JPH0745676A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0745676A
JPH0745676A JP5183985A JP18398593A JPH0745676A JP H0745676 A JPH0745676 A JP H0745676A JP 5183985 A JP5183985 A JP 5183985A JP 18398593 A JP18398593 A JP 18398593A JP H0745676 A JPH0745676 A JP H0745676A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェハの汚染を抵抗値の変化として客観的に
確認できるようにして、素子の特性劣化の原因究明にあ
たっての指針及び製造履歴の把握並びに最適な製造設備
への転換を効率よく促進させる。 【構成】 ウェハ処理工程におけるシリコン基板21の
抵抗変化を4探針法にて検出することができる抵抗検出
部12を形成しながら固体撮像素子を製造する。この場
合、シリコン基板21上に素子間分離のためのフィール
ド絶縁層28を形成した後、このフィールド絶縁層28
に対して4つのコンタクトホール29a,29b,29
c及び29dを形成し、その後、4つのコンタクトホー
ル29a,29b,29c及び29dを介してシリコン
基板21表面に不純物をイオン注入して、シリコン基板
21表面に4つの不純物拡散領域38a,38b,38
c及び38dを形成して抵抗検出部12を作製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、素子間分離工程、素子
形成工程及び配線工程を有するウェハ処理工程を経てウ
ェハ上に半導体装置を製造する半導体装置の製造方法に
関し、特に、入射光の光量に応じた信号電荷に光電変換
する受光部と、この受光部に蓄積された信号電荷をCC
Dによるレジスタにて出力段に転送する固体撮像素子の
製造において好適な半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、シリコンウェハ内に半導体装置
(チップ)を作製するまでの製造工程、即ちウェハ処理
工程は、素子間分離工程、素子形成工程、配線工程及び
ウェハ検査工程からなる。
【0003】このウェハ処理工程は、高集積化及び微細
化形成のための製造設備が集約され、塵などを排除した
クリーンルームで作業が行われる。このウェハ処理工程
は、各工程ごとに異なったマスクパターンが用いられる
ため、露光処理を中心とした作業形態となっている。
【0004】ウェハ処理工程の第1段階である素子間分
離工程は、ウェハ上に半導体素子(例えばMOSトラン
ジスタなど)を作る領域を定め、素子と素子とを電気的
に絶縁分離する工程であり、一般に、MOSICでは、
フィールド酸化膜と称される、厚さ約1μmの厚い酸化
膜(例えばSiO2 )を形成することによって行われ
る。なお、バイポーラICでは、一般に、pn接合によ
って素子間分離が行われる。
【0005】ウェハ処理工程の第2段階である素子形成
工程は、上記素子間分離工程の後に、ウェハ上への薄膜
形成、該薄膜に対する選択的なパターニング及びウェハ
表面への選択的な不純物の導入(例えばイオン注入など
によって行われる)を行って、上記素子間分離工程にて
区画された素子形成領域内に素子を形成する工程であ
る。
【0006】ウェハ処理工程の第3段階である配線工程
は、素子形成工程後に電子回路としての配線を行う工程
である。具体的には、素子のオーミック・コンタクトを
とり、素子間を配線して、表面をPSG又は窒化膜(S
34)などの保護膜で覆うという作業が行われる。配
線材料としては、一般にアルミニウムが用いられる。
【0007】以上の工程を踏んで、ウェハ上に半導体装
置(チップ)が作製されることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ウェハ
処理工程においては、その処理工程中において、なんら
かの原因で、ウェハ表面が汚染され、形成された素子の
特性が劣化するという問題がある。その主な原因として
は、ウェハ上に薄膜を形成した後の選択的なパターニン
グ(例えばウェハ表面に通じるコンタクトホールなどの
形成)において、金属不純物がそのコンタクトホールを
介してウェハ表面に侵入することによる金属汚染や、フ
ォトリソグラフィによるパターニング後におけるフォト
レジストの洗浄残り(レジスト残渣)による汚染が挙げ
られる。
【0009】これらの汚染によって、例えばトランジス
タにおいては、しきい値Vthが変化し、特性の変動につ
ながるという問題が生じる。特に、入射光の光量に応じ
た信号電荷に光電変換する受光部と、この受光部に蓄積
された信号電荷をCCDによるレジスタにて出力段に転
送する固体撮像素子においては、不純物濃度の低いウェ
ハの表面に上記固体撮像素子を形成することから、一般
のLSIよりも汚染に弱く、特性の劣化が顕著に現れ
る。
【0010】従来の製造工程においては、ウェハに対す
る汚染の程度を客観的に測定する方法がなく、実際のと
ころ、上述した原因で素子の特性劣化が発生しているの
かどうかを確認する方法ががないため、素子の特性劣化
の原因究明にあたっては、経験、あるいは熟練者の勘に
頼るしかすべがなかった。
【0011】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ウェハの汚染を抵抗値
の変化として客観的に確認することができ、これによ
り、素子の特性劣化の原因究明にあたっての指針及び製
造履歴を容易に把握することができ、最適な製造設備へ
の転換を効率よく促進させることができる半導体装置の
製造方法を提供することにある。
【0012】また、本発明の他の目的は、上記のほか、
抵抗検出のための構成を製造工程を増加させることなく
実現させることができ、製造コストの面でも有利な半導
体装置の製造方法を提供することにある。
【0013】また、本発明の更に他の目的は、上記のほ
か、ウェハ処理工程におけるウェハ表面の抵抗変化を高
精度に検出することができる半導体装置の製造方法を提
供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、素子間分離工
程、素子形成工程及び配線工程を有するウェハ処理工程
を経てウェハ上に半導体装置を製造する半導体装置の製
造方法において、上記ウェハ処理工程におけるウェハの
抵抗変化を4探針法にて検出することができる抵抗検出
手段12を形成しながら半導体装置を製造する。
【0015】この場合、抵抗検出手段12を、例えばウ
ェハ21の表面にそれぞれ分離して形成された4つの不
純物拡散領域38a,38b,38c及び38dと、ウ
ェハ21上の絶縁膜28にそれぞれ4つの不純物拡散領
域38a,38b,38c及び38dに対応した位置に
形成されたコンタクトホール29a,29b,29c及
び29dとで構成することができる。
【0016】上記構成を有する抵抗検出手段12は、ウ
ェハ21上に素子間分離のためのフィールド絶縁層28
を形成した後、該フィールド絶縁層28に対して4つの
コンタクトホール29a,29b,29c及び29dを
形成し、その後、該4つのコンタクトホール29a,2
9b,29c及び29dを介してウェハ21表面に不純
物をイオン注入して、該ウェハ21表面に4つの不純物
拡散領域38a,38b,38c及び38dを形成して
作製することができる。
【0017】また、上記抵抗検出手段12の他の構成と
しては、上記ウェハ21の表面にそれぞれ分離して形成
された4つの不純物拡散領域38a,38b,38c及
び38dと、開口幅が4つの不純物拡散領域38a,3
8b,38c及び38dが形成された部分を含む幅を有
する1つの第1のコンタクトホール51と、この第1の
コンタクトホール51内に形成された薄膜の絶縁膜35
にそれぞれ4つの不純物拡散領域38a,38b,38
c及び38dに対応した位置に形成された4つの第2の
コンタクトホール41a,41b,41c及び41dに
て構成することができる。
【0018】上記他の構成に係る抵抗検出手段12は、
上記ウェハ21上に素子間分離のためのフィールド絶縁
層28を形成した後、該フィールド絶縁層28に対して
1つの第1のコンタクトホール51を形成し、その後、
該第1のコンタクトホール51内に薄膜の熱酸化膜35
を形成した後、第1のコンタクトホール51に対応する
ウェハ表面に、選択的に不純物をイオン注入して、4つ
の不純物拡散領域38a,38b,38c及び38dを
形成し、その後、これら4つの不純物拡散領域に達する
第2のコンタクトホール41a,41b,41c及び4
1dを形成して作製することができる。
【0019】
【作用】本発明に係る半導体装置の製造方法において
は、ウェハ処理工程における上記ウェハの抵抗変化を4
探針法にて検出することができる抵抗検出手段12を形
成しながら半導体装置を製造することから、このウェハ
処理工程を終えたウェハには、LSIを構成する素子の
ほかに、抵抗検出手段12が形成されることになる。
【0020】一般に、ウェハ処理工程中において、ウェ
ハ表面に、金属不純物が侵入したり、レジスト残渣があ
る場合、その表面の抵抗値が徐々に変化することにな
る。
【0021】従って、例えば、ウェハ処理工程に投入さ
れたウェハの抵抗値を一般的な4探針法にて測定し、そ
の後、ウェハ処理工程を終えたウェハの抵抗値をウェハ
上に形成された抵抗検出手段12を通して4探針法にて
検出することにより、ウェハの抵抗変化を容易に検出す
ることができ、ウェハの汚染の程度を抵抗変化として客
観的に知ることが可能となる。
【0022】特に、抵抗検出手段12を、例えば上記ウ
ェハ21の表面にそれぞれ分離して形成された4つの不
純物拡散領域38a,38b,38c及び38dと、上
記ウェハ21上の絶縁膜28におけるそれぞれ4つの不
純物拡散領域38a,38b,38c及び38dに対応
した位置に形成されたコンタクトホール29a,29
b,29c及び29dとで構成することにより、例えば
素子形成工程でウェハ21上に形成される素子と同時に
作製することができる。
【0023】具体的には、上記構成を有する抵抗検出手
段12を作製する場合、まず、素子間分離工程におい
て、ウェハ21上に素子間分離のためのフィールド絶縁
層28を形成した後、このフィールド絶縁層28に対し
て4つのコンタクトホール29a,29b,29c及び
29dを形成する。
【0024】その後、素子形成工程において、4つのコ
ンタクトホール29a,29b,29c及び29dを介
してウェハ21表面に不純物をイオン注入して、該ウェ
ハ21表面に4つの不純物拡散領域38a,38b,3
8c及び38dを形成して抵抗検出手段12を作製す
る。この場合、4つのコンタクトホール29a,29
b,29c及び29dは、フィールド絶縁層28を選択
的にパターニングして、ウェハ21上に素子形成領域3
0及び31を形成する際に同時に形成されることにな
る。
【0025】そして、その後の素子形成工程において、
LSIを形成する場合、素子形成領域30及び31に不
純物をイオン注入して選択的にウェル領域が形成される
が、この不純物のイオン注入時に、同時に4つのコンタ
クトホール29a,29b,29c及び29dに対応し
たウェハ21表面にそれぞれ4つの不純物拡散領域38
a,38b,38c及び38dが形成されることにな
る。
【0026】また、抵抗検出手段12を、例えばウェハ
21の表面にそれぞれ分離して形成された4つの不純物
拡散領域38a,38b,38c及び38dと、開口幅
が4つの不純物拡散領域38a,38b,38c及び3
8dが形成された部分を含む幅を有する1つの第1のコ
ンタクトホール51と、この第1のコンタクトホール5
1内に形成された薄膜の絶縁膜35にそれぞれ4つの不
純物拡散領域38a,38b,38c及び38dに対応
した位置に形成された4つの第2のコンタクトホール4
1a,41b,41c及び41dとで構成することによ
り、例えば素子形成工程でウェハ21上に形成される素
子と同時に作製することができ、しかも、ウェハ21表
面の抵抗変化を高精度に検出することが可能となる。
【0027】具体的には、上記他の構成を有する抵抗検
出手段12を作製する場合、まず、素子間分離工程にお
いて、ウェハ21上に素子間分離のためのフィールド絶
縁層28を形成した後、該フィールド絶縁層28に対し
て1つの第1のコンタクトホール51を形成する。即
ち、フィールド絶縁層28を選択的にパターニングして
ウェハ21上に素子形成領域30及び31を形成する際
に第1のコンタクトホール51が同時に形成されること
になる。
【0028】そして、その後の素子形成工程において、
第1のコンタクトホール51内に薄膜の熱酸化膜35を
形成した後、第1のコンタクトホール51に対応するウ
ェハ21表面に、選択的に不純物をイオン注入して、4
つの不純物拡散領域38a,38b,38c及び38d
を形成し、その後、これら4つの不純物拡散領域38
a,38b,38c及び38dに達する4つの第2のコ
ンタクトホール41a,41b,41c及び41dを形
成して抵抗検出手段12を作製する。
【0029】この場合、上記薄膜の熱酸化膜35は、例
えばMOSトランジスタのゲート絶縁膜を形成する際に
同時に形成され、4つの不純物拡散領域38a,38
b,38c及び38dは、上記MOSトランジスタを例
にとると、そのソース領域39S及びドレイン領域39
Dの形成と同時に形成されることになる。
【0030】このように、上記他の構成に係る抵抗検出
手段12は、まず、開口幅の広い第1のコンタクトホー
ル51を形成した後に、この第1のコンタクトホール5
1内に薄膜の熱酸化膜35を形成し、その後、選択的に
不純物を導入して、第1のコンタクトホール51に対応
するウェハ21表面に4つの不純物拡散領域38a,3
8b,38c及び38dを形成した後、これら4つの不
純物拡散領域38a,38b,38c及び38dに達す
る第2のコンタクトホール41a,41b,41c及び
41dを形成することにより構成されることから、開口
幅の広い第1のコンタクトホール51を形成した段階で
発生したウェハへの汚染、及び第1のコンタクトホール
51の形成以降の工程で発生したウェハへの汚染を後に
抵抗変化として検出することができ、実際のウェハ処理
工程でのウェハ汚染を高精度に検出することが可能とな
る。
【0031】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の製造方法
を、入射光の光量に応じた信号電荷に光電変換する受光
部と、この受光部に蓄積された信号電荷をCCDによる
レジスタにて出力段に転送する固体撮像素子の製造方法
に適用した2つの実施例(以下、単にそれぞれ第1実施
例に係る製造方法及び第2実施例に係る製造方法と記
す)を図1〜図10を参照しながら説明する。
【0032】ここで、第1実施例に係る製造方法及び第
2実施例に係る製造方法を説明する前に、まず、ウェハ
上に形成される固体撮像素子の形成レイアウトについて
図1及び図2を参照しながら説明する。
【0033】ウェハ上には、図1に示すように、固体撮
像素子(チップ)1が例えば2行n列(nは任意数)に
配列された素子パターン群2が2組配されたかたちに形
成され、各素子パターン群2のオリエンテーション・フ
ラット3側とは反対側にそれぞれ固体撮像素子1の列に
対応して抵抗検出部形成領域4が形成されている。
【0034】各固体撮像素子は、図2の拡大図に示すよ
うに、入射光の光量に応じた信号電荷に光電変換する受
光部5が多数マトリクス状に配列された撮像領域6と、
この撮像領域6の周辺にバッファ回路やソースフォロア
回路等の周辺回路形成領域7とが配されて構成されてい
る。なお、上記撮像領域6内には、各受光部5に蓄積さ
れた信号電荷を出力段(図示せず)に転送する転送レジ
スタ8が形成されている。
【0035】一方、抵抗検出部形成領域には、4つのパ
ッド11a,11b,11c及び11dと、これらパッ
ド11a,11b,11c及び11dに対応してウェハ
表面まで達する4つのコンタクトホールを有する抵抗検
出部12が形成されて構成されている。上記4つのパッ
ド11a,11b,11c及び11dからはそれぞれ配
線層13a,13b,13c及び13dが抵抗検出部1
2側に延長して形成され、上記4つのパッド11a,1
1b,11c及び11dは、抵抗検出部12における4
つのコンタクトホールを介してウェハ表面と電気的に接
続されている。
【0036】上記4つのパッド11a,11b,11c
及び11dは、4探針法で用いられる4つのプローブが
接触される部分であり、これら4つのパッド11a,1
1b,11c及び11dにそれぞれプローブを接触させ
ることにより、抵抗検出部12を介してウェハの抵抗値
を検出できるようになっている。
【0037】次に、上記図1及び図2で示す固体撮像素
子を作製する場合の第1実施例に係る製造方法を図3〜
図6の製造工程図に基づいて順次説明する。なお、この
図3〜図6で示す製造工程図において、領域Aで示す工
程は、図2におけるA−A線上の断面、即ち抵抗検出部
12の断面に沿って示すものであり、領域Bで示す工程
は、図2におけるB−B線上の断面、即ち受光部5周辺
の断面に沿って示すものであり、領域Cで示す工程は、
図2におけるC−C線上の断面、即ち周辺回路形成領域
7に形成される例えばNチャネル形MOSトランジスタ
の断面に沿って示すものである。
【0038】まず、図3Aに示すように、ウェハ、即ち
N形のシリコン基板21の表面に対して熱酸化を施し
て、該シリコン基板21上に薄い熱酸化膜22を形成す
る。
【0039】次に、図3Bに示すように、領域B及び領
域Cに対してN形の不純物(例えばリン(P))及びP
形の不純物(例えばボロン(B))を選択的にイオン注
入して、領域Bにおけるシリコン基板21の表面に、P
形のウェル領域23、N形の垂直レジスタ領域24a及
び24b、N形の受光部5及びP形のチャネル・ストッ
パ領域26などの各種不純物拡散領域を形成すると共
に、領域Cにおけるシリコン基板21の表面に、P形の
ウェル領域27を形成する。
【0040】次に、図3Cに示すように、シリコン基板
21上に厚み約600nmのフィールド絶縁膜(SiO
2 )28を例えばCVD(化学気相成長法)にて成膜す
る。
【0041】次に、図4Aに示すように、上記フィール
ド絶縁膜28に対し、例えばフォトリソグラフィ技術を
用いてパターニングを行い、領域Aに対しては、シリコ
ン基板21まで達する4つのコンタクトホール29a,
29b,29c及び29dを形成し、領域B及び領域C
に対しては、パターニング後のフィールド絶縁膜28に
て素子間分離された素子形成領域30及び31をそれぞ
れ形成する。
【0042】次に、図4Bに示すように、熱酸化を施し
て、全面に薄い熱酸化膜32を形成した後、全面に薄い
Si34膜33を例えばCVD法にて形成し、その後、
例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、領域A及び領
域B上のSi34膜33及びその下層の熱酸化膜32を
除去する。
【0043】次に、図4Cに示すように、全面に1層目
の多結晶シリコン層を形成した後、フォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングを行い、領域Bにおける垂直
レジスタ領域24a上に、1層目の多結晶シリコン層に
よる第1の垂直転送電極34aを形成する。
【0044】次に、図5Aに示すように、熱酸化を施
す。このとき、A領域における4つのコンタクトホール
29a,29b,29c及び29d内及びC領域におけ
る素子形成領域31内にそれぞれ薄い熱酸化膜35が形
成されると共に、B領域における第1の垂直転送電極3
4aの表面に薄い熱酸化膜35が形成される。
【0045】次に、図5Bに示すように、全面に2層目
の多結晶シリコン層を形成した後、フォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングを行い、領域Bにおける第1
の垂直転送電極34aに隣接する部分、即ち垂直レジス
タ24b上に2層目の多結晶シリコン層による第2の垂
直転送電極34bを形成し、更に領域Cにおける素子形
成領域31において、2層目の多結晶シリコン層による
ゲート電極36を形成する。
【0046】次に、図5Cに示すように、所要箇所に開
口37aを有するフォトレジスト37を形成した後、全
面にN形の不純物(例えばひ素(As))を選択的にイ
オン注入して、領域Aにおいては、4つのコンタクトホ
ール29a,29b,29c及び29dを通してシリコ
ン基板21の表面にN形の取出し領域38a,38b,
38c及び38dをそれぞれ形成し、領域Cにおいて
は、ゲート電極36をマスクとしてシリコン基板21の
表面にN形のソース領域39S及びドレイン領域39D
を形成する。
【0047】以上、この段階で、抵抗検出部形成領域4
(領域A)に4つの取出し領域38a,38b,38c
及び38dと4つのコンタクトホール29a,29b,
29c及び29dからなる抵抗検出部12が形成され、
撮像領域6(領域B)に受光部5及び電荷転送のための
レジスタ8が形成され、周辺回路形成領域7(領域C)
にNチャネル形MOSトランジスタTrが形成されるこ
とになる。図示の例では、周辺回路形成領域7に、Nチ
ャネル形MOSトランジスタTrを形成した例を示した
が、その他Pチャネル形MOSトランジスタやCMOS
トランジスタ等の各種素子が形成されることはいうまで
もない。
【0048】そして、次の配線工程において、図6Aに
示すように、全面にSOG(Spin on Glass )などの平
坦化膜40を形成した後、例えばフォトリソグラフィ技
術を用いて、領域Aにおいては、シリコン基板21の表
面に形成されている4つの取出し領域38a,39b,
38及び38dにまで達する4つのコンタクトホール4
1a,41b,41c及び41dを形成し、領域Bにお
いては、第1及び第2の垂直転送電極34a及び34b
まで達するコンタクトホール42a及び42bを形成
し、領域Cにおいては、ゲート電極36まで達するコン
タクトホール43Gと、ソース領域39S及びドレイン
領域39Dまで達するコンタクトホール43S及び43
Dをそれぞれ形成する。
【0049】次に、図6Bに示すように、全面にAl配
線層を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパ
ターニングすることにより、4つの取出し領域38a,
38b,38c及び38dとそれぞれ対応するパッド1
1a,11b,11c及び11dとを電気的に接続する
配線13a,13b,13c及び13dと、第1及び第
2の垂直転送電極34a及び34bへの配線44a及び
44b、ゲート電極36への配線45G並びにソース電
極45S及びドレイン電極45Dを形成する。その後、
全面にPSGやSi23 からなる保護層(図示せず)
を形成して、この第1実施例に係る製造方法による固体
撮像素子が作製される。
【0050】このように、上記第1実施例に係る製造方
法によれば、ウェハ処理工程における上記ウェハの抵抗
変化を4探針法にて検出することができる抵抗検出部1
2を形成しながら固体撮像素子を製造することから、こ
のウェハ処理工程を終えたウェハには、LSIを構成す
る素子のほかに、抵抗検出部12が形成されることにな
る。
【0051】一般に、ウェハ処理工程中において、ウェ
ハ表面に、金属不純物が侵入したり、レジスト残渣があ
る場合、その表面の抵抗値が徐々に変化することにな
る。
【0052】従って、例えば、ウェハ処理工程に投入さ
れたウェハの抵抗値を一般的な4探針法にて測定し、そ
の後、ウェハ処理工程を終えたウェハの抵抗値をウェハ
上に形成された抵抗検出部12を通して4探針法にて検
出することにより、ウェハの抵抗変化を容易に検出する
ことができ、ウェハの汚染の程度を抵抗変化として客観
的に知ることが可能となる。
【0053】このことから、ウェハの汚染を抵抗値の変
化として客観的に確認することができ、これにより、素
子の特性劣化の原因究明にあたっての指針及び製造履歴
を容易に把握することができ、最適な製造設備への転換
を効率よく促進させることができる。
【0054】また、この第1実施例においては、抵抗検
出部12を、ウェハ(シリコン基板)21の表面にそれ
ぞれ分離して形成された4つの取出し領域38a,38
b,38c及び38dと、シリコン基板21上のフィー
ルド絶縁膜28におけるそれぞれ4つの取出し領域38
a,38b,38c及び38dに対応した位置に形成さ
れたコンタクトホール29a,29b,29c及び29
dとで構成するようにしたので、上記抵抗検出部12
を、素子形成工程において、同一のシリコン基板21上
に形成される他の素子と同時に作製することができ、抵
抗検出部12を形成するために新たに工程を付加する必
要がなく、工程の複雑化を回避させることができる。
【0055】次に、上記図1及び図2で示す固体撮像素
子を作製する場合の第2実施例に係る製造方法を図7〜
図10の製造工程図に基づいて順次説明する。なお、上
記図3〜図6と対応するものについては同符号を記す。
【0056】まず、図7Aに示すように、ウェハ、即ち
N形のシリコン基板21の表面に対して熱酸化を施し
て、該シリコン基板21上に薄い熱酸化膜22を形成す
る。
【0057】次に、図7Bに示すように、領域B及び領
域Cに対してN形の不純物(例えばリン(P))及びP
形の不純物(例えばボロン(B))を選択的にイオン注
入して、領域Bにおけるシリコン基板21の表面に、P
形のウェル領域23、N形の垂直レジスタ領域24a及
び24b、N形の受光部5及びP形のチャネル・ストッ
パ領域26などの各種不純物拡散領域を形成すると共
に、領域Cにおけるシリコン基板21の表面に、P形の
ウェル領域27を形成する。
【0058】次に、図7Cに示すように、シリコン基板
21上に厚み約600nmのフィールド絶縁膜(SiO
2 )28を例えばCVD(化学気相成長法)にて成膜す
る。
【0059】次に、図8Aに示すように、上記フィール
ド絶縁膜28に対し、例えばフォトリソグラフィ技術を
用いてパターニングを行い、領域Aに対しては、シリコ
ン基板21まで達する開口幅の広い1つのコンタクトホ
ール51を形成し、領域B及び領域Cに対しては、パタ
ーニング後のフィールド絶縁膜28にて素子間分離され
た素子形成領域30及び31をそれぞれ形成する。
【0060】次に、図8Bに示すように、熱酸化を施し
て、全面に薄い熱酸化膜32を形成した後、全面に薄い
Si34膜33を例えばCVD法にて形成し、その後、
例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、領域Aにおけ
るコンタクトホール51内及び領域Cにおける素子形成
領域31内のSi34膜33及びその下層の熱酸化膜3
2をそれぞれ除去する。
【0061】次に、図8Cに示すように、全面に1層目
の多結晶シリコン層を形成した後、フォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングを行い、領域B上において、
1層目の多結晶シリコン層による第1の垂直転送電極3
4aを形成する。
【0062】次に、図9Aに示すように、熱酸化を施
す。このとき、A領域におけるコンタクトホール51内
及びC領域における素子形成領域31内にそれぞれ薄い
熱酸化膜35が形成されると共に、B領域における第1
の垂直転送電極34aの表面に薄い熱酸化膜35が形成
される。
【0063】次に、図9Bに示すように、全面に2層目
の多結晶シリコン層を形成した後、フォトリソグラフィ
技術を用いてパターニングを行い、領域Bにおける第1
の垂直転送電極34aに隣接する部分に2層目の多結晶
シリコン層による第2の垂直転送電極34bを形成し、
更に領域Cにおける素子形成領域31に、2層目の多結
晶シリコン層によるゲート電極36を形成する。
【0064】次に、図9Cに示すように、所要箇所に開
口37aを有するフォトレジスト37を形成した後、全
面にN形の不純物(例えばひ素(As))を選択的にイ
オン注入して、領域Aにおいては、フォトレジスト37
の開口37aを通してシリコン基板21の表面に4つの
N形の取出し領域38a,38b,38c及び38dを
形成し、領域Cにおいては、ゲート電極36をマスクと
してシリコン基板21の表面にN形のソース領域39S
及びドレイン領域39Dを形成する。
【0065】次に、図10Aに示すように、全面にSO
G(Spin on Glass )などの平坦化膜40を形成した
後、例えばフォトリソグラフィ技術を用いて、領域Aに
おいては、シリコン基板21の表面に形成されている4
つの取出し領域38a,38b,38c及び38dにま
で達する4つのコンタクトホール41a,41b,41
c及び41dを形成し、領域Bにおいては、第1及び第
2の垂直転送電極34a及び34bまで達するコンタク
トホール42a及び42bを形成し、領域Cにおいて
は、ゲート電極36まで達するコンタクトホール43G
と、ソース領域39S及びドレイン領域39Dまで達す
るコンタクトホール43S及び43Dをそれぞれ形成す
る。
【0066】以上、この段階で、抵抗検出部形成領域4
(領域A)に4つの取出し領域38a,38b,38c
及び38dと1つのコンタクトホール51並びに4つの
コンタクトホール41a,41b,41c及び41dか
らなる抵抗検出部12が形成され、撮像領域6(領域
B)に受光部5及び電荷転送のためのレジスタ8が形成
され、周辺回路形成領域7(領域C)にNチャネル形M
OSトランジスタTrが形成されることになる。図示の
例では、周辺回路形成領域7に、Nチャネル形MOSト
ランジスタTrを形成した例を示したが、その他Pチャ
ネル形MOSトランジスタやCMOSトランジスタ等の
各種素子が形成されることはいうまでもない。
【0067】そして、図10Bに示すように、全面にA
l配線層を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用い
てパターニングすることにより、4つの取出し領域38
a,38b,38c及び38dとそれぞれ対応するパッ
ド11a,11b,11c及び11dとを電気的に接続
する配線13a,13b,13c及び13dと、第1及
び第2の垂直転送電極34a及び34bへの配線44a
及び44b、ゲート電極36への配線45G並びにソー
ス電極45S及びドレイン電極45Dを形成する。その
後、全面にPSGやSi23 からなる保護層(図示せ
ず)を形成して、この第2実施例に係る製造方法による
固体撮像素子が作製される。
【0068】このように、上記第2実施例に係る製造方
法によれば、上記第1実施例に係る製造方法と同様に、
ウェハ処理工程における上記ウェハの抵抗変化を4探針
法にて検出することができる抵抗検出部12を形成しな
がら固体撮像素子を製造することから、このウェハ処理
工程を終えたウェハには、LSIを構成する素子のほか
に、抵抗検出部12が形成されることになる。
【0069】従って、例えば、ウェハ処理工程に投入さ
れたウェハの抵抗値を一般的な4探針法にて測定し、そ
の後、ウェハ処理工程を終えたウェハの抵抗値をウェハ
上に形成された抵抗検出部12を通して4探針法にて検
出することにより、ウェハの抵抗変化を容易に検出する
ことができ、ウェハの汚染の程度を抵抗変化として客観
的に知ることが可能となる。
【0070】このことから、ウェハの汚染を抵抗値の変
化として客観的に確認することができ、これにより、素
子の特性劣化の原因究明にあたっての指針及び製造履歴
を容易に把握することができ、最適な製造設備への転換
を効率よく促進させることができる。
【0071】特に、この第2実施例に係る製造方法にお
いては、まず、開口幅の広いコンタクトホール51を形
成した後に、このコンタクトホール51内に薄膜の熱酸
化膜35を形成し、その後、選択的に不純物を導入し
て、シリコン基板21の表面に4つの取出し領域38
a,38b,38c及び38dを形成した後、これら4
つの取出し領域38a,38b,38c及び38dに達
する4つのコンタクトホール41a,41b,41c及
び41dを形成して抵抗検出部12を作製するようにし
たので、該抵抗検出部12を、素子形成工程において、
同一のシリコン基板21上に形成される他の素子と同時
に作製することができ、しかも、開口幅の広いコンタク
トホール51を形成した段階で発生したウェハへの汚
染、及び該コンタクトホール51の形成以降の工程で発
生したウェハへの汚染を後に抵抗変化として検出するこ
とができ、実際のウェハ処理工程でのウェハ汚染を高精
度に検出することが可能となる。
【0072】上記第1実施例及び第2実施例では、主に
固体撮像素子の製造において、そのウェハ処理工程での
ウェハの抵抗変化を検出することができる抵抗検出部1
2を形成しながら固体撮像素子を作製する例を示した
が、その他固体撮像素子以外のメモリやプロセッサ等の
LSIを作製する場合にも適用させることができる。
【0073】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る半導体装置
の製造方法によれば、素子間分離工程、素子形成工程及
び配線工程を有するウェハ処理工程を経てウェハ上に半
導体装置を製造する半導体装置の製造方法において、上
記ウェハ処理工程における上記ウェハの抵抗変化を4探
針法にて検出することができる抵抗検出手段を形成しな
がら半導体装置を製造するようにしたので、ウェハの汚
染を抵抗値の変化として客観的に確認することができ、
これにより、素子の特性劣化の原因究明にあたっての指
針及び製造履歴を容易に把握することができ、最適な製
造設備への転換を効率よく促進させることができる。
【0074】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、上記抵抗検出手段を、例えば上記ウェハの表
面にそれぞれ分離して形成された4つの不純物拡散領域
と、上記ウェハ上の絶縁膜にそれぞれ上記4つの不純物
拡散領域に対応した位置に形成されたコンタクトホール
とで構成し、この抵抗検出手段を、上記ウェハ上に熱酸
化膜を形成した後、素子間分離のためのフィールド絶縁
層を形成し、その後、該フィールド絶縁層に対して上記
4つのコンタクトホールを形成した後、該4つのコンタ
クトホールを介して上記ウェハ表面に不純物をイオン注
入して、該ウェハ表面に上記4つの不純物拡散領域を形
成して作製するようにしたので、ウェハの汚染を抵抗値
の変化として客観的に確認することができるほか、抵抗
検出のための構成を製造工程を増加させることなく実現
させることができ、製造コストの面でも有利となる。
【0075】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
によれば、上記抵抗検出手段を、上記ウェハの表面にそ
れぞれ分離して形成された4つの不純物拡散領域と、開
口幅が上記4つの不純物拡散領域が形成された部分を含
む幅を有する1つの第1のコンタクトホールと、上記第
1のコンタクトホール内に形成された薄膜の絶縁膜にそ
れぞれ上記4つの不純物拡散領域に対応した位置に形成
された4つの第2のコンタクトホールにて構成し、この
抵抗検出手段を、上記ウェハ上に熱酸化膜を形成した
後、素子間分離のためのフィールド絶縁層を形成し、そ
の後、該フィールド絶縁層に対して上記1つの第1のコ
ンタクトホールを形成した後、該第1のコンタクトホー
ル内に上記薄膜の熱酸化膜を形成し、その後、上記第1
のコンタクトホールに対応するウェハ表面に、選択的に
不純物をイオン注入して、4つの不純物拡散領域を形成
した後、これら4つの不純物拡散領域に達する第2のコ
ンタクトホールを形成して作製するようにしたので、ウ
ェハの汚染を抵抗値の変化として客観的に確認すること
ができ、また、抵抗検出のための構成を製造工程を増加
させることなく実現させることができ、しかもウェハ処
理工程におけるウェハ表面の抵抗変化を高精度に検出す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法を、入射光
の光量に応じた信号電荷に光電変換する受光部と、この
受光部に蓄積された信号電荷をCCDによるレジスタに
て出力段に転送する固体撮像素子の製造方法に適用した
2つの実施例(以下、単にそれぞれ第1実施例に係る製
造方法及び第2実施例に係る製造方法と記す)にてウェ
ハ上に形成される固体撮像素子の形成レイアウトを模式
的に示す平面図である。
【図2】ウェハ上に形成される固体撮像素子の形成レイ
アウトを模式的に示す拡大図である。
【図3】第1実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、ウェハ(シリコン基板)上
に熱酸化膜を形成した段階を示し、同図Bは、シリコン
基板上の領域B及び領域Cに対して、選択的に不純物を
イオン注入して、それぞれ不純物拡散領域を形成した段
階を示し、同図Cは、シリコン基板上にフィールド絶縁
膜を形成した段階を示す。
【図4】第1実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、シリコン基板上のフィール
ド絶縁膜をパターニングして、領域Aに4つのコンタク
トホールを形成し、領域B及び領域Cにそれぞれ素子形
成領域を形成した段階を示す。同図Bは、全面に薄い熱
酸化膜及びSi34膜を形成した後、領域A及び領域B
上のSi34膜及び熱酸化膜を除去した段階を示し、同
図Cは、領域Bにに、1層目の多結晶シリコン層による
第1の垂直転送電極を形成した段階を示す。
【図5】第1実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、A領域における4つのコン
タクトホール内及びC領域における素子形成領域内にそ
れぞれ薄い熱酸化膜を形成すると共に、B領域における
第1の垂直転送電極の表面に薄い熱酸化膜を形成した段
階を示し、同図Bは、領域Bに2層目の多結晶シリコン
層による第2の垂直転送電極を形成し、領域Cにおける
素子形成領域に2層目の多結晶シリコン層によるゲート
電極を形成した段階を示し、同図Cは、領域Aの4つの
コンタクトホールを通してシリコン基板21の表面にN
形の取出し領域をそれぞれ形成し、領域Cのシリコン基
板21の表面にN形のソース領域及びドレイン領域を形
成した段階を示す。
【図6】第1実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、全面に平坦化膜を形成した
後、各種コンタクトホールを形成した段階を示し、同図
Bは、配線を形成した段階を示す。
【図7】第2実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、ウェハ(シリコン基板)上
に熱酸化膜を形成した段階を示し、同図Bは、シリコン
基板上の領域B及び領域Cに対して、選択的に不純物を
イオン注入して、それぞれ不純物拡散領域を形成した段
階を示し、同図Cは、シリコン基板上にフィールド絶縁
膜を形成した段階を示す。
【図8】第2実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、シリコン基板上のフィール
ド絶縁膜をパターニングして、領域Aに1つのコンタク
トホールを形成し、領域B及び領域Cにそれぞれ素子形
成領域を形成した段階を示す。同図Bは、全面に薄い熱
酸化膜及びSi34膜を形成した後、領域A及び領域B
上のSi34膜及び熱酸化膜を除去した段階を示し、同
図Cは、領域Bにに、1層目の多結晶シリコン層による
第1の垂直転送電極を形成した段階を示す。
【図9】第2実施例に係る製造方法を示す製造工程図を
示すものであり、同図Aは、A領域における1つのコン
タクトホール内及びC領域における素子形成領域内にそ
れぞれ薄い熱酸化膜を形成すると共に、B領域における
第1の垂直転送電極の表面に薄い熱酸化膜を形成した段
階を示し、同図Bは、領域Bに2層目の多結晶シリコン
層による第2の垂直転送電極を形成し、領域Cにおける
素子形成領域に2層目の多結晶シリコン層によるゲート
電極を形成した段階を示し、同図Cは、領域Aのシリコ
ン基板21の表面に4つのN形の取出し領域をそれぞれ
形成し、領域Cのシリコン基板21の表面にN形のソー
ス領域及びドレイン領域を形成した段階を示す。
【図10】第2実施例に係る製造方法を示す製造工程図
を示すものであり、同図Aは、全面に平坦化膜を形成し
た後、各種コンタクトホールを形成した段階を示し、同
図Bは、配線を形成した段階を示す。
【符号の説明】
1 固体撮像素子 2 素子パターン群 3 オリエンテーション・フラット 4 抵抗検出部形成領域 5 受光部 6 撮像領域 7 周辺回路形成領域 8 レジスタ 11a〜11d パッド 12 抵抗検出部 13a〜13d 配線層 21 シリコン基板(ウェハ) 28 フィールド絶縁膜 29a〜29d 4つのコンタクトホール 30及び31 素子形成領域 35 熱酸化膜 38a〜38d 取出し領域 51 1つのコンタクトホール 41a〜41d 4つのコンタクトホール

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子間分離工程、素子形成工程及び配線
    工程を有するウェハ処理工程を経てウェハ上に半導体装
    置を製造する半導体装置の製造方法において、 上記ウェハ処理工程における上記ウェハの抵抗変化を4
    探針法にて検出することができる抵抗検出手段を形成し
    ながら半導体装置を製造することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 上記抵抗検出手段は、上記ウェハの表面
    にそれぞれ分離して形成された4つの不純物拡散領域
    と、 上記ウェハ上の絶縁膜にそれぞれ上記4つの不純物拡散
    領域に対応した位置に形成されたコンタクトホールにて
    形成され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。
  3. 【請求項3】 上記抵抗検出手段は、上記ウェハ上に素
    子間分離のためのフィールド絶縁層を形成した後、該フ
    ィールド絶縁層に対して上記4つのコンタクトホールを
    形成し、その後、該4つのコンタクトホールを介して上
    記ウェハ表面に不純物をイオン注入して、該ウェハ表面
    に上記4つの不純物拡散領域を形成して作製されること
    を特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記抵抗検出手段は、上記ウェハの表面
    にそれぞれ分離して形成された4つの不純物拡散領域
    と、 開口幅が上記4つの不純物拡散領域が形成された部分を
    含む幅を有する1つの第1のコンタクトホールと、 上記第1のコンタクトホール内に形成された薄膜の絶縁
    膜にそれぞれ上記4つの不純物拡散領域に対応した位置
    に形成された4つの第2のコンタクトホールにて形成さ
    れ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。
  5. 【請求項5】 上記抵抗検出手段は、上記ウェハ上に素
    子間分離のためのフィールド絶縁層を形成した後、該フ
    ィールド絶縁層に対して上記1つの第1のコンタクトホ
    ールを形成し、その後、該第1のコンタクトホール内に
    上記薄膜の熱酸化膜を形成した後、上記第1のコンタク
    トホールに対応するウェハ表面に、選択的に不純物をイ
    オン注入して、4つの不純物拡散領域を形成し、その
    後、これら4つの不純物拡散領域に達する第2のコンタ
    クトホールを形成して作製されることを特徴とする請求
    項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
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