JP3399250B2 - Method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

Method for manufacturing solid-state imaging device

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JP3399250B2
JP3399250B2 JP27433596A JP27433596A JP3399250B2 JP 3399250 B2 JP3399250 B2 JP 3399250B2 JP 27433596 A JP27433596 A JP 27433596A JP 27433596 A JP27433596 A JP 27433596A JP 3399250 B2 JP3399250 B2 JP 3399250B2
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transfer gate
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子(C
CD;Charge-Coupled Device )の製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid-state image pickup device (C
CD: Charge-Coupled Device) manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、固体撮像素子として、例えば図
4、図5に示す構造のものが知られている。図4は固体
撮像素子の転送ゲート電極の配置を模式的に示した要部
平面図であり、図4において符号1はシリコン基板(図
示略)表層部に形成されたフォトセンサ部である。これ
らフォトセンサ部1…の周囲には、ポリシリコンからな
る第1転送ゲート電極2、および第2転送ゲート電極3
が、シリコン基板上に形成配置されている。ここで、第
2転送ゲート電極3は、第1転送ゲート電極2の直上位
置にその一部がかかるように、すなわち図4に示したよ
うにその一部が第1転送ゲート電極2を覆うようにして
配置されている。なお、この第1転送ゲート電極2を覆
う部分には、後述するようにこれら第1転送ゲート電極
2と第2転送ゲート電極3との間に層間膜として機能す
る絶縁膜が形成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a solid-state image pickup device, one having a structure shown in FIGS. 4 and 5, for example, has been known. FIG. 4 is a plan view of an essential part schematically showing the arrangement of the transfer gate electrodes of the solid-state image pickup device. In FIG. 4, reference numeral 1 is a photosensor part formed on the surface layer of a silicon substrate (not shown). Around the photo sensor portions 1, ..., A first transfer gate electrode 2 and a second transfer gate electrode 3 made of polysilicon.
Are formed and arranged on a silicon substrate. Here, a part of the second transfer gate electrode 3 is located directly above the first transfer gate electrode 2, that is, a part of the second transfer gate electrode 3 covers the first transfer gate electrode 2 as shown in FIG. Are arranged. An insulating film functioning as an interlayer film is formed between the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 in a portion covering the first transfer gate electrode 2 as described later.

【0003】図5は図4のB−B線矢視図であり、図5
に示すようにこの固体撮像素子には、シリコン基板4表
層部に形成された前記フォトセンサ部1の一方の側方に
読み出し部5を介して電荷転送部6が配設され、他方の
側方にチャネルストップ7が配設されている。また、チ
ャネルストップ7の側方には別の電荷転送部6が配設さ
れ、さらに該電荷転送部6の側方には読み出し部(図示
略)、フォトセンサ部(図示略)が順次配設されてい
る。
[0003] Figure 5 is a view taken along line B-B of FIG. 4, FIG. 5
As shown in FIG. 3, in this solid-state imaging device, a charge transfer section 6 is arranged on one side of the photosensor section 1 formed on the surface layer section of the silicon substrate 4 via a reading section 5, and on the other side of the other side. A channel stop 7 is provided in the. Further, another charge transfer unit 6 is arranged beside the channel stop 7, and a reading unit (not shown) and a photosensor unit (not shown) are sequentially arranged beside the charge transfer unit 6. Has been done.

【0004】シリコン基板4の表面にはSiO2 からな
る絶縁膜8が形成され、この絶縁膜8の上には電荷転送
部6の直上位置を覆って前記第1転送ゲート電極2が形
成されている。この第1転送ゲート電極2上には、該第
1転送ゲート電極2と前記第2転送ゲート電極3との間
の層間膜としても機能する絶縁膜9が形成されている。
この絶縁膜9上には、図5には示していないものの、図
4に示したように第2転送ゲート電極3が形成されてい
る。なお、図示しないものの、絶縁膜9の上には第1転
送ゲート電極2、第2転送ゲート電極3を覆って遮光膜
が形成され、さらにその上には平坦化層が形成されてい
る。
An insulating film 8 made of SiO 2 is formed on the surface of the silicon substrate 4, and the first transfer gate electrode 2 is formed on the insulating film 8 so as to cover the position directly above the charge transfer portion 6. There is. An insulating film 9 which functions as an interlayer film between the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 is formed on the first transfer gate electrode 2.
Although not shown in FIG. 5, the second transfer gate electrode 3 is formed on the insulating film 9 as shown in FIG. Although not shown, a light shielding film is formed on the insulating film 9 so as to cover the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3, and a flattening layer is further formed on the light shielding film.

【0005】ところで、このような構成の固体撮像素子
を製造するにあたり、特にシリコン基板4表面の絶縁膜
8を形成するには、通常、予め形成した酸化膜(SiO
2 膜)が第1転送ゲート電極2の形成時にドライエッチ
ングによってダメージを受けていることから、このダメ
ージを除去するべく、フォトセンサ部1上の酸化膜をエ
ッチオフし、シリコン基板4表面を露出させる。そし
て、この露出させた面を再度熱酸化することにより、フ
ォトセンサ部1上にSiO2 からなる絶縁膜を形成して
いる。
By the way, in manufacturing the solid-state image pickup device having such a structure, in particular, in order to form the insulating film 8 on the surface of the silicon substrate 4, usually, an oxide film (SiO 2) formed in advance is used.
2 film) is damaged by dry etching when the first transfer gate electrode 2 is formed. Therefore, in order to remove this damage, the oxide film on the photo sensor part 1 is etched off and the surface of the silicon substrate 4 is exposed. Let Then, by thermally oxidizing the exposed surface again, an insulating film made of SiO 2 is formed on the photo sensor portion 1.

【0006】また、第1転送ゲート電極2上に絶縁膜9
を形成するには、ポリシリコンからなる第1転送ゲート
電極2そのものを熱酸化し、これの表層部に熱酸化膜を
形成し、これを絶縁膜9としている。そして、このよう
にして得られた絶縁膜9を、前述したように第1転送電
極2と前記第2転送電極3との間の層間膜としているの
である。
An insulating film 9 is formed on the first transfer gate electrode 2.
In order to form, the first transfer gate electrode 2 itself made of polysilicon is thermally oxidized, and a thermal oxide film is formed on the surface layer portion of the first transfer gate electrode 2, which is used as the insulating film 9. The insulating film 9 thus obtained is used as an interlayer film between the first transfer electrode 2 and the second transfer electrode 3 as described above.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た固体撮像素子においては、その製造方法について以下
に述べる不都合がある。電極配線抵抗を低下させるべ
く、第1転送ゲート電極2や第2転送ゲート電極3をW
ポリサイドなどのポリサイド構造にすることが多くなさ
れているが、このようなポリサイド構造を採った場合、
前述したようにダメージを除去した後再度熱酸化を直接
行い、シリコン基板4との間でSi/SiO2 界面を形
成する絶縁膜として熱酸化膜を得ようとすると、W等の
高融点金属が拡散することに起因して得られる固体撮像
素子の素子特性が低下してしまう。
However, the above-mentioned solid-state image pickup device has the following disadvantages in its manufacturing method. In order to reduce the electrode wiring resistance, the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 are W
Although it is often made to have a polycide structure such as polycide, when such a polycide structure is adopted,
As described above, after removing the damage, the thermal oxidation is directly performed again to obtain a thermal oxide film as an insulating film that forms an Si / SiO 2 interface with the silicon substrate 4. The device characteristics of the solid-state imaging device obtained due to the diffusion deteriorate.

【0008】また、フォトセンサ部1において、前述し
たようにダメージのないSi/SiO2 界面を得るた
め、第1転送ゲート電極2の上に層間膜となる絶縁膜を
CVD法によって堆積形成し、続いてレジストパターン
を形成し、さらにこのレジストパターンを用いてフォト
センサ部1の直上部のみをエッチングするといった方法
も考えられるが、その場合にはレジストパターン形成時
の合わせズレの問題や、CVD膜エッチングの際の問題
があり(すなわち、ドライエッチングではCVD膜エッ
チング後にシリコン基板4等にダメージが残るといった
問題あり、ウエットエッチングではサイドエッチが大き
いなど制御性に問題がある)、その実施は非常に困難で
ある。
Further, in the photosensor section 1, in order to obtain a Si / SiO 2 interface which is not damaged as described above, an insulating film serving as an interlayer film is deposited and formed on the first transfer gate electrode 2 by the CVD method, A method may be considered in which a resist pattern is subsequently formed and only the area directly above the photosensor section 1 is etched using this resist pattern. In that case, however, there is a problem of misalignment during the formation of the resist pattern and the CVD film. There is a problem in etching (that is, dry etching has a problem that the silicon substrate 4 and the like remain after the CVD film is etched, and wet etching has a problem in controllability such as a large side etch). Have difficulty.

【0009】そこで、堆積形成したCVD膜をエッチン
グ除去することなくフォトセンサ部1上にそのまま残
し、これを絶縁膜8として用いることが、より簡略なプ
ロセスであり有効と考えられるが、その場合には、CV
D膜は熱酸化膜のように固定電荷や界面準位等が少なく
ならないため、素子特性を低下させることになってしま
い、やはりその実施は困難なのである。
Therefore, it is considered to be a simpler process that it is effective to leave the deposited CVD film as it is on the photosensor portion 1 without being removed by etching, and it is considered to be effective, but in that case. Is CV
Unlike the thermal oxide film, the D film does not reduce fixed charges, interface states, etc., resulting in deterioration of device characteristics, which is also difficult to implement.

【0010】また、一般に絶縁膜として用いられる減圧
CVD法により800℃〜820℃の温度で成膜された
CCD酸化膜は、固定電荷や界面準位などが少ないCV
D膜であるとされているものの、フォトセンサ部1にお
いてSi上に直接成膜すると、特性が劣化することから
やはりその実施は困難である。さらに、常圧CVD膜は
ステップカバレージの問題があり、プラズマCVD膜は
プラズマダメージの問題があってやはりその採用は困難
である。
Further, a CCD oxide film formed at a temperature of 800 ° C. to 820 ° C. by a low pressure CVD method which is generally used as an insulating film has a CV with a small amount of fixed charges and interface states.
Although it is said to be a D film, if the film is directly formed on Si in the photosensor portion 1, its characteristics are deteriorated, and therefore its implementation is also difficult. Further, the atmospheric pressure CVD film has a problem of step coverage, and the plasma CVD film has a problem of plasma damage, which is also difficult to adopt.

【0011】一方、第1転送ゲート電極2と第2転送ゲ
ート電極3との間の層間膜となる絶縁膜9の形成につい
ては、前述したようにポリシリコンからなる第1転送ゲ
ート電極2の熱酸化によって形成しているが、このよう
な処理においても以下に述べる不都合がある。
On the other hand, regarding the formation of the insulating film 9 serving as an interlayer film between the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3, as described above, the heat of the first transfer gate electrode 2 made of polysilicon is used. Although it is formed by oxidation, such treatment also has the following disadvantages.

【0012】固体撮像素子では、その小型高画素化に伴
って転送クロックの低電圧化が要求されている。このよ
うな要求のなか、前述したようにポリシリコンを熱酸化
することによってその酸化膜(層間絶縁膜)を形成する
と、薄膜化が進むに連れてポリシリコン電極間(第1転
送ゲート電極2と第2転送ゲート電極3との間)で電極
間リーク耐圧が不足するといった問題が顕在化してく
る。さらに、ポリシリコン酸化膜形成のための熱酸化
は、熱処理低温化に関しても負荷が大きいものとなって
しまうことになる。例えば、ポリシリコン酸化膜を熱酸
化で形成する場合、1μAリーク耐圧が1.5MV/c
mであるとVクロック最大振幅の22Vを確保するのに
最小でも150nmの厚さの酸化膜が必要となるが、転
送ゲート電極間ギャップがそれだけ広くなってしまい、
転送振幅を小さくできないのが実状である。
In the solid-state image pickup device, as the size and the number of pixels thereof are increased, the transfer clock is required to have a lower voltage. Under these demands, when the oxide film (interlayer insulating film) is formed by thermally oxidizing polysilicon as described above, as the thinning progresses, a gap between polysilicon electrodes (first transfer gate electrode 2 and The problem that the inter-electrode leakage breakdown voltage is insufficient between the second transfer gate electrode 3) becomes apparent. Further, the thermal oxidation for forming the polysilicon oxide film has a large load even when the heat treatment temperature is lowered. For example, when the polysilicon oxide film is formed by thermal oxidation, the leak voltage of 1 μA is 1.5 MV / c.
If m, an oxide film with a thickness of at least 150 nm is required to secure the maximum V clock amplitude of 22 V, but the gap between the transfer gate electrodes becomes wide, and
The reality is that the transfer amplitude cannot be reduced.

【0013】また、ポリシリコンからなる転送ゲート電
極では抵抗が高く、画素間ポリシリコン線幅を縮小する
ことができず、このためFITCCD等の高速化デバイ
スのゲート電極抵抗化を図ることができない。この対策
として、WSi電極(ポリサイド構造)をポリシリコン
電極に代替化することも考えられるが、その場合には、
層間絶縁膜を熱酸化で形成すると層間耐圧がポリシリコ
ン電極の場合以上に劣化してしまい、加えて、W拡散に
起因して得られる固体撮像素子に画質劣化を生じてしま
う。また、ゲート電極にポリサイド電極(特にタングス
テンポリシリサイド)を用いる構造では、直接熱酸化を
行って層間絶縁膜を形成すると、前述したようにW等の
高融点金属が拡散することに起因して得られる固体撮像
素子の素子特性が低下してしまう。
Further, since the transfer gate electrode made of polysilicon has a high resistance, it is not possible to reduce the polysilicon line width between pixels, so that it is not possible to make the gate electrode resistance of a high speed device such as FITCCD. As a countermeasure, it is possible to substitute the WSi electrode (polycide structure) with a polysilicon electrode. In that case,
If the interlayer insulating film is formed by thermal oxidation, the interlayer breakdown voltage deteriorates more than that of the polysilicon electrode, and in addition, the solid-state imaging device obtained due to W diffusion deteriorates in image quality. Further, in the structure using a polycide electrode (particularly, tungsten polysilicide) for the gate electrode, when the interlayer insulating film is formed by directly performing thermal oxidation, it is obtained because the refractory metal such as W diffuses as described above. The element characteristics of the solid-state image sensor to be obtained are deteriorated.

【0014】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、フォトセンサ部において
Si/SiO2 界面を形成する絶縁膜、あるいは転送ゲ
ート電極間の層間膜となる絶縁膜について、これらの形
成に起因して得られる固体撮像素子の素子特性が低下す
るのを防止した、固体撮像素子の製造方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances. An object of the present invention is to provide an insulating film forming an Si / SiO 2 interface in a photosensor portion or an insulating film serving as an interlayer film between transfer gate electrodes. With respect to the above, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device, which prevents deterioration of device characteristics of the solid-state imaging device obtained due to the formation thereof.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明における請求項1
記載の固体撮像素子の製造方法では、シリコン基板表層
部にフォトセンサ部を形成するとともに該シリコン基板
表面に絶縁膜を形成し、該絶縁膜を介して前記フォトセ
ンサ部をシリコン基板表面側に臨ませた状態で該シリコ
ン基板上に第1転送ゲート電極を形成し、前記絶縁膜を
介して前記フォトセンサ部をシリコン基板表面側に臨ま
せ、かつ第1転送ゲート電極の直上位置に一部がかかる
ようにしてシリコン基板上に第2転送ゲート電極を形成
配置するに際し、前記第1転送ゲート電極、第2転送ゲ
ート電極を形成した後、前記フォトセンサ部の直上に位
置する絶縁膜をエッチング除去し、その後減圧CVD法
により700℃〜750℃の温度で酸化シリコン膜を堆
積形成することを前記課題の解決手段とした。
[Means for Solving the Problems] Claim 1 in the present invention
In the method for manufacturing a solid-state image sensor described above, a photosensor portion is formed on a surface layer portion of a silicon substrate, an insulating film is formed on a surface of the silicon substrate, and the photosensor portion is provided on the surface side of the silicon substrate through the insulating film. A first transfer gate electrode is formed on the silicon substrate in a bare state, the photosensor portion is exposed to the surface side of the silicon substrate through the insulating film, and a part of the first transfer gate electrode is located directly above the first transfer gate electrode. In forming and arranging the second transfer gate electrode on the silicon substrate in this manner, after the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode are formed, the insulating film located immediately above the photo sensor portion is removed by etching. Then , the silicon oxide film was deposited and formed at a temperature of 700 ° C. to 750 ° C. by the low pressure CVD method, which was a means for solving the above problems.

【0016】この固体撮像素子の製造方法によれば、第
1転送ゲート電極、第2転送ゲート電極の形成後、フォ
トセンサ部の直上に位置する絶縁膜をエッチング除去し
た後、減圧CVD法により例えば800℃未満で酸化シ
リコン膜を堆積形成すれば、得られる酸化シリコン膜が
比較的低温によるCVD酸化膜となり、固定電荷や界面
準位の少ない絶縁膜となる。
According to this method of manufacturing a solid-state image pickup device, after the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode are formed, the insulating film located immediately above the photosensor portion is removed by etching, and then, for example, by a low pressure CVD method. If the silicon oxide film is deposited and formed at less than 800 ° C., the obtained silicon oxide film becomes a CVD oxide film at a relatively low temperature, and becomes an insulating film with less fixed charges and interface states.

【0017】本発明における請求項3記載の固体撮像素
子の製造方法では、シリコン基板表層部にフォトセンサ
部を形成するとともに該シリコン基板表面に絶縁膜を形
成し、該絶縁膜を介して前記フォトセンサ部をシリコン
基板表面側に臨ませた状態で該シリコン基板上に第1転
送ゲート電極を形成し、前記絶縁膜を介して前記フォト
センサ部をシリコン基板表面側に臨ませ、かつ第1転送
ゲート電極の直上位置に一部がかかるようにしてシリコ
ン基板上に第2転送ゲート電極を形成配置するに際し、
前記第1転送ゲート電極を形成した後前記第2転送ゲー
ト電極の形成に先立ち、少なくとも第2転送ゲート電極
の形成予定領域に位置し、かつ第1転送ゲート電極の直
下に位置しない前記絶縁膜をエッチング除去し、その後
減圧CVD法により700℃〜750℃の温度で酸化シ
リコン膜を、前記第1転送ゲート電極を覆った状態に堆
積形成して該酸化シリコン膜により第1転送ゲート電極
と第2転送ゲート電極との間の層間膜を形成するととも
に、第2転送ゲート電極のゲート絶縁膜を形成すること
を前記課題の解決手段とした。
In the method of manufacturing a solid-state image pickup device according to a third aspect of the present invention, a photosensor portion is formed on a surface layer portion of a silicon substrate, an insulating film is formed on a surface of the silicon substrate, and the photo film is formed through the insulating film. A first transfer gate electrode is formed on the silicon substrate with the sensor portion facing the front surface of the silicon substrate, the photosensor portion is exposed to the front surface of the silicon substrate through the insulating film, and the first transfer is performed. When forming and arranging the second transfer gate electrode on the silicon substrate so that a part of the gate electrode is directly above the gate electrode,
After forming the first transfer gate electrode and prior to forming the second transfer gate electrode, the insulating film located at least in a region where the second transfer gate electrode is to be formed and not located immediately below the first transfer gate electrode is formed. The silicon oxide film is removed by etching and then deposited at a temperature of 700 ° C. to 750 ° C. by a low pressure CVD method so as to cover the first transfer gate electrode, and the silicon oxide film is used to form the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode. The formation of the interlayer film between the transfer gate electrode and the gate insulating film of the second transfer gate electrode was taken as a means for solving the above problems.

【0018】この固体撮像素子の製造方法によれば、第
1転送ゲート電極を形成した後第2転送ゲート電極の形
成に先立ち、第2転送ゲート電極の形成予定領域に位置
し、かつ第1転送ゲート電極の直下に位置しない絶縁膜
をエッチング除去し、その後減圧CVD法により例えば
800℃未満で酸化シリコン膜を、前記第1転送ゲート
電極を覆った状態に堆積形成して該酸化シリコン膜によ
り第1転送ゲート電極と第2転送ゲート電極との間の層
間膜を形成するとともに、第2転送ゲート電極のゲート
絶縁膜を形成するので、得られる酸化シリコン膜が比較
的低温によるCVD酸化膜となることにより、層間膜と
しては耐圧の高いものとなり、ゲート絶縁膜としては固
定電荷や界面準位の少ないものとなる。
According to this method of manufacturing a solid-state image pickup device, after the first transfer gate electrode is formed and before the second transfer gate electrode is formed, the first transfer gate electrode is located in the region where the second transfer gate electrode is to be formed and the first transfer gate electrode is formed. The insulating film that is not located directly below the gate electrode is removed by etching, and then a silicon oxide film is deposited at a temperature of, for example, less than 800 ° C. by a low pressure CVD method so as to cover the first transfer gate electrode, and the silicon oxide film is used to form a first oxide film. Since the interlayer film between the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode is formed and the gate insulating film of the second transfer gate electrode is formed, the obtained silicon oxide film becomes a CVD oxide film at a relatively low temperature. As a result, the interlayer film has a high breakdown voltage, and the gate insulating film has a small amount of fixed charges and interface states.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の固体撮像素子の製
造方法を詳しく説明する。まず、請求項1記載の製造方
法の一実施形態例を説明する。この例では、図5に示し
た構造を得る従来方法と同様にして、まず、シリコン基
板4中にイオン注入等によって不純物を注入しさらにこ
れを拡散させ、フォトセンサ部1、読み出し部5、電荷
転送部6、チャネルストップ7をそれぞれ形成する。続
いて、熱酸化法やCVD法によりシリコン基板4表面に
SiO2 からなる絶縁膜8を形成する。ここで、この絶
縁膜8は、その一部が後述する第1転送ゲート電極のゲ
ート絶縁膜(MOSゲート絶縁膜)として機能するもの
である。なお、この絶縁膜8については、SiO2 から
なる構造に代えてONO(SiO 2 −SiN−Si
2 )構造としてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The manufacture of the solid-state image sensor of the present invention will be described below.
The manufacturing method will be described in detail. First, the manufacturing method according to claim 1.
An example embodiment of the method will be described. In this example, shown in Figure 5
In the same way as the conventional method for obtaining the
Impurities are injected into the plate 4 by ion implantation, etc.
This is diffused, and the photo sensor unit 1, the reading unit 5, the electric charge
The transfer unit 6 and the channel stop 7 are formed respectively. Continued
The silicon substrate 4 surface by the thermal oxidation method or the CVD method.
SiO2An insulating film 8 made of is formed. Where is this
A part of the edge film 8 is a gate of a first transfer gate electrode described later.
That functions as a gate insulating film (MOS gate insulating film)
Is. The insulating film 8 is made of SiO 2.2From
ONO (SiO 2-SiN-Si
O2) It may be a structure.

【0020】次に、CVD法によりポリシリコンを成膜
し、さらにこのポリシリコン膜を公知のレジスト技術、
フォトリソグラフィー技術、ドライエッチング技術によ
りパターニングし、図1に示すように第1転送ゲート電
極2を形成する。なお、図1は、従来の図4に示した要
部平面図における、A−A線矢視した断面の要部を示す
図である。次いで、CVD法等により第1転送ゲート電
極2を覆った状態にSiO2 等の絶縁膜を形成し、これ
を層間膜10とする。そして、第1転送ゲート電極2と
同様にポリシリコン膜を成膜し、さらにこれをパターニ
ングすることによって第2転送ゲート電極3を形成す
る。なお、ゲート電極構造を三層以上にする場合には、
第2転送ゲート電極3の形成に続いて、前記の層間膜形
成、および転送ゲート電極の形成を繰り返せばよい。
Next, a polysilicon film is formed by the CVD method, and the polysilicon film is formed by a known resist technique,
Patterning is performed by a photolithography technique and a dry etching technique to form a first transfer gate electrode 2 as shown in FIG. 1 is a diagram showing a main part of a cross section taken along the line AA in the conventional plan view of the main part shown in FIG. Next, an insulating film such as SiO 2 is formed in a state of covering the first transfer gate electrode 2 by the CVD method or the like, and this is used as the interlayer film 10. Then, a polysilicon film is formed in the same manner as the first transfer gate electrode 2 and is further patterned to form the second transfer gate electrode 3. When the gate electrode structure has three or more layers,
Following the formation of the second transfer gate electrode 3, the formation of the interlayer film and the formation of the transfer gate electrode may be repeated.

【0021】次いで、公知のレジスト技術、フォトリソ
グラフィー技術を用いてレジストパターンを形成し、さ
らにこのレジストパターンを用いて前記フォトセンサ部
1の直上に位置する絶縁膜8および層間膜10をドライ
エッチングで除去し、フォトセンサ部1の直上位置にお
けるシリコン基板1表面を露出させる。このようにして
絶縁膜8および層間膜10をエッチング除去すると、こ
れら膜8、10が各転送ゲート電極2、3形成時に受け
たダメージをシリコン基板4上から同時に除去できるこ
とになる。
Next, a resist pattern is formed by using a known resist technique or photolithography technique, and the insulating film 8 and the interlayer film 10 located right above the photosensor portion 1 are dry-etched by using this resist pattern. Then, the surface of the silicon substrate 1 immediately above the photosensor portion 1 is exposed. By removing the insulating film 8 and the interlayer film 10 by etching in this way, the damages that the films 8 and 10 suffer when the transfer gate electrodes 2 and 3 are formed can be simultaneously removed from the silicon substrate 4.

【0022】その後、減圧CVD法により800℃未満
の温度で酸化シリコン膜を堆積形成し、図2に示すよう
に第1転送ゲート電極2、第2転送ゲート電極3を覆っ
た状態で、フォトセンサ部1の直上位置において新たな
絶縁膜11を形成する。ここで、酸化シリコン膜(絶縁
膜11)の堆積形成を800℃未満の温度で行うのは、
800℃を越えると得られる膜とシリコン基板4との間
で形成されるSi/SiO2 界面の界面準位などが増加
し、これに伴って得られる固体撮像素子に特性劣化が生
じてしまうからである。これは、反応管へのウエハ(シ
リコン基板4)のロード時に巻き込み酸化膜が形成され
ることと、例えば成膜前のN2 Oによる炉内パージ時に
窒酸化膜が形成されることに起因している。
Thereafter, a silicon oxide film is deposited and formed at a temperature of less than 800 ° C. by a low pressure CVD method, and the photosensor is covered with the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 as shown in FIG. A new insulating film 11 is formed immediately above the portion 1. Here, the deposition of the silicon oxide film (insulating film 11) is performed at a temperature lower than 800 ° C.
If the temperature exceeds 800 ° C., the interface level of the Si / SiO 2 interface formed between the obtained film and the silicon substrate 4 increases, and the solid-state imaging device obtained thereby deteriorates in characteristics. Is. This is due to the formation of a trapped oxide film when the wafer (silicon substrate 4) is loaded into the reaction tube and the formation of a nitric oxide film during purging in the furnace with N 2 O before film formation, for example. ing.

【0023】一方、絶縁膜11の形成を700℃未満で
行うと、成膜温度を一般的な800℃とした場合に比
べ、成膜速度が1/10以下となってしまうことから、
成膜処理に多くの時間かかり過ぎ、プロセス上好まし
くない。なお、図2は、従来の図4に示した要部平面図
における、B−B線矢視した断面を示す図である。この
ようにして絶縁膜11を形成した後、さらに、絶縁膜1
1の上に従来と同様にして遮光膜(図示略)、平坦化膜
(図示略)、周辺配線(図示略)、オーバパッシベーシ
ョン膜(図示略)、等を順次形成し、固体撮像素子を得
る。
On the other hand, if the insulating film 11 is formed at a temperature lower than 700 ° C., the film forming rate becomes 1/10 or less as compared with the case where the film forming temperature is generally 800 ° C.
The film forming process takes too much time, which is not preferable in the process. 2 is a view showing a cross section taken along the line BB in the plan view of the main part shown in FIG. 4 of the related art. After the insulating film 11 is formed in this way, the insulating film 1 is further formed.
A light-shielding film (not shown), a flattening film (not shown), peripheral wiring (not shown), an overpassivation film (not shown), etc. are sequentially formed on the substrate 1 to obtain a solid-state image sensor. .

【0024】このような固体撮像素子の製造方法にあっ
ては、第1転送ゲート電極2、第2転送ゲート電極3を
形成した後、減圧CVD法により酸化シリコン膜を堆積
形成し、これから絶縁膜11を形成しているので、この
絶縁膜11に第1転送ゲート電極2、第2転送ゲート電
極3の形成時におけるダメージが与えられることがな
く、したがってこのダメージに起因する暗電流の発生を
防止することができる。また、減圧CVD法により70
0℃〜750℃と比較的低温で酸化シリコン膜を堆積形
成し、このCVD法によるHTO膜をフォトセンサ部1
の直上位置においてSi/SiO2 界面を形成する新た
な絶縁膜11としているので、該絶縁膜11が通常の8
00℃〜820℃で形成するHTO膜に比べ低温による
HTO膜からなることとなり、したがって巻き込み酸化
量およびN2 Oによる窒酸化量の低減を図ることがで
き、固定電荷や界面準位を少なくすることができること
により暗電流の発生を防止することができる。
In the method of manufacturing such a solid-state image pickup device, after forming the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3, a silicon oxide film is deposited and formed by the low pressure CVD method, and then the insulating film is formed. Since the insulating film 11 is formed, the insulating film 11 is not damaged during the formation of the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3, and therefore the dark current caused by this damage is prevented. can do. In addition, by low pressure CVD method, 70
A silicon oxide film is deposited and formed at a relatively low temperature of 0 ° C. to 750 ° C., and the HTO film formed by this CVD method is used as the photo sensor unit 1.
Since it is a new insulating film 11 that forms the Si / SiO 2 interface immediately above the insulating film 11,
Since the HTO film is formed at a lower temperature than the HTO film formed at 00 ° C to 820 ° C, it is possible to reduce the amount of trapped oxidation and the amount of nitrification oxidation due to N 2 O, and reduce fixed charges and interface states. Therefore, it is possible to prevent the generation of dark current.

【0025】なお、前記実施形態例では、第1転送ゲー
ト電極2、第2転送ゲート電極3をいずれもポリシリコ
ンで形成したが、これら第1転送ゲート電極2、第2転
送ゲート電極3の一方あるいは両方をWポリサイドなど
のポリサイド構造としてもよく、その場合には、従来の
ごとく絶縁膜形成のための熱酸化を行っていないので、
この熱酸化処理に伴うW等高融点金属の拡散をなくすこ
とができ、これにより転送ゲート電極の低抵抗化を図っ
て高感度、低スミアの固体撮像素子を得ることができ
る。また、前記実施形態例では、絶縁膜11の形成を一
般的な膜形成温度に比べ低い温度で行ったが、この低温
による絶縁膜11についてはあくまでシリコン基板4表
面との間でSi/SiO2 界面を形成することのできる
厚さ、すなわち数nm〜10nm程度の厚さでよく、こ
の程度の厚みが確保された後は成膜温度を800℃程度
に上昇し、成膜処理時間の短縮を図ってもよい。
Although the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 are both made of polysilicon in the above embodiment, one of the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 is used. Alternatively, both may have a polycide structure such as W polycide. In that case, since thermal oxidation for forming an insulating film is not performed as in the conventional case,
Diffusion of refractory metal such as W due to this thermal oxidation treatment can be eliminated, whereby the resistance of the transfer gate electrode can be reduced and a high-sensitivity, low-smear solid-state imaging device can be obtained. Further, in the above-described embodiment, the insulating film 11 is formed at a temperature lower than a general film forming temperature. However, the insulating film 11 at this low temperature is merely Si / SiO 2 with the surface of the silicon substrate 4. A thickness capable of forming an interface, that is, a thickness of about several nm to 10 nm may be sufficient. After securing this thickness, the film forming temperature is increased to about 800 ° C. to shorten the film forming processing time. You may plan.

【0026】さらに、前記のような低温による絶縁膜1
1の形成の後、絶縁膜として必要とされる膜厚を確保す
るため、熱酸化法によって絶縁膜11上にSiO2 から
なる熱酸化膜を形成し、先の低温による絶縁膜11に合
わせて所望の厚さの絶縁膜を形成してもよい。その場
合、前述したように第1転送ゲート電極2、第2転送ゲ
ート電極3の一方あるいは両方をWポリサイドなどのポ
リサイド構造としていても、これら転送ゲート電極を一
旦低温による膜(絶縁膜11)で覆っているため、この
膜がポリサイド電極からの高融点金属の拡散を封じるカ
バーとして機能し、これにより高融点金属の拡散に起因
して白点が発生するなどといった不都合を回避すること
ができる。
Further, the insulating film 1 at a low temperature as described above
After the formation of No. 1, a thermal oxide film made of SiO 2 is formed on the insulating film 11 by a thermal oxidation method in order to secure the film thickness required as the insulating film, and the thermal oxide film is formed in conformity with the insulating film 11 at the low temperature. An insulating film having a desired thickness may be formed. In that case, even if one or both of the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 has a polycide structure such as W polycide as described above, these transfer gate electrodes are once formed by a film (insulating film 11) at a low temperature. Since it is covered, this film functions as a cover that blocks the diffusion of the refractory metal from the polycide electrode, thereby avoiding the inconvenience that white spots are generated due to the diffusion of the refractory metal.

【0027】次に、請求項3記載の製造方法の一実施形
態例を説明する。この例でも、図5に示した構造を得る
従来方法と同様にして、まず、シリコン基板4中にイオ
ン注入等によって不純物を注入しさらにこれを拡散さ
せ、フォトセンサ部1、読み出し部5、電荷転送部6、
チャネルストップ7をそれぞれ形成する。続いて、熱酸
化法やCVD法によりシリコン基板4表面にSiO2
らなる絶縁膜8を形成する。この絶縁膜8は、先の例と
同様にその一部が後述する第1転送ゲート電極のゲート
絶縁膜(MOSゲート絶縁膜)として機能するものであ
る。なお、この例においても、ゲート絶縁膜8について
は、SiO2 からなる構造に代えてONO(SiO2
SiN−SiO2 )構造としてもよい。
Next, an embodiment of the manufacturing method according to claim 3 will be described. Also in this example, similarly to the conventional method for obtaining the structure shown in FIG. 5, first, impurities are injected into the silicon substrate 4 by ion implantation or the like and further diffused, and the photosensor unit 1, the reading unit 5, the charge Transfer unit 6,
Each channel stop 7 is formed. Subsequently, the insulating film 8 made of SiO 2 is formed on the surface of the silicon substrate 4 by the thermal oxidation method or the CVD method. A part of the insulating film 8 functions as a gate insulating film (MOS gate insulating film) of the first transfer gate electrode, which will be described later, as in the above example. Also in this embodiment, the gate insulating film 8, instead of the structure consisting of SiO 2 ONO (SiO 2 -
SiN-SiO 2) may have a structure.

【0028】次に、CVD法によりポリシリコンを成膜
し、さらにこのポリシリコン膜を公知のレジスト技術、
フォトリソグラフィー技術、ドライエッチング技術によ
りパターニングし、図3に示すように第1転送ゲート電
極2を形成する。なお、図3は、従来の図4に示した要
部平面図における、A−A線矢視した断面の要部を示す
図である。次いで、この第1転送ゲート電極2のパター
ニングに用いたレジストマスクをそのまま用い、あるい
はこれと同様にして形成したレジストマスクを用い、先
に形成した絶縁膜8のうち第1転送ゲート電極2の直下
にある部分以外をエッチングによって除去する。このよ
うに絶縁膜8を除去すると、フォトセンサ部1の直上位
置にある部分はもちろん、第1転送ゲート電極2の直下
になく、かつ第2転送ゲート電極3の形成予定領域に位
置する部分も除去され、これらの位置においてはシリコ
ン基板4表面が露出する。
Next, a polysilicon film is formed by the CVD method, and the polysilicon film is formed by a known resist technique,
The patterning is performed by the photolithography technique and the dry etching technique to form the first transfer gate electrode 2 as shown in FIG. 3 is a view showing a main part of a cross section taken along the line AA in the conventional plan view of the main part shown in FIG. Then, the resist mask used for patterning the first transfer gate electrode 2 is used as it is, or a resist mask formed in the same manner is used, and the insulating film 8 immediately below the first transfer gate electrode 2 is formed. The portions other than those in are removed by etching. When the insulating film 8 is removed in this manner, not only the portion directly above the photosensor portion 1 but also the portion not directly below the first transfer gate electrode 2 and located in the area where the second transfer gate electrode 3 is to be formed are formed. The surface of the silicon substrate 4 is exposed at these positions.

【0029】ここで、特に絶縁膜8をSiO2 膜一層で
形成している場合で、このSiO2膜をウエットエッチ
ングで除去する場合には、このウエットエッチング時に
第1転送ゲート電極2の下へのサイドエッチングを防止
する必要がある。さらに、絶縁膜8をONO構造にした
場合には、SiO2 /SiN/SiO2を上から順にエ
ッチング除去するようにしてもよく、また、第1転送ゲ
ート電極2をドライエッチングする際にSiN膜まで続
けて除去し、その後残りのSiO 2 膜を除去してもよ
い。
Here, especially the insulating film 8 is formed of SiO 2.2With one layer of membrane
When formed, this SiO2Wet etching the film
When removing by wet etching,
Prevents side etching below the first transfer gate electrode 2.
There is a need to. Further, the insulating film 8 has an ONO structure.
In some cases, SiO2/ SiN / SiO2From top to bottom
May be removed, and the first transfer gate may be removed.
Continue to the SiN film when dry etching the gate electrode 2.
The remaining SiO. 2You can remove the film
Yes.

【0030】次いで、減圧CVD法に700℃〜750
℃の温度で酸化シリコン膜を堆積形成し、図3に示すよ
うに第1転送ゲート電極2を覆った状態で絶縁膜12を
形成する。この絶縁膜12は、フォトセンサ部1の直上
位置と、第1転送ゲート電極2の直下になく、かつ第2
転送ゲート電極3の形成予定領域にある位置とで絶縁膜
8が除去されていることにより、これらの位置において
もシリコン基板4表面に形成されるものとなり、特に第
2転送ゲート電極3の形成予定領域に形成された絶縁膜
12は第2転送ゲート電極3のゲート絶縁膜として機能
するものとなる。また、第1転送ゲート電極2を覆い、
かつ第2転送ゲート電極3の形成予定領域に形成された
絶縁膜12は、第1転送ゲート電極2と後述する第2転
送ゲート電極3との層間膜として機能するものとなる。
Next, the low pressure CVD method is applied at 700 ° C. to 750 ° C.
A silicon oxide film is deposited and formed at a temperature of .degree. C., and an insulating film 12 is formed in a state of covering the first transfer gate electrode 2 as shown in FIG. This insulating film 12 is not located directly above the photosensor portion 1 and directly below the first transfer gate electrode 2,
Since the insulating film 8 is removed at the position in the region where the transfer gate electrode 3 is to be formed, the insulating film 8 is also formed on the surface of the silicon substrate 4 at these positions, and particularly the second transfer gate electrode 3 is to be formed. The insulating film 12 formed in the region functions as a gate insulating film of the second transfer gate electrode 3. Also, covering the first transfer gate electrode 2,
In addition, the insulating film 12 formed in the region where the second transfer gate electrode 3 is to be formed functions as an interlayer film between the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 described later.

【0031】ここで、酸化シリコン膜(絶縁膜12)の
堆積形成を800℃未満の温度で行うのは、先の例と同
様に800℃を越えると得られる膜とシリコン基板4と
の間で形成されるSi/SiO2 界面の界面準位などが
増加し、これに伴って暗電流が増えてしまうからであ
る。一方、絶縁膜12の形成を700℃未満で行うと、
成膜処理に多くの時間かかり過ぎ、プロセス上好まし
くない。
Here, the deposition of the silicon oxide film (insulating film 12) is performed at a temperature of less than 800 ° C., as in the previous example, between the film obtained when the temperature exceeds 800 ° C. and the silicon substrate 4. This is because the interface state of the formed Si / SiO 2 interface increases and the dark current increases accordingly. On the other hand, if the insulating film 12 is formed below 700 ° C.,
The film forming process takes too much time, which is not preferable in the process.

【0032】なお、絶縁膜12の形成を一般的な膜形成
温度に比べ低い温度で行ったが、この低温による絶縁膜
11については先の例と同様にあくまでシリコン基板4
表面との間でSi/SiO2 界面を形成することのでき
る厚さ、すなわち数nm〜10nm程度の厚さでよく、
この程度の厚みが確保された後は成膜温度を800℃程
度に上昇し、成膜処理時間の短縮を図ってもよい。ま
た、第2転送ゲート電極3のゲート絶縁膜として機能す
る部分について、特にONO構造を採りたい場合には、
CVD酸化膜+熱酸化/SiN/CVD酸化膜の膜構成
で順次成膜形成すればよい。
Although the insulating film 12 was formed at a temperature lower than a general film forming temperature, the insulating film 11 at this low temperature is just the silicon substrate 4 as in the previous example.
A thickness capable of forming a Si / SiO 2 interface with the surface, that is, a thickness of several nm to 10 nm,
After such a thickness is secured, the film forming temperature may be raised to about 800 ° C. to shorten the film forming processing time. In addition, regarding the portion functioning as the gate insulating film of the second transfer gate electrode 3, particularly when it is desired to adopt the ONO structure,
The films may be sequentially formed in a film structure of CVD oxide film + thermal oxidation / SiN / CVD oxide film.

【0033】次いで、この絶縁膜12上に、第1転送ゲ
ート電極2と同様にポリシリコン膜を成膜し、さらにこ
れをパターニングすることによって第2転送ゲート電極
3を形成する。なお、ゲート電極構造を三層以上にする
場合には、前記の絶縁膜12形成、および転送ゲート電
極の形成を繰り返せばよい。このようにして第2転送ゲ
ート電極3を形成した後、さらに、絶縁膜12、第2転
送ゲート電極3の上に従来と同様にして遮光膜(図示
略)、平坦化層(図示略)、周辺配線(図示略)、オー
バーパッシベーション膜(図示略)等を順次形成し、固
体撮像素子を得る。
Then, a polysilicon film is formed on the insulating film 12 in the same manner as the first transfer gate electrode 2, and the second transfer gate electrode 3 is formed by patterning the polysilicon film. When the gate electrode structure has three or more layers, the formation of the insulating film 12 and the formation of the transfer gate electrode may be repeated. After the second transfer gate electrode 3 is formed in this manner, a light-shielding film (not shown), a planarizing layer (not shown), and the like are formed on the insulating film 12 and the second transfer gate electrode 3 in the same manner as in the conventional case. Peripheral wiring (not shown), overpassivation film (not shown), etc. are sequentially formed to obtain a solid-state image sensor.

【0034】このような固体撮像素子の製造方法にあっ
ては、第1転送ゲート電極2を形成した後第2転送ゲー
ト電極3の形成に先立ち、第1転送ゲート電極2の直下
にない絶縁膜8をエッチング除去し、その後減圧CVD
法により酸化シリコン膜を、前記第1転送ゲート電極2
を覆った状態に堆積形成して絶縁膜12とするので、該
絶縁膜12により第1転送ゲート電極2と第2転送ゲー
ト電極3との間の層間膜を形成することができるととも
に、第2転送ゲート電極3のゲート絶縁膜を形成するこ
とができる。したがって、絶縁膜12が比較的低温によ
る膜からなっているので、これから形成する層間膜を熱
負荷が少なく耐圧の高いものとすることができ、またゲ
ート絶縁膜を固定電荷や界面準位の少ないものとするこ
とができる。また、フォトセンサ部1の直上位置におい
ても低温による膜から絶縁膜12を形成し、これによっ
てシリコン基板4との間でSi/SiO2 界面を形成し
ているので、固定電荷や界面準位を少なくすることがで
き、これにより暗電流の発生を防止することができる。
In the method of manufacturing such a solid-state image pickup device, after the first transfer gate electrode 2 is formed and before the second transfer gate electrode 3 is formed, the insulating film not directly under the first transfer gate electrode 2 is formed. 8 is removed by etching, then low pressure CVD
The silicon oxide film by the method of forming the first transfer gate electrode 2
Since the insulating film 12 is formed by depositing so as to cover the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3, the second insulating film 12 can form an interlayer film between the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3. The gate insulating film of the transfer gate electrode 3 can be formed. Therefore, since the insulating film 12 is formed of a film at a relatively low temperature, the interlayer film to be formed can have a small heat load and a high breakdown voltage, and the gate insulating film has a small amount of fixed charges and interface states. Can be one. Further, since the insulating film 12 is formed from the film due to the low temperature even at the position directly above the photo sensor portion 1 and thereby the Si / SiO 2 interface is formed with the silicon substrate 4, the fixed charge and the interface state are not generated. It is possible to reduce the amount, and thus it is possible to prevent the generation of dark current.

【0035】なお、前記実施形態例では、第1転送ゲー
ト電極2、第2転送ゲート電極3をいずれもポリシリコ
ンで形成したが、これら第1転送ゲート電極2、第2転
送ゲート電極3の一方あるいは両方をWポリサイドなど
のポリサイド構造としてもよく、その場合には、従来の
ごとく層間膜や絶縁膜形成のための熱酸化を行っていな
いので、このような熱酸化処理に伴うW等高融点金属の
拡散をなくすことができ、これにより転送ゲート電極の
低抵抗化を図って高感度、低スミアの固体撮像素子を得
ることができる。
Although the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 are both made of polysilicon in the above embodiment, one of the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 is used. Alternatively, both may have a polycide structure such as W polycide. In that case, since thermal oxidation for forming an interlayer film or an insulating film is not performed as in the conventional case, a high melting point such as W associated with such thermal oxidation treatment is used. It is possible to eliminate the diffusion of the metal, which makes it possible to reduce the resistance of the transfer gate electrode and obtain a solid-state image sensor with high sensitivity and low smear.

【0036】また、前記実施形態例では、絶縁膜8のエ
ッチング時にフォトセンサ部1の直上に位置する絶縁膜
8もエッチング除去し、その後このフォトセンサ部1の
直上にも低温によるCVD膜(酸化シリコン膜)を形成
したが、このフォトセンサ部1の直上には従来と同様の
手法による熱酸化膜などを形成し、第1転送ゲート電極
2と第2転送ゲート電極3との間の層間膜と第2転送ゲ
ート電極3のゲート絶縁膜とのみを該CVD膜(酸化シ
リコン膜)で形成するようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the insulating film 8 located directly above the photosensor portion 1 is also removed by etching when the insulating film 8 is etched, and then the CVD film (oxidation) at a low temperature is also formed directly above the photosensor portion 1. Although a silicon film) is formed, a thermal oxide film or the like is formed immediately above the photosensor portion 1 by a method similar to the conventional one, and an interlayer film between the first transfer gate electrode 2 and the second transfer gate electrode 3 is formed. Alternatively, only the gate insulating film of the second transfer gate electrode 3 may be formed of the CVD film (silicon oxide film).

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項1記載の固体撮像素子の製造方法は、第1転送ゲート
電極、第2転送ゲート電極の形成した後、減圧CVD法
により700℃〜750℃の温度で酸化シリコン膜を堆
積形成し、これから絶縁膜を形成するものであるから、
この絶縁膜に第1転送ゲート電極、第2転送ゲート電極
の形成時におけるダメージが与えられることがなく、し
たがってこのダメージに起因する暗電流の発生を防止す
ることができる。また、減圧CVD法により比較的低温
で酸化シリコン膜を堆積形成し、このCVD法による膜
をフォトセンサ部の直上位置においてSi/SiO2
面を形成する新たな絶縁膜としているので、該絶縁膜が
比較的低温によるHTO膜からなることとなり、したが
って固定電荷や界面準位を少なくすることができ、これ
により暗電流の発生を防止することができる。
As described above, in the method of manufacturing a solid-state image pickup device according to the first aspect of the present invention, after the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode are formed, the low pressure CVD method is applied to 700 ° C. to 750 ° C. Since a silicon oxide film is deposited and formed at a temperature of ℃, and an insulating film is formed from this,
This insulating film is not damaged during the formation of the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode, and therefore it is possible to prevent the generation of dark current due to this damage. Further, since the silicon oxide film is deposited and formed at a relatively low temperature by the low pressure CVD method, and the film by the CVD method is used as a new insulating film for forming the Si / SiO 2 interface at the position directly above the photo sensor portion, the insulating film is formed. Since it is composed of an HTO film at a relatively low temperature, it is possible to reduce fixed charges and interface states, thereby preventing the generation of dark current.

【0038】請求項記載の固体撮像素子の製造方法
は、第1転送ゲート電極を形成した後第2転送ゲート電
極の形成に先立ち、第1転送ゲート電極の直下にない絶
縁膜をエッチング除去し、その後減圧CVD法により7
00℃〜750℃の温度で酸化シリコン膜を、前記第1
転送ゲート電極を覆った状態に堆積形成して絶縁膜とす
るものであるから、該絶縁膜により第1転送ゲート電極
と第2転送ゲート電極との間の層間膜を形成することが
できるとともに、第2転送ゲート電極のゲート絶縁膜を
形成することができる。したがって、絶縁膜が比較的低
温によるHTOCVD膜からなっているので、これから
形成する層間膜を熱負荷が少なく耐圧の高いものとする
ことができ、またゲート絶縁膜を固定電荷や界面準位の
少ないものにして得られる固体撮像素子の高画質化を図
ることができる。また、このように第1転送ゲート電極
と第2転送ゲート電極との間の層間膜を低温で形成する
ことにより、高耐圧化を図ることができ、これにより固
体撮像素子微細化、低電圧化を可能にすることができ
る。例えば、5MV/cmのHOTを50nm形成する
ことにより、従来の150nmポリシリコン熱酸化膜に
比べ転送ゲート電極間ギャップを1/3に減少させ、か
つ従来以上の25V層間耐圧を確保することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a solid-state image sensor, after forming the first transfer gate electrode and before forming the second transfer gate electrode, the insulating film not directly under the first transfer gate electrode is removed by etching. , Then by low pressure CVD method 7
The silicon oxide film at a temperature of 00 ° C. to 750 ° C.
Since the insulating film is formed by depositing so as to cover the transfer gate electrode, the insulating film can form an interlayer film between the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode. A gate insulating film of the second transfer gate electrode can be formed. Therefore, since the insulating film is composed of the HTOCVD film at a relatively low temperature, the interlayer film to be formed can have a small heat load and a high withstand voltage, and the gate insulating film has a small amount of fixed charges and interface states. It is possible to improve the image quality of the solid-state imaging device obtained as a single product. Further, by thus forming the interlayer film between the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode at a low temperature, it is possible to achieve a high breakdown voltage, thereby the miniaturization of the solid-state imaging device, a low voltage Can be enabled. For example, by forming a HOT of 5 MV / cm with a thickness of 50 nm, the gap between transfer gate electrodes can be reduced to 1/3 as compared with the conventional 150 nm polysilicon thermal oxide film, and a 25 V interlayer breakdown voltage higher than the conventional one can be secured. .

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

【図1】本発明の一実施形態例を説明するための要部断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an essential part for explaining an example of an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した一実施形態例を説明するための要
部断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts for explaining the exemplary embodiment shown in FIG.

【図3】本発明の他の実施形態例を説明するための要部
断面図である。
FIG. 3 is a main-portion cross-sectional view for explaining another embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る固体撮像素子の要部平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view of a main part of a solid-state image sensor according to the present invention.

【図5】図4のB−B線矢視断面図である。5 is a sectional view taken along line B-B of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトセンサ部 2 第1転送ゲート電極 3
第2転送ゲート電極 4 シリコン基板 8 絶縁膜 11 絶縁膜
12 絶縁膜
1 Photosensor Part 2 First Transfer Gate Electrode 3
Second transfer gate electrode 4 Silicon substrate 8 Insulating film 11 Insulating film
12 Insulating film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 27/148 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 27/148

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン基板表層部にフォトセンサ部を
形成するとともに該シリコン基板表面に絶縁膜を形成
し、該絶縁膜を介して前記フォトセンサ部をシリコン基
板表面側に臨ませた状態で該シリコン基板上に第1転送
ゲート電極を形成し、前記絶縁膜を介して前記フォトセ
ンサ部をシリコン基板表面側に臨ませ、かつ第1転送ゲ
ート電極の直上位置に一部がかかるようにしてシリコン
基板上に第2転送ゲート電極を形成配置し、固体撮像素
子を製造する方法において、 前記第1転送ゲート電極、第2転送ゲート電極を形成し
た後、前記フォトセンサ部の直上に位置する絶縁膜をエ
ッチング除去し、その後減圧CVD法により700℃〜
750℃の温度で酸化シリコン膜を堆積形成することを
特徴とする固体撮像素子の製造方法。
1. A photosensor portion is formed on a surface layer portion of a silicon substrate, an insulating film is formed on a surface of the silicon substrate, and the photosensor portion is exposed to the silicon substrate surface side through the insulating film. A first transfer gate electrode is formed on a silicon substrate, the photosensor portion is exposed to the surface side of the silicon substrate through the insulating film, and a part of the photosensor portion is located directly above the first transfer gate electrode. A method for manufacturing a solid-state imaging device by forming and arranging a second transfer gate electrode on a substrate, the method comprising: forming an insulating film directly above the photo sensor unit after forming the first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode. Is removed by etching, and then 700 ° C.
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising depositing and forming a silicon oxide film at a temperature of 750 ° C.
【請求項2】 前記減圧CVD法による酸化シリコン膜
の堆積形成の後、熱酸化処理を行うことを特徴とする請
求項1記載の固体撮像素子の製造方法。
2. The method for manufacturing a solid-state image pickup device according to claim 1, wherein a thermal oxidation process is performed after the silicon oxide film is deposited and formed by the low pressure CVD method.
【請求項3】 シリコン基板表層部にフォトセンサ部を
形成するとともに該シリコン基板表面に絶縁膜を形成
し、該絶縁膜を介して前記フォトセンサ部をシリコン基
板表面側に臨ませた状態で該シリコン基板上に第1転送
ゲート電極を形成し、前記絶縁膜を介して前記フォトセ
ンサ部をシリコン基板表面側に臨ませ、かつ第1転送ゲ
ート電極の直上位置に一部がかかるようにしてシリコン
基板上に第2転送ゲート電極を形成配置し、固体撮像素
子を製造する方法において、 前記第1転送ゲート電極を形成した後前記第2転送ゲー
ト電極の形成に先立ち、少なくとも第2転送ゲート電極
の形成予定領域に位置し、かつ第1転送ゲート電極の直
下に位置しない前記絶縁膜をエッチング除去し、その後
減圧CVD法により700℃〜750℃の温度で酸化シ
リコン膜を、前記第1転送ゲート電極を覆った状態に堆
積形成して該酸化シリコン膜により第1転送ゲート電極
と第2転送ゲート電極との間の層間膜を形成するととも
に、第2転送ゲート電極のゲート絶縁膜を形成すること
を特徴とする固体撮像素子の製造方法。
3. A photosensor portion is formed on a surface layer portion of a silicon substrate, an insulating film is formed on a surface of the silicon substrate, and the photosensor portion is exposed to the surface side of the silicon substrate through the insulating film. A first transfer gate electrode is formed on a silicon substrate, the photosensor portion is exposed to the surface side of the silicon substrate through the insulating film, and a part of the photosensor portion is located directly above the first transfer gate electrode. A method of manufacturing a solid-state imaging device by forming and arranging a second transfer gate electrode on a substrate, comprising: forming at least the second transfer gate electrode after forming the first transfer gate electrode and before forming the second transfer gate electrode. located in forming region, and said insulating film not located directly under the first transfer gate electrode is removed by etching, the temperature of 700 ° C. to 750 ° C. subsequent pressure CVD A silicon oxide film, with the interlayer film between the the first deposited on the state of covering the transfer gate electrode to the silicon oxide film first transfer gate electrode and the second transfer gate electrode, the second transfer A method for manufacturing a solid-state imaging device, which comprises forming a gate insulating film of a gate electrode.
【請求項4】 前記減圧CVD法による酸化シリコン膜
の堆積形成の後、熱酸化処理を行うことを特徴とする請
求項3記載の固体撮像素子の製造方法。
4. The method for manufacturing a solid-state image pickup device according to claim 3, wherein a thermal oxidation treatment is performed after the silicon oxide film is deposited and formed by the low pressure CVD method.
【請求項5】 前記の第2転送ゲート電極の形成予定領
域に位置し、かつ第1転送ゲート電極の直下に位置しな
い前記絶縁膜をエッチング除去する際、フォトセンサ部
の直上に位置する絶縁膜もエッチング除去し、 減圧CVD法により酸化シリコン膜を堆積形成する際、
該酸化シリコン膜によりフォトセンサ部の直上の絶縁膜
も形成することを特徴とする請求項3記載の固体撮像素
子の製造方法。
5. An insulating film located immediately above the photosensor portion when etching away the insulating film located in the region where the second transfer gate electrode is to be formed and not located directly below the first transfer gate electrode. Is also removed by etching, and when a silicon oxide film is deposited and formed by the low pressure CVD method,
The method for manufacturing a solid-state image pickup device according to claim 3, wherein an insulating film directly above the photosensor portion is also formed by the silicon oxide film.
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