JP2830016B2 - Charge transfer device - Google Patents

Charge transfer device

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JP2830016B2
JP2830016B2 JP1046595A JP4659589A JP2830016B2 JP 2830016 B2 JP2830016 B2 JP 2830016B2 JP 1046595 A JP1046595 A JP 1046595A JP 4659589 A JP4659589 A JP 4659589A JP 2830016 B2 JP2830016 B2 JP 2830016B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、転送領域上に形成された転送電極により電
荷が転送される電荷転送装置に関し、特に、金属配線層
を半導体層に接続させる構造の電荷転送装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge transfer device in which charges are transferred by a transfer electrode formed on a transfer region, and particularly to a structure in which a metal wiring layer is connected to a semiconductor layer. A charge transfer device.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、基板表面に形成された転送領域上に形成さ
れた転送電極により電荷が転送される電荷転送装置にお
いて、転送電極となる第1の半導体層をコンタクトホー
ル介して第2の半導体層に接続させ、その第2の半導体
層を上記コンタクトホール以外の領域で金属配線層と接
続させることにより、配線の低抵抗化と転送領域のポテ
ンシャルの変動を防止し、さらに、第2の半導体層を転
送領域上に延長させ、転送電極としてもちいるようにし
たものである。
According to the present invention, in a charge transfer device in which charges are transferred by a transfer electrode formed on a transfer region formed on a substrate surface, a first semiconductor layer serving as a transfer electrode is connected to a second semiconductor layer via a contact hole. By connecting the second semiconductor layer to the metal wiring layer in a region other than the contact hole, the resistance of the wiring is reduced and the potential of the transfer region is prevented from being changed. This is extended over the transfer area and used as a transfer electrode.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

CCD等の電荷転送装置においては、高速な転送を行う
ためや、配線層の微細化のために、転送電極のシート抵
抗の低減が求められている。
In a charge transfer device such as a CCD, a reduction in sheet resistance of a transfer electrode is required for performing high-speed transfer and miniaturizing a wiring layer.

このような転送電極の低抵抗化を図る技術としては、
特開昭56−87379号公報のように、転送電極の一部に接
続するようにアルミニウム配線層等の金属薄膜を設け、
その金属薄膜を介して転送電極に転送クロックパルスを
印加する技術が知られる。
Techniques for reducing the resistance of such transfer electrodes include:
As in JP-A-56-87379, a metal thin film such as an aluminum wiring layer is provided so as to be connected to a part of the transfer electrode,
A technique of applying a transfer clock pulse to a transfer electrode via the metal thin film is known.

また、転送電極の低抵抗化を図るために、高融点金属
層を形成したり、シリサイド層を形成する技術も知られ
る。また、アルミニウム配線層を転送電極上に形成する
ものでは、アルミニウム配線層の下層に金属との反応を
防止するためのモリブデンやチタン等のバリヤメタル層
を形成する技術がある。
Further, in order to reduce the resistance of the transfer electrode, a technique of forming a high melting point metal layer or forming a silicide layer is also known. In the case where an aluminum wiring layer is formed on a transfer electrode, there is a technique of forming a barrier metal layer such as molybdenum or titanium for preventing a reaction with a metal below the aluminum wiring layer.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところが、シリサイド層の形成や、高融点金属層の形
成を行う構造の電荷転送装置においては、酸化膜等の絶
縁膜を良好に形成することが困難なため、低抵抗化を実
現しながら転送電極同士をオーバーラップさせて形成す
ることが難しい。
However, in a charge transfer device having a structure in which a silicide layer or a high-melting point metal layer is formed, it is difficult to form an insulating film such as an oxide film satisfactorily. It is difficult to form them by overlapping each other.

また、転送電極に金属薄膜を接続し、その金属薄膜を
介して転送クロックパルスを供給する電荷転送装置で
は、転送電極上に直接金属薄膜を形成した場合に、その
金属薄膜の下部の仕事関数の変動からポテンシャルウェ
ルの深さが変わり、設計値通りの電荷の転送が行えな
い。
In a charge transfer device in which a metal thin film is connected to a transfer electrode and a transfer clock pulse is supplied through the metal thin film, when the metal thin film is formed directly on the transfer electrode, the work function of the lower part of the metal thin film is reduced. Due to the fluctuation, the depth of the potential well changes, and the charge cannot be transferred as designed.

また、バリヤメタル層を形成するものでは、下地の絶
縁膜(酸化膜)との選択比がとれない等の問題が生じ
る。
In the case where the barrier metal layer is formed, there arises a problem that a selectivity with respect to the underlying insulating film (oxide film) cannot be obtained.

そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、低抵抗
化を実現すると共に、バリヤメタル層の問題を解決し、
さらに転送領域のポテンシャルの変動を防止するような
電荷転送装置の提供を目的とする。
In view of the above-mentioned technical problems, the present invention realizes a low resistance and solves the problem of the barrier metal layer,
It is still another object of the present invention to provide a charge transfer device that prevents a change in potential of a transfer region.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上述の目的を達成するために提案される本発明に係る
電荷転送装置は、基板の表面に形成された転送領域上に
絶縁膜を介して形成された転送電極とされる第1の半導
体層と、上記第1の半導体層を被覆する絶縁膜に形成さ
れた第1のコンタクトホールと、上記第1のコンタクト
ホールを介して上記第1の半導体層に接続されるととも
に、上記第1の半導体層上から上記転送領域上に形成さ
れた絶縁膜上に延在された第2の半導体層と、上記第2
の半導体層を被覆する絶縁膜に上記第1のコンタクトホ
ールに対し位置をずらせて形成された第2のコンタクト
ホールと、上記第2のコンタクトホールを介して上記第
2の半導体層に接続される金属配線層とを有するもので
ある。
A charge transfer device according to the present invention proposed to achieve the above object includes a first semiconductor layer serving as a transfer electrode formed via an insulating film on a transfer region formed on a surface of a substrate. A first contact hole formed in an insulating film covering the first semiconductor layer, the first contact hole being connected to the first semiconductor layer via the first contact hole; A second semiconductor layer extending from above onto an insulating film formed on the transfer region;
A second contact hole formed in the insulating film covering the first semiconductor layer so as to be displaced from the first contact hole, and connected to the second semiconductor layer via the second contact hole. And a metal wiring layer.

本発明に係る電荷転送装置を構成する第1の半導体層
及び第2の半導体層は、例えばポリシリコン層等が用い
られる。第1の半導体層は単層でも良く、複数層からな
る構造でもよい。また、第2の半導体層は、第1の半導
体層の最上層よりも上部に形成される半導体層であり、
第1の半導体層との間に絶縁膜を介する。第2の半導体
層も単層、複数層を問わない。
As the first semiconductor layer and the second semiconductor layer constituting the charge transfer device according to the present invention, for example, a polysilicon layer or the like is used. The first semiconductor layer may have a single-layer structure or a structure including a plurality of layers. The second semiconductor layer is a semiconductor layer formed above the uppermost layer of the first semiconductor layer,
An insulating film is interposed between the first semiconductor layer and the first semiconductor layer. The second semiconductor layer may be a single layer or a plurality of layers.

また、電荷転送装置はエリア状或いはライン状に配列
された受光部を有する固体撮像装置であってもよいよ
い。金属配線層の一例としてはアルミニウム配線層が挙
げられるが、他の高融点金属やシリサイド層等が用いら
れる。
Further, the charge transfer device may be a solid-state imaging device having light receiving units arranged in an area or a line. An example of the metal wiring layer is an aluminum wiring layer, but other high melting point metals, silicide layers and the like are used.

〔作用〕[Action]

本発明の電荷転送装置では、第1の半導体層と第2の
半導体層の間に形成されるコンタクトホールの位置と、
第2の半導体層上に形成される金属配線層が第2の半導
体層に接続する位置が平面レイアウトからみて異なる位
置とされる。このため、金属配線層が第2の半導体層に
接続する領域の下部には、第1の半導体層がポテンシャ
ルに影響する形で位置することがなくなり、低抵抗化が
行われると共に仕事関数の変動の問題が解決され、その
バリアメタルは不要となる。
In the charge transfer device of the present invention, the position of a contact hole formed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
The position where the metal wiring layer formed on the second semiconductor layer connects to the second semiconductor layer is different from the plane layout. Therefore, the first semiconductor layer is not located below the region where the metal wiring layer is connected to the second semiconductor layer in such a manner as to affect the potential, so that the resistance is reduced and the work function varies. Is solved, and the barrier metal becomes unnecessary.

また、第2の半導体層が基板の表面に形成される転送
領域を覆う絶縁膜上に延在されるので、第1の半導体層
と共に転送電極として用いられる。
Further, since the second semiconductor layer extends on the insulating film covering the transfer region formed on the surface of the substrate, it is used as a transfer electrode together with the first semiconductor layer.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明に係る電荷転送装置の前提となる例を第
1図を参照して説明する。
First, an example serving as a premise of the charge transfer device according to the present invention will be described with reference to FIG.

第1図に示す電荷転送装置は、金属配線層をアルミニ
ウム配線層とし、そのアルミニウム配線層の下層であっ
て第1層目のポリシリコン層のコンタクトホール上に緩
衝層が形成される例である。
The charge transfer device shown in FIG. 1 is an example in which a metal wiring layer is an aluminum wiring layer, and a buffer layer is formed on a contact hole of a first polysilicon layer below the aluminum wiring layer. .

その構造は、第1図に示すように、シリコン基板11の
表面に電荷を転送するための転送領域12が形成される。
この転送領域12には、トランスファー部或いはストレー
ジ部を形成するように所要の不純物が導入される。転送
領域12上には、絶縁膜13を介して転送電極となる第1の
ポリシリコン層14が形成される。この第1のポリシリコ
ン層14は、図示を省略しているが、断面に垂直な方向で
他のポリシリコン層に絶縁膜を介して隣接する。その第
1のポリシリコン層14は、第1層目或いは第2層目のポ
リシリコン層である。第1のポリシリコン層14は層間絶
縁膜15に被覆される。この層間絶縁膜15には、コンタク
トホール16が形成され、コンタクトホール16の底部には
第1のポリシリコン層14が臨む。
In the structure, as shown in FIG. 1, a transfer region 12 for transferring charges is formed on the surface of a silicon substrate 11.
A necessary impurity is introduced into the transfer region 12 so as to form a transfer portion or a storage portion. On the transfer region 12, a first polysilicon layer 14 serving as a transfer electrode is formed via an insulating film 13. Although not shown, the first polysilicon layer 14 is adjacent to another polysilicon layer via an insulating film in a direction perpendicular to the cross section. The first polysilicon layer 14 is a first or second polysilicon layer. The first polysilicon layer 14 is covered with an interlayer insulating film 15. A contact hole 16 is formed in the interlayer insulating film 15, and the first polysilicon layer 14 faces the bottom of the contact hole 16.

第2の半導体層である第2のポリシリコン層17は、そ
のコンタクトホール16を介して第1のポリシリコン層14
に接続する。すなわち、第2のポリシリコン層17は、コ
ンタクトホール16の領域で第1のポリシリコン層14に接
続し、その領域の周囲では層間絶縁膜15上にまで及んで
形成され、第2のポリシリコン層17の端部は、その層間
絶縁膜15上に設けられている。なお、第2のポリシリコ
ン層17は、例えば第3層目のポリシリコン層である。
The second polysilicon layer 17, which is the second semiconductor layer, is formed on the first polysilicon layer 14 through the contact hole 16.
Connect to That is, the second polysilicon layer 17 is connected to the first polysilicon layer 14 in the region of the contact hole 16 and is formed around the interlayer insulating film 15 around the region. The end of the layer 17 is provided on the interlayer insulating film 15. The second polysilicon layer 17 is, for example, a third polysilicon layer.

そして、第2のポリシリコン層17のコンタクトホール
16の領域上には、緩衝層18が形成される。この緩衝層18
は、次のアルミニウム配線層19と第2のポリシリコン層
17の相互の拡散を防止するための層であり、例えばシリ
コン酸化層やシリコン窒化層を用いて形成される。この
緩衝層18が形成される領域は、コンタクトホール16上の
領域であり、コンタクトホール16にかかる領域の第2の
ポリシリコン層17は緩衝層18によって覆われる。
Then, the contact hole of the second polysilicon layer 17 is formed.
The buffer layer 18 is formed on the region 16. This buffer layer 18
Is the next aluminum wiring layer 19 and the second polysilicon layer
It is a layer for preventing mutual diffusion of 17 and is formed using, for example, a silicon oxide layer or a silicon nitride layer. The region where the buffer layer 18 is formed is a region above the contact hole 16, and the second polysilicon layer 17 in the region covering the contact hole 16 is covered with the buffer layer 18.

コンタクトホール16の領域で緩衝層18に覆われた第2
のポリシリコン層17は、緩衝層18から外側の領域すなわ
ちコンタクトホール16の領域以外の領域でアルミニウム
配線層19と接続する。アルミニウム配線層19を配線層と
することでポリシリコン層に比べてシート抵抗を低減で
きる。そして、緩衝層18がコンタクトホール16の領域に
存在することから、アルミニウム配線層19によって転送
領域12のポテンシャルが変動するような弊害が抑制され
る。
The second portion covered with the buffer layer 18 in the region of the contact hole 16
The polysilicon layer 17 is connected to the aluminum wiring layer 19 in a region outside the buffer layer 18, that is, in a region other than the region of the contact hole 16. By using the aluminum wiring layer 19 as the wiring layer, the sheet resistance can be reduced as compared with the polysilicon layer. Since the buffer layer 18 is present in the region of the contact hole 16, the adverse effect that the potential of the transfer region 12 fluctuates due to the aluminum wiring layer 19 is suppressed.

このように本実施例の電荷転送装置では、アルミニウ
ム配線層19が第2のポリシリコン層17を介して第1のポ
リシリコン層14に接続するが、第1のポリシリコン層14
と第2のポリシリコン層17の間のコンタクトホール16上
には緩衝層18が形成され、この緩衝層18によって、アル
ミニウム配線層19とポリシリコン層14の相互の拡散を防
止できる。このため第1のポリシリコン層14の下部の転
送領域12のポテンシャルの変動を防止することができ、
バリアメタルのエッチングの問題も生じない。勿論、ア
ルミニウム配線層19により配線層の低抵抗化を図ること
が可能である。
As described above, in the charge transfer device of the present embodiment, the aluminum wiring layer 19 is connected to the first polysilicon layer 14 via the second polysilicon layer 17, but the first polysilicon layer 14
A buffer layer 18 is formed on the contact hole 16 between the first polysilicon layer 17 and the second polysilicon layer 17, and the buffer layer 18 can prevent the aluminum wiring layer 19 and the polysilicon layer 14 from mutually diffusing. For this reason, it is possible to prevent the potential of the transfer region 12 below the first polysilicon layer 14 from fluctuating,
There is no problem of barrier metal etching. Of course, the aluminum wiring layer 19 can reduce the resistance of the wiring layer.

なお、上述の実施例においては、シリコン基板11の表
面に転送領域12のみ形成しているが、受光部,その他の
領域を有する構造であってもよい。アルミニウム配線層
19は光遮蔽用を兼用するものでもよい。
In the above embodiment, only the transfer region 12 is formed on the surface of the silicon substrate 11, but a structure having a light receiving portion and other regions may be used. Aluminum wiring layer
19 may also be used for light shielding.

また、第2図に示すものは、第2のポリシリコン層が
延在されてアルミニウム配線層が接続される例である。
FIG. 2 shows an example in which a second polysilicon layer is extended and an aluminum wiring layer is connected.

その構造は、第2図に示すように、シリコン基板21の
表面に電荷を転送するための転送領域22が形成される。
この転送領域22には、トランスファー部或いはストレー
ジ部を形成するように所要の不純物が導入される。転送
領域22上には、絶縁膜23を介して転送電極となる第1の
ポリシリコン層24が形成され、断面に垂直な方向で他の
ポリシリコン層に絶縁膜を介して隣接する。その第1の
ポリシリコン層24は、第1層目或いは第2層目のポリシ
リコン層とされ、層間絶縁膜25に被覆される。この層間
絶縁膜25には、コンタクトホール26が第1のポリシリコ
ン層24を露出させるように形成される。
In the structure, as shown in FIG. 2, a transfer region 22 for transferring charges is formed on the surface of the silicon substrate 21.
A necessary impurity is introduced into the transfer region 22 so as to form a transfer portion or a storage portion. On the transfer region 22, a first polysilicon layer 24 serving as a transfer electrode is formed via an insulating film 23, and is adjacent to another polysilicon layer via the insulating film in a direction perpendicular to the cross section. The first polysilicon layer 24 is a first or second polysilicon layer, and is covered with an interlayer insulating film 25. In this interlayer insulating film 25, a contact hole 26 is formed so as to expose the first polysilicon layer 24.

第2の半導体層である第2のポリシリコン層27は、そ
のコンタクトホール26を介して第1のポリシリコン層24
に接続し、そこからさらに層間絶縁膜25上に延在される
形状にパターニングされている。このように延在された
第2のポリシリコン層27には、層間絶縁膜28が被覆さ
れ、その層間絶縁膜28を開口してアルミニウム配線層30
との接続を図るためのコンタクトホール29が形成され
る。そして、そのコンタクトホール29に配線のシート抵
抗を低減するためのアルミニウム配線層30が形成され
る。ここで、コンタクトホール29の位置は、第1のポリ
シリコン層24上のコンタクトホール26の領域上の位置で
はなく、コンタクトホール26の領域以外の位置であっ
て、層間絶縁膜25上に延在された第2のポリシリコン層
27の部分に形成される。このように2つのコンタクトホ
ール26,29の位置がずれるために、アルミニウム配線層3
0による仕事関数の変動が抑えられ、転送領域22のポテ
ンシャルの変動を抑制することができる。
The second polysilicon layer 27, which is the second semiconductor layer, is formed on the first polysilicon layer 24 through the contact hole 26.
And is patterned into a shape extending therefrom onto the interlayer insulating film 25. The second polysilicon layer 27 extending in this manner is covered with an interlayer insulating film 28, and the interlayer insulating film 28 is opened to form an aluminum wiring layer 30.
A contact hole 29 is formed to establish a connection. Then, an aluminum wiring layer 30 for reducing the sheet resistance of the wiring is formed in the contact hole 29. Here, the position of the contact hole 29 is not a position on the region of the contact hole 26 on the first polysilicon layer 24 but a position other than the region of the contact hole 26 and extends on the interlayer insulating film 25. Second polysilicon layer
It is formed in 27 parts. Since the positions of the two contact holes 26 and 29 are shifted as described above, the aluminum wiring layer 3
The fluctuation of the work function due to 0 is suppressed, and the fluctuation of the potential of the transfer region 22 can be suppressed.

上述したように本実施例の電荷転送装置では、2つコ
ンタクトホール26,29の位置が異なるために、転送領域2
2のポテンシャルの変動が抑えられ、さらにアルミニュ
ームのスパイク等の問題も防止される。
As described above, in the charge transfer device of this embodiment, since the positions of the two contact holes 26 and 29 are different, the transfer region 2
The fluctuation of the potential of 2 is suppressed, and problems such as aluminum spikes are also prevented.

なお、本実施例においては、シリコン基板11の表面に
転送領域12のみ形成しているが、受光部、その他の領域
を有する構造であってもよい。
Although only the transfer region 12 is formed on the surface of the silicon substrate 11 in the present embodiment, a structure having a light receiving portion and other regions may be used.

次に、本発明に係る電荷転送装置の具体的な実施例を
説明する。
Next, specific examples of the charge transfer device according to the present invention will be described.

本発明に係る電荷転送装置は、第2のポリシリコン層
が転送電極の一部として機能するものである。
In the charge transfer device according to the present invention, the second polysilicon layer functions as a part of the transfer electrode.

その構造は、第3図に示すように、シリコン基板31の
表面に電荷を転送するための転送領域32が形成される。
転送領域32上には、絶縁膜33を介して第1の半導体層で
ある第1のポリシリコン層34が形成され、転送電極とし
て機能する。この第1のポリシリコン層34は第1層目の
ポリシリコン層である。この第1のポリシリコン層34は
絶縁膜35に被覆され、その絶縁膜35にはコンタクトホー
ル36が形成される。そして、このコンタクトホール36を
介して第2層目のポリシリコン層からなる第2のポリシ
リコン層37が接続する。第2のポリシリコン層37は第1
のポリシリコン層34上から絶縁膜33上まで延在される。
従って、第1のポリシリコン層34と第2のポリシリコン
層37が転送電極として機能し、転送領域22のそれぞれ対
応する領域が不純物の打ち分け等によりストレージ部と
トランスファー部として機能する。
In the structure, as shown in FIG. 3, a transfer region 32 for transferring charges is formed on the surface of the silicon substrate 31.
On the transfer region 32, a first polysilicon layer 34, which is a first semiconductor layer, is formed via an insulating film 33, and functions as a transfer electrode. The first polysilicon layer 34 is a first polysilicon layer. The first polysilicon layer 34 is covered with an insulating film 35, and a contact hole 36 is formed in the insulating film 35. Then, the second polysilicon layer 37 made of the second polysilicon layer is connected through the contact hole 36. The second polysilicon layer 37 is
From the polysilicon layer 34 to the insulating film 33.
Therefore, the first polysilicon layer 34 and the second polysilicon layer 37 function as transfer electrodes, and the regions corresponding to the transfer regions 22 function as storage units and transfer units by, for example, separately implanting impurities.

そして、第2のポリシリコン層37には、絶縁膜38が被
覆し、この絶縁膜38には第2のポリシリコン層37とアル
ミニウム配線層40を接続させるためのコンタクトホール
39が形成される。そして、そのコンタクトホール39上に
アルミニウム配線層40が所要のパターンで形成され、こ
のアルミニウム配線層40を介して各ポリシリコン層37,3
4に転送クロック信号が供給される。ここで、コンタク
トホール39の位置は、コンタクトホール36上以外の位置
とされる。このために、アルミニウム配線層40による仕
事関数の変動が抑えられ、転送領域32のポテンシャルの
変動を抑制することができる。また、バリヤメタルを必
要とせずに、アロイスパイクを防止できることになる。
The second polysilicon layer 37 is covered with an insulating film 38. The insulating film 38 has a contact hole for connecting the second polysilicon layer 37 and the aluminum wiring layer 40.
39 is formed. Then, an aluminum wiring layer 40 is formed in a required pattern on the contact hole 39, and the polysilicon layers 37, 3 are formed through the aluminum wiring layer 40.
4 is supplied with a transfer clock signal. Here, the position of the contact hole 39 is a position other than on the contact hole 36. For this reason, a change in the work function due to the aluminum wiring layer 40 is suppressed, and a change in the potential of the transfer region 32 can be suppressed. Also, alloy spikes can be prevented without the need for barrier metal.

本発明に係る電荷転送装置の他の例を第4図を参照し
て説明する。
Another example of the charge transfer device according to the present invention will be described with reference to FIG.

第4図に示すものは、3層のポリシリコン層を有する
構造で、さらに、アルミニウム配線層の悪影響を防止す
るようにしたものである。
The structure shown in FIG. 4 has a structure having three polysilicon layers, and further prevents the aluminum wiring layer from being adversely affected.

その構造は、第4図に示すように、シリコン基板41上
に絶縁膜43が形成される。この絶縁膜43の下部のシリコ
ン基板41の表面には、図示しないが、所要の領域に不純
物が導入されて、転送領域等が形成される。この絶縁膜
43上には、転送電極として機能する第1のポリシリコン
層44がパターニングされて形成される。第1のポリシリ
コン層44は第1層目のポリシリコン層である。この第1
のポリシリコン層44は絶縁膜45に被覆される。その絶縁
膜45には第1のポリシリコン層44上でコンタクトホール
46が形成される。
In the structure, an insulating film 43 is formed on a silicon substrate 41 as shown in FIG. On the surface of the silicon substrate 41 below the insulating film 43, although not shown, impurities are introduced into required regions to form transfer regions and the like. This insulating film
On the 43, a first polysilicon layer 44 functioning as a transfer electrode is formed by patterning. The first polysilicon layer 44 is a first polysilicon layer. This first
The polysilicon layer 44 is covered with an insulating film 45. The insulating film 45 has a contact hole on the first polysilicon layer 44.
46 is formed.

次に、第2層目のポリシリコン層を用いて、第2の半
導体層である第2のポリシリコン層47,48が形成され
る。一方の第2のポリシリコン層47は、コンタクトホー
ル46を介して第1のポリシリコン層44に接続され、その
コンタクトホール46から第1のポリシリコン層44上の絶
縁膜45上に沿って延在する。また、他方の第2のポリシ
リコン層48は、第1のポリシリコン層44に絶縁膜45を介
して隣接し、一端が第1のポリシリコン層44上に重なる
と共に、他端側が絶縁膜43を介してシリコン基板41に臨
む。従って、第2のポリシリコン層48は、そのシリコン
基板41の表面のポテンシャルの制御に用いられる。さら
に、第2のポリシリコン層48上には、絶縁膜49を介して
第3層目のポリシリコン層50が形成される。この第3層
目のポリシリコン層50も第2のポリシリコン層48と同様
の断面形状を有し、一端が第2のポリシリコン層48上に
重なると共に、他端側が絶縁膜43を介してシリコン基板
41に臨んで形成される。この第3層目のポリシリコン層
50も第2のポリシリコン層48と同様に、シリコン基板41
の表面のポテンシャルの制御に用いられる。
Next, the second polysilicon layers 47 and 48, which are the second semiconductor layers, are formed using the second polysilicon layer. One second polysilicon layer 47 is connected to the first polysilicon layer 44 via the contact hole 46 and extends from the contact hole 46 along the insulating film 45 on the first polysilicon layer 44. Exist. Further, the other second polysilicon layer 48 is adjacent to the first polysilicon layer 44 via an insulating film 45, one end of which overlaps the first polysilicon layer 44, and the other end of which is the insulating film 43. And the silicon substrate 41. Therefore, the second polysilicon layer 48 is used for controlling the potential of the surface of the silicon substrate 41. Further, a third polysilicon layer 50 is formed on the second polysilicon layer 48 via an insulating film 49. The third polysilicon layer 50 also has the same cross-sectional shape as the second polysilicon layer 48, one end of which overlaps the second polysilicon layer 48, and the other end of which has the insulating film 43 interposed therebetween. Silicon substrate
Formed facing 41. This third polysilicon layer
Similarly to the second polysilicon layer 48, a silicon substrate 41 is also provided.
Is used to control the potential of the surface.

これら第2のポリシリコン層47,48及び第3層目のポ
リシリコン層50は、それぞれ層間絶縁膜51に被覆され
る。各ポリシリコン層47,48,50には、その層間絶縁膜51
を開口してコンタクトホール52,53,54が形成される。こ
こで、コンタクトホール52の位置は、コンタクトホール
46の位置とは平面上ずれたものとされる。また、コンタ
クトホール53,54の下部の第2のポリシリコン層48、第
3層目のポリシリコン層50は、それぞれ他のポリシリコ
ン層44,48に対して上側に重ね合わされており、その重
なって上側になった端部側でそれぞれコンタクトホール
53,54が形成されている。そして、これらコンタクトホ
ール52,53,54を介して各アルミニウム配線層55が各ポリ
シリコン層47,48,50に接続している。
The second polysilicon layers 47 and 48 and the third polysilicon layer 50 are covered with an interlayer insulating film 51, respectively. Each polysilicon layer 47, 48, 50 has an interlayer insulating film 51
Are formed to form contact holes 52, 53, 54. Here, the position of the contact hole 52 is
It is assumed that the position of 46 is shifted on a plane. Further, the second polysilicon layer 48 and the third polysilicon layer 50 below the contact holes 53 and 54 are overlaid on the other polysilicon layers 44 and 48, respectively. Contact holes on the upper end side
53 and 54 are formed. The aluminum wiring layers 55 are connected to the polysilicon layers 47, 48, 50 via these contact holes 52, 53, 54.

このような構造の電荷転送装置においては、コンタク
トホール52,53,54の下部に、その下部の領域で直接絶縁
膜43上に存在するようなポリシリコン層が形成されてい
ない。従って、アルミニウム配線層55のアルミニウムの
拡散によって、仕事関数が変動するような弊害が防止さ
れることになる。また、バリヤメタルを不要として、ア
ロイスパイク等を防止でき、アルミニウム配線層55によ
り配線層の低シート抵抗化も可能となる。
In the charge transfer device having such a structure, a polysilicon layer which exists directly on the insulating film 43 in a region below the contact holes 52, 53, 54 is not formed. Therefore, the adverse effect that the work function fluctuates due to the diffusion of aluminum in the aluminum wiring layer 55 is prevented. In addition, since the barrier metal is not required, alloy spikes and the like can be prevented, and the aluminum wiring layer 55 can reduce the sheet resistance of the wiring layer.

なお、第1のポリシリコン層44は転送電極であるが、
第2のポリシリコン層48や第3層目のポリシリコン層50
は、それぞれ転送電極でも良く、或いはCCD等の固体撮
像素子における読み出しゲート、オーバーフローコント
ロールゲート等の制御電極でもよい。
Although the first polysilicon layer 44 is a transfer electrode,
The second polysilicon layer 48 or the third polysilicon layer 50
May be transfer electrodes or control electrodes such as a readout gate and an overflow control gate in a solid-state imaging device such as a CCD.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の電荷転送装置は、上述のように、第1の半導
体層と第2の半導体層を接続するコンタクトホール以外
の領域で第2の半導体層が金属配線層と接続される。こ
のため、金属配線層が第2の半導体層に接続する領域の
下部には、第1の半導体層がポテンシャルに影響させる
形で位置することがなくなり、低抵抗化が行われると共
にそのバリアメタルは不要となる。
As described above, in the charge transfer device of the present invention, the second semiconductor layer is connected to the metal wiring layer in a region other than the contact hole connecting the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. For this reason, the first semiconductor layer is not located below the region where the metal wiring layer is connected to the second semiconductor layer in such a manner as to affect the potential, so that the resistance is reduced and the barrier metal is formed. It becomes unnecessary.

更に、第2の半導体層は、基板表面に形成された転送
領域上に延在されているので、第1の半導体層と共に転
送電極として用いることができ、基板表面の転送領域を
ストレージ部及びトランスファー部として機能させるこ
とができる。また、第2の半導体層は、基板表面に形成
された転送領域上に延在されているので、チャネル上で
直接金属配線との接続を図ることができ、一層効率のよ
い転送電極の形成が行える。
Further, since the second semiconductor layer extends over the transfer region formed on the substrate surface, the second semiconductor layer can be used as a transfer electrode together with the first semiconductor layer. It can function as a unit. Further, since the second semiconductor layer extends over the transfer region formed on the substrate surface, it can be directly connected to the metal wiring on the channel, so that a more efficient transfer electrode can be formed. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の前提となる電荷転送装置の一例を模式
的に示す要部断面図であり、第2図は本発明の前提とな
る電荷転送装置の他の例を模式的に示す要部断面図であ
る。 第3図は本発明に係る電荷転送装置の一例を模式的に示
す要部断面図であり、第4図は本発明の電荷転送装置の
他の例を模式的に示す要部断面図である。 31,41……シリコン基板 32……転送領域 33,43……絶縁膜 34,44……第1のポリシリコン層1 35,45……絶縁膜 36,46……コンタクトホール 37,47……第2のポリシリコン層18……緩衝層 30,40,55……アルミニウム配線層
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a main part of an example of a charge transfer device on which the present invention is based, and FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing another example of a charge transfer device on which the present invention is based. It is a fragmentary sectional view. FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts schematically showing an example of the charge transfer device according to the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts schematically showing another example of the charge transfer device of the present invention. . 31,41 silicon substrate 32 transfer region 33,43 insulating film 34,44 first polysilicon layer 135,45 insulating film 36,46 contact hole 37,47 Second polysilicon layer 18 Buffer layer 30, 40, 55 Aluminum wiring layer

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板の表面に形成された転送領域上に絶縁
膜を介して形成された転送電極とされる第1の半導体層
と、 上記第1の半導体層を被覆する絶縁膜に形成された第1
のコンタクトホールと、 上記第1のコンタクトホールを介して上記第1の半導体
層に接続されるとともに、上記第1の半導体層上から上
記転送領域上に形成された絶縁膜上に延在された第2の
半導体層と、 上記第2の半導体層を被覆する絶縁膜に上記第1のコン
タクトホールに対し位置をずらせて形成された第2のコ
ンタクトホールと、 上記第2のコンタクトホールを介して上記第2の半導体
層に接続される金属配線層とを有する電荷転送装置。
A first semiconductor layer serving as a transfer electrode formed on a transfer region formed on a surface of the substrate via an insulating film; and an insulating film covering the first semiconductor layer. First
And a contact hole connected to the first semiconductor layer via the first contact hole and extending from the first semiconductor layer on the insulating film formed on the transfer region. A second semiconductor layer, a second contact hole formed in the insulating film covering the second semiconductor layer so as to be displaced from the first contact hole, and via the second contact hole A charge transfer device having a metal wiring layer connected to the second semiconductor layer;
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