JP2812279B2 - 電荷転送装置の製造方法 - Google Patents
電荷転送装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電荷転送装置の製
造方法に関し、特に導電性電極と自己整合的に形成され
た蓄積領域とバリア領域を有する単層電極構造の２相駆
動方式電荷転送装置の製造方法に関するものである。
造方法に関し、特に導電性電極と自己整合的に形成され
た蓄積領域とバリア領域を有する単層電極構造の２相駆
動方式電荷転送装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電荷転送装置は、固体撮像素子、メモ
リ、信号処理デバイスなどの広い分野において用いられ
ている。その駆動方式としては、２相、３相、４相駆動
方式がよく用いられているが、２相駆動方式を採用する
場合には、電荷転送方向を確定するために、電荷転送電
極下になんらかの手段により電荷蓄積領域と電位障壁領
域とを設けることが必要となる。
リ、信号処理デバイスなどの広い分野において用いられ
ている。その駆動方式としては、２相、３相、４相駆動
方式がよく用いられているが、２相駆動方式を採用する
場合には、電荷転送方向を確定するために、電荷転送電
極下になんらかの手段により電荷蓄積領域と電位障壁領
域とを設けることが必要となる。
【０００３】図６は、従来の埋め込みチャンネル型の２
層電極構造２相駆動方式電荷転送装置の各製造工程にお
ける断面図を示したものである（参考文献：ＩＥＤＭ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，１９７３，ｐ．２
４およびＩＥＤＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓ
ｔ，１９７４，ｐ．５５）。まず、ｐ型半導体基板２０
１内に反対導電型のｎ型半導体領域２０２を形成し、熱
酸化を施すことによりｎ型半導体領域２０２の表面に第
１の絶縁膜２０３を形成し、その上に第１の導電性電極
２０４を形成する。続いて、前記第１の導電性電極２０
４をマスクに前記第１の絶縁膜２０３を除去した後、再
び熱酸化を施すことにより第２の絶縁膜２０５を形成す
る〔図６（ａ）〕。
層電極構造２相駆動方式電荷転送装置の各製造工程にお
ける断面図を示したものである（参考文献：ＩＥＤＭ
Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ，１９７３，ｐ．２
４およびＩＥＤＭ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓ
ｔ，１９７４，ｐ．５５）。まず、ｐ型半導体基板２０
１内に反対導電型のｎ型半導体領域２０２を形成し、熱
酸化を施すことによりｎ型半導体領域２０２の表面に第
１の絶縁膜２０３を形成し、その上に第１の導電性電極
２０４を形成する。続いて、前記第１の導電性電極２０
４をマスクに前記第１の絶縁膜２０３を除去した後、再
び熱酸化を施すことにより第２の絶縁膜２０５を形成す
る〔図６（ａ）〕。
【０００４】次に、第１の導電性電極２０４間にｎ型半
導体領域２０２と反対導電型の不純物（例えばボロン）
をイオン注入法にて導入することにより、第１の導電性
電極２０４と自己整合的にｎ- 型半導体領域２０６を形
成する〔図６（ｂ）〕。続いて、ｎ型半導体領域２０２
の表面および第１の導電性電極２０４の一端と重なり合
うように前記第２の絶縁膜２０５を介して第２の導電性
電極２０７を形成する。〔図６（ｃ）〕。その後、層間
絶縁膜（図示せず）を形成しこの層間絶縁膜に形成され
たコンタクトホールを介して、隣接する電極同士を一組
とし一組置きに金属配線２０８にて接続することによ
り、従来の２層電極構造の２相駆動電荷転送装置が得ら
れる〔図６（ｄ）〕。このようにして形成された電荷転
送装置に金属配線２０８を介して互いに逆相の２相の転
送パルスφ１、φ２を印加することにより、信号電荷を
図の左方へ順次転送することができる。
導体領域２０２と反対導電型の不純物（例えばボロン）
をイオン注入法にて導入することにより、第１の導電性
電極２０４と自己整合的にｎ- 型半導体領域２０６を形
成する〔図６（ｂ）〕。続いて、ｎ型半導体領域２０２
の表面および第１の導電性電極２０４の一端と重なり合
うように前記第２の絶縁膜２０５を介して第２の導電性
電極２０７を形成する。〔図６（ｃ）〕。その後、層間
絶縁膜（図示せず）を形成しこの層間絶縁膜に形成され
たコンタクトホールを介して、隣接する電極同士を一組
とし一組置きに金属配線２０８にて接続することによ
り、従来の２層電極構造の２相駆動電荷転送装置が得ら
れる〔図６（ｄ）〕。このようにして形成された電荷転
送装置に金属配線２０８を介して互いに逆相の２相の転
送パルスφ１、φ２を印加することにより、信号電荷を
図の左方へ順次転送することができる。
【０００５】近年、微細加工技術の進歩に伴い、単層の
電極材料を用いてこれをエッチング加工することで０．
２〜０．３μｍの電極間距離を有する単層電極構造の電
荷転送装置を形成することが可能となった。単層電極構
造の電荷転送装置では、電極間の重なり部分がないこと
から、層間容量を小さくすることができ、駆動パルスの
波形鈍りを抑制して高速転送が可能になる。また、電極
間の絶縁の問題がないという利点があり、さらに、層間
膜を形成するために電極を酸化する必要がないため、電
極材料としてポリシリコンのほかにメタル膜やそのシリ
サイド膜あるいはポリサイド膜を用いることができ、転
送電極の低抵抗化が図れるという利点もある。
電極材料を用いてこれをエッチング加工することで０．
２〜０．３μｍの電極間距離を有する単層電極構造の電
荷転送装置を形成することが可能となった。単層電極構
造の電荷転送装置では、電極間の重なり部分がないこと
から、層間容量を小さくすることができ、駆動パルスの
波形鈍りを抑制して高速転送が可能になる。また、電極
間の絶縁の問題がないという利点があり、さらに、層間
膜を形成するために電極を酸化する必要がないため、電
極材料としてポリシリコンのほかにメタル膜やそのシリ
サイド膜あるいはポリサイド膜を用いることができ、転
送電極の低抵抗化が図れるという利点もある。
【０００６】図７は、埋め込みチャンネル型の単層電極
構造２相駆動電荷転送装置の従来の製造方法の各製造工
程における断面図を工程順に示したものである。まず、
ｐ型半導体基板３０１内に反対導電型のｎ型半導体領域
３０２を形成し、熱酸化をを施すことによりｎ型半導体
領域３０２の表面に絶縁膜３０３を形成する〔図７
（ａ）〕。
構造２相駆動電荷転送装置の従来の製造方法の各製造工
程における断面図を工程順に示したものである。まず、
ｐ型半導体基板３０１内に反対導電型のｎ型半導体領域
３０２を形成し、熱酸化をを施すことによりｎ型半導体
領域３０２の表面に絶縁膜３０３を形成する〔図７
（ａ）〕。
【０００７】次いで、フォトリソグラフィ法により形成
したフォトレジスト膜３１１をマスクにしてｎ型半導体
領域３０２と反対導電型の不純物（例えばボロン）をイ
オン注入法にて導入することにより、ｎ- 型半導体領域
３０６を形成する〔図７（ｂ）〕。続いて、フォトレジ
スト膜３１１を除去した後、絶縁膜３０３上に導電性電
極３０４を形成する。〔図７（ｃ）〕。その後、層間絶
縁膜（図示せず）を介して導電型電極３０４一つ置きに
接続された金属配線３０８を形成することにより、従来
の単層電極構造の２相駆動電荷転送装置が得られる〔図
７（ｄ）〕。
したフォトレジスト膜３１１をマスクにしてｎ型半導体
領域３０２と反対導電型の不純物（例えばボロン）をイ
オン注入法にて導入することにより、ｎ- 型半導体領域
３０６を形成する〔図７（ｂ）〕。続いて、フォトレジ
スト膜３１１を除去した後、絶縁膜３０３上に導電性電
極３０４を形成する。〔図７（ｃ）〕。その後、層間絶
縁膜（図示せず）を介して導電型電極３０４一つ置きに
接続された金属配線３０８を形成することにより、従来
の単層電極構造の２相駆動電荷転送装置が得られる〔図
７（ｄ）〕。
【０００８】また、単層電極構造２相駆動電荷転送装置
の他の例としては、厚さが異なるゲート絶縁膜を形成し
ておき、導電性電極材料を斜め方向から蒸着することに
よりゲート絶縁膜の段差を利用して電極の分離を行う方
式が知られている。
の他の例としては、厚さが異なるゲート絶縁膜を形成し
ておき、導電性電極材料を斜め方向から蒸着することに
よりゲート絶縁膜の段差を利用して電極の分離を行う方
式が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように従来の２相駆動単相電極構造の電荷転送装置で
は、導電性電極とｎ- 型半導体領域が自己整合的に形成
されないため、図８に示すように、導電性電極３０４と
ｎ- 型半導体領域３０６の位置のずれにより、導電性電
極端部位置において、電位の突起〔図８（ａ）における
Ａ〕や電位のくぼみ〔図８（ｂ）におけるＢ〕ができ、
円滑な電荷転送の妨げとなるという欠点があった。ま
た、ゲート絶縁膜の膜厚の差を利用して電極の分離行う
方式においては、電極の段切れおよび電極同士の短絡が
生じ易く安定して製造することが困難であった。したが
って、本発明の解決すべき課題は、第１に、単層電極構
造の２相駆動電荷転送装置において、電荷転送領域内に
電荷の転送を阻害する電位の突起や電位のくぼみが生じ
ないようにすることであり、第２に、このような電荷転
送装置を安定したプロセスにより製造できるようにする
ことである。
たように従来の２相駆動単相電極構造の電荷転送装置で
は、導電性電極とｎ- 型半導体領域が自己整合的に形成
されないため、図８に示すように、導電性電極３０４と
ｎ- 型半導体領域３０６の位置のずれにより、導電性電
極端部位置において、電位の突起〔図８（ａ）における
Ａ〕や電位のくぼみ〔図８（ｂ）におけるＢ〕ができ、
円滑な電荷転送の妨げとなるという欠点があった。ま
た、ゲート絶縁膜の膜厚の差を利用して電極の分離行う
方式においては、電極の段切れおよび電極同士の短絡が
生じ易く安定して製造することが困難であった。したが
って、本発明の解決すべき課題は、第１に、単層電極構
造の２相駆動電荷転送装置において、電荷転送領域内に
電荷の転送を阻害する電位の突起や電位のくぼみが生じ
ないようにすることであり、第２に、このような電荷転
送装置を安定したプロセスにより製造できるようにする
ことである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、電荷転送
領域内における電位障壁領域または電荷蓄積領域の一端
が電荷転送電極の端部に自己整合されて形成されるよう
にすることにより解決することができる。この構造は、
電荷転送電極間にマスク材料層を埋め込んだ後にイオン
注入することにより、あるいはイオン注入マスク用のフ
ォトレジスト膜と電荷転送電極のパターニング用のフォ
トレジスト膜を兼用することにより容易に得ることがで
きる。
領域内における電位障壁領域または電荷蓄積領域の一端
が電荷転送電極の端部に自己整合されて形成されるよう
にすることにより解決することができる。この構造は、
電荷転送電極間にマスク材料層を埋め込んだ後にイオン
注入することにより、あるいはイオン注入マスク用のフ
ォトレジスト膜と電荷転送電極のパターニング用のフォ
トレジスト膜を兼用することにより容易に得ることがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明による電荷転送装置の製造
方法は、 電荷転送領域となる第１導電型半導体領域上に、ゲ
ート絶縁膜、導電性電極材料膜、スペーサ層をこの順に
形成する工程と、 前記スペーサ層および前記導電性電極材料膜をパタ
ーニングして、スペーサ層に覆われた電荷転送電極を形
成する工程と、 前記電荷転送電極および前記スペーサ層によって形
成される間隙内をマスク材料層により埋め込んだ後、前
記スペーサ層を除去する工程と、 一部が前記マスク材料層にかかるようにパターニン
グされたフォトレジスト膜を形成する工程と、 前記マスク材料層および前記フォトレジスト膜をマ
スクとして第１導電型または第２導電型不純物をイオン
注入して、前記第１導電型半導体領域の表面に電荷蓄積
領域または電位障壁領域を形成する工程と、を有するも
のである。
方法は、 電荷転送領域となる第１導電型半導体領域上に、ゲ
ート絶縁膜、導電性電極材料膜、スペーサ層をこの順に
形成する工程と、 前記スペーサ層および前記導電性電極材料膜をパタ
ーニングして、スペーサ層に覆われた電荷転送電極を形
成する工程と、 前記電荷転送電極および前記スペーサ層によって形
成される間隙内をマスク材料層により埋め込んだ後、前
記スペーサ層を除去する工程と、 一部が前記マスク材料層にかかるようにパターニン
グされたフォトレジスト膜を形成する工程と、 前記マスク材料層および前記フォトレジスト膜をマ
スクとして第１導電型または第２導電型不純物をイオン
注入して、前記第１導電型半導体領域の表面に電荷蓄積
領域または電位障壁領域を形成する工程と、を有するも
のである。
【００１２】そして、前記マスク材料層を金属によって
形成し、該マスク材料層を将来的に電極として使用する
ために残しておくことができる。
形成し、該マスク材料層を将来的に電極として使用する
ために残しておくことができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ［第１の実施例］ 図１、図２は、本発明の第１の実施例の、埋め込みチャ
ンネル２相駆動単層電極構造の電荷転送装置の製造方法
を説明するための工程順断面図である。
て説明する。 ［第１の実施例］ 図１、図２は、本発明の第１の実施例の、埋め込みチャ
ンネル２相駆動単層電極構造の電荷転送装置の製造方法
を説明するための工程順断面図である。
【００１４】まず、ｐ型半導体基板１０１内に反対導電
型のｎ型半導体領域１０２を形成し、熱酸化を施すこと
により、ｎ型半導体領域１０２の表面に絶縁膜１０３を
形成し、その上に例えばポリシリコンからなる導電性電
極材料膜１０９を０．２μｍ程度の厚さに形成する。続
いて、前記導電性電極材料膜１０９上にＣＶＤ法により
酸化膜１１０を０．５μｍ程度の厚さに形成する〔図１
（ａ）〕。
型のｎ型半導体領域１０２を形成し、熱酸化を施すこと
により、ｎ型半導体領域１０２の表面に絶縁膜１０３を
形成し、その上に例えばポリシリコンからなる導電性電
極材料膜１０９を０．２μｍ程度の厚さに形成する。続
いて、前記導電性電極材料膜１０９上にＣＶＤ法により
酸化膜１１０を０．５μｍ程度の厚さに形成する〔図１
（ａ）〕。
【００１５】次に、フォトリソグラフィ法を用いて、導
電性電極材料膜のパターニングマスクとして、長さ０．
２〜０．３μｍの間隙を有するフォトレジスト膜１１１
ａを形成する〔図１（ｂ）〕。次に、フォトレジスト膜
１１１ａをマスクとして酸化膜１１０と導電性電極材料
膜１０９をエッチング加工し、導電性電極１０４を形成
する〔図１（ｃ）〕。次いで、フォトレジスト膜１１１
ａを剥離後、酸化膜１１０および導電性電極１０４間に
埋め込み性の高い金属材料、例えばＡｌを用いてアルミ
ニウム膜１１２を埋め込む〔図１（ｄ）〕。このアルミ
ニウム膜１１２の埋め込みは、アルミニウムをスパッタ
リング法などにより全面に被着した後、エッチバック法
あるいはケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）法
を用いて平坦部のアルミニウムを除去する、などにより
行う。
電性電極材料膜のパターニングマスクとして、長さ０．
２〜０．３μｍの間隙を有するフォトレジスト膜１１１
ａを形成する〔図１（ｂ）〕。次に、フォトレジスト膜
１１１ａをマスクとして酸化膜１１０と導電性電極材料
膜１０９をエッチング加工し、導電性電極１０４を形成
する〔図１（ｃ）〕。次いで、フォトレジスト膜１１１
ａを剥離後、酸化膜１１０および導電性電極１０４間に
埋め込み性の高い金属材料、例えばＡｌを用いてアルミ
ニウム膜１１２を埋め込む〔図１（ｄ）〕。このアルミ
ニウム膜１１２の埋め込みは、アルミニウムをスパッタ
リング法などにより全面に被着した後、エッチバック法
あるいはケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）法
を用いて平坦部のアルミニウムを除去する、などにより
行う。
【００１６】次に、導電性電極１０４上部の酸化膜１１
０をエッチング除去する〔図２（ｅ）〕。次いで、フォ
トリソグラフィ法を用いて、一端がアルミニウム膜１１
２と重なり合うようにフォトレジスト膜１１１ｂを形成
する〔図２（ｆ）〕。次に、フォトレジスト膜１１１ｂ
およびアルミニウム膜１１２をマスクとしてｎ型半導体
領域１０２と反対導電型の不純物（例えばボロン）を１
００ｋｅＶ程度のエネルギーでイオン注入することによ
り、導電性電極１０４の一端と自己整合されたｎ- 型半
導体領域１０６を形成する〔図２（ｇ）〕。
０をエッチング除去する〔図２（ｅ）〕。次いで、フォ
トリソグラフィ法を用いて、一端がアルミニウム膜１１
２と重なり合うようにフォトレジスト膜１１１ｂを形成
する〔図２（ｆ）〕。次に、フォトレジスト膜１１１ｂ
およびアルミニウム膜１１２をマスクとしてｎ型半導体
領域１０２と反対導電型の不純物（例えばボロン）を１
００ｋｅＶ程度のエネルギーでイオン注入することによ
り、導電性電極１０４の一端と自己整合されたｎ- 型半
導体領域１０６を形成する〔図２（ｇ）〕。
【００１７】続いて、フォトレジスト膜１１１ｂおよび
アルミニウム膜１１２を除去した後、層間絶縁膜（図示
せず）を形成し、これに開設したコンタクトホールを介
して導電型電極１０４に一つ置きに接続される金属配線
１０８を形成することにより、導電性電極１０４の一端
と自己整合的に形成された蓄積領域（ｎ型半導体領域１
０２）とバリア領域（ｎ- 型半導体領域１０６）を有す
る単層電極構造の埋め込みチャンネル２相駆動方式電荷
転送装置が得られる〔図２（ｈ）〕。このようにして形
成された電荷転送装置に、金属配線１０８を介して、導
電性電極１０４に一電極置きに位相の１８０°異なる駆
動パルスφ１、φ２を印加することにより、信号電荷を
図の右側から左側へ転送することができる。
アルミニウム膜１１２を除去した後、層間絶縁膜（図示
せず）を形成し、これに開設したコンタクトホールを介
して導電型電極１０４に一つ置きに接続される金属配線
１０８を形成することにより、導電性電極１０４の一端
と自己整合的に形成された蓄積領域（ｎ型半導体領域１
０２）とバリア領域（ｎ- 型半導体領域１０６）を有す
る単層電極構造の埋め込みチャンネル２相駆動方式電荷
転送装置が得られる〔図２（ｈ）〕。このようにして形
成された電荷転送装置に、金属配線１０８を介して、導
電性電極１０４に一電極置きに位相の１８０°異なる駆
動パルスφ１、φ２を印加することにより、信号電荷を
図の右側から左側へ転送することができる。
【００１８】［第２の実施例］ 図３は、本発明の第２の実施例の埋め込みチャンネル単
層電極構造の２相駆動電荷転送装置の製造方法を説明す
るための工程順断面図である。本実施例においては、電
荷転送領域と同一導電型の不純物をイオン注入すること
により導電性電極１０４の一端に自己整合された蓄積領
域を形成する。本実施例において、図２（ｆ）に示す工
程までは、第１の実施例の場合と同様の工程を経る。図
２（ｆ）に示すように、アルミニウム膜１１２とこれと
一部が重なり合うフォトレジスト膜１１１ｂを形成した
後、フォトレジスト膜１１１ｂおよびアルミニウム膜１
１２をマスクとしてｎ型半導体領域１０２と同一導電型
の不純物（例えばリン）を１００ｋｅＶ程度のエネルギ
ーでイオン注入することにより、導電性電極１０４の一
端と自己整合されたｎ+ 型半導体領域１１３を形成する
〔図３（ａ）〕。
層電極構造の２相駆動電荷転送装置の製造方法を説明す
るための工程順断面図である。本実施例においては、電
荷転送領域と同一導電型の不純物をイオン注入すること
により導電性電極１０４の一端に自己整合された蓄積領
域を形成する。本実施例において、図２（ｆ）に示す工
程までは、第１の実施例の場合と同様の工程を経る。図
２（ｆ）に示すように、アルミニウム膜１１２とこれと
一部が重なり合うフォトレジスト膜１１１ｂを形成した
後、フォトレジスト膜１１１ｂおよびアルミニウム膜１
１２をマスクとしてｎ型半導体領域１０２と同一導電型
の不純物（例えばリン）を１００ｋｅＶ程度のエネルギ
ーでイオン注入することにより、導電性電極１０４の一
端と自己整合されたｎ+ 型半導体領域１１３を形成する
〔図３（ａ）〕。
【００１９】続いて、フォトレジスト膜１１１ｂおよび
アルミニウム膜１１２を除去した後、層間絶縁膜（図示
せず）を形成し、これに開設したコンタクトホールを介
して導電型電極１０４に一つ置きに接続される金属配線
１０８を形成することにより、導電性電極１０４の一端
と自己整合的に形成された蓄積領域（ｎ+ 型半導体領域
１１３）とバリア領域（ｎ型半導体領域１０２）を有す
る単層電極構造の埋め込みチャンネル２相駆動方式電荷
転送装置が得られる〔図３（ｂ）〕。このようにして形
成された電荷転送装置に、金属配線１０８を介して、導
電性電極１０４に一電極置きに位相の１８０°異なる駆
動パルスφ１、φ２を印加することにより、信号電荷を
図の左側から右側へ転送することができる。なお、第１
および第２の実施例において、アルミニウム膜１１２に
代えて、他の金属材料の膜あるいはシリコン窒化膜等の
絶縁膜を用いることができる。
アルミニウム膜１１２を除去した後、層間絶縁膜（図示
せず）を形成し、これに開設したコンタクトホールを介
して導電型電極１０４に一つ置きに接続される金属配線
１０８を形成することにより、導電性電極１０４の一端
と自己整合的に形成された蓄積領域（ｎ+ 型半導体領域
１１３）とバリア領域（ｎ型半導体領域１０２）を有す
る単層電極構造の埋め込みチャンネル２相駆動方式電荷
転送装置が得られる〔図３（ｂ）〕。このようにして形
成された電荷転送装置に、金属配線１０８を介して、導
電性電極１０４に一電極置きに位相の１８０°異なる駆
動パルスφ１、φ２を印加することにより、信号電荷を
図の左側から右側へ転送することができる。なお、第１
および第２の実施例において、アルミニウム膜１１２に
代えて、他の金属材料の膜あるいはシリコン窒化膜等の
絶縁膜を用いることができる。
【００２０】［第３の実施例］ 図４、図５は、本発明の第３の実施例の埋め込みチャン
ネル型の単層電極構造２相駆動電荷転送装置の製造方法
を説明するための工程順断面図である。本実施例におい
ては、前述した第１の実施例と図１（ｃ）に示す工程ま
では同様であるので、それ以降の工程についてのみ説明
する。まず、第１の実施例と同様に酸化膜１１０と導電
性電極１０４を加工し、フォトレジスト膜１１１ａを除
去した後に、熱酸化を行うことにより、導電性電極１０
４の側面に絶縁酸化膜１１４を形成する〔図４
（ａ）〕。
ネル型の単層電極構造２相駆動電荷転送装置の製造方法
を説明するための工程順断面図である。本実施例におい
ては、前述した第１の実施例と図１（ｃ）に示す工程ま
では同様であるので、それ以降の工程についてのみ説明
する。まず、第１の実施例と同様に酸化膜１１０と導電
性電極１０４を加工し、フォトレジスト膜１１１ａを除
去した後に、熱酸化を行うことにより、導電性電極１０
４の側面に絶縁酸化膜１１４を形成する〔図４
（ａ）〕。
【００２１】次いで、酸化膜１１０および絶縁酸化膜１
１４間にアルミニウム膜１１２を埋め込む〔図４
（ｂ）〕。アルミニウム膜１１２の埋め込みは、第１の
実施例の場合と同様に行うが、アルミニウムをスパッタ
リング法により基板上全面に被着した後、アルゴンなど
の不活性ガス雰囲気中で５００〜６００℃で熱処理を行
いリフローさせることで、より埋め込み性を高めること
ができる。次に、導電性電極１０４上部の酸化膜１１０
をエッチング除去する〔図４（ｃ）〕。
１４間にアルミニウム膜１１２を埋め込む〔図４
（ｂ）〕。アルミニウム膜１１２の埋め込みは、第１の
実施例の場合と同様に行うが、アルミニウムをスパッタ
リング法により基板上全面に被着した後、アルゴンなど
の不活性ガス雰囲気中で５００〜６００℃で熱処理を行
いリフローさせることで、より埋め込み性を高めること
ができる。次に、導電性電極１０４上部の酸化膜１１０
をエッチング除去する〔図４（ｃ）〕。
【００２２】次いで、フォトリソグラフィ法を用いて、
一端がアルミニウム膜１１２と重なり合うようにフォト
レジスト膜１１１ｂを形成する〔図５（ｄ）〕。次に、
フォトレジスト膜１１１ｂ、アルミニウム膜１１２およ
び絶縁酸化膜１１４をマスクとしてｎ型半導体領域１０
２と反対導電型の不純物（例えばボロン）をイオン注入
法にて導入することにより、導電性電極１０４の一端と
自己整合されたｎ- 型半導体領域１０６を形成する〔図
５（ｅ）〕。
一端がアルミニウム膜１１２と重なり合うようにフォト
レジスト膜１１１ｂを形成する〔図５（ｄ）〕。次に、
フォトレジスト膜１１１ｂ、アルミニウム膜１１２およ
び絶縁酸化膜１１４をマスクとしてｎ型半導体領域１０
２と反対導電型の不純物（例えばボロン）をイオン注入
法にて導入することにより、導電性電極１０４の一端と
自己整合されたｎ- 型半導体領域１０６を形成する〔図
５（ｅ）〕。
【００２３】続いて、フォトレジスト膜１１１ｂおよび
アルミニウム膜１１２を除去した後、層間絶縁膜（図示
せず）を形成し、これに開設したコンタクトホールを介
して導電型電極１０４に一つ置きに接続される金属配線
１０８を形成し、さらにアルミニウム膜１１２に接続さ
れる金属配線１１５を形成することにより、導電性電極
１０４の一端と自己整合的に形成された蓄積領域（ｎ型
半導体領域１０２）とバリア領域（ｎ- 型半導体領域１
０６）を有する単層電極構造の埋め込みチャンネル型２
相駆動方式電荷転送装置が得られる〔図５（ｆ）〕。
アルミニウム膜１１２を除去した後、層間絶縁膜（図示
せず）を形成し、これに開設したコンタクトホールを介
して導電型電極１０４に一つ置きに接続される金属配線
１０８を形成し、さらにアルミニウム膜１１２に接続さ
れる金属配線１１５を形成することにより、導電性電極
１０４の一端と自己整合的に形成された蓄積領域（ｎ型
半導体領域１０２）とバリア領域（ｎ- 型半導体領域１
０６）を有する単層電極構造の埋め込みチャンネル型２
相駆動方式電荷転送装置が得られる〔図５（ｆ）〕。
【００２４】このようにして形成された電荷転送装置
に、金属配線１０８を介して、導電性電極１０４に一電
極置きに位相の１８０°異なる駆動パルスφ１、φ２を
印加し、さらに金属配線１１５を介してアルミニウム膜
１１２に中間電位を印加することにより、信号電荷を図
の右側から左側へ転送することができる。この第３の実
施例においては、隣接する導電性電極１０４の距離を大
きくした場合でも、電極間にできる電位のくぼみをアル
ミニウム膜１１２への電圧印加によりなくすことができ
るため、導電性電極の最少加工寸法を大きくすることが
でき、導電性電極の加工が容易になるという利点があ
る。なお、本実施例においては、アルミニウムの代わり
にタングステン、チタンなどの他の金属膜を用いてもよ
い。
に、金属配線１０８を介して、導電性電極１０４に一電
極置きに位相の１８０°異なる駆動パルスφ１、φ２を
印加し、さらに金属配線１１５を介してアルミニウム膜
１１２に中間電位を印加することにより、信号電荷を図
の右側から左側へ転送することができる。この第３の実
施例においては、隣接する導電性電極１０４の距離を大
きくした場合でも、電極間にできる電位のくぼみをアル
ミニウム膜１１２への電圧印加によりなくすことができ
るため、導電性電極の最少加工寸法を大きくすることが
でき、導電性電極の加工が容易になるという利点があ
る。なお、本実施例においては、アルミニウムの代わり
にタングステン、チタンなどの他の金属膜を用いてもよ
い。
【００２５】なお、上述した各実施例では、埋め込みチ
ャンネル型の電荷転送装置について説明したが、本発明
は表面チャンネル型の電荷転送装置についても同様に適
用することが可能である。また、本発明は、３相乃至４
相駆動方式の電荷転送装置に適用することも可能であ
る。
ャンネル型の電荷転送装置について説明したが、本発明
は表面チャンネル型の電荷転送装置についても同様に適
用することが可能である。また、本発明は、３相乃至４
相駆動方式の電荷転送装置に適用することも可能であ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電荷
転送装置は、単層電極構造の電荷転送装置において、電
荷転送電極の一端に電位障壁領域または電荷蓄積領域の
一端が自己整合されて形成されたものであるので、本発
明によれば、電荷転送電極間の容量を削減して高速転送
が可能になる、電荷転送電極の形成材料がポリシリコン
に限定されない、という単層電極構造の特長と、電荷転
送領域に電位のくぼみや電位の突起が発生するのを防止
することができる、という自己整合された電位障壁領域
（または電荷蓄積領域）を有する電荷転送装置の特長と
を合わせ持つ電荷転送装置を提供することが可能にな
る。
転送装置は、単層電極構造の電荷転送装置において、電
荷転送電極の一端に電位障壁領域または電荷蓄積領域の
一端が自己整合されて形成されたものであるので、本発
明によれば、電荷転送電極間の容量を削減して高速転送
が可能になる、電荷転送電極の形成材料がポリシリコン
に限定されない、という単層電極構造の特長と、電荷転
送領域に電位のくぼみや電位の突起が発生するのを防止
することができる、という自己整合された電位障壁領域
（または電荷蓄積領域）を有する電荷転送装置の特長と
を合わせ持つ電荷転送装置を提供することが可能にな
る。
【図１】本発明の第１の実施例の電荷転送装置の製造方
法を説明するための工程順断面図の一部。
法を説明するための工程順断面図の一部。
【図２】本発明の第１の実施例の電荷転送装置の製造方
法を説明するための、図１に示す工程に続く工程での工
程順断面図。
法を説明するための、図１に示す工程に続く工程での工
程順断面図。
【図３】本発明の第２の実施例の電荷転送装置の製造方
法を説明するための工程順断面図。
法を説明するための工程順断面図。
【図４】本発明の第３の実施例の電荷転送装置の製造方
法を説明するための工程順断面図の一部。
法を説明するための工程順断面図の一部。
【図５】本発明の第３の実施例の電荷転送装置の製造方
法を説明するための、図４に示す工程に続く工程での工
程順断面図。
法を説明するための、図４に示す工程に続く工程での工
程順断面図。
【図６】従来の２層電極構造の２相駆動方式電荷転送装
置の製造方法を示す工程順断面図。
置の製造方法を示す工程順断面図。
【図７】従来の単層電極構造の２相駆動方式電荷転送装
置の製造方法を示す工程順断面図。
置の製造方法を示す工程順断面図。
【図８】従来の単層電極構造の２相駆動方式電荷転送装
置の問題点を説明するための断面図。
置の問題点を説明するための断面図。
１０１、２０１、３０１ ｐ型半導体基板 １０２、２０２、３０２ ｎ型半導体領域 １０３、３０３ 絶縁膜 ２０３ 第１の絶縁膜 １０４、３０４ 導電性電極 ２０４ 第１の導電性電極 ２０５ 第２の絶縁膜 １０６、２０６、３０６ ｎ- 型半導体領域 ２０７ 第２の導電性電極 １０８、１１５、２０８、３０８ 金属配線 １０９ 導電性電極材料膜 １１０ 酸化膜 １１１ａ、１１１ｂ、３１１ フォトレジスト膜 １１２ アルミニウム膜 １１３ ｎ+ 型半導体領域 １１４ 絶縁酸化膜
───────────────────────────────────────────────────── 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 H04N 5/335
Claims (2)
- 【請求項１】 （１）電荷転送領域となる第１導電型半
導体領域上に、ゲート絶縁膜、導電性電極材料膜、スペ
ーサ層をこの順に形成する工程と、 （２）前記スペーサ層および前記導電性電極材料膜をパ
ターニングして、スペーサ層に覆われた電荷転送電極を
形成する工程と、 （３）前記電荷転送電極および前記スペーサ層によって
形成される間隙内をマスク材料層により埋め込んだ後、
前記スペーサ層を除去する工程と、 （４）一部が前記マスク材料層にかかるようにパターニ
ングされたフォトレジスト膜を形成する工程と、 （５）前記マスク材料層および前記フォトレジスト膜を
マスクとして第１導電型または第２導電型不純物をイオ
ン注入して、前記第１導電型半導体領域の表面に電荷蓄
積領域または電位障壁領域を形成する工程と、 を有することを特徴とする電荷転送装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記マスク材料層を金属によって形成
し、該マスク材料層を将来的に電極として使用するため
に残しておくことを特徴とする請求項１記載の電荷転送
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8008889A JP2812279B2 (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 電荷転送装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8008889A JP2812279B2 (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 電荷転送装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09199711A JPH09199711A (ja) | 1997-07-31 |
| JP2812279B2 true JP2812279B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=11705252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8008889A Expired - Fee Related JP2812279B2 (ja) | 1996-01-23 | 1996-01-23 | 電荷転送装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812279B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2909158B2 (ja) * | 1990-07-05 | 1999-06-23 | 株式会社東芝 | 電荷結合装置 |
| JP2798289B2 (ja) * | 1990-03-09 | 1998-09-17 | 三菱電機株式会社 | 電荷転送素子およびその製造方法 |
| JPH06314706A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Nec Corp | 電荷転送装置、その駆動方法およびその製造方法 |
-
1996
- 1996-01-23 JP JP8008889A patent/JP2812279B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09199711A (ja) | 1997-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |