JP3394308B2 - Solid-state imaging device - Google Patents

Solid-state imaging device

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JP3394308B2
JP3394308B2 JP00618394A JP618394A JP3394308B2 JP 3394308 B2 JP3394308 B2 JP 3394308B2 JP 00618394 A JP00618394 A JP 00618394A JP 618394 A JP618394 A JP 618394A JP 3394308 B2 JP3394308 B2 JP 3394308B2
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transfer
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diffusion
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、信号電荷の転送に電荷
結合素子(以下、CCD)を用いた固体撮像装置に
り、特に高速多段の転送と高感度,低暗電流,低スメア
雑音が要求される高精細固体撮像装置や、内蔵駆動回
路,画像信号処理回路,A/D変換回路等、CCD以外
の各種回路を備えた固体撮像装置に好適なCCD構造に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION This invention is a charge coupled device to transfer the signal charges (hereinafter, CCD) Ri engaged <br/> the solid-state imaging equipment using, in particular, transfer and high-sensitivity high-speed multi-stage, low dark current, high-definition solid-state imaging device and the low smear noise is required, internal drive circuit, image signal processing circuit, a / D conversion circuit and the like, in a suitable CCD structure in the solid-state imaging device provided with various circuits other than the CCD <br/> related.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像装置の高性能化が進むにつれ
て、電荷転送用駆動パルスの周波数を上げることが性能
向上の手法として重要になってきている。例えば、フレ
ームインターライントランスファ(Frame Interline Tr
ansfer、以下FITと記す)型CCD固体撮像装置で
は、垂直CCDの駆動周波数を通常の30kHz程度か
ら1MHzに上げることにより、スメア雑音を約30d
B低減することができる。このような高い周波数で転送
電極を駆動するためには、通常、多結晶シリコンで形成
されている転送電極の電気抵抗を十分に下げる必要があ
るが、これを達成するために、転送電極の上側にAl配
線をシャント配線として形成する技術が、例えば、特開
昭56−87379 号(特公平1−30306 号)公報に開示され
ている。
2. Description of the Related Art As the performance of a solid-state image pickup device is improved, increasing the frequency of a charge transfer driving pulse has become important as a method for improving the performance. For example, Frame Interline Transfer
In an ansfer (hereinafter referred to as FIT) type CCD solid-state imaging device, smear noise is reduced by about 30 d by increasing the driving frequency of the vertical CCD from about 30 kHz to 1 MHz.
B can be reduced. In order to drive the transfer electrode at such a high frequency, it is usually necessary to sufficiently lower the electric resistance of the transfer electrode formed of polycrystalline silicon. A technique for forming an Al wiring as a shunt wiring is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-87379 (Japanese Patent Publication No. 1-30306).

【0003】しかし、この従来例ではAlのシャント配
線と転送電極との電気的接続を転送チャネル領域上でと
っているため、転送電極を構成する材料である多結晶シ
リコンにAlが侵入し、その結果、転送電極の仕事関数
が変化して転送効率の劣化が生じるという問題点があ
る。この問題点を解決するために考案された固体撮像装
置の従来例については、その一例が特開平3−165572 号
公報に開示されており、以下これを例にとり説明する。
However, in this conventional example, since the electrical connection between the Al shunt wiring and the transfer electrode is made on the transfer channel region, Al penetrates into the polycrystalline silicon which is the material forming the transfer electrode, As a result, there is a problem that the work function of the transfer electrode changes and the transfer efficiency deteriorates. A conventional example of a solid-state image pickup device devised to solve this problem is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-165572, and will be described below as an example.

【0004】図2に、固体撮像装置の一従来例の断面図
を示す。図2(a)(b)では、半導体基板200の表
面に酸化により第一の絶縁膜201が形成され、この上
に第一層目の多結晶シリコンからなる転送電極202
が、また第一層目の多結晶シリコンからなる転送電極2
02を酸化して形成された絶縁膜206を介して第二層
目の多結晶シリコンからなる転送電極203が形成され
ている。207は、第二層目の多結晶シリコンからなる
転送電極203を酸化して形成された絶縁膜、204は
第三層目の多結晶シリコン膜である。ここで、第一層目
の多結晶シリコンからなる転送電極202と第三層目の
多結晶シリコン膜204とは、第一のコンタクトホール
210で電気的に接続されている。さらに、図2(a)
では、第三層目の多結晶シリコン膜204の上に例え
ば、PSGからなる絶縁膜208を介してAl配線膜2
05が形成されており、第三層目の多結晶シリコン膜2
04とAl配線膜205とは第二のコンタクトホール2
09で電気的に接続されているのに対し、図2(b)で
は、例えば、PSGからなる絶縁膜208が省略され、
第三層目の多結晶シリコン膜204の直上にAl配線膜
205が形成されて全体が電気的に導通している。な
お、図2では、Al配線膜205と第二層目の多結晶シ
リコンからなる転送電極203とのコンタクトホールに
ついては省略されている。
FIG. 2 shows a sectional view of a conventional example of a solid-state image pickup device. 2A and 2B, a first insulating film 201 is formed on the surface of the semiconductor substrate 200 by oxidation, and a transfer electrode 202 made of polycrystalline silicon of the first layer is formed on the first insulating film 201.
However, the transfer electrode 2 made of polycrystalline silicon of the first layer
A second transfer electrode 203 made of polycrystalline silicon is formed through an insulating film 206 formed by oxidizing 02. Reference numeral 207 is an insulating film formed by oxidizing the transfer electrode 203 made of polycrystalline silicon of the second layer, and 204 is a polycrystalline silicon film of the third layer. Here, the first-layer polycrystalline silicon transfer electrode 202 and the third-layer polycrystalline silicon film 204 are electrically connected by a first contact hole 210. Further, FIG. 2 (a)
Then, the Al wiring film 2 is formed on the third-layer polycrystalline silicon film 204 with the insulating film 208 made of, for example, PSG interposed therebetween.
05 is formed, and the third-layer polycrystalline silicon film 2 is formed.
04 and the Al wiring film 205 form the second contact hole 2
2B, the insulating film 208 made of, for example, PSG is omitted in FIG.
An Al wiring film 205 is formed immediately above the third-layer polycrystalline silicon film 204 so that the whole is electrically connected. In FIG. 2, the contact hole between the Al wiring film 205 and the transfer electrode 203 made of polycrystalline silicon of the second layer is omitted.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図2(a)に示される
第一の従来例では、多結晶シリコンからなる転送電極と
Al配線との接続部を転送チャネル領域上にとることに
よって引き起こされる転送効率の劣化を、第一層目の多
結晶シリコンからなる転送電極202及び第二層目の多
結晶シリコンからなる転送電極203とAl配線膜20
5との間に絶縁膜208を介して第三層目の多結晶シリ
コン膜204を接続層として設け、Al配線膜205を
直接第一層目の多結晶シリコンからなる転送電極202
に接触させないようにすることにより防止している。こ
のため、接続層となる第三層目の多結晶シリコン膜20
4のパターニング及び第三層目の多結晶シリコン膜20
4とAl配線膜205との間の接続のための第二のコン
タクトホール209のパターニングのために、2枚のマ
スク枚数増加とそれに付随する加工プロセス工程数の増
加を伴うという問題が発生する。
In the first conventional example shown in FIG. 2 (a), the transfer caused by arranging the connection portion between the transfer electrode made of polycrystalline silicon and the Al wiring on the transfer channel region. The deterioration of efficiency is caused by the transfer electrode 202 made of polycrystalline silicon of the first layer, the transfer electrode 203 made of polycrystalline silicon of the second layer, and the Al wiring film 20.
5, the third-layer polycrystalline silicon film 204 is provided as a connection layer via the insulating film 208, and the Al wiring film 205 is directly connected to the first-layer polycrystalline silicon transfer electrode 202.
This is prevented by not contacting with. Therefore, the third-layer polycrystalline silicon film 20 serving as the connection layer is formed.
4 and the third layer polycrystalline silicon film 20
Due to the patterning of the second contact hole 209 for connection between the Al 4 and the Al wiring film 205, there arises a problem that the number of masks for two sheets increases and the number of processing steps associated therewith increases.

【0006】また、図2(b)に示される第二の従来例
では、第三層目の多結晶シリコン膜204の直上に層間
絶縁膜を介すことなくAl配線膜205を形成している
ため、マスク枚数が増加することはないが、一方で、本
従来例を開示している特開平3−165572 号にも記されて
いるように、仕事関数の変動,しきい値電圧の変動の防
止効果が第一の従来例よりも弱くなるという問題があ
る。
In the second conventional example shown in FIG. 2B, the Al wiring film 205 is formed immediately above the third-layer polycrystalline silicon film 204 without an inter-layer insulating film. Therefore, the number of masks does not increase, but on the other hand, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 3-165572, which discloses this conventional example, the fluctuation of the work function and the fluctuation of the threshold voltage are suppressed. There is a problem that the prevention effect is weaker than that of the first conventional example.

【0007】本発明の目的は、マスク枚数の増加を最小
限に留め、プロセスが複雑化するのを抑えつつ、転送電
極の仕事関数の変化そのものを防止するか、もしくは転
送電極の仕事関数の変化の影響が転送チャネル領域に及
ぶことを防止することにある。
An object of the present invention is to prevent the change in the work function of the transfer electrode itself or to suppress the change in the work function of the transfer electrode while suppressing the increase in the number of masks to a minimum and preventing the process from becoming complicated. Is to prevent the influence of the above from reaching the transfer channel area.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、(1)少な
くとも配線が接触する領域で、転送電極の最上層を導電
性の拡散・反応防止膜で構成するか、もしくは、(2)
少なくとも配線が接触する領域で、前記転送電極の最上
部とゲート絶縁膜との間に導電性の拡散・反応防止膜か
らなる層を設けるか、もしくは、(3)少なくとも配線
が接触する領域で、転送電極の最上部とゲート絶縁膜と
の間に絶縁性の拡散・反応防止膜からなる層を設け、か
つ拡散・反応防止膜の上下の層を電気的に接続するため
に、拡散・反応防止膜を一部除去するか、もしくは転送
電極の側壁で拡散・反応防止膜の上下の層を自己整合的
に接続することにより達成される。
The above objects are (1) at least in a region where the wiring is in contact, the uppermost layer of the transfer electrode is formed of a conductive diffusion / reaction preventing film, or (2)
At least in a region where the wiring contacts, a layer made of a conductive diffusion / reaction preventing film is provided between the uppermost portion of the transfer electrode and the gate insulating film, or (3) at least a region where the wiring contacts, A diffusion / reaction prevention layer is provided between the top of the transfer electrode and the gate insulation film to form an insulating diffusion / reaction prevention layer and to electrically connect the layers above and below the diffusion / reaction prevention film. This is achieved by partially removing the film or connecting the layers above and below the diffusion / reaction preventing film in a self-aligned manner at the side wall of the transfer electrode.

【0009】[0009]

【作用】配線が接触する転送電極の最上層に導電性の拡
散・反応防止膜を用いることにより、配線と転送電極材
料との間での拡散・反応が防止され、この結果、しきい
値電圧の変化による転送効率の劣化を防ぐことができ
る。しかも、この導電性の拡散・反応防止膜は転送電極
を構成する材料の一部であり転送電極をパターニングす
るマスクを用いて加工できるのでマスク枚数は増加しな
い。さらに、配線が接触する領域のみに導電性の拡散・
反応防止膜を配置する場合でも、その領域のみに導電性
の拡散・反応防止膜を配置するためのパターニングに必
要なマスク一枚の増加ですむ。
By using a conductive diffusion / reaction preventing film as the uppermost layer of the transfer electrode with which the wiring is in contact, diffusion / reaction between the wiring and the transfer electrode material is prevented, resulting in a threshold voltage. It is possible to prevent the transfer efficiency from deteriorating due to the change of. In addition, since this conductive diffusion / reaction preventing film is a part of the material forming the transfer electrodes and can be processed by using the mask for patterning the transfer electrodes, the number of masks does not increase. In addition, conductive diffusion and
Even when the reaction preventive film is arranged, the number of masks required for patterning for disposing the conductive diffusion / reaction preventive film only in that region is increased.

【0010】また、配線が接触する部分とゲート絶縁膜
との間に導電性の拡散・反応防止膜もしくは絶縁性の拡
散・反応防止膜を設けることにより、少なくとも拡散・
反応防止膜の下にある転送電極材料は配線からの拡散・
配線との反応が起こらず、従ってしきい値電圧の変化に
よる転送効率の劣化を防ぐことができる。しかも、この
導電性の拡散・反応防止膜は転送電極を構成する材料の
一部として転送電極をパターニングするマスクを用いて
加工することができるのでマスク枚数は増加しない。さ
らに、配線が接触する領域のみに導電性の拡散・反応防
止膜を配置する場合でも、その領域のみに導電性の拡散
・反応防止膜を配置するためのパターニングに必要なマ
スク一枚の増加ですむ。一方、絶縁性の拡散・反応防止
膜の場合、拡散・反応防止膜の上下の層を接続するため
に拡散・反応防止膜を一部除去するのであれば、この除
去領域のパターニングのためのマスク一枚の増加です
み、転送電極の側壁で自己整合的に上下の層の接続を行
うのであればマスク枚数は増加しない。
Further, by providing a conductive diffusion / reaction prevention film or an insulative diffusion / reaction prevention film between the portion in contact with the wiring and the gate insulating film, at least the diffusion / reaction prevention film is formed.
The transfer electrode material under the reaction preventive film is
The reaction with the wiring does not occur, so that the deterioration of the transfer efficiency due to the change of the threshold voltage can be prevented. Moreover, since this conductive diffusion / reaction preventing film can be processed by using a mask for patterning the transfer electrodes as a part of the material forming the transfer electrodes, the number of masks does not increase. Furthermore, even if the conductive diffusion / reaction prevention film is placed only in the area where the wiring contacts, the number of masks required for patterning to place the conductive diffusion / reaction prevention film only in that area is increased. Mu. On the other hand, in the case of an insulating diffusion / reaction prevention film, if part of the diffusion / reaction prevention film is to be removed in order to connect the layers above and below the diffusion / reaction prevention film, a mask for patterning this removal area The number of masks does not increase if the number of masks is increased by one, and if the upper and lower layers are connected in a self-aligned manner on the sidewalls of the transfer electrodes.

【0011】以上のように、三つの手段をとることによ
り、マスク枚数の増加を最小限に留めてプロセスが複雑
化するのを抑えつつ、転送電極の仕事関数の変化そのも
のを防止するか、もしくは転送電極の仕事関数の変化の
影響が転送チャネル領域に及ぶことを防止することがで
きる。
As described above, by adopting the three means, the change itself of the work function of the transfer electrode is prevented while suppressing an increase in the number of masks to prevent the process from becoming complicated, or It is possible to prevent the influence of the change in the work function of the transfer electrode from affecting the transfer channel region.

【0012】[0012]

【実施例】【Example】

<実施例1>以下、本発明の第一の実施例の断面図を図
1に示す。図1は、重ね合わせ電極構造で、転送電極の
最上層を導電性の拡散・反応防止膜で構成すると共に、
転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタクトを
配置した実施例の断面図である。
<Embodiment 1> A sectional view of the first embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a superposed electrode structure in which the uppermost layer of the transfer electrode is formed of a conductive diffusion / reaction prevention film,
FIG. 6 is a cross-sectional view of an example in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region.

【0013】以下、図1により説明する。第一導電型の
半導体基板100(例えばp型シリコン基板)の中に第
二導電型の転送チャネル拡散層190(例えばヒ素を拡
散して形成したn型拡散層)が形成されている。そして
その上には、ゲート絶縁膜となる絶縁膜101が、例え
ば、シリコン酸化膜により形成されており、この絶縁膜
101を介してCCDを駆動する複数の転送電極が配置
されている。この転送電極には、例えば、多結晶シリコ
ンからなる第一の電極材料膜102と例えばWからなる
第一の導電性の拡散・反応の防止膜120とで構成され
た第一層目の転送電極と、同じ材料からなる第二の電極
材料膜103と第二の導電性の拡散・反応の防止膜12
1とで構成された第二層目の転送電極とがあり、第二層
目の転送電極は第一層目の転送電極の上に重なるように
配置されている。第一層目の転送電極と第二層目の転送
電極との間には例えばシリコン酸化膜からなる第一の層
間絶縁膜106が、第一層目及び第二層目の転送電極と
例えばAlからなる配線105との間には例えばシリコ
ン酸化膜からなる第二の層間絶縁膜104が形成されて
いる。
A description will be given below with reference to FIG. A second conductivity type transfer channel diffusion layer 190 (eg, an n type diffusion layer formed by diffusing arsenic) is formed in the first conductivity type semiconductor substrate 100 (eg, p type silicon substrate). An insulating film 101 serving as a gate insulating film is formed thereon, for example, a silicon oxide film, and a plurality of transfer electrodes for driving the CCD are arranged via the insulating film 101. The transfer electrode is a first-layer transfer electrode composed of, for example, a first electrode material film 102 made of polycrystalline silicon and a first conductive diffusion / reaction prevention film 120 made of W, for example. And a second electrode material film 103 made of the same material and a second conductive diffusion / reaction prevention film 12
1 and the transfer electrode of the second layer, and the transfer electrode of the second layer is arranged so as to overlap the transfer electrode of the first layer. A first interlayer insulating film 106 made of, for example, a silicon oxide film is provided between the first-layer transfer electrode and the second-layer transfer electrode, and the first-layer and second-layer transfer electrodes are made of, for example, Al. A second interlayer insulating film 104 made of, for example, a silicon oxide film is formed between the wiring 105 and the wiring 105.

【0014】また、第一層目もしくは第二層目の転送電
極と配線とは、ドライエッチ又はウエットエッチで形成
されたコンタクトホールにより接続されており、かつこ
のコンタクトホールは転送チャネル拡散層の上に配置さ
れている。ただし、図1では、簡単のために、転送電極
と配線との接続領域は図1の中央の転送電極についての
み図示している(これは以降の図でも同様である)。
Further, the transfer electrode of the first layer or the second layer and the wiring are connected by a contact hole formed by dry etching or wet etching, and this contact hole is formed on the transfer channel diffusion layer. It is located in. However, in FIG. 1, for simplification, the connection region between the transfer electrode and the wiring is shown only for the central transfer electrode in FIG. 1 (this is the same in the subsequent figures).

【0015】具体的に述べると、配線105は転送チャ
ネル拡散層190の上に配置されたコンタクトホール1
10を介して図1の中央の第一層目の転送電極に接続さ
れている。そして、配線105が第一層目の転送電極に
接触する部分には第一の導電性の拡散・反応の防止膜1
20が形成されている。本実施例では、転送電極の最上
層に第一の導電性の拡散・反応の防止膜120を設ける
ことにより、配線105を構成する材料と第一の電極材料
膜102との間の拡散・反応が防止され第一の電極材料
膜102の仕事関数変化が生じない。
Specifically, the wiring 105 is the contact hole 1 formed on the transfer channel diffusion layer 190.
It is connected to the transfer electrode of the first layer in the center of FIG. The first conductive diffusion / reaction preventing film 1 is formed on the portion where the wiring 105 contacts the first-layer transfer electrode.
20 are formed. In this embodiment, by providing the first conductive diffusion / reaction prevention film 120 on the uppermost layer of the transfer electrode, the diffusion / reaction between the material forming the wiring 105 and the first electrode material film 102 is performed. Is prevented and the work function of the first electrode material film 102 does not change.

【0016】この効果は、図1の中央の第一層目の転送
電極だけでなく、図1の中のそれ以外の転送電極に配線
とのコンタクトがある場合でも全く同様に働く(これは
以下の実施例についても同様である)。従って、転送チ
ャネル拡散層190の直上にコンタクトホール110を
配置してもCCDのしきい値電圧は変化せず、転送効率
の劣化は生じない。また、図1のような転送電極構造を
形成するにあたっては、第一の電極材料膜102と第一
の導電性の拡散・反応の防止膜120、及び、第二の電
極材料膜103と第二の導電性の拡散・反応の防止膜1
21は、それぞれ第一層目の転送電極及び第二層目の転
送電極をパターニングするためのマスクにより同時に加
工できるので、マスク枚数は増加しない。
This effect works in the same manner not only in the case where the transfer electrode of the first layer in the center of FIG. 1 but also the other transfer electrodes in FIG. The same applies to the embodiment of). Therefore, even if the contact hole 110 is arranged directly above the transfer channel diffusion layer 190, the threshold voltage of the CCD does not change and the transfer efficiency does not deteriorate. Further, in forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 1, the first electrode material film 102 and the first conductive diffusion / reaction prevention film 120, and the second electrode material film 103 and the second electrode material film 103 Conductive diffusion / reaction prevention film 1
Since 21 can be simultaneously processed by masks for patterning the transfer electrodes of the first layer and the transfer electrodes of the second layer, respectively, the number of masks does not increase.

【0017】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer without increasing the number of process steps and without deteriorating the transfer efficiency. can do.

【0018】なお、上記の材料の他に、配線105とし
てはAl−SiなどのAl合金系材料を、また第一及び
第二の電極材料膜102,103としてはドープトシリ
コンまたはアモルファスシリコンを用いることが可能で
ある。これらは通常のシリコンプロセスで多用される材
料であり、また、Al及びAl合金系材料は配線として
低抵抗なので、CCDを高速駆動するのに適した材料で
ある。また、これらの材料を用いた場合、導電性の拡散
・反応の防止膜としてWの他に、Ti,MoまたはW,
Ti,Moのシリサイドまたはそれらの複合膜など、シ
リコンプロセスで多用される材料を使うことができる。
In addition to the above materials, an Al alloy material such as Al-Si is used for the wiring 105, and doped silicon or amorphous silicon is used for the first and second electrode material films 102 and 103. It is possible. These are materials that are frequently used in a normal silicon process, and Al and Al alloy-based materials have low resistance as wirings, and thus are suitable materials for driving a CCD at high speed. When these materials are used, Ti, Mo or W, as well as W, can be used as a conductive diffusion / reaction preventing film.
Materials often used in the silicon process such as Ti and Mo silicides or composite films thereof can be used.

【0019】また、配線105にW等の高融点金属材料
を用いて、多結晶シリコンまたはドープトシリコンまた
はアモルファスシリコンからなる電極材料膜に直接接触
させたまま高温の熱処理を行うとシリサイド化反応が生
じるが、この場合には、導電性の拡散・反応の防止膜と
してW,Ti,Moのシリサイドを用いることができ
る。一方、シリコン系材料上にシリサイド系材料を重ね
た電極構造として、ポリサイド電極構造が知られてい
る。ポリサイド電極の目的は電極の抵抗を下げ信号伝播
遅延を防止することにあるので、電極の低抵抗化を担う
シリサイド系材料の膜厚はできるだけ厚くかつ抵抗が低
いことが望ましいのに対し、本実施例の構造では、低抵
抗化の役割は配線105が担っており、従って電極最上
層の導電性の拡散・反応の防止膜120,121は拡散
・反応を防止するに必要十分の膜厚(例えばおよそ50
nm程度)があれば良く、また、第一及び第二の電極材
料膜102,103に比較して特に低抵抗である必要も
ない。
Further, when a high melting point metal material such as W is used for the wiring 105 and a high temperature heat treatment is performed while directly contacting the electrode material film made of polycrystalline silicon, doped silicon or amorphous silicon, the silicidation reaction occurs. In this case, a silicide of W, Ti, Mo can be used as a conductive diffusion / reaction preventing film. On the other hand, a polycide electrode structure is known as an electrode structure in which a silicide material is stacked on a silicon material. Since the purpose of the polycide electrode is to reduce the resistance of the electrode and prevent signal propagation delay, it is desirable that the film thickness of the silicide material that is responsible for lowering the resistance of the electrode is as thick and low as possible. In the example structure, the wiring 105 plays a role of lowering the resistance, and therefore the conductive diffusion / reaction preventing films 120 and 121 in the uppermost layer of the electrode are necessary and sufficient in thickness to prevent the diffusion / reaction (eg, About 50
(about nm), and it does not need to have a particularly low resistance as compared with the first and second electrode material films 102 and 103.

【0020】また、配線と電極材料膜との間の拡散・反
応を防止する構造として配線下にバリアメタルを敷く構
造が知られている。この構造は、コンタクトホールを形
成した後にバリアメタル,配線材料の順に堆積し、両者
を同じ配線マスクで同時にパターニングすることによ
り、配線材料と電極材料あるいはシリコン基板との間で
の拡散・反応を防止するもので、バリアメタルとしては
例えばTiNが用いられる。この構造では、コンタクト
ホールが小さくなると、バリアメタルを堆積する際の段
差被覆率が劣化するため、拡散・反応の防止膜としての
能力が低下したり、段差被覆率の劣化を補償するために
バリアメタルの膜厚を増加させるとバリアメタルの内部
応力のためにはがれが生じたりする。これに対し、本実
施例の構造では、導電性の拡散・反応の防止膜はほぼ平
坦な電極材料膜の上に堆積されるので段差被覆率の劣化
は起こらず、小さなコンタクトホールに対しても拡散・
反応の防止膜として有効に機能する。また、それゆえに
段差被覆率劣化を補償するための膜厚増加も不要であ
る。
As a structure for preventing diffusion / reaction between the wiring and the electrode material film, a structure in which a barrier metal is laid under the wiring is known. This structure prevents the diffusion and reaction between the wiring material and the electrode material or the silicon substrate by depositing the barrier metal and the wiring material in this order after forming the contact hole and patterning them with the same wiring mask at the same time. However, for example, TiN is used as the barrier metal. In this structure, when the contact hole becomes smaller, the step coverage when the barrier metal is deposited deteriorates, so that the ability as a diffusion / reaction prevention film decreases, and in order to compensate the deterioration of the step coverage, If the metal film thickness is increased, peeling may occur due to the internal stress of the barrier metal. On the other hand, in the structure of this embodiment, since the conductive diffusion / reaction prevention film is deposited on the substantially flat electrode material film, the step coverage is not deteriorated and even for a small contact hole. diffusion·
It effectively functions as a reaction prevention film. In addition, therefore, it is not necessary to increase the film thickness to compensate for the step coverage deterioration.

【0021】<実施例2>次に、本発明の第二の実施例
の断面図を図3に示す。図3は、重ね合わせ電極構造
で、転送電極の中間部に導電性の拡散・反応防止膜をは
さみこむと共に、転送チャネル領域上に配線と転送電極
とのコンタクトを配置した実施例の断面図である。
<Embodiment 2> Next, a sectional view of a second embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment having a superposed electrode structure in which a conductive diffusion / reaction preventing film is sandwiched in the middle portion of the transfer electrode and a contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region. .

【0022】本実施例の構造は基本的には図1に示され
る第一の実施例の構造に準じているが、導電性の拡散・
反応の防止膜が転送電極の最上層ではなく中間層として
はさみこまれている点が異なる。図3で具体的に述べる
と、第一層目の転送電極は、例えば多結晶シリコンから
なる第一の電極材料膜302と例えばWからなる第一の
導電性の拡散・反応の防止膜320と例えば多結晶シリ
コンからなる第二の電極材料膜312とがこの順に下か
ら積層されて構成されており、これは第二層目の転送電
極も同じで、例えば第一層目の転送電極と同じ材料から
なる第三の電極材料膜303と第二の導電性の拡散・反
応の防止膜321と第四の電極材料膜313とから構成
されている。
The structure of this embodiment basically conforms to the structure of the first embodiment shown in FIG.
The difference is that the reaction prevention film is sandwiched not as the uppermost layer of the transfer electrode but as an intermediate layer. More specifically, referring to FIG. 3, the first-layer transfer electrode includes a first electrode material film 302 made of, for example, polycrystalline silicon and a first conductive diffusion / reaction prevention film 320 made of, for example, W. For example, a second electrode material film 312 made of polycrystalline silicon is laminated in this order from the bottom, and this is the same for the transfer electrode of the second layer, for example, the same as the transfer electrode of the first layer. It is composed of a third electrode material film 303 made of a material, a second conductive diffusion / reaction prevention film 321 and a fourth electrode material film 313.

【0023】なお、300は第一導電型の半導体基板
(例えばp型半導体基板)を、390は第二導電型の転
送チャネル拡散層(例えばヒ素を拡散して形成したn型
拡散層)を、301は例えばシリコン酸化膜からなる絶
縁膜を、306及び304は、それぞれ例えばシリコン
酸化膜からなる第一及び第二の層間絶縁膜を、305は
例えばAlからなる配線を表わし、配線305は、ドラ
イエッチまたはウエットエッチで形成されたコンタクト
ホール310を介して、転送チャネル拡散層390の上
で図3中央の第一層目の転送電極に接続されている。そ
して、配線305が第一層目の転送電極に接触する部分
の下には、第一の導電性の拡散・反応の防止膜320が
転送電極の中間部にはさみこまれて存在している。
Reference numeral 300 denotes a first conductivity type semiconductor substrate (for example, p type semiconductor substrate), and 390 denotes a second conductivity type transfer channel diffusion layer (for example, n type diffusion layer formed by diffusing arsenic). Reference numeral 301 denotes an insulating film made of, for example, a silicon oxide film, 306 and 304 denote first and second interlayer insulating films made of, for example, a silicon oxide film, 305 denotes a wiring made of, for example, Al, and the wiring 305 is a dry wiring. It is connected to the transfer electrode of the first layer in the center of FIG. 3 on the transfer channel diffusion layer 390 through the contact hole 310 formed by etching or wet etching. A first conductive diffusion / reaction preventing film 320 is sandwiched between the transfer electrodes of the first layer and sandwiched in the middle of the transfer electrodes.

【0024】本実施例では、転送電極の中間層に第一の
導電性の拡散・反応の防止膜320を設けることによ
り、配線305を構成する材料と第一の電極材料膜30
2との間の拡散・反応が防止され第一の電極材料膜30
2の仕事関数変化が生じない。従って、転送チャネル拡
散層390の直上にコンタクトホール310を配置して
もCCDのしきい値電圧は変化せず、転送効率の劣化は
生じない。また、第一の実施例と比較すると、導電性の
拡散・反応の防止膜が転送電極の中間層としてはさみこ
まれているため、プロセス途中における導電性の拡散・
反応の防止膜の露出面積が小さく、導電性の拡散・反応
の防止膜を構成する元素のシリコン基板中への侵入を抑
制することができる。また、図3のような転送電極構造
を形成するにあたっては、第一の電極材料膜302と第
一の導電性の拡散・反応の防止膜320と第二の電極材
料膜312、及び、第三の電極材料膜303と第二の導
電性の拡散・反応の防止膜321と第四の電極材料膜3
13は、それぞれ第一層目の転送電極及び第二層目の転
送電極をパターニングするためのマスクにより同時に加
工できるので、マスク枚数は増加しない。以上のように
して、本実施例の構造をとることにより、プロセス工程
数の増加を抑えかつ転送効率の劣化を生じることなく転
送チャネル拡散層上で転送電極と配線とのコンタクトを
形成することができる。
In this embodiment, the material for forming the wiring 305 and the first electrode material film 30 are provided by providing the first conductive diffusion / reaction preventing film 320 on the intermediate layer of the transfer electrode.
The first electrode material film 30 is prevented from diffusing and reacting with the second electrode material film 30.
The work function change of 2 does not occur. Therefore, even if the contact hole 310 is arranged immediately above the transfer channel diffusion layer 390, the threshold voltage of the CCD does not change and the transfer efficiency does not deteriorate. Further, as compared with the first embodiment, since the conductive diffusion / reaction preventing film is sandwiched as the intermediate layer of the transfer electrode, the conductive diffusion / reaction during the process is prevented.
Since the exposed area of the reaction prevention film is small, it is possible to suppress the invasion of the element forming the conductive diffusion / reaction prevention film into the silicon substrate. Further, in forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 3, the first electrode material film 302, the first conductive diffusion / reaction prevention film 320, the second electrode material film 312, and the third electrode material film 312 are formed. Electrode material film 303, second conductive diffusion / reaction prevention film 321 and fourth electrode material film 3
Since 13 can be simultaneously processed by the masks for patterning the transfer electrodes of the first layer and the transfer electrodes of the second layer, respectively, the number of masks does not increase. As described above, by adopting the structure of this embodiment, it is possible to suppress the increase in the number of process steps and form the contact between the transfer electrode and the wiring on the transfer channel diffusion layer without causing the deterioration of the transfer efficiency. it can.

【0025】なお、第一の実施例と同様、配線305と
してAlの他にAl合金系材料を、また、第一から第四
までの電極材料膜302,312,303,313とし
て多結晶シリコンの他にドープトシリコンまたはアモル
ファスシリコンを用いることが可能であり、この場合、
第一及び第二の導電性の拡散・反応の防止膜320,3
21としてはWの他に、Ti,MoまたはW,Ti,M
oのシリサイドまたはそれらの複合膜を用いることがで
きる。
As in the first embodiment, the wiring 305 is made of Al alloy material other than Al, and the first to fourth electrode material films 302, 312, 303, 313 are made of polycrystalline silicon. Alternatively, it is possible to use doped silicon or amorphous silicon, in which case
First and second conductive diffusion / reaction prevention films 320, 3
21 includes Ti, Mo or W, Ti, M in addition to W
O silicide or a composite film thereof can be used.

【0026】<実施例3>次に、本発明の第三の実施例
の断面図を図4に示す。図4は、重ね合わせ電極構造
で、転送電極の中間部に絶縁性の拡散・反応防止膜をは
さみこむと共に、転送チャネル領域上に配線と転送電極
とのコンタクトを配置した実施例の断面図である。
<Third Embodiment> Next, FIG. 4 shows a sectional view of a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view of an embodiment having a superposed electrode structure in which an insulating diffusion / reaction preventing film is sandwiched in the middle of the transfer electrode and a contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region. .

【0027】本実施例の構造は基本的には図3に示され
る第二の実施例の構造に準じているが、転送電極の中間
にはさみこまれている拡散・反応の防止膜が絶縁性であ
り、かつこの絶縁性の防止膜の上下の電極材料膜を電気
的に接続するための接続部を設けている点が第二の実施
例と異なる。
The structure of this embodiment basically conforms to the structure of the second embodiment shown in FIG. 3, but the diffusion / reaction preventing film sandwiched between transfer electrodes is insulative. The third embodiment is different from the second embodiment in that a connection portion is provided for electrically connecting the electrode material films above and below the insulating prevention film.

【0028】図4で具体的に述べると、第一層目の転送
電極は、例えば多結晶シリコンからなる第一の電極材料
膜402と例えばシリコン酸化膜からなる第一の絶縁性
の拡散・反応の防止膜425と例えば多結晶シリコンか
らなる第二の電極材料膜412とが、この順に下から積層
されて構成されており、また第二層目の転送電極も、例
えば、第一層目の転送電極と同じ材料からなる第三の電
極材料膜403と第二の絶縁性の拡散・反応の防止膜4
27と第四の電極材料膜413とから構成されている。
そして、第一の電極材料膜402と第二の電極材料膜4
12、及び第三の電極材料膜403と第四の電極材料膜
413とを電気的に接続するために、第一及び第二の絶
縁性の拡散・反応の防止膜425,427には接続部4
26,428が、第一及び第二の絶縁性の拡散・反応の
防止膜425,427に例えばシリコン酸化膜のドライ
エッチまたはウエットエッチを行うことにより形成され
ている。
More specifically, referring to FIG. 4, the transfer electrode of the first layer is composed of a first electrode material film 402 made of, for example, polycrystalline silicon and a first insulating diffusion / reaction made of, for example, a silicon oxide film. And a second electrode material film 412 made of, for example, polycrystalline silicon are laminated in this order from the bottom, and the transfer electrode of the second layer is also made of, for example, the first layer. A third electrode material film 403 made of the same material as the transfer electrode and a second insulating diffusion / reaction prevention film 4
27 and a fourth electrode material film 413.
Then, the first electrode material film 402 and the second electrode material film 4
In order to electrically connect 12 and the third electrode material film 403 and the fourth electrode material film 413, the first and second insulating diffusion / reaction prevention films 425 and 427 have connecting portions. Four
26 and 428 are formed on the first and second insulating diffusion / reaction preventing films 425 and 427 by dry etching or wet etching of a silicon oxide film, for example.

【0029】なお、400は第一導電型の半導体基板
(例えばp型半導体基板)を、490は第二導電型の転
送チャネル拡散層(例えばヒ素を拡散して形成したn型
拡散層)を、401は例えばシリコン酸化膜からなる絶
縁膜を、406及び404は、それぞれ例えばシリコン
酸化膜からなる第一及び第二の層間絶縁膜を、405は
例えばAlからなる配線を表わし、配線405は、ドラ
イエッチまたはウエットエッチで形成されたコンタクト
ホール410を介して、転送チャネル拡散層490の上
で図4の中央の第一層目の転送電極に接続されている。
そして、配線405が第一層目の転送電極に接触する部
分の下には、第一の絶縁性の拡散・反応の防止膜425
が転送電極の中間部にはさみこまれて存在している。ま
た、接続部426はコンタクトホール410と重ならな
いように配置されている。
Reference numeral 400 denotes a first conductivity type semiconductor substrate (for example, p type semiconductor substrate), 490 denotes a second conductivity type transfer channel diffusion layer (for example, n type diffusion layer formed by diffusing arsenic), Reference numeral 401 denotes an insulating film made of, for example, a silicon oxide film, 406 and 404 denote first and second interlayer insulating films made of, for example, a silicon oxide film, 405 denotes a wiring made of Al, and the wiring 405 is a dry wiring. It is connected to the transfer electrode of the first layer in the center of FIG. 4 on the transfer channel diffusion layer 490 through the contact hole 410 formed by etching or wet etching.
A first insulating diffusion / reaction prevention film 425 is formed under the portion where the wiring 405 contacts the first-layer transfer electrode.
Is sandwiched between the transfer electrodes. Further, the connection portion 426 is arranged so as not to overlap the contact hole 410.

【0030】本実施例では、転送電極の中間層に第一の
絶縁性の拡散・反応の防止膜425を設けており、か
つ、接続部426はコンタクトホール410の直下から
ずらして配置しているため、配線405を構成する材料
と第一の電極材料膜402との間の拡散・反応が防止さ
れ第一の電極材料膜402の仕事関数変化が生じない。
従って、転送チャネル拡散層490の直上にコンタクト
ホール410を配置してもCCDのしきい値電圧は変化
せず、転送効率の劣化は生じない。また、通常のシリコ
ンプロセスのように、配線405にAlもしくはAl合
金系材料を用い、第一から第四の電極材料膜402,4
12,403,413に多結晶シリコンまたはドープト
シリコンまたはアモルファスシリコンを用いた場合、第
一及び第二の絶縁性の拡散・反応の防止膜425,42
7にはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜またはそれ
らの複合膜を利用できる。これらはシリコンプロセスで
十分な実績のある材料であり、シリコン基板中への汚染
不純物の侵入を増加させることがない。
In this embodiment, a first insulating diffusion / reaction preventing film 425 is provided on the intermediate layer of the transfer electrode, and the connecting portion 426 is arranged so as to be offset from immediately below the contact hole 410. Therefore, the diffusion / reaction between the material forming the wiring 405 and the first electrode material film 402 is prevented, and the work function of the first electrode material film 402 does not change.
Therefore, even if the contact hole 410 is arranged directly above the transfer channel diffusion layer 490, the threshold voltage of the CCD does not change and the transfer efficiency does not deteriorate. Also, as in a normal silicon process, the wiring 405 is made of Al or an Al alloy-based material, and the first to fourth electrode material films 402, 4 are formed.
When polycrystalline silicon, doped silicon, or amorphous silicon is used for 12, 403, 413, the first and second insulating diffusion / reaction prevention films 425, 42
For 7, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a composite film thereof can be used. These are materials that have a sufficient track record in the silicon process and do not increase the intrusion of contaminant impurities into the silicon substrate.

【0031】さらに、図4のような転送電極構造を形成
するにあたっては、第一の電極材料膜402と第一の絶
縁性の拡散・反応の防止膜425と第二の電極材料膜4
12、及び、第三の電極材料膜403と第二の絶縁性の
拡散・反応の防止膜427と第四の電極材料膜413
は、それぞれ第一層目の転送電極及び第二層目の転送電
極をパターニングするためのマスクにより同時に加工で
きるので、マスク枚数の増加は接続部426,428を
パターニングするための一枚で済み、図2に示した従来
例より少ないマスク増加枚数となる。
Further, in forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 4, the first electrode material film 402, the first insulating diffusion / reaction prevention film 425 and the second electrode material film 4 are formed.
12, the third electrode material film 403, the second insulating diffusion / reaction prevention film 427, and the fourth electrode material film 413.
Can be simultaneously processed by the masks for patterning the transfer electrodes of the first layer and the transfer electrodes of the second layer, respectively, so that the number of masks can be increased by only one for patterning the connection portions 426 and 428. The number of mask increases is smaller than that in the conventional example shown in FIG.

【0032】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer while suppressing the increase in the number of process steps and without causing the deterioration of the transfer efficiency. can do.

【0033】<実施例4>次に、本発明の第四の実施例
の断面図を図5に示す。図5は、重ね合わせ電極構造
で、転送電極の中間部にはさみこんだ絶縁性の拡散・反
応防止膜の上下の電極材料膜の電気的接続を、転送電極
側壁に形成したスペーサにより自己整合的に行うと共
に、転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタク
トを配置した実施例の断面図である。
<Embodiment 4> Next, a sectional view of a fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 5 shows a superposed electrode structure in which the electrical connection between the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction prevention film sandwiched in the middle of the transfer electrode is self-aligned by the spacer formed on the transfer electrode sidewall. FIG. 3 is a cross-sectional view of an example in which the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region, in addition to the above.

【0034】本実施例の構造は基本的には図4に示され
る第三の実施例の構造に準じているが、絶縁性の拡散・
反応の防止膜の上下の電極材料膜の電気的接続のために
この防止膜に穴を開けるのではなく、転送電極側壁に形
成した導電性のスペーサにより、マスクを用いることな
く自己整合的に接続を行っている点が第三の実施例と異
なる。
The structure of this embodiment is basically similar to the structure of the third embodiment shown in FIG.
Rather than making holes in this protective film to electrically connect the electrode material films above and below the reaction preventive film, conductive spacers formed on the sidewalls of the transfer electrodes connect in a self-aligned manner without using a mask. Is different from the third embodiment.

【0035】図5で具体的に述べると、例えば多結晶シ
リコンからなる第一の電極材料膜502と第二の電極材
料膜512、及び第三の電極材料膜503と第四の電極
材料膜513とを電気的に接続するために、第一層目及
び第二層目の転送電極の側壁に導電性のスペーサ53
0,531が、例えば多結晶シリコンを100nm〜5
00nm程度低圧CVDにより堆積・ドーピングした
後、シリコンに対する異方性エッチングを行うことによ
り、マスクを用いることなく形成されている。
More specifically, referring to FIG. 5, a first electrode material film 502 and a second electrode material film 512, and a third electrode material film 503 and a fourth electrode material film 513 made of, for example, polycrystalline silicon. In order to electrically connect the transfer electrodes to the first and second transfer electrodes, conductive spacers 53 are formed on the side walls of the transfer electrodes.
0,531 is, for example, polycrystalline silicon having a thickness of 100 nm-5.
It is formed without using a mask by performing anisotropic etching on silicon after depositing and doping by low pressure CVD to about 00 nm.

【0036】なお、500は第一導電型の半導体基板
(例えばp型半導体基板)を、590は第二導電型の転
送チャネル拡散層(例えばヒ素を拡散して形成したn型
拡散層)を、501は例えばシリコン酸化膜からなる絶
縁膜を、520及び521は、それぞれ例えばシリコン
酸化膜からなる第一及び第二の絶縁性の拡散・反応の防
止膜を、506及び504は、それぞれ例えばシリコン
酸化膜からなる第一及び第二の層間絶縁膜を、505は
例えばAlからなる配線を表わし、配線505は、ドラ
イエッチまたはウエットエッチで形成されたコンタクト
ホール510を介して、転送チャネル拡散層590の上
で図5中央の第一層目の転送電極に接続されている。そ
して、配線505が第一層目の転送電極に接触する部分
の下には、第一の絶縁性の拡散・反応の防止膜520が
転送電極の中間部にはさみこまれて存在している。
Reference numeral 500 denotes a first conductivity type semiconductor substrate (eg, p type semiconductor substrate), and 590 denotes a second conductivity type transfer channel diffusion layer (eg, n type diffusion layer formed by diffusing arsenic). Reference numeral 501 is an insulating film made of, for example, a silicon oxide film, 520 and 521 are first and second insulating diffusion / reaction preventing films made of, for example, a silicon oxide film, and 506 and 504 are, for example, silicon oxide films. The first and second interlayer insulating films made of a film, 505 represents a wiring made of, for example, Al, and the wiring 505 is formed in the transfer channel diffusion layer 590 through the contact hole 510 formed by dry etching or wet etching. It is connected to the transfer electrode of the first layer in the center of FIG. 5 above. A first insulating diffusion / reaction preventing film 520 is sandwiched between intermediate portions of the transfer electrodes below the portion where the wiring 505 contacts the first-layer transfer electrodes.

【0037】本実施例では、第三の実施例の場合と同様
にして、絶縁性の拡散・反応の防止膜520,521の
働きにより転送チャネル拡散層590の直上にコンタク
トホール510を配置してもCCDのしきい値電圧は変
化せず、転送効率の劣化は生じない。そして、通常のシ
リコンプロセスのように、配線505にAlもしくはA
l合金系材料を用い、第一から第四の電極材料膜50
2,512,503,513に多結晶シリコンまたはド
ープトシリコンまたはアモルファスシリコンを用いた場
合、第一及び第二の絶縁性の拡散・反応の防止膜52
0,521にはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜ま
たはそれらの複合膜を利用できることも第三の実施例と
同じである。
In the present embodiment, as in the case of the third embodiment, the contact hole 510 is arranged immediately above the transfer channel diffusion layer 590 by the action of the insulating diffusion / reaction preventing films 520 and 521. Also, the threshold voltage of the CCD does not change, and the transfer efficiency does not deteriorate. Then, as in a normal silicon process, the wiring 505 is made of Al or A.
The first to fourth electrode material films 50 are made of an alloy material.
When polycrystalline silicon, doped silicon, or amorphous silicon is used for 2, 512, 503, and 513, the first and second insulating diffusion / reaction preventing films 52 are provided.
As in the third embodiment, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a composite film thereof can be used for 0,521.

【0038】また、図5のような転送電極構造を形成す
るにあたっては、第一の電極材料膜502と第一の絶縁
性の拡散・反応の防止膜520と第二の電極材料膜51
2、及び、第三の電極材料膜503と第二の絶縁性の拡
散・反応の防止膜521と第四の電極材料膜513は、
それぞれ第一層目の転送電極及び第二層目の転送電極を
パターニングするためのマスクにより同時に加工でき
る。また、拡散・反応の防止膜の上下の電極材料膜を接
続するための導電性のスペーサ530,531はその形
成にマスクを必要としない。従って、必要なマスク枚数
は増加せず、第三の実施例に比べてもマスク枚数は一枚
少なくて済む。
In forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 5, the first electrode material film 502, the first insulating diffusion / reaction prevention film 520, and the second electrode material film 51 are formed.
2, and the third electrode material film 503, the second insulating diffusion / reaction prevention film 521, and the fourth electrode material film 513,
The transfer electrodes of the first layer and the transfer electrodes of the second layer can be simultaneously processed by masks for patterning, respectively. Further, the conductive spacers 530 and 531 for connecting the electrode material films above and below the diffusion / reaction preventing film do not require a mask for forming them. Therefore, the required number of masks does not increase, and the number of masks can be reduced by one as compared with the third embodiment.

【0039】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer without increasing the number of process steps and without deteriorating the transfer efficiency. can do.

【0040】<実施例5>次に、本発明の第五の実施例
の断面図を図6ないし図9に示す。図6ないし図9は、
単層電極構造で、転送電極に拡散・反応防止膜を設ける
と共に、転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコン
タクトを配置した実施例の断面図である。
<Embodiment 5> Next, sectional views of a fifth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 6 to 9 are
FIG. 4 is a cross-sectional view of an example having a single-layer electrode structure in which a diffusion / reaction preventing film is provided on a transfer electrode and a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region.

【0041】本実施例の図6ないし図9の構造は、基本
的にはそれぞれ図1に示される第一の実施例から図5に
示される第四の実施例の構造に準じているが、転送電極
が単一の層を切断分離して形成された単層電極構造とな
っている点が異なる。
The structure of FIGS. 6 to 9 of this embodiment basically conforms to the structure of the first embodiment shown in FIG. 1 to the fourth embodiment shown in FIG. 5, respectively. The difference is that the transfer electrode has a single-layer electrode structure formed by cutting and separating a single layer.

【0042】以下、図で説明する。CCDを駆動する複
数の転送電極は、例えば多結晶シリコンからなる電極材
料膜602と例えばWからなる導電性の拡散・反応の防
止膜620とがこの順に積層されて構成されており、転
送電極の最上層が導電性の拡散・反応の防止膜からなっ
ている。しかもこの二つの膜からなる単一の電極層を切
断分離してすべての転送電極を形成しているため、転送
電極は間隙を隔てて配置され、転送電極同士の重なりが
ない。
The following is a description with reference to the drawings. The plurality of transfer electrodes that drive the CCD are formed by stacking an electrode material film 602 made of, for example, polycrystalline silicon and a conductive diffusion / reaction prevention film 620 made of, for example, W in this order. The uppermost layer is a conductive diffusion / reaction prevention film. Moreover, since all the transfer electrodes are formed by cutting and separating the single electrode layer composed of these two films, the transfer electrodes are arranged with a gap therebetween, and the transfer electrodes do not overlap each other.

【0043】また、図7は、単層構造の転送電極の中間
層に導電性の拡散・反応の防止膜720をはさみこんだ
例であり、図8は、単層構造の転送電極の中間層に絶縁
性の拡散・反応の防止膜825をはさみこみ、かつこの
拡散・反応の防止膜825にウエットまたはドライエッ
チにより形成した接続部826でその上下の電極材料膜
を電気的に接続した例であり、図9は、単層構造の転送
電極の中間層に絶縁性の拡散・反応の防止膜925をは
さみこみ、かつこの拡散・反応の防止膜925に孔を開け
るのではなく、導電性のスペーサ916を転送電極の側
壁にマスク無しで自己整合的に形成することにより上下
の電極材料膜を電気的に接続した例である。
FIG. 7 shows an example in which a conductive diffusion / reaction preventing film 720 is sandwiched between intermediate layers of a single-layer transfer electrode, and FIG. 8 shows an intermediate layer of a single-layer transfer electrode. This is an example in which an insulating diffusion / reaction prevention film 825 is sandwiched between the electrodes and the electrode material films above and below the diffusion / reaction prevention film 825 are electrically connected to each other by a connecting portion 826 formed by wet or dry etching. In FIG. 9, an insulating diffusion / reaction prevention film 925 is sandwiched in the intermediate layer of the transfer electrode having a single layer structure, and a conductive spacer 916 is formed instead of forming a hole in the diffusion / reaction prevention film 925. Is an example in which the upper and lower electrode material films are electrically connected to each other by forming on the side wall of the transfer electrode in a self-aligned manner without a mask.

【0044】なお、600,700,800,900は
第一導電型の半導体基板(例えばp型半導体基板)を、
690,790,890,990は第二導電型の転送チ
ャネル拡散層(例えばヒ素を拡散して形成したn型拡散
層)を、601,701,801,901は例えばシリ
コン酸化膜からなる絶縁膜を、702,802,902
は例えば多結晶シリコンからなる第一の電極材料膜を、
712,812,912は例えば多結晶シリコンからな
る第二の電極材料膜を、720は例えばWからなる導電
性の拡散・反応の防止膜を、825,925は例えばシ
リコン酸化膜からなる絶縁性の拡散・反応の防止膜を、
604,704,804,904は例えばシリコン酸化
膜からなる層間絶縁膜を、605,705,805,9
05は例えばAlからなる配線を表わし、配線605,
705,805,905はそれぞれドライエッチまたは
ウエットエッチで形成されたコンタクトホール610,
710,810,910を介して転送チャネル拡散層の
上で各図中央の転送電極に接続されている。また、接続
部826はコンタクトホール810と重ならないように
配置されている。さらに、916は、例えば多結晶シリ
コンを100nmないし500nm程度低圧CVDにより
堆積・ドーピングした後、シリコンに対する異方性エッ
チングを行うことにより形成された導電性のスペーサで
ある。
Reference numerals 600, 700, 800 and 900 denote semiconductor substrates of the first conductivity type (for example, p-type semiconductor substrate),
Reference numerals 690, 790, 890, and 990 denote transfer channel diffusion layers of the second conductivity type (for example, an n-type diffusion layer formed by diffusing arsenic), and 601, 701, 801, and 901 denote insulating films made of, for example, a silicon oxide film. , 702, 802, 902
Is, for example, a first electrode material film made of polycrystalline silicon,
Numerals 712, 812, 912 are second electrode material films made of, for example, polycrystalline silicon, 720 is a conductive diffusion / reaction prevention film made of W, and 825, 925 are insulating films made of, for example, silicon oxide film. A diffusion / reaction prevention film
Reference numerals 604, 704, 804, and 904 denote interlayer insulating films made of, for example, a silicon oxide film, and 605, 705, 805, 9
Reference numeral 05 represents a wiring made of Al, for example, and wiring 605,
Reference numerals 705, 805, 905 denote contact holes 610 formed by dry etching or wet etching, respectively.
It is connected to the transfer electrode at the center of each figure on the transfer channel diffusion layer via 710, 810 and 910. Further, the connection portion 826 is arranged so as not to overlap the contact hole 810. Further, reference numeral 916 is a conductive spacer formed by, for example, depositing and doping polycrystalline silicon by low pressure CVD to about 100 nm to 500 nm, and then performing anisotropic etching on silicon.

【0045】本実施例では、転送電極に拡散・反応の防
止膜を設けることにより、第一ないし第四の実施例と同
様に、配線を構成する材料と拡散・反応の防止膜の下の
電極材料膜との間の拡散・反応が防止される。従って、
転送チャネル拡散層の直上にコンタクトホールを配置し
てもCCDのしきい値電圧は変化せず、転送効率の劣化
は生じない。
In this embodiment, by providing a diffusion / reaction prevention film on the transfer electrode, the material forming the wiring and the electrode below the diffusion / reaction prevention film are formed as in the first to fourth embodiments. Diffusion and reaction with the material film are prevented. Therefore,
Even if the contact hole is arranged right above the transfer channel diffusion layer, the threshold voltage of the CCD does not change and the transfer efficiency does not deteriorate.

【0046】また、図6,図7のような転送電極構造を
形成するにあたっては、電極材料膜と拡散・反応の防止
膜は転送電極をパターニングするためのマスクにより同
時に加工できるので、マスク枚数は増加しない。図8で
は、接続部826を加工するためのマスクが一枚必要に
なるが、これを加えても図2に示した従来例よりマスク
枚数増加は一枚少ない。図9では、絶縁性の拡散・反応
の防止膜の上下にある電極材料層を接続するための導電
性のスペーサの形成にマスクは不要であるので、やはり
マスク枚数は増加しない。
Further, when forming the transfer electrode structure as shown in FIGS. 6 and 7, the electrode material film and the diffusion / reaction preventing film can be processed simultaneously by the mask for patterning the transfer electrode, so that the number of masks is reduced. Does not increase. In FIG. 8, one mask is required to process the connecting portion 826, but even if this is added, the increase in the number of masks is one less than in the conventional example shown in FIG. In FIG. 9, since a mask is not necessary for forming the conductive spacers for connecting the electrode material layers above and below the insulating diffusion / reaction prevention film, the number of masks does not increase.

【0047】さらに、本実施例では、転送電極を単一の
層の切断分離により形成しているため転送電極間の重な
りがない。従って、転送電極間の重なり部分での電極間
短絡や、第二層目以降の転送電極を加工する際に下層の
転送電極による段差部分でエッチング残りが生じること
による電極間短絡が防止される。また、転送電極の重な
りによる段差がないため配線の下地の平坦化が容易であ
り、従って平坦化プロセスの複雑化と配線の断線を共に
防ぐことができる。
Further, in this embodiment, since the transfer electrodes are formed by cutting and separating a single layer, there is no overlap between the transfer electrodes. Therefore, it is possible to prevent short circuit between electrodes at the overlapping portion between the transfer electrodes and short circuit between electrodes due to etching residue at the step portion due to the lower transfer electrodes when processing the transfer electrodes of the second and subsequent layers. Further, since there is no step due to the overlap of the transfer electrodes, it is easy to flatten the base of the wiring, and therefore, it is possible to prevent both the planarization process from becoming complicated and the wiring from breaking.

【0048】また、図9に示される実施例では、上下の
電極材料膜を接続するための導電性のスペーサ916に
より転送電極間間隙の間隔を狭めることができるので、
用いているプロセスでの最小加工寸法よりも小さな転送
電極間隔を実現でき、転送効率の劣化を一層防止するこ
とができる。
Further, in the embodiment shown in FIG. 9, since the conductive spacers 916 for connecting the upper and lower electrode material films can reduce the gap between the transfer electrodes,
It is possible to realize a transfer electrode interval smaller than the minimum processing size in the process used and further prevent deterioration of transfer efficiency.

【0049】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer while suppressing the increase in the number of process steps and without causing the deterioration of the transfer efficiency. can do.

【0050】なお、第一の実施例と同様、配線としてA
l合金系材料を、また、電極材料膜としてドープトシリ
コンまたはアモルファスシリコンを用いることも可能で
あり、この場合、導電性の拡散・反応の防止膜としては
Wの他に、Ti,MoまたはW,Ti,Moのシリサイ
ドまたはそれらの複合膜を、絶縁性の拡散・反応の防止
膜としてはシリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜また
はそれらの複合膜を用いることができる。
As in the first embodiment, the wiring A
It is also possible to use an l-alloy-based material, and doped silicon or amorphous silicon as the electrode material film. In this case, in addition to W, Ti, Mo or W is used as the conductive diffusion / reaction prevention film. , Ti, Mo silicide, or a composite film thereof can be used as the insulating diffusion / reaction preventing film in addition to the silicon oxide film, a silicon nitride film or a composite film thereof.

【0051】<実施例6>次に、本発明の第六の実施例
の断面図を図10ないし図12に示す。図10ないし図
12は、単層電極構造で、転送チャネル領域上に配線と
転送電極とのコンタクトを配置すると共に、配線が転送
電極に接触する領域に限定して拡散・反応防止膜を設け
た実施例の断面図である。
<Embodiment 6> Next, sectional views of a sixth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 10 to 12 show a single-layer electrode structure, in which the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region, and the diffusion / reaction preventing film is provided only in the region where the wiring contacts the transfer electrode. It is sectional drawing of an Example.

【0052】本実施例の各図の構造は、基本的には、図
10は第五の実施例の図6に示される構造に、図11は
図7の構造に、図12は図8の構造にそれぞれ準じてい
るが、拡散・反応の防止膜が配線と転送電極の接触する
領域もしくはその領域下に限定して設けられている点が
異なる。
The structure of each drawing of this embodiment is basically the same as that shown in FIG. 6 of the fifth embodiment, FIG. 11 is the structure of FIG. 7, and FIG. 12 is the structure of FIG. The structures are the same, but the difference is that the diffusion / reaction preventing film is provided only in the region where the wiring and the transfer electrode are in contact with each other or under the region.

【0053】以下、図で説明する。図10では、転送電
極は、例えば多結晶シリコンからなる電極材料膜100
2と例えばWからなる導電性の拡散・反応の防止膜10
20とで構成されており、例えばAlからなる配線10
05が転送電極に接触する部分に限定して導電性の拡散
・反応の防止膜1020が形成されている。従って、図
10の中で配線1005の接触していない他の転送電極
については、電極材料膜1002の上層に拡散・反応の
防止膜が設けられていない。
The following is a description with reference to the drawings. In FIG. 10, the transfer electrode is an electrode material film 100 made of, for example, polycrystalline silicon.
Conductive diffusion / reaction prevention film 10 made of 2 and W, for example
And a wiring 10 made of, for example, Al.
A conductive diffusion / reaction prevention film 1020 is formed only in the portion where 05 contacts the transfer electrode. Therefore, in the other transfer electrodes which are not in contact with the wiring 1005 in FIG. 10, a diffusion / reaction preventing film is not provided on the upper layer of the electrode material film 1002.

【0054】図11は、転送電極の中間層に導電性の拡
散・反応の防止膜1120をはさみこみ、この拡散・反
応の防止膜1120を配線が転送電極に接触する領域下
に限定して形成した例である。
In FIG. 11, a conductive diffusion / reaction prevention film 1120 is sandwiched between the intermediate layers of the transfer electrodes, and the diffusion / reaction prevention film 1120 is formed only under the region where the wiring contacts the transfer electrodes. Here is an example.

【0055】図12は転送電極の中間層に絶縁性の拡散
・反応の防止膜1220をはさみこみ、この拡散・反応
の防止膜1220を配線が転送電極に接触する領域下に
限定して形成した例である。また、図12で拡散・反応
の防止膜1220の上下の電極材料膜の電気的接続は、
絶縁性の拡散・反応の防止膜1220を配線の接触する
領域下に限定したことにより自動的に実現される。
FIG. 12 shows an example in which an insulating diffusion / reaction prevention film 1220 is sandwiched between intermediate layers of transfer electrodes, and the diffusion / reaction prevention film 1220 is formed only under the region where the wiring contacts the transfer electrodes. Is. Further, in FIG. 12, the electrical connection of the electrode material films above and below the diffusion / reaction prevention film 1220 is
This is automatically realized by limiting the insulating diffusion / reaction preventing film 1220 to below the region where the wiring contacts.

【0056】なお、1000,1100,1200は第
一導電型の半導体基板(例えばp型半導体基板)を、1
001,1101,1201は例えばシリコン酸化膜か
らなる絶縁膜を、1090,1190,1290は第二
導電型の転送チャネル拡散層(例えばヒ素を拡散して形
成したn型拡散層)を、1102,1202は例えば多
結晶シリコンからなる第一の電極材料膜を、1112,
1212は例えば多結晶シリコンからなる第二の電極材
料膜を、1120は例えばWからなる導電性の拡散・反
応の防止膜を、1220は例えばシリコン酸化膜からな
る絶縁性の拡散・反応の防止膜を、1004,110
4,1204は例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁
膜を、1005,1105,1205は例えばAlから
なる配線を、1010,1110,1210は例えばシ
リコン酸化膜に対するドライエッチまたはウエットエッ
チで形成されたコンタクトホールを示す。
In addition, 1000, 1100 and 1200 are semiconductor substrates of the first conductivity type (for example, p-type semiconductor substrate).
001, 1101, 1201 are insulating films made of, for example, a silicon oxide film, 1090, 1190, 1290 are transfer channel diffusion layers of the second conductivity type (for example, n-type diffusion layers formed by diffusing arsenic) 1102, 1202. Is, for example, a first electrode material film made of polycrystalline silicon,
Reference numeral 1212 denotes a second electrode material film made of, for example, polycrystalline silicon, 1120 denotes a conductive diffusion / reaction prevention film made of, for example, W, and 1220 an insulating diffusion / reaction prevention film made of, for example, a silicon oxide film. To 1004,110
4, 1204 are interlayer insulating films made of, for example, a silicon oxide film, 1005, 1105, 1205 are wirings made of, for example, Al, and 1010, 1110, 1210 are contact holes formed by dry etching or wet etching, for example, on the silicon oxide film. Indicates.

【0057】本実施例では、第五の実施例と同様に、転
送チャネル拡散層の直上にコンタクトホールを配置して
もCCDのしきい値電圧は変化せず、転送効率の劣化は
生じない。また、本実施例のような転送電極構造を形成
するにあたっては、マスク枚数の増加は拡散・反応の防
止膜のパターニングのための一枚のみである。これは図
2に示した従来例より少ない。
In the present embodiment, similarly to the fifth embodiment, the threshold voltage of the CCD does not change and the transfer efficiency does not deteriorate even if the contact hole is arranged immediately above the transfer channel diffusion layer. Further, in forming the transfer electrode structure as in this embodiment, the number of masks is increased by only one for patterning the diffusion / reaction preventing film. This is less than in the conventional example shown in FIG.

【0058】さらに、図10と図11では導電性の拡散
・反応の防止膜が配線の接触する領域もしくはその領域
下に限定して設けられているため、プロセス途中におけ
る導電性の拡散・反応の防止膜の露出面積が小さく、導
電性の拡散・反応の防止膜を構成する元素のシリコン基
板中への侵入を抑制することができる。
Further, in FIGS. 10 and 11, since the conductive diffusion / reaction preventing film is provided only in the region in contact with the wiring or under the region, the conductive diffusion / reaction is prevented during the process. The exposed area of the prevention film is small, and it is possible to suppress the intrusion of the element forming the conductive diffusion / reaction prevention film into the silicon substrate.

【0059】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer while suppressing the increase in the number of process steps and without causing the deterioration of the transfer efficiency. can do.

【0060】なお、第五の実施例と同様、配線としてA
lもしくはAl合金系材料を、また、電極材料膜として
多結晶シリコンまたはドープトシリコンまたはアモルフ
ァスシリコンを用いた場合、導電性の拡散・反応の防止
膜としてはW,Ti,Moまたはそのシリサイドまたは
それらの複合膜を、また絶縁性の拡散・反応の防止膜と
してはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜またはそれ
らの複合膜を用いることができる。
As in the fifth embodiment, the wiring A
1 or Al alloy-based material, and when polycrystalline silicon, doped silicon, or amorphous silicon is used as the electrode material film, W, Ti, Mo, or their silicides or those are used as the conductive diffusion / reaction preventing film. And a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a composite film thereof can be used as the insulating diffusion / reaction preventing film.

【0061】<実施例7>次に、本発明の第七の実施例
の断面図を図13に示す。図13は、単層電極構造で、
転送電極の最上層を導電性の拡散・反応防止膜で構成し
て転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタクト
を配置すると共に、導電性の拡散・反応防止膜を絶縁膜
で覆った後に転送電極のパターニングをするようにした
実施例の断面図である。
<Embodiment 7> Next, FIG. 13 shows a sectional view of a seventh embodiment of the present invention. FIG. 13 shows a single-layer electrode structure,
After forming the uppermost layer of the transfer electrode with a conductive diffusion / reaction prevention film and arranging the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and after covering the conductive diffusion / reaction prevention film with an insulating film It is sectional drawing of the Example which patterned the transfer electrode.

【0062】本実施例の構造は基本的には第五の実施例
の図6に示される構造に準じているが、転送電極最上層
の導電性の拡散・反応防止膜の上に絶縁膜が設けられて
いる点が異なる。
The structure of this embodiment is basically similar to the structure shown in FIG. 6 of the fifth embodiment, except that an insulating film is formed on the conductive diffusion / reaction preventing film of the transfer electrode uppermost layer. The points provided are different.

【0063】図13で説明すると、転送電極は、例えば
多結晶シリコンからなる電極材料膜1302と例えばW
からなる導電性の拡散・反応の防止膜1320とがこの
順に下から積層されて構成され、さらにその上に例えば
シリコン酸化膜からなる第二の絶縁膜1315が積層さ
れており、これら三つの膜は転送電極形成のためのマス
クパターンでパターニングされる。
Referring to FIG. 13, the transfer electrode is composed of, for example, an electrode material film 1302 made of polycrystalline silicon and W, for example.
And a conductive diffusion / reaction prevention film 1320 made of, for example, are laminated in this order from the bottom, and a second insulating film 1315 made of, for example, a silicon oxide film is further laminated thereon. Is patterned with a mask pattern for forming transfer electrodes.

【0064】本実施例では、転送電極の最上層に導電性
の拡散・反応の防止膜1320を設けることにより、第
五の実施例の図6と同様に、転送チャネル拡散層139
0の直上にコンタクトホール1310を配置しても転送
効率の劣化は生じない。
In this embodiment, by providing a conductive diffusion / reaction preventing film 1320 on the uppermost layer of the transfer electrode, the transfer channel diffusion layer 139 is formed as in the fifth embodiment shown in FIG.
Even if the contact hole 1310 is arranged directly above 0, the transfer efficiency does not deteriorate.

【0065】また、本実施例では導電性の拡散・反応の
防止膜1320の上に第二の絶縁膜1315を設けてい
るので導電性の拡散・反応の防止膜1320の露出面積
が小さく、導電性の拡散・反応の防止膜を構成する元素
のシリコン基板中への侵入を抑制することができる。さ
らに、電極材料膜1302と導電性の拡散・反応の防止
膜1320と第二の絶縁膜とは転送電極をパターニング
するためのマスクにより同時に加工できるので、マスク
枚数は増加しない。
Further, in this embodiment, since the second insulating film 1315 is provided on the conductive diffusion / reaction prevention film 1320, the exposed area of the conductive diffusion / reaction prevention film 1320 is small and the conductivity is reduced. It is possible to suppress the invasion of the element forming the film for preventing the diffusion / reaction of the property into the silicon substrate. Furthermore, since the electrode material film 1302, the conductive diffusion / reaction prevention film 1320, and the second insulating film can be processed simultaneously by the mask for patterning the transfer electrode, the number of masks does not increase.

【0066】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer without suppressing the increase in the number of process steps and causing the deterioration of the transfer efficiency. can do.

【0067】なお、本実施例の構造は、第五の実施例の
図7ないし図9のように、転送電極の中間に導電性また
は絶縁性の拡散・反応防止膜をはさみこんだ構造や、図
10ないし図12に示された第六の実施例のように配線
が転送電極に接触する領域に限定して拡散・反応防止膜
を設けた構造でも適用できることは言うまでもない。
The structure of this embodiment is such that, as shown in FIGS. 7 to 9 of the fifth embodiment, a conductive or insulating diffusion / reaction preventing film is sandwiched between transfer electrodes, or It goes without saying that the structure in which the diffusion / reaction preventing film is provided only in the region where the wiring contacts the transfer electrode as in the sixth embodiment shown in FIGS. 10 to 12 can be applied.

【0068】<実施例8>次に、本発明の第八の実施例
の断面図を図14に示す。図14は、単層電極構造で、
転送電極の最上層を導電性の拡散・反応防止膜で構成し
て転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタクト
を配置すると共に、導電性の拡散・反応防止膜を絶縁膜
で覆った後に転送電極のパターニングを行いかつ転送電
極側壁に自己整合的に導電性のスペーサを設けた実施例
の断面図である。
<Embodiment 8> Next, FIG. 14 shows a sectional view of an eighth embodiment of the present invention. FIG. 14 shows a single-layer electrode structure,
After forming the uppermost layer of the transfer electrode with a conductive diffusion / reaction prevention film and arranging the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and after covering the conductive diffusion / reaction prevention film with an insulating film It is sectional drawing of the Example which patterned the transfer electrode and provided the electrically conductive spacer in the self-alignment on the transfer electrode side wall.

【0069】本実施例の構造は基本的には図13に示さ
れる第七の実施例の構造に準じているが、転送電極側壁
に自己整合的に導電性のスペーサを設けた点が異なる。
The structure of this embodiment basically conforms to the structure of the seventh embodiment shown in FIG. 13, except that a conductive spacer is provided on the side wall of the transfer electrode in a self-aligning manner.

【0070】図14で説明すると、転送電極は、例えば
多結晶シリコンからなる電極材料膜1402と例えばW
からなる導電性の拡散・反応の防止膜1420とがこの
順に下から積層されて構成され、さらにその上には例え
ばシリコン酸化膜からなる第二の絶縁膜1415が積層
され、側壁には例えば多結晶シリコンからなる導電性の
スペーサ1416が転送電極の一部として形成されてい
る。
Referring to FIG. 14, the transfer electrode is composed of, for example, an electrode material film 1402 made of polycrystalline silicon and W, for example.
And a conductive diffusion / reaction prevention film 1420 are laminated in this order from the bottom, and a second insulating film 1415 made of, for example, a silicon oxide film is further laminated thereon, and, for example, a multi-layer is formed on the side wall. A conductive spacer 1416 made of crystalline silicon is formed as a part of the transfer electrode.

【0071】本実施例では、転送電極の最上層に導電性
の拡散・反応の防止膜1420を設けることにより、第
七の実施例と同様に、転送チャネル拡散層1490の直
上にコンタクトホール1410を配置しても転送効率の
劣化は生じない。また、単層電極構造による利点は第五
の実施例に、導電性の拡散・反応の防止膜1420の上
に第二の絶縁膜1415を設けていることの利点は第七
の実施例に述べた通りである。
In this embodiment, a conductive diffusion / reaction preventing film 1420 is provided on the uppermost layer of the transfer electrode, so that a contact hole 1410 is formed immediately above the transfer channel diffusion layer 1490 as in the seventh embodiment. Even if they are arranged, the transfer efficiency does not deteriorate. The advantage of the single-layer electrode structure is described in the fifth embodiment, and the advantage of providing the second insulating film 1415 on the conductive diffusion / reaction prevention film 1420 is described in the seventh embodiment. That's right.

【0072】図14のような転送電極構造を形成するに
あたっては、第一の電極材料膜1402と導電性の拡散・反
応の防止膜1420と第二の絶縁膜1415は転送電極
をパターニングするためのマスクにより同時に加工でき
る。また、導電性のスペーサ1416はその形成にマス
クを必要としない。すなわち、例えば多結晶シリコンを
100nmないし500nm程度低圧CVDにより堆積
・ドーピングした後、シリコンに対する異方性エッチン
グを行うことにより転送電極の側壁に自己整合的に導電
性のスペーサを形成することができる。従って、必要な
マスク枚数は増加しない。
In forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 14, the first electrode material film 1402, the conductive diffusion / reaction prevention film 1420 and the second insulating film 1415 are used for patterning the transfer electrode. Can be processed simultaneously with a mask. In addition, the conductive spacer 1416 does not require a mask for its formation. That is, for example, polycrystalline silicon is deposited and doped by low pressure CVD to about 100 nm to 500 nm, and anisotropic etching is performed on silicon to form conductive spacers on the sidewalls of the transfer electrodes in a self-aligned manner. Therefore, the required number of masks does not increase.

【0073】さらに、この導電性のスペーサ1416に
より転送電極間間隙の間隔を狭めることができるので、
用いているプロセスでの最小加工寸法を縮小することな
く転送電極間隔を狭めて転送効率の劣化を防止すること
ができる。
Further, since the conductive spacer 1416 can reduce the gap between the transfer electrodes,
It is possible to prevent the transfer efficiency from deteriorating by narrowing the transfer electrode interval without reducing the minimum processing size in the process used.

【0074】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer without suppressing the increase in the number of process steps and without causing the deterioration of the transfer efficiency. can do.

【0075】<実施例9>次に、本発明の第九の実施例
の断面図を図15に示す。図15は、単層電極構造で、
転送電極の最上層を導電性の拡散・反応防止膜で構成し
て転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタクト
を配置すると共に、導電性の拡散・反応防止膜を絶縁膜
で覆い、その絶縁膜をパターニングした後にその絶縁膜
の側壁に自己整合的にスペーサを設けてから転送電極を
加工した実施例の断面図である。本実施例の構造は基本
的には図13に示される第七の実施例の構造に準じてい
るが、導電性の拡散・反応の防止膜を覆っている第二の
絶縁膜の側壁に自己整合的にスペーサが設けられてお
り、かつ電極材料膜と導電性の拡散・反応の防止膜はこ
の第二の絶縁膜とその側壁のスペーサとをマスクとして
パターニングされている点が異なる。
<Embodiment 9> Next, a sectional view of a ninth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 15 shows a single-layer electrode structure,
The uppermost layer of the transfer electrode is composed of a conductive diffusion / reaction prevention film, the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region, and the conductive diffusion / reaction prevention film is covered with an insulating film. FIG. 9 is a cross-sectional view of an example in which a transfer electrode is processed after a spacer is provided in a side wall of the insulating film in a self-aligning manner after the insulating film is patterned. The structure of this embodiment basically conforms to the structure of the seventh embodiment shown in FIG. 13, except that the sidewall of the second insulating film covering the conductive diffusion / reaction preventing film is self-assembled. The spacers are provided in a consistent manner, and the electrode material film and the conductive diffusion / reaction preventing film are patterned by using the second insulating film and the spacers on the side walls thereof as a mask.

【0076】図15で説明すると、転送電極は、例えば
多結晶シリコンからなる電極材料膜1502と例えばW
からなる導電性の拡散・反応の防止膜1520とで構成
され、その上に例えばシリコン酸化膜からなる第二の絶
縁膜1515とスペーサ1516とが形成されている。そし
て、転送電極は第二の絶縁膜1515とスペーサ1516と
をマスクとしてパターニングされている。
Referring to FIG. 15, the transfer electrode is composed of, for example, an electrode material film 1502 made of polycrystalline silicon and W, for example.
And a second insulating film 1515 made of, for example, a silicon oxide film and a spacer 1516 are formed thereon. The transfer electrode is patterned using the second insulating film 1515 and the spacer 1516 as a mask.

【0077】本実施例では、転送電極の最上層に導電性
の拡散・反応の防止膜1520を設けることにより、第
七の実施例と同様に、転送チャネル拡散層1590の直
上にコンタクトホール1510を配置しても転送効率の
劣化は生じない。また、単層電極構造による利点は第五
の実施例に、導電性の拡散・反応の防止膜1520の上
に第二の絶縁膜1515を設けていることの利点は第七
の実施例に述べた通りである。
In this embodiment, a conductive diffusion / reaction preventing film 1520 is provided on the uppermost layer of the transfer electrode, so that a contact hole 1510 is formed immediately above the transfer channel diffusion layer 1590 as in the seventh embodiment. Even if they are arranged, the transfer efficiency does not deteriorate. The advantage of the single-layer electrode structure is described in the fifth embodiment, and the advantage of providing the second insulating film 1515 on the conductive diffusion / reaction prevention film 1520 is described in the seventh embodiment. That's right.

【0078】図15のような転送電極構造を形成するに
あたっては、まず第二の絶縁膜1515のみをパターニング
した後、例えばシリコン酸化膜を50nmないし500
nm程度低圧CVDにより堆積し、シリコン酸化膜に対
する異方性エッチングを行うことにより、第二の絶縁膜
1515の側壁にスペーサ1516を自己整合的にマス
ク無しで形成する。その後で、第二の絶縁膜1515と
スペーサ1516とをマスクとして、導電性の拡散・反
応の防止膜1520と電極材料膜1502とをパターニ
ングすれば良い。従って、必要なマスク枚数は増加しな
い。
In forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 15, first, only the second insulating film 1515 is patterned, and then, for example, a silicon oxide film is formed to a thickness of 50 nm to 500 nm.
The spacer 1516 is formed on the sidewall of the second insulating film 1515 in a self-aligned manner without a mask by depositing the silicon oxide film by about 1 nm by low pressure CVD and performing anisotropic etching on the silicon oxide film. After that, the conductive diffusion / reaction prevention film 1520 and the electrode material film 1502 may be patterned using the second insulating film 1515 and the spacer 1516 as a mask. Therefore, the required number of masks does not increase.

【0079】さらに、このスペーサ1516により転送
電極間間隙の間隔を狭めることができるので、用いてい
るプロセスでの最小加工寸法を縮小することなく転送電
極間隔を狭めて転送効率の劣化を防止することができ
る。しかも、図14に示される第八の実施例では、導電
性のスペーサ1416によって覆われる部分の第一の絶
縁膜1401が、電極材料膜1402のパターニングの
際に一度露出するのに対し、本実施例ではスペーサ15
16をマスクとして形成される電極部分の第一の絶縁膜
1501は電極材料膜1502に覆われたままであり露
出することはない。このため、本実施例の構造では第一
の絶縁膜1501の汚染や損傷が抑制され、耐圧劣化な
どの問題が起こるおそれが少ない。
Further, since the spacer 1516 can narrow the gap between the transfer electrodes, it is possible to prevent the deterioration of the transfer efficiency by narrowing the transfer electrode gap without reducing the minimum processing dimension in the process used. You can Moreover, in the eighth embodiment shown in FIG. 14, the first insulating film 1401 in the portion covered by the conductive spacer 1416 is exposed once during the patterning of the electrode material film 1402. Spacer 15 in the example
The first insulating film 1501 of the electrode portion formed using 16 as a mask is still covered with the electrode material film 1502 and is not exposed. Therefore, in the structure of this embodiment, the first insulating film 1501 is prevented from being contaminated or damaged, and there is little possibility that problems such as deterioration of breakdown voltage will occur.

【0080】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer without increasing the number of process steps and without deteriorating the transfer efficiency. can do.

【0081】なお、本実施例の構造は、第五の実施例の
図7ないし図9のように、転送電極の中間に導電性また
は絶縁性の拡散・反応防止膜をはさみこんだ構造や、図
10ないし図12に示された第六の実施例のように配線
が転送電極に接触する領域に限定して拡散・反応防止膜
を設けた構造でも適用できることは言うまでもない。
The structure of this embodiment is such that, as shown in FIGS. 7 to 9 of the fifth embodiment, a conductive or insulating diffusion / reaction preventing film is sandwiched between transfer electrodes. It goes without saying that the structure in which the diffusion / reaction preventing film is provided only in the region where the wiring contacts the transfer electrode as in the sixth embodiment shown in FIGS. 10 to 12 can be applied.

【0082】<実施例10>次に、本発明の第十の実施
例の断面図を図16に示す。図16は、単層電極構造
で、転送電極の最上層を導電性の拡散・反応防止膜で構
成して転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置すると共に、導電性の拡散・反応防止膜の上
部を絶縁膜で、また、導電性の拡散・反応防止膜の側壁
部を自己整合的に形成したスペーサで覆った後に転送電
極を加工した実施例の断面図である。
<Embodiment 10> Next, a sectional view of a tenth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 16 shows a single-layer electrode structure in which the uppermost layer of the transfer electrode is formed of a conductive diffusion / reaction prevention film, and the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region, and the conductive diffusion / reaction prevention film is formed. FIG. 6 is a cross-sectional view of an example in which the transfer electrode is processed after the upper portion of the reaction preventive film is covered with an insulating film and the side wall of the conductive diffusion / reaction preventive film is covered with a spacer formed in a self-aligned manner.

【0083】本実施例の構造は基本的には図15に示さ
れる第九の実施例の構造に準じているが、図15では第
二の絶縁膜1515の側壁に限定されていたスペーサ15
16が、本実施例では導電性の拡散・反応の防止膜の側壁
にまで延在している点が異なる。
The structure of this embodiment is basically similar to the structure of the ninth embodiment shown in FIG. 15, but in FIG. 15, the spacer 15 limited to the side wall of the second insulating film 1515 is used.
16 differs from the present embodiment in that it extends to the side wall of the conductive diffusion / reaction prevention film.

【0084】図16で説明すると、転送電極は、例えば
多結晶シリコンからなる電極材料膜1602と例えばW
からなる導電性の拡散・反応の防止膜1620とで構成
され、その上に例えばシリコン酸化膜からなる第二の絶
縁膜1615が形成されている。そして、例えばシリコ
ン酸化膜からなるスペーサ1616は、第二の絶縁膜1
615の側壁だけでなく導電性の拡散・反応の防止膜1
620の側壁までを覆っており、電極材料膜1602は
このスペーサ1616と第二の絶縁膜1615とをマス
クとしてパターニングされている。
Referring to FIG. 16, the transfer electrode is composed of, for example, an electrode material film 1602 made of polycrystalline silicon and W, for example.
And a conductive diffusion / reaction prevention film 1620 made of, for example, and a second insulating film 1615 made of, for example, a silicon oxide film is formed thereon. The spacer 1616 made of, for example, a silicon oxide film is used as the second insulating film 1
Not only the side wall of 615 but also the conductive diffusion / reaction prevention film 1
The electrode material film 1602 covers the side wall of 620 and is patterned using the spacer 1616 and the second insulating film 1615 as a mask.

【0085】本実施例では、転送電極の最上層に導電性
の拡散・反応の防止膜1620を設けることにより、第
十の実施例と同様に、転送チャネル拡散層1690の直
上にコンタクトホール1610を配置しても転送効率の
劣化は生じない。また、単層電極構造による利点は第五
の実施例に、導電性の拡散・反応の防止膜1620の上
に第二の絶縁膜1615を設けていることの利点は第七
の実施例に述べた通りである。
In this embodiment, a conductive diffusion / reaction preventing film 1620 is provided on the uppermost layer of the transfer electrode, so that a contact hole 1610 is formed immediately above the transfer channel diffusion layer 1690 as in the tenth embodiment. Even if they are arranged, the transfer efficiency does not deteriorate. The advantage of the single-layer electrode structure is described in the fifth embodiment, and the advantage of providing the second insulating film 1615 on the conductive diffusion / reaction prevention film 1620 is described in the seventh embodiment. That's right.

【0086】図16のような転送電極構造を形成するに
あたっては、まず第二の絶縁膜1615と導電性の拡散・反
応の防止膜1620のみをパターニングした後、例えば
シリコン酸化膜を100nmないし500nm程度低圧
CVDにより堆積し、シリコン酸化膜に対する異方性エ
ッチングを行うことにより、第二の絶縁膜1615と導
電性の拡散・反応の防止膜1620の側壁にスペーサ1
616を自己整合的にマスク無しで形成する。その後
で、第二の絶縁膜1615とスペーサ1616とをマス
クとして、電極材料膜1602をパターニングすれば良
い。従って、必要なマスク枚数は増加しない。
In forming the transfer electrode structure as shown in FIG. 16, first, only the second insulating film 1615 and the conductive diffusion / reaction preventing film 1620 are patterned, and then, for example, a silicon oxide film of about 100 nm to 500 nm is formed. The spacers 1 are deposited on the sidewalls of the second insulating film 1615 and the conductive diffusion / reaction prevention film 1620 by depositing by low pressure CVD and anisotropically etching the silicon oxide film.
616 is formed in a self-aligned manner without a mask. After that, the electrode material film 1602 may be patterned using the second insulating film 1615 and the spacer 1616 as a mask. Therefore, the required number of masks does not increase.

【0087】さらに、このスペーサ1616による転送
電極間間隙の縮小の利点及びスペーサ1616により張
り出した電極部分のゲート絶縁膜が保護される利点につ
いては第九の実施例で述べた通りである。
Further, the advantage of reducing the gap between the transfer electrodes by the spacer 1616 and the advantage of protecting the gate insulating film of the electrode portion projected by the spacer 1616 are as described in the ninth embodiment.

【0088】しかも、本実施例の構造では、スペーサ1
616に絶縁性の材料を用いた場合、相対する転送電極
間の寄生容量が図15に示される第九の実施例の構造よ
りも小さくなるという利点がある。なぜなら、第十二の
実施例の構造では電極材料膜1502及び導電性の拡散
・反応の防止膜1520とはそれぞれ同じ距離で隣接転
送電極と対向しているが、本実施例では、導電性の拡散
・反応の防止膜1620は電極材料膜1602に比べ、スペ
ーサ1616の幅の二倍だけ対向距離が大きくなってお
り、この結果対向する転送電極間の容量が減少するから
である。そして、このことは、転送電極を高速に駆動す
る上で有利に働くことはいうまでもない。
Moreover, in the structure of this embodiment, the spacer 1
When an insulating material is used for 616, there is an advantage that the parasitic capacitance between the opposing transfer electrodes is smaller than that of the structure of the ninth embodiment shown in FIG. This is because in the structure of the twelfth embodiment, the electrode material film 1502 and the conductive diffusion / reaction prevention film 1520 face the adjacent transfer electrodes at the same distance, but in the present embodiment, This is because the diffusion / reaction prevention film 1620 has a facing distance that is twice as large as the width of the spacer 1616 as compared with the electrode material film 1602, and as a result, the capacitance between the facing transfer electrodes decreases. Needless to say, this works for driving the transfer electrodes at high speed.

【0089】以上のようにして、本実施例の構造をとる
ことにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送効率
の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転送電
極と配線とのコンタクトを形成し、かつより高速駆動に
適した転送電極構造を形成することができる。
As described above, by adopting the structure of this embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer without increasing the number of process steps and without deteriorating the transfer efficiency. In addition, a transfer electrode structure suitable for higher speed driving can be formed.

【0090】<実施例11>次に、本発明の第十一の実
施例の断面図を図17に示す。図17は、単層電極構造
で、転送電極の中間層を導電性の拡散・反応防止膜で構
成して転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置すると共に、導電性の拡散・反応防止膜を電
極材料膜と絶縁膜で覆った後に転送電極のパターニング
を行いかつその絶縁膜と電極材料膜と導電性の拡散・反
応防止膜の側壁に自己整合的にスペーサを設けた実施例
の断面図である。
<Embodiment 11> Next, a sectional view of an eleventh embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 17 shows a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of a conductive diffusion / reaction prevention film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and An embodiment in which the reaction prevention film is covered with an electrode material film and an insulating film, and then the transfer electrode is patterned, and a spacer is provided in a self-aligning manner on the side wall of the insulating film, the electrode material film, and the conductive diffusion / reaction prevention film. FIG.

【0091】本実施例の構造は基本的には図16に示さ
れる第十の実施例の構造に準じているが、導電性の拡散
・反応の防止膜が転送電極の中間層として設けられてい
る点が異なる。
The structure of this embodiment basically conforms to the structure of the tenth embodiment shown in FIG. 16, but a conductive diffusion / reaction preventing film is provided as an intermediate layer of the transfer electrode. The difference is.

【0092】図17で説明すると、転送電極は、例えば
多結晶シリコンからなる第一の電極材料膜1702と例
えばWからなる導電性の拡散・反応の防止膜1720と
例えば多結晶シリコンからなる第二の電極材料膜171
2とで構成され、その上に例えばシリコン酸化膜からな
る第二の絶縁膜1715が形成されている。そして、導
電性の拡散・反応の防止膜1720と第二の電極材料膜
1712と第二の絶縁膜1715の側壁に例えばシリコ
ン酸化膜からなるスペーサ1716が設けられている。
Referring to FIG. 17, the transfer electrode comprises a first electrode material film 1702 made of, for example, polycrystalline silicon, a conductive diffusion / reaction prevention film 1720 made of, for example, W, and a second electrode made of, for example, polycrystalline silicon. Electrode material film 171
2 and a second insulating film 1715 made of, for example, a silicon oxide film is formed thereon. A spacer 1716 made of, for example, a silicon oxide film is provided on the sidewalls of the conductive diffusion / reaction prevention film 1720, the second electrode material film 1712, and the second insulating film 1715.

【0093】本実施例は、第十の実施例と同様の効果を
有するが、導電性の拡散・反応の防止膜が転送電極の中
間層として設けられているので、導電性の拡散・反応の
防止膜を構成する元素のシリコン基板中への侵入を一層
抑制することができる。
This embodiment has the same effects as the tenth embodiment, but since the conductive diffusion / reaction preventing film is provided as the intermediate layer of the transfer electrode, the conductive diffusion / reaction is prevented. It is possible to further suppress the intrusion of the element forming the protective film into the silicon substrate.

【0094】なお、図13から図17で、1300,1
400,1500,1600,1700は第一導電型の半導
体基板(例えばp型半導体基板)を、1390,149
0,1590,1690,1790は第二導電型の転送
チャネル拡散層(例えばヒ素を拡散して形成したn型拡
散層)を、1301,1401,1501,1601,
1701は例えばシリコン酸化膜からなる第一の絶縁膜
を、1304,1404,1504,1604,1704は
例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜を、130
5,1405,1505,1605,1705は例えば
Alからなる配線を、1310,1410,1510,
1610,1710は例えばシリコン酸化膜に対するド
ライエッチまたはウエットエッチで形成されたコンタク
トホールを示す。
13 to 17, 1300, 1
400, 1500, 1600, 1700 are semiconductor substrates of the first conductivity type (for example, p-type semiconductor substrate) 1390, 149
Reference numerals 0, 1590, 1690, and 1790 denote transfer channel diffusion layers of the second conductivity type (for example, n-type diffusion layers formed by diffusing arsenic) 1301, 1401, 1501, 1601,
Reference numeral 1701 denotes a first insulating film made of, for example, a silicon oxide film, 1304, 1404, 1504, 1604, and 1704 denote interlayer insulating films made of, for example, a silicon oxide film.
5, 1405, 1505, 1605, 1705 are wirings made of, for example, Al, 1310, 1410, 1510,
Reference numerals 1610 and 1710 denote contact holes formed by dry etching or wet etching with respect to, for example, a silicon oxide film.

【0095】また、配線1305,1405,150
5,1605,1705としてAlもしくはAl合金系
材料を用い、電極材料膜1302,1402,150
2,1602及び第一の電極材料膜1702及び第二の電極
材料膜1712として多結晶シリコンまたはドープトシ
リコンまたはアモルファスシリコンを用いた場合、導電
性の拡散・反応の防止膜1320,1420,152
0,1620,1720としてはW,Ti,Moまたは
そのシリサイドまたはそれらの複合膜を、また、第二の
絶縁膜1315,1415,1515,1615,17
15としてはシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜また
はそれらの複合膜を用いることができる。また、導電性
のスペーサ1416としては、多結晶シリコンまたはド
ープトシリコンまたはアモルファスシリコンを用いても
よく、あるいはW,Ti,Moのシリサイドでも良い。
また、スペーサ1516,1616,1716として
は、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜または多結晶
シリコンまたはドープトシリコンまたはアモルファスシ
リコンでも良い(ただし、スペーサ1616及び171
6に多結晶シリコンまたはドープトシリコンまたはアモ
ルファスシリコン、W,Ti,Moのシリサイドなどの
導電性材料を用いた場合には、対向する転送電極間の寄
生容量を低減する効果は低下する)。
Further, wirings 1305, 1405, 150
Electrode material films 1302, 1402, 150 are formed of Al or Al alloy-based material as 5, 1605, 1705.
2, 1602 and the first electrode material film 1702 and the second electrode material film 1712 when polycrystalline silicon, doped silicon or amorphous silicon is used, conductive diffusion / reaction prevention films 1320, 1420, 152
0, 1620, 1720 is W, Ti, Mo or a silicide thereof or a composite film thereof, and second insulating films 1315, 1415, 1515, 1615, 17
As the material 15, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a composite film thereof can be used. As the conductive spacer 1416, polycrystalline silicon, doped silicon, or amorphous silicon may be used, or W, Ti, or Mo silicide may be used.
Further, as the spacers 1516, 1616, 1716, a silicon oxide film, a silicon nitride film, polycrystalline silicon, doped silicon, or amorphous silicon may be used (however, the spacers 1616 and 171).
When polycrystalline silicon, doped silicon, amorphous silicon, or a conductive material such as W, Ti, or Mo silicide is used for 6, the effect of reducing the parasitic capacitance between the transfer electrodes facing each other decreases.

【0096】<実施例12>次に、本発明の第十二の実
施例の断面図を図18ないし図22に示す。図18ない
し図22は、単層電極構造で、転送電極の中間層を絶縁
性の拡散・反応防止膜で構成して転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の側壁に自己整合的に形成した薄い接続層により、
絶縁性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料膜を接続し
た構造の製造方法を示す実施例である。
<Embodiment 12> Next, sectional views of a twelfth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 18 to 22 show a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction prevention film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and By the thin connection layer formed on the side wall of the
It is an example showing a method of manufacturing a structure in which electrode material films above and below an insulating diffusion / reaction preventing film are connected.

【0097】図18は、第一導電型の半導体基板180
0内に第二導電型の転送チャネル拡散層1890を形成
し、第一導電型の半導体基板1800の表面にゲート絶
縁膜となる第一の絶縁膜1801を、例えば熱酸化によ
り10nmないし200nm程度形成した後、第一の電
極材料膜1802を、例えば低圧CVD法により多結晶
シリコンを20nmないし200nm程度堆積・ドーピ
ングすることにより形成し、その上に絶縁性の拡散・反
応の防止膜1825を、例えば低圧CVD法によりシリ
コン酸化膜を10nmないし100nm程度堆積して形
成し、その上に第二の電極材料膜1812を例えば低圧
CVD法により多結晶シリコンを50nmないし300n
m程度堆積・ドーピングすることにより形成し、さらに
その上に第二の絶縁膜1815を、例えば低圧CVD法
によりシリコン酸化膜を50nmないし300nm程度
堆積して形成したところである。
FIG. 18 shows a semiconductor substrate 180 of the first conductivity type.
A transfer channel diffusion layer 1890 of the second conductivity type is formed in the semiconductor layer 0, and a first insulation film 1801 serving as a gate insulation film is formed on the surface of the semiconductor substrate 1800 of the first conductivity type by, for example, thermal oxidation to a thickness of about 10 nm to 200 nm. After that, a first electrode material film 1802 is formed by depositing and doping polycrystalline silicon by about 20 nm to 200 nm by, for example, a low pressure CVD method, and an insulating diffusion / reaction preventing film 1825 is formed thereon, for example. A silicon oxide film is deposited to a thickness of about 10 nm to 100 nm by a low pressure CVD method, and a second electrode material film 1812 is formed on the second electrode material film 1812 by, for example, a low pressure CVD method to form polycrystalline silicon in a thickness of 50 nm to 300 n.
The second insulating film 1815 is formed by depositing and doping for about m, and further, a second insulating film 1815 is formed by depositing a silicon oxide film by about 50 nm to 300 nm by, for example, a low pressure CVD method.

【0098】次に、転送電極をパターニングするための
マスクを用いて、第二の絶縁膜1815,第二の電極材料膜
1812,絶縁性の拡散・反応の防止膜1825,第一
の電極材料膜1802をエッチングする(図19)。
Next, using the mask for patterning the transfer electrode, the second insulating film 1815, the second electrode material film 1812, the insulating diffusion / reaction preventing film 1825, and the first electrode material film. 1802 is etched (FIG. 19).

【0099】さらに、第一の電極材料膜1802と第二
の電極材料膜1812とを接続するための第三の電極材
料膜1817を、例えば低圧CVD法により多結晶シリ
コンを50nmないし200nm程度堆積・ドーピング
することにより形成し、その上に第三の絶縁膜1818
を、例えば低圧CVD法によりシリコン酸化膜を50n
mないし300nm程度堆積して形成する(図20)。
この第三の絶縁膜1818はスペーサとなり第三の電極材料
膜1817をエッチングする際のマスクとなる。
Further, a third electrode material film 1817 for connecting the first electrode material film 1802 and the second electrode material film 1812 is deposited by, for example, low pressure CVD method to deposit polycrystalline silicon to a thickness of about 50 nm to 200 nm. It is formed by doping, and a third insulating film 1818 is formed thereon.
With a silicon oxide film of 50 n by, for example, a low pressure CVD method.
It is formed by depositing about m to 300 nm (FIG. 20).
The third insulating film 1818 serves as a spacer and serves as a mask when the third electrode material film 1817 is etched.

【0100】そして、例えばシリコン酸化膜に対する異
方性ドライエッチングを行うことにより、絶縁性のスペ
ーサ1816を側壁部分に自己整合的に形成し、この絶
縁性のスペーサ1816をマスクとして第三の電極材料
膜1817をエッチングする(図21)。
Then, for example, anisotropic dry etching is performed on the silicon oxide film to form the insulating spacer 1816 in the side wall portion in a self-aligned manner, and the insulating spacer 1816 is used as a mask for the third electrode material. The film 1817 is etched (FIG. 21).

【0101】最後に、層間絶縁膜1804として、例え
ばPSGを常圧CVD法により200nmないし700n
m程度堆積した後に、コンタクトホール1810を、例
えばシリコン酸化膜に対するドライエッチングにより開
口し、配線1805を、例えばAlをスパッタリングで
200nmないし1000nm程度堆積しパターニング
して完成する(図22)。
Finally, as the inter-layer insulation film 1804, for example, PSG is formed by the atmospheric pressure CVD method at 200 nm to 700 n.
After depositing about m, the contact hole 1810 is opened by, for example, dry etching with respect to the silicon oxide film, and the wiring 1805 is completed by depositing Al for about 200 nm to 1000 nm by sputtering and patterning (FIG. 22).

【0102】本実施例では、転送電極の中間層に絶縁性
の拡散・反応の防止膜1825を設けることにより、転
送チャネル拡散層1890の直上にコンタクトホール18
10を配置しても転送効率の劣化は生じない。また、単層
電極構造による利点は第五の実施例に述べた通りであ
る。また、第五の実施例の図9のように導電性のスペー
サで上下の電極層を接続した場合に比べると、本実施例
では絶縁性のスペーサ1816の幅の分だけ転送電極側
壁間の距離が大きくなっている領域が存在する。これに
より、隣接する転送電極間の最小距離を同じにして比較
すれば、転送電極の対向する側壁間に生じる寄生容量が
第五の実施例よりも小さくなり、より転送電極の高速駆
動に適した構造となる。
In this embodiment, by providing an insulating diffusion / reaction preventing film 1825 on the intermediate layer of the transfer electrode, the contact hole 18 is formed immediately above the transfer channel diffusion layer 1890.
Even if 10 is arranged, the transfer efficiency does not deteriorate. The advantage of the single-layer electrode structure is as described in the fifth embodiment. Further, compared with the case where the upper and lower electrode layers are connected by the conductive spacers as shown in FIG. 9 of the fifth embodiment, in this embodiment, the distance between the transfer electrode sidewalls is equal to the width of the insulating spacer 1816. There is an area where is large. As a result, if the same comparison is made with the minimum distance between the adjacent transfer electrodes, the parasitic capacitance generated between the opposing side walls of the transfer electrodes becomes smaller than that in the fifth embodiment, and it is more suitable for high-speed driving of the transfer electrodes. It becomes a structure.

【0103】また、上記のように、必要なマスクは転送
電極のパターニングのためのマスクだけであり、マスク
枚数の増加はない。
Further, as described above, the only masks required are those for patterning the transfer electrodes, and the number of masks does not increase.

【0104】以上のようにして、本実施例の製造方法を
とることにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送
効率の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転
送電極と配線とのコンタクトを形成し、しかも転送電極
間の寄生容量を小さくできる。
As described above, by adopting the manufacturing method of the present embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is formed on the transfer channel diffusion layer while suppressing the increase in the number of process steps and without deteriorating the transfer efficiency. In addition, the parasitic capacitance between the transfer electrodes can be reduced.

【0105】なお、第一ないし第三の電極材料膜180
2,1812,1817はドープトシリコンまたはアモ
ルファスシリコンでも良く、絶縁性の拡散・反応の防止
膜1825及び第二の絶縁膜1815及び第三の絶縁膜
1818はシリコン窒化膜もしくはシリコン酸化膜とシ
リコン窒化膜との複合膜でも良い。また、第三の電極材
料膜1817にW,Ti,Moまたはそのシリサイドま
たはそれらの複合膜を用いることも可能で、この場合、
転送電極側壁に斜めに入射する光の侵入を防止でき、ス
メア雑音を抑制することができる。
The first to third electrode material films 180
2, 1812 and 1817 may be doped silicon or amorphous silicon, and the insulating diffusion / reaction preventing film 1825, the second insulating film 1815 and the third insulating film 1818 are formed of a silicon nitride film or a silicon oxide film and a silicon nitride film. It may be a composite film with a film. Further, it is also possible to use W, Ti, Mo or a silicide thereof or a composite film thereof for the third electrode material film 1817. In this case,
Light that obliquely enters the transfer electrode sidewall can be prevented from entering, and smear noise can be suppressed.

【0106】また、多結晶シリコンからなる単層構造の
転送電極を覆うように導体膜を形成している従来例とし
て、特開平4−302151 号公報がある。この従来例では、
例えばW膜を多結晶シリコンからなる単層構造の転送電
極に選択的に成長させており、従って、転送電極の側壁
部分も含めて転送電極全体がW膜で覆われることにな
る。一方、本実施例の製造方法では、斜め入射光の侵入
防止に効果的な転送電極の側壁部分のみを遮光性材料で
覆うことができ、スメアを十分に抑圧しつつ、上記従来
例と比較して遮光性材料の露出面積が小さいという利点
を有する。
As a conventional example in which a conductor film is formed so as to cover a transfer electrode having a single-layer structure made of polycrystalline silicon, there is JP-A-4-302151. In this conventional example,
For example, the W film is selectively grown on the transfer electrode having a single layer structure made of polycrystalline silicon, and therefore the entire transfer electrode including the side wall portion of the transfer electrode is covered with the W film. On the other hand, in the manufacturing method of the present embodiment, only the side wall portion of the transfer electrode, which is effective in preventing the entrance of obliquely incident light, can be covered with the light-shielding material, and smears are sufficiently suppressed, while being compared with the above-mentioned conventional example. This has the advantage that the exposed area of the light-shielding material is small.

【0107】<実施例13>次に、本発明の第十三の実
施例の断面図を図23ないし図25に示す。図23ない
し図25は、単層電極構造で、転送電極の中間層を絶縁
性の拡散・反応防止膜で構成して転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の側壁に自己整合的に形成した2層の接続層によ
り、絶縁性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料膜を接
続した構造の製造方法を示す実施例である。
<Embodiment 13> Next, sectional views of a thirteenth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 23 to 25 show a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction prevention film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and 2 is an embodiment showing a method of manufacturing a structure in which the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction preventing film are connected by the two connecting layers formed on the side wall of the device in a self-aligned manner.

【0108】本実施例は、基本的には図18ないし図2
2に示された第十二の実施例に準じているが、第十二の
実施例では絶縁性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料
膜を接続するための接続層を1回で形成しているのに対
し、本実施例では2回に分けて形成している点が異な
る。
This embodiment is basically shown in FIGS.
According to the twelfth embodiment shown in FIG. 2, however, in the twelfth embodiment, a connection layer for connecting the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction prevention film is formed at one time. In contrast to this, the present embodiment is different in that it is formed twice.

【0109】以下、図で説明する。図23は、第十二の
実施例の図19に相当する構造に第三の電極材料膜23
17を、例えば低圧CVD法により多結晶シリコンを2
0nmないし100nm程度堆積・ドーピングすることに
より形成したところである。
The following is a description with reference to the drawings. FIG. 23 shows a structure similar to that of FIG. 19 of the twelfth embodiment, except that the third electrode material film 23
17 is made of polycrystalline silicon 2 by, for example, a low pressure CVD method.
It is formed by depositing and doping about 0 nm to 100 nm.

【0110】次に、第四の電極材料膜2319を、例え
ば低圧CVD法により多結晶シリコンを20nmないし
100nm程度堆積・ドーピングすることにより形成
し、その上にさらに第三の絶縁膜2318を、例えば低
圧CVD法によりシリコン酸化膜を50nmないし30
0nm程度堆積して形成する(図24)。
Next, a fourth electrode material film 2319 is formed, for example, by depositing and doping polycrystalline silicon by about 20 nm to 100 nm by a low pressure CVD method, and a third insulating film 2318 is further formed thereon, for example. A silicon oxide film of 50 nm to 30 is formed by the low pressure CVD method.
It is formed by depositing about 0 nm (FIG. 24).

【0111】そして、例えばシリコン酸化膜に対する異
方性ドライエッチングにより第三の絶縁膜2318から
絶縁性のスペーサ2316を作り、この絶縁性のスペー
サ2316をマスクとして第三及び第四の電極材料膜2
317,2319をエッチングする。さらに、層間絶縁
膜2304を、例えばPSGを常圧CVD法により20
0nmないし700nm程度堆積した後に、コンタクト
ホール2310を、例えばシリコン酸化膜に対するドラ
イエッチングにより開口し、配線2305を、例えばA
lをスパッタリングで200nmないし1000nm程
度堆積しパターニングして完成する(図25)。
Then, for example, anisotropic dry etching is performed on the silicon oxide film to form an insulating spacer 2316 from the third insulating film 2318, and using the insulating spacer 2316 as a mask, the third and fourth electrode material films 2 are formed.
317 and 2319 are etched. Further, the interlayer insulating film 2304 is formed by, for example, PSG using an atmospheric pressure CVD method to form 20
After depositing about 0 nm to 700 nm, the contact hole 2310 is opened by, for example, dry etching with respect to the silicon oxide film, and the wiring 2305 is formed by, for example, A.
l is deposited by sputtering to a thickness of about 200 nm to 1000 nm and patterned to complete (FIG. 25).

【0112】本実施例では、絶縁性の拡散・反応防止膜
の上下の電極材料膜を接続するための接続層を2回に分
けて形成している。このような製造方法をとることによ
り、1回目の第三の電極材料膜2317の膜厚を十分小
さくでき、これにより第三の電極材料膜2317の上か
らイオン打ち込みを障害なく行うことが可能となる。そ
して、最終的には第四の電極材料膜2319を重ねて形
成して、電極間隙をはさむ部分での電極の厚さを必要な
値にすることができる。このとき、第三の電極材料膜2
317と第四の電極材料膜2319の膜厚の和は、対向
する転送電極の容量を低減できなおかつ電極間隙下の転
送チャネル領域に対して適度なフリンジ電界が及ぶよう
な値にするのが望ましい。
In this embodiment, the connection layer for connecting the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction preventing film is formed in two steps. By adopting such a manufacturing method, the film thickness of the third electrode material film 2317 at the first time can be made sufficiently small, and thereby ion implantation can be performed from above the third electrode material film 2317 without trouble. Become. Finally, the fourth electrode material film 2319 is overlaid and formed so that the thickness of the electrode in the portion where the electrode gap is sandwiched can be set to a required value. At this time, the third electrode material film 2
It is desirable that the sum of the film thicknesses of 317 and the fourth electrode material film 2319 is set to a value that can reduce the capacitance of the transfer electrodes facing each other and that an appropriate fringe electric field can reach the transfer channel region below the electrode gap. .

【0113】なお、第三及び第四の電極材料膜231
7,2319はドープトシリコンまたはアモルファスシ
リコンでも良く、また、第三及び第四の電極材料膜23
17,2319にW,Ti,Moまたはそのシリサイド
またはそれらの複合膜を用いることも可能で、この場
合、転送電極側壁に斜めに入射する光の侵入を防止で
き、スメア雑音を抑制することができる。その他の部分
の材料については、第十二の実施例中の対応する部分に
関する記述に準ずる。
Incidentally, the third and fourth electrode material films 231.
7, 2319 may be doped silicon or amorphous silicon, and the third and fourth electrode material films 23
It is also possible to use W, Ti, Mo or a silicide thereof or a composite film thereof for 17, 2319. In this case, it is possible to prevent the obliquely incident light from entering the transfer electrode side wall and suppress smear noise. . The materials for the other parts are in accordance with the description for the corresponding parts in the twelfth embodiment.

【0114】また、2300は第一導電型の半導体基板
を、2301はゲート絶縁膜となる第一の絶縁膜を、2
390は第二導電型の転送チャネル拡散層を、2302
は第一の電極材料膜を、2325は絶縁性の拡散・反応
の防止膜を、2312は第二の電極材料膜を、2315
は第二の絶縁膜を示す。
Reference numeral 2300 is a semiconductor substrate of the first conductivity type, and 2301 is a first insulating film serving as a gate insulating film.
Reference numeral 390 denotes a second conductivity type transfer channel diffusion layer 2302.
Is a first electrode material film, 2325 is an insulating diffusion / reaction prevention film, 2312 is a second electrode material film, 2315.
Indicates a second insulating film.

【0115】<実施例14>次に、本発明の第十四の実
施例の断面図を図26ないし図28に示す。図26ない
し図28は、単層電極構造で、転送電極の中間層を絶縁
性の拡散・反応防止膜で構成して転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の側壁に自己整合的に形成した接続層により、絶縁
性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料膜を接続した構
造の製造方法を示す実施例であり、特に、接続層を自己
整合的に形成するためのスペーサを、接続層と同じ材料
で形成した場合を示している。
<Embodiment 14> Next, sectional views of a fourteenth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 26 to 28 show a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction preventing film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and 2 is an example showing a method for manufacturing a structure in which electrode material films above and below an insulating diffusion / reaction prevention film are connected by a connection layer formed in a self-aligning manner on the side wall of The case where the spacer for forming is formed of the same material as the connection layer is shown.

【0116】本実施例は、基本的には図18ないし図2
2に示された第十二の実施例に準じているが、第十二の
実施例でのスペーサ1816を絶縁膜ではなく電極材料
膜から形成している点が異なる。
This embodiment is basically shown in FIGS.
2 is similar to the twelfth embodiment shown in FIG. 2 except that the spacer 1816 in the twelfth embodiment is formed of an electrode material film instead of an insulating film.

【0117】以下、図で説明する。図26は、第十二の
実施例の図19に相当する構造に第三の電極材料膜26
17を、例えば低圧CVD法により多結晶シリコンを2
0nmないし100nm程度堆積・ドーピングすることに
より形成したところである。
The following is a description with reference to the drawings. FIG. 26 shows a structure corresponding to that of FIG. 19 of the twelfth embodiment, which has a third electrode material film 26.
17 is made of polycrystalline silicon 2 by, for example, a low pressure CVD method.
It is formed by depositing and doping about 0 nm to 100 nm.

【0118】次に、第四の電極材料膜2619を、例え
ば低圧CVD法により多結晶シリコンを50nmないし
300nm程度堆積・ドーピングすることにより形成す
る(図25)。このとき、第四の電極材料膜2619の
材料は第三の電極材料膜2617と同じものにする。
Next, a fourth electrode material film 2619 is formed by depositing and doping polycrystalline silicon to a thickness of about 50 nm to 300 nm by, for example, the low pressure CVD method (FIG. 25). At this time, the material of the fourth electrode material film 2619 is the same as that of the third electrode material film 2617.

【0119】そして、例えば多結晶シリコンに対する異
方性ドライエッチングにより第四の電極材料膜2619
からスペーサ2616を作り、そのまま第三の電極材料
膜2617をもエッチングする。さらに、層間絶縁膜2
604を、例えばPSGを常圧CVD法により200n
mないし700nm程度堆積した後に、コンタクトホー
ル2610を、例えばシリコン酸化膜に対するドライエ
ッチングにより開口し、配線2605を、例えばAlを
スパッタリングで200nmないし1000nm程度堆
積しパターニングして完成する(図28)。
Then, the fourth electrode material film 2619 is formed by, for example, anisotropic dry etching on polycrystalline silicon.
A spacer 2616 is formed from the above, and the third electrode material film 2617 is also etched as it is. Further, the interlayer insulating film 2
604, for example, PSG, 200n by atmospheric pressure CVD method
After depositing about m to 700 nm, the contact hole 2610 is opened by, for example, dry etching with respect to a silicon oxide film, and the wiring 2605 is completed by depositing Al for about 200 nm to 1000 nm by sputtering and patterning (FIG. 28).

【0120】本実施例では、絶縁性の拡散・反応防止膜
の上下の電極材料膜を接続するための接続層である第三
の電極材料膜2617とその接続層を自己整合的に形成
するためのスペーサ2616とを同一材料で形成してい
る。これにより、スペーサ2616の形成と第三の電極
材料膜2617のエッチング、すなわち転送電極の形成
とを同一工程内でエッチング対象を切り替えることなく
行えるので、第十二の実施例よりもプロセスを簡略化で
きる。ただし、転送電極間の寄生容量を低減する効果は
第十二の実施例の場合よりも小さくなる。
In this embodiment, in order to form the third electrode material film 2617 which is a connection layer for connecting the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction preventing film and the connection layer in a self-aligned manner. And the spacer 2616 are formed of the same material. Thereby, the formation of the spacer 2616 and the etching of the third electrode material film 2617, that is, the formation of the transfer electrode can be performed without changing the etching target in the same process, and thus the process is simplified as compared with the twelfth embodiment. it can. However, the effect of reducing the parasitic capacitance between the transfer electrodes is smaller than that in the twelfth embodiment.

【0121】なお、第三及び第四の電極材料膜261
7,2619はドープトシリコンまたはアモルファスシ
リコンでも良く、また、第三及び第四の電極材料膜26
17,2619にW,Ti,Moまたはそのシリサイド
またはそれらの複合膜を用いることも可能で、この場
合、転送電極側壁に斜めに入射する光の侵入を防止で
き、スメア雑音を抑制することができる。その他の部分
の材料については、第十二の実施例中の対応する部分に
関する記述に準じる。
The third and fourth electrode material films 261
7, 2619 may be doped silicon or amorphous silicon, and the third and fourth electrode material films 26
It is also possible to use W, Ti, Mo or a silicide thereof or a composite film thereof for 17, 2619. In this case, it is possible to prevent the obliquely incident light from entering the transfer electrode side wall and suppress smear noise. . For the materials of the other parts, the description of the corresponding parts in the twelfth embodiment is applied.

【0122】また、2600は第一導電型の半導体基板
を、2601はゲート絶縁膜となる第一の絶縁膜を、2
690は第二導電型の転送チャネル拡散層を、2602
は第一の電極材料膜を、2625は絶縁性の拡散・反応
の防止膜を、2612は第二の電極材料膜を、2615
は第二の絶縁膜を示す。
Further, 2600 is a semiconductor substrate of the first conductivity type, and 2601 is a first insulating film serving as a gate insulating film.
Reference numeral 690 denotes a second conductivity type transfer channel diffusion layer, 2602.
Is a first electrode material film, 2625 is an insulating diffusion / reaction prevention film, 2612 is a second electrode material film, 2615.
Indicates a second insulating film.

【0123】<実施例15>次に、本発明の第十五の実
施例の断面図を図29ないし図33に示す。図29ない
し図33は、単層電極構造で、転送電極の中間層を絶縁
性の拡散・反応防止膜で構成して転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の側壁に自己整合的に形成した接続層により、絶縁
性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料膜を接続した構
造の製造方法を示す実施例であり、特に、接続層を形成
する部分の下のゲート絶縁膜が転送電極形成の途中で露
出しないようにした場合を示している。
<Embodiment 15> Next, sectional views of the fifteenth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 29 to 33 show a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction prevention film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and Is a working example of a structure in which the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction preventing film are connected by a connection layer formed in a self-aligning manner on the side wall of The case where the lower gate insulating film is not exposed during the formation of the transfer electrode is shown.

【0124】図29は、第一導電型の半導体基板290
0内に第二導電型の転送チャネル拡散層2990を形成
し、第一導電型の半導体基板2900の表面にゲート絶
縁膜となる第一の絶縁膜2901を、例えば熱酸化によ
り10nmないし200nm程度形成した後、第一の電
極材料膜2902を、例えば低圧CVD法により多結晶
シリコンを20nmないし200nm程度堆積・ドーピ
ングすることにより形成し、その上に絶縁性の拡散・反
応の防止膜2925を、例えば低圧CVD法によりシリ
コン酸化膜を10nmないし100nm程度堆積して形
成し、その上に第二の電極材料膜2912を例えば低圧
CVD法により多結晶シリコンを50nmないし300n
m程度堆積・ドーピングすることにより形成し、さらに
その上に第二の絶縁膜2915を、例えば低圧CVD法
によりシリコン酸化膜を50nmないし300nm程度
堆積して形成したところである。
FIG. 29 shows a semiconductor substrate 290 of the first conductivity type.
0, a second conductivity type transfer channel diffusion layer 2990 is formed, and a first insulation film 2901 serving as a gate insulation film is formed on the surface of the first conductivity type semiconductor substrate 2900, for example, by thermal oxidation to a thickness of about 10 nm to 200 nm. After that, a first electrode material film 2902 is formed by depositing and doping polycrystalline silicon by about 20 nm to 200 nm by, for example, a low pressure CVD method, and an insulating diffusion / reaction preventing film 2925 having an insulating property is formed thereon, for example. A silicon oxide film is deposited to a thickness of about 10 nm to 100 nm by a low pressure CVD method, and a second electrode material film 2912 is formed on the second electrode material film 2912 by, for example, a low pressure CVD method to form polycrystalline silicon in a thickness of 50 nm to 300 n.
The second insulating film 2915 is formed by depositing and doping for about m, and further, a second insulating film 2915 is formed by depositing a silicon oxide film by about 50 nm to 300 nm by, for example, a low pressure CVD method.

【0125】次に、転送電極をパターニングするための
マスクを用いて、第二の絶縁膜2915,第二の電極材料膜
2912,絶縁性の拡散・反応の防止膜2925をエッ
チングする(図30)。
Next, the second insulating film 2915, the second electrode material film 2912, and the insulating diffusion / reaction prevention film 2925 are etched using a mask for patterning the transfer electrodes (FIG. 30). .

【0126】さらに、第一の電極材料膜2902と第二
の電極材料膜2912とを接続するための第三の電極材
料膜2919を、例えば低圧CVD法により多結晶シリ
コンを50nmないし300nm程度堆積・ドーピング
することにより形成する(図31)。
Further, a third electrode material film 2919 for connecting the first electrode material film 2902 and the second electrode material film 2912 is deposited, for example, by low pressure CVD with polycrystalline silicon deposited to a thickness of about 50 nm to 300 nm. It is formed by doping (FIG. 31).

【0127】そして、例えば多結晶シリコンに対する異
方性ドライエッチングを行うことにより、導電性のスペ
ーサ2916を側壁部分に自己整合的に形成し、さらに
この導電性のスペーサ2916をマスクとして第一の電
極材料膜2902をエッチングする(図32)。
Then, for example, anisotropic dry etching is performed on polycrystalline silicon to form conductive spacers 2916 on the side wall portions in a self-aligned manner, and the conductive spacers 2916 are used as a mask for the first electrode. The material film 2902 is etched (FIG. 32).

【0128】最後に、層間絶縁膜2904として、例え
ばPSGを常圧CVD法により200nmないし700n
m程度堆積した後に、コンタクトホール2910を、例
えばシリコン酸化膜に対するドライエッチングにより開
口し、配線2905を、例えばAlをスパッタリングで
200nmないし1000nm程度堆積しパターニング
して完成する(図33)。
Finally, as the interlayer insulating film 2904, for example, PSG is formed by the atmospheric pressure CVD method at 200 nm to 700 n.
After depositing about m, the contact hole 2910 is opened by, for example, dry etching with respect to the silicon oxide film, and the wiring 2905 is completed by depositing Al for about 200 nm to 1000 nm by sputtering and patterning (FIG. 33).

【0129】本実施例では、転送電極の中間層に絶縁性
の拡散・反応の防止膜2925を設けることにより、転
送チャネル拡散層2990の直上にコンタクトホール29
10を配置しても転送効率の劣化は生じない。また、単層
電極構造による利点は第五の実施例に述べた通りであ
る。さらに、スペーサ2916による転送電極間間隙の
縮小の利点については第九の実施例で述べた通りであ
る。
In this embodiment, by providing an insulating diffusion / reaction preventing film 2925 in the intermediate layer of the transfer electrode, the contact hole 29 is formed immediately above the transfer channel diffusion layer 2990.
Even if 10 is arranged, the transfer efficiency does not deteriorate. The advantage of the single-layer electrode structure is as described in the fifth embodiment. Further, the advantage of reducing the gap between the transfer electrodes by the spacer 2916 is as described in the ninth embodiment.

【0130】しかも、第十二ないし第十四の実施例で
は、スペーサが形成される部分で、ゲート絶縁膜となる
第一の絶縁膜が電極材料膜のパターニングの際に一度露
出するのに対し、本実施例ではスペーサ2916をマス
クとして形成される電極部分のゲート絶縁膜となる第一
の絶縁膜2901は電極材料膜2902に覆われたまま
であり露出することはない。このため、本実施例の構造
では第一の絶縁膜2901の汚染や損傷が抑制され、耐圧劣
化などの問題が起こるおそれが少ない。
Moreover, in the twelfth to fourteenth embodiments, the first insulating film serving as the gate insulating film is exposed once at the time of patterning the electrode material film in the portion where the spacer is formed. In this embodiment, the first insulating film 2901 serving as the gate insulating film of the electrode portion formed by using the spacer 2916 as a mask is still covered with the electrode material film 2902 and is not exposed. For this reason, in the structure of the present embodiment, the contamination and damage of the first insulating film 2901 are suppressed, and there is little possibility that problems such as deterioration of breakdown voltage will occur.

【0131】また、図30から図32までの説明に示し
たように、必要なマスクは転送電極のパターニングのた
めのマスクだけであり、マスク枚数の増加はない。
Further, as shown in the description of FIGS. 30 to 32, the only masks required are those for patterning the transfer electrodes, and the number of masks does not increase.

【0132】以上のようにして、本実施例の製造方法を
とることにより、プロセス工程数の増加を抑えかつ転送
効率の劣化を生じることなく転送チャネル拡散層上で転
送電極と配線とのコンタクトを形成し、しかも転送電極
端部のゲート絶縁膜劣化を抑制することができる。
As described above, by adopting the manufacturing method of the present embodiment, the contact between the transfer electrode and the wiring is made on the transfer channel diffusion layer without suppressing the increase in the number of process steps and without causing the deterioration of the transfer efficiency. It is possible to suppress the deterioration of the gate insulating film formed at the end of the transfer electrode.

【0133】なお、第一ないし第三の電極材料膜290
2,2912,2919はドープトシリコンまたはアモ
ルファスシリコンでも良く、絶縁性の拡散・反応の防止
膜2925及び第二の絶縁膜2915はシリコン窒化膜
もしくはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との複合膜で
も良い。また、第三の電極材料膜2919にW,Ti,
Moまたはそのシリサイドまたはそれらの複合膜を用い
ることも可能で、この場合、転送電極側壁に斜めに入射
する光の侵入を防止でき、スメア雑音を抑制することが
できる。
The first to third electrode material films 290
2, 2912 and 2919 may be doped silicon or amorphous silicon, and the insulating diffusion / reaction preventing film 2925 and the second insulating film 2915 may be a silicon nitride film or a composite film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. . In addition, W, Ti,
It is also possible to use Mo or a silicide thereof or a composite film thereof, and in this case, it is possible to prevent intrusion of light obliquely incident on the side wall of the transfer electrode and suppress smear noise.

【0134】<実施例16>次に、本発明の第十六の実
施例の断面図を図34ないし図36に示す。図34ない
し図36は、単層電極構造で、転送電極の中間層を絶縁
性の拡散・反応防止膜で構成して転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の側壁に自己整合的に形成した接続層により、絶縁
性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料膜を接続した構
造の製造方法を示す実施例であり、特に、接続層を形成
する部分のゲート絶縁膜が転送電極形成の途中で露出し
ないようにした場合の他の例を示している。
<Embodiment 16> Next, sectional views of a sixteenth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 34 to 36 show a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction preventing film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and Is a working example of a structure in which the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction preventing film are connected by a connection layer formed in a self-aligning manner on the side wall of Another example is shown in which the gate insulating film is not exposed during the formation of the transfer electrode.

【0135】本実施例は、基本的には図29ないし図3
3に示された第十五の実施例に準じているが、第十五の
実施例では絶縁性の拡散・反応の防止膜の上下の電極材
料膜を接続するのに導電性のスペーサを用いたのに対
し、本実施例では接続のための電極材料膜をスペーサに
加工せず、その上に絶縁性のスペーサを形成して転送電
極を形成している点が異なる。
This embodiment is basically the same as that shown in FIGS.
According to the fifteenth embodiment shown in FIG. 3, a conductive spacer is used to connect the electrode material film above and below the insulating diffusion / reaction prevention film in the fifteenth embodiment. In contrast to this, in the present embodiment, the electrode material film for connection is not processed into a spacer, but an insulating spacer is formed thereon to form a transfer electrode.

【0136】以下、図で説明する。図34は、第十五の
実施例の図30に相当する構造に対し、第三の電極材料
膜3417を、例えば低圧CVD法により多結晶シリコ
ンを20nmないし100nm程度堆積・ドーピングす
ることにより形成し、さらに第三の絶縁膜3419を、
例えば低圧CVD法によりシリコン酸化膜を50nmな
いし300nm程度堆積して形成したところである。
The following is a description with reference to the drawings. In FIG. 34, a third electrode material film 3417 is formed by depositing / doping polycrystalline silicon to a thickness of about 20 nm to 100 nm by, for example, a low pressure CVD method in the structure corresponding to that of FIG. 30 of the fifteenth embodiment. , A third insulating film 3419,
For example, it is just formed by depositing a silicon oxide film of about 50 nm to 300 nm by the low pressure CVD method.

【0137】次に、例えばシリコン酸化膜に対する異方
性ドライエッチングにより第三の絶縁膜3419からス
ペーサ3416を作り、このスペーサ3416をマスク
として第一及び第三の電極材料膜3402,3417を
エッチングする(図35)。
Next, a spacer 3416 is formed from the third insulating film 3419 by, for example, anisotropic dry etching with respect to a silicon oxide film, and the first and third electrode material films 3402 and 3417 are etched using the spacer 3416 as a mask. (FIG. 35).

【0138】さらに、層間絶縁膜3404を、例えばP
SGを常圧CVD法により200nmないし700nm程
度堆積した後に、コンタクトホール3410を、例えば
シリコン酸化膜に対するドライエッチングにより開口
し、配線3405を、例えばAlをスパッタリングで2
00nmないし1000nm程度堆積しパターニングし
て完成する(図36)。
Further, the interlayer insulating film 3404 is formed, for example, with P
After SG is deposited to a thickness of about 200 nm to 700 nm by the atmospheric pressure CVD method, a contact hole 3410 is formed by dry etching with respect to, for example, a silicon oxide film, and a wiring 3405 is formed by sputtering, for example, Al.
It is completed by depositing and patterning about 00 nm to 1000 nm (FIG. 36).

【0139】本実施例では、隣接する転送電極間の最小
距離を同じにした場合、図29ないし図33に示される
第十五の実施例のように導電性のスペーサで上下の電極
層を接続した場合に比べると、絶縁性のスペーサ341
6の幅の分だけ転送電極側壁間の距離が大きくなってい
る領域が存在する。これにより、転送電極の対向する側
壁間に生じる寄生容量が第十五の実施例よりも小さくな
り、より転送電極の高速駆動に適した構造となる。
In this embodiment, when the minimum distance between adjacent transfer electrodes is the same, the upper and lower electrode layers are connected by a conductive spacer as in the fifteenth embodiment shown in FIGS. 29 to 33. Insulating spacer 341 compared to the case of
There is a region in which the distance between the transfer electrode sidewalls is increased by the width of 6. As a result, the parasitic capacitance generated between the opposite side walls of the transfer electrode becomes smaller than that in the fifteenth embodiment, and the structure is more suitable for high-speed driving of the transfer electrode.

【0140】なお、第三の電極材料膜3417はドープ
トシリコンまたはアモルファスシリコンでも良く、ま
た、第三の電極材料膜3417にW,Ti,Moまたは
そのシリサイドまたはそれらの複合膜を用いることも可
能で、この場合、転送電極側壁に斜めに入射する光の侵
入を防止でき、スメア雑音を抑制することができる。そ
の他の部分の材料については、第十五の実施例中の対応
する部分に関する記述に準ずる。
The third electrode material film 3417 may be doped silicon or amorphous silicon, and the third electrode material film 3417 may be made of W, Ti, Mo or a silicide thereof or a composite film thereof. In this case, therefore, it is possible to prevent the light obliquely incident on the side wall of the transfer electrode from entering and suppress smear noise. The materials for the other parts are in accordance with the description of the corresponding parts in the fifteenth embodiment.

【0141】また、3400は第一導電型の半導体基板
を、3401はゲート絶縁膜となる第一の絶縁膜を、3
490は第二導電型の転送チャネル拡散層を、3402
は第一の電極材料膜を、3425は絶縁性の拡散・反応
の防止膜を、3412は第二の電極材料膜を、3415
は第二の絶縁膜を示す。
Further, 3400 is a first conductivity type semiconductor substrate, and 3401 is a first insulating film serving as a gate insulating film.
Reference numeral 490 denotes a second conductivity type transfer channel diffusion layer 3402.
Is a first electrode material film, 3425 is an insulating diffusion / reaction prevention film, 3412 is a second electrode material film, 3415.
Indicates a second insulating film.

【0142】<実施例17>次に、本発明の第十七の実
施例の断面図を図37に示す。図37は、単層電極構造
で、転送電極の中間層を絶縁性の拡散・反応防止膜で構
成して転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置すると共に、転送電極の側壁に自己整合的に
形成した接続層により、絶縁性の拡散・反応防止膜の上
下の電極材料膜を接続した構造の製造方法で、特に、転
送電極の最上層に高融点金属を、接続層に高融点金属シ
リサイドを用いた場合の実施例を示している。
<Embodiment 17> Next, FIG. 37 shows a sectional view of a seventeenth embodiment of the present invention. FIG. 37 shows a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction preventing film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and at the side wall of the transfer electrode. A manufacturing method of a structure in which the electrode material films above and below the insulating diffusion / reaction prevention film are connected by the connection layer formed in a self-aligning manner. An example in which a melting point metal silicide is used is shown.

【0143】本実施例の構造は、基本的には図34ない
し図36に示される第十六の実施例の構造に準じている
が、第一の電極材料膜にはシリコン系の材料を、第二の
電極材料膜には高融点金属を、第三の電極材料膜には高
融点金属シリサイドを用いている点が異なる。
The structure of this embodiment is basically similar to the structure of the sixteenth embodiment shown in FIGS. 34 to 36, but a silicon-based material is used for the first electrode material film. The difference is that refractory metal is used for the second electrode material film and refractory metal silicide is used for the third electrode material film.

【0144】具体的には、第一導電型の半導体基板37
00の中に第二導電型の転送チャネル拡散層3790が
形成されており、更に、ゲート絶縁膜となる第一の絶縁
膜3701を介してCCDを駆動する複数の転送電極が
配置されており、この転送電極は、第一の電極材料膜3
702と絶縁性の拡散・反応の防止膜3725と第二の
電極材料膜3712と第二の絶縁膜3715と第三の電
極材料膜3717と絶縁性のスペーサ3716とからな
っている。また、転送電極と配線3705との間には層
間絶縁膜3704が形成されている。また、配線370
5は転送チャネル拡散層3790の上に配置されたコン
タクトホール3710を介して図37中央の転送電極に
接続されている。
Specifically, the first conductivity type semiconductor substrate 37.
00, a second conductivity type transfer channel diffusion layer 3790 is formed, and further, a plurality of transfer electrodes for driving the CCD are arranged through a first insulating film 3701 which is a gate insulating film, This transfer electrode is the first electrode material film 3
702, an insulating diffusion / reaction preventing film 3725, a second electrode material film 3712, a second insulating film 3715, a third electrode material film 3717, and an insulating spacer 3716. An interlayer insulating film 3704 is formed between the transfer electrode and the wiring 3705. Also, the wiring 370
Reference numeral 5 is connected to the transfer electrode in the center of FIG. 37 through a contact hole 3710 arranged on the transfer channel diffusion layer 3790.

【0145】そして、ここで、第一の電極材料膜370
2は、例えば低圧CVD法により多結晶シリコンを20
nmないし200nm程度堆積・ドーピングすることに
より、絶縁性の拡散・反応の防止膜は、例えば低圧CV
D法によりシリコン酸化膜を10nmないし100nm
程度堆積することにより、第二の電極材料膜は、例えば
低圧CVD法によりWを50nmないし300nm程度
堆積することにより形成し、第三の電極材料膜3717
は、例えば低圧CVD法によりWのシリサイド膜を20
nmないし200nm程度堆積して形成し、配線370
5は、例えばAlをスパッタリングで200nmないし
1000nm程度堆積して形成している。
Then, here, the first electrode material film 370 is formed.
2 is, for example, 20% polycrystalline silicon by a low pressure CVD method.
The insulating diffusion / reaction prevention film is formed by, for example, low-voltage CV by depositing / doping of about 200 nm to 200 nm.
Silicon oxide film 10 nm to 100 nm by D method
The third electrode material film 3717 is formed by depositing W to a thickness of about 50 nm to 300 nm by, for example, a low pressure CVD method.
Is used to form a W silicide film by a low pressure CVD method.
and a wiring 370.
5 is formed by depositing Al, for example, by sputtering to a thickness of about 200 nm to 1000 nm.

【0146】本実施例では、第二の電極材料膜3712
に例えばWのような高融点金属を用いており、この材料
自体拡散・反応の防止膜となるため、第一の電極材料膜
3702の仕事関数変化は防止される。また、Wのような高
融点金属とシリコン系材料が直接接触していない構造の
ため、高温の熱処理を加える必要のあるときに、その熱
処理によって高融点金属のシリサイド化反応が起こるの
を抑制することができる。
In this embodiment, the second electrode material film 3712 is used.
For example, a refractory metal such as W is used for the first electrode material film because this material itself serves as a diffusion / reaction prevention film.
The work function change of 3702 is prevented. Further, since the refractory metal such as W and the silicon-based material are not in direct contact with each other, it is possible to suppress the silicidation reaction of the refractory metal due to the heat treatment when the heat treatment at a high temperature is required. be able to.

【0147】<実施例18>次に、本発明の第十八の実
施例の断面図を図38ないし図40に示す。図38ない
し図40は、単層電極構造で、転送電極の中間層を絶縁
性の拡散・反応防止膜で構成して転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の側壁に自己整合的に形成した接続層により、絶縁
性の拡散・反応防止膜の上下の電極材料膜を接続した構
造の製造方法で、特に、接続層を遮光性の材料で構成す
ると共に、隣接転送電極間の接続層の最小間隔を入射光
の波長との関係で規定した場合の実施例を示している。
<Embodiment 18> Next, sectional views of an eighteenth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 38 to 40 show a single-layer electrode structure, in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction preventing film to arrange the contact between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region, and In the manufacturing method of the structure in which the electrode material film above and below the insulating diffusion / reaction prevention film is connected by the connection layer formed in the side wall of the self-alignment, in particular, the connection layer is made of a light-shielding material, An example is shown in which the minimum distance between the connection layers between adjacent transfer electrodes is defined in relation to the wavelength of incident light.

【0148】本実施例は、図38(a)は第十二の実施
例の図22、図39(a)は第十五の実施例の図33、
図40(a)は第十六の実施例の図36にそれぞれ準じ
ているが、以下の2点で異なる。
In this embodiment, FIG. 38A shows the twelfth embodiment shown in FIG. 22, FIG. 39A shows the fifteenth embodiment shown in FIG.
FIG. 40 (a) conforms to FIG. 36 of the sixteenth embodiment, respectively, but differs in the following two points.

【0149】(1)転送電極中間の絶縁性の拡散・反応
防止膜の上下の電極層を接続するための接続層、すなわ
ち図38の第三の電極材料膜3817、図39の導電性
のスペーサ3916、及び図40の第三の電極材料膜4
017が遮光性材料から構成されていること。
(1) A connection layer for connecting the upper and lower electrode layers of the insulating diffusion / reaction preventing film in the middle of the transfer electrode, that is, the third electrode material film 3817 in FIG. 38 and the conductive spacer in FIG. 39. 3916, and the third electrode material film 4 of FIG.
017 is composed of a light-shielding material.

【0150】(2)図38ないし図40で、この接続層
の最小間隔wがλ/2n(λは入射光の波長であり、n
は接続層にはさまれた領域に埋め込まれた物質の屈折率
で、図38ないし図40では、それぞれ層間絶縁膜38
04,3904,4004の屈折率を示す)以下の値と
なっていること。
(2) In FIGS. 38 to 40, the minimum interval w of this connection layer is λ / 2n (λ is the wavelength of incident light, and n
Is the refractive index of the material embedded in the region sandwiched by the connection layers. In FIGS.
(Indicating the refractive index of 04, 3904, 4004)) or less.

【0151】ここで、各図(a)は信号電荷の転送方向
に平行な方向の断面図であり、各図(b)は信号電荷の
転送方向に垂直な方向の断面図である。
Here, each figure (a) is a sectional view in a direction parallel to the signal charge transfer direction, and each figure (b) is a sectional view perpendicular to the signal charge transfer direction.

【0152】本実施例では、転送電極の側壁に遮光性の
材料で絶縁性の拡散・反応防止膜の上下の電極層を接続
するための接続層を形成することにより、側方から入射
する光、特に、各図(b)で、配線3805,390
5,4005と第一導電型の半導体基板3800,39
00,4000とではさまれた層間絶縁膜3804,3
904,4004の内部を伝わった光がCCDに入り込
むのを防ぐことができる。また、この場合でも、転送電
極の間隙部分から光がCCDに入り込み得るが、遮光性
材料で形成された接続層の最小間隔をλ/2n以下とす
ることで、このような光の漏れ込みをも抑止できる。な
ぜなら、λ/2nは、光導波路における幾何光学的カッ
トオフ波長であり、λ以上の波長を持つ光はλ/2n以
下の間隔を持つ、遮光性材料にはさまれた間隙を通過す
るとき減衰するからである。
In this embodiment, by forming a connection layer for connecting the upper and lower electrode layers of the insulating diffusion / reaction preventing film of a light-shielding material on the side wall of the transfer electrode, the light incident from the side is formed. In particular, in each figure (b), the wiring 3805, 390
5,4005 and first conductivity type semiconductor substrates 3800,39
Interlayer insulating films 3804 and 3 sandwiched between 00 and 4000
It is possible to prevent the light transmitted inside the 904 and 4004 from entering the CCD. Also in this case, light can enter the CCD through the gaps between the transfer electrodes, but such a leak of light can be prevented by setting the minimum gap between the connection layers formed of the light-shielding material to λ / 2n or less. Can be suppressed. Because λ / 2n is the geometrical optical cutoff wavelength in the optical waveguide, light having a wavelength of λ or more is attenuated when passing through the gap sandwiched by the light-shielding material, which has an interval of λ / 2n or less. Because it does.

【0153】なお、接続層を形成するための遮光性材料
としては、W,Ti,Moまたはそのシリサイドまたは
それらの複合膜を用いることができる。
As the light-shielding material for forming the connection layer, W, Ti, Mo, a silicide thereof, or a composite film thereof can be used.

【0154】また、単層構造の転送電極の電極間間隔を
λ/2n以下とすることにより電極間間隙からの光の侵
入を防止している従来例としては、特開平4−99381号公
報がある。この従来例では、具体的な転送電極材料及び
その材料の転送電極における使用位置については特段の
配慮はなされておらず、転送電極材料として多結晶シリ
コンを用いることが述べられているに留まっている。一
方、本実施例では、例えば上記W,Ti,Moまたはそ
のシリサイドまたはそれらの複合膜のような遮光性材料
を転送電極の側壁部分に限定して用いることにより、電
極間間隙から侵入する光の減衰はもとより、転送電極側
壁から転送電極内部を透過して転送チャネル内部に入り
込む光をも抑圧することができるという利点を有する。
また、上記遮光性材料を局所的に用いることによって、
遮光性材料の露出面積が小さくなる効果もある。
As a conventional example in which light is prevented from entering through the interelectrode gap by setting the interelectrode gap of the single-layer structure transfer electrode to λ / 2n or less, Japanese Patent Laid-Open No. 4-99381 is disclosed. is there. In this conventional example, no particular consideration is given to the specific transfer electrode material and the use position of the material in the transfer electrode, and only the use of polycrystalline silicon as the transfer electrode material is described. . On the other hand, in the present embodiment, for example, the light-shielding material such as W, Ti, Mo or the silicide thereof or the composite film thereof is used only in the side wall portion of the transfer electrode, so that the light entering through the inter-electrode gap can be prevented. It has an advantage that not only the attenuation but also the light transmitted from the side wall of the transfer electrode to the inside of the transfer electrode and entering the inside of the transfer channel can be suppressed.
Further, by locally using the light-shielding material,
It also has the effect of reducing the exposed area of the light-shielding material.

【0155】図38ないし図40中の番号はそれぞれ、
3890,3990,4090が第二導電型の転送チャ
ネル拡散層を、3801,3901,4001が第一の
絶縁膜を、3802、3902、4002が第一の電極
材料膜を、3825,3925,4025が絶縁性の拡散・
反応の防止膜を、3812,3912,4012が第二
の電極材料膜を、3815,3915,4015が第二
の絶縁膜を、3816,4016はスペーサを、381
0,3910,4010がコンタクトホールを示す。
The numbers in FIGS. 38 to 40 are respectively
3890, 3990 and 4090 are transfer channel diffusion layers of the second conductivity type, 3801, 3901 and 4001 are first insulating films, 3802, 3902 and 4002 are first electrode material films, and 3825, 3925 and 4025 are Insulating diffusion
3812, 3912, 4012 are second electrode material films, 3815, 3915, 4015 are second insulating films, 3816, 4016 are spacers, 381
Reference numerals 0, 3910 and 4010 indicate contact holes.

【0156】<実施例19>次に、本発明の第十九の実
施例の断面図を図41ないし図49に示す。図41ない
し図49は、単層電極構造で、転送電極の中間層をシリ
コン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応防止膜で構成して
転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタクトを
配置すると共に、必要な電気特性を実現する上で最適な
ゲート絶縁膜厚を得るために、素子上で各デバイスに応
じてゲート絶縁膜厚を変えることのできる製造方法を示
す実施例である。
<Embodiment 19> Next, sectional views of a nineteenth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 41 to 49 show a single-layer electrode structure in which the intermediate layer of the transfer electrode is formed of an insulating diffusion / reaction preventing film including a silicon nitride film, and the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region. In addition, it is an embodiment showing a manufacturing method in which the gate insulating film thickness can be changed on the device according to each device in order to obtain the optimum gate insulating film thickness for realizing the necessary electric characteristics.

【0157】図41は、第一導電型の半導体基板410
0の表面にゲート絶縁膜となる第一の絶縁膜4101
を、例えば熱酸化により10nmないし200nm程度
形成した後、第一の電極材料膜4102を、例えば低圧
CVD法により多結晶シリコンを20nmないし200
nm程度堆積・ドーピングすることにより形成し、その
上にシリコン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応の防止膜
4125を、例えば低圧CVD法によりシリコン窒化膜
を10nmないし100nm程度堆積して形成したとこ
ろである。
FIG. 41 shows a semiconductor substrate 410 of the first conductivity type.
On the surface of the first insulating film 4101 to be a gate insulating film.
Of 10 nm to 200 nm is formed by, for example, thermal oxidation, and then the first electrode material film 4102 is formed of polycrystalline silicon of 20 nm to 200 nm by, for example, a low pressure CVD method.
It is formed by depositing / doping to a thickness of about nm, and an insulating diffusion / reaction preventing film 4125 containing a silicon nitride film is formed thereon by depositing a silicon nitride film of about 10 nm to 100 nm by, for example, a low pressure CVD method. is there.

【0158】次に、第一の絶縁膜4101をそのまま残
しておきたい部分を覆うようにレジスト4191をパタ
ーニングして形成する(図42)。
Next, a resist 4191 is formed by patterning so as to cover the portion where the first insulating film 4101 is to be left as it is (FIG. 42).

【0159】次に、例えばドライエッチングにより、シ
リコン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応の防止膜412
5と第一の電極材料膜4102とをレジスト4191を
マスクとしてエッチングする(図43)。こうして、第
一の領域4195と第二の領域4196とが定義され
る。
Next, by dry etching, for example, an insulating diffusion / reaction preventing film 412 containing a silicon nitride film is formed.
5 and the first electrode material film 4102 are etched using the resist 4191 as a mask (FIG. 43). In this way, the first area 4195 and the second area 4196 are defined.

【0160】さらに、第一の絶縁膜4101を、レジス
ト4191をマスクとして、またはレジスト4191を
除去してからシリコン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応
の防止膜4125をマスクとして、例えばウエットエッ
チングにより除去し、第一導電型の半導体基板4100
の表面を露出させる(図44)。
Further, the first insulating film 4101 is formed by, for example, wet etching using the resist 4191 as a mask, or after removing the resist 4191 and using the insulating diffusion / reaction preventing film 4125 containing a silicon nitride film as a mask. Removed, first conductivity type semiconductor substrate 4100
The surface of is exposed (FIG. 44).

【0161】次に、露出した第一導電型の半導体基板4
100の表面に第二の絶縁膜4192を、例えば熱酸化によ
り10nmないし200nm程度形成して、第一の絶縁
膜4101が形成された第一の領域4195と第二の絶
縁膜が形成された第二の領域4196ができる(図4
5)。このとき、第一の領域4195はシリコン窒化膜
を含む絶縁性の拡散・反応の防止膜4125に覆われて
おり、従って第二の絶縁膜4192を形成する際の熱酸
化などの影響を受けることがなく、膜厚は変化しない。
また、第一の絶縁膜4101は、第二の絶縁膜4192
を形成するまでの間に施されるレジスト形成,レジスト
除去,ドライ又はウエットエッチング等の工程で、シリ
コン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応の防止膜4125
に覆われているので、レジストやエッチング液やエッチ
ングプラズマ等に直接曝されることがなく、エッチング
による損傷や不純物による汚染を防ぐことができる。こ
れにより、第一の絶縁膜4101の耐圧低下や表面準位
の増加を抑えることができる。
Next, the exposed semiconductor substrate 4 of the first conductivity type
A second insulating film 4192 is formed on the surface of 100 by, for example, thermal oxidation to a thickness of about 10 nm to 200 nm to form a first region 4195 having the first insulating film 4101 and a second insulating film formed thereon. A second region 4196 is created (Fig. 4
5). At this time, the first region 4195 is covered with the insulating diffusion / reaction preventing film 4125 containing a silicon nitride film, and thus is affected by thermal oxidation or the like when forming the second insulating film 4192. The film thickness does not change.
In addition, the first insulating film 4101 is the second insulating film 4192.
Insulating diffusion / reaction prevention film 4125 containing a silicon nitride film in a process such as resist formation, resist removal, dry or wet etching performed until the formation of
Since it is covered with, it is not directly exposed to the resist, etching solution, etching plasma, etc., and damage due to etching and contamination with impurities can be prevented. This can prevent a decrease in withstand voltage and an increase in surface level of the first insulating film 4101.

【0162】なお、この図では第一の絶縁膜4101の
膜厚よりも第二の絶縁膜4192の膜厚を小さくした場
合を示しているが、必要な素子特性に応じて逆に第二の
絶縁膜4192の膜厚を大きくすることも可能である。
また、第一の絶縁膜4101と第二の絶縁膜4192と
で膜種を変えることも可能であり、例えば第一の絶縁膜
をシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との複合膜とし、第
二の絶縁膜をシリコン酸化膜のみとすることもできる。
Although this figure shows the case where the thickness of the second insulating film 4192 is made smaller than that of the first insulating film 4101, the second insulating film 4192 is made to have the second insulating film 4192 conversely according to the required element characteristics. The thickness of the insulating film 4192 can be increased.
It is also possible to change the film type between the first insulating film 4101 and the second insulating film 4192. For example, the first insulating film is a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film, and the second insulating film is The insulating film may be a silicon oxide film only.

【0163】次に、第一の領域4195と第二の領域4
196でのゲート電極をなす第二の電極材料膜4112
を、例えば低圧CVD法により多結晶シリコンを50n
mないし300nm程度堆積・ドーピングすることによ
り形成する(図46)。
Next, the first area 4195 and the second area 4
Second electrode material film 4112 forming the gate electrode at 196
Of polycrystalline silicon by, for example, a low pressure CVD method.
It is formed by depositing and doping about m to 300 nm (FIG. 46).

【0164】そして、第一の領域4195では第二の電
極材料膜4112とシリコン窒化膜を含む絶縁性の拡散
・反応の防止膜4125とを、また第二の領域4196
では第二の電極材料膜4112のみをパターニングした
後、第一の領域4195で第一の電極材料膜4102と
第二の電極材料膜4112とを接続するための第三の電
極材料膜4117を、例えば低圧CVD法により多結晶
シリコンを50nmないし200nm程度堆積・ドーピ
ングすることにより形成し、さらにスペーサ4116
を、例えば低圧CVD法によりシリコン酸化膜を50n
mないし300nm程度堆積した後シリコン酸化膜に対
する異方性ドライエッチングを行うことにより形成す
る。次にこのスペーサ4116をマスクとして第一の領
域4195では第三の電極材料膜4117と第一の電極
材料膜4102とをエッチングして切断し、第二の領域
4196では第三の電極材料膜4117をエッチングし
て切断する(図47)。
Then, in the first region 4195, the second electrode material film 4112 and the insulating diffusion / reaction preventing film 4125 containing a silicon nitride film are formed, and in the second region 4196.
Then, after patterning only the second electrode material film 4112, a third electrode material film 4117 for connecting the first electrode material film 4102 and the second electrode material film 4112 is formed in the first region 4195. For example, it is formed by depositing and doping polycrystalline silicon with a thickness of about 50 nm to 200 nm by a low pressure CVD method, and further, a spacer 4116.
With a silicon oxide film of 50 n by, for example, a low pressure CVD method.
After depositing about m to 300 nm, it is formed by performing anisotropic dry etching on the silicon oxide film. Next, using the spacer 4116 as a mask, the third electrode material film 4117 and the first electrode material film 4102 are etched and cut in the first region 4195, and the third electrode material film 4117 is cut in the second region 4196. Are cut by etching (FIG. 47).

【0165】最後に、層間絶縁膜4104として、例え
ばPSGを常圧CVD法により200nmないし700n
m程度堆積した後に、コンタクトホール4110を、例
えばシリコン酸化膜に対するドライエッチングにより開
口し、配線4105を、例えばAlをスパッタリングで
200nmないし1000nm程度堆積しパターニング
したのが図48である。なお。図41ないし図48では
半導体基板4100中の拡散層を省略している。
Finally, as the interlayer insulating film 4104, for example, PSG is formed by the atmospheric pressure CVD method at 200 nm to 700 n.
After depositing about m, the contact hole 4110 is opened by dry etching with respect to, for example, a silicon oxide film, and the wiring 4105 is deposited by sputtering, for example, about 200 nm to 1000 nm of Al and patterned, as shown in FIG. Incidentally. 41 to 48, the diffusion layer in the semiconductor substrate 4100 is omitted.

【0166】以上のように、本実施例の製造方法を用い
ることにより、絶縁膜の耐圧低下や表面準位の増加など
の膜質劣化を伴うことなく、一つの素子上に異なる膜厚
・膜種のゲート絶縁膜を形成することができる。
As described above, by using the manufacturing method of this embodiment, different film thicknesses and film types can be formed on one element without deterioration of film quality such as reduction of withstand voltage of insulating film and increase of surface level. The gate insulating film can be formed.

【0167】次に、CCDを含む画素部とMOS素子を
含む周辺回路部とでゲート絶縁膜の膜厚を変えた実施例
の断面図を図49に示す。
Next, FIG. 49 shows a sectional view of an embodiment in which the film thickness of the gate insulating film is changed between the pixel portion including the CCD and the peripheral circuit portion including the MOS element.

【0168】図49では、第一の領域4195にCCD
を含む画素部が、第二の領域4196にMOS素子を含む周
辺回路部が形成されており、第一の領域4195は信号
電荷の転送方向に垂直な断面を示している。画素部に
は、第一導電型の半導体基板4100の中に第二導電型
の受光蓄積部4185が形成されており、ここで光電変
換された信号電荷は、第二導電型の転送チャネル拡散層
4190の中に読み出された後、第一の電極材料膜41
02とシリコン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応の防止
膜4125と第二の電極材料膜4112と第三の電極材
料膜4117とからなる転送電極により第一の絶縁膜4
101を介して駆動され転送されて行く。一方、周辺回
路部には、第一導電型の半導体基板4100の中に第二
導電型のソース・ドレイン拡散層4180が形成され、
第二の電極材料膜4112と第三の電極材料膜4117
とからなるゲート電極と第二の絶縁膜4192とでMO
Sトランジスタを構成する。このMOSトランジスタで
作られる各種回路により、画素部から送られてきた信号
電荷が増幅,演算等の処理を受ける。
In FIG. 49, the CCD is displayed in the first area 4195.
A peripheral portion including a MOS element is formed in the second region 4196 of the pixel portion including the above, and the first region 4195 shows a cross section perpendicular to the signal charge transfer direction. In the pixel portion, the second conductivity type light receiving and accumulating portion 4185 is formed in the first conductivity type semiconductor substrate 4100, and the signal charges photoelectrically converted here are transferred to the second conductivity type transfer channel diffusion layer. 4190 after being read into the first electrode material film 41.
02 and an insulating diffusion / reaction preventing film 4125 including a silicon nitride film, a second electrode material film 4112, and a third electrode material film 4117.
It is driven and transferred via 101. On the other hand, in the peripheral circuit part, the second conductivity type source / drain diffusion layer 4180 is formed in the first conductivity type semiconductor substrate 4100.
Second electrode material film 4112 and third electrode material film 4117
And a second insulating film 4192 composed of
Configure an S transistor. The signal charges sent from the pixel portion are subjected to processing such as amplification and calculation by various circuits made of this MOS transistor.

【0169】図49では、周辺回路部のMOSトランジ
スタの性能向上のために、第二の領域4196のゲート
絶縁膜である第二の絶縁膜4192は第一の領域419
5のゲート絶縁膜である第一の絶縁膜4101よりも小
さな膜厚としており、図41ないし図48に示した製造
方法を用いることにより、画素部のCCDに悪影響を与
えることなく性能の高いMOSトランジスタを周辺回路
部に形成することができる。
In FIG. 49, in order to improve the performance of the MOS transistor in the peripheral circuit portion, the second insulating film 4192, which is the gate insulating film of the second region 4196, is omitted from the first region 419.
The film thickness is smaller than that of the first insulating film 4101 which is the gate insulating film of No. 5, and by using the manufacturing method shown in FIGS. 41 to 48, a high-performance MOS can be obtained without adversely affecting the CCD of the pixel portion. The transistor can be formed in the peripheral circuit portion.

【0170】なお、CCDを用いた固体撮像素子で、C
CD部よりも駆動パルス発生回路部のゲート絶縁膜厚を
薄くした構造の従来例として、特開平1−103861 号公報
がある。この従来例では、場所によりゲート絶縁膜厚を
変えるために、ゲート絶縁膜を他の材料で覆うことなく
フォトエッチングを行う実施例のみが記載されている。
一方、本実施例の製造方法では、残存させるゲート絶縁
膜はシリコン窒化膜を含む絶縁性の拡散・反応の防止膜
4125に覆われているので、フォトエッチングの際に
用いられるレジストやレジスト除去のための洗浄液にゲ
ート絶縁膜が直接触れることがなく、従ってゲート絶縁
膜の耐圧劣化の発生や不純物の基板内への侵入を防止で
きるという利点がある。
In the solid-state image pickup device using CCD, C
As a conventional example of a structure in which the gate insulating film thickness of the drive pulse generating circuit section is thinner than that of the CD section, there is JP-A-1-103861. In this conventional example, only an example in which photoetching is performed without covering the gate insulating film with another material in order to change the gate insulating film thickness depending on the location is described.
On the other hand, in the manufacturing method of this embodiment, since the remaining gate insulating film is covered with the insulating diffusion / reaction preventing film 4125 containing the silicon nitride film, the resist used in photoetching and the resist removing process are not removed. Therefore, there is an advantage that the gate insulating film does not come into direct contact with the cleaning liquid for preventing the deterioration of breakdown voltage of the gate insulating film and the intrusion of impurities into the substrate.

【0171】<実施例20>次に、本発明の第二十の実
施例の断面図を図50ないし図53に示す。図50ない
し図53は、転送チャネル領域上に配線と転送電極との
コンタクトを配置する際に、コンタクトの位置を転送電
極の中心から転送電極と同方向にずらした実施例であ
り、図50と図51はコンタクトの位置を転送電極のほ
ぼ中心においた例の断面図と転送チャネルの電位分布
を、図52と図53は本発明の断面図と転送チャネルの
電位分布を示している。
<Embodiment 20> Next, sectional views of a twentieth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 50 to 53 show an embodiment in which the contact position is shifted from the center of the transfer electrode in the same direction as the transfer electrode when the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region. FIG. 51 shows a cross-sectional view and an electric potential distribution of the transfer channel in an example in which the position of the contact is almost at the center of the transfer electrode, and FIGS.

【0172】まず、図50と図52では、第一導電型の
半導体基板5100,5300の中に第二導電型の転送
チャネル拡散層5190,5390が形成されており、
更に、ゲート絶縁膜となる絶縁膜5101,5301を
介してCCDを駆動する転送電極5102,5302が
配置されている。また、転送電極5102,5302の
最上部には導電性の拡散・反応の防止膜5120,53
20が設けられており、さらには層間絶縁膜5104,
5304に開けられたコンタクトホール5110,5310
を介して配線5105,5305が接続され、この配線
5105,5305により転送電極5102,5302にC
CD駆動のためのパルス電圧が与えられる。
First, in FIGS. 50 and 52, transfer channel diffusion layers 5190 and 5390 of the second conductivity type are formed in the semiconductor substrates 5100 and 5300 of the first conductivity type.
Further, transfer electrodes 5102 and 5302 for driving the CCD are arranged through insulating films 5101 and 5301 which are gate insulating films. In addition, conductive diffusion / reaction prevention films 5120 and 53 are formed on top of the transfer electrodes 5102 and 5302.
20 is provided, and further, the interlayer insulating film 5104,
Contact holes 5110 and 5310 formed in 5304
The wirings 5105 and 5305 are connected through the wirings 5105 and 5305, and the wirings 5105 and 5305 connect the transfer electrodes 5102 and 5302 with C.
A pulse voltage for driving the CD is applied.

【0173】ここで、図50では、転送電極5102に
駆動電圧を供給する配線5105を接続するためのコン
タクトホール5110の位置を、転送電極のほぼ中央に
おいている。
Here, in FIG. 50, the position of the contact hole 5110 for connecting the wiring 5105 for supplying the drive voltage to the transfer electrode 5102 is approximately at the center of the transfer electrode.

【0174】これに対し、本発明を示す図52では、転
送電極5302に駆動電圧を供給する配線5305を接
続するためのコンタクトホール5310の位置を、転送
電極上で、電荷の転送方向と同方向にずらしたことを特
徴としている。このようにすることにより、コンタクト
ホール5310を形成する際のエッチングの照射損傷が
ゲート絶縁膜へ及ぶことによって発生し得る転送チャネ
ル内電位分布の変動(電位の山や谷)が、電荷転送効率
に悪影響を及ぼすことを防止できる。
On the other hand, in FIG. 52 showing the present invention, the position of the contact hole 5310 for connecting the wiring 5305 for supplying the drive voltage to the transfer electrode 5302 is on the transfer electrode in the same direction as the charge transfer direction. It is characterized by shifting. By doing so, fluctuations in the potential distribution in the transfer channel (potential peaks and valleys) that may occur due to irradiation damage due to etching when the contact hole 5310 is formed affect the gate insulating film, and charge transfer efficiency is reduced. It is possible to prevent adverse effects.

【0175】次に、このことを図51と図53を用いて
説明する。この二つの図の中で、それぞれ最も上に位置
する図は、CCDの電荷転送方向に平行な断面を示して
いる。転送電極5150,5151,5152,515
3及び転送電極5350,5351,5352,535
3に適当なパルス電圧を与えることにより、電荷が転送
される。また、転送電極に電圧を与えるための配線51
05,5305が層間絶縁膜5104,5304に開け
られたコンタクトホール5110,5310を介して転
送電極5150,5151,5152,5153及び転
送電極5350,5351,5352,5353に接続され
ている。図51と図53で、(a),(b),(c)のグ
ラフは、転送電極5150,5151,5152,51
53及び転送電極5350,5351,5352,53
53に種々の電圧を印加した場合の転送チャネル内の電
位分布を示している。なお、ここでは、転送する電荷が
電子の場合を例にとって説明しているが、電荷が正孔の
場合も電位の向きを逆転させることにより全く同じよう
に考えることができる。
Next, this will be described with reference to FIGS. 51 and 53. Of these two drawings, the uppermost drawing shows a cross section parallel to the charge transfer direction of the CCD. Transfer electrodes 5150, 5151, 5152, 515
3 and transfer electrodes 5350, 5351, 5352, 535
By applying an appropriate pulse voltage to 3, the charge is transferred. In addition, a wiring 51 for applying a voltage to the transfer electrode
05, 5305 are connected to the transfer electrodes 5150, 5151, 5152, 5153 and the transfer electrodes 5350, 5351, 5352, 5353 via contact holes 5110, 5310 formed in the interlayer insulating films 5104, 5304. 51 and 53, the graphs of (a), (b), and (c) show transfer electrodes 5150, 5151, 5152, and 51.
53 and transfer electrodes 5350, 5351, 5352, 53
The potential distribution in the transfer channel when various voltages are applied to 53 is shown. Here, the case where the charge to be transferred is an electron has been described as an example, but the same can be considered when the charge is a hole by reversing the direction of the potential.

【0176】図51は、コンタクトホールを転送電極の
中央部に設けた場合で、コンタクトホールの下に生じた
電位の山または谷が転送電極の中央部に存在している場
合を示す。図51(a)では、転送電極5151に正の
電圧が与えられて電位の井戸が生じ、電荷5156がそ
の中に蓄えられている様子を示している。このとき、局
所的な電位の谷5155がコンタクトホール5110の
下の位置に生じている。次に、転送電極5152に正の
電圧を与えてさらに転送電極5151の電圧を5150
と同じにすると、図51(b)に示すように電荷が転送
電極5151から転送電極5152の下の電位の井戸へ
と移動し、電荷5159となる。このとき、転送電極5
151の中央部の電位の谷5155は、転送電極515
2からのフリンジ電界の影響が及ばないためそのまま残
り、電位の谷5155の中にたまった電荷もそのまま残
ってしまう。これは転送効率を劣化させる原因となる。
コンタクトホール5110の下の領域に電位の谷ではな
く山が存在する場合も同様であり、図51(c)に示す
ように、やはりフリンジ電界の影響が及ばないため電位
の山5157により移動すべき電荷のうちの一部分がせ
き止められ、電荷5158の転送効率が劣化する原因と
なる。
FIG. 51 shows the case where a contact hole is provided in the center of the transfer electrode, and the peaks or valleys of the potential generated under the contact hole are present in the center of the transfer electrode. In FIG. 51 (a), a positive voltage is applied to the transfer electrode 5151 to generate a potential well, and the charge 5156 is stored therein. At this time, a local potential valley 5155 is generated at a position below the contact hole 5110. Next, a positive voltage is applied to the transfer electrode 5152 to further set the voltage of the transfer electrode 5151 to 5150.
51B, the charges move from the transfer electrode 5151 to the well of the potential below the transfer electrode 5152 to become the charges 5159, as shown in FIG. At this time, the transfer electrode 5
The potential valley 5155 at the center of 151 is the transfer electrode 515.
Since it is not affected by the fringe electric field from 2, it remains as it is, and the charge accumulated in the potential valley 5155 also remains. This causes the transfer efficiency to deteriorate.
The same is true in the case where there are peaks instead of potential valleys in the region under the contact hole 5110, and as shown in FIG. 51C, since there is no influence of the fringe electric field, the peaks should be moved by the potential peaks 5157. A part of the electric charge is blocked, which causes deterioration of the transfer efficiency of the electric charge 5158.

【0177】一方、図53では、コンタクトホール53
10が転送電極中央部からずらしてあり、電位の山また
は谷が転送電極の電荷転送方向側の端部の下に存在する
状況を示している。まず、図53(a)では、転送電極
5351に正の電圧が与えられて電位の井戸が生じ、電
荷5356がその中に蓄えられている様子を示してい
る。このとき、電位の谷5355がコンタクトホール5
310の下の位置すなわち転送電極の電荷転送方向側の
端部の下に生じている。次に、転送電極5352に正の
電圧を与えてさらに転送電極5351の電圧を転送電極
5350と同じにすると、図53(b)に示すように電
荷が転送電極5351から転送電極5352の下の電位の井
戸へと移動し、電荷5359となる。このとき、転送電
極5351の端部の電位の谷5355は、転送電極53
52からのフリンジ電界の影響によりつぶされ、電位の
谷5355の中にたまった電荷も転送電極5352の下
へ移動し、転送効率の劣化は生じない。コンタクトホー
ル5310の下の領域に電位の谷ではなく山が存在する
場合も同様であり、図53(c)に示すように、やはり
フリンジ電界の影響が及んで電位の山5357によりせ
き止められていた電荷も転送電極5352の下へ移動
し、電荷5358の転送効率は劣化しない。
On the other hand, in FIG. 53, the contact hole 53
10 shows a state in which the transfer electrode is displaced from the central portion of the transfer electrode, and the peaks or valleys of the potential exist below the end portion of the transfer electrode on the charge transfer direction side. First, FIG. 53A shows a state in which a positive voltage is applied to the transfer electrode 5351 to generate a potential well, and the charge 5356 is stored therein. At this time, the potential valley 5355 is the contact hole 5
It occurs below the position 310, that is, below the end of the transfer electrode on the charge transfer direction side. Next, when a positive voltage is applied to the transfer electrode 5352 so that the voltage of the transfer electrode 5351 is the same as that of the transfer electrode 5350, charge is transferred from the transfer electrode 5351 to a potential below the transfer electrode 5352 as shown in FIG. To the well, and the charge becomes 5359. At this time, the potential valley 5355 at the end of the transfer electrode 5351 is
The charges that have been crushed by the fringe electric field from 52 and accumulated in the potential valley 5355 also move to below the transfer electrode 5352, and the transfer efficiency does not deteriorate. The same is true when there are peaks instead of valleys in the potential in the region under the contact hole 5310, and as shown in FIG. 53 (c), the influence of the fringe electric field also influences and blocks the peaks 5357. The charges also move below the transfer electrode 5352, and the transfer efficiency of the charges 5358 does not deteriorate.

【0178】また、本実施例ではコンタクトホールを電
荷の転送方向と同方向にずらした場合を例にとって説明
しているが、電荷の転送方向と逆方向にずらした場合も
同様にして隣接電極からのフリンジ電界によりコンタク
トホール下に発生し得る電位の山や谷がつぶされるため
転送効率の劣化が抑えられる。
Further, although the case where the contact hole is displaced in the same direction as the charge transfer direction has been described in the present embodiment, the case where the contact hole is displaced in the opposite direction to the charge transfer direction is similarly performed from the adjacent electrode. The fringe electric field crushes the peaks and valleys of the potential that can occur under the contact hole, so that the deterioration of the transfer efficiency is suppressed.

【0179】以上のようにして、転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置する際に、コンタ
クトの位置を転送電極の中心から転送電極と同方向また
は逆方向にずらすことにより、コンタクト下の転送チャ
ネル内で発生し得る電位分布変動が、電荷転送効率に悪
影響を及ぼすことを防止でき、高速の駆動が可能とな
る。なお、本実施例では単層構造電極を例にとって説明
しているが、本実施例の効果は単層構造電極に限られる
ものではなく、重ね合わせ電極構造でも全く同様に成り
立つことは言うまでもない。
As described above, when the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region, the position of the contact is displaced from the center of the transfer electrode in the same direction as or in the opposite direction to that of the transfer electrode. It is possible to prevent the potential distribution variation that may occur in the lower transfer channel from adversely affecting the charge transfer efficiency, and it becomes possible to drive at high speed. Although the present embodiment has been described by taking a single-layer structure electrode as an example, it is needless to say that the effect of the present embodiment is not limited to the single-layer structure electrode, and a superposed electrode structure can be similarly applied.

【0180】<実施例21>次に、本発明の第二十一の
実施例の平面図を図54ないし図55に示す。図54な
いし図55は、単層電極構造で、転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置することにより、
一画素二電極構成の画素で転送電極が狭い間隙を介して
対向している部分の長さを大幅に小さくした実施例の平
面図であり、図54は従来例の画素部分の平面図を、図
55は本発明の画素部分の平面図を示している。
<Embodiment 21> Next, plan views of the twenty-first embodiment of the present invention are shown in FIGS. 54 to 55 show a single-layer electrode structure, in which the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region.
FIG. 54 is a plan view of an embodiment in which the length of the portion where the transfer electrodes face each other with a narrow gap in the pixel of the one-pixel two-electrode configuration is greatly reduced, and FIG. 54 is a plan view of the pixel portion of the conventional example, FIG. 55 shows a plan view of a pixel portion of the present invention.

【0181】図54は、単層電極構造の垂直CCDを含
む一画素二電極構成の画素部を示したものである。55
61は、入射光を光電変換して信号電荷を作り出す受光
蓄積部であり、ここで作り出された信号電荷は、転送電
極5502と転送チャネル領域5590とからなる垂直
CCDにより転送される。転送電極5502は1画素当
り2電極が配置されており、4相駆動により信号電荷転
送が行われる最も一般的な画素構成である。また、55
05は転送電極よりも上層に形成される遮光膜を示す。
この従来例では、垂直CCDの転送電極を水平方向に接
続する部分で、転送電極が転送チャネル領域5590上
での狭い間隔Scと同じ値で対向する領域5560が存
在する。仮に7μm角の画素を30万個集積した撮像素
子を想定すると、この領域5560の総延長はおよそ1
mにも及ぶことになり、転送電極間の短絡発生の確率を
高める要因となる。
FIG. 54 shows a pixel portion having a one-pixel two-electrode structure including a vertical CCD having a single-layer electrode structure. 55
Reference numeral 61 denotes a light receiving / accumulating portion that photoelectrically converts incident light to generate a signal charge, and the signal charge generated here is transferred by a vertical CCD including a transfer electrode 5502 and a transfer channel region 5590. The transfer electrode 5502 has two electrodes arranged for each pixel, and is the most general pixel configuration in which signal charges are transferred by four-phase driving. Also, 55
Reference numeral 05 denotes a light-shielding film formed above the transfer electrode.
In this conventional example, there is a region 5560 where the transfer electrodes face each other at the same value as the narrow interval Sc on the transfer channel region 5590 at the portion where the transfer electrodes of the vertical CCD are connected in the horizontal direction. Assuming an image sensor with 300,000 7 μm square pixels integrated, the total extension of this region 5560 is approximately 1
This is a factor that increases the probability that a short circuit will occur between the transfer electrodes.

【0182】一方、図55は本発明の実施例であり、図
54と同様単層電極構造の垂直CCDを含む一画素二電極
構成の画素部を示したものであるが、一画素の中の二電
極のうち一つの転送電極が孤立して形成されており、こ
の孤立した転送電極5603を隣接する垂直CCDの間
で接続する部分を持たない点が異なる。このため、図5
4における、転送電極が狭い間隔で対向する領域556
0が存在せず、狭い間隙を隔てて転送電極が対向するの
は、それを本質的に必要とする転送チャネル領域569
0の上に限定される。この結果、図54で長い距離にわ
たって狭い間隙を隔てて転送電極が対向していた領域5
560が無くなり、図54の構造に比較して転送電極間
の短絡が生じる確率が大幅に減少する。
On the other hand, FIG. 55 shows an embodiment of the present invention and shows a pixel portion of a one-pixel two-electrode structure including a vertical CCD having a single-layer electrode structure as in FIG. 54. One of the two electrodes is formed so as to be isolated, and there is no part that connects the isolated transfer electrodes 5603 between adjacent vertical CCDs. Therefore, in FIG.
556 in which the transfer electrodes face each other at a narrow interval.
The fact that there are no zeros and the transfer electrodes face each other with a narrow gap is that the transfer channel region 569 that essentially requires it.
Limited to above 0. As a result, in FIG. 54, the region 5 where the transfer electrodes faced each other with a narrow gap over a long distance.
Since 560 is eliminated, the probability of a short circuit between the transfer electrodes occurring is greatly reduced as compared with the structure of FIG.

【0183】また、孤立している転送電極5603に電
圧を印加するためには、遮光膜5605を配線としてコンタ
クトホール5610を孤立している転送電極5603の
転送チャネル領域上に形成して接続することにより給電
することが可能である。この際、本発明でこれまで述べ
てきたように、転送電極に拡散・反応の防止膜を設ける
ことにより、転送効率を劣化させることなく孤立した転
送電極5603に給電できる。ただし、遮光膜を配線と
しても用いるので、各転送電極に独立した電圧を印加す
るためには、図55の5655に示したように遮光膜5
605の一部を分離して間隙を設ける必要があり、この
間隙は光の漏れ込みの通路となるためスメア雑音を増加
させる要因となる。これを防止するためには、図55に
も示しているように、遮光膜の間隙5655を転送チャ
ネル領域5690上にある転送電極間間隙の直上から外
して配置するのが望ましい。また、遮光膜の間隙565
5の間隔をλ/2n以下(nは遮光膜の間隙に埋め込ま
れた絶縁膜の屈折率、λは入射光の波長)とすることに
より、遮光膜の間隙5655からの漏れ込み光自体を抑
圧することも可能である。
In order to apply a voltage to the isolated transfer electrode 5603, a contact hole 5610 is formed on the transfer channel region of the isolated transfer electrode 5603 by using the light shielding film 5605 as a wiring. It is possible to supply power. At this time, as described above in the present invention, by providing the transfer electrode with the diffusion / reaction preventing film, it is possible to supply power to the isolated transfer electrode 5603 without degrading the transfer efficiency. However, since the light-shielding film is also used as wiring, in order to apply an independent voltage to each transfer electrode, the light-shielding film 5 as shown at 5655 in FIG.
It is necessary to separate a part of 605 to provide a gap, and this gap serves as a passage for light leakage, which causes smear noise to increase. In order to prevent this, as shown in FIG. 55, it is desirable to dispose the gap 5655 of the light shielding film outside the gap between the transfer electrodes on the transfer channel region 5690. In addition, the gap 565 of the light shielding film
By setting the interval of 5 to be λ / 2n or less (n is the refractive index of the insulating film embedded in the gap of the light-shielding film, λ is the wavelength of incident light), the light leaked from the gap 5655 of the light-shielding film itself is suppressed. It is also possible to do so.

【0184】以上のようにして、単層電極構造で、一画
素二電極構成の画素の中の一つの転送電極を孤立した形
で形成し、かつその電極に遮光膜を兼ねた配線から給電
することにより、転送電極間の短絡の可能性を大幅に減
らすことができる。そして、このとき孤立した転送電極
に拡散・反応の防止膜を設けることにより、転送チャネ
ル領域上にコンタクトホールを配置して配線との接続を
とっても転送効率の劣化は生じない。
As described above, in the single-layer electrode structure, one transfer electrode in a pixel having two electrodes and one pixel is formed in an isolated form, and power is supplied to the electrode from the wiring also serving as the light shielding film. This can significantly reduce the possibility of short circuit between the transfer electrodes. At this time, by providing a diffusion / reaction preventing film on the isolated transfer electrode, the transfer efficiency is not deteriorated even if the contact hole is arranged on the transfer channel region and the connection with the wiring is made.

【0185】なお、配線を兼ねた遮光膜5605の間隙
の位置は、図55に示した位置に限られるわけではな
く、光の漏れ込みによるスメア雑音を防止するために転
送電極の間隙の直上以外の位置なら良く、特に遮光膜5
605から給電されていない転送電極との重なりが少な
くなるようなパターン・配置とすることにより、寄生容
量を減らしてより高速な駆動を行うことができる。
The position of the gap of the light-shielding film 5605 which also serves as the wiring is not limited to the position shown in FIG. 55, but other than immediately above the gap of the transfer electrode in order to prevent smear noise due to light leakage. Position is good, especially light-shielding film 5
By adopting a pattern / arrangement that causes less overlap with transfer electrodes that are not supplied with power from 605, it is possible to reduce parasitic capacitance and perform higher-speed driving.

【0186】また、一画素二電極構成の画素の中の一つ
の転送電極を孤立した形で形成し、かつその電極に遮光
膜を兼ねた配線から給電を行っている従来例としては、
特開昭63−182857号がある。この従来例では、電荷の転
送を行う単層電極構造のCCDの直上に、孤立した転送電
極への給電と遮光とを兼ねたメタル配線を、CCDと同
じ方向に狭い間隙を介して2本並行して設けており、従
って、単層電極構造のCCDの転送電極間間隙の上にも
メタル配線の間隙が存在することになる。一方、本実施
例では、CCD上に設けられた遮光を兼ねた配線の間隙
は、電荷の転送方向と垂直な方向であるため、転送電極
間間隙の直上から外して配置することができ、従ってス
メアをより効果的に防止することができるという利点を
有する。
Further, as a conventional example in which one transfer electrode in a pixel of two-pixel constitution of one pixel is formed in an isolated form, and power is supplied to the electrode from a wiring which also serves as a light shielding film,
There is JP-A-63-182857. In this conventional example, two metal wirings, which serve as both power supply to an isolated transfer electrode and light shielding, are provided directly above a CCD having a single-layer electrode structure for transferring charges in parallel in the same direction as the CCD with a narrow gap. Therefore, the gap between the metal wirings also exists on the gap between the transfer electrodes of the CCD having the single-layer electrode structure. On the other hand, in the present embodiment, since the gap of the wiring also serving as the light shield provided on the CCD is in the direction perpendicular to the charge transfer direction, it can be disposed outside the gap between the transfer electrodes, and therefore, can be arranged. It has an advantage that smear can be prevented more effectively.

【0187】<実施例22>次に、本発明の第二十二の
実施例の断面図を図56ないし図59に示す。図56な
いし図59は、単層電極構造で、転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の一方の端部の下に電位障壁を形成するための不純
物を斜めイオン打ち込みすることにより自己整合的に二
相駆動CCDを実現する製造方法を示す実施例である。ま
た、本実施例は、特開平3−60158号に開示された従来例
における、斜めイオン打ち込みを用いた二相駆動CCD
の製造方法を本発明の第十五の実施例に適用した例とな
っている。
<Embodiment 22> Next, sectional views of a twenty-second embodiment of the present invention are shown in FIGS. 56 to 59 show a single-layer electrode structure in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region and an impurity for forming a potential barrier is obliquely formed under one end of the transfer electrode. It is an embodiment showing a manufacturing method for realizing a two-phase drive CCD in a self-aligned manner by implanting ions. Further, this embodiment is a two-phase driving CCD using oblique ion implantation in the conventional example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-60158.
This is an example in which the manufacturing method of is applied to the fifteenth embodiment of the present invention.

【0188】本実施例の製造方法は、基本的には図29
ないし図33に示される第十五の実施例の製造方法に準
じているが、図30の第一の電極材料膜2902に相当
する膜の上から、電位障壁を形成するための不純物イオ
ンの斜め打ち込みを行っている点が異なる。
The manufacturing method of this embodiment is basically the same as that shown in FIG.
Or according to the manufacturing method of the fifteenth embodiment shown in FIG. 33, except that the impurity ions for forming the potential barrier are formed obliquely from above the film corresponding to the first electrode material film 2902 in FIG. The difference is that the driving is done.

【0189】具体的に図を用いて説明する。図56は第
十五の実施例の図30に相当する構造であり、次に、第
一導電型の拡散層を形成する不純物を第一の電極材料膜
5702の上から斜めイオン打ち込みして第2導電型の転送
チャネル拡散層内に導入して活性化し、信号電荷に対す
る電位障壁となる拡散層5761を形成する(図57)。
このとき、斜めイオン打ち込み5760は、導入する不
純物が図57中に示した信号電荷の転送方向と同じ側に
片寄るように傾けて打ち込む。
This will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 56 shows a structure corresponding to FIG. 30 of the fifteenth embodiment. Next, impurities forming the diffusion layer of the first conductivity type are added to the first electrode material film.
Diagonal ion implantation is performed from above 5702 to introduce it into the transfer channel diffusion layer of the second conductivity type and activate it to form a diffusion layer 5761 serving as a potential barrier against signal charges (FIG. 57).
At this time, the oblique ion implantation 5760 is inclined and implanted so that the introduced impurities are offset to the same side as the signal charge transfer direction shown in FIG.

【0190】さらに、導電性のスペーサ5716を形成
してこれをマスクに第一の電極材料膜を切断分離する
(図58)。このとき、斜めイオン打ち込み5760の
角度,ドーズ量,活性化のための熱処理量等を制御し
て、電位障壁となる拡散層5761を切断分離された第一の
電極材料膜5702の下に配置させることができる。
Further, a conductive spacer 5716 is formed, and the first electrode material film is cut and separated using this as a mask (FIG. 58). At this time, the angle of the oblique ion implantation 5760, the dose amount, the heat treatment amount for activation, and the like are controlled to arrange the diffusion layer 5761 serving as a potential barrier under the first electrode material film 5702 that has been cut and separated. be able to.

【0191】最後に、層間絶縁膜5704を堆積しコン
タクトホール5710を開口した後、配線5705を堆
積・パターニングして図59となる。
Finally, after depositing an interlayer insulating film 5704 and opening a contact hole 5710, a wiring 5705 is deposited and patterned to obtain a structure shown in FIG.

【0192】本実施例では、転送電極の中間層に絶縁性
の拡散・反応の防止膜5725を設けることにより、第
十五の実施例と同様に、転送チャネル拡散層5790の
直上にコンタクトホール5710を配置しても転送効率
の劣化は生じない。また、単層電極構造による利点は第
五の実施例に述べた通りである。さらに、スペーサ57
16による転送電極間間隙の縮小の利点については第九
の実施例で述べた通りである。
In this embodiment, by providing an insulating diffusion / reaction preventing film 5725 on the intermediate layer of the transfer electrode, as in the fifteenth embodiment, a contact hole 5710 is formed directly above the transfer channel diffusion layer 5790. Does not cause the transfer efficiency to deteriorate. The advantage of the single-layer electrode structure is as described in the fifth embodiment. In addition, the spacer 57
The advantage of reducing the gap between the transfer electrodes by 16 is as described in the ninth embodiment.

【0193】しかも、図57のように第一の電極材料膜
5702が露出している状態で、第一導電型の不純物を
斜めイオン打ち込みすることにより、転送電極の端部で
かつ電極下の領域に確実に電位障壁となる拡散層を形成
することができ、しかもこの拡散層は転送電極に対して
完全に自己整合的に形成されるため、マスクを用いて不
純物を導入した場合のように、転送電極と打ち込みマス
クの間での合わせずれにより電位障壁となる拡散層が転
送電極の間隙部分や隣りの電極下に侵入したりして転送
効率の劣化を引き起こすことがない。従って、本実施例
の製造方法により、良好な転送特性を有する二相駆動C
CDを容易に実現することができる。
Moreover, as shown in FIG. 57, with the first electrode material film 5702 exposed, the first conductivity type impurities are obliquely ion-implanted to form a region at the end of the transfer electrode and below the electrode. It is possible to reliably form a diffusion layer that serves as a potential barrier, and since this diffusion layer is formed in a completely self-aligned manner with respect to the transfer electrode, as in the case where impurities are introduced using a mask, There is no possibility that the diffusion layer, which serves as a potential barrier, intrudes into the gap portion of the transfer electrode or below the adjacent electrode due to the misalignment between the transfer electrode and the implantation mask, thereby causing the deterioration of the transfer efficiency. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, the two-phase driving C having good transfer characteristics
The CD can be easily realized.

【0194】なお、5700は第一導電型の半導体基板
を、5701は第一の絶縁膜を、5712は第2の電極
材料膜を、5715は第二の絶縁膜を示す。
Reference numeral 5700 is a first conductivity type semiconductor substrate, 5701 is a first insulating film, 5712 is a second electrode material film, and 5715 is a second insulating film.

【0195】<実施例23>次に、本発明の第二十三の
実施例の断面図を図60ないし図61に示す。図60な
いし図61は、単層電極構造で、転送チャネル領域上に
配線と転送電極とのコンタクトを配置すると共に、転送
電極の一方の端部の下に電位障壁を形成するための不純
物を斜めイオン打ち込みすることにより二相駆動CCD
を実現する製造方法を示す他の実施例である。
<Embodiment 23> Next, sectional views of a twenty-third embodiment of the present invention are shown in FIGS. 60 to 61 show a single-layer electrode structure in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region and an impurity for forming a potential barrier is obliquely formed under one end of the transfer electrode. Two-phase drive CCD by ion implantation
It is another embodiment showing a manufacturing method for realizing.

【0196】本実施例の製造方法は、基本的には図34
ないし図36に示される第十六の実施例の製造方法に準
じているが、図34の第一の電極材料膜3402に相当
する膜の上から、電位障壁を形成するための不純物イオ
ンの斜め打ち込みを行っている点が異なる。
The manufacturing method of this embodiment is basically the same as that shown in FIG.
34 to 36, but according to the manufacturing method of the sixteenth embodiment, the impurity ions for forming the potential barrier are obliquely formed on the film corresponding to the first electrode material film 3402 of FIG. The difference is that the driving is done.

【0197】具体的に図を用いて説明する。図60は第
十六の実施例の図34に相当する構造であるが、第三の
電極材料膜6117と第三の絶縁膜6119を堆積形成
する前に、第一導電型の拡散層を形成する不純物を第一
の電極材料膜6102の上から斜めイオン打ち込みして
第2導電型の転送チャネル拡散層内に導入して活性化
し、信号電荷に対する電位障壁となる拡散層6161を
形成している点が異なる。
A specific description will be given with reference to the drawings. FIG. 60 shows a structure corresponding to that of FIG. 34 of the sixteenth embodiment, but a diffusion layer of the first conductivity type is formed before depositing and forming the third electrode material film 6117 and the third insulating film 6119. Impurities to be implanted are obliquely ion-implanted from above the first electrode material film 6102 and introduced into the transfer channel diffusion layer of the second conductivity type to be activated to form a diffusion layer 6161 serving as a potential barrier against signal charges. The points are different.

【0198】さらに、第三の絶縁膜6119からスペー
サ6116を形成してこれをマスクに第一及び第三の電
極材料膜6102,6117を切断分離する。このと
き、第二十二の実施例と同様、電位障壁となる拡散層6
161を切断分離された第一の電極材料膜6102の下
に配置させることができる。最後に、層間絶縁膜6104を
堆積しコンタクトホール6110を開口した後、配線6
105を堆積・パターニングして図61となる。
Further, a spacer 6116 is formed from the third insulating film 6119, and using this as a mask, the first and third electrode material films 6102 and 6117 are cut and separated. At this time, as in the twenty-second embodiment, the diffusion layer 6 serving as a potential barrier is formed.
161 can be arranged below the first electrode material film 6102 that has been cut and separated. Finally, after depositing the interlayer insulating film 6104 and opening the contact hole 6110, the wiring 6
FIG. 61 is obtained by depositing and patterning 105.

【0199】本実施例では、第二十二の実施例と同様、
転送電極の端部でかつ電極下の領域に確実に電位障壁と
なる拡散層を形成することができ、しかもこの拡散層は
転送電極に対して完全に自己整合的に形成されるため、
転送電極と打ち込みマスクの間での合わせずれにより転
送効率の劣化を引き起こすことがない。従って、本実施
例の製造方法により、良好な転送特性を有する二相駆動
CCDを容易に実現することができる。また、スペーサ
6116の幅の分だけ対向する転送電極間の間隔が広が
っている領域があるので、転送電極間の寄生容量が小さ
くなり、高速駆動に適した転送電極構造となる。
In this embodiment, as in the twenty-second embodiment,
A diffusion layer serving as a potential barrier can be reliably formed at the end of the transfer electrode and in the region below the electrode, and since this diffusion layer is formed completely self-aligned with the transfer electrode,
The transfer efficiency is not deteriorated due to the misalignment between the transfer electrode and the implantation mask. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to easily realize the two-phase driving CCD having good transfer characteristics. Further, since there is a region in which the interval between the transfer electrodes facing each other is widened by the width of the spacer 6116, the parasitic capacitance between the transfer electrodes is reduced, and the transfer electrode structure suitable for high speed driving is obtained.

【0200】なお、6100は第一導電型の半導体基板
を、6190は第二導電型の転送チャネル拡散層を、6
101は第一の絶縁膜を、6125は絶縁性の拡散・反
応の防止膜を、6112は第二の電極材料膜を、611
5は第二の絶縁膜を示す。
6100 is a semiconductor substrate of the first conductivity type, 6190 is a transfer channel diffusion layer of the second conductivity type,
101 is a first insulating film, 6125 is an insulating diffusion / reaction preventing film, 6112 is a second electrode material film, 611
Reference numeral 5 indicates a second insulating film.

【0201】<実施例24>次に、本発明の第二十四の
実施例の平面図を図62に示す。
<Embodiment 24> Next, a plan view of a twenty-fourth embodiment of the present invention is shown in FIG.

【0202】図62は、単層電極構造で、転送チャネル
領域上に配線と転送電極とのコンタクトを配置し、か
つ、画素行列の、ある行の信号電荷を水平走査期間内に
水平CCDへ送り込む公知の駆動方法(これは例えば特
開昭58−210663号公報(特公昭63−38865 号)に開示さ
れている)、いわゆるCharge Sweep Device(CSD)を
用いた固体撮像素子を実現するための回路構成を示して
いる。
FIG. 62 shows a single-layer electrode structure in which the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region, and the signal charge in a certain row of the pixel matrix is sent to the horizontal CCD within the horizontal scanning period. A known driving method (this is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-210663 (Japanese Patent Publication No. 63-38865)), a circuit for realizing a solid-state imaging device using a so-called Charge Sweep Device (CSD). The configuration is shown.

【0203】本実施例では、例えば本発明の第五の実施
例の電極構造を用いて、単層電極構造のもとでマスク枚
数を増加させることなく転送チャネル領域上に配線と転
送電極とのコンタクトホールを設けることにより、簡単
なプロセスでCSDに必要な高速駆動を可能としてい
る。
In this embodiment, for example, by using the electrode structure of the fifth embodiment of the present invention, the wiring and the transfer electrode are formed on the transfer channel region without increasing the number of masks under the single-layer electrode structure. By providing the contact holes, the high speed driving required for CSD can be performed by a simple process.

【0204】以下、図で説明する。転送電極6200
は、拡散・反応の防止膜を含み、受光蓄積部6201と
共に一画素二電極の単位画素を構成している。読み出さ
れた信号電荷は、転送電極6200によって構成された
垂直CCDにより転送チャネル領域6202を順次転送
されて水平CCD6206に送り込まれる。ここで、垂
直CCDを構成する転送電極には電極同士の重なりは無
く、一層からなる構造となっている。また、本実施例で
は、ある特定の行を選択して信号電荷を読みだし垂直C
CDで転送して水平CCD6206に送り込むという一
連の動作を水平走査期間内に行う。水平CCD6206
に送り込まれた信号電荷は、NTSC,PALやHDT
Vなどの各TV方式に従って一定のタイミングで転送さ
れ、出力増幅器6208で増幅される。なお、垂直CC
Dを構成する転送電極6200は、外部からの駆動電圧
パルスを正しく転送電極に印加するための配線を構成要
素とし、かつ行選択手段を有する垂直駆動パルス給電回
路からなるか、もしくは素子に内蔵され、かつ行選択手
段を有する垂直駆動パルス発生回路からなる垂直駆動回
路6203により、また水平CCD6206は、外部か
らの駆動電圧パルスを正しく転送電極に印加するための
配線を主な構成要素とする水平駆動パルス給電回路もし
くは素子に内蔵された水平駆動パルス発生回路からなる
水平駆動回路6207によって駆動される。
The following is a description with reference to the drawings. Transfer electrode 6200
Includes a diffusion / reaction preventing film and constitutes a unit pixel of one pixel and two electrodes together with the light receiving and accumulating portion 6201. The read signal charges are sequentially transferred through the transfer channel region 6202 by the vertical CCD constituted by the transfer electrode 6200 and sent to the horizontal CCD 6206. Here, the transfer electrodes forming the vertical CCD have a structure in which the electrodes do not overlap each other and are composed of one layer. Further, in the present embodiment, a certain specific row is selected and the signal charge is read out and the vertical C
A series of operations of transferring with a CD and sending it to the horizontal CCD 6206 is performed within the horizontal scanning period. Horizontal CCD 6206
Signal charges sent to the NTSC, PAL and HDT
It is transferred at a constant timing according to each TV system such as V, and is amplified by the output amplifier 6208. Vertical CC
The transfer electrode 6200 forming D is composed of a vertical drive pulse power supply circuit having a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrode and having a row selection means, or is built in the element. Further, the horizontal drive circuit 6203 composed of a vertical drive pulse generation circuit having a row selection means, and the horizontal CCD 6206 has a horizontal drive whose main component is a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrodes. It is driven by a horizontal drive circuit 6207 composed of a pulse drive circuit or a horizontal drive pulse generation circuit built in the element.

【0205】CSD方式では、ある特定の行の信号電荷
を水平走査期間内に水平CCD6206 に送り込むために、垂
直CCDでの電荷転送を高速に行う必要があるが、本実
施例では、遮光膜を兼ねた配線6211を転送電極62
00にコンタクトホール6210を介して接続し、かつこの
配線6211に、例えばAlもしくはAl合金系材料の
ような低抵抗の金属材料を用いることにより、転送電極
の実効的な抵抗を大幅に下げることができ、CSD方式
に必要な高速の駆動が可能となる。しかも、信号電荷の
転送効率を劣化させることなく転送チャネル領域620
2上にコンタクトホール6210を配置できるので、隣
接する垂直CCDを接続している転送電極(例えば、図
62の6220で示された領域にある転送電極)にコン
タクトホールを配置する必要がなく、従って、この領域
の転送電極の幅を、用いているプロセスの最小加工寸法
程度にまで狭めることも可能になる。この結果、例えば
特開平1−98258号公報に開示された従来例のように、隣
接する垂直CCDを接続している部分の転送電極上にコ
ンタクトホールを配置する構造と比較すると、画素の開
口の減少を抑制できるという利点がある。
In the CSD method, in order to send the signal charges of a certain specific row to the horizontal CCD 6206 within the horizontal scanning period, it is necessary to transfer charges at a high speed in the vertical CCDs. The wiring 6211 also serving as the transfer electrode 62
00 through a contact hole 6210, and by using a low-resistance metal material such as Al or Al alloy-based material for the wiring 6211, the effective resistance of the transfer electrode can be significantly reduced. Therefore, the high speed driving required for the CSD method can be performed. Moreover, the transfer channel region 620 is not deteriorated without deteriorating the transfer efficiency of signal charges.
Since it is possible to arrange the contact hole 6210 on the second electrode, it is not necessary to arrange the contact hole in the transfer electrode (for example, the transfer electrode in the area shown by 6220 in FIG. 62) connecting the adjacent vertical CCDs, and It is also possible to narrow the width of the transfer electrode in this region to about the minimum processing size of the process used. As a result, as compared with a structure in which a contact hole is arranged on a transfer electrode in a portion where adjacent vertical CCDs are connected, as in the conventional example disclosed in JP-A-1-98258, the pixel opening There is an advantage that the reduction can be suppressed.

【0206】従って、本実施例の構造により、原理的に
画素独立読み出しが可能でしかも飽和電荷量が大きいと
いう特長を持つCSD方式を用いた高性能な固体撮像装
置を簡単なプロセスで実現することができる。
Therefore, with the structure of this embodiment, it is possible to realize a high-performance solid-state image pickup device using the CSD method, which has the feature that pixel independent reading is possible in principle and the saturation charge amount is large, by a simple process. You can

【0207】なお、転送電極を駆動する回路にシフトレ
ジスタを用いることにより、簡単でしかも素子に内蔵す
るのに適した垂直駆動回路を構成することができる。
By using the shift register for the circuit for driving the transfer electrode, a vertical drive circuit which is simple and suitable for being built in the element can be constructed.

【0208】また、本実施例では例えば第五の実施例に
あるような単層電極構造を例にとって説明したが、その
他の実施例の転送電極構造であっても良く、もちろん重
ね合わせ電極構造であってもかまわないことは言うまで
もない。
Further, in this embodiment, the single-layer electrode structure as in the fifth embodiment has been described as an example, but the transfer electrode structure of other embodiments may be used, and of course, the superposed electrode structure may be used. It goes without saying that it does not matter.

【0209】さらに、図62ではコンタクトホール62
10を全ての転送電極に配置しているが、CSDに必要
な高速駆動が可能である範囲内で、コンタクトホール62
10の数を間引くことも可能である。
Further, in FIG. 62, the contact hole 62
Although 10 is arranged on all the transfer electrodes, contact holes 62 are provided within a range capable of high-speed driving required for CSD.
It is also possible to thin out 10 numbers.

【0210】また、遮光膜を兼ねた配線6211同士の
間隙の位置は、図62に示した位置に限られるわけでは
ないが、光の漏れ込みによるスメア雑音を抑圧するため
に、転送電極6200の間隙の直上以外の位置であるこ
とが望ましい。さらに、遮光膜を兼ねた配線6211同
士の間隙の間隔をやはりλ/2n以下(nは配線間間隙
に埋め込まれた絶縁膜の屈折率、λは入射光の波長)と
することによりこの配線間間隙からの光の侵入をも抑圧
できることは言うまでもない。
The position of the gap between the wirings 6211 also serving as the light-shielding film is not limited to the position shown in FIG. 62, but in order to suppress smear noise due to light leakage, the transfer electrode 6200 is provided. It is desirable to be at a position other than just above the gap. Further, by setting the gap between the wirings 6211 also serving as the light shielding film to be λ / 2n or less (n is the refractive index of the insulating film embedded in the gap between the wirings, λ is the wavelength of incident light). It goes without saying that light can be suppressed from entering through the gap.

【0211】<実施例25>次に、本発明の第二十五の
実施例の平面図を図63に示す。図63は、単層電極構
造で、転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置し、かつCSDを用いた固体撮像素子を実現
するための回路構成の他の例を示している。
<Twenty-fifth Embodiment> A plan view of a twenty-fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 63 shows another example of the circuit configuration for realizing a solid-state imaging device using a CSD in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region in a single-layer electrode structure.

【0212】本実施例は、基本的には図62に示された
第二十四の実施例に準じているが、テレビジョン学会技
術報告(昭和60年2月27日)第31頁から第36頁
に開示された従来例と同様に、転送電極を一画素一電極
構成としている点が異なる。
This embodiment is basically similar to the twenty-fourth embodiment shown in FIG. 62, but the technical report of the Television Society (February 27, 1985), pages 31 to 31 Similar to the conventional example disclosed on page 36, the difference is that the transfer electrode has a one-pixel-one-electrode configuration.

【0213】本実施例では、一画素一電極構造をとって
いるため、例えば図54に示した従来例や第二十四の実
施例の図62のように、長い距離にわたって非常に狭い
間隔で転送電極が対向することが無い。従って対向する
電極間の寄生容量がなくなり、より少ない消費電力で高
速駆動が可能となると共に、転送電極間の短絡などの不
良の発生確率も小さくなる。
Since this embodiment has a one-pixel one-electrode structure, as shown in, for example, the conventional example shown in FIG. 54 and FIG. 62 of the twenty-fourth embodiment, at very narrow intervals over a long distance. The transfer electrodes do not face each other. Therefore, the parasitic capacitance between the electrodes facing each other is eliminated, high-speed driving can be performed with less power consumption, and the probability of occurrence of a defect such as a short circuit between transfer electrodes is reduced.

【0214】従って、本実施例の構造により、原理的に
画素独立読み出しが可能でしかも飽和電荷量が大きいと
いう特長を持つCSD方式を用いた高性能かつ消費電力
の少ない固体撮像装置を簡単なプロセスで歩留り良く実
現することができる。
Therefore, with the structure of this embodiment, a high-performance and low-power-consumption solid-state image pickup device using the CSD method, which is in principle capable of independent pixel readout and has a large saturation charge amount, is a simple process. Can be realized with high yield.

【0215】なお、上記従来例では、転送チャネル領域
上にAl配線と転送電極とのコンタクトを配置してCS
Dに必要な高速駆動を実現しているが、Al配線と転送
電極とのコンタクトを転送チャネル領域上に配置したこ
とによる電荷転送への影響については特段の配慮はなさ
れていない。そして、転送効率の改善のために、複数回
の付加掃き寄せ動作という駆動方法上の工夫を施してい
る。これに対し、本実施例は、転送チャネル内部の電位
分布に悪影響を及ぼすことなく転送チャネル領域上に配
線と転送電極とのコンタクトを配置できるので、転送効
率改善のために駆動方法が複雑化するのを防止できると
いう利点を有する。
In the above-mentioned conventional example, the contact between the Al wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region and CS
Although the high-speed driving required for D has been realized, no special consideration is given to the influence on the charge transfer by disposing the contact between the Al wiring and the transfer electrode on the transfer channel region. Then, in order to improve the transfer efficiency, the drive method is devised to perform additional sweeping operations a plurality of times. On the other hand, in this embodiment, since the contact between the wiring and the transfer electrode can be arranged on the transfer channel region without adversely affecting the potential distribution inside the transfer channel, the driving method becomes complicated to improve the transfer efficiency. It has the advantage that it can be prevented.

【0216】また、6300は拡散・反応の防止膜を含
む転送電極を、6301は受光蓄積部を、6302は転
送チャネル領域を、6303は外部からの駆動電圧パル
スを正しく転送電極に印加するための配線を構成要素と
し、かつ行選択手段を有する垂直駆動パルス給電回路か
らなるか、もしくは素子に内蔵され、かつ行選択手段を
有する垂直駆動パルス発生回路からなる垂直駆動回路
を、6306は水平CCDを、6307は外部からの駆動
電圧パルスを正しく転送電極に印加するための配線を主
な構成要素とする水平駆動パルス給電回路もしくは素子
に内蔵された水平駆動パルス発生回路からなる水平駆動
回路を、6308は出力増幅器を、6310はコンタクトホ
ールを、6311は遮光膜を兼ねた配線を示す。
Further, 6300 is a transfer electrode including a diffusion / reaction preventing film, 6301 is a light receiving and accumulating portion, 6302 is a transfer channel region, and 6303 is for applying a driving voltage pulse from the outside correctly to the transfer electrode. A vertical drive pulse feeding circuit having wiring as a component and having row selecting means, or a vertical drive circuit having a vertical drive pulse generating circuit having a row selecting means built in the element and 6306 is a horizontal CCD. 6307, a horizontal drive pulse feeding circuit having a wiring for correctly applying an external drive voltage pulse to the transfer electrode as a main component or a horizontal drive circuit including a horizontal drive pulse generating circuit incorporated in the element. Is an output amplifier, 6310 is a contact hole, and 6311 is a wiring also serving as a light shielding film.

【0217】<実施例26>次に、本発明の第二十六の
実施例の平面図を図64に示す。図64は、単層電極構
造で、転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置し、かつCSDを用いた固体撮像素子を実現
するための回路構成の他の例を示している。
<Twenty-sixth Embodiment> A plan view of a twenty-sixth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 64 shows another example of the circuit configuration for realizing a solid-state imaging device using a CSD in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region in a single-layer electrode structure.

【0218】本実施例は、基本的には図63に示された
第二十五の実施例に準じているが、隣接する垂直CCD
を接続する転送電極層が無く、拡散・反応の防止膜を含
む転送電極6400が隣接するすべての転送電極から分
離されて完全に孤立しており、転送電極への給電は遮光
膜を兼ねた配線6411からのみ行われている点が異な
る。
This embodiment is basically similar to the twenty-fifth embodiment shown in FIG. 63, but the adjacent vertical CCDs are
There is no transfer electrode layer connecting the electrodes, the transfer electrode 6400 including the diffusion / reaction prevention film is completely isolated from all the adjacent transfer electrodes, and the power supply to the transfer electrode also serves as a light shielding film. The difference is that it is performed only from 6411.

【0219】転送電極をこのように構成することによ
り、隣接する垂直CCDを接続するための転送電極の持
つ寄生容量がなくなり、より高速の駆動が可能になる。
また、すべての転送電極が同じ形になるため、転送チャ
ネル領域内での電位分布に凹凸が発生しにくくなり転送
効率の劣化が抑制される。
By constructing the transfer electrodes in this way, the parasitic capacitance of the transfer electrodes for connecting the adjacent vertical CCDs is eliminated, and higher speed driving becomes possible.
Further, since all the transfer electrodes have the same shape, unevenness is less likely to occur in the potential distribution in the transfer channel region, and deterioration of transfer efficiency is suppressed.

【0220】従って、本実施例の構造により、CSD方
式を用いた高性能かつ消費電力の少ない固体撮像装置を
簡単なプロセスで歩留り良く実現することができる。
Therefore, with the structure of this embodiment, it is possible to realize a high-performance and low-power-consumption solid-state image pickup device using the CSD method with a simple process and a high yield.

【0221】なお、6401は受光蓄積部を、6402
は転送チャネル領域を、6403は外部からの駆動電圧
パルスを正しく転送電極に印加するための配線を構成要
素とし、かつ行選択手段を有する垂直駆動パルス給電回
路からなるか、もしくは素子に内蔵され、かつ行選択手
段を有する垂直駆動パルス発生回路からなる垂直駆動回
路を、6406は水平CCDを、6407は外部からの
駆動電圧パルスを正しく転送電極に印加するための配線
を主な構成要素とする水平駆動パルス給電回路もしくは
素子に内蔵された水平駆動パルス発生回路からなる水平
駆動回路を、6408は出力増幅器を、6410はコン
タクトホールを示す。
Reference numeral 6401 denotes a light receiving / accumulating unit, and 6402
Is a transfer channel region, 6403 is a vertical drive pulse power supply circuit having a line for correctly applying an external drive voltage pulse to a transfer electrode as a constituent element, and having a row selection means, or built in an element, Further, a vertical drive circuit composed of a vertical drive pulse generation circuit having a row selection means, 6406 is a horizontal CCD, and 6407 is a horizontal drive circuit whose main component is a wire for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrodes. Reference numeral 6408 denotes an output amplifier, and 6410 denotes a contact hole, which is a horizontal drive circuit including a drive pulse power supply circuit or a horizontal drive pulse generation circuit built in the element.

【0222】また、本実施例のような、各転送電極を孤
立させて遮光膜を兼ねた配線からのみ給電する構造を第
二十四の実施例に対して適用することも可能である。こ
のときは、遮光膜を兼ねた配線6211で、隣接する垂
直CCDを接続している配線部分(図62の6220の
部分)の位置を図62に示された位置に限る必要はな
く、狭い間隔で遮光膜を兼ねた配線が対向する長さが小
さくなるように、6220の部分の2本の配線6211
の間隔を広げてもよい。
Further, it is also possible to apply to the twenty-fourth embodiment the structure as in this embodiment in which each transfer electrode is isolated and power is supplied only from the wiring also serving as the light shielding film. At this time, it is not necessary to limit the position of the wiring portion (6220 portion of FIG. 62) connecting the adjacent vertical CCDs by the wiring 6211 also serving as the light shielding film to the position shown in FIG. The two wirings 6211 at the portion 6220 are arranged so that the lengths of the wirings also serving as the light shielding film facing each other become small.
The intervals may be widened.

【0223】さらに、本実施例に示した、各転送電極を
孤立させて遮光膜を兼ねた配線からのみ給電する構造
は、単層電極構造だけでなく重ね合わせ電極構造にも適
用可能であり、さらにはCSD以外の素子構成(例えば
インターライン方式の素子や、FIT方式の素子等)
や、一画素n電極構造(n≧2)にも応用が可能である
ことは言うまでもない。
Furthermore, the structure shown in this embodiment in which each transfer electrode is isolated and power is supplied only from the wiring also serving as the light shielding film can be applied not only to the single-layer electrode structure but also to the superposed electrode structure. Furthermore, element configurations other than CSD (for example, interline elements, FIT elements, etc.)
Needless to say, the present invention can be applied to a one-pixel n-electrode structure (n ≧ 2).

【0224】<実施例27>次に、本発明の第二十七の
実施例の平面図を図65ないし図66に示す。図65な
いし図66は、例えば図64に示したような、各転送電
極を完全に孤立させて形成した単層電極構造の製造方法
について示したものである。
<Twenty-seventh Embodiment> Next, plan views of a twenty-seventh embodiment of the present invention are shown in FIGS. 65 to 66 show a method of manufacturing a single-layer electrode structure in which each transfer electrode is completely isolated and formed as shown in FIG. 64, for example.

【0225】本実施例は、転送電極6500でまず転送
チャネル領域6502上の狭い間隙6501を形成した
(図65)後、隣接する垂直CCDの分離領域6503
をパターニングして受光蓄積部上の開口を形成する(図
66)ものであり、特開平4−207076号公報に開示され
た従来例の製造方法を各転送電極を完全に孤立させて形
成した単層電極構造に対して適用したものである。
In this embodiment, the transfer electrode 6500 first forms a narrow gap 6501 on the transfer channel region 6502 (FIG. 65), and then the separation region 6503 of the adjacent vertical CCDs.
66 to form an opening on the light receiving and accumulating portion (FIG. 66). The manufacturing method of the conventional example disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-207076 is formed by completely isolating each transfer electrode. This is applied to the layer electrode structure.

【0226】このような製造方法をとることにより、図
65の段階ではパターニングすべき形が等間隔にならん
だ転送チャネル上の狭い間隙6501のみとなり、位相
シフト法のような解像度向上手法を容易に適用できるよ
うになる。また、一般に、光リソグラフィで形成される
レジストパターンは、パターンの角の部分に最小寸法程
度の半径の丸まりが生じるが、本実施例のような製造方
法をとることにより、図65,図66のどちらのパター
ニングでも画素内に角がないマスクパターンとなるた
め、この丸まりの発生を防ぐことができる。この結果、
転送チャネル上の狭い間隙6501は転送電極6500
のいずれの部分でも一定の値を持ち、転送電極6500
の角に近付くにつれて転送チャネル上の狭い間隙650
1の間隔が大きくなることがない。これは、開口と転送
チャネル領域6502の面積をなるべく大きく維持する
上で有効に働く。
By adopting such a manufacturing method, in the stage of FIG. 65, the pattern to be patterned becomes only the narrow gaps 6501 on the transfer channel which are arranged at equal intervals, and the resolution improving method such as the phase shift method can be easily performed. It will be applicable. Further, generally, in a resist pattern formed by photolithography, a radius of a minimum dimension is rounded at the corners of the pattern. However, by adopting the manufacturing method as in this embodiment, the pattern shown in FIGS. Either patterning results in a mask pattern having no corners in the pixel, so that this rounding can be prevented. As a result,
The narrow gap 6501 on the transfer channel is defined by the transfer electrode 6500.
Has a constant value in any part of the transfer electrode 6500.
Gap 650 on the transfer channel as it approaches the corners of
The interval of 1 does not become large. This effectively works to keep the areas of the opening and the transfer channel region 6502 as large as possible.

【0227】従って、本実施例の製造方法により、高性
能な固体撮像装置を容易に実現することができる。
Therefore, a high-performance solid-state image pickup device can be easily realized by the manufacturing method of this embodiment.

【0228】なお、CSD以外の素子構成(例えばイン
ターライン方式の素子や、FIT方式の素子等)や、一
画素n電極構造(n≧2)にも適用が可能であることは
言うまでもない。
Needless to say, the present invention can be applied to element structures other than CSD (for example, interline type elements, FIT type elements, etc.) and one pixel n-electrode structure (n ≧ 2).

【0229】<実施例28>次に、本発明の第二十八の
実施例の平面図を図67に示す。図67は、単層電極構
造で、転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置すると共に、信号電荷の一時記憶領域を設
け、画素行列から読み出した信号電荷を垂直帰線期間内
にこの一時記憶領域に転送するよう駆動方法を構成した
ものであり、例えば、インターナショナル ソリッドス
テート サーキッツ コンファレンス1990,ダイジ
ェスト オブ テクニカル ペーパーズ,第214頁か
ら第215頁(International Solid−State Circuits C
onference 1990,Digestof Technical Papers,p
p.214−215)に開示された従来例の駆動方法と
同様の、いわゆるFIT方式による回路構成の実施例を
示している。
<Embodiment 28> Next, a plan view of a twenty-eighth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 67 shows a single-layer electrode structure in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region, a temporary storage region for signal charges is provided, and signal charges read from a pixel matrix are arranged within a vertical blanking period. The driving method is configured to transfer to this temporary storage area. For example, International Solid State Circuits Conference 1990, Digest of Technical Papers, pages 214 to 215 (International Solid-State Circuits C).
onference 1990, Digest of Technical Papers, p
p. 214-215), there is shown an embodiment of a circuit configuration based on a so-called FIT method, which is similar to the driving method of the conventional example disclosed in JP-A 214-215).

【0230】本実施例では、第二十四の実施例と同様
に、例えば本発明の第五の実施例の電極構造を用いて、
単層電極構造のもとでマスク枚数を増加させることなく
転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタクトホ
ールを設けることにより、簡単なプロセスでFITに必
要な高速駆動を可能としている。
In this embodiment, similar to the twenty-fourth embodiment, for example, the electrode structure of the fifth embodiment of the present invention is used,
By providing a contact hole between the wiring and the transfer electrode on the transfer channel region without increasing the number of masks under the single-layer electrode structure, the high speed driving required for FIT can be performed by a simple process.

【0231】以下、図で説明する。転送電極6700
は、拡散・反応の防止膜を含み、受光蓄積部6701と
共に一画素二電極の単位画素を構成している。読み出さ
れた信号電荷は、転送電極6700によって構成された
垂直CCDにより転送チャネル領域6702を順次転送
されて一時記憶領域6709に送り込まれる。ここで、
信号電荷を垂直CCDで転送して一時記憶領域6709
へ送り込む動作は垂直帰線期間内に行う。一時記憶領域
6709に転送された信号電荷は水平CCD6706 に送り込
まれ、NTSC,PALやHDTVなどの各TV方式に
従って一定のタイミングで出力増幅器6708に転送さ
れ、増幅される。なお、垂直CCDを構成する転送電極
6700は、外部からの駆動電圧パルスを正しく転送電
極に印加するための配線を主な構成要素とする垂直駆動
パルス給電回路もしくは素子に内蔵された垂直駆動パル
ス発生回路からなる垂直駆動回路6703により、また
水平CCD6706は、外部からの駆動電圧パルスを正
しく転送電極に印加するための配線を主な構成要素とす
る水平駆動パルス給電回路もしくは素子に内蔵された水
平駆動パルス発生回路からなる水平駆動回路6707に
よって駆動される。
The following is a description with reference to the drawings. Transfer electrode 6700
Includes a diffusion / reaction prevention film, and constitutes a unit pixel of one pixel and two electrodes together with the light receiving and accumulating portion 6701. The read signal charges are sequentially transferred through the transfer channel area 6702 by the vertical CCD constituted by the transfer electrode 6700 and sent to the temporary storage area 6709. here,
The signal charge is transferred by the vertical CCD to temporarily store the area 6709.
The operation to send to is done within the vertical blanking period. The signal charge transferred to the temporary storage area 6709 is sent to the horizontal CCD 6706, transferred to the output amplifier 6708 at a constant timing according to each TV system such as NTSC, PAL, HDTV, etc., and amplified. The transfer electrode 6700 constituting the vertical CCD is a vertical drive pulse generating circuit built in a vertical drive pulse power supply circuit or an element whose main component is a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrode. The horizontal drive circuit 6703 and the horizontal CCD 6706 have a horizontal drive pulse power supply circuit whose main component is a wiring for correctly applying an external drive voltage pulse to the transfer electrode or a horizontal drive incorporated in the element. It is driven by a horizontal drive circuit 6707 including a pulse generation circuit.

【0232】FIT方式では、信号電荷を垂直帰線期間
内に一時記憶領域6709へ送り込むために、垂直CC
Dでの電荷転送を高速に行う必要があるが、本実施例で
は遮光膜を兼ねた配線6711を転送電極6700にコ
ンタクトホール6711を介して接続し、かつこの配線
6711に、例えばAlもしくはAl合金系材料のよう
な低抵抗の金属材料を用いることにより、転送電極の実
効的な抵抗を大幅に下げることができ、FIT方式に必
要な高速の駆動が可能となる。しかも、信号電荷の転送
効率を劣化させることなく転送チャネル領域6702上
にコンタクトホール6710を配置できるので、開口を
確保することが容易になる。
In the FIT system, in order to send the signal charge to the temporary storage area 6709 within the vertical blanking period, the vertical CC
Although it is necessary to transfer charges at D at a high speed, in this embodiment, the wiring 6711 also serving as a light-shielding film is connected to the transfer electrode 6700 through the contact hole 6711, and the wiring 6711 is connected to, for example, Al or an Al alloy. By using a low resistance metal material such as a system material, the effective resistance of the transfer electrode can be significantly reduced, and high-speed driving required for the FIT system can be performed. Moreover, since the contact hole 6710 can be arranged on the transfer channel region 6702 without deteriorating the transfer efficiency of the signal charges, it becomes easy to secure the opening.

【0233】従って、本実施例の構造により、感度を落
とすことなくスメア雑音を抑圧できるという特長を持つ
FIT方式を用いた高性能な固体撮像装置を簡単なプロ
セスで実現することができる。
Therefore, with the structure of this embodiment, a high-performance solid-state image pickup device using the FIT system, which has the feature that smear noise can be suppressed without lowering the sensitivity, can be realized by a simple process.

【0234】なお、本実施例では例えば第5の実施例に
あるような単層電極構造を例にとって説明したが、その
他の実施例の転送電極構造であっても良く、もちろん重
ね合わせ電極構造であってもかまわないことは言うまで
もない。
In this embodiment, the single-layer electrode structure as in the fifth embodiment has been described as an example. However, the transfer electrode structure of other embodiments may be used and, of course, the overlapping electrode structure may be used. It goes without saying that it does not matter.

【0235】また、図67ではコンタクトホール671
0を全ての転送電極に配置しているが、FITに必要な
高速駆動が可能である範囲内で、コンタクトホール67
10の数を間引くことも可能である。
Further, in FIG. 67, the contact hole 671
Although 0 is arranged on all the transfer electrodes, contact holes 67 are provided within a range capable of high-speed driving required for FIT.
It is also possible to thin out 10 numbers.

【0236】また、遮光膜を兼ねた配線6711同士の
間隙の位置は、図67に示した位置に限られるわけでは
ないが、光の漏れ込みによるスメア雑音を抑圧するため
に、転送電極6700の間隙の直上以外の位置であるこ
とが望ましい。さらに、遮光膜を兼ねた配線6711同
士の間隙の間隔をやはりλ/2n以下(nは配線間間隙
に埋め込まれた絶縁膜の屈折率、λは入射光の波長)と
することによりこの配線間間隙からの光の侵入をも抑圧
できることは言うまでもない。
The position of the gap between the wirings 6711 also serving as the light-shielding film is not limited to the position shown in FIG. 67, but in order to suppress smear noise due to light leak, It is desirable to be at a position other than just above the gap. Further, the gap between the wires 6711 also serving as the light-shielding film is set to λ / 2n or less (n is the refractive index of the insulating film embedded in the gap between the wires, and λ is the wavelength of incident light). It goes without saying that light can be suppressed from entering through the gap.

【0237】また、第二十六の実施例のように、転送電
極を完全に孤立させて遮光膜を兼ねた配線からのみ給電
する構造を本実施例に適用することも可能であり、寄生
容量を低減してより高速な駆動を行うことができるよう
になる。
Further, as in the twenty-sixth embodiment, the structure in which the transfer electrodes are completely isolated and the power is supplied only from the wiring also serving as the light-shielding film can be applied to this embodiment, and the parasitic capacitance can be applied. Can be reduced and higher speed driving can be performed.

【0238】<実施例29>次に、本発明の第二十九の
実施例の平面図を図68に示す。図68は、単層電極構
造で、転送チャネル領域上に配線と転送電極とのコンタ
クトを配置し、かつFIT方式を用いた固体撮像素子を
実現するための回路構成の他の例を示している。
<Twenty-Ninth Embodiment> A plan view of a twenty-ninth embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 68 shows another example of the circuit configuration for realizing a solid-state imaging device using the FIT method, which has a single-layer electrode structure, in which the contact between the wiring and the transfer electrode is arranged on the transfer channel region. .

【0239】本実施例は、基本的には図67に示された
第二十八の実施例に準じているが、例えば、インターナ
ショナル ソリッドステート サーキッツ コンファレ
ンス1990、ダイジェスト オブ テクニカル ペー
パーズ、第214頁から第215頁(International Sol
id−State Circuits Conference 1990,Digestof T
echnical Papers, pp.214−215)に開示された従
来例の構成と同様に、遮光膜を兼ねた配線6811を水
平方向ではなく垂直方向に配置している点が異なる。
This embodiment is basically similar to the twenty-eighth embodiment shown in FIG. 67, but from, for example, International Solid State Circuits Conference 1990, Digest of Technical Papers, page 214. Page 215 (International Sol
id-State Circuits Conference 1990, Digestof T
echnical Papers, pp. 214-215), the difference is that the wiring 6811 also serving as a light-shielding film is arranged not in the horizontal direction but in the vertical direction, as in the configuration of the conventional example.

【0240】図67に示された第二十八の実施例では、
配線6711上の遮光膜を兼ねた配線6711は転送電
極6700上で間隙を有しており、しかもこの間隙は光
の漏れ込みを防ぐために狭くする必要があったが、本実
施例では、遮光膜を兼ねた配線6811を垂直に配置す
ることにより、転送電極6800の上を遮光膜を兼ねた
配線6811で間隙なく覆うことができる。このため、
間隙で隔てられた配線6711同士の短絡等の不良は本
実施例では起こらない。
In the twenty-eighth embodiment shown in FIG. 67,
The wiring 6711 also serving as a light-shielding film on the wiring 6711 has a gap on the transfer electrode 6700, and this gap had to be narrowed to prevent light from leaking in. However, in this embodiment, the light-shielding film is used. By vertically arranging the wiring 6811 also serving as the wiring, it is possible to cover the transfer electrode 6800 with the wiring 6811 also serving as the light shielding film without a gap. For this reason,
A defect such as a short circuit between the wirings 6711 separated by a gap does not occur in this embodiment.

【0241】従って、本実施例の構造により、FIT方
式を用いた高性能な固体撮像装置を簡単なプロセスで歩
留り良く実現することができる。
Therefore, with the structure of this embodiment, a high-performance solid-state image pickup device using the FIT system can be realized with a simple process and a high yield.

【0242】なお、6801は受光蓄積部を、6802
は転送チャネル領域を、6803は外部からの駆動電圧
パルスを正しく転送電極に印加するための配線を主な構
成要素とする垂直駆動パルス給電回路もしくは素子に内
蔵された垂直駆動パルス発生回路からなる垂直駆動回路
を、6806は水平CCDを、6807は外部からの駆
動電圧パルスを正しく転送電極に印加するための配線を
主な構成要素とする水平駆動パルス給電回路もしくは素
子に内蔵された水平駆動パルス発生回路からなる水平駆
動回路を、6808は出力増幅器を、6809は一時記
憶領域を、6810はコンタクトホールを示す。
Reference numeral 6801 denotes a light receiving / accumulating unit, and 6802
Is a transfer channel region, and 6803 is a vertical drive pulse power supply circuit whose main constituent element is a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to a transfer electrode or a vertical drive pulse generation circuit built in the element. A drive circuit, 6806 is a horizontal CCD, and 6807 is a horizontal drive pulse generation circuit built in a horizontal drive pulse power supply circuit or element whose main component is a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrodes. Reference numeral 6808 denotes an output amplifier, 6809 denotes a temporary storage area, and 6810 denotes a contact hole.

【0243】また、本実施例では例えば第五の実施例に
あるような単層電極構造を例にとって説明したが、その
他の実施例の転送電極構造であっても良く、もちろん重
ね合わせ電極構造であってもかまわないことは言うまで
もない。
Further, in the present embodiment, the single-layer electrode structure as in the fifth embodiment has been described as an example, but the transfer electrode structure of other embodiments may be used and, of course, the superposed electrode structure. It goes without saying that it does not matter.

【0244】図68では四相駆動の場合のコンタクトホ
ール配置(転送電極4個毎の配置)を示しているが、必
要に応じて二相駆動(転送電極2個毎の配置)や三相駆
動(転送電極3個毎の配置)にすることも可能である。
Although FIG. 68 shows the contact hole arrangement (arrangement for every four transfer electrodes) in the case of four-phase drive, two-phase drive (arrangement for every two transfer electrodes) and three-phase drive are provided as necessary. (Arrangement of every three transfer electrodes) is also possible.

【0245】また、図68では、転送電極6800の駆
動電圧の供給を遮光膜を兼ねた配線6811の側から行
っているが、これに加えて転送電極6800の側からも
駆動電圧の供給を行ってもよく、このようにすることに
より、さらに高速の駆動が可能となる。
Further, in FIG. 68, the drive voltage of the transfer electrode 6800 is supplied from the side of the wiring 6811 also serving as the light shielding film, but in addition to this, the drive voltage is also supplied from the side of the transfer electrode 6800. However, this makes it possible to drive at a higher speed.

【0246】<実施例30>次に、本発明の第三十の実
施例の平面図を図69ないし図70に示す。図69ない
し図70は、単層電極構造で、転送チャネル領域上に配
線と転送電極とのコンタクトを配置し、かつFITを用
いた固体撮像素子を実現するための回路構成の他の例を
示している。
<Embodiment 30> Next, plan views of a thirtieth embodiment of the present invention are shown in FIGS. 69 to 70. 69 to 70 show another example of a circuit configuration for realizing a solid-state image sensor using a FIT, in which a contact between a wiring and a transfer electrode is arranged on a transfer channel region in a single-layer electrode structure. ing.

【0247】本実施例は、基本的には図67に示された
第二十八の実施例に準じているが、画素を一画素一電極
構成としている点が異なる。
This embodiment basically complies with the twenty-eighth embodiment shown in FIG. 67, except that each pixel has one pixel and one electrode structure.

【0248】本実施例では、一画素一電極構造をとって
いるため、例えば第二十八の実施例の図67のように、
長い距離にわたって非常に狭い間隔で転送電極6900
が対向することが無い。従って対向する電極間の寄生容
量がなくなり、より少ない消費電力で高速駆動が可能と
なると共に、転送電極間の短絡などの不良の発生確率も
小さくなる。
Since this embodiment has a one-pixel one-electrode structure, for example, as shown in FIG. 67 of the twenty-eighth embodiment,
Transfer electrodes 6900 with very close spacing over long distances
Never face each other. Therefore, the parasitic capacitance between the electrodes facing each other is eliminated, high-speed driving can be performed with less power consumption, and the probability of occurrence of a defect such as a short circuit between transfer electrodes is reduced.

【0249】次に、本実施例の素子の駆動方法について
図70を用いて説明する。図70は、FIT方式の撮像
素子を模式的に示したもので、6901は受光蓄積部
を、6920は垂直CCDを、6909は一時記憶領域
を、6906は水平CCDを、6908は出力増幅器を
示す。また、1ないし8は画素の行番号を表わしてい
る。
Next, a method of driving the device of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 70 schematically shows an FIT type image pickup device. Reference numeral 6901 denotes a light receiving / accumulating unit, 6920 denotes a vertical CCD, 6909 denotes a temporary storage area, 6906 denotes a horizontal CCD, and 6908 denotes an output amplifier. . Further, 1 to 8 represent row numbers of pixels.

【0250】まず、画素混合読みだしの場合は以下のよ
うになる。
First, in the case of pixel mixed reading, the following is performed.

【0251】四相駆動と複数回読み出しとを用いて、第
一フィールドでは1と2、3と4、5と6、7と8の各
行をそれぞれ混合して複数回読み出しにより一時記憶領
域6909に転送する。複数回読みだしの第一回目に1
と2、5と6等の行を混合して読みだして転送し、第二
回目に3と4、7と8の行を混合して読み出して転送す
る。第二フィールドではこれを一行ずらして同様に行う
ことにより、2フィールドでのインターレース走査に必
要な信号を読み出すことができる。一時記憶領域690
9に転送された信号は行の順序の通りには並ばないの
で、例えば出力増幅器6908を出た後でA/D変換し
てメモリに取込み、本来の順序に変換するなどの方法を
とる。もちろん出力増幅器6908の前で順序の入れ換
えを行ってもよい。
By using four-phase driving and multiple readings, in the first field, rows 1 and 2, 3 and 4, 5 and 6, 7 and 8 are mixed and read into the temporary storage area 6909 by multiple readings. Forward. 1 for the first reading of multiple readings
And rows 2, 5, and 6 are mixed and read out and transferred, and rows 3 and 4, 7 and 8 are mixed and read out and transferred at the second time. In the second field, by shifting this by one line and performing the same operation, it is possible to read out a signal required for interlaced scanning in two fields. Temporary storage area 690
Since the signals transferred to 9 are not arranged in the order of the rows, for example, after the output amplifier 6908 is output, A / D conversion is performed and the signal is taken into the memory and converted into the original order. Of course, the order may be changed before the output amplifier 6908.

【0252】次に、画素独立読みだしは以下のようにな
る。
Next, the pixel independent reading is as follows.

【0253】n相駆動(nは2,3,4のいずれか)と
複数回読み出しとを用いて、n回の複数回読みだしを行
い1回に全ての行の1/nずつ読み出して一時記憶領域
6909に転送しながらn回で全画素を独立に読み出す。そ
してn回の複数回読みだしは、その第m回目(mは1か
らnまでの整数)の読みだしで(m+kn)番目の各行
(kは正の整数)を読み出すように駆動する。信号は行
の順序の通りには並ばないので、例えば出力増幅器69
08を出た後でA/D変換してメモリに取込み、本来の
順序に変換するなどの方法をとる。もちろん出力増幅器
6908の前で順序の入れ換えを行ってもよい。
Using n-phase driving (n is 2, 3, or 4) and multiple readings, multiple readings of n times are performed, and 1 / n of all rows are read at a time and temporarily read. Storage area
All pixels are independently read out n times while transferring to 6909. The n-th multiple reading is driven so that the (m + kn) th row (k is a positive integer) is read at the m-th reading (m is an integer from 1 to n). Since the signals do not line up in row order, for example, output amplifier 69
After the output from 08, A / D conversion is performed and the result is taken into the memory, and the original order is converted. Of course, the order may be changed before the output amplifier 6908.

【0254】以上のようにして、本実施例の構造によ
り、FIT方式を用いた高性能な固体撮像装置を簡単な
プロセスで歩留り良く実現することができる。
As described above, with the structure of this embodiment, a high-performance solid-state image pickup device using the FIT system can be realized with a simple process and a high yield.

【0255】なお、6902は転送チャネル領域を、6
903は外部からの駆動電圧パルスを正しく転送電極に
印加するための配線を主な構成要素とする垂直駆動パル
ス給電回路もしくは素子に内蔵された垂直駆動パルス発
生回路からなる垂直駆動回路を、6906は水平CCD
を、6907は外部からの駆動電圧パルスを正しく転送
電極に印加するための配線を主な構成要素とする水平駆
動パルス給電回路もしくは素子に内蔵された水平駆動パ
ルス発生回路からなる水平駆動回路を、6910はコンタク
トホールを、6911は遮光膜を兼ねた配線を示す。
6902 designates a transfer channel area.
Reference numeral 903 denotes a vertical drive pulse feeding circuit having a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrode as a main component or a vertical drive circuit including a vertical drive pulse generating circuit incorporated in the element. Horizontal CCD
Reference numeral 6907 denotes a horizontal drive pulse feeding circuit whose main constituent element is a wiring for correctly applying a drive voltage pulse from the outside to the transfer electrodes, or a horizontal drive circuit including a horizontal drive pulse generation circuit built in the element, Reference numeral 6910 indicates a contact hole, and reference numeral 6911 indicates a wiring which also serves as a light shielding film.

【0256】また、第二十六の実施例のように、転送電
極を完全に孤立させて遮光膜を兼ねた配線からのみ給電
する構造を本実施例に適用することも可能であり、寄生
容量を低減してより高速な駆動を行うことができるよう
になる。
Further, as in the twenty-sixth embodiment, the structure in which the transfer electrodes are completely isolated and power is supplied only from the wiring also serving as the light-shielding film can be applied to this embodiment, and the parasitic capacitance can be applied. Can be reduced and higher speed driving can be performed.

【0257】ここまで述べた第一から第三十の実施例の
効果のうち、CCDに関わる部分は、その効果を実現す
る上でこれらの実施例に掲げた半導体基板や半導体基板
内の拡散層構造に限定されるわけではない。例えば、第
一導電型の半導体基板を第二導電型の半導体基板中の第
一導電型のウエルと置き換えてもよく、さらに複雑な拡
散層構造であってもよい。また、半導体基板上に形成し
たゲート絶縁膜もシリコン酸化膜に限らずシリコン窒化
膜やそれらの複合膜でも良く、さらにはそれらが同一素
子内で混在していてもよい。
Of the effects of the first to thirtieth embodiments described above, the portion related to the CCD is the semiconductor substrate or the diffusion layer in the semiconductor substrate described in these embodiments in order to realize the effect. It is not limited to the structure. For example, the first conductivity type semiconductor substrate may be replaced with the first conductivity type well in the second conductivity type semiconductor substrate, and a more complicated diffusion layer structure may be used. Further, the gate insulating film formed on the semiconductor substrate is not limited to the silicon oxide film, but may be a silicon nitride film or a composite film thereof, and they may be mixed in the same element.

【0258】[0258]

【発明の効果】本発明の構造・方法を用いることによ
り、CCDの電荷転送に悪影響を及ぼすことなく転送チ
ャネル上に転送電極へのコンタクトを配置することがで
き、しかも配線材料としては抵抗の小さいAl系の材料
を用いることが可能となる。また、このときのマスク枚
数増加は0もしくは1枚であり。プロセスの複雑化は少
ない。従って、本発明の構造・方法を用いることによ
り、非常に高速の駆動が可能なCCDの転送電極を容易
に形成することが可能となり、高性能のCCD撮像素子
を低いコストで歩留り高く作ることができる。
By using the structure and method of the present invention, the contact to the transfer electrode can be arranged on the transfer channel without adversely affecting the charge transfer of the CCD, and the wiring material has low resistance. It is possible to use an Al-based material. The increase in the number of masks at this time is 0 or 1. The process is less complicated. Therefore, by using the structure and method of the present invention, it is possible to easily form the transfer electrodes of the CCD which can be driven at a very high speed, and it is possible to make a high-performance CCD image pickup device at a low cost and a high yield. it can.

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

【図1】本発明の第一の実施例の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】多結晶シリコンの接続層を用いてAl配線とC
CDの転送電極とのコンタクトをとった固体撮像素子の
一従来例の平面図。
FIG. 2 shows Al wiring and C using a connection layer of polycrystalline silicon.
FIG. 10 is a plan view of a conventional example of a solid-state image pickup device which is in contact with a transfer electrode of a CD.

【図3】本発明の第二の実施例の断面図。FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第三の実施例の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第四の実施例の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第五の実施例の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第五の実施例の断面図。FIG. 7 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第五の実施例の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第五の実施例の断面図。FIG. 9 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第六の実施例の断面図。FIG. 10 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第六の実施例の断面図。FIG. 11 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第六の実施例の断面図。FIG. 12 is a sectional view of a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第七の実施例の断面図。FIG. 13 is a sectional view of a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第八の実施例の断面図。FIG. 14 is a sectional view of an eighth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第九の実施例の断面図。FIG. 15 is a sectional view of a ninth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第十の実施例の断面図。FIG. 16 is a sectional view of a tenth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第十一の実施例の断面図。FIG. 17 is a sectional view of an eleventh embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第十二の実施例の断面図。FIG. 18 is a sectional view of a twelfth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第十二の実施例の断面図。FIG. 19 is a sectional view of a twelfth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第十二の実施例の断面図。FIG. 20 is a sectional view of a twelfth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第十二の実施例の断面図。FIG. 21 is a sectional view of a twelfth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第十二の実施例の断面図。FIG. 22 is a sectional view of a twelfth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第十三の実施例の断面図。FIG. 23 is a sectional view of a thirteenth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第十三の実施例の断面図。FIG. 24 is a sectional view of a thirteenth embodiment of the present invention.

【図25】本発明の第十三の実施例の断面図。FIG. 25 is a sectional view of a thirteenth embodiment of the present invention.

【図26】本発明の第十四の実施例の断面図。FIG. 26 is a sectional view of a fourteenth embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第十四の実施例の断面図。FIG. 27 is a sectional view of a fourteenth embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第十四の実施例の断面図。FIG. 28 is a sectional view of a fourteenth embodiment of the present invention.

【図29】本発明の第十五の実施例の断面図。FIG. 29 is a sectional view of a fifteenth embodiment of the present invention.

【図30】本発明の第十五の実施例の断面図。FIG. 30 is a sectional view of the fifteenth embodiment of the present invention.

【図31】本発明の第十五の実施例の断面図。FIG. 31 is a sectional view of a fifteenth embodiment of the present invention.

【図32】本発明の第十五の実施例の断面図。FIG. 32 is a sectional view of the fifteenth embodiment of the present invention.

【図33】本発明の第十五の実施例の断面図。FIG. 33 is a sectional view of the fifteenth embodiment of the present invention.

【図34】本発明の第十六の実施例の断面図。FIG. 34 is a sectional view of a sixteenth embodiment of the present invention.

【図35】本発明の第十六の実施例の断面図。FIG. 35 is a sectional view of a sixteenth embodiment of the present invention.

【図36】本発明の第十六の実施例の断面図。FIG. 36 is a sectional view of a sixteenth embodiment of the present invention.

【図37】本発明の第十七の実施例の断面図。FIG. 37 is a sectional view of a seventeenth embodiment of the present invention.

【図38】本発明の第十八の実施例の断面図。FIG. 38 is a sectional view of an eighteenth embodiment of the present invention.

【図39】本発明の第十八の実施例の断面図。FIG. 39 is a sectional view of an eighteenth embodiment of the present invention.

【図40】本発明の第十八の実施例の断面図。FIG. 40 is a sectional view of an eighteenth embodiment of the present invention.

【図41】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 41 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図42】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 42 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図43】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 43 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図44】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 44 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図45】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 45 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図46】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 46 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図47】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 47 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図48】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 48 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図49】本発明の第十九の実施例の断面図。FIG. 49 is a sectional view of a nineteenth embodiment of the present invention.

【図50】転送電極と配線とのコンタクトの位置を転送
電極の中央部に配置した例の断面図。
FIG. 50 is a cross-sectional view of an example in which the position of the contact between the transfer electrode and the wiring is arranged in the center of the transfer electrode.

【図51】転送電極と配線とのコンタクトの位置を転送
電極の中央部に配置した例の転送チャネル内の電位変化
を示す説明図。
FIG. 51 is an explanatory diagram showing a potential change in a transfer channel in an example in which a contact position between a transfer electrode and a wiring is arranged in a central portion of the transfer electrode.

【図52】本発明の第二十の実施例の断面図。FIG. 52 is a sectional view of a twentieth embodiment of the present invention.

【図53】本発明の第二十の実施例の転送チャネル内の
電位変化を示す説明図。
FIG. 53 is an explanatory diagram showing potential changes in the transfer channel according to the twentieth embodiment of the present invention.

【図54】単層電極構造の垂直CCDを含む一画素二電
極構成の画素部の一従来例の平面図。
FIG. 54 is a plan view of a conventional example of a pixel portion having a one-pixel / two-electrode structure including a vertical CCD having a single-layer electrode structure.

【図55】本発明の第二十一の実施例の平面図。FIG. 55 is a plan view of a twenty-first embodiment of the present invention.

【図56】本発明の第二十二の実施例の断面図。FIG. 56 is a sectional view of a twenty-second embodiment of the present invention.

【図57】本発明の第二十二の実施例の断面図。FIG. 57 is a sectional view of a twenty-second embodiment of the present invention.

【図58】本発明の第二十二の実施例の断面図。FIG. 58 is a sectional view of a twenty-second embodiment of the present invention.

【図59】本発明の第二十二の実施例の断面図。FIG. 59 is a sectional view of a twenty-second embodiment of the present invention.

【図60】本発明の第二十三の実施例の断面図。FIG. 60 is a sectional view of a twenty-third embodiment of the present invention.

【図61】本発明の第二十三の実施例の断面図。FIG. 61 is a sectional view of a twenty-third embodiment of the present invention.

【図62】本発明の第二十四の実施例の平面図。FIG. 62 is a plan view of the twenty-fourth embodiment of the present invention.

【図63】本発明の第二十五の実施例の平面図。FIG. 63 is a plan view of a twenty-fifth embodiment of the present invention.

【図64】本発明の第二十六の実施例の平面図。FIG. 64 is a plan view of a twenty-sixth embodiment of the present invention.

【図65】本発明の第二十六の実施例の平面図。FIG. 65 is a plan view of a twenty-sixth embodiment of the present invention.

【図66】本発明の第二十七の実施例の平面図。FIG. 66 is a plan view of a twenty-seventh embodiment of the present invention.

【図67】本発明の第二十八の実施例の平面図。FIG. 67 is a plan view of a twenty-eighth embodiment of the present invention.

【図68】本発明の第二十九の実施例の平面図。68 is a plan view of the twenty-ninth embodiment of the present invention. FIG.

【図69】本発明の第三十の実施例の平面図。FIG. 69 is a plan view of the thirtieth embodiment of the present invention.

【図70】本発明の第三十の実施例の平面図。FIG. 70 is a plan view of the thirtieth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…第一導電型の半導体基板、101…絶縁膜、1
02…第一の電極材料膜、103…第二の電極材料膜、
120…第一の導電性の拡散・反応の防止膜、121…
第二の導電性の拡散・反応の防止膜、106…第一の層
間絶縁膜、104…第二の層間絶縁膜、105…配線、1
10…コンタクトホール。
100 ... First conductivity type semiconductor substrate, 101 ... Insulating film, 1
02 ... first electrode material film, 103 ... second electrode material film,
120 ... First conductive diffusion / reaction prevention film, 121 ...
Second conductive diffusion / reaction preventing film, 106 ... First interlayer insulating film, 104 ... Second interlayer insulating film, 105 ... Wiring, 1
10 ... Contact hole.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−48069(JP,A) 特開 平2−5473(JP,A) 特開 平5−145855(JP,A) 特開 平2−234126(JP,A) 特開 平5−315588(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/14 - 27/148 H01L 21/28 H01L 21/768 H04N 5/335 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-5-48069 (JP, A) JP-A-2-5473 (JP, A) JP-A-5-145855 (JP, A) JP-A-2-234126 (JP , A) JP-A-5-315588 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/14-27/148 H01L 21/28 H01L 21/768 H04N 5/335

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板上に形成された、入射光を光電
変換して信号電荷を作り出す複数の受光蓄積部と、前記
信号電荷を転送するための電荷結合素子と、前記信号電
荷を信号電圧に変換するための出力増幅器と、前記電荷
結合素子の転送チャネル領域上のコンタクト領域で前記
電荷結合素子の転送電極と接続された配線とを含む固体
撮像装置において、前記コンタクト領域で、前記転送電
極の最上部を成す膜もしくは前記転送電極の最上部とゲ
ート絶縁膜との中間部を成す膜を前記配線の材料の拡散
もしくは前記配線の材料との反応を防止する導電性材料
により構成することを特徴とする固体撮像装置。
1. A plurality of light receiving and accumulating portions formed on a semiconductor substrate to photoelectrically convert incident light to generate signal charges, a charge-coupled device for transferring the signal charges, and a signal voltage for the signal charges. an output amplifier for converting, in the solid-state imaging device comprising a wiring connected to the transfer electrodes of the charge-coupled device in the contact areas on the transfer channel region of the charge-coupled device, in the contact area, the transfer electrostatic
The film forming the top of the pole or the top of the transfer electrode
A conductive material that prevents the diffusion of the material of the wiring or the reaction with the material of the wiring in the film forming the intermediate portion with the insulating film.
The solid-state imaging device characterized that you configured by.
【請求項2】2. 前記配線の材料はAlまたはAl合金系材The wiring material is Al or Al alloy-based material
料を含み、前記導電性材料はW,Ti,MoまたはそのAnd the conductive material is W, Ti, Mo or its
シリサイドまたはそれらの複合膜であることを特徴とすCharacterized by being a silicide or a composite film thereof
る請求項1記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項3】3. 前記転送電極は単一の層からなることを特The transfer electrode is composed of a single layer.
徴とする請求項1または請求項2記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is a characteristic.
【請求項4】4. 前記配線の材料の拡散もしくは前記配線のDiffusion of the material of the wiring or of the wiring
材料との反応を防止する導電性材料により構成された前Before constructed of conductive material to prevent reaction with the material
記単一の層からなる転送電極の最上部を成す膜の側壁部The side wall of the film forming the uppermost part of the transfer electrode composed of a single layer
もしくは前記配線の材料の拡散もしくは前記配線の材料Or diffusion of the material of the wiring or material of the wiring
との反応を防止する導電性材料により構成された前記単The single element made of a conductive material that prevents reaction with
一の層からなる転送電極の最上部とゲート絶縁膜との中Between the top of the transfer electrode consisting of one layer and the gate insulating film
間部を成す膜と電極材料により構成された最上部をなすIt forms the uppermost part made up of the film and electrode material that form the interstitial part.
膜の側壁部に絶縁性のスペーサが自己整合的に形成されInsulating spacers are formed on the sidewalls of the film in a self-aligned manner.
ていることを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 3, wherein
【請求項5】5. 前記受光蓄積部は二次元状に配置され、前The light receiving and accumulating units are arranged two-dimensionally,
記電荷結合素子は前記受光蓄積部からの信号電荷を垂直The charge-coupled device vertically transmits the signal charge from the light receiving and accumulating portion.
方向に転送するための垂直電荷結合素子を有し、前記配A vertical charge-coupled device for transferring in the direction
線は該垂直電荷結合素子の信号電荷転送方向に対して垂The line is perpendicular to the signal charge transfer direction of the vertical charge coupled device.
直方向に延びるように配置さArranged to extend straight れ、かつ前記配線の該垂直And the vertical of the wiring
電荷結合素子上の間隙が該垂直電荷結合素子の前記単一The gap on the charge-coupled device is the same as that of the vertical charge-coupled device.
の層からなる転送電極の間隙の直上以外に配置されていOf the transfer electrode composed of layers
ることを特徴とする請求項3記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 3, wherein
【請求項6】該垂直電荷結合素子の転送電極は一受光蓄6. A transfer electrode of the vertical charge-coupled device is a light-receiving device.
積部あたり一つの電極で構成されていることを特徴とすCharacterized by one electrode per stack
る請求項5記載の固体撮像装置。The solid-state imaging device according to claim 5.
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