JP4743265B2 - 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法に関する。詳しくは、固体撮像素子の転送電極の構造とそれを形成する方法に関する。
エリアセンサやデジタルスチールカメラ等に用いられるＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像素子は、光電変換部からの信号電荷を転送するための転送電極を備えている。転送電極は、素子基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。
ＣＣＤ型の固体撮像素子においては、大画角化や高速レート転送を可能にするために、転送電極の抵抗化が求められている。また、遮光性を有する金属材料で転送電極を形成した場合は、転送電極の低抵抗化が図られるとともに、転送電極を遮光膜で覆う必要がなくなるため、フォトダイオード領域を広げることが可能になる。このため、より多くの光をフォトダイオードに取り込むことが可能となり、感度特性の向上が期待できる。
転送電極を金属材料で形成する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。また、金属材料を用いて転送電極を形成する手法は、例えば、特許文献２に記載されている。特許文献２には、ダミー電極として多結晶シリコン電極を形成した後、当該ダミー電極を除去して凹状部を形成することが記載されている。さらに、凹状部を金属材料で埋め込むように金属膜を形成した後、ＣＭＰ（化学的機械研磨）法で余分な金属材料を除去することにより、金属材料からなる転送電極を形成することが記載されている。
一般に、ＣＭＰ法では、パターン面積率によって、ディッシングやエロージョンの度合い（パターンの凹み量）が異なることが知られている。パターン面積率とは、単位面積に占める電極パターンの割合をいう。このため、転送電極のパターン面積率が相対的に高い転送電極部では、転送電極のパターン密度も相対的に高くなり、転送電極のパターン面積率が相対的に低い転送電極部では、転送電極のパターン密度も相対的に低くなる。
一方、ＣＣＤ型の固体撮像素子では、転送電極の電極間のギャップ幅を決める仕切り部の幅が転送効率を決定する重要な因子になっている。そして、転送効率を高めるうえでは、転送電極の電極間ギャップを狭めることが望ましいとされている。また、ＣＣＤ型の固体撮像素子は、信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送電極部と、信号電荷を水平方向に転送する水平転送電極部とを有している。そして、水平転送電極部のパターン面積率は、撮像領域における垂直転送電極部のパターン面積率よりも高くなっている。
このため、垂直転送電極部と水平転送電極部の両方にＣＭＰ法を利用して金属材料の転送電極を形成する場合に、パターン面積率の違いによってディッシングやエロージョンの度合いに差が生じる。具体的には、パターン面積率の高い水平転送電極部の方が、パターン面積率の低い垂直転送電極部よりもディッシングやエロージョンの度合いが大きくなる。このため、パターン面積率の低い垂直転送電極部に合わせてＣＭＰの処理条件を設定すると、パターン面積率の高い水平転送電極部では、ディッシングやエロージョンによる過剰な沈み込みが発生してしまう。転送電極の過剰な沈み込みは、素子基板内での平坦性の悪化や撮像時の色むらの発生などにつながる恐れがある。
本発明の課題は、互いにパターン面積率が異なる第１の転送電極部と第２の転送電極部を有する固体撮像素子において、ディッシング等による過剰な沈み込みを生じさせることなく、各々の転送電極部に転送電極を形成することができる仕組みを提供することにある。
本発明に係る固体撮像素子は、垂直転送電極部と、前記垂直転送電極部よりもパターン面積率が高い水平転送電極部とを有し、前記垂直転送電極部を構成する垂直転送電極は、金属材料の単層構造とし、前記水平転送電極部を構成する水平転送電極は、多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造としてなり、前記垂直転送電極部の電極上面と前記水平転送電極部の電極上面とが、それぞれ異なる平坦化工程により形成されている。
本発明に係る固体撮像素子では、パターン面積率が低い垂直転送電極部には、金属材料の単層構造で垂直転送電極を形成し、パターン面積率が高い水平転送電極部には、多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造で水平転送電極を形成している。このため、垂直転送電極を金属材料の埋め込みとＣＭＰで形成する場合に、ディッシングやエロージョンによる過剰な沈み込みが発生しなくなる。
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、垂直転送電極部に多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造でダミー電極を形成するとともに、前記垂直転送電極部よりもパターン面積率が高い水平転送電極部に多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造で水平転送電極を形成する第１の電極形成工程と、前記垂直転送電極部に形成された前記ダミー電極を除去する電極除去工程と、前記垂直転送電極部で前記ダミー電極を除去した部分を金属材料で埋め込むように金属膜を形成した後、余分な金属材料を除去することにより、前記ダミー電極を除去した部分に金属材料の単層構造で垂直転送電極を形成する第２の電極形成工程とを有するものである。
本発明に係る固体撮像素子の製造方法では、垂直転送電極部に形成されたダミー電極を除去し、当該除去部分に金属材料を埋め込んで、余分な金属材料をＣＭＰで除去する場合に、ダミー電極と一緒に水平転送電極を形成しておき、これをそのまま残す。このため、垂直転送電極を金属材料の埋め込みとＣＭＰで形成する場合に、ディッシングやエロージョンによる過剰な沈み込みが発生しなくなる。
本発明によれば、互いにパターン面積率が異なる第１の転送電極部と第２の転送電極部を有する固体撮像素子において、ディッシングやエロージョンによる過剰な沈み込みを生じさせることなく、各々の転送電極部に転送電極を形成することができる。このため、素子基板内での平坦性を向上させて、色むら等の発生を抑制することが可能となる。
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本発明の技術的範囲は以下に記述する実施の形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態）については、以下の順序で説明する。
１．固体撮像素子の構成
２．固体撮像素子の製造方法
３．適用例
１．固体撮像素子の構成
２．固体撮像素子の製造方法
３．適用例
＜１．固体撮像素子の構成＞
図１は本発明の実施の形態に係るＣＣＤ型の固体撮像素子の構成例を示す概略図である。図示した固体撮像素子１は、平面的に見て、撮像領域２と周辺領域３とに区分されている。撮像領域２は、図示しない素子基板の面内で矩形に区画された領域である。周辺領域３は、上記素子基板の面内で撮像領域２を囲むように区画された領域である。
図１は本発明の実施の形態に係るＣＣＤ型の固体撮像素子の構成例を示す概略図である。図示した固体撮像素子１は、平面的に見て、撮像領域２と周辺領域３とに区分されている。撮像領域２は、図示しない素子基板の面内で矩形に区画された領域である。周辺領域３は、上記素子基板の面内で撮像領域２を囲むように区画された領域である。
撮像領域２には、フォトダイオード部４と垂直転送電極部５とが設けられている。フォトダイオード部４は、受光した光を当該受光量に応じた信号電荷に変換する機能（光電変換機能）を有するものである。フォトダイオード部４は、撮像領域２内に二次元的（行列状）に複数配列されている。垂直転送電極部５は、垂直方向に並ぶフォトダイオード部４に隣接するかたちで複数設けられている。垂直転送電極部５は、フォトダイオード部４に蓄積され、かつ当該フォトダイオード部４から読み出された信号電荷を垂直方向に転送するものである。垂直転送電極部５は、垂直方向に並ぶ複数の垂直転送電極５Ａからなる垂直ＣＣＤによって構成されている。垂直転送電極部５においては、垂直方向で隣り合う垂直転送電極５Ａの間に、電極間のギャップ幅を規定する仕切り部８が介在している。
周辺領域３には、水平転送電極部６と出力部７とが設けられている。水平転送電極部６は、上記複数の垂直転送電極部５によって転送された信号電荷を、当該垂直転送電極部５から受け取って水平方向に転送するものである。水平転送電極部６は、水平方向に並ぶ複数の水平転送電極６Ａからなる水平ＣＣＤによって構成されている。水平転送電極部６において、水平方向で隣り合う水平転送電極６Ａの間に、電極間のギャップ幅を規定する仕切り部８が介在している。出力部７は、水平転送電極部６によって転送された信号電荷を電圧に変換して出力するものである。
ここで、撮像領域２における垂直転送電極部５のパターン面積率は、垂直転送電極５Ａとフォトダイオード部４を含む１画素分の領域又は複数画素分の領域の大きさを単位面積として、当該単位面積に占める垂直転送電極５Ａのパターン面積率で規定される。撮像領域２には、垂直転送電極５Ａと電極間ギャップ部８とフォトダイオード部４とが、画素単位で繰り返し並ぶことから、垂直転送電極５Ａのパターンは、電極間ギャップ部（仕切り部８）とフォトダイオード部４を除いた部分に存在することになる。このため、垂直転送電極５Ａのパターン面積をＳｖとし、電極間ギャップ部（仕切り部８）の面積をＧｖとし、フォトダイオード部４の面積をＳｐとすると、撮像領域２における垂直転送電極部５のパターン面積率；Ｐｖ（％）は、次式で表されるものとなる。
Ｐｖ＝Ｓｖ÷（Ｓｖ＋Ｇｖ＋Ｓｐ）×１００
一方、水平転送電極部６のパターン面積率は、水平転送電極部６全体の大きさを単位面積として、当該単位面積に垂直転送電極６Ａのパターン面積率で規定される。水平転送電極部６には、水平転送電極６Ａと電極間ギャップ部（仕切り部８）とが繰り返し水平方向に並ぶことから、水平転送電極６Ａのパターンは、電極間ギャップ部（仕切り部８）を除いた部分に存在することになる。このため、水平転送電極６Ａのパターン面積をＳｈとし、電極間ギャップ部（仕切り部８）の面積をＧｈとすると、水平転送電極部６のパターン面積率；Ｐｈ（％）は、次式で表されるものとなる。
Ｐｈ＝Ｓｈ÷（Ｓｈ＋Ｇｈ）×１００”
以上のことから、水平転送電極部６のパターン面積率は、撮像領域２における垂直転送電極部５のパターン面積率よりも高くなっている。このため、垂直転送電極部５は「第１の転送電極部」に相当するものとなり、水平転送電極部６は「第２の転送電極部」に相当するものとなる。垂直転送電極部５を構成する垂直転送電極５Ａと、水平転送電極部６を構成する水平転送電極６とは、互いに異なる電極材料で形成されている。即ち、垂直転送電極５Ａは金属材料で形成され、水平転送電極６Ａは多結晶シリコンで形成されている。また、垂直転送電極５Ａは金属材料の単層構造となっており、水平転送電極６Ａは多結晶シリコンの単層構造となっている。
＜２．固体撮像素子の製造方法＞
次に、本発明の実施の形態に係る固体撮像素子の製造方法について説明する。ここでは、主に発明の本質部分に係る上記の主要部（図１のＪ−Ｊ断面構造部）がどのような工程を経て作製されるかについて説明する。
次に、本発明の実施の形態に係る固体撮像素子の製造方法について説明する。ここでは、主に発明の本質部分に係る上記の主要部（図１のＪ−Ｊ断面構造部）がどのような工程を経て作製されるかについて説明する。
まず、図２（Ａ）に示すように、シリコン基板等の半導体基板からなる素子基板１１の上面に、例えば熱酸化処理によって酸化シリコンからなる絶縁膜１２を形成する。絶縁膜１２は、ゲート絶縁膜となるものである。次に、同図に示すように、素子基板１１上に絶縁膜１２を覆う状態で多結晶シリコン膜１３を形成する。多結晶シリコン膜１３は、後述する転送電極とゲート電極を構成するものとなる。次に、同図に示すように、素子基板１１上に多結晶シリコン膜１３を覆う状態でハードマスク層１４を形成する。ハードマスク層１４は、例えば、窒化膜等の絶縁膜で形成する。
次に、図２（Ｂ）に示すように、ハードマスク層１４にエッチング等によって開口部を形成した後、当該開口部を通して多結晶シリコン膜１３をエッチングすることにより、転送電極を区画する仕切り部８の形成部位に溝１５を形成する。
次に、図２（Ｃ）に示すように、上記の溝１５を絶縁材料で埋め込む状態でハードマスク層１４上に絶縁膜１６を形成する。絶縁膜１６は、酸化膜であっても窒化膜であってもよい。また、絶縁膜１６は、２層以上の積層膜であってもよい。
次に、図２（Ｄ）に示すように、上記のハードマスク層１４とその上の余剰な絶縁膜１６を例えばＣＭＰ法によって除去する。このとき、上記多結晶シリコン膜１３を含む基板最上面はＣＭＰ法によって平坦化される。この段階では、垂直転送電極部５に多結晶シリコンの単層構造でダミー電極５Ｄが形成され、それと同時に、水平転送電極部６に多結晶シリコンの単層構造で水平転送電極６Ａが形成される。また、各々の電極間には、絶縁材料からなる仕切り部８が形成される。因みに、撮像領域２においては、フォトダイオード部４の形成部位を覆っている上記の多結晶シリコン膜１３を除去した後、イオン注入法により不純物を導入しても良い。その後、フォトダイオード部４の段差部分に酸化膜等の絶縁膜を堆積させておく。
次に、図３（Ａ）に示すように、垂直転送電極部５と水平転送電極部６とを覆う状態で絶縁膜１７を形成した後、水平転送電極部６を覆う状態でレジスト膜１８を形成する。ここでは、垂直転送電極部５を含む撮像領域２と水平転送電極部６を含む周辺領域３の素子基板領域全体にレジスト膜１８を形成した後、フォトリソグラフィ法により撮像領域２の部分でレジスト膜１８を開口させるようにパターニングする。
次に、図３（Ｂ）に示すように、レジスト膜１８をエッチングマスクに用いて、垂直転送電極部５を覆っている絶縁膜１７を、例えばドライエッチング法により除去する。これにより、多結晶シリコンからなるダミー電極５Ｄの表面が露出した状態となる。
次に、図３（Ｃ）に示すように、上記のレジスト膜１８を除去して絶縁膜１７を露出させる。
次に、図４（Ａ）に示すように、先の工程で露出させた転送電極（多結晶シリコン）５Ｄをエッチング（ドライエッチング又はウェットエッチング）で除去する。このとき、水平転送電極６Ａを覆っている絶縁膜１７はエッチング保護層として機能する。このため、水平転送電極６Ａがエッチングされることはない。これにより、垂直転送電極部５においてダミー電極５Ｄが除去され、当該除去部分が凹状にへこんだ状態となる。また、凹状の底面には、上記の絶縁膜１２が露出した状態となる。
次に、図４（Ｂ）に示すように、垂直転送電極５と水平転送電極部６とを覆う状態で金属膜１９を形成する。金属膜１９は、例えば、スパッタ法でタングステンを成膜した後、ＣＶＤ法でタングステンを成膜することにより、垂直転送電極部５の凹状部を埋め込む状態で形成される。金属膜１９の成膜に用いる金属材料は、電気的には抵抗が低く、光学的には高い遮光性を有する材料が望ましい。この金属材料は、タングステンに限らず、例えば、アルミニウム、ルテニウム、イリジウム、コバルト、ニッケル、クロム、チタン、タンタル、ハフニウム、マンガン、モリブデン、銀、錫、バナジウム、白金、金、銅などの金属、又はその窒化物、化合物、シリサイド物、合金などでもよい。また、金属膜１９は、２種以上の金属を積層した構造であってもよい。本実施の形態においては、金属膜１９を形成する前に、フォトダイオード部４を形成しているため、フォトダイオード部４の金属汚染やこれに伴う画素特性の劣化を抑制することができる。
次に、図４（Ｃ）に示すように、ＣＭＰ法などの手法を用いて、余分な金属材料を除去する。このとき、水平転送電極部６では、多結晶シリコンからなる水平転送電極６Ａが絶縁膜１７によって保護され（換言すると、絶縁膜１７がＣＭＰに対する保護膜として機能し）、当該絶縁膜１７を覆っている金属材料が研磨によって除去される。このため、水平転送電極部６には、多結晶シリコンからなる水平転送電極６Ａがそのまま残る。一方、垂直転送電極部５では、水平転送電極６Ａの高さ（厚さ）に合わせて余剰の金属材料が除去されるとともに、その電極表面（上面）が平坦化される。このため、垂直転送電極部５には、金属材料からなる垂直転送電極５Ａが単層構造で形成される。
その後は、図示はしないが、通常のプロセスと同様に、例えば、層間膜、配線層、遮光膜、集光レンズ、カラーフィルタ層、オンチップレンズ等を形成する。この場合、遮光性を有する金属材料（タングステンなど）で垂直転送電極５Ａを形成すれば、当該垂直転送電極５Ａを遮光膜で覆う必要がなくなる。このため、垂直転送電極５Ａを遮光膜で覆う場合に比較して、フォトダイオード部４の開口面積を広げることができる。したがって、固体撮像素子１の感度特性を向上させることが可能となる。因みに、垂直転送電極５Ａを遮光膜で覆った場合は、当該遮光膜の存在によってフォトダイオード部４の開口面積が狭くなるため、感度が低くなる。
以上の製造方法においては、水平転送電極部６に多結晶シリコンの単層構造で水平転送電極６Ａを形成し、その後、垂直転送電極部５のダミー電極５Ｄを除去してから、垂直転送電極部５に金属材料の単層構造で垂直転送電極５Ａを形成している。このため、垂直転送電極部５と水平転送電極部６のパターン面積率が異なっていても、ディッシングやエロージョンによる過剰な沈み込みが発生しなくなる。その結果、素子基板内での平坦性が良好になり、撮像時の色むらの発生を抑制することができる。ちなみに、金属材料で形成している垂直転送電極部５のパターン密度は一定であるため、垂直転送電極部５に最適なＣＭＰ条件を設定することができる。一方、垂直転送電極部と水平転送電極部を共に金属材料で形成した場合は、双方の電極部でパターン密度が大きく異なるため、ディッシングやエロージョンの発生を防止することが困難となる。
次に、本発明の実施の形態に係る固体撮像素子の他の製造方法について説明する。まず、上記同様の方法で、上記図２（Ｄ）に示すように、垂直転送電極部５と水平転送電極部６に、それぞれダミー電極５Ｄと水平転送電極６Ａを形成する。また、各々の電極間に、絶縁材料からなる仕切り部８を形成する。
次に、図５（Ａ）に示すように、垂直転送電極部５を覆う状態でレジスト膜２１を形成する。ここでは、垂直転送電極部５を含む撮像領域２と水平転送電極部６を含む周辺領域３の素子基板領域全体にレジスト膜２１を形成した後、フォトリソグラフィ法により水平転送電極部６の部分でレジスト膜２１を開口させるようにパターニングする。このため、水平転送電極部６を除く部分（撮像領域２を含む）はレジスト膜２１で覆われた状態となる。また、垂直方向におけるレジスト膜２１の一端部２１Ａは、垂直転送電極部５の最終段（換言すると、水平転送電極部６に最も近い位置）に配置されたダミー電極５Ｄの領域内に配置されている。さらに詳述すると、最終段のダミー電極５Ｄは、垂直方向で垂直転送電極部５と水平転送電極部６の境界に位置する仕切り部８-1と、その一つ手前の仕切り部８-2とによって区画されている。これに対して、レジスト膜２１の一端部２１Ａは、それら２つの仕切り部８−１，８-2の間（好ましくは、中間位置）に配置されている。このため、最終段のダミー電極５Ｄの一部は、レジスト膜２１から外れたところで外部に露出した状態となっている。
次に、図５（Ｂ）に示すように、多結晶シリコンからなる水平転送電極６Ａの表面とこれに隣接する最終段のダミー電極５Ｄの一部表面に不純物層２２を形成する。不純物層２２は、最終段のダミー電極５Ｄの一部を除いて垂直転送電極部５を覆っているレジスト膜２１をマスクとして、例えば、Ｂ（ボロン）、２フッ化ボロン（ＢＦ２）などの不純物をイオン注入法により多結晶シリコン中に注入することにより形成する。
次に、図５（Ｃ）に示すように、垂直転送電極部５から上記のレジスト膜２１を除去する。これにより、垂直転送電極部５で各々の転送電極Ｄの表面が露出した状態となる。
次に、図６（Ａ）に示すように、垂直転送電極部５に設けられているすべてのダミー電極５Ｄを、例えばウェットエッチング法により除去する。その際、例えば、エッチャントしてアンモニア水を用いることにより、不純物層２２がエッチングストッパー層として働く。このため、不純物層２２によって覆われていない部分を対象に転送電極を選択的にエッチングすることができる。この点は、文献（Sensors and Actuators A 49 (1995) 115-121）にも示されている。また、TMAH（テトラ・メチル・ アンモニウム・ハイドライド）、KOH（水酸化カリウム）などのアルカリ系のエッチャントを含むウェットエッチングによっても、上記同様の処理が可能である。
また、上記のウェットエッチングに際して、最終段のダミー電極５Ｄは、一部が不純物層２２によって覆われているものの、他の部分はレジスト膜２１の除去によって外部に露出した状態となる。このため、そこからウェットエッチングが進行することで、最終段のダミー電極５Ｄが他のダミー電極５Ｄとともに除去される。その結果、多結晶シリコンからなる単層構造の水平転送電極６Ａを水平転送電極部６に残した状態で、ダミー電極となるダミー電極５Ｄのすべてを除去することができる。
次に、図６（Ｂ）に示すように、金属膜２３を形成する。金属層２３は、垂直転送電極５と水平転送電極部６とを覆う状態で形成する。
次に、図６（Ｃ）に示すように、ＣＭＰ法などの手法を用いて、垂直転送電極部５上の余分な金属材料を除去する。このとき、水平転送電極部６では、不純物層２２に覆われた多結晶シリコンからなる水平転送電極６Ａがそのまま残る。ただし、これに限らず、水平転送電極６Ａを形成している多結晶シリコンをＣＭＰで若干削り込むようにしても特に問題はない。一方、垂直転送電極部５では、水平転送電極６Ａの高さ（厚さ）に合わせて余剰の金属材料が除去されるとともに、その電極表面（上面）が平坦化される。このため、垂直転送電極部５には、金属材料からなる垂直転送電極５Ａが単層構造で形成される。以降の工程は、先に記述した製造方法と同様であるため、説明を省略する。
以上の製造方法においては、先述した方法と同様に、垂直転送電極部５と水平転送電極部６の双方で、ディッシングやエロージョンによる過剰な沈み込みの発生を防止することができる。また、垂直転送電極部５に設けられたダミー電極５Ｄをレジスト膜２１で覆う場合に、レジスト膜２１の一端部２１Ａの位置が、最終段のダミー電極５Ｄの幅内でずれても、その後のウェットエッチングで最終段のダミー電極５Ｄを問題なく除去することができる。このため、フォトリソグラフィでの位置合わせの許容マージンを、仕切り部８の幅（電極間ギャップ幅）よりも大きく確保することができる。したがって、転送効率の向上等を目的とした電極間ギャップの縮小化に対応することが可能となる。
なお、上記実施の形態においては、ダミー電極５Ｄと水平転送電極６Ａの電極材料として、多結晶シリコンを用いているが、これに限らず、アモルファスシリコンを用いてもよい。
＜３．適用例＞
図７は本発明が適用される撮像装置の構成例を示すブロック図である。本例に係る撮像装置１００は、撮像デバイスとなる固体撮像装置１０１と、この固体撮像装置１０１に被写体からの光を導く光学系（レンズ群等）１０２と、固体撮像装置１０１から出力される画素信号を処理する信号処理部１０３とを含む。この撮像装置１００において、固体撮像装置１０１は、上記の固体撮像素子１を含むものである。固体撮像装置１０１は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、固体撮像装置１０１と、信号処理部１０３又は光学系１０２とがまとめてパッケージングされた、撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
図７は本発明が適用される撮像装置の構成例を示すブロック図である。本例に係る撮像装置１００は、撮像デバイスとなる固体撮像装置１０１と、この固体撮像装置１０１に被写体からの光を導く光学系（レンズ群等）１０２と、固体撮像装置１０１から出力される画素信号を処理する信号処理部１０３とを含む。この撮像装置１００において、固体撮像装置１０１は、上記の固体撮像素子１を含むものである。固体撮像装置１０１は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、固体撮像装置１０１と、信号処理部１０３又は光学系１０２とがまとめてパッケージングされた、撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
１…固体撮像素子、４…フォトダイオード部、５…垂直転送電極部、５Ａ…垂直転送電極、５Ｄ…ダミー電極、６…水平転送電極部、６Ａ…水平転送電極
Claims (8)
- 垂直転送電極部と、
前記垂直転送電極部よりもパターン面積率が高い水平転送電極部とを有し、
前記垂直転送電極部を構成する垂直転送電極は、金属材料の単層構造とし、
前記水平転送電極部を構成する水平転送電極は、多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造としてなり、
前記垂直転送電極部の電極上面と前記水平転送電極部の電極上面とが、それぞれ異なる平坦化工程により形成されている
固体撮像素子。 - 前記金属材料が遮光性を有する請求項１記載の固体撮像素子。
- 垂直転送電極部に多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造でダミー電極を形成するとともに、前記垂直転送電極部よりもパターン面積率が高い水平転送電極部に多結晶シリコン又はアモルファスシリコンの単層構造で水平転送電極を形成する第１の電極形成工程と、
前記垂直転送電極部に形成された前記ダミー電極を除去する電極除去工程と、
前記垂直転送電極部で前記ダミー電極を除去した部分を金属材料で埋め込むように金属膜を形成した後、余分な金属材料を除去することにより、前記ダミー電極を除去した部分に金属材料の単層構造で垂直転送電極を形成する第２の電極形成工程と
を有する固体撮像素子の製造方法。 - 前記第２の電極形成工程では、遮光性を有する金属材料を用いて前記金属膜を形成する請求項３記載の固体撮像素子の製造方法。
- 前記金属膜を形成する前に、フォトダイオード部を形成する請求項３又は４記載の固体撮像素子の製造方法。
- 前記電極除去工程は、前記垂直転送電極部及び前記水平転送電極部を覆う状態でエッチング保護膜を形成する工程と、前記水平転送電極部上の前記エッチング保護膜を覆う状態でレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマスクとして前記エッチング保護膜を除去することにより、前記垂直転送電極部で前記ダミー電極を露出させる工程と、前記露出させた前記ダミー電極をエッチングで除去する工程とを含む請求項３又は４記載の固体撮像素子の製造方法。
- 前記電極除去工程は、前記垂直転送電極部の最終段に配置されたダミー電極の一部を除いて前記垂直転送電極部を覆うようにレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜をマスクに用いて、前記水平転送電極と前記ダミー電極の一部をエッチングストッパー層で覆う工程と、前記レジスト膜を除去した後、前記ダミー電極をエッチングで除去する工程とを含む請求項３又は４記載の固体撮像素子の製造方法。
- 前記電極除去工程では、前記レジスト膜をマスクとして多結晶シリコン又はアモルファスシリコンに不純物を導入することにより、前記エッチングストッパー層を形成した後、アルカリ系のエッチャントを用いたウェットエッチングにより前記ダミー電極を除去する請求項７記載の固体撮像素子の製造方法。
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