JP5194645B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
近年の単位画素の微細化において、受光センサ部を広げ、一つあたりに入射する光量を増やすことで、撮像素子の感度を高める目的から、高深度、狭領域の素子分離領域が求められている。
そして、第1のハードマスク6を介して、例えば第1導電型のp型不純物を基板1にイオン注入し、第1導電型不純物領域7を形成する。
本実施形態のイオン注入条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
イオンビーム源
<条件>
ドーパント:ボロン
加速電圧:2.5MeV
本実施形態における成膜条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
誘導結合型プラズマ装置
<条件>
圧力:50mTorr
使用ガス及び流量:C5F8/Ar=10/500sccm
パワー:1000W
成膜時間:60s
本実施形態においては、埋め込み性がよいSOG酸化膜を第2のハードマスク9として埋め込み塗布により成膜する。
本実施形態における成膜条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
スピンコータ
<条件>
回転数:1500rpm
処理時間:10s
本実施形態におけるアッシング条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
誘導結合型アッシング
<条件>
圧力:20mTorr
使用ガス及び流量:N2/O2=400/50sec
ICPパワー:700W
処理時間:300s
本実施形態におけるイオン注入条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
イオンビーム源
<条件>
ドーパント:リン
加速電圧:3.0MeV
そして、第1のハードマスクでは、本来必要な高アスペクト比の開口よりも低いアスペクト比を有する開口を形成するので、高アスペクトの開口パターン形成に起因する開口形状の不良を防ぎ、安定して不純物領域を形成することができる。また、第2のハードマスクをセルフアラインにより形成することができ、第1及び第2のハードマスクにより形成された開口10により、補償用のドーパントを注入することができるので、第1のハードマスクにより形成された不純物領域の端部は補償され、狭領域の不純物領域を形成することができる。
本実施形態は、第1の実施形態と同様、半導体装置における不純物領域をイオン注入により形成する例である。
本実施形態においては、剥離の容易なフルオロカーボンポリマーを用い、第1のハードマスク6の側壁での膜厚が100nmとなるように、誘導結合型プラズマ装置にて成膜する。
本実施形態における成膜条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
誘導結合型プラズマ装置
<条件>
圧力:50mTorr
使用ガス及び流量:C5F8/Ar=10/500sccm
パワー:1000w
製膜時間:60s
また、本実施形態では、第2のハードマスク9は、第1のハードマスク6と材料特性の異なる材料により成膜する。すなわち、後述する第2のハードマスク9の薬液除去時に、第1のハードマスクを構成する例えばSiO2に対し、高選択比を有する材料により成膜する。
本実施形態においては、第1のハードマスク6に用いられたSiO2と材料特性の異なるTiNを埋め込み塗布により成膜する。
本実施形態における成膜条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
スパッタ製膜装置
<条件>
ターゲット:TiN
圧力:5mTorr
使用ガス及び流量:Ar/N2=30/80sccm
DC:8kW
温度:150℃
成膜時間:10min
本実施形態におけるアッシング条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
誘導結合型アッシング
<条件>
圧力:20mTorr
使用ガス及び流量:N2/O2=400/50sec
ICPパワー:700W
処理時間:300s
本実施形態におけるイオン注入条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
イオンビーム源
<条件>
ドーパント:リン
加速電圧:3.0MeV
本実施形態における薬液除去条件を以下に示す。
<使用薬液>
H2O=50ml,HCl(1.19)=50ml
本実施形態におけるイオン注入条件の一例を以下に示す。
<使用装置>
イオンビーム源
<条件>
ドーパント:ボロン
加速電圧:2.5MeV
上述した本発明における第1及び第2の実施形態によれば、端部に補償領域を形成することができるため、狭領域、高深度の不純物領域を形成する場合の限界値をより高めることができる。また、補償領域の分布精度の、不純物領域の性能に対する影響は小さいと考えられる。すなわち、補償領域が多少拡がって形成されたとしても、不純物領域はその性能を十分に発揮できる。このため、補償領域によって不純物領域をより狭領域化することのできる効果は高い。
この垂直電荷転送部105と、対応するフォトダイオード114との間に、p型の信号電荷の読み出し領域122が形成されて、読み出し部104が構成される。隣り合う異なる垂直転送部間には、p型の素子分離領域125による素子分離部107が形成される。1つの受光センサ部103と読み出し部104と垂直電荷転送部105と素子分離部107によって、単位画素セル102が構成される。
半導体基板120の表面には、光透過性を有する、例えばSiO2よりなる絶縁膜116が形成され、この上に電荷転送領域124と読み出し領域122上にさし渡って耐熱性を有する多結晶シリコンによる垂直転送電極117が形成される。
さらに、この垂直転送電極117上を含んで全面的にSiO2等の層間絶縁膜118を介して遮光膜119が形成される。
そして、この遮光膜119には受光センサ部103を露出する開口134が形成されて、これら開口134を通じて受光センサ部103で受光を行い、この受光量に応じた信号電荷がフォトダイオード114において発生する。
Claims (7)
- 基板上に、開口を有する第1のハードマスクを形成する工程と、
前記第1のハードマスクの前記開口の側面に犠牲膜を形成する工程と、
前記側面に犠牲膜を有する開口に第2のハードマスクを形成する工程と、
前記第2のハードマスクを形成した後に前記犠牲膜を除去する工程と、
前記第1のハードマスクを介して第1導電型の不純物をイオン注入する工程と、
前記第1及び第2のハードマスクを介して第2導電型の不純物をイオン注入する工程とを有する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記犠牲膜は、少なくともポリエチレンまたはCxFyを含有するポリマーから成る
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 前記犠牲膜は、化学的気相成長法または物理的気相成長法により成膜される
ことを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のハードマスクはSiO2、TiNまたはTiOを含む材料から成る
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のハードマスクは化学的気相成長法またはスピン・オン・グラス法により成膜される
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のハードマスクを形成する工程を行った後、前記犠牲膜を形成する工程の前に、前記第1導電型の不純物をイオン注入する工程を行う
請求項1〜5の何れかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2導電型の不純物をイオン注入する工程を行った後、前記第2のハードマスクを除去する工程を行い、
前記第1導電型の不純物をイオン注入する工程では、前記第2導電型の不純物がイオン注入された基板に対して当該第1導電型の不純物をイオン注入する
請求項1〜5の何れかに記載の半導体装置の製造方法。
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