JPH0969620A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２個の水平電荷転送部を有するＦＩＴ型ＣＣ
Ｄ固体撮像素子の構造や製造工程の簡略化と感度特性の
向上を図る。 【解決手段】 撮像部、蓄積部、水平電荷転送部等の電
荷転送電極を不透明な導電膜による、電極間隔が約０．
２μｍの一層電極構成とし、フォトレジストをマスクと
した２度の不透明な導電膜のエッチングで、水平電荷転
送部間電荷転送領域７４や上記転送電極等を形成し、フ
ォトレジストの約０．２μｍの間隔部のパターンを加熱
により融着し、このフォトレジストをマスクとしイオン
注入でセンサ部を形成し、遮光膜をパターニングして撮
像部や蓄積部の遮光膜と同時に水平電荷転送部間転送電
極１１を形成する。 【効果】 ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子の構造が簡単化
され、従来の製造工程の半分に近い、大幅な工程簡略化
と、感度特性の大幅な向上とが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインターライン（Ｉ
Ｔ）型およびフレームインターライン（ＦＩＴ）型ＣＣ
Ｄ固体撮像素子の固体撮像装置に関し、さらに詳しく
は、２本の水平電荷転送部を有するＩＴ型およびＦＩＴ
型ＣＣＤ固体撮像素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＴＶカメラの高解像度化と高性能化の要
望に応えるため、固体撮像素子の高画素化と各種撮像特
性の向上を目指した開発が進められている。特に最近
は、高解像度を目指した、２個の水平電荷転送部を有す
る全画素読み出しのＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子やＨＤＴ
Ｖ対応の放送局用カメラに使用する小型、高性能の固体
撮像素子の要望による、２個の水平電荷転送部を有する
ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子が開発され、実用化される
に至っている。また、フォトリソグラフィ技術の進歩は
顕著で、クォータミクロン以下のフォトリソグラフィを
用いたＭＯＳメモリデバイス等が盛んに開発されてい
る。

【０００３】従来の技術の一例として、ＨＤＴＶ対応の
２本の水平電荷転送部を有するＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像
素子の概略構成、撮像部の基本セル部の概略平面図およ
びその概略断面図、２本の水平電荷転送部領域の概略平
面図を、特開平３ー２５８０８３号および特開平２ー８
７５７４号記載をもとに、図６〜図９に示す。以下、図
６〜図９を参照して２本の水平電荷転送部を有するＦＩ
Ｔ型ＣＣＤ固体撮像素子を説明する。まず、図６に示す
如く、２本の水平電荷転送部を有するＦＩＴ型ＣＣＤ固
体撮像素子１は、撮像部２、蓄積部３、第１の水平電荷
転送部４、第２の水平電荷転送部５および出力部６より
概略構成されている。ここで、撮像部２はマトリクス状
に配列された受光部７と各受光部の垂直列毎に設けられ
て各受光部からの電荷を転送する第一の垂直電荷転送部
８とより構成れている。

【０００４】また、蓄積部３は第１の垂直電荷転送部に
対応して電荷が転送される第２の垂直電荷転送部９で構
成され、第２の垂直電荷転送部９と第１の水平電荷転送
部４との間には、第２の垂直電荷転送部９から第１の水
平電荷転送部４へ電荷を転送する転送電極１０があり、
第１の水平電荷転送部４と第２の水平電荷転送部５の間
には、水平電荷転送部間転送電極１１がある。更に、出
力部６は、２個の水平電荷転送部４、５により転送され
てきた電荷を取り出し、電荷量を電圧に変換し増幅する
ところで、各水平電荷転送部に対応した２個の信号出力
端ＶＯＵＴ１、ＶＯＵＴ２より信号が外部に取り出され
る。

【０００５】次に、ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子にとっ
て重要な構造である上記撮像部２の基本セル部の構造を
図７の概略平面図と図８の概略断面図とによって説明す
る。図７の概略平面図は受光部７ａに対応した第１の垂
直電荷転送部８ａと、次の受光部列に対応した第１の垂
直電荷転送部８ｂとを示したもので、一個の受光部７ａ
の領域とその左側の第１の垂直電荷転送部７ａの一部の
領域とを基本セル領域３１と見なし、撮像部２はこの基
本セル領域３１がマトリクス状に配置されて構成されて
いるものである。この図７のＡ−Ａ断面を示したのが図
８の概略断面図である。

【０００６】上記撮像部２の構成は、図８に示す如く、
半導体基板２１の上層にＰウェル２２が形成され、素子
間をするチャネルストッパ２３が形成され、さらに第１
の垂直電荷転送部８ａ、８ｂには埋め込みチャネル層２
４が形成され、ゲート酸化膜２５が形成されている。
更に、このゲート酸化膜２５上には、図７の一点破線で
示すような第１のポリシリコン電極３２が水平方向に形
成され、この第１のポリシリコン電極３２上には層間絶
縁膜が形成されている。更にその後、図７の一点破線で
示すような第２のポリシリコン電極３３を水平方向に形
成し、この第２のポリシリコン電極３３上に層間絶縁膜
を形成し、その後、図８に示す受光部７ａのセンサ部３
４をイオン注入により形成する。更に、後述するシャン
ト電極構成を取らせるため、電荷の転送電極である第１
のポリシリコン電極３２や第２のポリシリコン電極３３
にコンタクトホール３５ａ、３５ｂを開け、ポリシリコ
ン膜を堆積して、第３のポリシリコン電極３６を形成
し、その後層間絶縁膜を堆積する。更にその後、第１の
垂直電荷転送部８ａ、８ｂ等の遮光膜３７を形成し、そ
の後層間絶縁膜を堆積する。

【０００７】更に、第３のポリシリコン電極３６上で、
コンタクトホール３５ａ、３５ｂより垂直方向に受光部
７ａの１ピッチ相当程度離れた場所の層間絶縁膜にコン
タクトホール３８ａ、３８ｂを開け、低抵抗電極材料の
導電膜を堆積してシャント電極３９ａ、３９ｂを形成す
る。以上のように電荷転送の第１のポリシリコン電極３
２や第２のポリシリコン電極３３を第３のポリシリコン
電極３６を介してシャント電極３９ａ、３９ｂに接続
し、第１の垂直電荷転送部８ａ、８ｂの駆動を、シャン
ト電極３９ａ、３９ｂ等への駆動パルス印加により行う
ことにしたのがシャント電極構成である。その後、パッ
シベーション膜４０を堆積し、透明樹脂による平坦化膜
４１を塗布し、染料等によるオプテカルブラック部４２
を第１の垂直電荷転送部８ａ、８ｂ上に形成し、さらに
その後、光の有効利率向上を図るため受光部７ａに対応
する部分にマイクロレンズ４３を形成する。

【０００８】一方、ＨＤＴＶ対応のＦＩＴ型ＣＣＤ固体
撮像素子１においては、水平方向への電荷転送が高速で
あること、および転送電極形状が微細になり加工上およ
び素子特性上で厳しくなること等の対策として、一般に
は図６に示す如く、第１の水平電荷転送部４と第２の水
平電荷転送部５との２個の水平電荷転送部によって構成
されている。この水平電荷転送部の構造に関し、図９の
概略平面図を参照して説明する。まず、上記撮像部２の
基本セル部の構造として示した図７の概略平面図と、図
８の概略断面図により説明したように、水平電荷転送部
５０も前述した半導体基板のゲート酸化膜下には、素子
間を分離するチャネルストッパ１３ａ、１３ｂや、図示
していないが、Ｐウェル、埋め込みチャネル層等が形成
されていて、ゲート酸化膜上には、第１のポリシリコン
膜による第２の垂直電荷転送部９から第１の水平電荷転
送部４へ電荷を転送する転送電極１０と、第１の水平電
荷転送部４より第２の水平電荷転送部５に電荷を転送す
る水平電荷転送部間転送電極１１とが形成されている。

【０００９】更に、層間絶縁膜が形成され、その後第２
のポリシリコン膜を用いた第１の水平電荷転送部４や第
２の水平電荷転送部５の転送電極３３ａが形成される。
その後、層間絶縁膜が形成され、さらに第３のポリシリ
コン膜を用いた第１の水平電荷転送部４や第２の水平電
荷転送部５の転送電極３６ａが形成される。その後は、
図８で示されていると同様に、層間絶縁膜、遮光膜、パ
ッシベーション膜等が形成される。

【００１０】なお、ここで図６の第２の垂直電荷転送部
９より転送されてくる電荷が第１の水平電荷転送部４と
第２の水平電荷転送部５に転送される状態を図９により
簡単に説明する。まず、水平電荷転送部５０の第１、第
２の水平電荷転送部４、５は２相駆動の２層電極で構成
されていて、一列毎の第２の垂直電荷転送部９からの電
荷５１ａ、５２ｂは、各転送電極のパルスタイミングに
応じ、転送電極１０を介して転送電極３３ａの第１の水
平電荷転送部４のストレージ部電極領域５２および５３
へ転送される。次に、水平電荷転送部間転送電極１１に
パルスを印加すると、ストレージ部電極領域５２の電荷
５１ａのみが、水平電荷転送部間転送電極１１のチャネ
ルストッパ１３ｂ間の埋め込みチャネル部５４を通っ
て、転送電極３３ａの第２の水平電荷転送部５のストレ
ージ部電極領域５５に転送される。この様にして、一列
毎の第２の垂直電荷転送部９からの電荷５１ａ、５１ｂ
は、電荷５１ａが第２の水平電荷転送部５に、電荷５１
ｂが第１の水平電荷転送部に分けられた後、図６に示し
た出力部６に向け水平転送されてゆく。

【００１１】以上述べたように、従来のＨＤＴＶ対応の
ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子１は、ポリシリコン電極が
３層、Ａｌ合金膜電極が２層、これらの電極の多数の層
間絶縁膜等で構成され、構造が複雑で、製造工程が長
く、製品を作製するのが非常に困難である。さらに、図
８の概略平面図より明らかなように、各種電極膜や層間
絶縁膜とにより第１の垂直電荷転送部８ａ、８ｂと受光
部７ａとに大きな凹凸があり、これを平坦化膜４１にて
平坦化した後、オプテカルブラック部４２やマイクロレ
ンズ４３を形成するので、センサ部３４とマイクロレン
ズ４３との距離が大きくなる。この様になると、マイク
ロレンズ４３の焦点距離を長くしなければならず、ＴＶ
カメラに使用した時のレンズＦ値小の時、大きな感度低
下やスメア悪化等を引き起こす。 また、図７より明ら
かなように、受光部７ａの面積と基本セル３１の面積と
の比が小さいため、マイクロレンズ４３を用いていて
も、撮像部２に入射する光の利用効率がまだ低い。ここ
では説明を省略するが、２個の水平電荷転送部を持つ全
画素読み出しのＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子の場合も、上
記と同様の問題点がある。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、２個の水平
電荷転送部を有する全画素読み出しのＩＴ型ＣＣＤ固体
撮像素子やＨＤＴＶ対応の２個の水平電荷転送部を有す
るＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子における構造の複雑さと
製造工程の長さによる製品作製の困難や光の利用効率が
まだ低いという問題を解決しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、上述の課題を解決するために提案するものであり、
複数の受光部がマトリクス状に配列され、各受光部の垂
直列毎に設けられて各受光部からの電荷を転送する第１
の垂直電荷転送部を有する撮像部と、第１の垂直電荷転
送部より電荷が転送されるように設けられた第２の垂直
電荷転送部からなる蓄積部と、第２の垂直電荷転送部よ
り電荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送す
る第１と第２の水平電荷転送部と、出力部とを有する固
体撮像装置にあって、撮像部、蓄積部および前記第１と
第２の水平電荷転送部の転送電極は、不透明導電材料に
よる一層電極の構成であり、転送電極の電極間隔は、
０．３μｍ以下であり、第１と第２の水平電荷転送部の
間に設けられた水平電荷転送部間転送電極は、撮像部と
蓄積部に設けられる導電材料の遮光膜をパターニングし
て形成したものであることを特徴とするものである。

【００１４】また本発明の固体撮像装置は、水平電荷転
送部間転送電極下の埋め込みチャネル層のポテンシャル
アジャストを行うため、イオン注入による埋め込みチャ
ネル層の不純物濃度を変えたことを特徴とするものであ
る。

【００１５】更にまた、本発明の固体撮像装置は、複数
の受光部がマトリクス状に配列され、各受光部の垂直列
毎に設けられて各受光部からの電荷を転送する第１の垂
直電荷転送部を有する撮像部と、第１の垂直電荷転送部
より電荷が転送されるように設けられた第２の垂直電荷
転送部からなる蓄積部と、第２の垂直電荷転送部より電
荷が転送され、転送された電荷を水平方向に転送する第
１と第２の水平電荷転送部と、出力部とを有する固体撮
像装置にあって、撮像部、蓄積部および第１と第２の水
平電荷転送部の転送電極とする不透明導電材料による導
電膜を堆積する工程と、出力部のＭＯＳゲート電極形成
や水平電荷転送部間の転送を行う水平電荷転送部間電荷
転送領域や撮像部、蓄積部および第１と第２の水平電荷
転送部の周辺の導電膜除去のために、フォトレジストを
塗布してパターニングする工程と、このパターニングし
たフォトレジストをマスクとして、導電膜をエッチング
する第１のパターニング工程と、水平電荷転送部間電荷
転送領域の埋め込みチャネル層の不純物濃度を変えるた
めに、パターニングしたフォトレジストをマスクとして
イオン注入する工程と、フォトレジストを塗布し、撮像
部、蓄積部および第１と第２の水平電荷転送部の転送電
極を形成するための、少なくとも０．３μｍ以下のパタ
ーンを含む、フォトレジストのパターニング工程と、こ
のパターニングしたフォトレジストをマスクとして、導
電膜をエッチングする第２のパターニング工程と、加熱
処理を行い、転送電極間に形成されているフォトレジス
トの０．３μｍ以下の間隔を融着させる工程と、フォト
レジストをマスクとしてイオン注入し、受光部を形成す
る工程と、層間絶縁膜を堆積した後、導電材料による遮
光膜を堆積する工程と、遮光膜をパターニングし、撮像
部と蓄積部との遮光膜および水平電荷転送部間転送電極
を形成する工程とを有することを特徴とするものであ
る。

【００１６】発明の骨子は、撮像部、蓄積部および前記
第１と第２の水平電荷転送部の転送電極を、不透明導電
材料による、電極間隔を０．３μｍ以下の一層電極にて
構成すること、水平電荷転送部間転送電極下の埋め込み
チャネル層のポテンシャルアジャストを行うため、イオ
ン注入による埋め込みチャネル層の不純物濃度を変える
こと、上記転送電極を形成するときに用いた０．３μｍ
以下のフォトレジストパターンを熱処理により融着さ
せ、その後このフォトレジストパターンをマスクとし、
イオン注入してセンサ部を形成する製造方法を用いるこ
と、撮像部と蓄積部に設けられる導電材料の遮光膜をパ
ターニングし、水平電荷転送部間転送電極としても用い
ることである。なお、ここで転送電極の電極間隔を０．
３μｍ以下とした理由は、電極間隔を０．３μｍ以上と
すると、電極間隔部下の埋め込みチャネル層のポテンシ
ャルデップによる転送効率の悪化が起こるためである。
なお、転送電極の電極間隔の下限としては、フォトリソ
グラフィの下限と考えられる約０．１μｍ程度である。
これにより、２個の水平電荷転送部を有する全画素読み
出しのＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子やＨＤＴＶ対応の２個
の水平電荷転送部を有するＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子
における構造が簡単になり、製造工程が大幅に簡略化さ
れ、さらに光の利用効率のたかい固体撮像装置の作製が
実現できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例につき、添付図
面を参照して説明する。なお従来技術の説明で参照した
図６〜図９の構成部分と同様の構成部分には、同一の符
号を付すものとする。

【００１８】本実施例は、ＦＤＴＶ対応のＦＩＴ型ＣＣ
Ｄ固体撮像素子に本発明を適用した例であり、これを図
１〜図５を参照にして説明する。２本の水平電荷転送部
を有するＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子１の概略構成は従
来例で説明した図６と同様で、この撮像部２の基本セル
部の構造は、当発明者等がＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子と
して特許を既に提出したものと同様の構造で、これを図
１の概略平面図と、この概略平面図のI − I部およびII
−II部での概略断面図の図２、図３にて説明する。ま
た、第１の水平電荷転送部４と第２の水平電荷転送部５
を有する水平電荷転送部５０は、図４の概略平面図と、
この概略平面図のIII − III部での製造工程順に示した
概略断面図（図５）にて説明する。

【００１９】まず、図２に示す如く、半導体基板２１の
上層にＰウェル２２、素子間を分離するチャネルストッ
パ２３、埋め込みチャネル層２４等を、従来例と同様
に、常法に準じた製造方法により形成する。次に、ゲー
ト酸化膜２５を熱酸化により、厚さ約４０ｎｍほど形成
する。続いて、後述する各種転送電極となる、Ｗ等の不
透明電極材料による導電膜７２をゲート酸化膜２５上
に、厚さ約３００ｎｍほどＣＶＤ法等により堆積する。
その後、図５（ａ）に示す如く、フォトレジスト７３を
塗布し、水平電荷転送部間の転送を行う水平電荷転送部
間電荷転送領域７４およびその他、図は省略するが、出
力部のゲート電極の形成や撮像部、蓄積部および第１と
第２の水平電荷転送部の周辺の導電膜除去のためのフォ
トレジスト７３のパターニングをし、このフォトレジス
ト７３をマスクとし、ＲＩＥ法による導電膜７２の第１
のエッチングを行う。更にその後、水平電荷転送部間電
荷転送領域７４の埋め込みチャネル層２４の不純物濃度
を変えるため、パターニングしたフォトレジスト７３を
マスクとし、例えば、上述の埋め込みチャネルス層２４
形成をＡｓ⁺ イオン注入によるドース量約３．８Ｅ１２
／ｃｍ、イオン打ち込みエネルギー約２５０ＫｅＶで行
った場合には、ボロンのイオン注入をドース量約１．５
Ｅ１２／ｃｍ² 、イオン打ち込みエネルギー約５０Ｋｅ
Ｖで行い、水平電荷転送部間電荷転送領域７４の埋め込
みチャネル層７４ａを形成する。

【００２０】次に、図５（ｂ）に示す如く、フォトレジ
スト７５を塗布し、図１の受光部７１以外は約０．２幅
のパターンが形成されるマスクによるフォトレジスト７
５のパターニングをし、このフォトレジスト７５をマス
クとし、ＲＩＥ法による導電膜７２の第２のエッチング
をし、図１に示すような、第１の垂直電荷転送部８ａ、
８ｂの転送電極７２ａ、７２ｂや、図４に示すような、
水平電荷転送部５０の第１、第２の垂直電荷転送部４、
５の転送電極７２ｃ、７２ｄ、７２ｅ、７２ｆおよび転
送電極１０等を形成する。なお、フォトレジスト７５の
水平電荷転送部間電荷転送領域７４部におけるパターニ
ングされた形状は、図４の点線にて示したような約０．
２μｍ幅のパターン７８が形成された状態となる。した
がって、導電膜７２の第２のエッチング後の第１、第２
の水平電荷転送部４、５の転送電極７２ｃ、７２ｄ形状
は、図４に示す如く、水平電荷転送部間電荷転送領域７
４部で凹状に縊れた形状となっている。

【００２１】次に、約１５０℃でフォトレジスト７５の
加熱処理を行い、転送電極間に形成されているフォトレ
ジスト７５の約０．２μｍの間隔を融着させる。この様
にすると、図１のセンサ部７１以外の半導体基板２１は
フォトレジスト７５にて覆われた状態となる。続いて、
フォトレジスト７５をマスクとし、受光部にＡｓイオン
をドーズ量約３Ｅ１２／ｃｍ² 、エネルギー約６００Ｋ
ｅＶで注入し、その後Ｂイオンをドーズ量約１．５Ｅ１
３／ｃｍ² 、エネルギー約３０ＫｅＶで注入してセンサ
部７１ａを形成する（図２）。その後、図面は省略した
が、フォトレジストをマスクにしてイオン注入し、出力
部等のＭＯＳトランジスタのソース、ドレインを形成す
る。更にその後、出来るだけ低温プロセスを実現するた
め、赤外線による短時間加熱（ＲＴＡ）、エキシマレー
ザアニールまたはアニール炉による短時間加熱等によ
り、注入したイオンの活性化をする。

【００２２】次に、図５（ｃ）に示す如く、フォトレジ
スト７５を除去した後、ＣＶＤ法によるＳｉＯ2 膜の層
間絶縁膜７６を堆積する。その後、図面は省略したが、
上記の各種転送電極７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、
７２ｅ、７２ｆ等の端部や出力部のＭＯＳのゲート電
極、ソースおよびドレイン等のコンタクトホールを形成
する。次に、Ａｌ合金系の導電材料による遮光膜をスパ
ッタ法等により堆積し、フォトリソグラフィ技術を用い
て水平電荷転送部間転送電極１１、第１、第２の水平電
荷転送部４、５の転送効率改善電極７７ｂ、７７ｃ、図
１に示す様な遮光膜７７ａおよび、図は省略したが、上
記の各種転送電極７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ、７
２ｅ、７２ｆ等のバスライン配線、出力部のＭＯＳ等の
電極配線を形成する。

【００２３】次に、図２、図３に示す如く、プラズマＣ
ＶＤ法によるＳｉＮ膜等のパッシベーション膜４０を堆
積し、その後透明樹脂による平坦化膜４１を塗布し、更
に染料等によるオプテカルブラック部４２を第１の垂直
電荷転送部８ａ、８ｂ上に形成し、さらにその後、光の
有効利率向上を図るため受光部７１に対応する部分にマ
イクロレンズ４３を形成する。

【００２４】なお、ここで第２の垂直電荷転送部９から
第１、第２の水平電荷転送部４、５への電荷の転送を図
５を参照して説明する。本実施例の場合も従来例を説明
した場合と同様に、一列毎の第２の垂直電荷転送部９か
らの電荷５１ａ、５２ｂは、各転送電極のパルスタイミ
ングに応じ、転送電極１０を介して転送電極７４ｃの第
１の水平電荷転送部４のストレージ部電極領域５２およ
び５３へ転送される。次に、水平電荷転送部間転送電極
１１にパルスを印加すると、ストレージ部電極領域５２
の電荷５１ａのみが、水平電荷転送部間転送電極１１の
チャネルストッパ１３ｂ間の埋め込みチャネル層７４を
通って、転送電極７４ｄの第２の水平電荷転送部５のス
トレージ部電極領域５５に転送される。この様にして、
一列毎の第２の垂直電荷転送部９からの電荷５１ａ、５
１ｂは、電荷５１ａが第２の水平電荷転送部５に、電荷
５１ｂが第１の水平電荷転送部に分けられた後、従来例
の図６で示した、出力部６に向け水平転送されてゆく。

【００２５】上述した如く、本発明の２個の水平電荷転
送部を有するＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子は、Ｗ等の不
透明電極材料による導電膜の転送電極が１層と、第１の
垂直電荷転送部、第２の垂直電荷転送部等の遮光膜や水
平電荷転送部間転送電極等となるＡｌ合金系の導電材料
による遮光膜兼電極膜が１層との合計２層の電極膜より
構成され、非常に簡単な構成となっている。また、不透
明電極材料で１層の転送電極となる導電膜堆積後は、短
時間のイオン活性化処理を除いて、約４５０℃以下の低
温プロセスとなっている。更に、撮像部の第１の垂直電
荷転送部の転送電極が不透明導電膜で、しかもこの導電
膜下の酸化膜は約４０ｎｍと薄く、半導体基板表面とこ
の導電膜との間で多重反射による光の第１の垂直電荷転
送部への漏れが少なく、従って、従来のような第１の垂
直電荷転送部の周囲に張り出した遮光膜を形成する必要
がなく、大きな受光部面積をとることができ、感度が向
上する。更にまた、上記の如く、撮像部の半導体基板の
表面形状が簡単なため、受光部の半導体基板のセンサ部
とマイクロレンズ間が狭くでき、焦点距離の短いマイク
ロレンズ形成が可能となり、ＴＶカメラに使用した時の
レンズＦ値小の時、大きな感度低下やスメア悪化の問題
が軽減される。また、ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子の動
作に際しては、第１、第２の水平電荷転送部の転送電極
間にポテンシャルデップができないように、第１、第２
の水平電荷転送部上の転送効率改善電極に適切な電圧を
印加することで転送効率が改善できる。

【００２６】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は上記の実施例に何ら限定去れるものではない。例え
ば、不透明電極材料で１層の転送電極となる導電膜とし
てＷ膜をとりあげたが、他にＭｏ、Ｔｉ等の高融点遷移
金属でもよい。また、不透明電極材料で１層の転送電極
となる導電膜堆積後は、約４５０℃以上の熱処理がない
ため、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ等の高融点遷移金属のシリサイド
膜は不透明膜となるので、これらシリサイド膜を使用し
てもよい。また、上記の実施例の説明では、２個の水平
電荷転送部を有するＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子を取り
上げたが、２個の水平電荷転送部を有する全画素読み出
しのＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子にも本発明を適応するこ
とがでできる。また、第１の垂直電荷転送部上にある遮
光膜の形状として、第１の垂直電荷転送部の転送電極間
より光が半導体基板に入らない程度に遮光膜をオーバー
ラップさせた形状とし、可能な限り第１の垂直電荷転送
部の転送電極と遮光膜との層間容量を低減させた構造を
とらせたが、第１の垂直電荷転送部上の全体に遮光膜が
覆うような形状でもよい。その他、本発明の技術的思想
の範囲内で、１層構成の転送電極や遮光膜の形状および
プロセス条件は適宜変更が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の固体撮像装置は構造の簡単化が可能となり、製造工程
は従来の製造工程の半分に近い、大幅な工程短縮が可能
となる。また、本発明の固体撮像装置は１層構成の転送
電極に不透明導電膜を使用しているため、受光部の面積
が大きくとれ、受光部の開口率が向上し、固体撮像装置
の感度を向上させることが可能となる。更に、本発明の
固体撮像装置は構造の簡単なため、半導体基板のセンサ
部とマイクロレンズ間が狭くでき、ＴＶカメラに使用し
てレンズＦ値小時に、感度低下が少なく、スメアの少な
い固体撮像装置にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した実施例のＦＩＴ型固体撮像素
子における撮像部の基本セル部構造を説明するための基
本セル部の概略平面図である。

【図２】本発明を適用した実施例のＦＩＴ型固体撮像素
子における撮像部の基本セル部構造を説明するための、
図１のI − I部での概略断面図である。

【図３】本発明を適用した実施例のＦＩＴ型固体撮像素
子における撮像部の基本セル部構造を説明するための、
図１のII−II部での概略断面図である。

【図４】本発明を適用した実施例のＦＩＴ型固体撮像素
子における水平電荷転送部構造を説明するための水平電
荷転送部の概略平面図である。

【図５】本発明を適用した実施例のＦＩＴ型固体撮像素
子における水平電荷転送部構造を説明するための、図４
のIII − III部での製造工程順に示した概略断面図で、
（ａ）は水平電荷転送部間電荷転送領域にポテンシャル
アジャストのなめのイオン注入をして、水平電荷転送部
間電荷転送領域の埋め込みチャネルを形成した状態、
（ｂ）はフォトレジストを塗布し、約０．２μｍの間隔
のパターニングをした状態、（ｃ）は遮光膜を堆積し、
撮像部や蓄積部の遮光膜と水平電荷転送部間転送電極等
を形成した状態である。

【図６】従来のＦＩＴ型固体撮像素子を説明するための
概略構成図である。

【図７】従来のＦＩＴ型固体撮像素子における撮像部の
基本セル部構造を説明するための基本セル部の概略平面
図である。

【図８】従来のＦＩＴ型固体撮像素子における撮像部の
基本セル部構造を説明するための、図７のＡ−Ａ部での
概略断面図である。

【図９】従来のＦＩＴ型固体撮像素子における水平電荷
転送部構造を説明するための水平電荷転送部の概略平面
図である。

【符号の説明】

１ ＦＩＴ型ＣＣＤ固体撮像素子 ２ 撮像部 ３ 蓄積部 ４ 第１の水平電荷転送部 ５ 第２の水平電荷転送部 ６ 出力部 ７、７ａ 受光部 ８、８ａ、８ｂ 第１の垂直電荷転送部 ９ 第２の垂直電荷転送部 １０ 転送電極 １１ 水平電荷転送部間転送電極 ２１ 半導体基板 ２２ Ｐウェル ２３ チャネルストッパ ２４ 埋め込みチャネル部 ２５ ゲート酸化膜 ３１ 基本セル領域 ３２ 第１のポリシリコン電極 ３３ 第２のポリシリコン電極 ３４ センサ部 ３５ａ、３５ｂ コンタクトホール ３６ 第３のポリシリコン電極 ３７ 遮光膜 ３８ａ、３８ｂ コンタクトホール ３９ａ、３９ｂ シャント電極 ４０ パッシベーション膜 ４１ 平坦化膜 ４２ オプテカルブラック部 ４３ マイクロレンズ ５０ 水平電荷転送部 ５１ａ、５１ｂ 電荷 ５２、５３ 第１の水平電荷転送部のストレー
ジ部電極領域 ５４、７４ 水平電荷転送部間電荷転送領域 ５５ 第２の水平電荷転送部のストレー
ジ部電極領域 ７１ 受光部 ７２ａ、７２ｂ 第１の垂直電荷転送部の転送電極 ７２ｃ〜７２ｆ 水平電荷転送部の転送電極 ７３、７５ フォトレジスト ７６ 層間絶縁膜 ７７ａ 遮光膜 ７７ｂ、７７ｃ 転送効率改善電極 ７８ 水平電荷転送部間電荷転送領域の
フォトレジストパターン

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の受光部がマトリクス状に配列さ
   れ、前記各受光部の垂直列毎に設けられて各受光部から
   の電荷を転送する第１の垂直電荷転送部を有する撮像部
   と、 前記第１の垂直電荷転送部より電荷が転送されるように
   設けられた第２の垂直電荷転送部からなる蓄積部と、 前記第２の垂直電荷転送部より電荷が転送され、転送さ
   れた電荷を水平方向に転送する第１と第２の水平電荷転
   送部と、 出力部とを有する固体撮像装置において、 前記撮像部、前記蓄積部および前記第１と第２の水平電
   荷転送部の転送電極は、不透明導電材料による一層電極
   の構成であり、 前記転送電極の電極間隔は、０．３μｍ以下であり、 前記第１と第２の水平電荷転送部との間に設けられた水
   平電荷転送部間転送電極は、前記撮像部と前記蓄積部に
   設けられる導電材料の遮光膜をパターニングして形成す
   るものであることを特徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 前記水平電荷転送部間転送電極下の埋め
   込みチャネル層のポテンシャルアジャストを行うため、
   イオン注入による埋め込みチャネル層の不純物濃度を変
   えたことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
3. 【請求項３】 複数の受光部がマトリクス状に配列さ
   れ、前記各受光部の垂直列毎に設けられて各受光部から
   の電荷を転送する第１の垂直電荷転送部を有する撮像部
   と、 前記第１の垂直電荷転送部より電荷が転送されるように
   設けられた第２の垂直電荷転送部からなる蓄積部と、 前記第２の垂直電荷転送部より電荷が転送され、転送さ
   れた電荷を水平方向に転送する第１と第２の水平電荷転
   送部と、 出力部とを有する固体撮像装置において、 前記撮像部、前記蓄積部および前記第１と第２の水平電
   荷転送部の転送電極とする不透明導電材料による導電膜
   を堆積する工程と、 前記出力部のＭＯＳトランジスタゲート電極形成や水平
   電荷転送部間の転送を行う水平電荷転送部間電荷転送領
   域や前記撮像部、前記蓄積部および前記第１と第２の水
   平電荷転送部の周辺の前記導電膜除去のために、フォト
   レジストを塗布してパターニングする工程と、 前記パターニングしたフォトレジストをマスクとして、
   前記導電膜をエッチングする第１のパターニング工程
   と、 前記水平電荷転送部間電荷転送領域の埋め込みチャネル
   層の不純物濃度を変えるために、前記パターニングした
   フォトレジストをマスクとしてイオン注入する工程と、 フォトレジストを塗布し、前記撮像部、前記蓄積部およ
   び前記第１と第２の水平電荷転送部の転送電極を形成す
   るための、少なくとも０．３μｍ以下のパターンを含
   む、前記フォトレジストのパターニング工程と、 前記パターニングしたフォトレジストをマスクとして、
   前記導電膜をエッチングする第２のパターニング工程
   と、 加熱処理を行い、転送電極間に形成されている前記フォ
   トレジストの０．３μｍ以下の間隔を融着させる工程
   と、 前記フォトレジストをマスクとしてイオン注入し、受光
   部を形成する工程と、 層間絶縁膜を堆積した後、導電材料による遮光膜を堆積
   する工程と、 前記遮光膜をパターニングし、前記撮像部と前記蓄積部
   の遮光膜および前記水平電荷転送部間転送電極を形成す
   る工程と、 を有することを特徴する固体撮像装置の製造方法。