JP4670266B2 - Manufacturing method of solid-state imaging device - Google Patents
Manufacturing method of solid-state imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4670266B2 JP4670266B2 JP2004171614A JP2004171614A JP4670266B2 JP 4670266 B2 JP4670266 B2 JP 4670266B2 JP 2004171614 A JP2004171614 A JP 2004171614A JP 2004171614 A JP2004171614 A JP 2004171614A JP 4670266 B2 JP4670266 B2 JP 4670266B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tungsten
- transfer electrode
- solid
- electrode
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
本発明は、固体撮像素子の製造方法に係わる。 The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device .
従来のCCD固体撮像素子の概略構成図を図6に示す。図6AはCCD固体撮像素子の平面図を示し、図6Bは図6AのB−Bにおける断面図を示す。
このCCD固体撮像素子は、光電変換を行うセンサ部2がマトリクス状に配置され、センサ部2の各列の左側にそれぞれ垂直転送レジスタ3が設けられて、撮像領域1が構成されている。
各垂直転送レジスタ3の一端側には、水平転送レジスタ4が接続されている。
さらに、水平転送レジスタ4の一端に出力部5が接続され、この出力部5で信号電荷が電圧に変換されて外部に出力される。
また、図6Bの断面図に示すように、半導体基体6の表面部に、センサ部2や垂直転送レジスタ3を構成する半導体領域7が形成されている。そして、半導体基体6上には、ゲート絶縁膜をも構成する熱酸化膜8を介して、ポリシリコンから成る垂直転送電極9が形成されている。垂直転送電極9上には、層間絶縁膜10を介して遮光膜11が形成されている。この遮光膜11はセンサ部2上に開口12を有している。
A schematic configuration diagram of a conventional CCD solid-state imaging device is shown in FIG. 6A is a plan view of the CCD solid-state imaging device, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 6A.
In this CCD solid-state imaging device,
A horizontal transfer register 4 is connected to one end side of each
Further, an output unit 5 is connected to one end of the horizontal transfer register 4, and the signal charge is converted into a voltage by the output unit 5 and output to the outside.
Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6B, a
ところで、従来の固体撮像素子には、微細化が進むと特性、特に高速性が制約されるという問題があった。
これは、画素数の増加や固体撮像素子の小型化が進むことにより、垂直転送電極及び水平転送電極も微細化せざるを得ないが、転送電極が微細化すると抵抗が大きくなり、従来転送電極に用いられているポリシリコン膜では無視できない電極抵抗が存在し、それが高速性の律速要因になるからである。
By the way, the conventional solid-state imaging device has a problem that characteristics, particularly high-speed performance, are restricted when miniaturization progresses.
This is because the vertical transfer electrode and the horizontal transfer electrode have to be miniaturized as the number of pixels increases and the solid-state imaging device is miniaturized. However, when the transfer electrode is miniaturized, the resistance increases, and the conventional transfer electrode This is because there is a non-negligible electrode resistance in the polysilicon film used in the process, which becomes a rate-determining factor for high speed.
そのため、低抵抗の電極材料を用いる必要性が認識され、例えばタングステンポリサイド等の高融点金属ポリサイド膜で電極を形成する技術が開発された。
これは、ポリシリコン膜の表面上に例えばタングステンシリサイドWSi等の高融点金属シリサイド膜を積層したものであり、電極が金属を組成成分として有しており、ポリシリコンのみで電極を構成した場合に比較して、電極抵抗を顕著に小さくすることができる技術であり、その点では優れているといえる(例えば、特許文献1参照。)。
This is a case where a refractory metal silicide film such as tungsten silicide WSi is laminated on the surface of the polysilicon film, and the electrode has a metal as a composition component, and the electrode is composed only of polysilicon. In comparison, this is a technique capable of remarkably reducing the electrode resistance, and it can be said that it is excellent in that respect (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、タングステンポリサイドにより電極を形成した場合には、製造工程のうち、電極形成工程よりも後のシリコン半導体基板の表面を酸化する工程等において、タングステンポリサイド電極からタングステンWが飛び出し、それが半導体基板内に拡散し、結晶欠陥の原因となるという問題のあることが判明した。 However, when the electrode is formed of tungsten polycide, tungsten W is ejected from the tungsten polycide electrode in the process of oxidizing the surface of the silicon semiconductor substrate after the electrode formation process in the manufacturing process. It has been found that there is a problem that it diffuses into the semiconductor substrate and causes crystal defects.
このため、タングステンポリサイド等の高融点金属を使用して電極を形成したCCD固体撮像素子は、白傷が大幅に悪化することになり、実用化が困難になっている。 For this reason, a CCD solid-state imaging device in which an electrode is formed using a refractory metal such as tungsten polycide greatly deteriorates white scratches and is difficult to put into practical use.
上述した問題の解決のために、本発明においては、高融点金属等の金属元素を含有させた電極を採用した場合でも、電極から金属元素が拡散することを防止することが可能な構成の固体撮像素子の製造方法を提供するものである。 In order to solve the above-described problem, in the present invention, even when an electrode containing a metal element such as a refractory metal is employed, a solid having a configuration capable of preventing the metal element from diffusing from the electrode A method for manufacturing an image sensor is provided.
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基体上に多結晶シリコン層上にタングステンシリサイド層を積層した導電体層を成膜し、この導電体層をパターニングして転送電極を形成する工程と、プラズマ窒化装置を使用して転送電極を直接窒化することにより、この転送電極の表面に窒化珪素膜を形成する工程とを有するものである。 The solid-state imaging device manufacturing method of the present invention includes a step of forming a conductive layer in which a tungsten silicide layer is stacked on a polycrystalline silicon layer on a semiconductor substrate, and patterning the conductive layer to form a transfer electrode. And a step of forming a silicon nitride film on the surface of the transfer electrode by directly nitriding the transfer electrode using a plasma nitriding apparatus.
上述の本発明の固体撮像素子の製造方法によれば、半導体基体上に多結晶シリコン層上にタングステンシリサイド層を積層した導電体層を成膜し、この導電体層をパターニングして転送電極を形成することにより、多結晶シリコン層上にタングステンシリサイド層を積層した転送電極が形成される。そして、プラズマ窒化装置を使用して転送電極を直接窒化することにより、この転送電極の表面に窒化珪素膜を形成することにより、転送電極の表面を不動態化して、転送電極内のタングステンの転送電極外部、例えば半導体基体への拡散を防止することができる。
これにより、タングステンの半導体基体への拡散に起因する、半導体基体(半導体基板やエピタキシャル層)内での結晶欠陥発生・準位形成を防止して、白傷の発生を抑制することが可能になる。
According to the above-described method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, a conductive layer in which a tungsten silicide layer is stacked on a polycrystalline silicon layer is formed on a semiconductor substrate, and the transfer layer is formed by patterning the conductive layer. As a result, a transfer electrode in which a tungsten silicide layer is stacked on the polycrystalline silicon layer is formed. Then, by directly nitriding the transfer electrodes using a plasma nitriding apparatus, by forming a silicon nitride film on the surface of the transfer electrodes, the surface of the transfer electrode is passivated, the transfer of the tungsten in the transfer electrodes Diffusion to the outside of the electrode , for example, a semiconductor substrate can be prevented.
As a result, it is possible to prevent the occurrence of white flaws by preventing the occurrence of crystal defects and level formation in the semiconductor substrate (semiconductor substrate or epitaxial layer) due to the diffusion of tungsten into the semiconductor substrate. .
上述の本発明によれば、転送電極内の金属元素(金属単体や金属酸化物等)の転送電極外部、例えば半導体基体への拡散を防止することができ、基体内での結晶欠陥発生・準位形成を防止して、白傷の発生を抑制することが可能になる。
これにより、白傷の発生が増えるおそれを伴うことなく、金属元素を含有させることにより転送電極の低抵抗化を図り、微細化しても高速性等の特性が低下しないようにすることができる。
従って、転送電極の低抵抗化によって高速に動作し、良好な特性を有する固体撮像素子を実現することができると共に、微細化により固体撮像素子の小型化や多画素化を図ることが可能になる。
また、特性の良好な固体撮像素子を歩留まり良く製造することができる。
According to the present invention described above, the transfer electrodes external metal elements in the transfer electrode (metal alone or a metal oxide, etc.), for example, diffusion into the semiconductor substrate can be prevented, crystal defects and quasi in the base body It is possible to prevent the formation of white spots and suppress the occurrence of white scratches.
As a result, the resistance of the transfer electrode can be reduced by containing a metal element without causing the possibility of white scratches, and characteristics such as high speed can be prevented from being deteriorated even if the transfer electrode is miniaturized.
Accordingly, it is possible to realize a solid-state imaging device that operates at a high speed by reducing the resistance of the transfer electrode and has good characteristics, and it is possible to reduce the size and increase the number of pixels of the solid-state imaging device by miniaturization. .
In addition, a solid-state imaging device having favorable characteristics can be manufactured with a high yield.
本発明の一実施の形態として、固体撮像素子の概略構成図(要部の断面図)を図1に示す。本実施の形態は、本発明をCCD固体撮像素子に適用したものである。
図1は、図6Bの断面図と同様に、垂直転送レジスタ及びセンサ部の断面図を示している。固体撮像素子の平面図は、図6Aの従来の構成の平面図と同様であるので、図示を省略している。
As an embodiment of the present invention, a schematic configuration diagram (a cross-sectional view of a main part) of a solid-state imaging device is shown in FIG. In the present embodiment, the present invention is applied to a CCD solid-state imaging device.
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a vertical transfer register and a sensor unit, similar to the cross-sectional view of FIG. 6B. Since the plan view of the solid-state imaging device is the same as the plan view of the conventional configuration in FIG. 6A, the illustration is omitted.
この固体撮像素子は、半導体基体(シリコン基板等の半導体基板やその上に形成されたエピタキシャル層)6の表面部に、光電変換が行われ、光電変換素子を構成するセンサ部2の半導体領域と、垂直転送レジスタ3を構成する半導体領域(転送チャネル領域)7とが形成されて、構成されている。
そして、半導体基体6の表面上に、ゲート絶縁膜をも構成する熱酸化膜8が形成されている。
なお、熱酸化膜8の代わりに、ゲート絶縁膜として、いわゆるONO構造と呼ばれる酸化膜・窒化膜・酸化膜のサンドイッチ構造をとる場合もある。
This solid-state imaging device is configured such that photoelectric conversion is performed on a surface portion of a semiconductor substrate (a semiconductor substrate such as a silicon substrate or an epitaxial layer formed thereon) 6 and a semiconductor region of the
A
In some cases, instead of the
また、熱酸化膜8上に、垂直転送部の転送電極として、多結晶シリコン層13とその上のタングステンシリサイド(WSi)層14との積層により、タングステンポリサイド15が形成されている。
このタングステンポリサイド15から成る転送電極の上方には、層間絶縁膜10を介して、金属例えばタングステン等からなる遮光膜11が形成されている。遮光膜11は、センサ部2上に開口12を有している。
Further, a
A
なお、遮光膜11の上方には、図示しないが、必要に応じて、カラーフィルタやマイクロレンズが形成される。これらの部品は、本発明の本質とは直接関係がないので図示を省略している。また、半導体基体6の表面部の構造も本発明の本質と直接関係しないので詳細な図示を省略している。
Although not shown, a color filter and a microlens are formed above the
本実施の形態の固体撮像素子においては、特に、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)に、窒化珪素膜16が形成されている。
これにより、窒化珪素膜16が、金属飛散防止膜として作用し、転送電極のタングステンポリサイド15に含まれるタングステンの飛散を防止することができる。
In the solid-state imaging device of the present embodiment, a
Thereby, the
上述の本実施の形態の固体撮像素子は、例えば次のようにして製造することができる。
まず、半導体基体6の表面に熱酸化膜8を形成した後、熱酸化膜(ゲート絶縁膜)8の表面に、多結晶シリコン層13を成膜する。
続いて、この多結晶シリコン層13の上にタングステンシリサイド層14を成膜する。これにより、タングステンポリサイド15が形成される。
その後、このタングステンポリサイド15を、選択的エッチングによりパターニングして、タングステンポリサイド15から成る転送電極を形成する(以上、図2A参照)。
The above-described solid-state imaging device of the present embodiment can be manufactured, for example, as follows.
First, after forming the
Subsequently, a
Thereafter, the
次に、図2Bに示すように、金属飛散防止膜となる窒化珪素膜16を、CVD法によりウェーハ全面に形成する。これにより、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)が窒化珪素膜16で覆われる。
Next, as shown in FIG. 2B, a
次に、図2Cに示すように、窒化珪素膜16のうち、タングステンポリサイド15の上面及び側面を覆う部分以外を、エッチングにより除去する。これにより、表面が窒化珪素膜16で覆われた転送電極15が形成される。
その後は、層間絶縁膜10を介して遮光膜11を成膜し、遮光膜11をパターニングしてセンサ部2上に開口12を形成する。
さらに、必要に応じて、平坦化膜やカラーフィルタ、オンチップレンズを形成する。
このようにして、図1に示した本実施の形態の固体撮像素子を製造することができる。
Next, as shown in FIG. 2C, portions of the
Thereafter, a
Further, a planarizing film, a color filter, and an on-chip lens are formed as necessary.
In this way, the solid-state imaging device of the present embodiment shown in FIG. 1 can be manufactured.
なお、図2Bに示した工程において、金属飛散防止膜となる窒化珪素膜16をCVD法により形成すると説明したが、窒化珪素膜16の成膜方法は、必ずしもCVD法に限定されるものではない。
例えば、拡散炉タイプの熱処理炉やランプアニール炉における窒化処理や、プラズマ窒化による窒化でも、表面に拡散防止層としての窒化珪素膜16を形成することができる。
また例えば、転送電極15のタングステンポリサイドの直接窒化により窒化珪素膜を形成することも可能である。例えば、強力な窒化力を有するプラズマ窒化装置を使用することにより、タングステンポリサイド15を直接窒化することが可能である。
この場合には、図2Cに示した不要な箇所の窒化珪素膜のエッチング除去工程が不要となることから、製造工程数を削減して製造に要する時間を短縮することができる。
In the step shown in FIG. 2B, it has been described that the
For example, the
Further, for example, a silicon nitride film can be formed by direct nitridation of tungsten polycide of the
In this case, since the step of etching and removing the silicon nitride film at unnecessary portions shown in FIG. 2C is not necessary, the number of manufacturing steps can be reduced and the time required for manufacturing can be shortened.
上述の本実施の形態の固体撮像素子の構成によれば、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)を覆って窒化珪素膜16が形成されている。
これにより、この窒化珪素膜16によって、製造時に転送電極15からタングステン(タングステン単体やタングステン酸化物)の電極外部例えば半導体基体6への飛散・拡散を防止することができるため、タングステンの半導体基体6への拡散に起因する、半導体基体6の結晶欠陥の発生を防止することができる。
従って、半導体基体6内での結晶欠陥の発生や準位の形成を防止することにより、白傷の発生を抑制することが可能になる。
According to the configuration of the solid-state imaging device of the present embodiment described above, the
Thereby, since the
Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of white scratches by preventing the occurrence of crystal defects and the formation of levels in the
また、窒化珪素膜16を形成した後に高温熱処理工程を行った場合においても、窒化珪素膜16により、製造時に転送電極15からタングステン(タングステン単体やタングステン酸化物)の電極外部例えば半導体基体6への飛散・拡散を防止することができる。
これにより、転送電極15を形成した後の酸化の条件が、タングステンの飛散防止のために制約されるおそれがなくなる。
Even when the high temperature heat treatment step is performed after the
This eliminates the possibility that the conditions for oxidation after forming the
また、本実施の形態の製造方法によれば、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)に、窒化珪素膜の堆積や直接窒化等により、窒化珪素膜16を形成することにより、その後の熱処理工程において、窒化珪素膜16により、タングステンの飛散・拡散を防止することができる。
これにより、その後の熱処理工程において転送電極15からタングステンが飛散・拡散して、電極外部例えば半導体基体6内に拡散するおそれがない。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, the
Thereby, there is no possibility that tungsten is scattered and diffused from the
本実施の形態によれば、半導体基体6内における結晶欠陥の発生や準位の形成を防止することができ、白傷の発生を抑制することが可能になる。
これにより、白傷の発生が増えるおそれを伴うことなく、タングステンポリサイド15により転送電極の低抵抗化を図り、微細化しても高速性等の特性が低下しないようにすることができる。
従って、高速に動作し、良好な特性を有する固体撮像素子を実現することができると共に、微細化により固体撮像素子の小型化や多画素化を図ることが可能になる。
また、特性の良好な固体撮像素子を、歩留まり良く製造することができる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of crystal defects and the formation of levels in the
Accordingly, the
Therefore, it is possible to realize a solid-state imaging device that operates at high speed and has good characteristics, and it is possible to reduce the size and increase the number of pixels of the solid-state imaging device by miniaturization.
In addition, a solid-state imaging device having favorable characteristics can be manufactured with high yield.
なお、転送電極15は、従来と同様の2層の導電体層が一部オーバーラップした構成とすることも可能であるが、より好ましくは、転送電極15を同一層の導電体層(タングステンポリサイド)のみにより構成する。
この構成とした場合の、垂直転送レジスタ3部の断面図を図3に示す。
図3に示すように、垂直転送レジスタ3の各転送電極が、いずれも第1層のタングステンポリサイド15のみにより形成されている。即ち、垂直転送レジスタ3の転送電極が、いわゆる単層電極構造となっている。
このように、垂直転送レジスタ3の転送電極15が単層電極構造であることにより、転送電極のタングステンポリサイドのオーバーラップ部がない。また、転送電極15の高さや、転送電極15の上方に形成される遮光膜11の高さが低くなるため、光電変換素子に広い角度範囲の光を入射させることができる。
The
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the
As shown in FIG. 3, each transfer electrode of the
Thus, since the
ところで、転送電極を2層の導電体層が一部オーバーラップした構成とした場合には、第1層の導電体層と第2層の導電体層の間に形成する絶縁膜を、信号電荷の転送残りを防いで効率良く転送するために薄い膜とすると共に、第1層の導電体層から成る転送電極と第2層の導電体層から成る転送電極との間の耐圧を確保するために、緻密でしっかりした酸化珪素膜により形成する必要がある。そのため、従来は、薄くてしっかりした酸化珪素膜を形成する目的で、比較的高温の熱処理を行っていた。
そして、タングステンポリサイドから成る転送電極を採用した場合には、この比較的高温の熱処理により、転送電極方面の酸化反応が促進され、またタングステンやタングステン酸化物の電極外部例えば半導体基体への拡散が起こる。
By the way, when the transfer electrode has a structure in which two conductor layers partially overlap, an insulating film formed between the first conductor layer and the second conductor layer has a signal charge. In order to prevent transfer residue and efficiently transfer the film, a thin film is used, and a breakdown voltage between the transfer electrode made of the first conductive layer and the transfer electrode made of the second conductive layer is secured. In addition, it is necessary to form a dense and firm silicon oxide film. Therefore, conventionally, heat treatment at a relatively high temperature has been performed for the purpose of forming a thin and firm silicon oxide film.
When a transfer electrode made of tungsten polycide is employed, this relatively high temperature heat treatment promotes the oxidation reaction in the direction of the transfer electrode, and diffusion of tungsten or tungsten oxide to the outside of the electrode, for example, the semiconductor substrate. Occur.
これに対して、転送電極15を単層電極構造とすることにより、上述した比較的高温の熱処理工程が不要となるため、比較的高温の熱処理を行わないことにより、熱処理温度を低くすると共に熱処理工程の数を少なくすることができ、これにより転送電極15表面の酸化反応の機会(回数や時間)を低減することができる。
従って、転送電極15の表面を覆う窒化珪素膜16により、電極15外部へのタングステンの拡散を防止すると共に、転送電極15表面の酸化反応の機会を低減して、より効果的に電極15外部へのタングステンの拡散を防止することができる。
On the other hand, since the
Therefore, the
次に、本発明の他の実施の形態として、固体撮像素子の概略構成図(断面図)を図4に示す。
本実施の形態の固体撮像素子は、特に、図4の断面図に示すように、垂直転送レジスタ3のタングステンポリサイドから成る転送電極15の表面(上面及び側面)を覆って、シリコン酸化膜(酸化珪素膜)17を介して窒化珪素膜16が形成されている。
その他の構成は、図1に示した先の実施の形態と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略する。
Next, as another embodiment of the present invention, a schematic configuration diagram (cross-sectional view) of a solid-state imaging device is shown in FIG.
In particular, as shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the solid-state imaging device of the present embodiment covers the surface (upper surface and side surface) of the
Since other configurations are the same as those of the previous embodiment shown in FIG. 1, the same reference numerals are given and redundant description is omitted.
例えば、前述したように、タングステンポリサイド15を直接窒化する方法により、表面に窒化珪素膜16を形成する場合には、多結晶シリコン層13及びタングステンシリサイド層14の表面粗度や結晶性の問題により、タングステンポリサイド15の表面に均質で飛散防止性能の高い良質の窒化珪素膜16が形成されないことも有り得る。
これに対して、本実施の形態のように、タングステンポリサイド15と、金属飛散防止膜である窒化珪素膜16との間に、シリコン酸化膜17を形成した構成とすることにより、多結晶シリコン層13及びタングステンシリサイド層14の表面粗度や結晶性に係わらず、均質で飛散防止性能の高い良質の窒化珪素膜16を形成することができる。
For example, as described above, when the
On the other hand, as in the present embodiment, polycrystalline silicon is formed by forming a
本実施の形態における転送電極の構成は、例えば、タングステンポリサイド15の表面に一定厚さ以上のシリコン酸化膜(酸化珪素膜)17を形成し、このシリコン酸化膜17を直接窒化することにより、作製することができる。
タングステンポリサイド15の表面に一定厚さ以上のシリコン酸化膜17を形成する方法としては、より低温で短時間での酸化処理方法が望ましい。例えば、450℃以下の常圧CVD装置や、プラズマCVD装置、ランプアニール炉やプラズマ酸化法を用いると良い。これは、高温で長時間の酸化処理を行うと、タングステンシリサイド層14の酸化が進行し、生成されたタングステン酸化物が飛散し、半導体基体6への拡散する恐れがあるためである。
The structure of the transfer electrode in the present embodiment is, for example, by forming a silicon oxide film (silicon oxide film) 17 having a certain thickness or more on the surface of the
As a method of forming the
本実施の形態の固体撮像素子は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、半導体基体6の表面に熱酸化膜(ゲート絶縁膜)8を形成した後、その表面に、多結晶ポリシリコン層13を成膜する。
続いて、この多結晶シリコン層13の上にタングステンシリサイド層14を成膜する。これにより、タングステンポリサイド15が形成される。
その後、このタングステンポリサイド15を、選択的エッチングによりパターニングして、タングステンポリサイド15から成る転送電極を形成する(以上、図5A参照)。
The solid-state imaging device of the present embodiment can be manufactured as follows, for example.
First, a thermal oxide film (gate insulating film) 8 is formed on the surface of the
Subsequently, a
Thereafter, this
次に、図5Bに示すように、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面に、プラズマ酸化法により、低温でシリコン酸化膜17を形成する。これにより、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)がシリコン酸化膜(酸化珪素膜)17で覆われる。
Next, as shown in FIG. 5B, a
続いて、図5Cに示すように、タングステンポリサイド15上のシリコン酸化膜17の上から、プラズマ窒化等の方法を用いて、金属飛散防止膜となる窒化珪素膜16を形成する。これにより、表面がシリコン酸化膜17を介して窒化珪素膜16で覆われた転送電極15が形成される。
その後は、層間絶縁膜10を介して遮光膜11を成膜し、遮光膜11をパターニングしてセンサ部2上に開口12を形成する。
さらに、必要に応じて、平坦化膜やカラーフィルタ、オンチップレンズを形成する。
このようにして、図4に示した本実施の形態の固体撮像素子を製造することができる。
Subsequently, as shown in FIG. 5C, a
Thereafter, a
Further, a planarizing film, a color filter, and an on-chip lens are formed as necessary.
In this way, the solid-state imaging device of the present embodiment shown in FIG. 4 can be manufactured.
上述の本実施の形態の固体撮像素子の構成によれば、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)を、シリコン酸化膜17を介して金属飛散防止膜である窒化珪素膜16により覆っているので、この窒化珪素膜16によって、製造時に転送電極15からタングステンの電極外部例えば半導体基体6への飛散・拡散を防止することができるため、タングステンの半導体基体6への拡散に起因する、半導体基体6の結晶欠陥の発生を防止することができる。
従って、半導体基体6内での結晶欠陥の発生や準位の形成を防止することにより、白傷の発生を抑制することが可能になる。
According to the configuration of the solid-state imaging device of the present embodiment described above, the
Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of white scratches by preventing the occurrence of crystal defects and the formation of levels in the
また、窒化珪素膜16を形成した後に高温熱処理工程を行った場合においても、窒化珪素膜16により、製造時に転送電極15からタングステン(タングステン単体やタングステン酸化物)の電極外部例えば半導体基体6への飛散・拡散を防止することができる。
これにより、転送電極15を形成した後の酸化の条件が、タングステンの飛散防止のために制約されるおそれがなくなる。
Even when the high temperature heat treatment step is performed after the
This eliminates the possibility that the conditions for oxidation after forming the
また、本実施の形態の製造方法によれば、タングステンポリサイド15から成る転送電極の表面(上面及び側面)に、シリコン酸化膜(酸化珪素膜)17を形成した後、このシリコン酸化膜17の表面を窒化して窒化珪素膜16を形成することにより、その後の熱処理工程において、窒化珪素膜16により、タングステンポリサイド15からのタングステンの飛散・拡散を防止することができる。
これにより、その後の熱処理工程において転送電極15からタングステンが飛散・拡散して半導体基体6内に拡散するおそれがない。
Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, after the silicon oxide film (silicon oxide film) 17 is formed on the surface (upper surface and side surface) of the transfer electrode made of
Thereby, there is no possibility that tungsten is scattered and diffused from the
本実施の形態によれば、半導体基体6内における結晶欠陥の発生や準位の形成を防止することができ、白傷の発生を抑制することが可能になる。
これにより、白傷の発生が増えるおそれを伴うことなく、タングステンポリサイド15により転送電極の低抵抗化を図り、微細化しても高速性等の特性が低下しないようにすることができる。
従って、高速に動作し、良好な特性を有する固体撮像素子を実現することができると共に、微細化により固体撮像素子の小型化や多画素化を図ることが可能になる。
また、特性の良好な固体撮像素子を、歩留まり良く製造することができる。
According to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of crystal defects and the formation of levels in the
Accordingly, the
Therefore, it is possible to realize a solid-state imaging device that operates at high speed and has good characteristics, and it is possible to reduce the size and increase the number of pixels of the solid-state imaging device by miniaturization.
In addition, a solid-state imaging device having favorable characteristics can be manufactured with high yield.
上述の各実施の形態では、CCD固体撮像素子の垂直転送レジスタ3の転送電極(垂直転送電極)15に本発明を適用した場合であったが、水平転送レジスタの転送電極(水平転送電極)にも同様に本発明を適用することが可能である。
In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to the transfer electrode (vertical transfer electrode) 15 of the
また、上述の各実施の形態では、CCD固体撮像素子に本発明を適用した場合であったが、その他の構成にも本発明を適用することができる。
例えば、MOS型固体撮像素子や増幅型固体撮像素子にも、本発明を適用することができる。その場合には、例えば、読み出しゲート電極や画素のトランジスタのゲート電極において、電極に金属元素を含有させると共に、電極の表面に窒化珪素膜を形成すればよい。
In each of the above embodiments, the present invention is applied to the CCD solid-state imaging device. However, the present invention can be applied to other configurations.
For example, the present invention can also be applied to a MOS solid-state image sensor or an amplification solid-state image sensor. In that case, for example, in the readout gate electrode or the gate electrode of the pixel transistor, the electrode may contain a metal element and a silicon nitride film may be formed on the surface of the electrode.
また、本発明は、センサ部がマトリクス状に配置されたエリアセンサだけではなく、センサ部が列状に配置されたラインセンサにも適用できる。 Further, the present invention can be applied not only to an area sensor in which sensor units are arranged in a matrix but also to a line sensor in which sensor units are arranged in a row.
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
1 撮像領域、2 センサ部、3 垂直転送レジスタ、4 水平転送レジスタ、5 出力部、6 半導体基体、7 垂直転送レジスタの半導体領域、8 熱酸化膜(ゲート絶縁膜)、10 層間絶縁膜、11 遮光膜、13 多結晶シリコン層、14 タングステンシリサイド層、15 タングステンポリサイド、16 窒化珪素膜、17 シリコン酸化膜(酸化珪素膜)
DESCRIPTION OF
Claims (1)
プラズマ窒化装置を使用して前記転送電極を直接窒化することにより、前記転送電極の表面に窒化珪素膜を形成する工程とを有する
固体撮像素子の製造方法。 Forming a conductive layer in which a tungsten silicide layer is stacked on a polycrystalline silicon layer on a semiconductor substrate, and patterning the conductive layer to form a transfer electrode ;
Forming a silicon nitride film on the surface of the transfer electrode by directly nitriding the transfer electrode using a plasma nitriding apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004171614A JP4670266B2 (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004171614A JP4670266B2 (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005353766A JP2005353766A (en) | 2005-12-22 |
JP4670266B2 true JP4670266B2 (en) | 2011-04-13 |
Family
ID=35587978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004171614A Expired - Fee Related JP4670266B2 (en) | 2004-06-09 | 2004-06-09 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4670266B2 (en) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04116826A (en) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Casio Comput Co Ltd | Formation of silicon nitride film |
JPH04251938A (en) * | 1991-01-09 | 1992-09-08 | Sharp Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH0774337A (en) * | 1993-06-30 | 1995-03-17 | Toshiba Corp | Solid-state image sensing device |
JPH0817814A (en) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | Sony Corp | Method for forming oxidation prevention film for separating element |
JP2003318385A (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state image sensor and method for manufacturing the same |
JP2004031438A (en) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004119796A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2004119795A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
-
2004
- 2004-06-09 JP JP2004171614A patent/JP4670266B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04116826A (en) * | 1990-09-07 | 1992-04-17 | Casio Comput Co Ltd | Formation of silicon nitride film |
JPH04251938A (en) * | 1991-01-09 | 1992-09-08 | Sharp Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH0774337A (en) * | 1993-06-30 | 1995-03-17 | Toshiba Corp | Solid-state image sensing device |
JPH0817814A (en) * | 1994-06-28 | 1996-01-19 | Sony Corp | Method for forming oxidation prevention film for separating element |
JP2003318385A (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-07 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state image sensor and method for manufacturing the same |
JP2004031438A (en) * | 2002-06-21 | 2004-01-29 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004119796A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
JP2004119795A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | Solid-state imaging device and its manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005353766A (en) | 2005-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5157259B2 (en) | Solid-state imaging device and imaging apparatus | |
JP4793402B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
US9099365B2 (en) | Method for manufacturing solid-state imaging device | |
JP2005197605A (en) | Method for manufacturing solid-state imaging device | |
US20180070041A1 (en) | Solid-state image sensor, method of manufacturing the same, and camera | |
JP2014003099A (en) | Solid state imaging device and manufacturing method of the same, and camera | |
JP7076971B2 (en) | Imaging equipment and its manufacturing method and equipment | |
US20080124915A1 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US7256830B2 (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method for solid-state imaging device | |
JP2016219550A (en) | Imaging device, imaging system, and method of manufacturing imaging device | |
JP4670266B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
US20110272746A1 (en) | Solid state imaging device that includes a contact plug using titanium as a contact material, and manufacturing method thereof | |
JP2008124310A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP2006351759A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2006114657A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP2004200321A (en) | Solid state imaging device and method of manufacturing the same | |
JP5019934B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP2010010402A (en) | Method of manufacturing semiconductor device and method of manufacturing solid-state imaging device | |
JP2014170966A (en) | Photoelectric conversion device manufacturing method | |
JP2005259887A (en) | Manufacturing method of solid-state image pickup device | |
JP2006040986A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP6781745B2 (en) | Manufacturing method of imaging device | |
JP2009123865A (en) | Solid-state imaging device and its manufacturing method | |
JP2773739B2 (en) | Method for manufacturing solid-state imaging device | |
JP2011187585A (en) | Method of manufacturing semiconductor device, and substrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070328 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20091214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091222 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100525 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100714 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101019 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101221 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110103 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |