JP3331997B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばデジタルカ
メラなどに用いられる固体撮像装置の製造方法に関し、
特に、製造工程を追加することなく、かつ多結晶シリコ
ン残りを生じることなく、受光部に拡散層を形成するこ
とができる固体撮像装置の製造方法に関する。
メラなどに用いられる固体撮像装置の製造方法に関し、
特に、製造工程を追加することなく、かつ多結晶シリコ
ン残りを生じることなく、受光部に拡散層を形成するこ
とができる固体撮像装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】全画素読み出し方式の固体撮像装置を、
図６から図９を参照しながら説明する。図６は固体撮像
装置の概略平面図、図７は図６のＡ領域の平面図、図８
は図６のＢ領域の平面図、図９は図７のＣ−Ｃ’線断面
図である。
図６から図９を参照しながら説明する。図６は固体撮像
装置の概略平面図、図７は図６のＡ領域の平面図、図８
は図６のＢ領域の平面図、図９は図７のＣ−Ｃ’線断面
図である。
【０００３】固体撮像装置は図６に示すように、コ字形
の配線部１と直線形の水平転送部２によって口字形に囲
まれた部分に撮像領域が設けられている。この撮像領域
内には、光を入射する多数の受光部３，３…がマトリッ
クス状に配置され、受光部３，３間の列方向に垂直転送
部４が配置され、受光部３と垂直転送部４とが読み出し
部５を介して接続されている。そして、垂直転送部４の
先には水平転送部２を経て出力部６が接続されている。
の配線部１と直線形の水平転送部２によって口字形に囲
まれた部分に撮像領域が設けられている。この撮像領域
内には、光を入射する多数の受光部３，３…がマトリッ
クス状に配置され、受光部３，３間の列方向に垂直転送
部４が配置され、受光部３と垂直転送部４とが読み出し
部５を介して接続されている。そして、垂直転送部４の
先には水平転送部２を経て出力部６が接続されている。
【０００４】受光部３は、入射した光を光電変換し、電
荷として蓄積する。蓄積した電荷は、読み出し部５を介
して一定期間ごとに垂直転送部４に送られる。垂直転送
部４は、図７に示すように転送方向順に４つの電極ＤＶ
１，ＤＶ２，ＤＶ３，ＤＶ４で構成されており、この４
つの電極ＤＶ１，…，ＤＶ４にそれぞれ異なったパルス
を印加することにより、電荷が１方向に順次、水平転送
部２へ転送される。水平転送部２は、転送された電荷を
電荷量に応じた電圧信号に変換し、その電圧信号は出力
部６から外部に出力される。
荷として蓄積する。蓄積した電荷は、読み出し部５を介
して一定期間ごとに垂直転送部４に送られる。垂直転送
部４は、図７に示すように転送方向順に４つの電極ＤＶ
１，ＤＶ２，ＤＶ３，ＤＶ４で構成されており、この４
つの電極ＤＶ１，…，ＤＶ４にそれぞれ異なったパルス
を印加することにより、電荷が１方向に順次、水平転送
部２へ転送される。水平転送部２は、転送された電荷を
電荷量に応じた電圧信号に変換し、その電圧信号は出力
部６から外部に出力される。
【０００５】このような固体撮像装置の受光部３付近は
図９に示すように、Ｎ型半導体基板１０の上面にボロン
イオンを注入することによりＰ型ウェル層１１が形成さ
れ、Ｐ型ウェル層１１の行方向に沿って素子分離部１２
が形成され、この素子分離部１２上に第１のシリコン酸
化膜２１、シリコン窒化膜１３、第２のシリコン酸化膜
２２が積層され、その上に電極ＤＶ１，…，ＤＶ４が形
成されている。電極ＤＶ１，…，ＤＶ４は絶縁用の酸化
膜２０，２５を介して３層に積層されている。
図９に示すように、Ｎ型半導体基板１０の上面にボロン
イオンを注入することによりＰ型ウェル層１１が形成さ
れ、Ｐ型ウェル層１１の行方向に沿って素子分離部１２
が形成され、この素子分離部１２上に第１のシリコン酸
化膜２１、シリコン窒化膜１３、第２のシリコン酸化膜
２２が積層され、その上に電極ＤＶ１，…，ＤＶ４が形
成されている。電極ＤＶ１，…，ＤＶ４は絶縁用の酸化
膜２０，２５を介して３層に積層されている。
【０００６】電極ＤＶ１，…，ＤＶ４間に受光部３が位
置し、その受光部３のＰ型ウェル層１１にもＮ型拡散層
１４ａとＰ型拡散層１４ｂからなる拡散層１４が形成さ
れている。拡散層１４と上部に形成された電極ＤＶ３上
には層間酸化膜１６が堆積されている。上部の電極ＤＶ
３上には層間酸化膜１６を介して金属遮光膜１７が形成
されている。この金属遮光膜１７と受光部３の層間酸化
膜１６の上面はカバー膜１８によって被覆されている。
置し、その受光部３のＰ型ウェル層１１にもＮ型拡散層
１４ａとＰ型拡散層１４ｂからなる拡散層１４が形成さ
れている。拡散層１４と上部に形成された電極ＤＶ３上
には層間酸化膜１６が堆積されている。上部の電極ＤＶ
３上には層間酸化膜１６を介して金属遮光膜１７が形成
されている。この金属遮光膜１７と受光部３の層間酸化
膜１６の上面はカバー膜１８によって被覆されている。
【０００７】このような固体撮像装置の電極ＤＶ１，
…，ＤＶ４は、基板１０の上面に形成された第２のシリ
コン酸化膜２２上に多結晶シリコン膜３１，３２，３３
を堆積し、レジストを使用してエッチングすることによ
って形成される。電極ＤＶ１は１層目の多結晶シリコン
膜３１、電極ＤＶ２と電極ＤＶ４は２層目の多結晶シリ
コン膜３２、電極ＤＶ３は３層目の多結晶シリコン膜３
３で形成される。電極ＤＶ３は受光部３から垂直転送部
４への電荷を読み出すための読み出しゲートを兼ねてお
り、電極ＤＶ３に高電圧を印加することにより、受光部
３で蓄積した電荷を読み出せる構造になっている。
…，ＤＶ４は、基板１０の上面に形成された第２のシリ
コン酸化膜２２上に多結晶シリコン膜３１，３２，３３
を堆積し、レジストを使用してエッチングすることによ
って形成される。電極ＤＶ１は１層目の多結晶シリコン
膜３１、電極ＤＶ２と電極ＤＶ４は２層目の多結晶シリ
コン膜３２、電極ＤＶ３は３層目の多結晶シリコン膜３
３で形成される。電極ＤＶ３は受光部３から垂直転送部
４への電荷を読み出すための読み出しゲートを兼ねてお
り、電極ＤＶ３に高電圧を印加することにより、受光部
３で蓄積した電荷を読み出せる構造になっている。
【０００８】また、各電極ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３，Ｄ
Ｖ４は図８に示すように、コンタクトホール７を介して
アルミニウムなどの金属配線ＨＶ１，ＨＶ２，ＨＶ３，
ＨＶ４にそれぞれ接続され、その金属配線ＨＶ１，…，
ＨＶ４はボンディングパッド部に接続されている。
Ｖ４は図８に示すように、コンタクトホール７を介して
アルミニウムなどの金属配線ＨＶ１，ＨＶ２，ＨＶ３，
ＨＶ４にそれぞれ接続され、その金属配線ＨＶ１，…，
ＨＶ４はボンディングパッド部に接続されている。
【０００９】一方、受光部３の拡散層１４は、受光部３
のみ開口したレジストにより、３層目の多結晶シリコン
膜３３を異方性のエッチングにより除去し、そのレジス
トを残したまま受光部３にイオン注入することによって
形成される。
のみ開口したレジストにより、３層目の多結晶シリコン
膜３３を異方性のエッチングにより除去し、そのレジス
トを残したまま受光部３にイオン注入することによって
形成される。
【００１０】なお、特開平８−２２２７２０号公報に
は、段差部のない電極を形成し、電極上の金属遮光膜の
エッチング残りが生じないようにした固体撮像装置およ
びその製造方法が開示されている。
は、段差部のない電極を形成し、電極上の金属遮光膜の
エッチング残りが生じないようにした固体撮像装置およ
びその製造方法が開示されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】固体撮像装置の受光部
３の拡散層１４は、受光部３の部分を開口したレジスト
を使用して受光部３にイオンを注入することによって形
成される。このレジストは、３層目の多結晶シリコン膜
３３を異方性エッチングするときに使用したレジストが
そのまま残されて使用される。こうすることにより、受
光部３から垂直転送部４への読み出しゲートの電極ＤＶ
３の端と受光部３の拡散層１４の端が自己整合で形成で
き、読み出し不良を低減することができる。
３の拡散層１４は、受光部３の部分を開口したレジスト
を使用して受光部３にイオンを注入することによって形
成される。このレジストは、３層目の多結晶シリコン膜
３３を異方性エッチングするときに使用したレジストが
そのまま残されて使用される。こうすることにより、受
光部３から垂直転送部４への読み出しゲートの電極ＤＶ
３の端と受光部３の拡散層１４の端が自己整合で形成で
き、読み出し不良を低減することができる。
【００１２】しかしながら、エッチングする３層目の多
結晶シリコン膜３３は、１層目と２層目の多結晶シリコ
ン膜３１，３２の上に積層されるため、段差部が生じて
おり、異方性のエッチングをすることによって、３層の
多結晶シリコン膜３１，３２，３３の段差部の側壁に多
結晶シリコン残りが発生しやすい。多結晶シリコン残り
は、読み出しゲートの電極ＤＶ３と基板１０との間のリ
ークを生じさせるため、除去しておかなければならな
い。このような多結晶シリコン残りは、エッチング時間
を長くするだけでは除去できないため、等方性のエッチ
ングが必要となる。
結晶シリコン膜３３は、１層目と２層目の多結晶シリコ
ン膜３１，３２の上に積層されるため、段差部が生じて
おり、異方性のエッチングをすることによって、３層の
多結晶シリコン膜３１，３２，３３の段差部の側壁に多
結晶シリコン残りが発生しやすい。多結晶シリコン残り
は、読み出しゲートの電極ＤＶ３と基板１０との間のリ
ークを生じさせるため、除去しておかなければならな
い。このような多結晶シリコン残りは、エッチング時間
を長くするだけでは除去できないため、等方性のエッチ
ングが必要となる。
【００１３】したがって、異方性及び等方性の両方のエ
ッチングで行う方法が考えられるが、このような方法で
は３層の多結晶シリコン膜３１，３２，３３がレジスト
から後退し、受光部３の拡散層１４の端と読み出しゲー
トの電極ＤＶ３の端が自己整合にならなくなる。このた
め、初めに異方性のエッチングを行い、次に読み出しゲ
ートの電極ＤＶ３の端だけを覆うようにして、受光部３
と転送電極を等方性も含んだエッチングを行う方法が考
えられる。この方法では、多結晶シリコン残りを発生さ
せず、しかも製造工程が追加されることもないが、受光
部３上が２回エッチングされることになり、シリコン基
板まで削られるという問題が発生する。
ッチングで行う方法が考えられるが、このような方法で
は３層の多結晶シリコン膜３１，３２，３３がレジスト
から後退し、受光部３の拡散層１４の端と読み出しゲー
トの電極ＤＶ３の端が自己整合にならなくなる。このた
め、初めに異方性のエッチングを行い、次に読み出しゲ
ートの電極ＤＶ３の端だけを覆うようにして、受光部３
と転送電極を等方性も含んだエッチングを行う方法が考
えられる。この方法では、多結晶シリコン残りを発生さ
せず、しかも製造工程が追加されることもないが、受光
部３上が２回エッチングされることになり、シリコン基
板まで削られるという問題が発生する。
【００１４】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、製造工程を追加することなく、半導体
基板がエッチングによって削られることなく、かつ、多
結晶シリコン残りが生じることなく、受光部の拡散層を
形成することができる固体撮像装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
れたものであり、製造工程を追加することなく、半導体
基板がエッチングによって削られることなく、かつ、多
結晶シリコン残りが生じることなく、受光部の拡散層を
形成することができる固体撮像装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置の
製造方法は、半導体基板表面に、入射光を光電変換する
受光部と、その受光部で蓄積された電荷を読み出し、絶
縁用の酸化膜を介して複数層の多結晶シリコン電極で構
成された垂直転送部とを有する固体撮像装置の製造方法
において、前記多結晶シリコン電極表面を酸化処理して
酸化膜を形成すると同時に、受光部表面を酸化処理して
酸化膜を形成する工程と、前記多結晶シリコン表面の酸
化膜上及び前記受光部表面の酸化膜上に、読み出しゲー
ト電極となる多結晶シリコン膜を形成し、前記受光部を
開口したレジストを用いて前記多結晶シリコン膜を異方
性エッチングする工程と、前記レジストを残したまま、
イオン注入を行い、受光部の拡散層を形成する工程と、
前記レジストを除去して所定の電極パターンのレジスト
をマスクにして、前記多結晶シリコン膜と前記受光部表
面を等方性エッチングする工程とを有することを特徴と
するものである。
製造方法は、半導体基板表面に、入射光を光電変換する
受光部と、その受光部で蓄積された電荷を読み出し、絶
縁用の酸化膜を介して複数層の多結晶シリコン電極で構
成された垂直転送部とを有する固体撮像装置の製造方法
において、前記多結晶シリコン電極表面を酸化処理して
酸化膜を形成すると同時に、受光部表面を酸化処理して
酸化膜を形成する工程と、前記多結晶シリコン表面の酸
化膜上及び前記受光部表面の酸化膜上に、読み出しゲー
ト電極となる多結晶シリコン膜を形成し、前記受光部を
開口したレジストを用いて前記多結晶シリコン膜を異方
性エッチングする工程と、前記レジストを残したまま、
イオン注入を行い、受光部の拡散層を形成する工程と、
前記レジストを除去して所定の電極パターンのレジスト
をマスクにして、前記多結晶シリコン膜と前記受光部表
面を等方性エッチングする工程とを有することを特徴と
するものである。
【００１６】本発明の固体撮像装置の製造方法は又、半
導体基板表面に、入射光を光電変換する受光部と、その
受光部で蓄積された電荷を読み出し、絶縁用の酸化膜を
介して３層の多結晶シリコン電極で構成された垂直転送
部とを有する固体撮像装置の製造方法において、半導体
基板に素子分離部を形成する工程と、前記半導体基板上
に酸化膜を形成する工程と、前記素子分離部上の前記酸
化膜上に１層目の多結晶シリコン電極を形成する工程
と、前記１層目の多結晶シリコン電極上に酸化膜を介し
て２層目の多結晶シリコン電極を形成する工程と、前記
２層目の多結晶シリコン電極表面を酸化処理して酸化膜
を形成すると同時に、受光部表面を酸化処理して酸化膜
を形成する工程と、前記２層目の多結晶シリコン電極表
面の酸化膜上に３層目の多結晶シリコン膜を形成する工
程と、前記受光部を開口したレジストを用いて前記３層
目の多結晶シリコン膜を異方性エッチングする工程と、
前記レジストを残したまま、イオン注入を行い、前記受
光部の拡散層を形成する工程と、前記レジスト除去し
て、前記垂直転送部の電極を形成するためのマスクを用
いて、前記受光部と、前記３層目の多結晶シリコン膜と
を同時に等方性エッチングする工程とを有することを特
徴とするものである。
導体基板表面に、入射光を光電変換する受光部と、その
受光部で蓄積された電荷を読み出し、絶縁用の酸化膜を
介して３層の多結晶シリコン電極で構成された垂直転送
部とを有する固体撮像装置の製造方法において、半導体
基板に素子分離部を形成する工程と、前記半導体基板上
に酸化膜を形成する工程と、前記素子分離部上の前記酸
化膜上に１層目の多結晶シリコン電極を形成する工程
と、前記１層目の多結晶シリコン電極上に酸化膜を介し
て２層目の多結晶シリコン電極を形成する工程と、前記
２層目の多結晶シリコン電極表面を酸化処理して酸化膜
を形成すると同時に、受光部表面を酸化処理して酸化膜
を形成する工程と、前記２層目の多結晶シリコン電極表
面の酸化膜上に３層目の多結晶シリコン膜を形成する工
程と、前記受光部を開口したレジストを用いて前記３層
目の多結晶シリコン膜を異方性エッチングする工程と、
前記レジストを残したまま、イオン注入を行い、前記受
光部の拡散層を形成する工程と、前記レジスト除去し
て、前記垂直転送部の電極を形成するためのマスクを用
いて、前記受光部と、前記３層目の多結晶シリコン膜と
を同時に等方性エッチングする工程とを有することを特
徴とするものである。
【００１７】前記２層目の多結晶シリコン電極を、前記
１層目の多結晶シリコン電極の段差部を覆うように形成
してもよい。
１層目の多結晶シリコン電極の段差部を覆うように形成
してもよい。
【００１８】前記２層目の多結晶シリコン電極により、
２つの電極を形成してもよい。
２つの電極を形成してもよい。
【００１９】前記３層目の多結晶シリコン膜により、前
記受光部から垂直転送部への電荷を読み出すための読み
出しゲート電極を形成してもよい。
記受光部から垂直転送部への電荷を読み出すための読み
出しゲート電極を形成してもよい。
【００２０】前記受光部上に形成する酸化膜の厚さは、
８０ｎｍ以上であるのが好ましい。
８０ｎｍ以上であるのが好ましい。
【００２１】本発明によれば、受光部上に酸化膜を形成
するため、受光部に対し、異方性及び等方性の２回エッ
チングを行っても、基板まで削られてしまうことはな
い。また、受光部上の酸化膜を形成する工程を、絶縁性
を高めるための多結晶シリコン膜間に酸化膜を形成する
工程と同時に行うため、工程数が増加することはない。
するため、受光部に対し、異方性及び等方性の２回エッ
チングを行っても、基板まで削られてしまうことはな
い。また、受光部上の酸化膜を形成する工程を、絶縁性
を高めるための多結晶シリコン膜間に酸化膜を形成する
工程と同時に行うため、工程数が増加することはない。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の固体撮像装置の製
造方法を説明する。図１から図５及び図９は、本発明の
固体撮像装置の製造方法を工程順に説明するための断面
図である。なお、図５（Ａ）は、図４（Ａ）の工程にお
ける図７のＤ−Ｄ’断面図であり、図５（Ｂ）は、図４
（Ｂ）の工程における図７のＤ−Ｄ’断面図である。ま
た、従来と同一部分は同一符号を附して説明する。
造方法を説明する。図１から図５及び図９は、本発明の
固体撮像装置の製造方法を工程順に説明するための断面
図である。なお、図５（Ａ）は、図４（Ａ）の工程にお
ける図７のＤ−Ｄ’断面図であり、図５（Ｂ）は、図４
（Ｂ）の工程における図７のＤ−Ｄ’断面図である。ま
た、従来と同一部分は同一符号を附して説明する。
【００２３】まず、図１（Ａ）に示すように、Ｎ型半導
体基板１０上にボロンイオンを注入することによりＰ型
ウェル層１１を形成する。次に、図６に示した配線部１
などの固体撮像装置の周辺部にＬＯＣＯＳ酸化技術を用
いて、基板１０の表面にＰ型高濃度層と１μｍのシリコ
ン酸化膜を形成する。
体基板１０上にボロンイオンを注入することによりＰ型
ウェル層１１を形成する。次に、図６に示した配線部１
などの固体撮像装置の周辺部にＬＯＣＯＳ酸化技術を用
いて、基板１０の表面にＰ型高濃度層と１μｍのシリコ
ン酸化膜を形成する。
【００２４】次いで、図１（Ｂ）に示すように、垂直転
送部４、水平転送部２、読み出し部５、素子分離部１２
を形成するための拡散層をイオン注入技術によりそれぞ
れ形成する。
送部４、水平転送部２、読み出し部５、素子分離部１２
を形成するための拡散層をイオン注入技術によりそれぞ
れ形成する。
【００２５】次いで、図２（Ａ）に示すように、Ｐ型ウ
ェル層１１及び素子分離部１２の上面に、第１のシリコ
ン酸化膜２１を４０ｎｍの厚さに形成し、続いて前記第
１のシリコン酸化膜２１の上面にＣＶＤ法によりシリコ
ン窒化膜１３を２０ｎｍの厚さに堆積し、更に前記シリ
コン窒化膜１３の上面にＣＶＤ法により第２のシリコン
酸化膜２２を１０ｎｍの厚さに堆積する。そして前記第
２のシリコン酸化膜２２の上面にＣＶＤ法により１層目
の多結晶シリコン膜３１を４００ｎｍの厚さに堆積す
る。この１層目の多結晶シリコン膜３１は、リソグラフ
ィ技術によりパターニング、エッチング処理することに
より、図２（Ａ）に示すように素子分離部１２上にのみ
残され、その残された部分が垂直転送電極ＤＶ１を構成
する。
ェル層１１及び素子分離部１２の上面に、第１のシリコ
ン酸化膜２１を４０ｎｍの厚さに形成し、続いて前記第
１のシリコン酸化膜２１の上面にＣＶＤ法によりシリコ
ン窒化膜１３を２０ｎｍの厚さに堆積し、更に前記シリ
コン窒化膜１３の上面にＣＶＤ法により第２のシリコン
酸化膜２２を１０ｎｍの厚さに堆積する。そして前記第
２のシリコン酸化膜２２の上面にＣＶＤ法により１層目
の多結晶シリコン膜３１を４００ｎｍの厚さに堆積す
る。この１層目の多結晶シリコン膜３１は、リソグラフ
ィ技術によりパターニング、エッチング処理することに
より、図２（Ａ）に示すように素子分離部１２上にのみ
残され、その残された部分が垂直転送電極ＤＶ１を構成
する。
【００２６】このエッチングにより、第２のシリコン酸
化膜２２の一部が削れるため、弗酸により第２のシリコ
ン酸化膜２２を選択的に除去し、図２（Ｂ）に示すよう
にシリコン窒化膜１３の上面に第３のシリコン酸化膜２
３を１０ｎｍの厚さに堆積する。その後、高温で酸化処
理を行い、１層目の多結晶シリコン膜３１の表面に１０
０ｎｍの厚さまで酸化膜２０を形成し、絶縁性を高め
る。その上部に２層目の多結晶シリコン膜３２を４００
ｎｍ堆積し、エッチングを行い、図２（Ｂ）に示すよう
に垂直転送電極ＤＶ２，ＤＶ４と水平電極配線を形成す
る。
化膜２２の一部が削れるため、弗酸により第２のシリコ
ン酸化膜２２を選択的に除去し、図２（Ｂ）に示すよう
にシリコン窒化膜１３の上面に第３のシリコン酸化膜２
３を１０ｎｍの厚さに堆積する。その後、高温で酸化処
理を行い、１層目の多結晶シリコン膜３１の表面に１０
０ｎｍの厚さまで酸化膜２０を形成し、絶縁性を高め
る。その上部に２層目の多結晶シリコン膜３２を４００
ｎｍ堆積し、エッチングを行い、図２（Ｂ）に示すよう
に垂直転送電極ＤＶ２，ＤＶ４と水平電極配線を形成す
る。
【００２７】この２層目の多結晶シリコン膜３２のエッ
チングは、シリコン窒化膜１３が削れないように１層目
の多結晶シリコン膜３１と同程度のエッチングで行う。
このため、１層目の多結晶シリコン膜３１の段差部では
多結晶シリコン残りが発生する。その対策として、２層
目の多結晶シリコン膜３２によって形成された電極ＤＶ
２，ＤＶ４は、図２（Ｂ）に示すように１層目の多結晶
シリコン膜３１によって形成された電極ＤＶ１の段差部
をできるだけ覆うようになっていて、図８に示すよう
に、電極ＤＶ１の左右端Ｅのみ露出している構造になっ
ている。この１層目の多結晶シリコン膜３１の左右端領
域の多結晶シリコン膜を、図３（Ａ）に示すようにレジ
ストＲ１でカバーして、エッチングによって除去する。
この時、受光部３の図７に示す領域を同時にエッチング
し、シリコン窒化膜１３を除去する。
チングは、シリコン窒化膜１３が削れないように１層目
の多結晶シリコン膜３１と同程度のエッチングで行う。
このため、１層目の多結晶シリコン膜３１の段差部では
多結晶シリコン残りが発生する。その対策として、２層
目の多結晶シリコン膜３２によって形成された電極ＤＶ
２，ＤＶ４は、図２（Ｂ）に示すように１層目の多結晶
シリコン膜３１によって形成された電極ＤＶ１の段差部
をできるだけ覆うようになっていて、図８に示すよう
に、電極ＤＶ１の左右端Ｅのみ露出している構造になっ
ている。この１層目の多結晶シリコン膜３１の左右端領
域の多結晶シリコン膜を、図３（Ａ）に示すようにレジ
ストＲ１でカバーして、エッチングによって除去する。
この時、受光部３の図７に示す領域を同時にエッチング
し、シリコン窒化膜１３を除去する。
【００２８】その後、レジストＲ１を除去してレジスト
Ｒ１にカバーされていて電極ＤＶ１、ＤＶ２及びＤＶ４
にカバーされていない部分の第３のシリコン酸化膜２３
をエッチングにより除去し、第１のシリコン酸化膜２１
上に第４のシリコン酸化膜を１０ｎｍの厚さで堆積す
る。そして、図３（Ｂ）に示すように、高温酸化処理に
より、２層目の多結晶シリコン膜３２の表面に１００ｎ
ｍの第５のシリコン酸化膜２５を形成し、絶縁性を高め
る。これと同時に、シリコン窒化膜１３を除去した受光
部３にも１００ｎｍの厚い第５のシリコン酸化膜２５を
形成する。このシリコン酸化膜２５の厚さは、８０ｎｍ
以上であるのが好ましい。
Ｒ１にカバーされていて電極ＤＶ１、ＤＶ２及びＤＶ４
にカバーされていない部分の第３のシリコン酸化膜２３
をエッチングにより除去し、第１のシリコン酸化膜２１
上に第４のシリコン酸化膜を１０ｎｍの厚さで堆積す
る。そして、図３（Ｂ）に示すように、高温酸化処理に
より、２層目の多結晶シリコン膜３２の表面に１００ｎ
ｍの第５のシリコン酸化膜２５を形成し、絶縁性を高め
る。これと同時に、シリコン窒化膜１３を除去した受光
部３にも１００ｎｍの厚い第５のシリコン酸化膜２５を
形成する。このシリコン酸化膜２５の厚さは、８０ｎｍ
以上であるのが好ましい。
【００２９】次に、２層目の多結晶シリコン膜３２の表
面に形成された第５のシリコン酸化膜２５上に、３層目
の多結晶シリコン膜３３を４００ｎｍの厚さで堆積す
る。続いて、受光部３のみを開口するパターンのレジス
トで受光部３に堆積された３層目の多結晶シリコン膜３
３のエッチングを行い、図４（Ａ）に示すように電極Ｄ
Ｖ３を形成する。そして、そのレジストＲ２を残したま
ま、受光部３のＰ型ウェル層１１にイオン注入を行い、
受光部３の拡散層１４を形成する。この拡散層１４はＮ
型拡散層１４ａとＰ型拡散層１４ｂの２層で構成され
る。この時のエッチングは異方性で行い、受光部３の拡
散層の端と３層目の多結晶シリコン膜３３の端が自己整
合になるように形成する（図４（Ａ）の工程における図
７のＤ−Ｄ’断面図である図５（Ａ）参照）。なお、図
４（Ａ）中、Ｔは多結晶シリコン残りである。
面に形成された第５のシリコン酸化膜２５上に、３層目
の多結晶シリコン膜３３を４００ｎｍの厚さで堆積す
る。続いて、受光部３のみを開口するパターンのレジス
トで受光部３に堆積された３層目の多結晶シリコン膜３
３のエッチングを行い、図４（Ａ）に示すように電極Ｄ
Ｖ３を形成する。そして、そのレジストＲ２を残したま
ま、受光部３のＰ型ウェル層１１にイオン注入を行い、
受光部３の拡散層１４を形成する。この拡散層１４はＮ
型拡散層１４ａとＰ型拡散層１４ｂの２層で構成され
る。この時のエッチングは異方性で行い、受光部３の拡
散層の端と３層目の多結晶シリコン膜３３の端が自己整
合になるように形成する（図４（Ａ）の工程における図
７のＤ−Ｄ’断面図である図５（Ａ）参照）。なお、図
４（Ａ）中、Ｔは多結晶シリコン残りである。
【００３０】次に、図４（Ｂ）及び、図４（Ｂ）の工程
における図７のＤ−Ｄ’断面図である図５（Ｂ）に示す
ように、読み出しゲートの電極ＤＶ３の端を覆うような
レジストＲ３を付け直し、受光部３と垂直転送電極ＤＶ
３と水平電極配線と出力部６のトランジスタのゲート電
極を形成するパターンでエッチングを行う。この時のエ
ッチングは等方性のエッチングを含め、シリコン窒化膜
１３まで行う。この時、受光部３も再度、エッチングさ
れるが、受光部３上はもともと第５のシリコン酸化膜２
５が厚く堆積されているため、シリコン基板１０まで削
られることはない。また、読み出しゲートの電極ＤＶ３
の端は覆われているため、受光部３の拡散層と読み出し
ゲート電極ＤＶ３とは自己整合が保たれている（図５
（Ｂ）参照）。
における図７のＤ−Ｄ’断面図である図５（Ｂ）に示す
ように、読み出しゲートの電極ＤＶ３の端を覆うような
レジストＲ３を付け直し、受光部３と垂直転送電極ＤＶ
３と水平電極配線と出力部６のトランジスタのゲート電
極を形成するパターンでエッチングを行う。この時のエ
ッチングは等方性のエッチングを含め、シリコン窒化膜
１３まで行う。この時、受光部３も再度、エッチングさ
れるが、受光部３上はもともと第５のシリコン酸化膜２
５が厚く堆積されているため、シリコン基板１０まで削
られることはない。また、読み出しゲートの電極ＤＶ３
の端は覆われているため、受光部３の拡散層と読み出し
ゲート電極ＤＶ３とは自己整合が保たれている（図５
（Ｂ）参照）。
【００３１】次に、受光部３上の第５のシリコン酸化膜
２５を弗酸でエッチングする。この時、多結晶シリコン
残りが無いため、多結晶シリコン膜と受光部３とが接触
することはない。続いて、図９に示すように第６のシリ
コン酸化膜２６を１０ｎｍ、シリコン窒化膜１５を６０
ｎｍの厚さに堆積する。この第６のシリコン酸化膜２６
とシリコン窒化膜１５とで２層構造の反射防止膜４０が
構成される。
２５を弗酸でエッチングする。この時、多結晶シリコン
残りが無いため、多結晶シリコン膜と受光部３とが接触
することはない。続いて、図９に示すように第６のシリ
コン酸化膜２６を１０ｎｍ、シリコン窒化膜１５を６０
ｎｍの厚さに堆積する。この第６のシリコン酸化膜２６
とシリコン窒化膜１５とで２層構造の反射防止膜４０が
構成される。
【００３２】その後、シリコン窒化膜１５と第５のシリ
コン酸化膜２５と３層目の結晶シリコンの上に層間酸化
膜１６を３００ｎｍの厚さで堆積し、その上部にアルミ
ニウム等の金属遮光膜１７をスパッタリング法により８
０００Åの厚さに堆積する。そして、エッチングするこ
とにより、受光部３の開口を規定する遮光膜と転送部等
に電気信号を伝達する配線を形成する。その上部にカバ
ー膜１８を５０００Åの厚さに堆積し、ボンディングパ
ッド部を開口することにより、図９に示した固体撮像装
置が完成する。
コン酸化膜２５と３層目の結晶シリコンの上に層間酸化
膜１６を３００ｎｍの厚さで堆積し、その上部にアルミ
ニウム等の金属遮光膜１７をスパッタリング法により８
０００Åの厚さに堆積する。そして、エッチングするこ
とにより、受光部３の開口を規定する遮光膜と転送部等
に電気信号を伝達する配線を形成する。その上部にカバ
ー膜１８を５０００Åの厚さに堆積し、ボンディングパ
ッド部を開口することにより、図９に示した固体撮像装
置が完成する。
【００３３】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。
れることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事
項の範囲内において、種々の変更が可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、受光部上に酸化膜を形
成するため、受光部に対し、異方性及び等方性の２回エ
ッチングを行っても、基板まで削られてしまうことはな
い。
成するため、受光部に対し、異方性及び等方性の２回エ
ッチングを行っても、基板まで削られてしまうことはな
い。
【００３５】また、受光部上の酸化膜を形成する工程
を、絶縁性を高めるための多結晶シリコン膜間に酸化膜
を形成する工程と同時に行うため、工程数が増加するこ
とはない。その結果、コストアップになることもなく、
製造ＴＡＴ（Turn Around Time）が劣化することもな
い。
を、絶縁性を高めるための多結晶シリコン膜間に酸化膜
を形成する工程と同時に行うため、工程数が増加するこ
とはない。その結果、コストアップになることもなく、
製造ＴＡＴ（Turn Around Time）が劣化することもな
い。
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の固体撮像装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の固体撮像装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の固体撮像装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の固体撮像装置の
製造方法を説明するための断面図である。
製造方法を説明するための断面図である。
【図５】（Ａ）は、図４（Ａ）の工程における図７のＤ
−Ｄ’断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ｂ）の工程にお
ける図７のＤ−Ｄ’断面図である。
−Ｄ’断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ｂ）の工程にお
ける図７のＤ−Ｄ’断面図である。
【図６】固体撮像装置の概略平面図である。
【図７】図６のＡ領域の平面図である。
【図８】図６のＢ領域の平面図である。
【図９】図７のＣ−Ｃ’線断面図である。
３：受光部 １０：半導体基板 １２：素子分離部 １４：拡散層 ２１：第１のシリコン酸化膜 ２２：第２のシリコン酸化膜 ２３：第３のシリコン酸化膜 ２５：第５のシリコン酸化膜 ２６：第６のシリコン酸化膜 ３１：１層目の多結晶シリコン膜 ３２：２層目の多結晶シリコン膜 ３３：３層目の多結晶シリコン膜 ＤＶ１，ＤＶ２，ＤＶ３，ＤＶ４：電極 Ｔ：多結晶シリコン残り
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板表面に、入射光を光電変換する
受光部と、その受光部で蓄積された電荷を読み出し、絶
縁用の酸化膜を介して複数層の多結晶シリコン電極で構
成された垂直転送部とを有する固体撮像装置の製造方法
において、 前記多結晶シリコン電極表面を酸化処理して酸化膜を形
成すると同時に、受光部表面を酸化処理して酸化膜を形
成する工程と、 前記多結晶シリコン表面の酸化膜上及び前記受光部表面
の酸化膜上に、読み出しゲート電極となる多結晶シリコ
ン膜を形成し、前記受光部を開口したレジストを用いて
前記多結晶シリコン膜を異方性エッチングする工程と、 前記レジストを残したまま、イオン注入を行い、受光部
の拡散層を形成する工程と、 前記レジストを除去して所定の電極パターンのレジスト
をマスクにして、前記多結晶シリコン膜と前記受光部表
面を等方性エッチングする工程と、 を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項２】半導体基板表面に、入射光を光電変換する
受光部と、その受光部で蓄積された電荷を読み出し、絶
縁用の酸化膜を介して３層の多結晶シリコン電極で構成
された垂直転送部とを有する固体撮像装置の製造方法に
おいて、 半導体基板に素子分離部を形成する工程と、 前記半導体基板上に酸化膜を形成する工程と、 前記素子分離部上の前記酸化膜上に１層目の多結晶シリ
コン電極を形成する工程と、 前記１層目の多結晶シリコン電極上に酸化膜を介して２
層目の多結晶シリコン電極を形成する工程と、 前記２層目の多結晶シリコン電極表面を酸化処理して酸
化膜を形成すると同時に、受光部表面を酸化処理して酸
化膜を形成する工程と、 前記２層目の多結晶シリコン電極表面の酸化膜上に３層
目の多結晶シリコン膜を形成する工程と、 前記受光部を開口したレジストを用いて前記３層目の多
結晶シリコン膜を異方性エッチングする工程と、 前記レジストを残したまま、イオン注入を行い、前記受
光部の拡散層を形成する工程と、 前記レジスト除去して、前記垂直転送部の電極を形成す
るためのマスクを用いて、前記受光部と、前記３層目の
多結晶シリコン膜とを同時に等方性エッチングする工程
と、 を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項３】前記２層目の多結晶シリコン電極を、前記
１層目の多結晶シリコン電極の段差部を覆うように形成
することを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置の
製造方法。 - 【請求項４】前記２層目の多結晶シリコン電極により、
２つの電極を形成することを特徴とする請求項２又は３
に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】前記３層目の多結晶シリコン膜により、前
記受光部から垂直転送部への電荷を読み出すための読み
出しゲート電極を形成することを特徴とする請求項２乃
至４のいずれか１つの項に記載の固体撮像装置の製造方
法。 - 【請求項６】前記受光部上に形成する酸化膜の厚さは、
８０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５の
いずれか１つの項に記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01921199A JP3331997B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01921199A JP3331997B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000223686A JP2000223686A (ja) | 2000-08-11 |
| JP3331997B2 true JP3331997B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=11993044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01921199A Expired - Fee Related JP3331997B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3331997B2 (ja) |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP01921199A patent/JP3331997B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000223686A (ja) | 2000-08-11 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |