JPH06268190A - 固体撮像装置とその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置とその製造方法Info
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- JPH06268190A JPH06268190A JP5056189A JP5618993A JPH06268190A JP H06268190 A JPH06268190 A JP H06268190A JP 5056189 A JP5056189 A JP 5056189A JP 5618993 A JP5618993 A JP 5618993A JP H06268190 A JPH06268190 A JP H06268190A
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- Japan
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- polysilicon
- etched
- layer
- etching
- solid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微細化に適した異方性エッチングのみを用い
て電極材料を加工することを可能とする固体撮像装置お
よび固体撮像装置の製造方法を提供すること。 【構成】 半導体基板上に絶縁膜を介して複数層の電極
材料をエッチング加工して転送電極を形成する固体撮像
装置において下層の電極材料の少なくとも一部が上層の
電極材料と同一のパターンでエッチング加工され、さら
に下層の電極材料上の上層の電極材料の一部が除去され
ている固体撮像装置とその製造方法。
て電極材料を加工することを可能とする固体撮像装置お
よび固体撮像装置の製造方法を提供すること。 【構成】 半導体基板上に絶縁膜を介して複数層の電極
材料をエッチング加工して転送電極を形成する固体撮像
装置において下層の電極材料の少なくとも一部が上層の
電極材料と同一のパターンでエッチング加工され、さら
に下層の電極材料上の上層の電極材料の一部が除去され
ている固体撮像装置とその製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送素子（ＣＣ
Ｄ）を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関す
る。
Ｄ）を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラや電子スチルカメラ
等の撮像デバイスとして、ＣＣＤを用いた固体撮像装置
が使用されている。この固体撮像装置は、複数の画素を
２次元平面上に配列しており、各画素で発生した信号電
荷をＣＣＤで転送して出力するものである。
等の撮像デバイスとして、ＣＣＤを用いた固体撮像装置
が使用されている。この固体撮像装置は、複数の画素を
２次元平面上に配列しており、各画素で発生した信号電
荷をＣＣＤで転送して出力するものである。
【０００３】図６は従来の固体撮像装置の概略構成を示
す平面図である。ＣＣＤ５０は図６に示すように水平方
向および、垂直方向に各々電荷を転送する信号電荷転送
部５１を有している。水平転送部５２はφＨ１、φＨ２
の２相、垂直転送部はφＶ１〜φＶ４の４相の電極構成
が一般的に用いられ、例えばポリシリコン等の電極材料
を２層、各々パターニング、エッチング加工し転送電極
を形成している。このような電極構成を用いる場合、例
えば垂直転送部ではφＶ１とφＶ３、φＶ２とφＶ４を
各々同一層のポリシリコンを分離して２相分の電極を形
成する必要がある。
す平面図である。ＣＣＤ５０は図６に示すように水平方
向および、垂直方向に各々電荷を転送する信号電荷転送
部５１を有している。水平転送部５２はφＨ１、φＨ２
の２相、垂直転送部はφＶ１〜φＶ４の４相の電極構成
が一般的に用いられ、例えばポリシリコン等の電極材料
を２層、各々パターニング、エッチング加工し転送電極
を形成している。このような電極構成を用いる場合、例
えば垂直転送部ではφＶ１とφＶ３、φＶ２とφＶ４を
各々同一層のポリシリコンを分離して２相分の電極を形
成する必要がある。
【０００４】図７は垂直転送部の配線部分の形成を模式
的に表した図である。図７（ａ）に示すようなパターン
で、第１層目のポリシリコンがエッチング加工し、φＶ
１とφＶ３を形成する場合は、図７（ｂ）に示すように
下地が酸化膜だけで大きな段差がないため、例えばＲＩ
Ｅ（Ｒｅｄｉｃａｌ Ｉｏｎ Ｅｃｔｈｉｎｇ）等の異
方性エッチングのみを用いても形成することができる。
しかし、図７（ｃ）に示すように、第２層目のポリシリ
コンをパターニング、エッチングする際には、例えば第
１層目のポリシリコン上や、第１層目のポリシリコンが
エッチング除去されている酸化膜上などの平坦な部分は
問題がないが、図７（ｄ）に示すように、第１層目のポ
リシリコンの段差がある部分では、異方性のエッチング
のみを行うと、第１層目のポリシリコンの側壁に沿って
第２層目のポリシリコンのエッチング残り７３が発生
し、分離しなければならない２相の電極φＶ２−φＶ４
間が電気的に導通してしまう。このようなポリシリコン
のエッチング残り７３を解決する手段として異方性のエ
ッチングを行った後に当方性のエッチング追加すること
が行われている。しかし、当方性エッチングは側壁に残
ったポリシリコンをエッチングするだけではなく、サイ
ドエッチングにより、電極として残すべきポリシリコン
がレジストパターンに対して細くなり、微細化を進める
にあたって障害となる問題がある。
的に表した図である。図７（ａ）に示すようなパターン
で、第１層目のポリシリコンがエッチング加工し、φＶ
１とφＶ３を形成する場合は、図７（ｂ）に示すように
下地が酸化膜だけで大きな段差がないため、例えばＲＩ
Ｅ（Ｒｅｄｉｃａｌ Ｉｏｎ Ｅｃｔｈｉｎｇ）等の異
方性エッチングのみを用いても形成することができる。
しかし、図７（ｃ）に示すように、第２層目のポリシリ
コンをパターニング、エッチングする際には、例えば第
１層目のポリシリコン上や、第１層目のポリシリコンが
エッチング除去されている酸化膜上などの平坦な部分は
問題がないが、図７（ｄ）に示すように、第１層目のポ
リシリコンの段差がある部分では、異方性のエッチング
のみを行うと、第１層目のポリシリコンの側壁に沿って
第２層目のポリシリコンのエッチング残り７３が発生
し、分離しなければならない２相の電極φＶ２−φＶ４
間が電気的に導通してしまう。このようなポリシリコン
のエッチング残り７３を解決する手段として異方性のエ
ッチングを行った後に当方性のエッチング追加すること
が行われている。しかし、当方性エッチングは側壁に残
ったポリシリコンをエッチングするだけではなく、サイ
ドエッチングにより、電極として残すべきポリシリコン
がレジストパターンに対して細くなり、微細化を進める
にあたって障害となる問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の固体
撮像装置において、複数層のポリシリコンにより転送電
極を形成する場合、第２層目以降のポリシリコンをエッ
チングする際に異方性エッチングと当方性エッチングを
併用して、既にエッチングを終了した電極の側壁に残っ
たポリシリコンを除去していたが、この方法を用いると
電極として残すべきポリシリコンがレジストパターンに
対して細くなるという問題があった。
撮像装置において、複数層のポリシリコンにより転送電
極を形成する場合、第２層目以降のポリシリコンをエッ
チングする際に異方性エッチングと当方性エッチングを
併用して、既にエッチングを終了した電極の側壁に残っ
たポリシリコンを除去していたが、この方法を用いると
電極として残すべきポリシリコンがレジストパターンに
対して細くなるという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、２層目
以降のポリシリコンにおいて同一層のポリシリコンを分
離するためのエッチングを平坦な部分でのみ行うことに
ある。即ち、異なる層のポリシリコンを少なくとも一部
分、同一のレジストパターンでエッチングした後、再度
パターニングして平坦な部分上の上層のポリシリコンの
みをエッチングすることを特徴とする。
以降のポリシリコンにおいて同一層のポリシリコンを分
離するためのエッチングを平坦な部分でのみ行うことに
ある。即ち、異なる層のポリシリコンを少なくとも一部
分、同一のレジストパターンでエッチングした後、再度
パターニングして平坦な部分上の上層のポリシリコンの
みをエッチングすることを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によれば、異なる層のポリシリコンを少
なくとも一部分、同一のレジストパターンでエッチング
することにより、同一層のポリシリコンを２相の電極に
分離するためのエッチングを平坦部分上のみにすること
ができるため、当方性エッチングを用いることなく、同
一層のポリシリコンで形成した異なる相の電極間の導通
不良を回避することが可能となり、微細化に対応するこ
とができる。
なくとも一部分、同一のレジストパターンでエッチング
することにより、同一層のポリシリコンを２相の電極に
分離するためのエッチングを平坦部分上のみにすること
ができるため、当方性エッチングを用いることなく、同
一層のポリシリコンで形成した異なる相の電極間の導通
不良を回避することが可能となり、微細化に対応するこ
とができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図１は、本発明の一実施例に係わる固体撮像
装置の垂直転送部および配線部の一部を示す図である。
説明する。図１は、本発明の一実施例に係わる固体撮像
装置の垂直転送部および配線部の一部を示す図である。
【０００９】図中のＡは配線部、Ｂの部分は垂直転送部
を含む画素部を示している。図１においてφＶ１、φＶ
３は第１層目のφＶ２、φＶ４は第２層目のポリシリコ
ンにより形成されている。ハッチングの重なっている部
分は本発明により第１層目と第２層目のポリシリコンが
同一のパターンによりエッチングされた部分である。
を含む画素部を示している。図１においてφＶ１、φＶ
３は第１層目のφＶ２、φＶ４は第２層目のポリシリコ
ンにより形成されている。ハッチングの重なっている部
分は本発明により第１層目と第２層目のポリシリコンが
同一のパターンによりエッチングされた部分である。
【００１０】次に、図１に示すような形状を形成するた
め方法を行程順にパターンを示しながら説明する。図２
は第１層目のポリシリコンをエッチングするためのパタ
ーン１０を示している。図中のＡ、Ｂは図１と同一の部
分を示している。パターン１０では最終的にφＶ１とな
る１１と、φＶ３となる１３がまだ分離されていない。
め方法を行程順にパターンを示しながら説明する。図２
は第１層目のポリシリコンをエッチングするためのパタ
ーン１０を示している。図中のＡ、Ｂは図１と同一の部
分を示している。パターン１０では最終的にφＶ１とな
る１１と、φＶ３となる１３がまだ分離されていない。
【００１１】第１層目のポリシリコンのエッチングは下
地が平坦なため、異方性のエッチングを用いてもエッチ
ング残りは発生しない。次に、第１層目のポリシリコン
を酸化し、その上に第２層目のポリシリコンを積層す
る。
地が平坦なため、異方性のエッチングを用いてもエッチ
ング残りは発生しない。次に、第１層目のポリシリコン
を酸化し、その上に第２層目のポリシリコンを積層す
る。
【００１２】図３は本発明に係わるもので、少なくとも
一部分は第１層目のポリシリコンと第２層目のポリシリ
コンを同一パターンでエッチングするようなパターンに
なっている。図３においてパターン２０のＣ−Ｃ′の部
分を見ると第１層目のポリシリコンの段差の部分で第２
層目のポリシリコンをエッチングするようになっている
が同一パターンによる複数回のエッチングにより第１層
目のポリシリコンもエッチングしてしまうため、エッチ
ング残りは発生しない。以下にパターン２０を用いた時
のエッチング工程を説明する。
一部分は第１層目のポリシリコンと第２層目のポリシリ
コンを同一パターンでエッチングするようなパターンに
なっている。図３においてパターン２０のＣ−Ｃ′の部
分を見ると第１層目のポリシリコンの段差の部分で第２
層目のポリシリコンをエッチングするようになっている
が同一パターンによる複数回のエッチングにより第１層
目のポリシリコンもエッチングしてしまうため、エッチ
ング残りは発生しない。以下にパターン２０を用いた時
のエッチング工程を説明する。
【００１３】図４に各エッチング工程における図３のＣ
−Ｃ′の断面構造およびエッチング工程を示す。図４
（ａ）に示すように図２のパターンでエッチングを行う
場合、第２層目のポリシリコンのみの部分、第１層目と
第２層目のポリシリコンが積層した部分、および第１層
目のポリシリコンの段差の部分をエッチングすることに
なる。
−Ｃ′の断面構造およびエッチング工程を示す。図４
（ａ）に示すように図２のパターンでエッチングを行う
場合、第２層目のポリシリコンのみの部分、第１層目と
第２層目のポリシリコンが積層した部分、および第１層
目のポリシリコンの段差の部分をエッチングすることに
なる。
【００１４】まず第１のエッチング工程により第２層目
のポリシリコン２２をエッチングする。この時、図４
（ｂ）に示すように第１層目のポリシリコンの側壁部分
には第２層目のポリシリコン２２が残っている。
のポリシリコン２２をエッチングする。この時、図４
（ｂ）に示すように第１層目のポリシリコンの側壁部分
には第２層目のポリシリコン２２が残っている。
【００１５】次に第２のエッチングにより第１層目のポ
リシリコン上の絶縁膜２３を除去する。なおこの場合、
絶縁膜２３と基板上のゲート絶縁膜２４は異なる材質の
ものとし、ゲート絶縁膜２４は第２のエッチングに対し
て選択比の高いものとしなければならない。
リシリコン上の絶縁膜２３を除去する。なおこの場合、
絶縁膜２３と基板上のゲート絶縁膜２４は異なる材質の
ものとし、ゲート絶縁膜２４は第２のエッチングに対し
て選択比の高いものとしなければならない。
【００１６】図４（ｃ）に示すように第２のエッチング
が終了すると第１層目のポリシリコン２１とその側壁に
残っている第２層目のポリシリコン２２が同時に表面に
でているので第３のエッチングによりこれらをエッチン
グする。
が終了すると第１層目のポリシリコン２１とその側壁に
残っている第２層目のポリシリコン２２が同時に表面に
でているので第３のエッチングによりこれらをエッチン
グする。
【００１７】最後に図４（ｄ）に示すように絶縁膜２３
の一部が残るためこれを第４のエッチングによりエッチ
ングし本発明に係わる同一パターンによる積層したポリ
シリコンのエッチング工程が終了する。
の一部が残るためこれを第４のエッチングによりエッチ
ングし本発明に係わる同一パターンによる積層したポリ
シリコンのエッチング工程が終了する。
【００１８】このようなエッチング工程を用いると、異
方性エッチングのみを用いても、図４（ｅ）に示すよう
にポリシリコンのエッチング残り２３は発生しない。な
お図３に示すパターン２０でエッチングすると、第１層
目のポリシリコンは、転送電極として完全に分離され
る。一方、第２層のポリシリコンはこの時点では転送電
極として完全に分離されておらず、さらに第１層目のポ
リシリコン上は全て第２層のポリシリコンが覆ってい
る。
方性エッチングのみを用いても、図４（ｅ）に示すよう
にポリシリコンのエッチング残り２３は発生しない。な
お図３に示すパターン２０でエッチングすると、第１層
目のポリシリコンは、転送電極として完全に分離され
る。一方、第２層のポリシリコンはこの時点では転送電
極として完全に分離されておらず、さらに第１層目のポ
リシリコン上は全て第２層のポリシリコンが覆ってい
る。
【００１９】最後に図５に示すパターン３０を用いて第
２層目のポリシリコンのみをエッチングすることによ
り、第２層目のポリシリコンを転送電極として分離する
とともに、第２層のポリシリコンに全て覆われている第
１層目のポリシリコンの一部を露出し例えばＡＬ等で形
成される電極配線と電気的に導通させる部分を形成する
ことができる。図５に示すパターン３０では、ゲート絶
縁膜または第１層目のポリシリコンの平坦な部分でのみ
第２層目のポリシリコンをエッチングするようになって
いる。このため、異方性のエッチングのみを使用しても
エッチング残りが発生しない。
２層目のポリシリコンのみをエッチングすることによ
り、第２層目のポリシリコンを転送電極として分離する
とともに、第２層のポリシリコンに全て覆われている第
１層目のポリシリコンの一部を露出し例えばＡＬ等で形
成される電極配線と電気的に導通させる部分を形成する
ことができる。図５に示すパターン３０では、ゲート絶
縁膜または第１層目のポリシリコンの平坦な部分でのみ
第２層目のポリシリコンをエッチングするようになって
いる。このため、異方性のエッチングのみを使用しても
エッチング残りが発生しない。
【００２０】このように本実施例によれば、従来のよう
に異方性エッチングと当方性エッチングを併用しなくて
もエッチング残りを発生させずに複数層の電極材料によ
る複数相の転送電極を形成することが可能となり、固体
撮像装置の微細化に極めて有効である。
に異方性エッチングと当方性エッチングを併用しなくて
もエッチング残りを発生させずに複数層の電極材料によ
る複数相の転送電極を形成することが可能となり、固体
撮像装置の微細化に極めて有効である。
【００２１】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく、画素部、水平ＣＣＤに適用することが
できる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。
るものではなく、画素部、水平ＣＣＤに適用することが
できる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々変形して実施することができる。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、異
方性のエッチングのみを使用して、複数層の電極材料を
複数層の転送電極に加工することができ、微細化に適し
た固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を実現す
ることができる。
方性のエッチングのみを使用して、複数層の電極材料を
複数層の転送電極に加工することができ、微細化に適し
た固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法を実現す
ることができる。
【図１】 本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の垂
直転送部の配線部および垂直転送部を含む画素部を示す
平面図。
直転送部の配線部および垂直転送部を含む画素部を示す
平面図。
【図２】 本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の製
造工程を説明するためのもので、第１層目電極材料をエ
ッチングするためのパターンを示す平面図。
造工程を説明するためのもので、第１層目電極材料をエ
ッチングするためのパターンを示す平面図。
【図３】 本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の製
造工程を説明するためのもので、第１層目の電極材料の
一部と第２層目の電極材料をエッチングするためのパタ
ーンを示す平面図。
造工程を説明するためのもので、第１層目の電極材料の
一部と第２層目の電極材料をエッチングするためのパタ
ーンを示す平面図。
【図４】 本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の製
造工程を説明するためのもので、図３に示すパターンを
用いる複数回のエッチング工程における、図３の矢視Ｃ
−Ｃ′断面の状態を示す図。
造工程を説明するためのもので、図３に示すパターンを
用いる複数回のエッチング工程における、図３の矢視Ｃ
−Ｃ′断面の状態を示す図。
【図５】 本発明の一実施例に係わる固体撮像装置の製
造工程を説明するためのもので、第２層目の電極のみを
エッチングするためのパターンを示す平面図。
造工程を説明するためのもので、第２層目の電極のみを
エッチングするためのパターンを示す平面図。
【図６】 従来の固体撮像装置の概略構成を示す平面
図。
図。
【図７】 従来の固体撮像装置の製造工程における問題
点を説明するためのもので、従来の垂直転送部に配線部
の形成工程を示す平面図および断面図。
点を説明するためのもので、従来の垂直転送部に配線部
の形成工程を示す平面図および断面図。
１０…第１層目の電極材料をエッチングするためのパタ
ーン ２０…第１層目の電極材料の一部と第２層目の電
極材料をエッチングするためのパターン ２１…第１層目の電極材料 ２２…第２層目の電極材料
２３…第１層目の電極上の絶縁膜 ２４…ゲート絶縁
膜 ３０…第２層目の電極材料のみをエッチングするた
めのパターン
ーン ２０…第１層目の電極材料の一部と第２層目の電
極材料をエッチングするためのパターン ２１…第１層目の電極材料 ２２…第２層目の電極材料
２３…第１層目の電極上の絶縁膜 ２４…ゲート絶縁
膜 ３０…第２層目の電極材料のみをエッチングするた
めのパターン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 信男 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 田中 長孝 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に複数の受光部および各受光
部に対応した信号電荷読みだし部を２次元的に配列する
とともに複数本の信号電荷転送部を配列し、前記信号電
荷転送部を複数層の転送電極を用いて構成する固体撮像
装置であって、前記複数層の転送電極の少なくとも一部
分が同一のパターンによりエッチングされるとともに、
少なくとも一部分は下層の電極上の上層の電極が除去さ
れていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】半導体基板上に複数の受光部および各受光
部に対応した信号電荷読みだし部を２次元的に配列する
とともに複数本の信号電荷転送部を配列し、前記信号電
荷転送部を複数層の転送電極を用いて構成する固体撮像
装置の製造方法であって、下層の電極材料をパターニン
グ、エッチング加工し絶縁膜を形成した後、上層の電極
材料を積層し、上層の電極材料をエッチング加工するパ
ターンで下層の電極材料の少なくとも一部もエッチング
加工し、再度前記同一のパターンでエッチングされた複
数層の電極からなる部分の少なくとも一部の上層の電極
材料のみをエッチングして除去することを特徴とする固
体撮像装置の製造方法。 - 【請求項３】前記電極材料のエッチングを異方性のエッ
チング方法のみを用いて行うことを特徴とする請求項２
記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056189A JPH06268190A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5056189A JPH06268190A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268190A true JPH06268190A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13020169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5056189A Pending JPH06268190A (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268190A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7227255B2 (en) | 2001-07-19 | 2007-06-05 | Sony Corporation | Semiconductor device and method of producing the same |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5056189A patent/JPH06268190A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7227255B2 (en) | 2001-07-19 | 2007-06-05 | Sony Corporation | Semiconductor device and method of producing the same |
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