JPH1145989A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- JPH1145989A JPH1145989A JP10096321A JP9632198A JPH1145989A JP H1145989 A JPH1145989 A JP H1145989A JP 10096321 A JP10096321 A JP 10096321A JP 9632198 A JP9632198 A JP 9632198A JP H1145989 A JPH1145989 A JP H1145989A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 良好な密着性を保持しつつ、スミア特性の向
上を図る。 【解決手段】 フォトダイオード部と、前記フォトダイ
オード部からの電荷信号を転送する電荷転送部とを具備
してなる固体撮像装置において、前記フォトダイオード
部に開口を有し、前記電荷転送部を覆う遮光膜１３が、
チタンナイトライド層またはチタン層からなる下地密着
層１２を介して形成されていることを特徴とする。
上を図る。 【解決手段】 フォトダイオード部と、前記フォトダイ
オード部からの電荷信号を転送する電荷転送部とを具備
してなる固体撮像装置において、前記フォトダイオード
部に開口を有し、前記電荷転送部を覆う遮光膜１３が、
チタンナイトライド層またはチタン層からなる下地密着
層１２を介して形成されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はビデオカメラなどに
用いられる固体撮像装置およびその製造方法に関する。
用いられる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】一般にこの種の固体撮像装置は、電荷転
送部での、光による誤動作を防止するため、フォトダイ
オード部に開口を有し、電荷転送部全体を覆う金属遮光
膜を備えている（特開平３−１７４７７１号）。以下、
図面を参照しつつ、従来の固体撮像装置について説明す
る。
送部での、光による誤動作を防止するため、フォトダイ
オード部に開口を有し、電荷転送部全体を覆う金属遮光
膜を備えている（特開平３−１７４７７１号）。以下、
図面を参照しつつ、従来の固体撮像装置について説明す
る。
【０００３】図１０は従来の固体撮像装置の一例を示す
断面図である。図１０において、１は半導体基板、２は
Ｐ型領域、３はフォトダイオード部のＮ-型領域、４は
垂直ＣＣＤ部のＮ型領域、５はＰ++領域である。そし
て、６はシリコン酸化膜、７はシリコン窒化膜、８はシ
リコン酸化膜、９はポリシリコン電極、１０はポリシリ
コン酸化膜、１１は層間絶縁膜、１６はポリシリコン
膜、１３はタングステンまたはそのシリサイドからなる
遮光膜、１４は層間絶縁膜、１５は保護膜である。
断面図である。図１０において、１は半導体基板、２は
Ｐ型領域、３はフォトダイオード部のＮ-型領域、４は
垂直ＣＣＤ部のＮ型領域、５はＰ++領域である。そし
て、６はシリコン酸化膜、７はシリコン窒化膜、８はシ
リコン酸化膜、９はポリシリコン電極、１０はポリシリ
コン酸化膜、１１は層間絶縁膜、１６はポリシリコン
膜、１３はタングステンまたはそのシリサイドからなる
遮光膜、１４は層間絶縁膜、１５は保護膜である。
【０００４】半導体基板１はＮ型のシリコン基板であ
る。この半導体基板１中にその一方の主面に沿ってＰ型
領域２が形成されている。このＰ型領域２中に半導体基
板１の一方の主面側から不純物を選択的に拡散させて、
フォトダイオード部のＮ-領域３と垂直ＣＣＤ部のＮ型
領域４とが所定寸法の間隔で形成されている。また、半
導体基板１の一方の主面上には、シリコン酸化膜６が形
成され、さらにその上にシリコン窒化膜７が選択的に形
成されている。シリコン窒化膜７上には薄いシリコン酸
化膜８が形成されている。
る。この半導体基板１中にその一方の主面に沿ってＰ型
領域２が形成されている。このＰ型領域２中に半導体基
板１の一方の主面側から不純物を選択的に拡散させて、
フォトダイオード部のＮ-領域３と垂直ＣＣＤ部のＮ型
領域４とが所定寸法の間隔で形成されている。また、半
導体基板１の一方の主面上には、シリコン酸化膜６が形
成され、さらにその上にシリコン窒化膜７が選択的に形
成されている。シリコン窒化膜７上には薄いシリコン酸
化膜８が形成されている。
【０００５】シリコン酸化膜８上には、減圧ＣＶＤ法に
よりゲート電極としてのポリシリコン電極９が形成さ
れ、このポリシリコン電極９上からその側面、さらには
酸化膜８およびシリコン窒化膜７の側面を覆うように、
酸化膜１０が形成されている。そして、この上層には、
ＣＶＤ法による層間絶縁膜１１が、酸化膜１０を覆うよ
うに形成されている。
よりゲート電極としてのポリシリコン電極９が形成さ
れ、このポリシリコン電極９上からその側面、さらには
酸化膜８およびシリコン窒化膜７の側面を覆うように、
酸化膜１０が形成されている。そして、この上層には、
ＣＶＤ法による層間絶縁膜１１が、酸化膜１０を覆うよ
うに形成されている。
【０００６】また、層間絶縁膜１１上には、ポリシリコ
ンからなる下地密着層１６と、タングステンまたはその
シリサイドからなる遮光膜１３とが積層されて形成され
ている。さらに、遮光膜１３上から酸化膜６上にわたっ
て層間絶縁膜１４が形成され、この層間絶縁膜１４上に
保護膜１５が形成されている。
ンからなる下地密着層１６と、タングステンまたはその
シリサイドからなる遮光膜１３とが積層されて形成され
ている。さらに、遮光膜１３上から酸化膜６上にわたっ
て層間絶縁膜１４が形成され、この層間絶縁膜１４上に
保護膜１５が形成されている。
【０００７】以上のように構成された固体撮像装置につ
いてその動作を説明する。半導体基板１中のＰ型領域２
中に形成されたＮ-型領域３は、フォトダイオード部で
あり、光電変換によって信号電荷を発生する。ポリシリ
コン電極９にパルス電圧を印加することによって、この
ポリシリコン電極９下の垂直ＣＣＤ部のＮ型領域４に、
Ｎ-型領域３から信号電荷を移動させる。次に１層目の
ポリシリコン電極（図示せず）と２層目となる上述のポ
リシリコン電極９の間にパルス信号を交互に印加して信
号電荷を転送する。
いてその動作を説明する。半導体基板１中のＰ型領域２
中に形成されたＮ-型領域３は、フォトダイオード部で
あり、光電変換によって信号電荷を発生する。ポリシリ
コン電極９にパルス電圧を印加することによって、この
ポリシリコン電極９下の垂直ＣＣＤ部のＮ型領域４に、
Ｎ-型領域３から信号電荷を移動させる。次に１層目の
ポリシリコン電極（図示せず）と２層目となる上述のポ
リシリコン電極９の間にパルス信号を交互に印加して信
号電荷を転送する。
【０００８】遮光膜１３は、一般に高融点金属、たとえ
ばタングステンまたはそのシリサイドで作製される。こ
の遮光膜１３は膜ストレスが高く、単層ではきわめて密
着性が悪い。そのために、従来、上述したようにポリシ
リコンからなる下地密着層を介在させることによって、
タングステンまたはそのシリサイドからなる遮光膜１３
の膜ストレスを緩和させ、密着性を高めるという方策が
とられている。また、電荷転送部についてもその全体を
高融点金属またはそのシリサイドからなる遮光膜で覆っ
た構造が提案されている（特開平７−３００９０号）。
ばタングステンまたはそのシリサイドで作製される。こ
の遮光膜１３は膜ストレスが高く、単層ではきわめて密
着性が悪い。そのために、従来、上述したようにポリシ
リコンからなる下地密着層を介在させることによって、
タングステンまたはそのシリサイドからなる遮光膜１３
の膜ストレスを緩和させ、密着性を高めるという方策が
とられている。また、電荷転送部についてもその全体を
高融点金属またはそのシリサイドからなる遮光膜で覆っ
た構造が提案されている（特開平７−３００９０号）。
【０００９】図１１はその部分の断面図である。図１１
において、１７はポリシリコンからなる下地密着層であ
り、１８はタングステンなどの高融点金属またはそのシ
リサイドからなる電荷転送電極で、酸化膜８上に順次形
成されており、電荷転送電極１８は下地密着層１７を介
して酸化膜８に密着している。その他の構成要素で図１
０に示した要素と対応するものには同じ符号を付してい
る。
において、１７はポリシリコンからなる下地密着層であ
り、１８はタングステンなどの高融点金属またはそのシ
リサイドからなる電荷転送電極で、酸化膜８上に順次形
成されており、電荷転送電極１８は下地密着層１７を介
して酸化膜８に密着している。その他の構成要素で図１
０に示した要素と対応するものには同じ符号を付してい
る。
【００１０】この固体撮像装置では、電荷転送電極１８
をそれぞれ交互に第１相電極と第２相電極に区別し、第
２相電極にパルス電圧を印加することによって、図１０
に示した第２相電極９下の垂直ＣＣＤ部のＮ型領域４に
信号電荷を移動させる。次に第１相電極と第２相電極に
パルス信号を交互に印加して信号電荷を転送する。上述
したように、高融点金属またはそのシリサイドからなる
電荷転送電極１８は膜ストレスが高く、単層ではきわめ
て密着性が悪いことから、ポリシリコンからなる下地密
着層１７を介在させることでその膜ストレスを緩和し、
密着性を高めるという方法がとられている。
をそれぞれ交互に第１相電極と第２相電極に区別し、第
２相電極にパルス電圧を印加することによって、図１０
に示した第２相電極９下の垂直ＣＣＤ部のＮ型領域４に
信号電荷を移動させる。次に第１相電極と第２相電極に
パルス信号を交互に印加して信号電荷を転送する。上述
したように、高融点金属またはそのシリサイドからなる
電荷転送電極１８は膜ストレスが高く、単層ではきわめ
て密着性が悪いことから、ポリシリコンからなる下地密
着層１７を介在させることでその膜ストレスを緩和し、
密着性を高めるという方法がとられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成では、下地密着層を遮光膜下に配置することか
ら、遮光膜の下地膜厚が増加し、下地密着層とそれに接
する層との界面間を多重反射する光がスミア成分となっ
てスミア特性を劣化させるという問題があった。また、
下地膜厚が増大すればするほど、フォトダイオードに入
射する斜め方向からの光が増大し、この下地密着層を透
過して電荷転送部に到達し、これがスミア成分となると
いう問題もあった。さらに、下地密着層の膜厚分、フォ
トダイオード部分との表面段差が大きくなるため、遮光
膜の膜厚を十分に大きくとることができず、遮光領域上
からの透過光の問題もスミア成分の原因として、無視す
ることができない問題となっている。
た構成では、下地密着層を遮光膜下に配置することか
ら、遮光膜の下地膜厚が増加し、下地密着層とそれに接
する層との界面間を多重反射する光がスミア成分となっ
てスミア特性を劣化させるという問題があった。また、
下地膜厚が増大すればするほど、フォトダイオードに入
射する斜め方向からの光が増大し、この下地密着層を透
過して電荷転送部に到達し、これがスミア成分となると
いう問題もあった。さらに、下地密着層の膜厚分、フォ
トダイオード部分との表面段差が大きくなるため、遮光
膜の膜厚を十分に大きくとることができず、遮光領域上
からの透過光の問題もスミア成分の原因として、無視す
ることができない問題となっている。
【００１２】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、良好な密着性を保持しつつ、ＣＣＤの電荷転送部へ
の光の入り込みを抑え、スミア特性の良好な固体撮像装
置を提供することを目的とする。
で、良好な密着性を保持しつつ、ＣＣＤの電荷転送部へ
の光の入り込みを抑え、スミア特性の良好な固体撮像装
置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の固体撮像装置は、フォトダイオード部と、
前記フォトダイオード部からの電荷信号を転送する電荷
転送部とを具備してなる固体撮像装置において、前記フ
ォトダイオード部に開口を有し、前記電荷転送部全体を
覆う遮光膜が、チタンナイトライド層またはチタン層の
いずれかからなる下地密着層を介して形成されているこ
とを特徴とする。本発明によれば、下地密着層としてチ
タンナイトライド層、チタン層のうちのいずれかを用い
ているため、密着性が良好でかつ遮光性が高く、かつ反
射率も低いため、多重反射によるスミア特性の低下が抑
制され、信頼性が高くスミア特性の良好な固体撮像装置
を提供することが可能となる。また、下地密着層自体に
遮光性があるため、遮光膜自体の膜厚も低減され、表面
の平坦性を高めることが可能となる。
に、本発明の固体撮像装置は、フォトダイオード部と、
前記フォトダイオード部からの電荷信号を転送する電荷
転送部とを具備してなる固体撮像装置において、前記フ
ォトダイオード部に開口を有し、前記電荷転送部全体を
覆う遮光膜が、チタンナイトライド層またはチタン層の
いずれかからなる下地密着層を介して形成されているこ
とを特徴とする。本発明によれば、下地密着層としてチ
タンナイトライド層、チタン層のうちのいずれかを用い
ているため、密着性が良好でかつ遮光性が高く、かつ反
射率も低いため、多重反射によるスミア特性の低下が抑
制され、信頼性が高くスミア特性の良好な固体撮像装置
を提供することが可能となる。また、下地密着層自体に
遮光性があるため、遮光膜自体の膜厚も低減され、表面
の平坦性を高めることが可能となる。
【００１４】本発明の固体撮像装置は、前記下地密着層
の膜厚は、１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを
特徴とする。膜厚が２００ｎｍを超えると、遮光膜の膜
厚が必要以上に厚くなり、感度特性が劣化する。また１
０ｎｍに満たないと、透過光によるスミア特性の劣化が
起こる。また、本発明の固体撮像装置は、前記下地密着
層の膜厚を１０ｎｍ〜７０ｎｍとしたことを特徴とす
る。膜厚が７０ｎｍを超えると、感度、スミア特性の両
方を満足するもっとも効果的な遮光膜の膜厚設定が困難
になる。一方、１０ｎｍに満たないと、透過光によるス
ミア特性の劣化が起こる。
の膜厚は、１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを
特徴とする。膜厚が２００ｎｍを超えると、遮光膜の膜
厚が必要以上に厚くなり、感度特性が劣化する。また１
０ｎｍに満たないと、透過光によるスミア特性の劣化が
起こる。また、本発明の固体撮像装置は、前記下地密着
層の膜厚を１０ｎｍ〜７０ｎｍとしたことを特徴とす
る。膜厚が７０ｎｍを超えると、感度、スミア特性の両
方を満足するもっとも効果的な遮光膜の膜厚設定が困難
になる。一方、１０ｎｍに満たないと、透過光によるス
ミア特性の劣化が起こる。
【００１５】本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜を高
融点金属、高融点金属のシリサイドまたはアルミニウム
合金で構成したことを特徴とする。高融点金属またはそ
のシリサイドは、高温に耐え得るため、熱処理での基板
ダメージ緩和によって、暗電流、白キズ特性の向上が可
能な、固体撮像装置を得ることが可能となる。アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金は、高温には耐え得ない
が、反射率が極めて高く、遮光特性が極めて高いという
特徴をもっている。このアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の下地密着層として、薄くかつ遮光性が高く反射
率の低いチタンシリサイドまたはチタンを用いることに
より、多重反射によるスミア特性の劣化を抑制し、より
信頼性の高い固体撮像装置を得ることが可能となる。
融点金属、高融点金属のシリサイドまたはアルミニウム
合金で構成したことを特徴とする。高融点金属またはそ
のシリサイドは、高温に耐え得るため、熱処理での基板
ダメージ緩和によって、暗電流、白キズ特性の向上が可
能な、固体撮像装置を得ることが可能となる。アルミニ
ウムまたはアルミニウム合金は、高温には耐え得ない
が、反射率が極めて高く、遮光特性が極めて高いという
特徴をもっている。このアルミニウムまたはアルミニウ
ム合金の下地密着層として、薄くかつ遮光性が高く反射
率の低いチタンシリサイドまたはチタンを用いることに
より、多重反射によるスミア特性の劣化を抑制し、より
信頼性の高い固体撮像装置を得ることが可能となる。
【００１６】本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜の膜
厚を５０ｎｍ〜３５０ｎｍとしたことを特徴とする。膜
厚が３５０ｎｍを超えると、感度、スミア特性の両方を
満足するもっとも効果的な遮光膜厚の設定が困難とな
る。５０ｎｍに満たないと透過光によるスミア特性の劣
化が起こる。本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜の膜
厚を５０ｎｍ〜１００ｎｍとしたことを特徴とする。遮
光性の高いチタンナイトライド膜を下地密着層として使
用しているため、遮光膜の膜厚をより薄くすることが可
能となり、平坦性を高めることが可能となる。
厚を５０ｎｍ〜３５０ｎｍとしたことを特徴とする。膜
厚が３５０ｎｍを超えると、感度、スミア特性の両方を
満足するもっとも効果的な遮光膜厚の設定が困難とな
る。５０ｎｍに満たないと透過光によるスミア特性の劣
化が起こる。本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜の膜
厚を５０ｎｍ〜１００ｎｍとしたことを特徴とする。遮
光性の高いチタンナイトライド膜を下地密着層として使
用しているため、遮光膜の膜厚をより薄くすることが可
能となり、平坦性を高めることが可能となる。
【００１７】本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜の膜
厚を、前記下地密着層の膜厚の５倍以上であることを特
徴とする。かかる構成によればより良好な密着性の向上
をはかることが可能となる。本発明の固体撮像装置は、
前記遮光膜が、フォトダイオード部の開口において、前
記下地密着層よりも端部が突出するようにしたことを特
徴とする。かかる構成によれば、斜め方向からの光は遮
光膜によって遮断され、下地密着層に到達するのを防止
することができるため、スミア特性のさらなる向上をは
かることが可能となる。
厚を、前記下地密着層の膜厚の５倍以上であることを特
徴とする。かかる構成によればより良好な密着性の向上
をはかることが可能となる。本発明の固体撮像装置は、
前記遮光膜が、フォトダイオード部の開口において、前
記下地密着層よりも端部が突出するようにしたことを特
徴とする。かかる構成によれば、斜め方向からの光は遮
光膜によって遮断され、下地密着層に到達するのを防止
することができるため、スミア特性のさらなる向上をは
かることが可能となる。
【００１８】本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜を、
チタンナイトライド層またはチタン層のいずれかで構成
したことを特徴とする。かかる構成によれば、斜め方向
からの光は遮光膜によって遮断され、すなわちチタンナ
イトライド層単層で下地密着層と遮光膜との両方の機能
を具備し、製造が容易で信頼性の高い固体撮像素子を得
ることが可能となる。
チタンナイトライド層またはチタン層のいずれかで構成
したことを特徴とする。かかる構成によれば、斜め方向
からの光は遮光膜によって遮断され、すなわちチタンナ
イトライド層単層で下地密着層と遮光膜との両方の機能
を具備し、製造が容易で信頼性の高い固体撮像素子を得
ることが可能となる。
【００１９】本発明の固体撮像装置は、前記フォトダイ
オード部の開口において、前記遮光膜が前記下地密着層
の端部を覆うように構成したことを特徴とする。かかる
構成によれば、斜め方向からの光は遮光膜によって遮断
され、下地密着層に到達するのを防止することができる
ため、スミア特性のさらなる向上をはかることが可能と
なる。
オード部の開口において、前記遮光膜が前記下地密着層
の端部を覆うように構成したことを特徴とする。かかる
構成によれば、斜め方向からの光は遮光膜によって遮断
され、下地密着層に到達するのを防止することができる
ため、スミア特性のさらなる向上をはかることが可能と
なる。
【００２０】本発明の固体撮像装置の製造方法は、基板
上にフォトダイオード部および電荷転送部を形成する工
程と、前記基板表面に、前記フォトダイオード部に開口
を有し、電荷転送部を覆うように下地密着層のパターン
を形成する工程と、前記下地密着層上に遮光膜を形成
し、前記開口における前記下地密着層の端部を覆うよう
にパターニングする工程とを含むことを特徴とする。上
記方法によれば、下地密着層の端部は遮光膜で覆われて
いるため、斜め方向からの光は遮光膜によって遮断さ
れ、下地密着層に到達するのを防止することができるた
め、スミア特性のさらなる向上をはかることが可能とな
る。
上にフォトダイオード部および電荷転送部を形成する工
程と、前記基板表面に、前記フォトダイオード部に開口
を有し、電荷転送部を覆うように下地密着層のパターン
を形成する工程と、前記下地密着層上に遮光膜を形成
し、前記開口における前記下地密着層の端部を覆うよう
にパターニングする工程とを含むことを特徴とする。上
記方法によれば、下地密着層の端部は遮光膜で覆われて
いるため、斜め方向からの光は遮光膜によって遮断さ
れ、下地密着層に到達するのを防止することができるた
め、スミア特性のさらなる向上をはかることが可能とな
る。
【００２１】本発明の固体撮像装置は、フォトダイオー
ド部と、前記フォトダイオード部で生成された電荷を転
送する電荷転送部とを備え、前記電荷転送部表面に形成
される電荷転送電極がチタンナイトライドおよびチタン
のいずれかからなる下地密着層を介して形成されている
ことを特徴とする。かかる構成によれば、下地密着層と
してチタンナイトライドおよびチタンのいずれかを用い
ているため、密着性が良好でかつ遮光性も高く、かつ反
射率も低いため、多重反射によるスミア特性の低下も抑
制され、スミア特性の良好な固体撮像装置を提供するこ
とが可能となる。また、下地密着層自体に遮光性がある
ため、電荷転送電極自体の膜厚も低減され、表面の平坦
性を高めることが可能となる。
ド部と、前記フォトダイオード部で生成された電荷を転
送する電荷転送部とを備え、前記電荷転送部表面に形成
される電荷転送電極がチタンナイトライドおよびチタン
のいずれかからなる下地密着層を介して形成されている
ことを特徴とする。かかる構成によれば、下地密着層と
してチタンナイトライドおよびチタンのいずれかを用い
ているため、密着性が良好でかつ遮光性も高く、かつ反
射率も低いため、多重反射によるスミア特性の低下も抑
制され、スミア特性の良好な固体撮像装置を提供するこ
とが可能となる。また、下地密着層自体に遮光性がある
ため、電荷転送電極自体の膜厚も低減され、表面の平坦
性を高めることが可能となる。
【００２２】本発明の固体撮像装置は、前記下地密着層
の膜厚が１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特
徴とする。膜厚が２００ｎｍを超えると、段差が高く感
度特性が劣化する。１０ｎｍに満たないと、十分な転送
効率が確保できず、また透過光によるスミア特性の劣化
が起こる。本発明の固体撮像装置は、前記下地密着層の
膜厚が１０ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする。膜
厚が５０ｎｍを超えると、十分な転送効率を確保できる
抵抗値と、良好な感度特性を維持することができる、最
も効果的な膜厚を設定することが困難である。
の膜厚が１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特
徴とする。膜厚が２００ｎｍを超えると、段差が高く感
度特性が劣化する。１０ｎｍに満たないと、十分な転送
効率が確保できず、また透過光によるスミア特性の劣化
が起こる。本発明の固体撮像装置は、前記下地密着層の
膜厚が１０ｎｍ〜５０ｎｍであることを特徴とする。膜
厚が５０ｎｍを超えると、十分な転送効率を確保できる
抵抗値と、良好な感度特性を維持することができる、最
も効果的な膜厚を設定することが困難である。
【００２３】本発明の固体撮像装置は、前記電荷転送電
極が高融点金属またはそのシリサイドからなることを特
徴とする。高融点金属またはそのシリサイドは、高温に
耐え得るため、熱処理での基板ダメージ緩和による暗電
流、白キズ特性の向上が可能な、固体撮像装置を得るこ
とが可能となる。本発明の固体撮像装置は、前記電荷転
送電極の膜厚が５０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴
とする。膜厚が２００ｎｍを超えると、段差が高く感度
特性が劣化する。５０ｎｍに満たないと、十分な転送効
率が確保できず、また透過光によるスミア特性の劣化が
起こる。
極が高融点金属またはそのシリサイドからなることを特
徴とする。高融点金属またはそのシリサイドは、高温に
耐え得るため、熱処理での基板ダメージ緩和による暗電
流、白キズ特性の向上が可能な、固体撮像装置を得るこ
とが可能となる。本発明の固体撮像装置は、前記電荷転
送電極の膜厚が５０ｎｍ〜２００ｎｍであることを特徴
とする。膜厚が２００ｎｍを超えると、段差が高く感度
特性が劣化する。５０ｎｍに満たないと、十分な転送効
率が確保できず、また透過光によるスミア特性の劣化が
起こる。
【００２４】本発明の固体撮像装置は、前記電荷転送電
極の膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とす
る。遮光性の高いチタンナイトライド膜を下地密着層と
して使用しているため、電荷転送電極の膜厚をより薄く
することが可能となり、平坦性を高めることが可能とな
る。本発明の固体撮像装置は、前記電荷転送電極の膜厚
が、前記下地密着層の膜厚の５倍以上であることを特徴
とする。かかる構成によればより良好な密着性の向上を
はかることが可能となる。
極の膜厚が５０ｎｍ〜１００ｎｍであることを特徴とす
る。遮光性の高いチタンナイトライド膜を下地密着層と
して使用しているため、電荷転送電極の膜厚をより薄く
することが可能となり、平坦性を高めることが可能とな
る。本発明の固体撮像装置は、前記電荷転送電極の膜厚
が、前記下地密着層の膜厚の５倍以上であることを特徴
とする。かかる構成によればより良好な密着性の向上を
はかることが可能となる。
【００２５】本発明の固体撮像装置は、前記電荷転送電
極を、前記下地密着層よりも端部が突出するように構成
したことを特徴とする。かかる構成によれば、斜め方向
からの光は遮光膜によって遮断され、下地密着層に到達
するのを防止することができるため、スミア特性のさら
なる向上をはかることが可能となる。本発明の固体撮像
装置は、前記電荷転送電極が前記下地密着層の端部を覆
うように形成したことを特徴とする。かかる構成によれ
ば、斜め方向からの光は電荷転送電極によって遮断さ
れ、下地密着層に到達するのを防止することができるた
め、スミア特性のさらなる向上をはかることが可能とな
る。
極を、前記下地密着層よりも端部が突出するように構成
したことを特徴とする。かかる構成によれば、斜め方向
からの光は遮光膜によって遮断され、下地密着層に到達
するのを防止することができるため、スミア特性のさら
なる向上をはかることが可能となる。本発明の固体撮像
装置は、前記電荷転送電極が前記下地密着層の端部を覆
うように形成したことを特徴とする。かかる構成によれ
ば、斜め方向からの光は電荷転送電極によって遮断さ
れ、下地密着層に到達するのを防止することができるた
め、スミア特性のさらなる向上をはかることが可能とな
る。
【００２６】本発明の固体撮像装置は、前記遮光膜をチ
タンナイトライドで構成したことを特徴とする。すなわ
ち、チタンナイトライド層単層で下地密着層と電荷転送
電極との両方の機能を具備し、製造が容易でかつ電極が
低抵抗で伝送損失が少なく信頼性の高い固体撮像装置を
得ることが可能となる。本発明の固体撮像装置は、基板
表面にフォトダイオード部と、電荷転送部とを形成する
工程と、前記電荷転送部表面に電極パターン形状をなす
ように下地密着層を形成する工程と、前記下地密着層の
パターンを覆うようにこの上層に遮光膜からなる電荷転
送電極を形成する工程とを備えたことを特徴とする。上
記方法によれば、下地密着層の端部は遮光膜からなる電
荷転送電極で覆われているため、斜め方向からの光は電
荷転送電極によって遮断され、下地密着層に到達するの
を防止することができるため、スミア特性のさらなる向
上をはかることが可能となる。
タンナイトライドで構成したことを特徴とする。すなわ
ち、チタンナイトライド層単層で下地密着層と電荷転送
電極との両方の機能を具備し、製造が容易でかつ電極が
低抵抗で伝送損失が少なく信頼性の高い固体撮像装置を
得ることが可能となる。本発明の固体撮像装置は、基板
表面にフォトダイオード部と、電荷転送部とを形成する
工程と、前記電荷転送部表面に電極パターン形状をなす
ように下地密着層を形成する工程と、前記下地密着層の
パターンを覆うようにこの上層に遮光膜からなる電荷転
送電極を形成する工程とを備えたことを特徴とする。上
記方法によれば、下地密着層の端部は遮光膜からなる電
荷転送電極で覆われているため、斜め方向からの光は電
荷転送電極によって遮断され、下地密着層に到達するの
を防止することができるため、スミア特性のさらなる向
上をはかることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。 実施の形態１ 図１は本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置の断面
図であり、図２はその製造方法を説明するための工程順
断面図である。
て、図面を参照しつつ詳細に説明する。 実施の形態１ 図１は本発明の第１の実施の形態の固体撮像装置の断面
図であり、図２はその製造方法を説明するための工程順
断面図である。
【００２８】図１および図２において、１はＮ型シリコ
ンからなる半導体基板、２はＰ型領域、３はフォトダイ
オード部のＮ-型領域であり、その上には開口が設けら
れている。４は垂直ＣＣＤ部のＮ型領域、５はＰ++領域
である。そして、６は第１のシリコン酸化膜、７はシリ
コン窒化膜、８は薄い第２のシリコン酸化膜、９はポリ
シリコン電極、１０はポリシリコン酸化膜、１１は第１
の層間絶縁膜、１２はチタンナイトライドからなる下地
密着層、１３はタングステンまたはそのシリサイドから
なる遮光膜、１４は第２の層間絶縁膜、１５は保護膜で
ある。
ンからなる半導体基板、２はＰ型領域、３はフォトダイ
オード部のＮ-型領域であり、その上には開口が設けら
れている。４は垂直ＣＣＤ部のＮ型領域、５はＰ++領域
である。そして、６は第１のシリコン酸化膜、７はシリ
コン窒化膜、８は薄い第２のシリコン酸化膜、９はポリ
シリコン電極、１０はポリシリコン酸化膜、１１は第１
の層間絶縁膜、１２はチタンナイトライドからなる下地
密着層、１３はタングステンまたはそのシリサイドから
なる遮光膜、１４は第２の層間絶縁膜、１５は保護膜で
ある。
【００２９】Ｎ型シリコンからなる半導体基板１中に、
その一方の主面側からＰ型不純物を拡散させてＰ型領域
２を形成する。このＰ型領域２内に半導体基板１の前記
主面側から公知の方法を用いてＮ型不純物を選択的に拡
散させて、フォトダイオード部のＮ-型領域３と垂直Ｃ
ＣＤ部のＮ型領域４を所定の間隔をおいて形成する。そ
して、Ｎ-型領域３内に前記主面側からＰ型不純物を選
択的に拡散させてＰ++領域５を形成してから、半導体基
板１の前記主面上に第１のシリコン酸化膜６を形成する
（図２（ａ））。
その一方の主面側からＰ型不純物を拡散させてＰ型領域
２を形成する。このＰ型領域２内に半導体基板１の前記
主面側から公知の方法を用いてＮ型不純物を選択的に拡
散させて、フォトダイオード部のＮ-型領域３と垂直Ｃ
ＣＤ部のＮ型領域４を所定の間隔をおいて形成する。そ
して、Ｎ-型領域３内に前記主面側からＰ型不純物を選
択的に拡散させてＰ++領域５を形成してから、半導体基
板１の前記主面上に第１のシリコン酸化膜６を形成する
（図２（ａ））。
【００３０】次に、第１のシリコン酸化膜６上にシリコ
ン窒化膜７と第２のシリコン酸化膜８とを順次形成した
後、減圧ＣＶＤ法によってポリシリコンを堆積させてポ
リシリコン電極９を形成する（図２（ｂ））。次に、ド
ライエッチング法で、ポリシリコン電極９と第２のシリ
コン酸化膜８、シリコン窒化膜７を、Ｎ型領域４上、な
らびにＮ型領域４とＰ++領域５との間の領域上を残して
他の部分を選択的に除去する（図２（ｃ））。
ン窒化膜７と第２のシリコン酸化膜８とを順次形成した
後、減圧ＣＶＤ法によってポリシリコンを堆積させてポ
リシリコン電極９を形成する（図２（ｂ））。次に、ド
ライエッチング法で、ポリシリコン電極９と第２のシリ
コン酸化膜８、シリコン窒化膜７を、Ｎ型領域４上、な
らびにＮ型領域４とＰ++領域５との間の領域上を残して
他の部分を選択的に除去する（図２（ｃ））。
【００３１】次に、ポリシリコン電極９と、第２のシリ
コン酸化膜８およびシリコン窒化膜７の側壁面を覆うよ
うにポリシリコン酸化膜１０を形成してから（図２
（ｄ））、このポリシリコン酸化膜１０上およびその側
壁面上と、第１のシリコン酸化膜６上とに、第１の層間
絶縁膜１１と下地密着層１２、遮光膜１３を順次積層さ
せて形成する（図２（ｅ））。
コン酸化膜８およびシリコン窒化膜７の側壁面を覆うよ
うにポリシリコン酸化膜１０を形成してから（図２
（ｄ））、このポリシリコン酸化膜１０上およびその側
壁面上と、第１のシリコン酸化膜６上とに、第１の層間
絶縁膜１１と下地密着層１２、遮光膜１３を順次積層さ
せて形成する（図２（ｅ））。
【００３２】ここで遮光膜１３の下地密着層１２は、ス
パッタ法でチタンナイトライドを２００ｎｍ以下、１０
ｎｍ以上の膜厚に堆積させて形成し、遮光膜１３は、Ｃ
ＶＤ法でタングステンまたはそのシリサイドを堆積させ
て形成した。そして図２（ｆ）に示すように遮光膜１３
および下地密着層１２を選択的に除去し、フォトダイオ
ード領域に開口を形成する。このとき、第1の層間絶縁
膜11は除去することなく、受光領域上も覆っている。そ
して、層間絶縁膜１４を、タングステンまたはそのシリ
サイド遮光膜１３および第１の層間絶縁膜１１上に形成
する。
パッタ法でチタンナイトライドを２００ｎｍ以下、１０
ｎｍ以上の膜厚に堆積させて形成し、遮光膜１３は、Ｃ
ＶＤ法でタングステンまたはそのシリサイドを堆積させ
て形成した。そして図２（ｆ）に示すように遮光膜１３
および下地密着層１２を選択的に除去し、フォトダイオ
ード領域に開口を形成する。このとき、第1の層間絶縁
膜11は除去することなく、受光領域上も覆っている。そ
して、層間絶縁膜１４を、タングステンまたはそのシリ
サイド遮光膜１３および第１の層間絶縁膜１１上に形成
する。
【００３３】このようにして遮光膜１３及びその下地密
着層１２の、Ｎ型領域４上からＰ++領域５におけるＮ-
型領域３寄りの領域上までの部分を残し、他の部分を選
択的に除去した後（図２（ｆ））、遮光膜１３上および
その側壁面上と、第１の層間絶縁膜１１上とに、第２の
層間絶縁膜１４と保護膜１５とを順次積層形成する（図
２（ｇ））。
着層１２の、Ｎ型領域４上からＰ++領域５におけるＮ-
型領域３寄りの領域上までの部分を残し、他の部分を選
択的に除去した後（図２（ｆ））、遮光膜１３上および
その側壁面上と、第１の層間絶縁膜１１上とに、第２の
層間絶縁膜１４と保護膜１５とを順次積層形成する（図
２（ｇ））。
【００３４】以上のようにして図１に示した固体撮像装
置が作製される。この固体撮像装置において、Ｐ型領域
２中のＮ-型領域３での光電変換によって発生した信号
電荷は、第２層目である第2相のポリシリコン電極９に
パルス電圧を印加することによって、その直下の垂直Ｃ
ＣＤ部のＮ型領域４に移動する。次に第１層目である第
１相のポリシリコン電極と上記第2相のポリシリコン電
極９にパルス信号を交互に印加して信号電荷を転送す
る。
置が作製される。この固体撮像装置において、Ｐ型領域
２中のＮ-型領域３での光電変換によって発生した信号
電荷は、第２層目である第2相のポリシリコン電極９に
パルス電圧を印加することによって、その直下の垂直Ｃ
ＣＤ部のＮ型領域４に移動する。次に第１層目である第
１相のポリシリコン電極と上記第2相のポリシリコン電
極９にパルス信号を交互に印加して信号電荷を転送す
る。
【００３５】ところで、タングステンなどの高融点金属
あるいはそのシリサイドを用いて遮光膜１３を形成する
と、上述したようにその膜ストレスが大きいために、下
地との密着性が悪く、非常に剥がれやすい。通常、ポリ
シリコン層上にタングステンなどの高融点金属またはそ
のシリサイドからなる遮光膜１３を形成すると、膜スト
レスが緩和されて密着性が改善される。しかしながら、
遮光膜１３の下地密着層としてポリシリコンを用いる
と、前述したように遮光膜１３の下地膜厚が増大して、
図1に破線で示すように、下地密着層とそれに接する層
との界面間を多重反射した光が電荷転送部に入射しスミ
ア成分となって特性を劣化させる。
あるいはそのシリサイドを用いて遮光膜１３を形成する
と、上述したようにその膜ストレスが大きいために、下
地との密着性が悪く、非常に剥がれやすい。通常、ポリ
シリコン層上にタングステンなどの高融点金属またはそ
のシリサイドからなる遮光膜１３を形成すると、膜スト
レスが緩和されて密着性が改善される。しかしながら、
遮光膜１３の下地密着層としてポリシリコンを用いる
と、前述したように遮光膜１３の下地膜厚が増大して、
図1に破線で示すように、下地密着層とそれに接する層
との界面間を多重反射した光が電荷転送部に入射しスミ
ア成分となって特性を劣化させる。
【００３６】本発明では、下地密着層１２をチタンナイ
トライドで形成し、その上に高融点金属またはそのシリ
サイドからなる遮光膜１３を、垂直ＣＣＤ部のＮ型領域
４、Ｎ型領域４とＰ++領域５との間の領域およびそれに
接するＰ++領域５の一部の領域を覆うように配置した。
下地密着層１２としてのチタンナイトライド膜は、遮光
性に優れ、膜厚２００ｎｍで１０-4以下の透過率であっ
て、熱処理によってもその遮光性が劣化しないという特
質をもっている。そのため、下地密着層１２として用い
た場合、遮光膜１３の下地透明部分の膜厚が増加せず、
スミア成分となる多重反射によって電荷転送部に達する
光量を効果的に減少させることができる。さらに、チタ
ンナイトライド膜は一般に反射防止膜としても用いられ
る低反射率の材料であり、その反射率がアルミニウム膜
の約３０％、タングステン膜の５０％であるので、光が
遮光膜１３の裏面側で反射し電荷転送部に入り込むこと
を抑制し、スミア成分の発生を大幅に低減させることが
できる。
トライドで形成し、その上に高融点金属またはそのシリ
サイドからなる遮光膜１３を、垂直ＣＣＤ部のＮ型領域
４、Ｎ型領域４とＰ++領域５との間の領域およびそれに
接するＰ++領域５の一部の領域を覆うように配置した。
下地密着層１２としてのチタンナイトライド膜は、遮光
性に優れ、膜厚２００ｎｍで１０-4以下の透過率であっ
て、熱処理によってもその遮光性が劣化しないという特
質をもっている。そのため、下地密着層１２として用い
た場合、遮光膜１３の下地透明部分の膜厚が増加せず、
スミア成分となる多重反射によって電荷転送部に達する
光量を効果的に減少させることができる。さらに、チタ
ンナイトライド膜は一般に反射防止膜としても用いられ
る低反射率の材料であり、その反射率がアルミニウム膜
の約３０％、タングステン膜の５０％であるので、光が
遮光膜１３の裏面側で反射し電荷転送部に入り込むこと
を抑制し、スミア成分の発生を大幅に低減させることが
できる。
【００３７】このように、第1の実施の形態の構成によ
れば、図1に矢印で示すように斜め方向からの光線は、
薄い下地密着層に到達することなく、遮光膜で良好に遮
断される。従って多重反射をより高度に抑制することが
可能である。なお、チタンナイトライド膜は、その膜厚
が１０ｎｍ以上であれば、優れた密着性を維持すること
ができる。また、２００ｎｍを超えると、段差被覆性が
悪くなり、上層に形成する遮光膜にはがれが生じやすい
という問題がある。
れば、図1に矢印で示すように斜め方向からの光線は、
薄い下地密着層に到達することなく、遮光膜で良好に遮
断される。従って多重反射をより高度に抑制することが
可能である。なお、チタンナイトライド膜は、その膜厚
が１０ｎｍ以上であれば、優れた密着性を維持すること
ができる。また、２００ｎｍを超えると、段差被覆性が
悪くなり、上層に形成する遮光膜にはがれが生じやすい
という問題がある。
【００３８】さらに望ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以
下とするのが望ましい。かかる範囲内では段差被覆性も
良好で、かつ密着性を高めることができ、スミア特性の
向上と装置としての信頼性の向上を図ることが可能とな
る。ここで、上記効果を解析すべく、チタンナイトライ
ド膜の透過率と膜厚との関係を測定した。その結果を図
３に示す。比較のためにタングステン、タングステンシ
リサイド、およびチタンについても測定した。なおここ
でこの測定は、９００℃の窒素雰囲気中で６０分の熱処
理を行った後に行ったものである。
下とするのが望ましい。かかる範囲内では段差被覆性も
良好で、かつ密着性を高めることができ、スミア特性の
向上と装置としての信頼性の向上を図ることが可能とな
る。ここで、上記効果を解析すべく、チタンナイトライ
ド膜の透過率と膜厚との関係を測定した。その結果を図
３に示す。比較のためにタングステン、タングステンシ
リサイド、およびチタンについても測定した。なおここ
でこの測定は、９００℃の窒素雰囲気中で６０分の熱処
理を行った後に行ったものである。
【００３９】また、チタンナイトライド膜の反射率と測
定波長との関係について測定した結果を図４に示す。比
較のためにタングステン、タングステンシリサイド、お
よびアルミニウムシリサイドについても測定した。遮光
膜としてタングステンシリサイドを用いる場合には、１
００から３５０ｎｍ、タングステンを用いる場合には５
０から１００ｎｍ、モリブデンシリサイドを用いる場合
には１００から３５０ｎｍ、アルミニウム合金を用いる
場合には５０から１００ｎｍとするのが望ましい。 実施の形態２ なお、前記第1の実施の形態では、下地密着層と遮光膜
とを、同一パターン形状となるように形成したが、本発
明の第２の実施の形態として、図５に示すように下地密
着層１２の端部を遮光膜１３の端部よりも控えるように
することも可能である。この実施の形態によれば、矢印
で示すように斜め方向からの光線は、薄い下地密着層に
到達することなく、遮光膜で良好に遮断される。従って
多重反射をより高度に抑制することが可能である。製造
に際しては、下地密着層１２と遮光膜１３とのパターニ
ングに際し、下地密着層のみにサイドエッチを生じさせ
るようなエッチング条件を選択することにより容易に形
成可能である。 実施の形態３ また、本発明の第３の実施の形態として、図６に示すよ
うに下地密着層１２の端部を遮光膜１３で覆うようにす
ることも可能である。かかる構成によれば、矢印で示す
ように斜め方向からの光線は、下地密着層に到達するこ
となく、完全に遮光膜で遮断される。
定波長との関係について測定した結果を図４に示す。比
較のためにタングステン、タングステンシリサイド、お
よびアルミニウムシリサイドについても測定した。遮光
膜としてタングステンシリサイドを用いる場合には、１
００から３５０ｎｍ、タングステンを用いる場合には５
０から１００ｎｍ、モリブデンシリサイドを用いる場合
には１００から３５０ｎｍ、アルミニウム合金を用いる
場合には５０から１００ｎｍとするのが望ましい。 実施の形態２ なお、前記第1の実施の形態では、下地密着層と遮光膜
とを、同一パターン形状となるように形成したが、本発
明の第２の実施の形態として、図５に示すように下地密
着層１２の端部を遮光膜１３の端部よりも控えるように
することも可能である。この実施の形態によれば、矢印
で示すように斜め方向からの光線は、薄い下地密着層に
到達することなく、遮光膜で良好に遮断される。従って
多重反射をより高度に抑制することが可能である。製造
に際しては、下地密着層１２と遮光膜１３とのパターニ
ングに際し、下地密着層のみにサイドエッチを生じさせ
るようなエッチング条件を選択することにより容易に形
成可能である。 実施の形態３ また、本発明の第３の実施の形態として、図６に示すよ
うに下地密着層１２の端部を遮光膜１３で覆うようにす
ることも可能である。かかる構成によれば、矢印で示す
ように斜め方向からの光線は、下地密着層に到達するこ
となく、完全に遮光膜で遮断される。
【００４０】従って多重反射をより高度に抑制すること
が可能である。この製造工程を図７（ａ）乃至図７
（ｇ）に示す。製造工程において、図７（ａ）乃至図７
（ｄ）までの工程は前記第１の実施の形態と全く同様で
あり、ポリシリコンの酸化によって形成された酸化膜１
０を形成した後、第1の層間絶縁膜として酸化シリコン
膜11を形成する。そしてこの上層に、スパッタリング法
によりチタンナイトライド膜を形成し、これを図７
（ｅ）に示すように、パターニングし、下地密着層１２
を形成する。
が可能である。この製造工程を図７（ａ）乃至図７
（ｇ）に示す。製造工程において、図７（ａ）乃至図７
（ｄ）までの工程は前記第１の実施の形態と全く同様で
あり、ポリシリコンの酸化によって形成された酸化膜１
０を形成した後、第1の層間絶縁膜として酸化シリコン
膜11を形成する。そしてこの上層に、スパッタリング法
によりチタンナイトライド膜を形成し、これを図７
（ｅ）に示すように、パターニングし、下地密着層１２
を形成する。
【００４１】そしてこの後、遮光膜１３としてのタング
ステン膜を減圧ＣＶＤ法により形成し、これをパターニ
ングする（図７（ｆ））。この後、図７（ｇ）に示すよ
うに、第2の層間絶縁膜１４および保護膜を形成し、図
６に示したような固体撮像装置が形成される。 実施の形態４ 本発明の第４の実施の形態について、図面を参照しなが
ら説明する。
ステン膜を減圧ＣＶＤ法により形成し、これをパターニ
ングする（図７（ｆ））。この後、図７（ｇ）に示すよ
うに、第2の層間絶縁膜１４および保護膜を形成し、図
６に示したような固体撮像装置が形成される。 実施の形態４ 本発明の第４の実施の形態について、図面を参照しなが
ら説明する。
【００４２】図８は第4の実施の形態を説明するための
断面図であり、図９はその製造方法を説明するための工
程断面図である。図８および図９において、１８はタン
グステンなどの高融点金属またはそのシリサイドからな
る電荷転送電極、１９はチタンナイトライドからなる下
地密着層である。これら図８，９において、図１および
図２における構成要素と対応する要素には同じ符号を付
した。
断面図であり、図９はその製造方法を説明するための工
程断面図である。図８および図９において、１８はタン
グステンなどの高融点金属またはそのシリサイドからな
る電荷転送電極、１９はチタンナイトライドからなる下
地密着層である。これら図８，９において、図１および
図２における構成要素と対応する要素には同じ符号を付
した。
【００４３】Ｎ型シリコンからなる半導体基板１中に、
その一方の主面側からＰ型不純物を拡散させてＰ型領域
２を形成する。このＰ型領域２内に半導体基板１の前記
主面側から公知の方法を用いてＮ型不純物を選択的に拡
散させて、フォトダイオード部のＮ-型領域３と垂直Ｃ
ＣＤ部のＮ型領域４を所定の間隔をおいて形成する。そ
して、Ｎ-型領域３内に前記主面側からＰ型不純物を選
択的に拡散させてＰ+ +領域５を形成してから、半導体基
板１の前記主面上に第１のシリコン酸化膜６を形成する
（図９（ａ））。
その一方の主面側からＰ型不純物を拡散させてＰ型領域
２を形成する。このＰ型領域２内に半導体基板１の前記
主面側から公知の方法を用いてＮ型不純物を選択的に拡
散させて、フォトダイオード部のＮ-型領域３と垂直Ｃ
ＣＤ部のＮ型領域４を所定の間隔をおいて形成する。そ
して、Ｎ-型領域３内に前記主面側からＰ型不純物を選
択的に拡散させてＰ+ +領域５を形成してから、半導体基
板１の前記主面上に第１のシリコン酸化膜６を形成する
（図９（ａ））。
【００４４】次に、第１のシリコン酸化膜６上にシリコ
ン窒化膜７と第２のシリコン酸化膜８と順次形成する
（図９（ｂ））。次にチタンナイトライドをたとえばス
パッタ法で２００ｎｍ以下、１０ｎｍ以上の膜厚に堆積
させて下地密着層１９を形成し、さらにその上にたとえ
ばＣＶＤ法によってタングステンなどの高融点金属また
はそのシリサイドを堆積させて電荷転送電極１８を形成
する（図９（ｃ））。
ン窒化膜７と第２のシリコン酸化膜８と順次形成する
（図９（ｂ））。次にチタンナイトライドをたとえばス
パッタ法で２００ｎｍ以下、１０ｎｍ以上の膜厚に堆積
させて下地密着層１９を形成し、さらにその上にたとえ
ばＣＶＤ法によってタングステンなどの高融点金属また
はそのシリサイドを堆積させて電荷転送電極１８を形成
する（図９（ｃ））。
【００４５】次に、ドライエッチング法で、電荷転送電
極１８、下地密着層１９および第２のシリコン酸化膜８
を、Ｎ型領域４上、ならびにＮ型領域４とＰ++領域５と
の間の領域上を残して他の部分を選択的に除去する（図
９（ｄ））。次に、電荷転送電極１８上、下地密着層１
９および第２のシリコン酸化膜８の側壁面上に、層間絶
縁膜１１と保護膜１５を順次形成して（図９（ｅ））、
図８に示した固体撮像装置が形成される。
極１８、下地密着層１９および第２のシリコン酸化膜８
を、Ｎ型領域４上、ならびにＮ型領域４とＰ++領域５と
の間の領域上を残して他の部分を選択的に除去する（図
９（ｄ））。次に、電荷転送電極１８上、下地密着層１
９および第２のシリコン酸化膜８の側壁面上に、層間絶
縁膜１１と保護膜１５を順次形成して（図９（ｅ））、
図８に示した固体撮像装置が形成される。
【００４６】この固体撮像装置において、Ｐ型領域２中
のＮ-型領域３での光電変換によって発生した信号電荷
は、電荷転送部をそれぞれ交互に第１相電極と第２相電
極に区別すると、第２相電極にパルス電圧を印加するこ
とによって、第２相電極９下の垂直ＣＣＤ部のＮ型領域
４に信号電荷は移動させる。次に１相電極と第２相電極
にパルス信号を交互に印加して信号電荷を転送する。
のＮ-型領域３での光電変換によって発生した信号電荷
は、電荷転送部をそれぞれ交互に第１相電極と第２相電
極に区別すると、第２相電極にパルス電圧を印加するこ
とによって、第２相電極９下の垂直ＣＣＤ部のＮ型領域
４に信号電荷は移動させる。次に１相電極と第２相電極
にパルス信号を交互に印加して信号電荷を転送する。
【００４７】この実施の形態では、Ｎ型領域４上、なら
びにＮ型領域４とＰ++領域５との間の領域上に、チタン
ナイトライドからなる厚さ２００ｎｍ以下、１０ｎｍ以
上の下地密着層１９を配し、さらにその上にタングステ
ンまたはそのシリサイドからなる電荷転送電極１８を配
置したので、第１の実施の形態と同様に、密着性、およ
び遮光性に優れ、かつ遮光性が熱処理によっても劣化す
るおそれがない。
びにＮ型領域４とＰ++領域５との間の領域上に、チタン
ナイトライドからなる厚さ２００ｎｍ以下、１０ｎｍ以
上の下地密着層１９を配し、さらにその上にタングステ
ンまたはそのシリサイドからなる電荷転送電極１８を配
置したので、第１の実施の形態と同様に、密着性、およ
び遮光性に優れ、かつ遮光性が熱処理によっても劣化す
るおそれがない。
【００４８】ここで、電荷転送電極としてタングステン
シリサイドを用いる場合には１００から２００ｎｍ、タ
ングステンを用いる場合には５０から１００ｎｍ、モリ
ブデンシリサイドを用いる場合には１００から２００ｎ
ｍ、アルミニウム合金を用いる場合には５０から１００
ｎｍとするのが望ましい。アルミニウムを用いる場合に
は高温に耐え得ないため、高温となるような場合には使
用しないように注意する必要がある。
シリサイドを用いる場合には１００から２００ｎｍ、タ
ングステンを用いる場合には５０から１００ｎｍ、モリ
ブデンシリサイドを用いる場合には１００から２００ｎ
ｍ、アルミニウム合金を用いる場合には５０から１００
ｎｍとするのが望ましい。アルミニウムを用いる場合に
は高温に耐え得ないため、高温となるような場合には使
用しないように注意する必要がある。
【００４９】また、電荷転送電極についても、前記第２
の実施の形態および第３の実施の形態と同様に、下地密
着層の端部を電荷転送電極が覆うようにしたり、電荷転
送電極の端部が下地密着層の端部よりも突出するように
構成することにより、多重反射の抑制効果はさらに高め
られる。なお、下地密着層は、スパッタリング法または
ＣＶＤ法で形成されるのが望ましい。スパッタリング法
で形成された膜は成膜時のエネルギーが高いため密着性
がより高い。従って更なる薄膜化が可能であり、最も遮
光効率の高いタングステンを遮光膜として用いる場合に
良好な密着性を維持することが可能である。
の実施の形態および第３の実施の形態と同様に、下地密
着層の端部を電荷転送電極が覆うようにしたり、電荷転
送電極の端部が下地密着層の端部よりも突出するように
構成することにより、多重反射の抑制効果はさらに高め
られる。なお、下地密着層は、スパッタリング法または
ＣＶＤ法で形成されるのが望ましい。スパッタリング法
で形成された膜は成膜時のエネルギーが高いため密着性
がより高い。従って更なる薄膜化が可能であり、最も遮
光効率の高いタングステンを遮光膜として用いる場合に
良好な密着性を維持することが可能である。
【００５０】さらにまた、ＣＶＤ法で形成された膜は、
スパッタ法で形成された膜に比べて段差被覆性が良好で
ある。また、スパッタリングの場合フォトダイオード表
面がダメージを受け、これに起因する異常電流により、
白キズ、暗電流の発生を伴うことがあるが、ＣＶＤ法に
よれば、このような問題を回避することができる。
スパッタ法で形成された膜に比べて段差被覆性が良好で
ある。また、スパッタリングの場合フォトダイオード表
面がダメージを受け、これに起因する異常電流により、
白キズ、暗電流の発生を伴うことがあるが、ＣＶＤ法に
よれば、このような問題を回避することができる。
【００５１】
【発明の効果】本発明は固体撮像装置の遮光膜あるいは
電荷転送電極の下地密着層としてチタンナイトライド膜
またはチタン膜を用いたので、良好な密着性を保持しつ
つ、スミア特性の改善をはかることが可能となる。
電荷転送電極の下地密着層としてチタンナイトライド膜
またはチタン膜を用いたので、良好な密着性を保持しつ
つ、スミア特性の改善をはかることが可能となる。
【図１】本発明の固体撮像装置の第１の実施の形態につ
いて説明するための断面図
いて説明するための断面図
【図２】図１に示した固体撮像装置の製造工程断面図
【図３】本発明で用いられる材料の透過率と膜厚との関
係を示す図
係を示す図
【図４】本発明で用いられる材料の反射率と波長との関
係を示す図
係を示す図
【図５】本発明の固体撮像装置の第２の実施の形態を説
明するための断面図
明するための断面図
【図６】本発明の固体撮像装置の第３の実施の形態を説
明するための断面図
明するための断面図
【図７】図３に示した固体撮像装置の製造工程断面図
【図８】本発明の固体撮像装置の第４の実施の形態の断
面図
面図
【図９】図８に示した固体撮像装置の製造工程断面図
【図１０】従来の固体撮像装置の一例の断面図
【図１１】従来の固体撮像装置の他の例の断面図
１ 半導体基板 ２ Ｐ型領域 ３ フォトダイオード部のＮ-型領域 ４ 垂直ＣＣＤ部のＮ型領域 ５ Ｐ++領域 ６ シリコン酸化膜 ７ シリコン窒化膜 ８ シリコン酸化膜 ９ ポリシリコン電極 １０ ポリシリコン酸化膜 １１ 層間絶縁膜 １２ 下地密着層 １３ 遮光膜 １４ 層間絶縁膜 １５ 保護膜 １８ 電荷転送電極 １９ 下地密着層
Claims (22)
- 【請求項１】 フォトダイオード部と、前記フォトダイ
オード部からの電荷信号を転送する電荷転送部とを具備
してなる固体撮像装置において、前記フォトダイオード
部に開口を有し、前記電荷転送部を覆う遮光膜が、チタ
ンナイトライド層またはチタン層のいずれかからなる下
地密着層を介して形成されていることを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項２】 前記下地密着層の膜厚は、１０ｎｍ以
上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記
載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記下地密着層の膜厚は１０ｎｍ以上、
７０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の固
体撮像装置。 - 【請求項４】 前記遮光膜が、高融点金属、高融点金属
のシリサイドまたはアルミニウム合金で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項５】 前記遮光膜の膜厚は、５０ｎｍ以上、３
５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項４記載の固
体撮像装置。 - 【請求項６】 前記遮光膜の膜厚は、５０ｎｍ〜１００
ｎｍであることを特徴とする請求項４記載の固体撮像装
置。 - 【請求項７】 前記遮光膜の膜厚は、前記下地密着層の
膜厚の５倍以上であることを特徴とする請求項１記載の
固体撮像装置。 - 【請求項８】 前記遮光膜は、フォトダイオード部の開
口において、前記下地密着層よりも端部が突出している
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。 - 【請求項９】 前記遮光膜はチタンナイトライド層また
はチタン層のいずれかからなることを特徴とする請求項
1記載の固体撮像装置。 - 【請求項１０】 前記フォトダイオード部の開口におい
て、前記遮光膜は前記下地密着層の端部を覆うように形
成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像
装置。 - 【請求項１１】 基板上にフォトダイオード部および電
荷転送部を形成する工程と、前記基板表面に、前記フォ
トダイオード部に開口を有し、電荷転送部を覆うように
下地密着層のパターンを形成する工程と、前記下地密着
層上に遮光膜を形成し、前記開口における前記下地密着
層の端部を覆うようにパターニングする工程とを含むこ
とを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項１２】 フォトダイオード部と、前記フォトダ
イオード部で生成された電荷を転送する電荷転送部とを
備え、前記電荷転送部表面に形成される電荷転送電極が
チタンナイトライドまたはチタンのいずれかからなる下
地密着層を介して形成されていることを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項１３】 前記下地密着層の膜厚は、１０ｎｍ以
上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１２
記載の固体撮像装置。 - 【請求項１４】 前記下地密着層の膜厚は、１０ｎｍ以
上、５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１３記
載の固体撮像装置。 - 【請求項１５】 前記電荷転送電極は、高融点金属また
はそのシリサイドからなることを特徴とする請求項１２
記載の固体撮像装置。 - 【請求項１６】 前記電荷転送電極の膜厚は、５０ｎｍ
以上２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１５
記載の固体撮像装置。 - 【請求項１７】 前記電荷転送電極の膜厚は、５０ｎｍ
以上１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１５
記載の固体撮像装置。 - 【請求項１８】 前記電荷転送電極の膜厚は、前記下地
密着層の膜厚の５倍以上であることを特徴とする請求項
１２記載の固体撮像装置。 - 【請求項１９】 前記電荷転送電極は、前記下地密着層
よりも端部が突出していることを特徴とする請求項１２
記載の固体撮像装置。 - 【請求項２０】 前記電荷転送電極は前記下地密着層の
端部を覆うように形成されていることを特徴とする請求
項１２記載の固体撮像装置。 - 【請求項２１】 前記電荷転送電極はチタンナイトライ
ド層またはチタン層のいずれかからなることを特徴とす
る請求項1２記載の固体撮像装置。 - 【請求項２２】 基板表面にフォトダイオード部と、電
荷転送部とを形成する工程と、前記電荷転送部表面に下
地密着層を形成する工程と、前記下地密着層のパターン
を覆うように、この上層に遮光膜からなる電荷転送電極
を形成する工程とを備えた固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10096321A JPH1145989A (ja) | 1997-04-08 | 1998-04-08 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8913097 | 1997-04-08 | ||
| JP9-89130 | 1997-04-08 | ||
| JP10096321A JPH1145989A (ja) | 1997-04-08 | 1998-04-08 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006009371A Division JP2006140529A (ja) | 1997-04-08 | 2006-01-18 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1145989A true JPH1145989A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=26430563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10096321A Pending JPH1145989A (ja) | 1997-04-08 | 1998-04-08 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1145989A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570222B2 (en) | 2000-03-28 | 2003-05-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device having a photodiode and a MOSFET |
| JP2005229116A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US7402452B2 (en) | 2002-05-16 | 2008-07-22 | Fujifilm Corporation | Gate oxide film structure for a solid state image pick-up device |
| JP2011151420A (ja) * | 2011-04-25 | 2011-08-04 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法及び画像撮影装置 |
| KR101150559B1 (ko) * | 2004-10-20 | 2012-06-01 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 소자 및 고체 촬상 장치 |
| WO2023032670A1 (ja) * | 2021-09-03 | 2023-03-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
-
1998
- 1998-04-08 JP JP10096321A patent/JPH1145989A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6570222B2 (en) | 2000-03-28 | 2003-05-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device having a photodiode and a MOSFET |
| US6642087B2 (en) | 2000-03-28 | 2003-11-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device having a photodiode and a MOSFET and method of manufacturing the same |
| EP2284896A1 (en) | 2000-03-28 | 2011-02-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging device having a photodiode and a MOSFET |
| US7402452B2 (en) | 2002-05-16 | 2008-07-22 | Fujifilm Corporation | Gate oxide film structure for a solid state image pick-up device |
| US7759157B2 (en) | 2002-05-16 | 2010-07-20 | Fujifilm Corporation | Gate oxide film structure for a solid state image pick-up device |
| JP2005229116A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR101150559B1 (ko) * | 2004-10-20 | 2012-06-01 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 소자 및 고체 촬상 장치 |
| JP2011151420A (ja) * | 2011-04-25 | 2011-08-04 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法及び画像撮影装置 |
| WO2023032670A1 (ja) * | 2021-09-03 | 2023-03-09 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
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