JPH08204173A

JPH08204173A - 電荷転送装置の製造方法

Info

Publication number: JPH08204173A
Application number: JP7030033A
Authority: JP
Inventors: Yukihide Keiji; 幸秀慶児
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-01-25
Filing date: 1995-01-25
Publication date: 1996-08-09
Also published as: KR960030431A; US5627096A

Abstract

(57)【要約】【目的】転送ゲート電極を一層構造にしつつ隣接転送
ゲート電極間下に信号電荷の転送残しをもたらすポテン
シャルポケットが生じないようにすることにより製造工
程の低減を図り、もって電荷転送装置の製造コストの低
減を図ると共に、転送ゲート電極下のゲート絶縁膜の厚
さが不均一になることを防止する。【構成】ゲート絶縁膜７上の転送ゲート電極となる多
結晶シリコン層６表面に、各隣接転送ゲート電極６ｔ・
６ｓ間の境界に当たる部分に開口１２を有するパターン
のレジスト膜１１を形成し、これをマスクとして多結晶
シリコン層６をエッチングし、該多結晶シリコン層６の
表面を酸化することにより、各隣接転送ゲート電極６ｓ
・６ｔ間に分離用シリコン酸化膜１３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電荷転送装置の製造方
法、特に転送ゲート電極を一層構造にすることのできる
電荷転送装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４（Ａ）乃至（Ｃ）は電荷転送装置の
従来例を示すもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は転送動
作を説明するためのポテンシャル図、（Ｃ）は転送用の
駆動クロックパルスを示すパルス図である。本例の電荷
転送装置の製造方法は二相転送方式の電荷転送装置の製
造方法であり、ＣＣＤ型固体撮像装置の水平レジスタと
して多く用いられている。図面において、１はＰ型半導
体基板、２は該半導体基板１表面部に形成されたＮ型チ
ャンネル層、３、３、・・・は該チャンネル層２の表面
部に転送方向に沿って所定間隔をおいて配設されたＮ^-
型トランスファー部で、Ｎ型チャンネル層２に選択的に
Ｐ型不純物をドープすることにより形成される。４、
４、・・・はチャンネル層２の表面の各トランスファー
部３の転送先側に位置する領域で、ストレージ部を成
す。尤も、ストレージ部４、４、・・・はＮ型チャンネ
ル層２の上記Ｐ型不純物がドープされない部分、即ちＮ
型チャンネル層２そのものといえる。

【０００３】５は半導体表面に形成されたゲート絶縁
膜、６ｓ、６ｔ、６ｓ、６ｔ・・・は多結晶シリコンか
らなる転送ゲート電極であり、転送ゲート電極６ｓ、６
ｓ、・・・は第１層目のポリシリコン層からなり、スト
レージ部４、４、・・・上に位置する。転送ゲート電極
６ｔ、６ｔ、・・・は第２層目のポリシリコン層からな
り、トランスファー部３、３、・・・上に位置する。
尚、７はゲート絶縁膜、８は層間絶縁膜である。

【０００４】図３（Ｃ）に示す二相駆動クロックパルス
φ１、２のうちの例えばφ１とそれを印加される一対の
転送ゲート電極６ｔ、６ｓに着目して転送の原理を説明
すると次の通りである。即ち、このパルスφ１は一つの
トランスファー部３上の転送ゲート電極６ｔと、これと
対を成すところのこの転送先側のストレージ部４上の転
送ゲート電極６ｓとに印加される。トランスファー部３
はＰ型不純物を選択的にイオン打ち込みすることにより
そのＮ型不純物濃度がストレージ部４のそれより低くさ
れているので、同じ電圧を受けてもそのポテンシャルに
はストレージ部４との間で例えば２〜３Ｖ程度の落差が
生じ、ストレージ部４の方が深いポテンシャルになる。
従って、転送電荷は常にトランスファー部３を経てスト
レージ部４に集まった状態になろうとする。

【０００５】そして、ｔ＝ｔ１の時点、即ち一方の駆動
クロックパルスφ１が高いレベルの電圧（本例では５
Ｖ）になり、他方の駆動パルスφ２が低い電圧（本例で
は０Ｖ）のときは第１層目のポリシリコン層からなる転
送ゲート電極６ｓ、６ｓ、・・・下の領域、即ちトラン
スファー部４、４、・・・に信号電荷が蓄積された状態
になる。その後、ｔ＝ｔ２、ｔ＝ｔ３と時間が経過する
に伴って駆動クロックパルスφ１、２が反転し、図４
（Ｂ）に示すように、同図における右方向に信号電荷が
転送される。

【０００６】ところで、転送ゲート電極６ｓ、６ｔ、６
ｓ、６ｔ、・・・を図４（Ａ）に示すように多層構造
（本例では二層構造であるが、三層構造のものもあ
る。）にしていた理由の一つは、隣接ゲート絶縁膜間下
にポテンシャルポケットができないようにすべく隣接転
送ゲート電極６ｓ・６ｔどうしをオーバーラップさせる
ためである。即ち、従来の技術により一層の多結晶シリ
コン層で転送ゲート電極６ｓ、６ｔ、６ｓ、６ｔ・・・
を形成すると、図５（Ａ）に示すように隣接転送ゲート
電極６ｓ・６ｔ間の間隔が大きくなってしまう。する
と、その隣接転送ゲート電極６ｓ・６ｔ間下に転送電極
による電界の効果が低減する場所ができてしまい、図５
（Ｂ）に示すようなポテンシャルポケットが各隣接転送
ゲート電極間に生じてしまうのである。このポテンシャ
ルポケットは信号電荷の溜まり場になり得るので、転送
残しが生じる原因になる。

【０００７】そこで、従来においては、転送ゲート電極
を二層構造にして各隣接転送ゲート電極どうしがオーバ
ーラップするようにしていたのである。図６（Ａ）、
（Ｂ）は転送ゲート電極を二層構造にした理由の説明図
で、（Ａ）は断面図、（Ｂ）はポテンシャル図である。
即ち、二層構造にすると、隣接転送ゲート電極どうしを
オーバーラップさせることができ、隣接転送ゲート電極
間におけるチャンネルへの電界効果の低減が少なくな
り、延いては、図６（Ｂ）に示すように、ポテンシャル
ポケットも小さなものとなる。従って、ポテンシャルポ
ケットでの信号電荷の転送残しも少なくなるのである。

【０００８】図７（Ａ）乃至（Ｇ）は多層構造の転送ゲ
ート電極の形成方法の一例を工程順に示す断面図であ
る。（Ａ）図７（Ａ）に示すように、チャンネル２の表面に
ゲート絶縁膜７を形成した後、該ゲート絶縁膜７上に第
１層目の多結晶シリコン層６ａを形成する。（Ｂ）次に、図７（Ｂ）に示すように、多結晶シリコン
層６ａ上にレジスト膜９を選択的に形成する。このレジ
スト膜９は図７では図示しないストレージ部上を覆うよ
うに形成する。

【０００９】（Ｃ）次に、上記レジスト膜９をマスクと
して多結晶シリコン層６ａを例えばＲＩＥによりエッチ
ングすることにより転送ゲート電極６ｓ、６ｓ、・・・
を形成し、その後、多結晶シリコン層６ａを除去する。
図７（Ｃ）は多結晶シリコン層６ａ除去後の状態を示
す。尚、ゲート絶縁膜７の露出部表面はＲＩＥにより若
干エッチングされる。（Ｄ）次に、図７（Ｄ）に示すように、多結晶シリコン
層６ａの表面を加熱酸化することにより、層間絶縁膜８
を形成する。尚、このとき、ゲート絶縁膜７上にもシリ
コン酸化膜が成長するので、前の工程（Ｃ）で薄くなっ
たゲート絶縁膜７はまた略所定厚さに戻る。

【００１０】（Ｅ）次に、図７（Ｅ）に示すように、第
２層目の多結晶シリコン層６ｂをＣＶＤにより形成す
る。（Ｆ）次に、図７（Ｆ）に示すように、上記多結晶シリ
コン層６ｂ上にレジスト膜１０を選択的に形成する。具
体的には、このレジスト膜１０は図７では図示しないト
ランスファー部駆動用の転送ゲート電極６ｔを形成すべ
き部分上を覆うように形成する。（Ｇ）次に、上記レジスト膜１０をマスクとして多結晶
シリコン層６ｂを例えばＲＩＥによりエッチングするこ
とにより転送ゲート電極６ｔ、６ｔ、・・・を形成し、
その後、レジスト膜１０を除去する。図７（Ｇ）はレジ
スト膜１０除去後の状態を示す。これで多層構造の転送
ゲート電極が出来上がったことになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の電荷
転送装置の製造方法によれば、多結晶シリコン層を形成
し、それを選択的に形成したレジスト膜をマスクとして
エッチングすることによりパターニングして転送ゲート
電極を形成するというプロセスを複数回繰り返す必要が
あり、また、多結晶シリコンからなる転送ゲート電極の
表面に加熱酸化により層間絶縁膜を形成する工程も必要
になるので、製造工程数が多く、製造コストが高いとい
う問題があった。また、製造工程数が多くなると必然的
に歩留まりも低くなり、これも製造コストを高くする要
因となっていた。

【００１２】更に、上述した従来の電荷転送装置の製造
方法によれば、第１層目の多結晶シリコン層からなる転
送ゲート電極６ｓ下と第２層目の多結晶シリコン層から
なる転送ゲート電極６ｔ下とでゲート絶縁膜７の厚さＴ
１、Ｔ２に差異が生じるという問題もあった。これは、
ストレージ部とトランスファー部とで、同じゲート電圧
による電界効果が異なるという不都合をもたらすので好
ましくない問題である。このような問題が生じるのは、
ゲート絶縁膜７が形成された後、工程（Ｃ）でのエッチ
ングにより露出部分の膜厚が薄くなり、その後、次の工
程（Ｄ）で加熱酸化されてその露出部分にシリコン酸化
膜が成長し、その部分における厚さが厚くなり、ＲＩＥ
により薄くなった分の厚さと加熱酸化により厚くなった
分の厚さを同じにすることが非常に困難だからである。

【００１３】ところで、本願発明者はこの問題を解決す
べく模索したところ、近年のＣＣＤ型固体撮像素子の急
激な小型化、多画素化に伴って転送ゲート電極のＬ長が
非常に短くなり、転送ゲート電極間シリコン酸化膜厚が
非常に薄くなっているために、隣接転送ゲート電極をオ
ーバーラップさせることによる転送残し低減効果が相当
に低下していることが判明した。具体的には、図３に示
すような電荷転送装置において転送ゲート電極のＬ長を
１．２ミクロン、電極間シリコン酸化膜厚１００ｎｍと
いう寸法にした場合、オーバーラップ構造にしてもしな
くても転送残し防止効果にほとんど差異がないことが判
明した。そこで、本願発明者は、一層構造でありなが
ら、即ち、オーバーラップしない構造でありながら転送
残しの問題がほとんど生じないようにするには隣接転送
ゲート電極間を薄いシリコン酸化膜で分離できるように
すれば良いということに気付き、隣接転送ゲート電極間
にきわめて薄い多結晶シリコン層を形成する方法を模索
し、思考を重ねた結果、本発明を為すに至ったのであ
る。

【００１４】即ち、本発明は、電荷転送装置の転送ゲー
ト電極を１層構造にしつつ隣接転送ゲート電極間下に信
号電荷の転送残しをもたらすポテンシャルポケットが生
じないようにすることにより製造工程数の低減を図り、
もって電荷転送装置の製造コストの低減を図ると共に、
転送ゲート電極下のゲート絶縁膜の厚さが不均一になる
ことを防止し、転送ゲート電極の同じ電圧によるチャン
ネルに及ぼす電界効果を同じにすることを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の電荷転送装置
の製造方法は、ゲート絶縁膜上に転送ゲート電極となる
多結晶シリコン層を形成し、該多結晶シリコン層上に、
各隣接転送ゲート電極間の境界に当たる部分に開口を有
するパターンのマスク膜を形成し、該マスク膜をマスク
として上記多結晶シリコン層をエッチングし、該多結晶
シリコン層の表面を酸化することにより、各隣接転送ゲ
ート電極間に分離用シリコン酸化膜を形成することを特
徴とする。

【００１６】請求項２の電荷転送装置の製造方法は、ゲ
ート絶縁膜上に転送ゲート電極となる多結晶シリコン層
を形成し、該多結晶シリコン層上に耐酸化膜を形成し、
該耐酸化膜上に、各隣接転送ゲート電極間の境界に当た
る部分に開口を有するパターンのマスク膜を形成し、該
マスク膜をマスクとして上記耐酸化膜をエッチングし、
該耐酸化膜のエッチングにより形成された開口を通して
多結晶シリコン層の表面を酸化することにより、各隣接
転送ゲート電極間に分離用シリコン酸化膜を形成するこ
とを特徴とする。

【００１７】

【作用】請求項１の電荷転送装置の製造方法によれば、
多結晶シリコン層上に、各隣接転送ゲート電極間の境界
に当たる部分に開口を有するマスク膜を形成し、これを
マスクとして上記多結晶シリコン層をエッチングし、該
多結晶シリコン層の表面を酸化するので、各隣接転送ゲ
ート電極間をその酸化により生じたシリコン酸化膜によ
り絶縁することができる。そして、上記マスク膜の開口
を現在のフォトリソグラフィ技術を駆使して幅狭く形成
することによりその隣接転送ゲート電極間絶縁用のシリ
コン酸化膜を薄くすることができる。

【００１８】従って、転送ゲート電極を一層構造にしつ
つポテンシャルポケットがほとんど生じないようにする
ことができ、電荷転送装置の製造工程数を著しく低減す
ることができる。また、ゲート絶縁膜は一旦形成される
と少なくとも転送ゲート電極下にある部分はエッチング
されることはなく、また、酸化されて成長するというこ
ともないので、厚さが局部的に変化するということはな
い。従って、転送ゲート電極の同じ電圧でのチャンネル
に及ぼす電界効果を均一にすることができる。

【００１９】請求項２の電荷転送装置の製造方法によれ
ば、多結晶シリコン層の形成後、マスク膜形成前に、多
結晶シリコン層表面上に耐酸化膜を形成しておき、該マ
スク膜をマスクとして耐酸化膜をエッチングするので、
各隣接転送ゲート電極間上に耐酸化膜の開口を形成する
ことができる。そして、この開口を通して酸化するの
で、各隣接転送ゲート電極間をその酸化により生じたシ
リコン酸化膜により絶縁することができる。そして、上
記マスク膜の開口を現在のフォトリソグラフィ技術を駆
使して幅狭く形成することによりその隣接転送ゲート電
極間絶縁用のシリコン酸化膜を薄くすることができる。

【００２０】従って、転送ゲート電極を一層構造にしつ
つポテンシャルポケットがほとんど生じないようにする
ことができるので、電荷転送装置の製造工程数を著しく
低減することができる。また、ゲート絶縁膜は一旦形成
されると少なくとも転送ゲート電極下にある部分はエッ
チングされることはなく、また、酸化されて成長すると
いうこともないので、厚さが局部的に変化するというこ
とはない。従って、転送ゲート電極の同じ電圧でのチャ
ンネルに及ぼす電界効果を同じにすることができる。そ
して、転送ゲート電極となる多結晶シリコン層の表面に
耐酸化膜を形成して各転送ゲート電極上面を覆った状態
で酸化処理を施すので、各隣接転送ゲート電極間を絶縁
するシリコン酸化膜を形成するための酸化によって転送
ゲート電極となる多結晶シリコン層の上面が酸化される
のを防止することができ、延いては、転送ゲート電極の
厚さがその酸化によって薄くなることを防止することが
できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説
明する。図１（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明電荷転送装置の
製造方法の第１の実施例を工程順に示す断面図である。（Ａ）半導体基板表面上にゲート絶縁膜７を形成した
後、該ゲート絶縁膜７上に多結晶シリコン層６を形成す
る。図１（Ａ）は多結晶シリコン層６形成後の状態を示
す。

【００２２】（Ｂ）次に、図１（Ｂ）に示すように、上
記ゲート絶縁膜７上にレジスト膜１１を形成し、該レジ
スト膜１１を露光、現像することにより、各隣接転送ゲ
ート電極間の境界となるべき部分上に開口１２、１２、
・・・が位置するようなパターンにパターニングする。
この開口１２、１２、・・・は狭い程後で形成する転送
ゲート電極間絶縁用シリコン酸化膜（１３）を薄く形成
することができ、延いては、ポテンシャルポケットを小
さくできるので、好ましいといえる。この開口１２、１
２・・・の幅を０．５ミクロン以下にできれば、ポテン
シャルポケットが転送残りをもたらす大きさになるのを
回避することが充分にでき、そして、開口１２、１２、
・・・の幅を０．５ミクロン以下にすることは現在のフ
ォトリソグラフィ技術によれば充分に可能である。

【００２３】（Ｃ）次に、上記レジスト膜６をマスクと
して多結晶シリコン層６をエッチングし、その後、その
レジスト膜６を除去する。図１（Ｃ）はレジスト膜６除
去後の状態を示す。このエッチングは異方性の強いＲＩ
Ｅにより行うのが好ましい。なぜならば、サイドエッチ
ングが少なく、隣接転送ゲート電極間の間隔をより小さ
くできるからである。このエッチングにより、多結晶シ
リコン層６は各転送ゲート電極６ｓ、６ｄ毎に分離独立
する。尚、このエッチングは必ずしもエッチング深さが
多結晶シリコン層６の厚さに等しいフルエッチングにす
る必要はなく、ハーフエッチングでも良い。というの
は、ハーフエッチングでも次の酸化工程で、酸化が多結
晶シリコン層６の深さ方向に進行することにより各隣接
転送ゲート電極６ｓ・６ｔ間が酸化により形成されるシ
リコン酸化膜（１３）により完全に分離された状態にす
ることができるからである。

【００２４】（Ｄ）次に、転送ゲート電極６ｔ、６ｓ、
６ｔ、６ｓ・・・を加熱酸化することにより、図１
（Ｄ）に示すように、各隣接転送ゲート電極６ｔ・６ｓ
間に絶縁用のシリコン酸化膜１３が形成される。このよ
うな電荷転送装置の製造方法によれば、多結晶シリコン
層６上に、各隣接転送ゲート電極６ｔ・６ｓ間の境界に
当たる部分に開口１２を有するパターンのレジスト膜１
１を形成し、該レジスト膜１１をマスクとして多結晶シ
リコン層６をエッチングするので、互いに他から略乃至
完全に分離独立した転送ゲート電極６ｓ、６ｔ、６ｓ、
６ｔ・・・を形成することができる。

【００２５】そして、その後、該転送ゲート電極６ｓ、
６ｔ、６ｓ、６ｔ・・・の表面を酸化するので、各隣接
転送ゲート電極間をその酸化により生じたシリコン酸化
膜１３、１３、・・・により絶縁することができる。そ
して、上記レジスト膜１１の開口１２、１２、・・・を
現在のフォトリソグラフィ技術を駆使して幅狭く、例え
ば幅０．５ミクロンあるいはそれ以下に形成することに
よりその隣接転送ゲート電極間絶縁用のシリコン酸化膜
１３、１３、・・・を小さくすることができ、それによ
り生じるポテンシャルポケットを従来よりも小さくする
ことができる。

【００２６】従って、転送ゲート電極を一層構造にしつ
つポテンシャルポケットがほとんど生じないようにする
ことができ、電荷転送装置の製造工程数を著しく低減す
ることができる。また、ゲート絶縁膜７は一旦形成され
ると転送ゲート電極６ｓ、６ｔ、６ｓ、６ｔ・・・下に
ある部分はエッチングされることはなく、また、酸化さ
れて成長するということもないので、厚さＴが局部的に
変化するということはなく一定である。従って、転送ゲ
ート電極の同じ電圧でのチャンネルに及ぼす電界効果を
均一にすることができる。

【００２７】図２（Ａ）、（Ｂ）は従来の電荷転送装置
と本発明により製造した電荷転送装置について信号電荷
の転送を比較するもので、（Ａ）は従来の場合を示し、
上部が電荷転送装置の断面図、下部がポテンシャル図、
（Ｂ）は本発明により製造した電荷転送装置の場合を示
し、上部が電荷転送装置の断面図、下部がポテンシャル
図である。この図からも明らかなように、本発明により
製造した電荷転送装置は隣接転送ゲート電極間を絶縁す
るシリコン酸化膜１３、１３、・・・を薄くすることに
より、隣接転送ゲート電極間の間隔を非常に狭くするこ
とができるので、隣接転送ゲート電極間におけるチャン
ネルへの電界効果の低減がほとんどなくなり、ポテンシ
ャルポケットが隣接転送ゲート電極をオーバーラップさ
せた従来よりも小さなものとなる。従って、ポテンシャ
ルポケットでの信号電荷の転送残しも従来よりも小さく
なるのである。

【００２８】図３（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明電荷転送装
置の製造方法の第２の実施例を工程順に示す断面図であ
る。本実施例は、図１に示した第１の実施例とは、多結
晶シリコン層６の形成[ 工程（Ａ）] 後、該多結晶シリ
コン層６の表面にナイトライドＳｉ₃ Ｎ₄ からなる耐酸
化膜１４を例えばＣＶＤにより形成し、その後、該耐酸
化膜１４上にレジスト膜１１を形成し、該レジスト膜１
１の選択エッチング後、該レジスト膜１１をマスクとし
て耐酸化膜１４をエッチングし、該エッチングにより耐
酸化膜１４に形成した開口１５、１５、・・・を通して
多結晶シリコン層６を酸化することにより隣接転送ゲー
ト電極間絶縁用シリコン酸化膜１３を形成するようにし
たものであり、転送ゲート電極６ｓ、６ｔ、６ｓ、６
ｔ、・・・の厚さがその酸化によって薄くなることを多
結晶シリコン層６上に形成した耐酸化膜１４により防止
することができという利点を有する。

【００２９】（Ａ）半導体基板表面上にゲート絶縁膜７
を形成した後、該ゲート絶縁膜７上に多結晶シリコン層
６を形成する。図３（Ａ）は多結晶シリコン層６形成後
の状態を示す。（Ｂ）次に、図３（Ｂ）に示すように、上記多結晶シリ
コン層６上にナイトライドＳｉ₃ Ｎ₄ からなる耐酸化膜
１４を例えばＣＶＤにより形成する。（Ｃ）次に、上記耐酸化膜１５上にレジスト膜１１を形
成し、その後、該レジスト膜１１を露光、現像すること
により、各隣接転送ゲート電極間の境界となるべき部分
上に開口１２、１２、・・・が位置するようなパターン
にパターニングする。図３（Ｃ）はパターニング後の状
態を示す。

【００３０】（Ｄ）次に、上記レジスト膜６をマスクと
して耐酸化膜１４をＲＩＥ等の異方性エッチングにより
エッチングして酸化用開口１５、１５・・・を形成す
る。この耐酸化膜１４に対するエッチングは、ハーフエ
ッチングではなく、フルエッチングでなければならな
い。その後、そのレジスト膜６を除去する。図３（Ｄ）
はレジスト膜６除去後の状態を示す。（Ｅ）次に、上記耐酸化膜１４の上記酸化用開口１５、
１５、・・・を通して転送ゲート電極６を加熱酸化する
ことにより、図３（Ｅ）に示すように、各隣接転送ゲー
ト電極６ｔ・６ｓ間に絶縁用のシリコン酸化膜１３、１
３、・・を形成する。

【００３１】このような電荷転送装置の製造方法によれ
ば、多結晶シリコン層６表面の耐酸化膜１４上に、各隣
接転送ゲート電極６ｔ・６ｓ間の境界に当たる部分に開
口１２を有するパターンのレジスト膜１１を形成し、該
レジスト膜１１をマスクとして耐酸化膜１４をエッチン
グすることにより酸化用開口１５、１５、・・・を形成
し、該開口１５、１５、・・・を通して多結晶シリコン
層６を酸化するので、その酸化により生じたシリコン酸
化膜１３、１３、・・・により互いに他から完全に分離
独立した転送ゲート電極６ｓ、６ｔ、６ｓ、６ｔ・・・
を形成することができる。そして、各シリコン酸化膜１
３、１３、・・・を形成する酸化によって転送ゲート電
極６ｓ、６ｔ、６ｓ、６ｔ、・・・の厚さが薄くなるこ
とを多結晶シリコン層６上に形成した耐酸化膜１４によ
り防止することができるという利点を有する。勿論、ゲ
ート絶縁膜７の厚さが不均一になるおそれがないことは
第１の実施例の場合と同様である。

【００３２】

【発明の効果】請求項１の電荷転送装置の製造方法によ
れば、多結晶シリコン層上に、各隣接転送ゲート電極間
の境界に当たる部分に開口を有するパターンのマスク膜
を形成し、これをマスクとして上記多結晶シリコン層を
エッチングし、該多結晶シリコン層の表面を酸化するの
で、各隣接転送ゲート電極間をその酸化により生じたシ
リコン酸化膜により絶縁することができ、そして、上記
マスク膜の開口を現在のフォトリソグラフィ技術を駆使
して幅狭く形成することによりその隣接転送ゲート電極
間絶縁用のシリコン酸化膜を薄くすることができる。

【００３３】従って、転送ゲート電極を一層構造にしつ
つポテンシャルポケットがほとんど生じないようにする
ことができ、電荷転送装置の製造工程数を著しく低減す
ることができる。また、ゲート絶縁膜は一旦形成される
と少なくとも転送ゲート電極下にある部分はエッチング
されることはなく、また、酸化されて成長するというこ
ともないので、厚さが局部的に変化するということはな
い。従って、転送ゲート電極の同じ電圧でのチャンネル
に及ぼす電界効果を同じにすることができる。

【００３４】請求項２の電荷転送装置の製造方法によれ
ば、多結晶シリコン層の形成後、レジスト膜形成前に、
多結晶シリコン層表面上に耐酸化膜を形成しておき、耐
酸化膜を選択的エッチングするので、各隣接転送ゲート
電極間上に耐酸化膜の開口を形成することができる。そ
して、この開口を通して上記多結晶シリコン層を酸化す
るので、各隣接転送ゲート電極間をその酸化により生じ
たシリコン酸化膜により絶縁することができ、そして、
上記開口を現在のフォトリソグラフィ技術を駆使して幅
狭く形成することによりその隣接転送ゲート電極間絶縁
用のシリコン酸化膜を薄くすることができる。従って、
転送ゲート電極を一層構造にしつつポテンシャルポケッ
トがほとんど生じないようにすることができ、電荷転送
装置の製造工程数を著しく低減することができる。

【００３５】また、ゲート絶縁膜は一旦形成されると少
なくとも転送ゲート電極下にある部分はエッチングされ
ることはなく、また、酸化されて成長するということも
ないので、厚さが局部的に変化するということはない。
従って、転送ゲート電極の同じ電圧でのチャンネルに及
ぼす電界効果を同じにすることができる。そして、転送
ゲート電極となる多結晶シリコン層の表面に耐酸化膜を
形成して各転送ゲート電極上面を覆った状態で酸化処理
を施すので、各隣接転送ゲート電極間を絶縁するシリコ
ン酸化膜を形成するための酸化によって転送ゲート電極
となる多結晶シリコン層の上面が酸化されるのを防止す
ることができ、延いては、転送ゲート電極の厚さがその
酸化によって薄くなることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）乃至（Ｄ）は本発明電荷転送装置の製造
方法の第１の実施例を工程順に示す断面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）は従来の電荷転送装置と本発明
により製造した電荷転送装置について信号電荷の転送を
比較するもので、（Ａ）は従来の場合を示し、上部が電
荷転送装置の断面図、下部がポテンシャル図、（Ｂ）は
本発明により製造した電荷転送装置の場合を示し、上部
が電荷転送装置の断面図、下部がポテンシャル図であ
る。

【図３】（Ａ）乃至（Ｅ）は本発明電荷転送装置の製造
方法の第１の実施例を工程順に示す断面図である。

【図４】（Ａ）乃至（Ｃ）は発明の技術的背景を説明す
るために電荷転送装置を示すもので、（Ａ）は断面図、
（Ｂ）はポテンシャル図、（Ｃ）は駆動クロックパルス
のパルス図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）は従来の技術で転送ゲート電極
を一層の多結晶シリコン層により形成した場合の問題点
を示すもので、（Ａ）は断面図で、（Ｂ）はポテンシャ
ル図である。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は従来において転送ゲート電極
を多層構造にした理由の説明をするためのもので、
（Ａ）は断面図で、（Ｂ）はポテンシャル図である。

【図７】（Ａ）乃至（Ｇ）は従来例を工程順に示す断面
図である。

【符号の説明】

２チャンネル（半導体）６多結晶シリコン層６ｓ、６ｔ転送ゲート電極７ゲート絶縁膜１１マスク膜（レジスト膜）１２開口１３シリコン酸化膜１４耐酸化膜１５酸化用開口

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【手続補正書】

【提出日】平成７年８月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】そして、ｔ＝ｔ１の時点、即ち一方の駆動
クロックパルスφ１が高いレベルの電圧（本例では５
Ｖ）になり、他方の駆動パルスφ２が低い電圧（本例で
は０Ｖ）のときは第１層目のポリシリコン層からなる転
送ゲート電極６ｓ、６ｓ、・・・下の領域、即ちストレ
ージ部４、４、・・・に信号電荷が蓄積された状態にな
る。その後、ｔ＝ｔ２、ｔ＝ｔ３と時間が経過するに伴
って駆動クロックパルスφ１、２が反転し、図４（Ｂ）
に示すように、同図における右方向に信号電荷が転送さ
れる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】転送チャンネルを成す半導体の表面に形
成されたゲート絶縁膜上に転送ゲート電極となる多結晶
シリコン層を形成する工程と、上記多結晶シリコン層上に、形成すべき各隣接転送ゲー
ト電極間の境界に当たる部分に開口を有するパターンの
マスク膜を形成する工程と、上記マスク膜をマスクとして上記多結晶シリコン層をエ
ッチングする工程と、上記多結晶シリコン層の表面を酸化することにより、各
隣接転送ゲート電極間に分離用シリコン酸化膜を形成す
る工程と、を有することを特徴とする電荷転送装置の製造方法
【請求項２】転送チャンネルを成す半導体の表面に形
成されたゲート絶縁膜上に転送ゲート電極となる多結晶
シリコン層を形成する工程と、多結晶シリコン層表面上に耐酸化膜を形成する工程と、上記耐酸化膜上に、形成すべき各隣接転送ゲート電極間
の境界に当たる部分に開口を有するパターンのマスク膜
を形成する工程と、上記マスク膜をマスクとして上記耐酸化膜をエッチング
する工程と、上記耐酸化膜の上記エッチングにより開口された部分を
通して上記多結晶シリコン層を酸化することにより、各
隣接転送ゲート電極間に分離用シリコン酸化膜を形成す
る工程と、を有することを特徴とする電荷転送装置の製造方法