JPH08330275A - シリコンのエッチング方法およびこれを用いたｃｃｄ固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】下地絶縁膜の膜厚減少が少ないシリコンのエッ
チングを可能にする。 【構成】臭素と塩素を組成に含むガスを用いたポリシリ
コンのエッチングにおいて、第１のステップにより平坦
部分のポリシリコンを除去した後、高周波電力を低下し
た第２のステップを約３０秒実施し、つぎにふたたび高
周波電力を増加すした第３のステップを実施して、ハロ
ゲン化シリコンによる下地絶縁膜のエッチングを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、エッチングされるシ
リコンの下層として存在する絶縁膜のエッチング量が少
ないシリコンのエッチング方法と、これを用いることに
よって暗電流を減少させたＣＣＤ固体撮像装置の製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７を用いて従来のＣＣＤ固体撮像装置
の製造方法の実施例について説明する。図７において、
１はＮ型半導体基板、２は第１のＰ型拡散層、３はＮ型
拡散層領域からなるフォトダイオード、４は第２のＰ型
拡散層、５はＮ型拡散層からなる転送チャンネル、６は
第３のＰ型拡散層、７はＰ型拡散層領域、８はシリコン
酸化膜、９はシリコン窒化膜、１０はポリシリコン膜
（ポリシリコン電極のもとなるもの）、１１はポリシリ
コン電極、１２は第１の層間膜、１３は第２の層間膜、
１４は遮光膜、１５は保護膜を示している。

【０００３】以下に、従来のＣＣＤ固体撮像装置の製造
方法を示す。まず、Ｎ型半導体基板１に所定のレジスト
パターンをマスクとしてボロンまたはリンをイオン注入
した後レジストを除去する工程を繰り返して、第１のＰ
型拡散層２とフォトダイオード３と第２のＰ型拡散層４
と転送チャンネル５と第３のＰ型拡散層６と第４のＰ型
拡散層７とを順次形成する。

【０００４】つぎに、フォトダイオード３と転送チャン
ネル５とがマトリックス状に配列された撮像領域上にＮ
型半導体基板１を熱酸化してシリコン酸化膜８を４０ｎ
ｍの膜厚に成長させる。さらに、減圧ＣＶＤ法によって
シリコン窒化膜９を２０ｎｍの膜厚に成長させる。シリ
コン酸化膜８とシリコン窒化膜９とがＣＣＤ固体撮像装
置のゲート絶縁膜を構成する（図７（ａ））。

【０００５】つぎに、減圧ＣＶＤ法を用いて所定の濃度
までリンをドーピングしたポリシリコン膜１０を４００
ｎｍの膜厚に成長させて、つぎに、ポリシリコン膜１０
上に形成した所定のレジストパターン（図示せず）をマ
スクとしてドライエッチングによりポリシリコン電極１
１を形成する。このドライエッチング方法については後
に詳細に説明する。このエッチングによって、フォトダ
イオード３上ではオーバーエッチングが進行するのでシ
リコン窒化膜９はエッチング除去され、さらにシリコン
酸化膜８の膜厚が２０ｎｍに減少する（図７（ｂ））。

【０００６】つぎに、ポリシリコン電極１１の表面をパ
イロ酸化して成長させたポリシリコン酸化膜によって第
１の層間膜１２を成長する。このときフォトダイオード
３上部にはシリコン窒化膜９が存在しないのでＮ型半導
体基板１が酸化され、ポリシリコン電極１１の下端部で
ゲートバーズビークが成長する。さらに減圧ＣＶＤ法に
よって第２の層間膜１３を形成する（図７（ｃ））。

【０００７】つぎに、第２の層間膜１３上にスパッタ法
によってアルミニウム膜を成長した後、所定のレジスト
パターン（図示せず）をマスクとしてドライエッチング
処理を行い、遮光膜１４を形成する。ＣＣＤ固体撮像装
置の最上面にはプラズマＣＶＤ法によって成長したシリ
コン酸化膜によって保護膜１５が形成されている。以
上、従来のＣＣＤ固体撮像装置は完成する（図７
（ｄ））。

【０００８】つぎに、従来のシリコンのエッチング方法
をポリシリコン電極１１のエッチング工程を例にとり、
図８に従って詳細に説明する。まず、図８の紙面左側部
分はＣＣＤ固体撮像装置の撮像領域の一部分を示したも
のである。紙面右側はＣＣＤ固体撮像装置のゲート絶縁
膜最上面が段差を形成する領域を示しているが、この領
域におけるＣＣＤ固体撮像装置の構造はここでは問わな
いものとする。１６はエッチングのマスクとなるレジス
トパターンであり、その他の図７と同じ構成部分には同
一の番号を付した（図８（ａ））。

【０００９】エッチングガスとして臭化水素（ＨＢｒ）
と塩化水素（ＨＣｌ）とＯ₂ との混合ガスを用い反応性
イオンエッチングを実施し、プラズマ中の特定波長の発
光をモニタする終点検出器によってゲート絶縁膜が平坦
である部分例えばフォトダイオード３の上部においてポ
リシリコン膜１０がほぼエッチング除去された時点を検
出する。この時点を以下ではジャストエッチングと呼称
する。このときゲート絶縁膜最上面が段差を形成してい
る紙面右側ではその段差部分にポリシリコン膜１０を残
留する。以下ではこれをエッチング残りと呼称する（図
８（ｂ））。

【００１０】このエッチング残りを除去するまでジャス
トエッチング以降も所定の時間エッチングを継続する。
これを以下ではオーバーエッチングと呼称する。このよ
うにしてポリシリコン電極１１が完成する。このオーバ
ーエッチングによって先にポリシリコン膜１０が除去さ
れたフォトダイオード３上部では、ゲート絶縁膜のエッ
チングが進行する（図８（ｃ））。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＣＤ固体撮像装置の製造方法によれば、ポリシリコン
電極１１の下端部にゲートバーズビークが成長している
ので、ＣＣＤ固体撮像装置に暗電流を発生するという問
題点を生じていた。また、従来のポリシリコンエッチン
グの方法では、オーバーエッチングによってゲート絶縁
膜が増速エッチングされるので、シリコン窒化膜９を残
留させることができなかった。この増速エッチングにつ
いて図９を用いて説明する。同図は排気速度一定のもと
でオーバーエッチング時間とゲート絶縁膜の残留膜厚値
の関係を示すものである。ゲート絶縁膜のエッチング速
度はオーバーエッチングの間一様でなく、最初の約３０
秒以内に著しく増速されているために、シリコン窒化膜
９がエッチング除去される。一方、約３０秒以降のオー
バーエッチングで図９のデータ線の傾きから求めたシリ
コン酸化膜のエッチングレートは約５ｎｍ／分で、ＨＢ
ｒとＨＣｌとＯ₂ との混合ガスで本来得ることができる
低い値である。

【００１２】参考文献ＪＪＡＰ Ｓｅｒｉｅｓ５ Ｍｉ
ｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓ９１ ｐｐ２３４によれば、ＨＢ
ｒもしくはＨＣｌを用いたエッチングでは、シリコンと
シリコン酸化膜のエッチングが同時に進行する場合に
は、シリコンのエッチング生成物（ハロゲン化シリコ
ン）が、シリコン酸化膜のエッチングを促進するとあ
る。この説明に基づくと、ジャストエッチング直後から
約３０秒間はプラズマ中にポリシリコン膜１０のエッチ
ング生成物であるハロゲン化シリコンが多量に存在する
ので、ゲート絶縁膜のエッチングが急速に進行すると考
えられる。

【００１３】ハロゲン化シリコンによるゲート絶縁膜の
増速エッチングを防ぐためには、ジャストエッチングで
いったんプラズマを中断してハロゲン化シリコンを排気
した後、再びプラズマを発生させる方法が考えられる。
しかしながら、実際にこの方法を実施したところ、Ｓ
ｉ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｏを主成分とする異物がＣＣＤ固体撮
像装置上に堆積して、再びプラズマを発生してもオーバ
ーエッチングが正常に進行しないという問題を発生し
た。

【００１４】別の解決策として、オーバーエッチングに
おいてゲート絶縁膜に対する選択比を向上させる方法が
ある。たとえば、オーバーエッチングにおいて、エッチ
ングガス中のＨＣｌの流量比率を減少させてエッチング
ガス中のＨＢｒもしくはＯ₂の流量比率を増加すれば対
ゲート絶縁膜選択比を向上させて、シリコン窒化膜９を
残留させることができる。しかしながら、同時にエッチ
ング雰囲気の堆積性が強くなって、Ｓｉ，Ｂｒ，Ｏを主
成分とする堆積物を発生しやすくなる。そうするとエッ
チング装置への堆積物の付着量が大幅に増加し装置稼働
率の低下を発生したり、エッチング装置から剥離した堆
積物がＣＣＤ固体撮像装置に再付着するという問題点を
発生した。

【００１５】この発明の目的は、下地絶縁膜の膜厚減少
が少なく、しかも異物の堆積がすくないシリコンのエッ
チング方法を提供することである。この発明の他の目的
は、暗電流の少ないＣＣＤ固体撮像装置を得ることでき
るＣＣＤ固体撮像装置の製造方法を提供することであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のシリコン
のエッチング方法は、塩素を組成中に含むガス、臭素を
組成中に含むガスおよび沃素を組成中に含むガスのいず
れか１種または２種以上の混合ガスのプラズマを用いて
絶縁膜上に形成されたシリコン膜の最表面の平坦な領域
をエッチングする。この際、シリコン膜のエッチングは
第１のステップ、第１のステップに引続き行われる第２
のステップと、第２のステップに引続き行われる第３の
ステップとに分かれる。第１のステップは、シリコン膜
の下層の絶縁膜がちょうど露出するまでエッチングが行
われる。第２のステップは、第１のステップからプラズ
マの生成が継続した状態でかつ第１のステップよりも高
周波電力を減少させた状態でさらにエッチングが行わ
れ、第３のステップは、第２のステップからプラズマの
生成が継続した状態でかつ第２のステップよりも高周波
電力を増加させた状態でさらにエッチングが行われる。

【００１７】請求項２記載のシリコンのエッチング方法
は、塩素を組成中に含むガス、臭素を組成中に含むガス
および沃素を組成中に含むガスのいずれか１種または２
種以上の混合ガスのプラズマを用いて絶縁膜上に形成さ
れたシリコンの最表面の平坦な領域をエッチングする。
この際、シリコン膜のエッチングは第１のステップ、第
１のステップに引続き行われる第２のステップと、第２
のステップに引続き行われる第３のステップとに分かれ
る。第１のステップは、シリコン膜の下層の絶縁膜がち
ょうど露出するまでエッチングが行われる。第２のステ
ップは、第１のステップからプラズマの生成が継続した
状態でかつ第１のステップよりも反応室圧力を増加させ
た状態でさらにエッチングが行われる。第３のステップ
は、第２のステップからプラズマの生成が継続した状態
でかつ第２のステップよりも反応室圧力を減少させた状
態でさらにエッチングが行われる。

【００１８】請求項３記載のシリコンのエッチング方法
は、混合ガスに酸素を含む。請求項４記載のシリコンの
エッチング方法は、塩素を組成中に含むガスと臭素を組
成中に含むガスおよび沃素を組成中に含むガスのいずれ
か１種または２種以上と酸素との混合ガスのプラズマを
用いて絶縁膜上に形成されたシリコン膜の最表面の平坦
な領域をエッチングする。この際、シリコン膜のエッチ
ングは第１のステップ、第１のステップに引続き行われ
る第２のステップと、第２のステップに引続き行われる
第３のステップとに分かれる。第１のステップは、シリ
コン膜の下層の絶縁膜がちょうど露出するまでエッチン
グが行われる。第２のステップは、第１のステップから
プラズマの生成が継続した状態でかつ第１のステップよ
りも塩素を組成中に含むガスの流量比率を減少させると
ともに酸素の流量比率、臭素を組成中に含むガスの流量
比率および沃素を組成中に含むガスの流量比率の何れか
少なくとも一つを増加させた状態でさらにエッチングが
行われる。第３のステップは、第２のステップからプラ
ズマの生成が継続した状態でかつ第２のステップよりも
塩素を組成中に含むガスの流量比率を増加させるととも
に酸素の流量比率、臭素を組成中に含むガスの流量比率
および沃素を組成中に含むガスの流量比率の何れか少な
くとも一つを減少させた状態でさらにエッチングが行わ
れる。

【００１９】請求項５記載のシリコンのエッチング方法
は、請求項１，請求項２，請求項３または請求項４記載
のシリコンのエッチング方法において、シリコンのエッ
チング生成物であるハロゲン化シリコンがプラズマ中に
残留する間は第２のステップを継続する。請求項６記載
のシリコンのエッチング方法は、半導体基板中の所定の
位置にフォトダイオードと転送チャンネルとを形成し、
ついで半導体基板上にシリコン酸化膜を形成し、ついで
シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成し、ついでシ
リコン窒化膜上にポリシリコン膜を形成し、ついで請求
項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項５記
載のシリコンのエッチング方法によりポリシリコン膜を
エッチングしてフォトダイオード上にシリコン窒化膜を
残留させた状態で転送チャンネル上のシリコン窒化膜上
にポリシリコン電極を形成し、ついでポリシリコン電極
を酸化して第１の層間膜を形成し、ついで少なくともフ
ォトダイオード上のシリコン窒化膜を除去し、ついで第
１の層間膜上およびフォトダイオード上に第２の層間膜
を形成し、ついで第２の層間膜を介してポリシリコン電
極上の一部を覆う形状を有する遮光膜を形成する。

【００２０】請求項７記載のシリコンのエッチング方法
は、半導体基板中の所定の位置にフォトダイオードと転
送チャンネルとを形成し、ついで半導体基板上に第１の
シリコン酸化膜を形成し、ついで第１のシリコン酸化膜
上にシリコン窒化膜を形成し、ついでシリコン窒化膜上
に第２のシリコン酸化膜を形成し、ついで第２のシリコ
ン酸化膜上にポリシリコン膜を形成し、ついで請求項
１，請求項２，請求項３請求項４または請求項５記載の
シリコンのエッチング方法によりポリシリコン膜をエッ
チングしてフォトダイオード上にシリコン窒化膜を残留
させた状態で転送チャンネル上のシリコン窒化膜上にポ
リシリコン電極を形成し、ついでポリシリコン電極を酸
化して第１の層間膜を形成し、ついで少なくともフォト
ダイオード上のシリコン窒化膜を除去し、ついで第１の
層間膜上およびフォトダイオード上に第２の層間膜を形
成し、ついで第２の層間膜を介してポリシリコン電極上
の一部を覆う形状を有する遮光膜を形成する。

【００２１】

【作用】請求項１記載のシリコンのエッチング方法によ
れば、シリコン膜のエッチング生成物であるハロゲン化
シリコンがエッチング雰囲気中に多量に残留している第
１のステップによるジャストエッチング（シリコン膜の
下層の絶縁膜がちょうど露出した時）の直後は、第１の
ステップより高周波電力を減少させた第２のステップに
よってこのハロゲン化シリコンによる絶縁膜の増速エッ
チングを防止することができ、またプラズマ中のハロゲ
ン化シリコンが充分に減少した後に第２のステップより
高周波電力を増加させた第３のステップによってシリコ
ン膜のエッチング残りを絶縁膜の増速エッチングを起こ
すことなく、完全にエッチング除去することができ、結
果としてシリコン膜の下層の絶縁膜のエッチング量が小
さく、しかも異物の堆積が少ない状態でシリコン膜のエ
ッチングを実現することができる。

【００２２】請求項２記載のシリコンのエッチング方法
によれば、シリコン膜のエッチング生成物であるハロゲ
ン化シリコンがエッチング雰囲気中に多量に残留してい
る第１のステップによるジャストエッチング（シリコン
膜の下層の絶縁膜がちょうど露出した時）の直後は、第
１のステップより反応室圧力を増加させた第２のステッ
プによってこのハロゲン化シリコンによる絶縁膜の増速
エッチングを防止することができ、またプラズマ中のハ
ロゲン化シリコンが充分に減少した後に第２のステップ
より反応室圧力を減少させた第３のステップによってシ
リコン膜のエッチング残りを絶縁膜の増速エッチングを
起こすことなく、完全にエッチング除去することがで
き、結果としてシリコン膜の下層の絶縁膜のエッチング
量が小さく、しかも異物の堆積が少ない状態でシリコン
膜のエッチングを実現することができる。

【００２３】請求項３記載のシリコンのエッチング方法
によれば、酸素を含むことにより、シリコン酸化膜やシ
リコン窒化膜に対するポリシリコンの選択比が向上す
る。請求項４記載のシリコンのエッチング方法によれ
ば、シリコン膜のエッチング生成物であるハロゲン化シ
リコンがエッチング雰囲気中に多量に残留している第１
のステップによるジャストエッチング（シリコン膜の下
層の絶縁膜がちょうど露出した時）の直後は、第１のス
テップより塩素を組成中に含むガスの流量比率を減少さ
せるとともに酸素の流量比率、臭素を組成中に含むガス
の流量比率および沃素を組成中に含むガスの流量比率の
何れか少なくとも一つを増加させた第２のステップによ
ってこのハロゲン化シリコンによる絶縁膜の増速エッチ
ングを防止することができ、またプラズマ中のハロゲン
化シリコンが充分に減少した後に第２のステップより塩
素を組成中に含むガスの流量比率を増加させるとともに
酸素の流量比率、臭素を組成中に含むガスの流量比率お
よび沃素を組成中に含むガスの流量比率の何れか少なく
とも一つを減少させた第３のステップによってシリコン
膜のエッチング残りを絶縁膜の増速エッチングを起こす
ことなく、完全にエッチング除去することができ、結果
としてシリコン膜の下層の絶縁膜のエッチング量が小さ
く、しかも異物の堆積が少ない状態でシリコン膜のエッ
チングを実現することができる。

【００２４】請求項５記載のシリコンのエッチング方法
によれば、シリコンのエッチング生成物であるハロゲン
化シリコンがプラズマ中に残留する間は第２のステップ
を継続するので、ハロゲン化シリコンを充分に減少させ
た後に第３のステップを始めるので、絶縁膜の増速エッ
チングを確実に防止できる。請求項６および請求項７記
載のＣＣＤ固体撮像装置の製造方法によれば、ポリシリ
コン電極をエッチング形成する際に、そのシリコン電極
のゲート絶縁膜であるシリコン窒化膜を残留させること
ができるので、ゲートバーズビークを発生することがな
く、暗電流の少ないＣＣＤ固体撮像装置が得られる。

【００２５】

【実施例】

〔第１の実施例；請求項１，３，５に対応する〕この発
明におけるシリコンのエッチング方法の第１の実施例を
図１および図２に従って説明する。本実施例にではエッ
チングガスとしてＨＣｌ，ＨＢｒ，Ｏ₂の混合ガスのプ
ラズマを用いた反応性イオンエッチングを実施するもの
とする。このような方法によれば対シリコン酸化膜選択
比および対シリコン窒化膜選択比が大きく、かつ、レジ
ストパターンからポリシリコンパターンへの寸法変換差
が小さい加工精度に優れた異方性のポリシリコンエッチ
ングを実現できる。

【００２６】図１はＣＣＤ固体撮像装置のポリシリコン
電極形成エッチングの工程断面図を示しており、紙面左
側部分は撮像領域の一領域を示し、紙面右側部分はゲー
ト絶縁膜の最上面が段差を形成する領域を示している
が、この領域におけるＣＣＤ固体撮像装置の構造は問わ
ない。図１において図８と同じ構成部分に対しては同一
の番号を付した。

【００２７】図２は本実施例についてエッチングパラメ
ータであるエッチングガスの流量と反応室圧力とプラズ
マの励起源である高周波電力のシーケンス図を示す。こ
のシーケンスは３つのステップから構成される。図２の
時点ｔ₀ から時点ｔ₁ の間を第１のステップと呼称し、
時点ｔ₁ から時点ｔ₂ の間を第２のステップと呼称し、
時点ｔ₂ から時点ｔ₃ の間を第３のステップと呼称す
る。上記の各ステップ相互の間隔にはプラズマの中断す
なわち高周波電力の供給停止を伴わず、各ステップ内で
は上記のエッチングパラメータは一定に保つようにす
る。

【００２８】まず、図２のシーケンスに先立ち、ポリシ
リコン膜１０上に成長したシリコン酸化膜いわゆる自然
酸化膜をあらかじめこれを除去する。その方法の詳細に
ついてはこの発明では問わないが、例えばフロン１４
（ＣＦ₄ ）や六フッ化硫黄（ＳＦ₆ ）等のフッ素系のガ
スを使用したドライエッチングによってこの自然酸化膜
を除去する（図１（ａ））。

【００２９】つぎに、第１のステップを実施する。第１
のステップでは、終点検出器を使用して、ゲート絶縁膜
最上面が平坦な領域部分たとえばフォトダイオード３上
でポリシリコン膜１０がエッチング除去されたジャスト
エッチングの時点ｔ₁ でステップを終了する。このとき
ゲート絶縁膜の最上面が段差を形成している紙面右側の
領域ではその段差部分にポリシリコン膜１０がエッチン
グ残りとして一部残る（図１（ｂ））。

【００３０】つぎに、第２のステップを実施する。第２
のステップでは、第１のステップよりも高周波電力を減
少させる。例えば、第１のステップの５００Ｗに対し
て、第２のステップでは２５０Ｗとする。反応性イオン
エッチングではイオンの質量が電子の質量より大きいた
めに易動度に大きな差を生じることを原因として、ウエ
ハを設置する側の電極が負電位となる。この負電位によ
ってウエハ表面付近のプラズマ中に正イオンを加速する
イオンシースと呼称される領域が発生する。本実施例の
ように高周波電力を減少することによってこのイオンシ
ースの成長を抑え、ゲート絶縁膜に入射するイオンのエ
ネルギーを低下させることができる。そうすると、ハロ
ゲン化シリコンをエッチャントとするシリコン窒化膜の
エッチング反応を抑制できるので、エッチングレートが
大幅に減少する。本実施例では第２のステップのエッチ
ングガスの流量および圧力はここでは第１のステップと
同じであるが、これに限定するものではなく、変更して
もよい。

【００３１】本実施例における第２のステップのエッチ
ング時間は３０秒である。このエッチング時間は図９に
現れているようにハロゲン化シリコンをエチャントとす
るゲート絶縁膜の増速エッチングがジャストエッチング
時点から約３０秒間に顕著であることから決定したもの
である。第２のステップのエッチング時間は、必ずしも
３０秒に限定されるものではなく、変更してもよい。第
２のステップのエッチング時間を３０秒より短くする
と、ハロゲン化シリコンがプラズマ中に残留するときに
第３のステップに移行するため、シリコン窒化膜９のエ
ッチング量は増加する。一方、３０秒より延長してもハ
ロゲン化シリコンの影響はないので、シリコン窒化膜９
のエッチング量はあまり減少しない（図１（ｃ））。

【００３２】第２のステップでは、第１のステップに比
べて高周波電力を減少させているのでポリシリコンのエ
ッチングレートが小さく、もし第２のステップでポリシ
リコンエッチング残りを全部除去しようとするスループ
ットが著しく低下するという問題が発生する。そこでこ
の実施例では第３のステップを設けて、このようなスル
ープットの問題を解決する。

【００３３】第３のステップでは、第２のステップより
も高周波電力を増加させる。例えば、第３のステップに
おける高周波電力を５００Ｗとする。こうすると、ポリ
シリコンエッチングレートが増加して前記ポリシリコン
エッチング残りを早く除去することができる。本実施例
においては、第３のステップの高周波電力とガス流量と
圧力はそれぞれ第１のステップと同じとしたが、これに
限定されるものではなく、変更してもよい。第３のステ
ップが開始される時点ｔ₂ にはプラズマ中のハロゲン化
シリコンが充分に減少しているので、ゲート絶縁膜の増
速エッチングが発生しない。したがって、第３のステッ
プはＨＢｒ，ＨＣｌ，Ｏ₂ の混合ガスを用いた場合に本
来得ることができる対シリコン窒化膜高選択比のポリシ
リコンエッチングであり、このステップではシリコン窒
化膜９はほとんどエッチングされない（図１（ｄ））。

【００３４】以上のようなシリコンのエッチング方法の
第１の実施例によれば、ポリシリコン膜１０のエッチン
グによって発生したハロゲン化シリコンがプラズマ中に
多量に残留する間には第１のステップに比べて高周波電
力を減少した第２のステップを設けることによりハロゲ
ン化シリコンをエッチャントするシリコン窒化膜９の増
速エッチングを防いでいる。また、プラズマ中のハロゲ
ン化シリコンが排気されて充分に減少した後では、再び
高周波電力を増加させた第３のステップを設けているの
で、シリコン窒化膜をほとんどエッチングせずにポリシ
リコンのエッチング残りを早く除去することができる。

【００３５】このように構成されたシリコンのエッチン
グ方法では、以上の理由によって従来のシリコンエッチ
ングの方法よりもゲート絶縁膜の膜厚減少を著しく少な
くできるので、シリコン窒化膜９を残留することができ
る。しかも、プラズマの中断をともわないのでＣＣＤ固
体撮像装置上に前記の異物が堆積する問題を発生するこ
とがない。

【００３６】また、ポリシリコン電極をエッチング形成
する際に、そのシリコン電極のゲート絶縁膜であるシリ
コン窒化膜を残留させることができるので、ゲートバー
ズビークを発生することがなく、暗電流の少ないＣＣＤ
固体撮像装置が得られる。 〔第２の実施例；請求項２，３，５に対応する〕つぎ
に、この発明におけるシリコンのエッチング方法の第２
の実施例として、同様にＣＣＤ固体撮像装置の製造工程
におけるポリシリコン電極形成工程を例として、図１お
よび図３に従って説明する。

【００３７】本実施例においてもエッチングガスとして
ＨＣｌ，ＨＢｒ，Ｏ₂ の混合ガスを用いた反応性イオン
エッチングを実施する。図３は本実施例についてエッチ
ングパラメータであるエッチングガスの流量と反応室圧
力とプラズマの励起源である高周波電力のシーケンス図
を示しており、このシーケンスは３つのステップから構
成される。図３の時点ｔ₀ から時点ｔ₁ の間を第１のス
テップと呼称し、時点ｔ₁ から時点ｔ₂ の間を第２のス
テップと呼称し、時点ｔ₂ から時点ｔ₃ の間を第３のス
テップと呼称し、上記の各ステップ相互の間隔にはプラ
ズマの中断すなわち高周波電力の供給停止を伴わず、各
ステップ内では上記のエッチングパラメータは一定に保
たれる。

【００３８】まず、第１の実施例と全く同様の方法で、
ポリシリコン膜１０上に成長した自然酸化膜を除去した
後、図３のシーケンスを開始する。。まず、第１の実施
例と全く同様に第１のステップをジャストエッチング時
点ｔ ₁ まで実施した後（図１（ｂ））、つぎに第２のス
テップを実施する。第２のステップは、第１のステップ
よりも反応室圧力を増加させる。例えば反応室圧力は、
第１のステップにおいて２００ｍＴｏｒｒである。これ
を、第２のステップでは、４００ｍＴｏｒｒにする。こ
のようにすると、イオンシースの成長を抑制して、ゲー
ト絶縁膜に入射するイオンのエネルギーを低下させるこ
とができるので、ハロゲン化シリコンをエッチャントと
するシリコン窒化膜のエッチングレートが大幅に減少す
る。第２のステップのエッチング時間は第１の実施例の
実施例と同じ理由により３０秒であり、この値から変更
した場合の効果も第１の実施例と同様である（図１
（ｃ））。

【００３９】第２のステップでは、イオンの入射エネル
ギーが低下するので、非常に堆積物を発生しやすく、長
時間継続するとエッチング装置への堆積物の付着が著し
く増加したり、付着物が剥離してＣＣＤ固体撮像装置に
再付着する問題が発生する。そこで、プラズマ中のハロ
ゲン化シリコンが充分に減少した後ではより堆積性が小
さく、エッチングレートの大きい第３のステップに切り
替えて、このような問題が発生することを防止する。

【００４０】第３のステップは、第２のステップよりも
反応室圧力を減少させればよく、こうすれば堆積物の発
生を防ぐことができる。例えば本実施例においては、第
３のステップにおける反応室圧力は２００ｍＴｏｒｒで
ある。この第３のステップが実施されるときはプラズマ
中のハロゲン化シリコンが充分に減少しているので、Ｈ
Ｂｒ，ＨＣｌ，Ｏ₂ の混合ガス本来の高い対シリコン窒
化膜選択比を得ることができ、シリコン窒化膜９の膜厚
はほとんど減少しない。なお、本実施例においては第３
のステップの高周波電力とガス流量と圧力はそれぞれ第
１のステップと同じとしたが、これに限定されるもので
はなく、変更してもよい。

【００４１】以上、フォトダイオード上のシリコン窒化
膜９をほとんどエッチングせずにポリシリコンエッチン
グ残りは完全に除去されてポリシリコン電極１１が形成
される（図１（ｄ））。以上のようなシリコンのエッチ
ング方法の第２の実施例によれば、ポリシリコン膜１０
のエッチングによって発生したハロゲン化シリコンがプ
ラズマ中に多量に残留するときは第１のステップに比べ
て反応室圧力を増加してポリシリコン膜のゲート絶縁膜
に対するエッチング選択比を向上させたさせた第２のス
テップを設けることによって、ハロゲン化シリコンをエ
ッチャントするシリコン窒化膜９の増速エッチングを防
いでいる。また、プラズマ中のハロゲン化シリコンが排
気されて充分に減少した後では第２のステップに比べて
堆積物の発生しにくくかつエッチングレートが大きい第
３のステップでポリシリコン膜１０のエッチング残りを
除去するので、堆積物の問題がなく、シリコン窒化膜９
をほとんどエッチングせずにポリシリコンのエッチング
残りを早く除去することができる。

【００４２】このように構成されたシリコンのエッチン
グ方法では、以上の理由によって従来のシリコンエッチ
ングの方法よりもゲート絶縁膜の膜厚減少を著しく少な
くできるので、シリコン窒化膜９を残留することができ
る。しかも、プラズマの中断をともわないのでＣＣＤ固
体撮像装置上に前記の異物が堆積する問題を発生するこ
とがない。

【００４３】また、ポリシリコン電極をエッチング形成
する際に、そのシリコン電極のゲート絶縁膜であるシリ
コン窒化膜を残留させることができるので、ゲートバー
ズビークを発生することがなく、暗電流の少ないＣＣＤ
固体撮像装置が得られる。 〔第３の実施例；請求項４，５に対応する〕つぎに、こ
の発明におけるシリコンのエッチング方法の第３の実施
例として、同様にＣＣＤ固体撮像装置の製造工程におけ
るポリシリコン電極形成工程を例として、図１および図
４にしたがって説明する。

【００４４】本実施例においても、第１の実施例および
第２の実施例と同じエッチングガスを使用して反応性イ
オンエッチングを実施するものとする。図４は本実施例
についてエッチングパラメータのシーケンス図を示す。
このシーケンスは３つのステップから構成される。図４
の時点ｔ₀ から時点ｔ₁ の間を第１のステップと呼称
し、時点ｔ₁ から時点ｔ₂ の間を第２のステップと呼称
し、時点ｔ₂ から時点ｔ ₃ の間を第３のステップと呼称
する。上記の各ステップ相互の間隔にはプラズマの中断
すなわち高周波電力の供給停止を伴わず、各ステップ内
では上記のエッチングパラメータは一定に保たれる。

【００４５】まず、第１の実施例と全く同様の方法で、
ポリシリコン膜１０上に成長した自然酸化膜を除去した
後、図４のシーケンスを開始する。まず、第１の実施例
と全く同様に第１のステップをジャストエッチング時点
ｔ ₁ まで実施した後（図１（ｂ））、つぎに第２のステ
ップを実施する。第２のステップは、第１のステップよ
りもＨＣｌの流量比を減少させて、ＨＢｒの流量比とＯ
₂ の流量比とを増加させる。例えばＨＢｒ，ＨＣｌ，Ｏ
₂ の流量は、第１のステップにおいてはそれぞれ１００
ＳＣＣＭ、１００ＳＣＣＭ、１ＳＣＣＭである。これ
を、第２のステップでは、それぞれ１５０ＳＣＣＭ、５
０ＳＣＣＭ、２ＳＣＣＭにする。このようにすればポリ
シリコン膜のシリコン窒化膜に対するエッチング選択比
を向上させて、ゲート絶縁膜の増速エッチングを防ぐこ
とができる。第２のステップのエッチング時間は第１の
実施例と同じ理由により３０秒であり、この値から変更
した場合の効果も第１の実施例と同様である（図１
（ｃ））。

【００４６】第２のステップによるエッチング雰囲気は
非常に堆積物を発生しやすく、長時間続けるとエッチン
グ装置への堆積物の付着が著しく増加したり、付着物が
剥離してＣＣＤ固体撮像装置に再付着する問題が発生す
る。そこで、プラズマ中のハロゲン化シリコンが充分に
減少した後ではより堆積性の小さい第３のステップに切
り替えて、このような問題が発生することを防止する。

【００４７】第３のステップは、第２のステップよりも
エッチングガス中のＨＣｌ流量比を増加させてＨＢｒ流
量比またはＯ₂ 流量比（ＨＢｒ流量比およびＯ₂ 流量比
の何れか一方の流量比）を減少させればよく、こうすれ
ば堆積物の発生を防ぐことができる。例えば本実施例に
おいては、第３のステップにおけるＨＢｒ，ＨＣｌ，Ｏ
₂ の流量はそれぞれ１００ＳＣＣＭ、１００ＳＣＣＭ、
１ＳＣＣＭである。この第３のステップが実施されると
きはプラズマ中のハロゲン化シリコンが充分に減少して
いるので、ＨＢｒ，ＨＣｌ，Ｏ₂ の混合ガス本来の高い
対シリコン窒化膜選択比を得ることができ、シリコン窒
化膜９の膜厚はほとんど減少しない。なお、本実施例に
おいては第３のステップの高周波電力とガス流量と圧力
はそれぞれ第１のステップと同じとしたが、これに限定
されるものではなく、変更してもよい。

【００４８】以上、フォトダイオード上のシリコン窒化
膜９をほとんどエッチングせずにポリシリコンエッチン
グ残りは完全に除去されてポリシリコン電極１１が形成
される（図１（ｄ））。以上のようなシリコンのエッチ
ング方法の第３の実施例によれば、ポリシリコン膜１０
のエッチングによって発生したハロゲン化シリコンがプ
ラズマ中に多量に残留するときは第１のステップに比べ
てＨＢｒまたはＯ₂ の流量比を増加してポリシリコン膜
のゲート絶縁膜に対するエッチング選択比を向上させた
させた第２のステップを設けることによって、ハロゲン
化シリコンをエッチャントするシリコン窒化膜９の増速
エッチングを防いでいる。また、プラズマ中のハロゲン
化シリコンが排気されて充分に減少した後では第２のス
テップに比べて堆積物の発生しにくい第３のステップで
ポリシリコン膜１０のエッチング残りを除去するので、
堆積物の問題がなく、シリコン窒化膜９をほとんどエッ
チングせずにポリシリコンのエッチング残りを早く除去
することができる。

【００４９】このように構成されたシリコンのエッチン
グ方法では、以上の理由によって従来のシリコンエッチ
ングの方法よりもゲート絶縁膜の膜厚減少を著しく少な
くできるので、シリコン窒化膜９を残留することができ
る。しかも、プラズマの中断を伴わないのでＣＣＤ固体
撮像装置上に前記の異物が堆積する問題を発生すること
がない。しかも、本実施例では第１の実施例に比較し
て、第２のステップに高周波電力の低下を必要としない
ことから高いシリコンのエッチングレートを得られ、ス
ループットを向上させることができる。

【００５０】なお、前記の各実施例においては、ゲート
絶縁膜を構成するシリコン窒化膜に対する効果を中心に
既述したが、たとえばシリコン酸化膜に対しても全く同
様にハロゲン化シリコンによる増速エッチング効果を防
止する効果を得るものである。また、エッチングの対象
をポリシリコンとしたが、これに限定されるものでな
く、たとえばアモルファスシリコンに対しても同様の効
果を得ることができるものである。

【００５１】また、前記の各実施例において、第１のス
テップの終了時点を判定するために終点検出器を使用し
たが、この方法に限定されるものではない。たとえば、
終点検出器によらなくても第１のステップのエッチング
時間を固定してもよい。ただし、第１のステップのエッ
チング時間はゲート絶縁膜があまりエッチングされない
範囲内に設定しなければいけない。

【００５２】また、前記の各実施例においてはＨＢｒと
ＨＣｌとＯ₂ との混合ガスを用いたが、このガス系に限
定されるものではない。ＢｒもしくはＣｌを組成に含む
ガス、または、沃素（Ｉ）を含むガスを用いてもよく、
例えばＣｌ₂ やＨＩを用いた場合に同様の効果を得るこ
とができる。本発明で実施可能なガスの組み合わせにつ
いて、ここで、再度説明する。シリコンのエッチングに
おいては、エッチングガスとしては、塩素、臭素、沃素
の少なくとも１種を含んでおればよく、Ｏ₂ を含んでい
ることは必須ではない。ただし、Ｏ₂ を添加した方が、
シリコン酸化膜やシリコン窒化膜に対するポリシリコン
の選択比が向上するというメリットがある。ここで、エ
ッチングガスの組み合わせの例について列挙する。例え
ば、ＨＣｌのみ、ＨＢｒのみ、ＨＩのみ、ＨＣｌとＨＢ
ｒの混合ガス、ＨＣｌとＨＩの混合ガス、ＨＢｒとＨＩ
の混合ガス、ＨＣｌとＨＢｒとＨＩの混合ガス、ＨＣｌ
とＯ₂ の混合ガス、ＨＢｒとＯ₂ の混合ガス、ＨＩとＯ
₂ の混合ガス、ＨＣｌとＨＢｒとＯ₂ の混合ガス、ＨＣ
ｌとＨＩとＯ₂ の混合ガス、ＨＢｒとＨＩとＯ₂ の混合
ガス、ＨＣｌとＨＢｒとＨＩとＯ ₂ の混合ガスが考えら
れる。

【００５３】また、前記の各実施例においてはエッチン
グ方法として反応性イオンエッチングを用いたが、これ
に限定されるものでない。なぜなら、ポリシリコン膜１
０をエッチングして発生するハロゲン化シリコンはプラ
ズマの励起方法を問わずゲート絶縁膜に対するエッチャ
ントとなるからである。したがって、この発明における
シリコンのエッチング方法はＥＣＲエッチングや磁場を
印加したＲＩＥなど広くプラズマエッチングに適用して
同様の効果を得ることができるものである。

【００５４】つぎに、この発明におけるＣＣＤ固体撮像
装置の製造方法によって製造したＣＣＤ固体撮像装置の
構造を、図５にしたがって説明する。図５において、１
はＮ型半導体基板、２は第１のＰ型拡散層、３はＮ型拡
散層領域からなるフォトダイオード、４は転送チャンネ
ル５に電子が拡散するのを防ぐ第２のＰ型拡散層、５は
Ｎ型拡散層からなる転送チャンネル、６はフォトダイオ
ード３から転送チャンネル５への信号電荷を読み出す時
の読み出しポテンシャル制御を行う第３のＰ型拡散層、
７は転送チャンネル５と隣接したフォトダイオード３の
電気的分離を行う第４のＰ型拡散層領域、８はシリコン
酸化膜、９はシリコン窒化膜、１１はポリシリコン電
極、１２は第１の層間膜、１３は第２の層間膜、１４は
遮光膜、１７は保護膜を示している。

【００５５】まず、Ｎ型半導体基板１は面方位（１０
０）である。Ｎ型半導体基板１に第１のＰ型拡散層２が
形成されている。第１のＰ型拡散層２はこのＣＣＤ固体
撮像装置が動作する時にフォトダイオード３を容易に空
乏化させ、かつ、フォトダイオード３からあふれ出たフ
ォトキャリアをＮ型半導体基板１へ抜き出して転送チャ
ンネル５へ流入することを防止する。

【００５６】第１のＰ型拡散層２にはフォトダイオード
３が形成されている。フォトダイオード３はＮ型拡散層
からなり、ＣＣＤ固体撮像装置の光電変換部を形成して
いる。第１のＰ型拡散層２内に第２のＰ型拡散層４が形
成されている。第２の型拡散層２はＮ型半導体基板１で
発生する雑音となる電荷が転送チャンネル５へ拡散する
のを防止する作用がある。第２のＰ型拡散層４はＮ型拡
散層領域からなる転送チャンネル５を囲む。

【００５７】転送チャンネル５はＮ型拡散層で形成され
ている。転送チャンネル５はフォトダイオード３で形成
された信号電荷を所定の領域に転送するための転送領域
である。第３のＰ型拡散層６はフォトダイオード３から
転送チャンネル５への信号電荷の読み出し時のポテンシ
ャル制御を行う。第３のＰ型拡散層６はフォトダイオー
ド３と転送チャンネル５との間に形成される。

【００５８】ＣＣＤ固体撮像装置はフォトダイオード３
と転送チャンネル５が一対となり、それがマトリックス
状に形成されている。この対と隣り合う対との間を電気
的に分離するために第４のＰ型拡散層７が形成されてい
る。フォトダイオード３と転送チャンネル５との対がマ
トリックス状に配列された撮像領域では、Ｎ型半導体基
板１上にシリコン酸化膜８とシリコン窒化膜９とによっ
てゲート絶縁膜が成長されている。

【００５９】ポリシリコン電極１１は減圧ＣＶＤ法を用
いて成長したポリシリコンをパターニングして形成され
る。ポリシリコン電極１１はリンドーピングによってシ
ート抵抗が数Ω〜数１０Ωまで低下している。ポリシリ
コン電極１１はフォトダイオード３で形成された信号電
荷を転送チャンネル５に読み出し、転送するための駆動
パルスを印加する電極として使用される。

【００６０】ポリシリコン電極１１の表面にはポリシリ
コン酸化膜からなる第１の層間膜１２が成長されてい
る。第１の層間膜１２はパイロ酸化法によりポリシリコ
ン電極１１の表面を酸化して成長させる。第１の層間膜
１２の表面には第２の層間膜１３がシリコン酸化膜によ
り形成されている。第２の層間膜１３はＣＶＤ法によっ
て形成される。第２の層間膜１３は第１の層間膜１２を
形成するポリシリコン酸化膜にピンホール等が存在し局
部的に耐圧が弱くなることを防止するために形成され
る。

【００６１】転送チャンネル５に光が入射してスミア成
分となることを避けるために遮光膜１４が形成される。
遮光膜１４はアルミニウム膜を材料として、ポリシリコ
ン電極１１を覆う形状を有して第２の層間膜１２上に形
成される。ＣＣＤ固体撮像装置の最上面にはプラズマＣ
ＶＤ法によって成長したシリコン酸化膜によって保護膜
１５が形成されている。保護膜１５はＣＣＤ固体撮像装
置の最上面を保護しており、例えば可働イオンの外部か
らの侵入からＣＣＤ固体撮像装置を守る働きをする。

【００６２】つぎに、図６にしたがってこの発明におけ
るＣＣＤ固体撮像装置の製造方法の実施例を詳細に説明
する。まず、Ｎ型半導体基板１の主表面上に約１００ｎ
ｍの熱酸化膜（図示せず）を形成する。Ｎ型半導体基板
１上にフォトレジストを塗布し（図示せず）、第１のＰ
型拡散層２領域を露光・現像してレジストパターンを形
成する。このレジストパターンをマスクとしてボロンイ
オンを１００ＫｅＶオーダーの加速エネルギー、１０¹²
ｃｍ^-2オーダーのドーズ量で注入する。この後、レジス
トを除去しＮ₂雰囲気中で熱処理温度１１００℃以上で
数時間熱処理を行い、注入したボロンをＮ型半導体基板
１の深さ約５μｍまで拡散させて第１のＰ型拡散層２を
形成する。

【００６３】つぎに、Ｎ型半導体基板１上にフォトレジ
ストを塗布し（図示せず）、フォトダイオード３を形成
する領域を露光・現像してレジストパターンを形成す
る。このレジストパターンをマスクに１００ＫｅＶオー
ダーの加速エネルギー、１０¹²ｃｍ^-2オーダーのドーズ
量でリンイオンを注入する。この後、レジストを除去し
Ｎ₂ 雰囲気中で１０００℃以上の熱処理を行い、注入し
たリンをＮ型半導体基板１の深さ約２μｍまで拡散させ
てフォトダイオード３を形成する。

【００６４】つぎに、再度Ｎ型半導体基板１上にフォト
レジストを塗布する（図示せず）。第２のＰ型拡散層４
領域を露光・現像してレジストパターンを形成する。こ
のレジストパターンをマスクにボロンイオンを１００Ｋ
ｅＶオーダーの加速エネルギー、１０¹²ｃｍ^-2オーダー
のドーズ量で注入した後、レジストパターンを除去す
る。

【００６５】以下、同様の方法でレジストパターンの形
成とイオン注入とレジスト除去を繰り返して、転送チャ
ンネル５と第３のＰ型拡散層６と第４のＰ型拡散層７と
を順次形成する。転送チャンネル５はリンイオンを１０
０ＫｅＶオーダーの加速エネルギー、１０¹²ｃｍ^-2オー
ダーのドーズ量で注入して形成する。第３のＰ型拡散層
６はボロンイオンを１０ＫｅＶオーダーの加速エネルギ
ー、１０¹²ｃｍ^-2のドーズ量で注入して形成する。第４
のＰ型拡散層７はボロンイオンを１０ＫｅＶオーダーの
加速エネルギー、１０¹²ｃｍ^-2のドーズ量で注入して形
成する。以上、Ｎ型半導体基板１に形成されるＰ型およ
びＮ型の拡散層の形成方法は一例を示すもので、これに
限定されるものではない。

【００６６】つぎに、ゲート酸化膜８をパイロ酸化法に
より数十ｎｍの膜厚に成長する。つぎに、減圧ＣＶＤ法
によってシリコン窒化膜９を数十ｎｍの膜厚に成長する
（図６（ａ））。つぎに、リンドーピングによりそのシ
ート抵抗を約１０Ωに調整したポリシリコン膜１０を減
圧ＣＶＤ法によって数百ｎｍ成長し、このポリシリコン
膜１０上にフォトレジストを塗布し（図示せず）、露光
・現像を実施してポリシリコン電極のレジストパターン
形成する。このレジストパターンをマスクとしてこの発
明におけるシリコンのエッチング方法における第１の実
施例または第２の実施例または第３の実施例にしたがっ
てポリシリコン膜１０をエッチングすることにより、ポ
リシリコンゲート１１を形成する。このとき、フォトダ
イオード３上部におけるシリコン窒化膜９の膜厚は１０
ｎｍオーダーで残留して、消失することはない（図６
（ｂ））。

【００６７】この後、第１の層間膜１２としてポリシリ
コン酸化膜を９００℃以上のパイロ酸化により数百ｎｍ
の厚さに成長させる。このときフォトダイオード３上で
はシリコン窒化膜９上が存在しているため酸化が進行せ
ず、ポリシリコン電極１１の下端にゲートバーズビーク
を発生することがない。つぎに、フォトダイオード３上
のシリコン窒化膜９はＣＣＤ固体撮像装置の感度を低下
させるので除去したほうがよい。これには、対シリコン
酸化膜選択比が大きいシリコン窒化膜のエッチング方法
を使用するとよい。例えば、六フッ化硫黄（ＳＦ₆ ）と
エタノール（Ｃ ₂ Ｈ₅ ＯＨ）の混合ガス雰囲気中でのプ
ラズマエッチングや、燐酸によるウエットエッチングを
用いるとよい。これらの方法によればシリコン酸化膜８
と第１の層間膜１２の膜厚をほとんど減少させずにシリ
コン窒化膜９を除去することができる（図６（ｃ））。

【００６８】つぎに、第１の層間膜１２のポリシリコン
酸化膜のピンホール等が原因となって発生する電気的耐
圧の低下を防止するため、減圧ＣＶＤ法でシリコン酸化
膜系の第２の層間膜１３を数百ｎｍ堆積する。シリコン
酸化膜系の第２の層間膜１３としては、ここではＴＥＯ
Ｓ（Tetraethyloxysilane ）ガスを用いたシリコン酸化
膜を堆積させた（図６（ｄ））。

【００６９】つぎに、第２の層間膜１３上にアルミニウ
ム膜をスパッタリング法により約１μｍの膜厚で堆積す
る。つぎに、このアルミニウム膜上にフォトレジスト
（図示せず）を塗布し、遮光膜１４を除く領域を露光・
現像してレジストパターンを形成し、これをマスクとし
て塩素（Ｃｌ）系ガスによりドライエッチングを行い、
アルミニウム膜をパターニングする。このように、遮光
膜１４が形成される。つぎに、フォトレジストを除去し
た後、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜もしくはこれら
の積層膜などをプラズマＣＶＤ法や常圧ＣＶＤ法などの
方法により数十ｎｍから数百ｎｍの膜厚で堆積して保護
膜１５を形成してＣＣＤ固体撮像装置は完成する（図６
（ｅ））。

【００７０】この発明におけるＣＣＤ固体撮像装置の製
造方法の実施例によれば、ポリシリコン電極１１をエッ
チングして形成する際に、第１、第２または第３の実施
例のエッチング方法を用いているので、フォトダイオー
ド３上のゲート絶縁膜の上層のシリコン窒化膜９が消失
することがない。したがって、ポリシリコン酸化膜１２
を成長する際に、ポリシリコン電極１１の端部でゲート
バーズビークを発生して、暗電流を発生することがな
い。

【００７１】なお、本実施例においてはゲート絶縁膜を
シリコン酸化膜８とシリコン窒化膜９との積層によるＯ
Ｎ膜によって構成したが、これに限定されるものではな
い。例えば、シリコン窒化膜８の最上面をパイロ酸化し
て、ＯＮＯ膜としても同様の効果を得ることができる。

【００７２】

【発明の効果】この発明のシリコンのエッチング方法に
よれば、絶縁膜上に設けられたシリコンをエッチング形
成する際に、シリコンのエッチング生成物であるハロゲ
ン化シリコンが多量に残留しているジャストエッチング
の直後には、このハロゲン化シリコンをエッチャントと
して絶縁膜が増速エッチングされることを防止する第２
のステップを設け、プラズマ中のハロゲン化シリコンが
充分に減少した後にはポリシリコンのエッチング残りを
完全にエッチングする第３のステップを設けることで、
その絶縁膜の膜厚減少が小さいシリコンのエッチングを
実現することができるものである。

【００７３】この発明におけるＣＣＤ固体撮像装置の製
造方法によれば、ポリシリコン電極をエッチング形成す
る際にゲート絶縁膜のシリコン窒化膜を残留させること
ができるので、ゲートバーズビークを発生することがな
く、暗電流の少ないＣＣＤ固体撮像装置を得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のシリコンのエッチング方法の実施例
における工程断面図である。

【図２】この発明のシリコンのエッチング方法の第１の
実施例におけるエッチングパラメータを示すシーケンス
図である。

【図３】この発明のシリコンのエッチング方法の第２の
実施例におけるエッチングパラメータを示すシーケンス
図である。

【図４】この発明のシリコンのエッチング方法の第３の
実施例におけるエッチングパラメータを示すシーケンス
図である。

【図５】この発明の実施例におけるＣＣＤ固体撮像装置
の構造を表す図である。

【図６】この発明の実施例におけるＣＣＤ固体撮像装置
の製造方法を表す図である。

【図７】従来のＣＣＤ固体撮像装置の製造方法を表す図
である。

【図８】従来のシリコンのエッチング方法における工程
断面図である。

【図９】従来のシリコンのエッチング方法におけるゲー
ト絶縁膜残留膜厚を示す図である。

【符号の説明】

１ Ｎ型半導体基板 ２ 第１のＰ型拡散層 ３ フォトダイオード ４ 第２のＰ型拡散層 ５ 転送チャンネル ６ 第３のＰ型拡散層 ７ 第４のＰ型拡散層 ８ シリコン酸化膜 ９ シリコン窒化膜 １０ ポリシリコン膜 １１ ポリシリコン電極 １２ 第１の層間膜 １３ 第２の層間膜 １４ 遮光膜 １５ 保護膜 １６ レジストパターン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩素を組成中に含むガス、臭素を組成中
   に含むガスおよび沃素を組成中に含むガスのいずれか１
   種または２種以上の混合ガスのプラズマを用いて絶縁膜
   上に形成されたシリコン膜の最表面の平坦な領域をエッ
   チングするシリコンのエッチング方法であって、 前記シリコン膜を前記絶縁膜がちょうど露出するまでエ
   ッチングする第１のステップと、 前記第１のステップに引続き前記第１のステップから前
   記プラズマの生成が継続した状態でかつ前記第１のステ
   ップよりも高周波電力を減少させた状態で前記シリコン
   膜をさらにエッチングする第２のステップと、 前記第２のステップに引続き前記第２のステップから前
   記プラズマの生成が継続した状態でかつ前記第２のステ
   ップよりも高周波電力を増加させた状態で前記シリコン
   膜をさらにエッチングする第３のステップとを含むこと
   を特徴とするシリコンのエッチング方法。
2. 【請求項２】 塩素を組成中に含むガス、臭素を組成中
   に含むガスおよび沃素を組成中に含むガスのいずれか１
   種または２種以上の混合ガスのプラズマを用いて絶縁膜
   上に形成されたシリコンの最表面の平坦な領域をエッチ
   ングするシリコンのエッチング方法であって、 前記シリコンを前記絶縁膜がちょうど露出するまでエッ
   チングする第１のステップと、 前記第１のステップに引続き前記第１のステップから前
   記プラズマの生成が継続した状態でかつ前記第１のステ
   ップよりも反応室圧力を増加させた状態で前記シリコン
   をさらにエッチングする第２のステップと、 前記第２のステップに引続き前記第２のステップから前
   記プラズマの生成が継続した状態でかつ前記第２のステ
   ップよりも反応室圧力を減少させた状態で前記シリコン
   をさらにエッチングする第３のステップとを含むことを
   特徴とするシリコンのエッチング方法。
3. 【請求項３】 混合ガスに酸素を含むことを特徴とする
   請求項１または請求項２記載のシリコンのエッチング方
   法。
4. 【請求項４】 塩素を組成中に含むガスと臭素を組成中
   に含むガスおよび沃素を組成中に含むガスのいずれか１
   種または２種以上と酸素との混合ガスのプラズマを用い
   て絶縁膜上に形成されたシリコン膜の最表面の平坦な領
   域をエッチングするシリコンのエッチング方法であっ
   て、 前記シリコン膜を前記絶縁膜がちょうど露出するまでエ
   ッチングする第１のステップと、 前記第１のステップに引続き前記第１のステップから前
   記プラズマの生成が継続した状態でかつ前記第１のステ
   ップよりも塩素を組成中に含むガスの流量比率を減少さ
   せるとともに酸素の流量比率、臭素を組成中に含むガス
   の流量比率および沃素を組成中に含むガスの流量比率の
   何れか少なくとも一つを増加させた状態で前記シリコン
   膜をさらにエッチングする第２のステップと、 前記第２のステップに引続き前記第２のステップから前
   記プラズマの生成が継続した状態でかつ前記第２のステ
   ップよりも塩素を組成中に含むガスの流量比率を増加さ
   せるとともに酸素の流量比率、臭素を組成中に含むガス
   の流量比率および沃素を組成中に含むガスの流量比率の
   何れか少なくとも一つを減少させた状態で前記シリコン
   膜をさらにエッチングする第３のステップとを含むこと
   を特徴とするシリコンのエッチング方法。
5. 【請求項５】 シリコンのエッチング生成物であるハロ
   ゲン化シリコンがプラズマ中に残留する間は第２のステ
   ップを継続することを特徴とする請求項１，請求項２，
   請求項３または請求項４記載のシリコンのエッチング方
   法。
6. 【請求項６】 半導体基板中の所定の位置にフォトダイ
   オードと転送チャンネルとを形成する工程と、 前記半導体基板上にシリコン酸化膜を形成する工程と、 前記シリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成する工程
   と、 前記シリコン窒化膜上にポリシリコン膜を形成する工程
   と、 請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項
   ５記載のシリコンのエッチング方法により前記ポリシリ
   コン膜をエッチングして前記フォトダイオード上に前記
   シリコン窒化膜を残留させた状態で前記転送チャンネル
   上の前記シリコン窒化膜上にポリシリコン電極を形成す
   る工程と、 前記ポリシリコン電極を酸化して第１の層間膜を形成す
   る工程と、 少なくとも前記フォトダイオード上の前記シリコン窒化
   膜を除去する工程と、 前記第１の層間膜上および前記フォトダイオード上に第
   ２の層間膜を形成する工程と、 前記第２の層間膜を介して前記ポリシリコン電極上の一
   部を覆う形状を有する遮光膜を形成する工程とを含むＣ
   ＣＤ固体撮像装置の製造方法。
7. 【請求項７】 半導体基板中の所定の位置にフォトダイ
   オードと転送チャンネルとを形成する工程と、 前記半導体基板上に第１のシリコン酸化膜を形成する工
   程と、 前記第１のシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成す
   る工程と、 前記シリコン窒化膜上に第２のシリコン酸化膜を形成す
   る工程と、 前記第２のシリコン酸化膜上に前記ポリシリコン膜を形
   成する工程と、 請求項１，請求項２，請求項３，請求項４または請求項
   ５記載のシリコンのエッチング方法により前記ポリシリ
   コン膜をエッチングして前記フォトダイオード上に前記
   シリコン窒化膜を残留させた状態で前記転送チャンネル
   上の前記シリコン窒化膜上にポリシリコン電極を形成す
   る工程と、 前記ポリシリコン電極を酸化して第１の層間膜を形成す
   る工程と、 少なくとも前記フォトダイオード上の前記シリコン窒化
   膜を除去する工程と、 前記第１の層間膜上および前記フォトダイオード上に第
   ２の層間膜を形成する工程と、 前記第２の層間膜を介して前記ポリシリコン電極上の一
   部を覆う形状を有する遮光膜を形成する工程とを含むＣ
   ＣＤ固体撮像装置の製造方法。