Ｄの方が「耐圧改善効果が高
い」という事実が判明した。
【００３４】酸化後に1000℃以上の温度でアニ−ルを行
う効果としては、高温アニ−ルにより酸化膜を流動化せ
しめ、酸化により生ずる酸化膜／ポリシリコン界面の機
械的歪みを緩和させることにより、平滑な界面にするこ
とができる点にある。この流動化は、高温ほど顕著とな
る。従って、ランプ加熱により加えられる熱を如何に効
率良く酸化膜の加熱に利用できるかが、耐圧改善効果に
かかわってくるということができる。
う効果としては、高温アニ−ルにより酸化膜を流動化せ
しめ、酸化により生ずる酸化膜／ポリシリコン界面の機
械的歪みを緩和させることにより、平滑な界面にするこ
とができる点にある。この流動化は、高温ほど顕著とな
る。従って、ランプ加熱により加えられる熱を如何に効
率良く酸化膜の加熱に利用できるかが、耐圧改善効果に
かかわってくるということができる。
【００３５】酸化膜耐圧を改善するために行われるアニ
−ルは、前記水準Ｂのように、酸化膜を形成した直後に
行われるのが通常である。これに対して、前記水準Ｃ，
Ｄでは、水準Ｂよりも耐圧がより改善されているが、こ
の事実は、本発明者等が初めて見出したものである。こ
のような結果を得る理由については、次のように考える
ことができる。
−ルは、前記水準Ｂのように、酸化膜を形成した直後に
行われるのが通常である。これに対して、前記水準Ｃ，
Ｄでは、水準Ｂよりも耐圧がより改善されているが、こ
の事実は、本発明者等が初めて見出したものである。こ
のような結果を得る理由については、次のように考える
ことができる。
【００３６】ランプ加熱による急速アニ−ル装置では、
一般に、半導体基板の表面と裏面とからハロゲンランプ
を用いて加熱される。
一般に、半導体基板の表面と裏面とからハロゲンランプ
を用いて加熱される。
【００３７】ところで、前記水準Ｂでは、前掲の図８工
程Ｂに続いてアニ−ルを行う場合に相当し、このアニ−
ルについて図８工程Ｂを参照して説明する。水準Ｂにお
ける“ランプ加熱によるアニ−ル”は、第１のポリシリ
コン層からなる電極４群の表面に酸化膜６が形成された
後に行われる。そして、表面から照射された光は、この
酸化膜６を透過し、ポリシリコン膜やシリコン基板(Ｐ
型半導体基板１)で吸収されてこれらを加熱する。従っ
て、酸化膜６は、ポリシリコン膜とシリコン基板からの
熱輻射で加熱されることになる。即ち、酸化膜６は、片
面から加熱されることになり、加熱効率が悪いというこ
とができる。
程Ｂに続いてアニ−ルを行う場合に相当し、このアニ−
ルについて図８工程Ｂを参照して説明する。水準Ｂにお
ける“ランプ加熱によるアニ−ル”は、第１のポリシリ
コン層からなる電極４群の表面に酸化膜６が形成された
後に行われる。そして、表面から照射された光は、この
酸化膜６を透過し、ポリシリコン膜やシリコン基板(Ｐ
型半導体基板１)で吸収されてこれらを加熱する。従っ
て、酸化膜６は、ポリシリコン膜とシリコン基板からの
熱輻射で加熱されることになる。即ち、酸化膜６は、片
面から加熱されることになり、加熱効率が悪いというこ
とができる。
【００３８】一方、前記水準Ｃでは、前掲の図８工程Ｃ
に続いてアニ−ルを行う場合に相当し、表面に酸化膜６
が設けられた第１のポリシリコン層からなる電極４群の
上に第２のポリシリコン膜５ａが設けられた状態でラン
プ加熱される。即ち、この構造では、照射された光は、
第２のポリシリコン膜５ａに一部吸収され、さらに基板
シリコン(Ｐ型半導体基板１)にも吸収されることで加熱
が行われる。従って、第１のポリシリコン層からなる電
極４群の表面に形成された酸化膜６は、上・下から加熱
されることになり、このため酸化膜６が効率良く熱せら
れると考えられ、耐圧が水準Ｂよりも改善されたと推定
することができる。
に続いてアニ−ルを行う場合に相当し、表面に酸化膜６
が設けられた第１のポリシリコン層からなる電極４群の
上に第２のポリシリコン膜５ａが設けられた状態でラン
プ加熱される。即ち、この構造では、照射された光は、
第２のポリシリコン膜５ａに一部吸収され、さらに基板
シリコン(Ｐ型半導体基板１)にも吸収されることで加熱
が行われる。従って、第１のポリシリコン層からなる電
極４群の表面に形成された酸化膜６は、上・下から加熱
されることになり、このため酸化膜６が効率良く熱せら
れると考えられ、耐圧が水準Ｂよりも改善されたと推定
することができる。
【００３９】また、前記水準Ｄは、前掲の図８工程Ｄに
続いてアニ−ルを行う場合に相当し、第２のポリシリコ
ン層からなる電極５が形成された後に急速アニ−ルされ
る。このような場合にも、耐圧に関係する酸化膜６の領
域は、第１のポリシリコン電極層と第２のポリシリコン
電極層で挟まれており、酸化膜６が効率良く加熱された
ために耐圧が改善されたものと推定される。
続いてアニ−ルを行う場合に相当し、第２のポリシリコ
ン層からなる電極５が形成された後に急速アニ−ルされ
る。このような場合にも、耐圧に関係する酸化膜６の領
域は、第１のポリシリコン電極層と第２のポリシリコン
電極層で挟まれており、酸化膜６が効率良く加熱された
ために耐圧が改善されたものと推定される。
【００４０】以上の推論から、また、本発明者等が行っ
た前記水準Ａ〜水準Ｄの結果(前掲の図９参照)から、本
発明者等は、ポリシリコンを熱酸化した酸化膜の耐圧を
改善するには、第１のポリシリコン層からなる電極上に
形成された酸化膜の表面に第２のポリシリコン層もしく
は第２のポリシリコン層からなる電極群を設け、この状
態で急速アニ−ルするのが好適であるという事実を見い
出して本発明を完成したものである。
た前記水準Ａ〜水準Ｄの結果(前掲の図９参照)から、本
発明者等は、ポリシリコンを熱酸化した酸化膜の耐圧を
改善するには、第１のポリシリコン層からなる電極上に
形成された酸化膜の表面に第２のポリシリコン層もしく
は第２のポリシリコン層からなる電極群を設け、この状
態で急速アニ−ルするのが好適であるという事実を見い
出して本発明を完成したものである。
【００４１】即ち、本発明は、第１のポリシリコン層表
面に形成された絶縁膜の上に第２のポリシリコン層を設
けた状態で急速アニ−ルを行うことを特徴とする。そし
て、本発明の上記構造でのアニ−ルは、照射される光に
より酸化膜の上と下のポリシリコン層が加熱されること
になり、このため、ランプより供給される熱を有効に利
用することができ、その結果、耐圧をより一層改善する
ことができる作用効果が生じる。
面に形成された絶縁膜の上に第２のポリシリコン層を設
けた状態で急速アニ−ルを行うことを特徴とする。そし
て、本発明の上記構造でのアニ−ルは、照射される光に
より酸化膜の上と下のポリシリコン層が加熱されること
になり、このため、ランプより供給される熱を有効に利
用することができ、その結果、耐圧をより一層改善する
ことができる作用効果が生じる。
【００４２】従って、本発明によれば、酸化膜の厚さを
より薄くすることができ、ポリシリコン電極端部での段
差が低減できるため、遮光膜の局所的薄膜化による光の
洩れ込みや金属配線の段切れが防止できる作用効果が生
じる。さらに、本発明は、装置の性能を向上すると共に
歩留まりの改善にも大きく寄与する利点を有する。
より薄くすることができ、ポリシリコン電極端部での段
差が低減できるため、遮光膜の局所的薄膜化による光の
洩れ込みや金属配線の段切れが防止できる作用効果が生
じる。さらに、本発明は、装置の性能を向上すると共に
歩留まりの改善にも大きく寄与する利点を有する。
【００４３】
【実施例】次に、本発明の実施例を挙げ、本発明を具体
的に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定さ
れるものではなく、前記した本発明の要旨の範囲内で種
々の変更，変形が可能である。
的に説明するが、本発明は、以下の実施例により限定さ
れるものではなく、前記した本発明の要旨の範囲内で種
々の変更，変形が可能である。
【００４４】（実施例１）図１は、本発明の一実施例
(実施例１)である固体撮像装置の製造方法を説明する図
であって、工程Ａ〜Ｂからなる工程順断面図である。な
お、図１の符号のうち前掲の図６，図８と同一の符号に
ついては、その物質，機能を含めて同一であり、重複す
るのでその説明を省略する。
(実施例１)である固体撮像装置の製造方法を説明する図
であって、工程Ａ〜Ｂからなる工程順断面図である。な
お、図１の符号のうち前掲の図６，図８と同一の符号に
ついては、その物質，機能を含めて同一であり、重複す
るのでその説明を省略する。
【００４５】本実施例１では、まず図１工程Ａに示すよ
うに、第１のポリシリコン層よりなる転送電極４をＣＶ
Ｄ法など周知の技術により形成し、続いて、800℃〜950
℃の温度で熱酸化してこの電極４の表面に酸化膜６を形
成する。この酸化膜６の厚さは、電極に印加する電圧に
より選択(選定)する必要があるが、0.1〜0.15μｍが好
適である。
うに、第１のポリシリコン層よりなる転送電極４をＣＶ
Ｄ法など周知の技術により形成し、続いて、800℃〜950
℃の温度で熱酸化してこの電極４の表面に酸化膜６を形
成する。この酸化膜６の厚さは、電極に印加する電圧に
より選択(選定)する必要があるが、0.1〜0.15μｍが好
適である。
【００４６】次に、全面に第２のポリシリコン層５ａを
設け、その後、ハロゲンランプによる急速アニ−ルを行
う。この第２のポリシリコン層５ａからなるポリシリコ
ン膜は、その膜の堆積時にリンなどの不純物を含ませる
手法を採用すれば、膜堆積直後に急速アニ−ルを行うこ
とができる。一方、ポリシリ膜堆積時にリンを含ませな
い場合には、堆積後に熱拡散法によりリンを拡散し、そ
の後急速アニ−ルを行う。
設け、その後、ハロゲンランプによる急速アニ−ルを行
う。この第２のポリシリコン層５ａからなるポリシリコ
ン膜は、その膜の堆積時にリンなどの不純物を含ませる
手法を採用すれば、膜堆積直後に急速アニ−ルを行うこ
とができる。一方、ポリシリ膜堆積時にリンを含ませな
い場合には、堆積後に熱拡散法によりリンを拡散し、そ
の後急速アニ−ルを行う。
【００４７】本実施例１において、上記アニ−ルは、で
きるだけ高温であるのが望ましいが、1000℃〜1200℃で
数10秒が適する条件である。雰囲気としては、Ｎ2や不
活性ガス中でも良いが、Ｏ2を含む雰囲気であっても本
発明の目的には支障はない。なお、このような急速アニ
−ルを行う際に、第２のポリシリコン膜５ａの表面に別
途絶縁膜を設けても本発明の効果を妨げるものではな
い。このような絶縁膜を設けることにより、ポリシリコ
ン中のリンが雰囲気中に放出されるのを防止できる利点
があるので好ましい。
きるだけ高温であるのが望ましいが、1000℃〜1200℃で
数10秒が適する条件である。雰囲気としては、Ｎ2や不
活性ガス中でも良いが、Ｏ2を含む雰囲気であっても本
発明の目的には支障はない。なお、このような急速アニ
−ルを行う際に、第２のポリシリコン膜５ａの表面に別
途絶縁膜を設けても本発明の効果を妨げるものではな
い。このような絶縁膜を設けることにより、ポリシリコ
ン中のリンが雰囲気中に放出されるのを防止できる利点
があるので好ましい。
【００４８】急速アニ−ルの後に、周知の技術を用いて
第２のポリシリコン層５ａを所望のパタ−ンにエッチン
グし、これにより転送電極５群を形成し、図１工程Ｂに
示す構造を得る。
第２のポリシリコン層５ａを所望のパタ−ンにエッチン
グし、これにより転送電極５群を形成し、図１工程Ｂに
示す構造を得る。
【００４９】（実施例２）図２は、本発明の他の実施例
(実施例２)を説明する固体撮像装置の断面図である。な
お、図２の符号のうち前掲の図６，図８と同一の符号に
ついては、その物質，機能を含めて同一であり、重複す
るのでその説明を省略する。
(実施例２)を説明する固体撮像装置の断面図である。な
お、図２の符号のうち前掲の図６，図８と同一の符号に
ついては、その物質，機能を含めて同一であり、重複す
るのでその説明を省略する。
【００５０】本実施例２では、まず、前掲の図８工程Ａ
〜Ｄ(従来法)と同一方法で、図８工程Ｄに示す第２のポ
リシリコン層からなる転送電極５形成まで行う。次に、
図２に示すように、第２のポリシリコン層からなる転送
電極５の層を含む基板表面に絶縁膜８を設け、その後、
急速アニ−ルを行う。アニ−ルの条件は、前記実施例１
と同様である。なお、急速アニ−ルを行う際に絶縁膜８
を設けずに行っても良く、その選択は自由である。
〜Ｄ(従来法)と同一方法で、図８工程Ｄに示す第２のポ
リシリコン層からなる転送電極５形成まで行う。次に、
図２に示すように、第２のポリシリコン層からなる転送
電極５の層を含む基板表面に絶縁膜８を設け、その後、
急速アニ−ルを行う。アニ−ルの条件は、前記実施例１
と同様である。なお、急速アニ−ルを行う際に絶縁膜８
を設けずに行っても良く、その選択は自由である。
【００５１】（実施例３）図３は、本発明のその他の実
施例(実施例３)を説明する固体撮像装置の断面図であ
る。なお、図３の符号のうち前掲の図６，図８と同一の
符号については、その物質，機能を含めて同一であり、
重複するのでその説明を省略する。
施例(実施例３)を説明する固体撮像装置の断面図であ
る。なお、図３の符号のうち前掲の図６，図８と同一の
符号については、その物質，機能を含めて同一であり、
重複するのでその説明を省略する。
【００５２】本実施例３では、図３に示すように、第２
のポリシリコン層からなる転送電極５の表面にのみ絶縁
膜８を形成した後、急速アニ−ルを行った例である。こ
れによっても本発明の目的を達成することができる。
のポリシリコン層からなる転送電極５の表面にのみ絶縁
膜８を形成した後、急速アニ−ルを行った例である。こ
れによっても本発明の目的を達成することができる。
【００５３】
【発明の効果】本発明は、以上詳記したとおり、第１の
ポリシリコン層表面に形成された絶縁膜(酸化膜)の上に
第２のポリシリコン層を設けた状態で急速アニ−ルを行
うことを特徴とし、これにより、両ポリシリコン層がラ
ンプ光を吸収し、加熱された熱が効率良く絶縁膜(酸化
膜)に加えられるため、高いアニ−ル効果が得られると
いう効果を有する。そして、本発明の上記特徴とする手
法を採用することにより、ポリシリコン電極層間の絶縁
膜(酸化膜)の耐圧が従来法よりも1.5倍向上させること
ができるという効果が生じる。
ポリシリコン層表面に形成された絶縁膜(酸化膜)の上に
第２のポリシリコン層を設けた状態で急速アニ−ルを行
うことを特徴とし、これにより、両ポリシリコン層がラ
ンプ光を吸収し、加熱された熱が効率良く絶縁膜(酸化
膜)に加えられるため、高いアニ−ル効果が得られると
いう効果を有する。そして、本発明の上記特徴とする手
法を採用することにより、ポリシリコン電極層間の絶縁
膜(酸化膜)の耐圧が従来法よりも1.5倍向上させること
ができるという効果が生じる。
【００５４】従来の大面積の固体撮像装置では、その歩
留まりは、ポリシリコン電極間の耐圧不良に大きく依存
しているが、本発明によれば、歩留まりを飛躍的に向上
させることができる。また、本発明によれば、酸化膜厚
を薄膜化することができるため、配線電極下の装置表面
段差を低減することが可能であり、配線のカバレ−ジ劣
化や段切れを防止することができる。このため、光がＣ
ＣＤレジスタに洩れ込むことによるＳ／Ｎ劣化や段差部
での配線切れが防止できるという効果が生じる。
留まりは、ポリシリコン電極間の耐圧不良に大きく依存
しているが、本発明によれば、歩留まりを飛躍的に向上
させることができる。また、本発明によれば、酸化膜厚
を薄膜化することができるため、配線電極下の装置表面
段差を低減することが可能であり、配線のカバレ−ジ劣
化や段切れを防止することができる。このため、光がＣ
ＣＤレジスタに洩れ込むことによるＳ／Ｎ劣化や段差部
での配線切れが防止できるという効果が生じる。
【図１】本発明の一実施例(実施例１)である固体撮像装
置の製造方法を説明する図であって、工程Ａ〜Ｂからな
る工程順断面図。
置の製造方法を説明する図であって、工程Ａ〜Ｂからな
る工程順断面図。
【図２】本発明の他の実施例(実施例２)を説明する固体
撮像装置の断面図。
撮像装置の断面図。
【図３】本発明のその他の実施例(実施例３)を説明する
固体撮像装置の断面図。
固体撮像装置の断面図。
【図４】従来のＣＣＤ型２次元固体撮像装置の構成を説
明する図であって、その従来装置の平面図。
明する図であって、その従来装置の平面図。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図であって、従来装置の単
位画素部の断面構造を説明する図。
位画素部の断面構造を説明する図。
【図６】図４のＢ−Ｂ線断面図であって、従来装置のＣ
ＣＤレジスタ部の断面構造を説明する図。
ＣＤレジスタ部の断面構造を説明する図。
【図７】ＣＣＤレジスタの転送電極に印加するパルス波
形を示す図。
形を示す図。
【図８】従来のＣＣＤレジスタ部を形成する工程を説明
する図であって、工程Ａ〜Ｄからなる工程順断面図。
する図であって、工程Ａ〜Ｄからなる工程順断面図。
【図９】耐圧の評価結果を示す図。
１ Ｐ型半導体基板 ２ Ｎ型不純物層 ３ ゲ−ト絶縁膜 ４ 転送電極(第１のポリシリコン層よりなる転送電極) ５ 転送電極(第２のポリシリコン層よりなる転送電極) ５ａ 第２のポリシリコン膜 ６ 酸化膜 ７ａ〜７ｄ 電圧供給線(配線) ８ 絶縁膜 １１ Ｎ型半導体基板 １３ Ｎ型不純物領域 １５ Ｎ型不純物層 ２１ Ｐ型ウエル ２３ Ｐ型不純物層 ２４ 高濃度Ｐ型不純物層 ２５ 高濃度Ｐ型不純物層 ２６ Ｐ型不純物領域 ３１ 絶縁膜 ３３ 層間絶縁膜 ４１ 電荷転送電極 ５１ 遮光膜 ６１ 光路 １０１ フォトダイオ−ド １０２ 垂直ＣＣＤレジスタ １０３ 水平ＣＣＤレジスタ １０４ 電荷検出部 １０５ 増幅器 １１０，１１１，１１２ 電荷の転送方向
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/339 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768 H01L 21/26
Claims (2)
- 【請求項１】 転送電極が、第１のポリシリコン層から
なる電極群と絶縁膜を介して設けられた第２のポリシリ
コン層からなる電極群とから構成されたＣＣＤレジスタ
を含む固体撮像装置の製造方法において、(1) 前記第１
のポリシリコン層からなる電極群を形成した後に当該電
極を熱酸化し、絶縁膜を形成する工程、(2) 前記第２の
ポリシリコン層を設け、リンなどの不純物を拡散し導電
性を持たせた後、1000℃以上の高温でランプ加熱の短時
間アニ−ルを行う工程、(3) 前記第２のポリシリコン層
をパタ−ン形成し、電極群を設ける工程、を含むことを
特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項２】 転送電極が、第１のポリシリコン層から
なる電極群と絶縁膜を介して設けられた第２のポリシリ
コン層からなる電極群とから構成されたＣＣＤレジスタ
を含む固体撮像装置の製造方法において、(1) 前記第１
のポリシリコン層からなる電極群を形成した後に当該電
極を熱酸化し、絶縁膜を形成する工程、(2) 前記第２の
ポリシリコン層からなる電極群を形成する工程、(3) 前
記第２のポリシリコン層からなる電極群の表面に絶縁膜
を設け、又は、設けない状態で、1000℃以上の高温でラ
ンプ加熱の短時間アニ−ルを行う工程、を含むことを特
徴とする固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086167A JP2773733B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 固体撮像装置の製造方法 |
| KR1019970012853A KR100263979B1 (ko) | 1996-04-09 | 1997-04-08 | Ccd 레지스터를 가진 고체 촬상장치의 제조 방법 |
| US08/835,412 US5904494A (en) | 1996-04-09 | 1997-04-09 | Fabrication process for solid-state image pick-up device with CCD register |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086167A JP2773733B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09283733A JPH09283733A (ja) | 1997-10-31 |
| JP2773733B2 true JP2773733B2 (ja) | 1998-07-09 |
Family
ID=13879205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086167A Expired - Fee Related JP2773733B2 (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5904494A (ja) |
| JP (1) | JP2773733B2 (ja) |
| KR (1) | KR100263979B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7084000B2 (en) | 2003-12-16 | 2006-08-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same |
| US20050274996A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device and method for manufacturing the same |
| JP2006041117A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子の製造方法 |
| US8124502B2 (en) * | 2008-10-23 | 2012-02-28 | Applied Materials, Inc. | Semiconductor device manufacturing method, semiconductor device and semiconductor device manufacturing installation |
| CN111987117A (zh) * | 2020-09-01 | 2020-11-24 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | Ccd图像传感器的输出节点结构及其制作工艺 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2624709B2 (ja) * | 1987-10-07 | 1997-06-25 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0567767A (ja) * | 1991-03-06 | 1993-03-19 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8086167A patent/JP2773733B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-04-08 KR KR1019970012853A patent/KR100263979B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-04-09 US US08/835,412 patent/US5904494A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09283733A (ja) | 1997-10-31 |
| KR100263979B1 (ko) | 2000-08-16 |
| US5904494A (en) | 1999-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2755176B2 (ja) | 固体撮像素子 | |
| JP2724702B2 (ja) | 電荷結合型半導体装置の製造方法 | |
| JPH05206437A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JPH0567767A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| JP2773733B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| US20030197228A1 (en) | CMOS image sensor and method of fabricating the same | |
| US20070284624A1 (en) | Optical semiconductor device with sensitivity improved | |
| JP3655760B2 (ja) | 赤外線固体撮像素子 | |
| JP3399250B2 (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| JPH03174772A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH06140615A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JP4067265B2 (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| McNutt | Edge leakage control in platinum-silicide Schottky-barrier diodes used for infrared detection | |
| JP2003142676A (ja) | 固体撮像素子およびその製造方法 | |
| JP2773739B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JP4191817B2 (ja) | 固体撮像装置の製造方法。 | |
| JP2002324899A (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| JP3360984B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2975648B2 (ja) | 電荷結合装置 | |
| JP2002190587A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 | |
| JP2936826B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2003234464A (ja) | 固体撮像素子及びその制御方法 | |
| JPS5819078A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| JPH04158575A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JPH07106543A (ja) | 固体撮像装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |