JPS6317229B2 - - Google Patents

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JPS6317229B2
JPS6317229B2 JP55041750A JP4175080A JPS6317229B2 JP S6317229 B2 JPS6317229 B2 JP S6317229B2 JP 55041750 A JP55041750 A JP 55041750A JP 4175080 A JP4175080 A JP 4175080A JP S6317229 B2 JPS6317229 B2 JP S6317229B2
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JP
Japan
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layer
electrodes
electrode
polysilicon
oxide film
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JP55041750A
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English (en)
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JPS56138951A (en
Inventor
Akira Takei
Takashi Mitsuida
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6317229B2 publication Critical patent/JPS6317229B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823406Combination of charge coupled devices, i.e. CCD, or BBD

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体記憶装置の製造方法、特に転送
電極を3層構造とした2相駆動電荷転送素子
(CCD)の製造方法の改良に関する。
2相駆動のCCDは、第1図に示すように蓄積
電極1a,1b,1cとバリヤ電極2a,2b,
2c,2dが設けられ、電極2bと1bとに第1
相のクロツクφ1が供給され、またその隣接電極
2cと1cとに第2相のクロツクφ2が供給され、
電荷が順次に右方向に転送される構造であるが、
この様な転送電極を形成する際に、蓄積電極を形
成し、次いでバリヤ電極の全部を形成する電極2
層形成構造とすると、バリヤ電極相互間の間隔で
寸法下限が規定され、例えばその間隙を2μm以
下にすることは困難となり、集積度の向上に製造
上の限界があらわれる。
したがつてバリヤ電極を2層に形成してオーバ
ラツプさせ、蓄積電極も含めて電極3層形成構造
とするCCDが提案され公知化されている。
その製造方法の概略を説明すると、第2図a〜
dにその例を示す通りで、先ず第2図aに示す様
にP-型半導体基板3の表面に酸化膜(SiO2膜)
4を生成し、その上面に第1層のポリシリコン
(多結晶シリコン)電極1a,1b,……を形成
し、その上から硼素(B)イオンを注入してポリシリ
コン電極相互の間隙にP型バリヤ領域5を形成す
る。次いで第2図bに示す様に第1層の電極1
a,1b……上にも酸化膜6を生成し、その上に
第2層のポリシリコン電極2b,2d……を第1
層の電極相互の間隙部分の一つおきに形成する。
次いで第2図cに示す様に第1層及び第2層の
電極をマスクとして、酸化膜4,6をエツチング
除去し、第2層の電極を設けなかつた一つおきの
第1層の電極相互の間隙部分の半導体基板3表面
を露出させる。次いで第2図dに示す様に第2層
の電極直下の酸化膜と同じ膜厚の酸化膜7を生成
し、更にその上面の第2層の電極が存在しない第
1層の電極相互の間隙部分に第3層のポリシリコ
ン電極2a,2c,2e……を形成する。
この様にすると、上記の如く第2及び第3層か
らなるバリヤ電極はオーバラツプした構造とな
り、一層高集積化することはできるが次の様な不
都合な問題が発生する。即ち第2図cに示す工程
で、最初に形成した酸化膜4を除去して基板3表
面を露出させるが、その露出した面はバリヤ領域
5となつており、第2図dに示す工程で酸化膜7
を再び生成すると、該バリヤ領域5のP型不純物
である硼素が生成した酸化膜7の中に吸い込まれ
て、硼素濃度が低下する。この様な硼素濃度の減
少によつて、バリヤ領域のしきい値電圧(Vth)
は転送電荷量を少なくする方向にシフトすること
になり、たとえ酸化膜7の膜厚を同等にしても第
2層のバリヤ電極2b,2d……と第3層のバリ
ヤ電極2a,2c,2e……とは異なつたVthの
値となつてポテンシヤル井戸の深さが変わり、転
送効率を悪くする欠陥が生ずる。
本発明はこの様な欠陥を除去し、転送効率を良
くすることを目的とし、上記の第2図dに示す工
程で酸化膜7を生成した後、再び硼素イオンを注
入するか、または酸化膜7を第2層のバリヤ電極
直下の酸化膜より厚い膜厚に形成する工程を含む
製造方法を提案するものである。
以下、第3図a〜eを参照して本発明の実施例
を詳細に説明する。先づ第3図aに示す様にP-
型半導体基板13の表面に高温酸化処理を用いて
膜厚約700Åの酸化膜14を生成し、その酸化膜
14上に化学気相成長(CVD)法によつて膜厚
4000Å程度の第1層ポリシリコンを被着し、フオ
トプロセスによりパターンニングして巾2〜3μ
mの第1層のポリシリコン電極11a,11b…
…を形成し、該第1層の電極及びその上面を被覆
したレジスト膜(図示せず)をマスクとして、第
1層の電極相互の間隙部分に酸化膜14上から硼
素イオンを注入して基板13内にバリヤ領域15
を形成する。ここで形成した第1層のポリシリコ
ン電極11a,11b……は畜積部電極となる。
次いで第3図bに示す様に再び高温酸化処理に
より第1層の電極上及び電極相互の間隙部分に酸
化膜16を生成し、更にその酸化膜16上に
CVD法によつて第2層のポリシリコンを被着し、
フオトプロセスによりパターンニングして第1層
のポリシリコン電極相互の間隙部分の一つおきに
第2層のポリシリコン電極12b,12d……を
形成する。更に詳しくは第2層の電極12bは第
1層の電極11aと11bとの間に、また第2層
の電極12dは第1層の電極11cと11dとの
間に、という様に形成する。そして第2層の電極
2b,2dの直下の酸化膜は酸化膜14と16と
の合成になるから膜厚は1300Å程度と第1層のそ
れより厚くなる。
次いで第3図cに示す様に第1及び第2層の電
極11aと12bと11b、11cと12dと1
1d……をマスクとして酸化膜14と16を部分
的に除去し、第2層の電極12b,12d……の
存在しない第1層の電極相互の間隙部分の基板表
面を露出させる。この露出した基板表面は丁度バ
リヤ領域15の表面である。
次いで第3図dに示す様に再度高温酸化処理に
よつて酸化膜17を生成する。この場合に酸化膜
17は第2層の電極12b,12d……及び第1
層の電極11a,11b,11c……上に形成さ
れると共に第3図cに示す工程で露出した基板上
に酸化膜17が形成され第2層の電極12b,1
2d……の直下の酸化膜と同程度の膜厚(1300Å
程度)とする。更にその上面から硼素イオンを注
入して、上記の第3図cに示す工程でエツチング
除去された酸化膜14と16の部分に吸い込まれ
て減少した量に相当する不純物を追加する。この
ようにして新たに形成された酸化膜17に吸い込
まれて減少する不純物をあらかじめ補償し、すべ
てのバリヤ領域15の硼素濃度を同じくする。
あるいは、この硼素イオンを注入してバリヤ領
域の不純物濃度を補償する代りに、第3図d′に示
す様に再度の高温酸化処理によつて生成する酸化
膜17の膜厚を厚く形成してすべてのバリヤ領域
のVthが同等になる様に調整してもよい。例えば
既に形成された第2層の電極12b,12d……
の直下の酸化膜の膜厚を1300Å程度とすれば、上
記の酸化膜17の膜厚を2000Å程度とする。
この様な第3図dまたは第3図d′の何れかの工
程を経た後に第3図eに示す様に再びCVD法に
よつて第3層のポリシリコンを被着しフオトプロ
セスによつてパターンニングして第1層の電極相
互の間隙部分であつて第2層の電極の設けてない
一つおきの間隙部分に第3層のポリシリコン電極
12a,12c,12e……を形成する。例えば
第3層の電極12cは第1層の電極11bと11
cとの間に、という様に形成し、しかも第3層の
電極は第2層の電極に1〜2μmの幅でオーバラ
ツプして形成する。この場合、第2層及び第3層
の電極は何れもバリヤ電極となるものである。
以上が実施例の説明であるが、電極3層形成構
造ではバリヤ領域上の酸化膜の膜厚と基板の不純
物濃度とを蓄積領域のそれらとは異にしてポテン
シヤル井戸の浅いバリヤ部としているために、上
記の様に第3図dに示す硼素不純物を加える工程
または第3図d′に示す酸化膜厚を厚くする工程の
何れによつてもバリヤ領域のVthを合せてポテン
シヤル井戸の深さを同じくすることができる。
この様に本発明は集積度の向上が可能な電極3
層形成構造のCCDにおいてバリヤ領域のVthを一
致させ転送効率を良くするもので、顕著に品質の
向上したCCDが得られるものである。なお、本
実施例では表面型CCDを製造する場合について
述べたが、埋込み型CCDを製造する場合には、
例えばP型半導体基板の表面に薄い酸化膜を形成
後、半導体基域と反対導電形のN型不純物の注入
して埋込層を作る工程を追加することにより容易
にN型の埋込み型CCDの製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の2層構造CCDの断面図、第2
図a〜dは従来の3層構造CCDの製造工程順断
面図、第3図a〜eは本発明の3層構造CCDの
製造工程順断面図である。 図中、1a,1b……;11a,11b……は
第1層の電極、2b,2d……;12b,12d
……は第2層の電極、2a,2c,2e……;1
2a,12c,12e……は第3層の電極、3,
13は半導体基板、4,6,7,14,16,1
7は酸化膜、5,15はバリヤ領域を示してい
る。但し第1図では2a,2b,2c,2d……
は第2層目の電極を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1層の電極の下を蓄積部とし、第2層およ
    び第3層の電極の下をバリヤ領域とする3層構造
    の電極を有する電荷転送素子から成る半導体記憶
    装置の製造方法であつて、半導体基板表面を熱酸
    化して酸化膜を形成した後、該酸化膜上に蓄積部
    電極となる第1層のポリシリコン電極を形成し、
    その上面より該第1層ポリシリコン電極相互間の
    半導体基板に基板と同一導電型不純物イオンを注
    入し、次に再び熱酸化して第1層ポリシリコン電
    極表面及び該第1層ポリシリコン電極相互間に酸
    化膜を形成し、該酸化膜上で第1層ポリシリコン
    電極相互間部分の一つおきにバリヤ電極となる第
    2層のポリシリコン電極を形成し、次に第1及び
    第2層のポリシリコン電極をマスクとして上記の
    一つおきにして第2層ポリシリコン電極を設けな
    かつた第1層ポリシリコン電極相互間部分の酸化
    膜をエツチング除去し、その下部の基板表面を露
    出させ、次に露出した基板表面に、第2層ポリシ
    リコン電極直下と同等の膜厚の酸化膜を形成し、
    その上面より上記と同じ導電形不純物イオンを注
    入し、その後、第2層ポリシリコン電極が存在し
    ない第1層ポリシリコン電極相互間部分に第2層
    ポリシリコン電極と同じくバリヤ電極となる第3
    層のポリシリコン電極を形成することによつてバ
    リヤ領域のしきい値電圧(Vth)を均一化するこ
    とを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。 2 第1層の電極の下を蓄積部とし、第2層およ
    び第3層の電極の下をバリヤ領域とする3層構造
    の電極を有する電荷転送素子から成る半導体記憶
    装置の製造方法であつて、半導体基板表面を熱酸
    化して酸化膜を形成した後、該酸化膜上に蓄積部
    電極となる第1層のポリシリコン電極を形成し、
    その上面より該第1層ポリシリコン電極相互間の
    半導体基板に基板と同一導電形不純物イオンを注
    入し、次に再び熱酸化して第1層ポリシリコン電
    極表面及び該第1層ポリシリコン電極相互間に酸
    化膜を形成し、該酸化膜上で第1層ポリシリコン
    電極相互間部分の一つおきにバリヤ電極となる第
    2層のポリシリコン電極を形成し、次に第1及び
    第2層のポリシリコン電極をマスクとして上記の
    一つおきにして第2層ポリシリコン電極を設けな
    かつた第1層ポリシリコン電極相互間部分の酸化
    膜をエツチング除去し、その下部の基板表面を露
    出させ、次に露出した基板表面に第2層ポリシリ
    コン電極直下より厚い膜厚の酸化膜を形成し、そ
    の後、第2層ポリシリコン電極が存在しない第1
    層ポリシリコン電極相互間部分に第2層ポリシリ
    コン電極と同じくバリヤ電極となる第3層のポリ
    シリコン電極を形成することによつてバリヤ領域
    のしきい値電圧(Vth)を均一化することを特徴
    とする半導体記憶装置の製造方法。
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