KR100280793B1 - 고체촬상소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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이데이 노부유끼
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Abstract

CCD 고체촬상소자에 있어서의 스미어(smear)성분의 저감화를 도모한다. 본원의 CCD 고체촬상소자는 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부(10)와, 각 수광부 열마다 배열된 전송전극(16)을 가지는 수직전송레지스터(5)와, 수직전송레지스터(5)상에 전송전극(16)에 접속된 션트용 배선층(33)과, 션트용 배선층(33)을 덮는 층간절연층(37)을 통해 수광부(10)을 에워싸도록 형성된 차광층(38)을 가지고, 이 차광층(38)의 수광부(10)측에의 돌출부(38a) 아래에는 상기 층간절연층(37)을 형성하지 않도록 하여 구성한다.

Description

고체촬상소자 및 그 제조방법
제1도는 종래의 CCD 고체촬상소자의 일예를 나타낸 촬상부의 평면도.
제2도는 제1도의 II-II 선상의 단면도.
제3도는 종래의 CCD 고체촬상소자의 다른 예를 나타낸 촬상부의 평면도.
제4도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 일예를 나타낸 촬상부의 평면도.
제5도는 제4도의 V-V 선상의 단면도.
제6도는 제4도의 VI-VI 선상의 단면도.
제7(a)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제7(b)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제8(a)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제8(b)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제9(a)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제9(b)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제10(a)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제10(b)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제11(a)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제11(b)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제12도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 다른 예를 나타낸 제4도의 V-V 선상에 대응한 단면도.
제13도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 다른 예를 나타낸 제4도의 VI-VI 선상에 대응한 단면도.
제14(a)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제14(b)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제15(a)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제15(b)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제16(a)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제16(b)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제17(a)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제17(b)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제18(a)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(V-V 선상의 단면).
제18(b)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도(VI-VI 선상의 단면).
제19(a)도∼제19(h)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제20(a)도 및 제20(b)도는 본 발명의 설명을 위한 공정도.
제21(a)도∼제21(f)도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제22도는 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제23도는 실시예의 설명을 위한 단면도.
제24(a)도∼제24(h)도는 또 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제25도는 또 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제26(a)도∼제26(h)도는 또다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제27(a)도∼제27(d)도는 또다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
제28도는 또 다른 예의 CCD 고체촬상소자의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1,31,43,58,59,69,77 : CCD 고체촬상소자 2 : N 형 실리콘기판
3 : 제1의 P 형 웰영역 4 : N 형 불순물확산영역
5 : 수직전송레지스터 6 : N 형 전송채널영역
7 : P 형 채널스톱영역 18 : P 형의 정전하축적영역
9 : 제2의 P 형 웰영역 10 : 수광부
11 : 독출게이트부 15 : 게이트절연막
16, [16A, 16B] : 전송전극 17, 32 : 층간절연막(PSG)
18, 33 : 션트용 배선층 19 : 콘택트부
35 : 버퍼용 다결정 실리콘층 36 : 절연막(SiO2)
37 : 층간절연막(플라스마 SiN 막) 38 : Al 차광층
39 : 반사방지막 41 : 플라스마 SiO 막
42 : 층간절연층 51 : 절연막
52 : 콘택트홀 53 : 제1층의 Al 막
54 : Al 보호막 55 : 층간절연층
56 : 제2층의 Al 막 57 : 절연보호막
62 : 절연막 63 : 제1층의 W 막
64 : W 보호막 65 : 층간절연층
67 : Al 막에 의한 차광막부 72 : 제2의 Al 막
75 : Al 보호막 76 : 제3의 Al 막
81 : 제1층간절연층 82 : 스토퍼로 되는 박막
83 : 제2층간절연층 85 : 절연보호막
본 발명은 스미어(smear)의 저감을 도모한 고체촬상소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
예를 들면 1인치 광학계의 HD (고품위) TV 용 등의 CCD (charge-coupled device)고체촬상소자에 있어서는, 수직전송레지스터에 인가되는 전송클록의 전송지연의 방지를 도모하기 위해 션트배선구조의 CCD 고체촬상소자가 제안되어 있다. 발명의 상세한 설명에 있어서, "션트용 배선"은 "동일 상(相)의 전송전극과 접속하는 저저항상호접속"을 나타낸다.
제1도 및 제2도는 션트배선구조를 가지는 FIT(frame interline transfer)형 CCD 고체촬상소자, 특히 그 촬상부의 일예를 나타낸다.
도시한 바와 같이, 이 CCD 고체촬상소자(1)는 제1도전형 예를 들면 N 형의 실리콘기판(2)상의 제1의 제2도전형 즉 P 형의 웰영역(3)내에 N 형의 불순물확산영역(4)과 수직전송레지스터(5)를 구성하는 N 형 전송채널영역(6) 및 P형의 채널스톱영역(7)이 형성되고, 상기 N 형의 불순물확산영역(4)상에 P 형의 정전하(正電荷)축적영역(8)이, N 형의 전송채널영역(6)의 바로 아래에 제2의 P 형 웰영역(9)이 각각 형성되어 있다.
여기서, N 형의 불순물확산영역(4)과 P 형 웰영역(3)과의 PN 접합 j 에 의한 포토다이오드 PD 에 의해 수광부(광전변환부)(10)가 구성된다. 이 수광부(10)는 화소로 되는 것으로 복수의 수광부(10)가 매트릭스형으로 배열되어 있다.
수직전송레지스터(5)를 구성하는 전송채널영역(6), 채널스톱영역(7)및 독출 게이트부(11)상에 게이트절연막(15)을 통해 제1층 및 제2층의 다결정 실리콘으로 이루어지는 복수의 전송전극(16)[16A, 16B]이 형성되고, 전송채널영역(6), 게이트절연막(15) 및 전송전극(16)에 의해 수직전송레지스터(5)가 구성된다. 전송전극 (16)은 각각 수평방향으로 연장하여 형성되고, 수직방향으로 인접한 수광부(10)사이의 영역에서는 제1층 다결정 실리콘의 전송전극(16A)과 제2층 다결정 실리콘의 전송전극(16B)이 겹쳐서 형성된다.
또한, 층간절연층(17)을 통해 각 수직전송레지스터(5)상에 수직방향으로 연재하도록 제1 Al층에 의한 션트용 배선층(18)이 형성되고, 각 션트용 배선층(18)이 대응하는 전송전극(16)에 대하여 콘택트부(19)를 통해 접속된다. 이 션트용 배선층(18)에는 예를 들면 4상의 전송클록 øV1∼øV4이 인가된다.
제1도 및 제2도에 나타낸 구성에서는, 이 A1 션트용 배선층(18)이 스미어저감을 도모하기 위한 Al 차광층을 겸용하고 있다.
제3도는 스미어저감을 도모한 CCD 고체촬상소자의 다른 예를 나타낸다. 이 CCD 고체촬상소자(21)는 전술한 제1도의 구성에 다시 층간절연막을 통해 수직방향으로 인접하는 수광부(10)사이를 제2 Al 층에 의한 차광층(22)으로 피복하도록 하여 구성된다.
제1 Al층을 각 수직전송레지스터(5)상의 차광층과 션트용 배선층(18)에 겸용한 CCD 고체촬상소자(1)에서는, 각 수직전송레지스터(5)에 직접 입사하는 스미어광에 대하여는 차광할 수 있으나, 수직방향으로 인접하는 수광부(10)사이에 입사하는 광에 대하여는 차광할 수 없으므로, 이 수직방향으로 인접하는 수광부(10)사이에 입사하는 광이 수직전송레지스터(5)에 새어들기 때문에, 스미어 억압비(抑壓比)를 -100dB 이하로 할 수 없었다.
또한, 수직방향으로 인접하는 수광부(10)사이를 제2 Al 층에 의한 차광층(22)으로 피복하는 CCD 고체촬상소자(21)에서는, 제1도의 CCD 고체촬상소자 (1)에 비해 수 dB, 약 3dB 개선되기는 하지만, 이 Al 차광층(22)아래의 절연층이 두꺼우므로, 차광이 불충분하여, 충분한 스미어저감효과를 얻지 못하였다.
또한, 다른 스미어저감방법으로서, 션트배선층과 차광층을 겸하는 Al 층의 하면에 그 수광부측에의 Al 층의 돌출부를 포함하여 예를 들면 TiON 등의 반사방지막을 형성하는 구조도 고려되고 있다. 이 구성에서는 Al 층의 수광부측에의 돌출부 아래에 입사된 광성분이 다중반사하여 수직전송레지스트에 입사하는 것을 방지할 수 있으나, 화소사이에서 반사방지막의 잔사(殘渣)가 남고, 인접하는 션트용 배선층사이를 단락할 우려가 있으며, 가공이 곤란하여 실현할 수 없다.
또한, 다른 스미어저감방법으로서 제1 Al 층으로 차광하고, 제2 Al 층으로 션트용 배선층을 형성하는 구조도 고려되지만, 가공이 어렵고 생산품으로서 채용되지 않고 있다.
본 발명은 전술한 점을 감안하여 더욱 스미어의 저감을 도모할 수 있는 고체 촬상소자 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 관한 고체촬상소자는, 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부와, 수직방향의 수광소자 사이에 배설되고, 소정수의 상(相)을 가지는 전송게이트전극을 가지는 수직전송레지스터와, 전송전극상에 배설된 차광층과, 동일상의 전송전극에 접속된 션트용 배선층과, 션트용 배선층과 차광층을 절연하고, 전송전극의 상부만을 덮도록 형성된 층간절연층으로 이루어진다.
상기 고체촬상소자에 있어서, 차광층이 최소한 수직방향의 수광부 사이에 형성될 수 있다.
상기 고체촬상소자에 있어서, 차광층이 수광부를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
상기 고체촬상소자에 있어서, 층간절연층이 하층의 질화막과 상층의 산화막으로 형성될 수 있다.
상기 고체촬상소자는, 차광층이 2층막구조로 형성되는 돌출부를 가진다.
상기 고체촬상소자는, 2층막구조중 하층막의 막두께가 션트용 배선층의 막두께보다 두껍게 구성된다.
상기 고체촬상소자에 있어서, 차광층아래에 반사방지막이 형성될 수 있다.
상기 고체촬상소자에 있어서, 차광층이 수광부로 돌출하는 돌출부를 가지며, 스토퍼로서의 박막은 전송전극 및 션트용 배선층을 절연하는 절연막과 돌출부사이에 형성된다.
상기 고체촬상소자에 있어서, 차광층이 제1층막과 제2층막으로 형성되는 동시에, 수광부측으로 돌출한 돌출부를 형성하고, 션트용 배선층이 제1층막으로 형성된다.
본 발명에 관한 고체촬상소자의 제조방법은, 복수의 수광부와 각 수광부열마다 전송전극을 가진 수직전송레지스터를 형성하는 제1의 공정과, 제1의 절연층을 통해 수직전송레지스터상에 전송전극과 접속하는 션트용 배선층을 형성하는 제2의 공정과, 션트용 배선층상을 덮어 제2의 절연층을 형성하는 제3의 공정과, 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하는 제4의 공정과, 차광층을 일부 수광부측에 돌출하도록 수직전송레지스터상 및 수광부 주위부상에 형성하는 제5의 공정을 가진다.
상기 고체촬상소자의 제조방법에 있어서, 제2의 공정에서는 제1층 금속막에 의한 션트용 배선층을 형성하는 동시에, 제2의 절연층의 수광부상에 제1층 금속막을 선택적으로 남기고, 제4의 공정에서 수광부상의 제1층 금속막을 스토퍼로서 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하고, 제5의 공정전에 수광부상의 제1층 금속막을 제거하는 공정을 가진다.
상기 고체촬상소자의 제조방법은, 제4의 공정 후, 제2층 금속막을 전체면에 형성하고, 제1층 금속막 및 제2층 금속막을 선택적으로 패터닝하여 수광부에의 돌출부가 제1층 금속막과 제2층 금속막의 2층막 구조로 되도록 수직전송레지스터상 및 수광부 주위부상에 차광막을 형성하는 제5의 공정을 가진다.
본 발명에 관한 고체촬상소자의 제조방법은, 복수의 수광부와 각 수광부열마다 전송전극을 가진 수직전송레지스터를 형성하는 제1의 공정과, 수광부 및 수직전송레지스터의 전체면상에 제1의 절연층을 형성하고, 다시 제1의 절연층의 수광부에 대응하는 부분상에 선택적으로 스토퍼로 되는 박막을 형성하는 제2의 공정과, 상기 제1의 절연층을 통해 수직전송레지스터상에 전송전극과 접속하는 션트용 배선층을 형성하는 제3의 공정과, 션트용 배선층상을 덮어 제2의 절연층을 형성하는 제4의 공정과, 박막을 스토퍼로서 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하는 제5의 공정과, 차광용의 층을 전체면에 형성한 후, 차광용의 층과 박막을 패터닝하여, 일부 수광부측에 돌출하도록 수직전송레지스트상 및 수광부의 주위부상에 차광층을 형성하는 제6의 공정을 가진다.
본 발명에 관한 고체촬상소자는, 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부와, 수직방향의 수광소자 사이에 배설되고, 소정수의 상을 가지는 전송게이트전극을 가지는 수직전송레지스터와, 전송전극상에 배설된 차광층과, 동일상의 전송전극에 공통으로 접속된 션트용 배선층과, 전송전극 및 션트용 배선층을 절연하고, 수광부의 위쪽 방향으로 돌출되는 제1의 절연층과, 션트용 배선층과 차광층을 절연하고, 전송전극만을 실질적으로 덮는 제2의 절연층으로 이루어진다.
본 발명에 관한 고체촬상소자에 있어서는, 션트용 배선층상을 덮는 층간절연층을 통해 최소한 수직방향의 수광부 사이에 차광층을 형성함으로써, 수평방향의 수광부 사이의 차광은 션트용 배선층에서 행해지는 동시에, 수직방향의 수광부사이의 차광은 차광층에서 행해진다.
더욱이, 차광층의 수광부측에의 돌출부 아래에는 상기 층간절연층이 형성되지 않으므로, 차광층의 돌출부와 수광부 사이의 절연층의 두께가 얇아져서, 각 수광부 사이에 입사하는 광이 원인으로 되는 스미어성분이 저감된다.
본 발명에 관한 고체촬상소자에 있어서는, 션트용 배선층을 덮는 층간절연층을 통해 수광부를 에워싸도록 차광층을 형성함으로써, 수평방향 및 수직방향의 수광부 사이의 차광은 차광층에서 행해진다.
더욱이, 차광층의 수광부측에의 돌출부 아래에는 상기 층간절연층이 형성되지 않으므로, 차광층의 돌출부와 수광부 사이의 절연층의 두께가 얇아져서, 각수광부 사이에 입사하는 광이 원인으로 되는 스미어성분이 저감된다.
션트용 배선층을 덮는 층간절연층으로서 질화막을 사용함으로서, 하층절연층과의 에칭의 선택비가 취해지고, 수광부에 대응하는 부분의 상기 층간절연층을 선택적으로 제거하는 것이 가능하게 된다.
또한, 션트용 배선층을 덮는 층간절연층으로서 하층의 질화막과 상층의 산화막의 적층막을 사용함으로써, 층간절연층의 비유전율(比誘電率)이 내려가서 션트용 배선층과 차광층 사이의 용량이 저감된다.
본 발명에 관한 고체촬상소자에 있어서는, 션트용 배선층을 덮는 층간절연층을 통해 차광층을 형성함으로써, 수광부 사이의 차광은 차광층에서 행해진다.
더욱이, 차광층의 수광부측에의 돌출부 아래에는 층간절연층이 형성되지 않으므로, 차광층의 돌출부와 수광부 사이의 절연층의 두께가 얇아져서, 돌출부 아래에 새어 들어오는 광이 원인으로 되는 스미어성분이 저감된다.
또한, 차광층의 돌출부가 2층막구조로 형성되므로, 차광층의 차광성이 보다 향상되고, 스미어성분이 보다 저감된다.
또한, 상기 2층막구조의 차광층의 돌출부에 있어서, 하층막의 막두께를 션트용 배선층의 막두께보다 얇게 할 때에는, 하층막을 형성하기 위한 선택에칭이 확실하게 되어, 에칭부족에 의한 션트용 배선층과 차광층의 돌출부 사이의 쇼트불량을 방지할 수 있다. 또한, 이 하층막을 형성하기 위한 선택에칭시에, 오버에칭에 의한 바탕절연막의 막감소량이 감소되어, 바탕절연막을 더욱 얇게 형성할 수 있어서, 스미어억압비가 향상된다.
본 발명에 관한 고체촬상소자에 있어서는, 션트용 배선층을 덮는 층간절연층을 통해 차광층을 형성함으로써, 수광부 사이의 차광이 차광층에서 행해지고, 더욱이 차광층의 수광부측에의 돌출부 아래에는 층간절연층이 형성되지 않으므로, 차광층의 돌출부와 수광부 사이의 절연층의 두께가 얇아져서, 돌출부 아래에 새어 들어오는 광이 원인으로 되는 스미어성분이 저감된다.
또한, 한차광층의 돌출부와 수광부상의 절연층과의 사이에스토퍼로 되는 박막을 배설함으로써, 수광부에 대응하는 층간절연층의 선택제거가 가능하게 된다. 그러므로, 수광부상의 절연층의 막두께를 얇게 할 수 있어서, 스미어성분이 저감된다.
본 발명에 관한 고체촬상소자에 있어서는, 차광층을 제1층막과 제2층막으로 형성하는 동시에, 그 제1층막에 의해 차광층의 돌출부와 션트용 배선층을 형성함으로써, 차광층의 돌출부 끝에지의 단차(單差)를 낮게 할 수 있어서, 수광부에의 입사광의 이클립스(eclipse)가 개선된다.
또, 션트용 배선층과, 차광층의 돌출부가 동일한 제1층막으로 형성되므로, 전체로서 적층막의 평탄화가 이루어진다.
본 발명에 관한 고체촬상소자에 있어서, 차광층 아래에 반사방지막을 형성함으로써, 더욱 수직전송레지스터에 입사하는 광이 저감되어 스미어성분이 감소된다. 더욱이, 반사방지막은 차광층 아래에 형성되므로, 종래의 션트배선층과 차광층을 겸용한 구성에서의 반사방지막의 잔사에 의한 션트용 배선층 사이의 단락은 생기지 않는다.
본 발명에 관한 고체촬상소자의 제조방법에 있어서는, 션트용 배선층상을 덮어 제2의 절연층을 형성한 후, 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하고, 이어서 일부 수광부측에 돌출하도록 차광층을 형성하도록 하므로, 차광층의 돌출부아래는 제1의 절연층만으로 이루어진다. 이 결과, 충분한 차광이 얻어진다.
본 발명에 관한 고체촬상소자의 제조방법에 있어서는, 상기 제2의 공정에서 제1층 금속막에 의해 션트용 배선층을 형성하는 동시에, 이 제1층 금속막의 일부를 수광부상에 선택적으로 남긴 후, 제2의 절연층을 형성하고, 이어서 제5의 공정전에 수광부상의 제1층 금속막을 스토퍼로서 제2의 절연층의 수광부 상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거함으로써, 예를 들면 플라스마에칭에 의한 션트용 배선층의 패터닝시, 수광부상의 절연막이 제1층 금속막으로 보호되어, 대미지를 받지 않는다.
또한, 제2의 절연층의 선택제거에 있어서도, 수광부상의 제1층 금속막의 곳에서 에칭이 종료되어, 하층의 절연막에 미치지 않으므로, 수광부상의 제어된 절연막의 막두께를 유지할 수 있다.
그 후, 수광부상의 제1층 금속막을 제거하여 차광층을 형성하므로, 차광층의 수광부측에의 돌출부아래의 절연막은 얇아져서, 스미어성분의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명에 관한 고체촬상소자의 제조방법에 있어서는, 상기 제조방법의 제4의 공정후, 수광부상의 제1층 금속막을 제거하지 않고, 남긴 상태에서 제2층 금속막을 전체면에 형성하고, 제1층 및 제2층 금속막을 패터닝하여 수광부에의 돌출부가 제1층 및 제2층 금속막의 2층막 구조로 되도록 차광층을 형성함으로써, 차광성이 높은 차광층을 신뢰성 높게 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 고체촬상 소자의 제조방법에 있어서는, 제1의 절연막의 수광부에 대응하는 부분상에 선택적으로 스토퍼로 되는 박막을 형성하고, 이 박막을 스토퍼로서 이 위에 형성된 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거함으로써, 에칭이 제1의 절연층에 미치지 않고, 수광부상의 제어된 절연막의 막두께를 얇은 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 스미어성분의 저감을도모 할 수 있다.
다음에,도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
제4도, 제5도 및 제6도는 본 발명을 FIT 형의 CCD 고체촬상소자에 적용한 경우의 평면도, 그 V-V 선상의 단면도 및 VI-VI 선상의 단면도이다. 또한, 이도면은 그 촬상부만을 나타낸다.
이 CCD 고체촬상소자(31)는 제1도전형 예를 들면 N 형의 실리콘기판(2)상의 제2도전형 즉 P 형의 웰영역(3)내에 N 형의 불순물확산영역(4)과 수직전송레지스터 (5)를 구성하는 N 형 전송채널영역(6) 및 P 형의 채널스톱영역(7)이 형성되고, 상기 N 형의 불순물확산영역(4)상에 P 형의 정전하(正電荷)축적영역(8)이, 또한 N 형의 채널영역(6)의 바로 아래에 제2의 P 형의 웰영역(9)이 각각 형성된다.
여기서, N 형의 불순물확산영역(4)과 P 형 웰영역(3)과의 PN 접합 j 에 의한 포토다이오드 PD 에 의해 수광부(광전변환부)(10)가 구성된다. 이 수광부(10)는 화소로 되는 것으로, 복수의 수광부(10)가 매트릭스형으로 배열된다.
그리고, 이 각 영역이 형성된 반도체 기체(基體)(29)의 수직전송레지스터(5)를 구성하는 전송채널영역(6), 독출게이트부(11) 및 채널스톱영역(7)상에 게이트 절연막(15)을 통해 제1층 및 제2층의 다결정실리콘으로 이루어지는 전송전극(16)[16A, 16B]이 형성되고, 전송채널 영역(6), 게이트절연막(15) 및 전송전극(16)에 의해 수직전송레지스터(5)가 구성된다.
이 수직전송레지스터(5)는 각 수광부(10)열의 일측에 형성된다. 각 전송전극(16)은 수평방향으로 대상(帶狀)으로 형성되고, 수직전송레지스터(5)상에서는 수직방향으로 순차 배열되지만, 수직방향으로 인접한 수광부(10) 사이에서는 제1층 및 제2층의 다결정실리콘에 의한 전송전극(16A) 및 (16B)이 겹치도록 형성된다.
그리고, 예를 들면 PSG(인실리케이트유리)에 의한 층간절연막(32)을 통해 각 수직전송레지스터(5)상에 따라서 제1 Al 층에 의한 션트용 배선층(33)이 형성되고, 제4도에 나타낸 바와 같이, 각 션트용 배선층(33)이 콘택트부(34)를 통해 대응하는 전송전극(16)에 접속된다. 각 전송전극(16)에는 이 션트용 배선층을 통해 예를 들면 4상의 전송클록 øV1, øV2, øV3및 øV4이 인가된다.
또한, 콘택트부(34)에 있어서, 션트용 배선층(33)으로부터의 Al 층의 돌출을 방지하기 위해, 예를 들면 제5도에 나타낸 바와 같이 션트용 배선층 (33) 아래에 이것에 따르도록 층간절연층(32)을 통해 버퍼용 다결정실리콘층(35)을 형성하고, 이 버퍼용 다결정실리콘층(35)과 션트용 배선층(33)을 제1의 위치에서 접속하고, 버퍼용 다결정실리콘층(35)과 전송전극(16)을 상기 제1의 위치와는 다른 제2의 위치에서 접속하도록 된다. (36)은 SiO2등의 절연층이다.
버퍼용 다결정실리콘층(35)의 대신에 배리어메탈을 통해 션트용 배선층(33)과 다결정실리콘의 전송전극(16)을 접속하도록 하는 것도 가능하다.
이 션트용 배선층(33)상을 덮고 또한 수광부상을 제외한 다른 부분 전체면에 예를 들면 플라스마 SiN 에 의한 층간절연층(37)이 형성되고, 이 층간절연층(37)상 및 일부 수광부(10)측의 절연층(32)상에 돌출되도록 제2 Al 층으로 이루어지는 차광층(38)이 형성된다.
이 Al 차광층(38)의 하면에는 예를 들면 TiON, TiN 등의 반사방지막(39)을 형성할 수 있다.
또한, 차광층(38)으로서는, Al 외에, W, Mo, WSi, MoSi 등에 의해 형성하는 것도 가능하다.
전술한 제1 실시예에 의하면, 션트배선구조를 가진 CCD 고체촬상소자(31)에 있어서, 제1 Al 층에 의한 션트배선층(33)상을 덮는 층간절연층(37)을 통해 수광부(10)를 제외한 수직전송레지스터(5)상 및 수직방향으로 인접한 수광부(10)사이의 영역상에 제2 Al 층에 의한 차광층(38)을 형성함으로써, 수직전송레지스터(5) 및 수직방향의 수광부(10)사이의 차광을 행할 수 있다.
그리고, 상기 층간절연층(37)의 수광부(10)에 대응하는 부분은 선택적으로 제거되고, 차광층(38)의 수광부(10)측에의 돌출부(38a)가 하층의 얇은 절연층(32)상에 형성되므로, 차광이 더욱 확실해지고, 스미어(smear)성분을 저감할 수 있다.
또한, 션트배선층(33)과는 별체로 Al 차광층(38)을 배설하므로, 차광층(38)의 전위를 접지레벨로 할 수 있다.
또한, 전술한 제2도에 나타낸 바와 같은 션트배선층이 차광층을 겸한 구성이 아니고, 차광층이 별체로 형성되므로, 종래의 에칭기술을 이용하여 차광층(38) 아래에 TiON 등의 반사방지막(39)을 형성할 수 있다. 따라서, 차광층(38)의 돌출부(38a) 아래의 절연층(32)내로 들어가고, 돌출부(38a)-실리콘표면사이에서 다중반사하면서 수직전송레지스터(5)내에 입사되는 광이 저감되어, 보다 스미어성분이 저감된다.
다음에, 제7(a)도, 제7(b)도∼제11(a)도, 제11(b)도를 이용하여 전술한 CCD 고체촬상소자(31)의 제조방법의 일예를 설명한다. 각 도면은 제4도의 V-V 선상 및 VI-VI 선상의 단면에 대응한다.
먼저, 제7(a)도, 제7(b)도에 나타낸 바와 같이, N 형 실리콘기판(2)에 제1의 P형 웰영역(3), 수광부(10)를 구성하는 N 형의 불순물확산영역(4), P 형의 정전하축적영역(8), 수직전송레지스터(5)를 구성하는 N 형 전송채널영역(6), P 형 채널 스톱영역(7), 제2의 P 형 웰영역(9)을 형성한다.
그리고, 게이트절연막(15)을 통해 제1층 및 제2층 다결정실리콘에 의한 전송전극(16)[16A,16B]을 형성하고, 다시 SiO2에 의한 절연막(36)을 통해 대응하는 전송전극(16)에 접속되도록 수직전송레지스터(5)상에 따르는 버퍼용 다결정실리콘층 (35)을 형성한다.
이어서, 층간절연막의 PSG 막(32)을 전체면에 피착형성한 후, 각 수직전송레지스터(5)상에 제1 Al 층에 의한 션트용 배선층(33)을 형성한다. 이 션트용 배선층(33)은 하층의 버퍼용 다결정실리콘층(35)에 소요 개소에 있어서 접속된다.
다음에, 션트용 배선층(33)을 덮도록 전체면에 층간절연층 예를 들면 플라스마 SiN 막(37)을 형성한다.
다음에, 제9(a)도, 제9(b)도에 나타낸 바와 같이, 플라스마 SiN 막(37)의 수광부(10)상에 대응하는 부분을 선택적으로 에칭제거한다. 이 때, 수광부(10)상의 플라스마 SiN 층(37)을 바탕의 PSG 층(32)과의 선택비가 얻어지는 모드로 에칭함으로써, 수광부(10)상의 플라스마 SiN 층(37)이 선택제거된다.
다음에, 제10(a)도, 제10(b)도에 나타낸 바와 같이, 전체면에 반사방지막 (39), 예를 들면 TiON 막을 피착형성하고, 다시 그 위에 제2 Al 층에 의한 차광층(38)을 전체면에 피착형성한다.
다음에, 제11(a)도, 제11(b)도에 나타낸 바와 같이, 차광층(38)의 수광부 (10)측에의 돌출부(38a)가 남도록, 수광부(10)상의 차광층(38)및 TiON 막(39)을 일괄하여 선택적으로 에칭제거한다. 이리하여, 목적으로 하는 FIT 형의 CCD 고체촬상소자(31)를 얻는다.
이 제조방법에 의하면, 션트용 배선층(33)을 덮어 전체면에 플라스마 SiN 층(37)을 형성한 후, 하층의 PSG 층(32)과의 선택비를 취할 수 있는 모드로 수광부 (10)상의 플라스마 SiN 층(37)을 선택적으로 에칭제거함으로써, 수광부(10)상에서의 절연층은 PSG 층(32)만으로 된다. 따라서, 그 후의 차광층(38)의 돌출부(38a)는 PSG 층(32)상에 형성되게 된다. 이 PSG 층(32)의 막두께는 얇게 할 수 있으므로, 스미어를 대폭으로 저감할 수 있다.
제12도 및 제13도는 본 발명의 제2의 실시예의 CCD 고체촬상소자의 다른 예를 나타낸 것으로, 각각 제4도의 V-V 선상 및 VI-VI 선상의 단면에 대응한다. 본 예의 CCD 고체촬상소자(43)에 있어서는, 션트용 배선층(33)상을 덮는 층간절연층 (42)으로서 하층의 얇은 플라스마 SiN 막(37)과 상층의 플라스마 SiO 막(41)과의 적층막으로 형성된다. 이 층간절연층(42)상에 제2 Al 층에 의한 차광층(38)이 형성된다. 기타의 구성은 제5도 및 제6도와 같으므로, 상세한 설명은 생략한다.
이 실시예의 CCD 고체촬상소자(43)에 의하면, 제4도∼제7도의 CCD 고체촬상소자(31)와 같은 효과를 갖는 외에, 제1 Al 층의 션트용 배선층(33)과 제2 Al 층의 차광층(38)사이의 층간절연층(42)을 플라스마 SiN 막(37)과, 이보다 비유전율(比誘電率)이 작은 플라스마 SiO 막(41)의 적층막으로 형성함으로써, 제4도∼제7도에 비교하여 션트용 배선층(33)과 차광층(38)사이의 용량이 반감(半減)한다. 이 결과, 수직전송레지스터(5)의 전송클록단자의 부하용량이 작아지고, 저소비전력화가 가능해진다.
제14(a)도, 제14(b)도∼제18(a)도, 제18(b)도는 CCD 고체촬상소자(43)의 제조방법의 예를 나타낸다. 각 도면은 제4도의 V-V 선상 및 VI-VI 선상의 단면에 대응한다.
제14(a)도, 제14(b)도는 전술한 제7(a)도, 제7(b)도와 같은 공정이다. 즉, N 형 실리콘기판(2)에 제1의 P 형 웰영역(3), 수광부(10)를 구성하는 N 형의 불순물확산영역(4), P 형의 정전하축적영역(8), 수직전송레지스터(5)를 구성하는 N 형 전송채널영역(6), P 형 채널스톱영역(7), 제2의 P 형 웰영역(9)을 형성한다.
그리고, 이 각 영역이 형성된 반도체기체(29)상에, 게이트절연막(15)을 통해 다결정실리콘에 의한 전송전극(16)[16A, 16B]을 형성하여, 절연막(36)을 통해 일부 대응하는 전송전극(16)과 접속하도록 각 수직 전송레지스터(5)상에 따르는 버퍼용 다결정실리콘층(35)을 형성하고, 또한 PSG 층(32)을 전체면에 피착한 후, 각 수직전송레지스터(5)상에 제1 Al 층에 의한 션트용 배선층(33)을 형성한다.
다음에, 제15(a)도, 제15(b)도에 나타낸 바와 같이, 전체면에 얇은 플라스마 SiN막(37)을 피착형성하고, 그 위에 이보다 두꺼운 플라스마 SiO 막(41)을 피착형성하고, 이러한 적층막에 의해 층간절연층(42)을 형성한다.
다음에, 제16(a)도, 제16(b)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)상에 대응하는 부분의 플라스마 SiO 막(41) 및 플라스마 SiN 막(37)을 선택적으로 에칭제거한다.
이 경우, 먼저 플라스마 SiO 에칭모드에서 플라스마 SiO 막(41)을 선택에칭하고, 종점을 검출하면, 플라스마 SiN 의 에칭모드로 전환하여 플라스마 SiN 막(37)을 선택에칭한다.
다음에, 제17(a)도, 제17(b)도에 나타낸 바와 같이, 전체면에 반사방지막으로 되는 예를 들면 TiON 막(39) 및 제2 Al 층에 의한 차광층(38)을 순차 피착형성한다.
다음에 제18(a)도, 제18(b)도에 나타낸 바와 같이, 차광층(38)의 수광부(10)측에의 돌출부(38a)가 남도록, 수광부(10)상의 차광층(38)및 TiON 막(39)을 일괄하여 선택적으로 에칭제거하여, 목적의 CCD 고체촬상소자(43)를 얻는다.
그리고, 위 예의 제5도, 제6도의 구성 및 제12도, 제13도의 구성에서는, 션트배선(33)을 덮는 층간절연층(37),(42)을 수광부(10)를 제외한 다른 수직전송레지스터(5)및 수직방향의 수광부(10)사이 등을 포함하는 전체면에 형성하였으나, 그 밖에 수직방향의 수광부(10)사이에 대응하는 부분에는 층간절연층(37),(42)을 형성하지 않고 차광층(38)을 형성하도록 구성할 수도 있다.
제19(a)도∼제19(h)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자의 다른 제조방법의 예를 나타낸다. 각 공정순의 도면은 제4도의 V-V 선상의 단면에 대응한다. 또한, 각 공정순의 도면에 있어서는, 반도체기체(29)는 내부의 각 영역은 도시하지 않았으나, 전술한 제5도와 같은 구성을 취하고 있다.
먼저, 제19(a)도에 나타낸 바와 같이, 반도체기체(29)상에 게이트절연막(예를 들면 SiO2막과 SiN 막의 2층막)(15)을 통해 다결정실리콘에 의한 전송전극(16)[16A,16B]을 형성하고, 다시 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(36)을 통해 대응하는 전송전극(16)에 접속되도록 수직전송레지스터(5)상에 따르는 버퍼용 다결정실리콘층(35)을 형성한다. 이어서, 전체면에 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(51)을 형성하고, 이 절연막(51)에 대해 버퍼용 다결정실리콘층(35)의 소요의 접속부에 대응하는 위치에 콘택트홀(52)을 형성한후, 전체면에 션트용 배선층으로 되는 제1의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막(53)을 피착형성한다.
다음에, 제19(b)도에 나타낸 바와 같이, 이 제1의 Al 막(53)을 패터닝하여 버퍼용 다결정 실리콘층(35)상에 대응하는 부분에 제1 Al 막(53)에 의한 션트용 배선층(33)을 형성하는 동시에, 수광부(10)로부터 일부 그 외주단차(外周段差)상에 연장되는 영역상에 제1의 Al 막(53)을 남기고, 즉 제1의 Al 막(53)에 의한 Al 보호막(54)을 형성한다.
다음에, 제19(c)도에 나타낸 바와 같이, 수직전송레지스터(5) 및 수광부(10)상을 포함하는 전체면에 층간절연층(55)을 피착형성한다. 여기서, 층간절연층(55)으로서는, Al 막상에 피착하므로, 저온으로 형성할 수 있는 플라스마 SiO 막 또는 플라스마 SiN 막을 사용할 수 있다.
다음에, 제19(d)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)에 대응한 Al 보호막(54)상의 층간절연층(55)만을 선택적으로 에칭제거한다. 이로써, 션트용 배선층(33)을 에워싸도록 층간절연층(55)이 남는다. 그리고, 이 층간절연층(55)의 선택에칭시, 수광부(10)상에서는 Al 보호막(54)이 스토퍼로 되어 여기서 에칭이 중지되고, 하층의 절연막(51)이 대미지를 받지 않고, 또한 그 소정의 막두께를 유지하도록 보호된다.
다음에, 제19(e)도에 나타낸 바와 같이, 에칭시의 보호막으로서 사용한 수광부(10)상의 Al 보호막(54)을 스트레스가 적은 예를 들면 웨트에칭 등에 의해, 선택적으로 또한 저대미지로 제거한다.
다음에, 제19(f)도에 나타낸 바와 같이, 차광층으로 되는 제2의 금속막 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막(56)을 전체면에 피착형성한다.
다음에, 제19(g)도에 나타낸 바와 같이, 이 제2의 Al 막(56)의 수광부(10)상의 부분을 선택적으로 에칭제거하여 개구부(10a)를 형성하고, 여기에 수광부(10)층에 일부 돌출한 돌출부(38a)를 일체로 가진 차광층(38)을 형성한다.
그 후, 제19(h)도에 나타낸 바와 같이, 전체면에 예를 들면 플라스마 SiN 또는 플라스마 SiO 등에 의한 절연보호막(57)을 피착형성한다. 이리하여 목적으로 하는 FIT 형의 CCD 고체촬상소자(58)를 얻는다.
이 제조방법에 의하면, 제1의 Al 막(53)을 패터닝하여 션트용 배선층(33)을 형성하는 동시에, 제1의 Al 막의 일부를 수광부(10)상에 보호막(54)으로서 남기고, 이 상태에서 션트용 배선층(33)을 덮는 절연막(55)을 전체면에 형성한 후, 수광부(10)상의 절연막(55)을 선택적으로 에칭제거하므로, 수광부(10)상의 Al 보호막(54)이 에칭스토퍼로 되어, 그 하층의 소정의 두께로 설정된 절연막(51)을 보호할 수 있다. 즉, 이 절연막(51)이 플라스마에 노출되거나, 에칭되는 일이없다. 그러므로, 절연막(51)이 스트레스를 받지 않고, 또한 제어된 막두께로 유지된다.
그 후, 이 Al 보호막(54)이 제거된 후, 차광막(38)이 형성되므로, 차광막(38)의 돌출부(38a)는 얇은 절연막(51)상에 형성되게 된다.
이와 같이, 수광부(10)상의 절연막(51)이 그 위의 층간절연층(55)의 선택에칭시에, 에칭의 영향을 저감할 수 있으므로, 즉 절연막(51)에 가해지는 에칭시의 스트레스를 저감할 수 있으므로, 촬상시의 백색홈의 발생이 적고, 또한 차광층(38)의 돌출부(38a)아래의 절연막(51)을 얇게 형성할 수 있으므로 스미어특성이 양호한 CCD 고체촬상소자를 제조할 수 있다.
그런데, 전술한 제19(c)도의 제조방법에서는, 제19(d)도의 공정에서 층간절연층(55)의 패터닝을 행하고 있으나, 도시한 바와 같이, 정확하게 Al 보호막(54)상의 층간절연층(55)만을 에칭제거하는 것은 어렵고, 제20(a)도에 나타낸 바와 같이, 일부 Al 보호막(54)상에 겹치도록 패터닝된다. 그러므로, Al 보호막(54)을 제거하였을 때에, 제20(b)도에 나타낸 바와 같이 층간절연층(55)의 돌출부(55a)가 형성되어 버리고, 그 후의 제2의 Al 막(56)을 형성하였을 때에 돌출부(55a)에 의한 요부(凹部)내에 Al 막(56)이 형성되지 않는 경우가 생겨서, 양호한 차광층(38)을 형성할 수 없다.
제21(a)도∼제21(f)도 및 제22도는 상기 단점도 개선하고, 또한 차광층의 차광성을 향상시키도록 한 본 발명의 CCD 고체촬상소자 및 그 제조방법의 다른 실시예를 나타낸다. 각 공정순의 도면은 제4도의 V-V 선상의 단면에 대응한다.
제21(a)도∼제21(c)도까지의 공정은 전술한 제19(a)도∼제19(c)도까지의 공정과 같다.
즉, 제21(a)도에 나타낸 바와 같이, 반도체기체(29)상에 게이트절연막(예를 들면 SiO2막과 SiN 막의 2층막)(15)을 통해 다결정 실리콘에 의한 전송전극(16)[16A,16B]을 형성하고, 다시 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(36)을 통해 대응하는 전송전극(16)에 접속되도록 수직전송레지스터(5)상에 따르는 버퍼용 다결정실리콘층(35)을 형성한다.
이어서, 전체면에 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(51)을 형성하고, 이 절연막(51)에 대해 버퍼용 다결정실리콘층(35)의 소요의 접속부에 대응하는 위치에 콘택트홀(52)을 형성한 후, 전체면에 션트용 배선층으로 되는 제1의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막(53)을 피착형성한다.
다음에, 제21(b)도에 나타낸 바와 같이, 이 제1의 Al 막(53)을 패터닝하여 버퍼용 다결정 실리콘층(35)상에 대응하는 부분에 제1 Al막(53)에 의한 션트용 배선층(33)을 형성하는 동시에, 수광부(10)로부터 일부 그 외주단차상에 연장되는 영역상에 제1의 Al 막(53)을 남기고, 즉 제1의 Al막(53)에 의한 Al 보호막(54)을 형성한다.
다음에, 제21(c)도에 나타낸 바와 같이, 수직전송레지스터(5) 및 수광부(10)상을 포함하는 전체면에 예를 들면 플라스마 SiO 또는 플라스마 SiN 등에 의한 층간절연층(55)을 피착형성한다.
다음에, 제21(d)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)에 대응한 Al 보호막(54)상의 층간절연층(55)을 선택적으로 에칭제거한다. 이로써, 션트용 배선층(33)을 에워싸도록 층간절연층(55)이 남는다.
이 층간절연층(55)의 선택에칭시, 수광부(10)상의 Al 보호막(54)이 에칭스토퍼로 되어 수광부(10)의 표면의 절연막(51)이 에칭으로부터 보호된다.
다음에, 제21(e)도에 나타낸 바와 같이, Al 보호막(54)을 남긴 상태에서 전체면에 제2의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막(56)을 피착형성한다.
다음에, 제21(f)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)의 개구를 형성할 부분위의 제1의 Al막(Al 보호막)(54) 및 제2의 Al막(56)을 선택적으로 에칭제거하여 개구부(10a)를 형성하고, 여기에 수광부(10)측에 일부 돌출하는 돌출부(38a)를 일체로 가진 차광층(38)을 형성한다. 돌출부(38a)에서는 제1 및 제2의 Al 막(54) 및 (56)의 2층막구조로 형성된다.
그 후, 제22도에 나타낸 바와 같이, 전체면에 예를 들면 플라스마 SiN 또는 플라스마 SiO 등에 의한 절연보호막(57)을 피착형성한다.
이리하여, 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부(10)와, 각 수광부열마다 배설된 수직전송레지스터(5)와, 수직전송레지스터(5)상에 전송전극(16)에 접속된 션트용 배선층(33)을 가지고, 그 션트용 배선층(33)을 덮는 층간절연층(55)을 통해 차광층(38)이 형성되고, 차광층(38)의 돌출부(38a)가 제1 및 제2의 금속막(54)및 (56)에 의한 2층막구조로 형성되고, 돌출부(38a) 아래를 포함하는 수광부에서는 층간절연층(55)이 형성되지 않고 얇은 절연막(51)을 가지고 이루어지는 CCD 고체촬상소자(59)를 얻는다.
이 CCD 고체촬상소자(59)에 의하면, 위 예와 마찬가지로 차광부(38)의 돌출부(38a)아래의 절연막(51)은 얇으므로, 돌출부(38a)아래로의 광의 입사는 어렵고, 스미어성분을 저감할 수 있다.
또한, 차광층(38)의 돌출부(38a)에 있어서, 그 단차부의 측벽면, 특히 그 좁은 부분(60)의 Al 막이 얇아져서, Al 막의 결정입계로부터 입사광이 새어들 우려가 있으나, 본 실시예에서는, 돌출부(38a)가 2층막구조이므로, 좁은 부분(60)의 Al 막두께가 충분히 얻어지고, 이곳으로부터의 광이 새어드는 일은 전혀 생기지 않는다. 따라서, 스미어성분을 더욱 저감할 수 있다.
그리고, 차광층(38), 즉 최소한 그 돌출부(38a)를 구성하는 제1금속막(54)의 하면에 반사방지막을 형성하는 것도 가능하다.
CCD 고체촬상소자(59)의 제조방법에 의하면, 제21(d)도의 층간절연층(55)의 선택에칭에 있어서, 수광부(10)상에는 제1의 Al 막에 의한 Al 보호막(54)이 형성되어 있으므로, 이 Al 보호막(54)에 의해 그 아래의 절연막(51)은 플라스마에 노출되거나, 에칭되는 등의 악영향을 받지 않는다. 또한, 제21(d)도의 공정에서 층간절연층(55)의 차광부(55a)가 남아도, 그 후 Al 보호막(54)을 제거하지 않고 그위에 제2의 Al 막을 피착하여 차광층(38)을 형성하므로, 차광성이 높은 차광층(38)을 형성할 수 있다.
또한, 수광부(10)에서는 제21(f)도의 공정만의 1회의 에칭으로 족하므로, 절연막(51)에 대한 대미지는 적다.
따라서, 절연막(51)의 막두께를 얇게 할 수 있고, 차광성이 높은 차광층(38)과 더불어 스미어특성이 좋아지고, 또한 절연막(51)의 막두께제어를 정확하게 행할 수 있는 것, 가공시의 스트레스가 절연막(51)에 부여되지 않는 등에 의해 본 광특성이 좋아지고, 촬상시의 백색홈의 발생이 적은 고체촬상소자를 제조할 수 있다.
또한, 차광층(38)의 돌출부(38a)의 일부로 되는 제1의 금속막(53)은 션트용 배선층(33)으로서 사용된다.
따라서, 제1의 금속막(53)은 배선에 적합한 금속막을 사용하고, 제2의 금속막(56)은 차광성이 높은 금속막을 사용할 수 있는 등, 금속막(53),(56)의 구분사용이 가능하게 된다.
한편, 제22도에 나타낸 CCD 고체촬상소자(59)에 있어서는, 동일 층의 Al 막(막두께가 예를 들면 400nm∼500nm 정도)(53)을 에칭에 의한 패터닝으로 션트용 배선(33)과 수광부(10)상의 에칭스토퍼로 되는 Al 보호막(54)을 형성하고 있다. 그러나, 본 구조는 제23도에 나타낸 바와 같이, Al 막(53)의 선택에칭을 단차부분(60)에서 행하므로, 이 단차부분(60)에서 에칭잔부가 발생할 우려가 있다. 에칭잔부가 생기면, 션트용 배선층(33) 및 차광층(38)사이의 쇼트불량을 일으킨다.
이 에칭잔부를 방지하는 수단으로서, 통상의 에칭과 웨트에 의한 에칭을 병용하는 방법도 고려할 수 있지만, 본 구조에서는 프로세스마진이 적으므로, 웨트에칭은 이용할 수 없다. 다른 방법으로서는 오버에칭량을 증가시키는 것이 있으나, 이것은 바탕의 절연막(51)의 막감소와의 관계로 억지로 증가시킬 수 없다.
Al 막(53)의 막두께가 얇으면 얇을수록, 에칭잔부는 잘 발생하지 않게 되지만, 이 Al 막(53)으로 션트용 배선층(33)도 형성하고 있으므로, Al 막(53)의 박막화는 저항의 증가를 초래하고, 고체촬상소자의 성능저하를 초래할 우려가 있다. Al막(53)의 에칭에 관해서는 프로세스마진이 적고, 에칭잔부가 발생하기 쉽다.
제24(a)도∼제24(h)도 및 제25도는 이러한 점을 개선한 본 발명에 관한 CCD 고체 촬상소자 및 그 제조방법의 다른 실시예를 나타낸다. 각 공정순의 도면은 각각 제4도의 V-V 선상의 단면에 대응한다.
제24(a)도는 전술한 제21(a)도의 공정과 동일하다. 즉, 제24(a)도에 나타낸 바와 같이, 반도체 기체(29)상에 게이트절연막(예를 들면 SiO2막과 SiN 막의 2층막)(15)을 통해 다결정 실리콘에 의한 전송전극(16)[16A,16B]을 형성하고, 다시 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(36)을 통해 대응하는 전송전극(16)에 접속되도록 수직전송레지스터(5)상에 따라서 버퍼용 다결정실리콘층(35)을 형성한다.
이어서, 전체면에 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(51)을 형성하고, 이 절연막(51)에 대해 버퍼용 다결정 실리콘(35)의 소요의 접속부에 대응하는 위치에 콘택트홀(52)을 형성한 후, 전체면에 션트용 배선층으로 될 제1의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 막두께 t1가 400nm∼500nm 정도의 Al 막(53)을 예를 들면 스퍼터 등에 의해 피착형성한다.
다음에, 제24(b)도에 나타낸 바와 같이, 이 제1의 Al 막(53)을 포토레지스트층(71)을 마스크로 패터닝하여 버퍼용 다결정 실리콘층(35)상에 대응하는 부분에 제1의 Al 막(53)에 의한 션트용 배선층(33)을 형성한다. 이 패터닝에서는, 패턴이 거칠기 때문에 반응성이온에칭(RIE)과 웨트에칭의 병용이 가능하게 되어, 에칭잔부를 없앨 수 있다.
다음에, 제24(c)도에 나타낸 바와 같이, 션트용 배선층(33)을 포함하는 전체면에 에칭스토퍼용의 제2의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막(72)을 피착형성한다. 이 Al 막(72)의 막두께 t2는 션트용 배선층(33)의 막두께 t1의 수분의 1정도이어도 된다. 본 예에서는 100nm∼50nm 정도로 한다.
다음에, 제24(d)도에 나타낸 바와 같이, 제2의 Al 막(72)을 포토레지스트층 (73)을 마스크로 반응성 이온에칭 등의 에칭에 의해 패터닝하여 션트용 배선층(33)상에 대응하는 부분에 적층하는 Al 층(74)을 형성하는 동시에, 수광부(10)로부터 일부 그 외주단차상에 연장되는 영역상에 제2의 Al 막(72)에 의한 에칭스트퍼로 되는 Al 보호막(75)을 형성한다.
다음에, 제24(e)도에 나타낸 바와 같이, 수직전송레지스터(5) 및 수광부(10)상을 포함하는 전체면에 예를 들면 플라스마 SiO 또는 플라스마 SiN 등에 의한 층간절연층(55)을 피착형성한다.
다음에, 제24(f)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)에 대응한 Al 보호막(75)상의 층간절연층(55)을 선택적으로 에칭제거한다. 이로써, 션트용 배선층(33)을 에워싸도록 층간절연층(55)이 남는다.
이 선택에칭시, 수광부(10)상의 Al 보호막(75)이 에칭스토퍼로 되어 수광부 (10)의 표면의 절연막(51)이 에칭으로부터 보호된다.
다음에, 제24(g)도에 나타낸 바와 같이, Al 보호막(75)을 남긴 상태에서 전체면에 제3의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막(76)을 피착형성한다.
다음에, 제24(h)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)의 개구를 형성할 부분상의 제2의 Al막(75)및 제3의 Al 막(76)을 선택적으로 에칭제거하여 개구부(10a)를 형성하고, 여기에 수광부(10)측에 일부 돌출하는 돌출부(38a)를 일체로 가진 차광층(38)을 형성한다. 돌출부(38a)에서는 제2 및 제3의 Al 막(75) 및 (76)의 2층막구조로 형성된다.
그 후, 제25도에 나타낸 바와 같이, 전체면에 예를 들면 플라스마 SiN 또는 플라스마 SiO 등에 의한 절연보호막(57)을 피착형성한다.
이리하여, 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부(10)와, 각 수광부열마다 배설된 수직전송레지스터(5)와, 수직전송레지스터(5)상에 전송전극(16)에 접속된 션트용 배선층(33)을 가지며, 그 션트용 배선층(33)을 덮는 층간절연층(55)을 통해 차광층(38)이 형성되고, 차광층(38)의 돌출부(38a)가 션트용 배선층(33)의 막두께 t1보다 얇은 막두께 t2의 제2의 금속막(72)(따라서 75)과, 제3의 금속막(76)에 의한 2층막구조로 형성되고, 돌출부(38a)아래를 포함하는 수광부(10)에서는 층간절연층(55)이 형성되지 않고, 얇은 절연막(51)을 가지고 이루어지는 CCD 고체촬상소자 (77)를 얻는다.
이 CCD 고체촬상소자(77)에 의하면, 수광부(10)에 남는 금속막 즉 차광층 (38)의 2층막 구조의 돌출부(38a)의 하층의 Al 막(72)(따라서 75)을 션트용 배선층(33)의 막두께 t1보다 얇게 함으로써, Al 막(72)의 패터닝이 양호하게 되어, 에칭부족에 의한 쇼트불량을 방지할 수 있다.
또, 막두께가 얇은 Al 막(72)의 패터닝에 있어서, 그 오버에칭에 의한 바탕의 절연막(51)의 막감소량이 감소되므로, CCD 고체촬상소자(59)에 비해 차광층(38)의 돌출부(38a) 아래의 절연막(51)을 더욱 얇게 할 수 있고, 스미어억압비를 더욱 향상시킬 수 있다.
제26(a)도∼제26(h)도는 본 발명에 관한 CCD 고체촬상소자 및 그 제조방법의 또다른 실시예를 나타낸다. 각 공정순의 도면은 제4도의 V-V 선상의 단면에 대응한다.
먼저, 제26(a)도에 나타낸 바와 같이, 반도체 기체(29)상에 게이트절연막 (15)을 통해 다결정 실리콘에 의한 전송전극(16)[16A,16B]을 형성하고, 또한 예를 들면 SiO2에 의한 절연막(36)을 통해 대응하는 전송전극(16)에 접속되도록 수직전송레지스터(5)상에 따라서 버퍼용 다결정 실리콘층(35)을 형성한다. 이어서, 전체면에 예를 들면 PSG(인실리케이트 유리), BPSG(보론, 인실리케이트유리)등에 의한 제1층간절연층(81)을 형성한다.
다음에, 제26(b)도에 나타낸 바와 같이, 제1 층간절연층(81)상의 전체면에 이후 에칭스토퍼로 될 박막, 예를 들면 반도체 박막, 본 예에서는 다결정 실리콘박막(82)을 피착형성한다. 다결정 실리콘박막(82)의 막두께로서는, 약 100nm 이하로 얇게 형성한 편이 스미어특성이 양호한 디바이스가 얻어진다.
다음에, 제26(c)도에 나타낸 바와 같이, 다결정 실리콘박막(82)을 에칭에 의해 패터닝하여 수광부(10)로부터 일부 그 외주단차상에 연장되는 영역상에만 다결정 실리콘박막(82)을 남긴다.
이 다결정 실리콘막(82)의 선택에칭시, 제1 층간절연층(81)의 막감소를 방지하기 위해, 제1 층간절연층(81)과의 선택비가 큰 에쳐(etcher)를 사용하는 것이 필요하다. 예를 들면, 제1 층간절연층(81)이 PSG 막의 경우에는, 통상의 다결정 실리콘용의 에쳐를 사용하면 된다.
다음에, 제26(d)도에 나타낸 바와 같이, 제1 층간절연층(81)에 대해 버퍼용 다결정실리콘층(35)의 소요의 접속부에 대응하는 위치에 콘택트홀(52)을 형성한후, 션트용 배선층으로 될 제1의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막을 스퍼터 등에 의해 형성하고, 이 Al 막을 패터닝하여 버퍼용 다결정 실리콘층(35)상에 대응하는 부분에 제1의 Al 막에 의한 션트용 배선층(33)을 형성한다.
다음에, 제26(e)도에 나타낸 바와같이, 션트용 배선층(33)을 덮도록 전체면에 예를 들면 플라스마 SiN 또는 플라스마 SiO 등에 의한 제2 층간절연층을 피착형성한다.
다음에, 제26(f)도에 나타낸 바와 같이, 제2 층간절연층(83)의 수광부(10) 및 그 주변부를 포함하는 영역을 선택적으로 에칭제거한다.
이 선택에칭시, 수광부(10)상의 다결정 실리콘막(82)이 에칭스토퍼로 되어 수광부(10)의 표면의 제1 층간절연층(81)이 에칭으로부터 보호된다.
에칭조건은 다결정 실리콘막(82)과 제2 층간절연층(83) 사이에서 충분히 고선택비를 얻는 조건으로 하고, 에칭종료시에 다결정 실리콘막(82)이 남도록 하여, 제1 층간절연층(81)의 막감소를 방지한다.
다음에, 다결정 실리콘막(82)을 남긴 상태에서 전체면에 제2의 금속막, 예를 들면 Al, W, 본 예에서는 Al 막을 피착형성한다.
그리고, 제26(g)도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)의 개구를 형성할 부분상의 제2의 Al 막 및 다결정 실리콘막(82)을 동시에 선택적으로 에칭제거하여 개구부(10a)를 형성하고, 여기에 수광부(10)측에 일부 돌출한 돌출부(38a)를 일체로 가진 차광층(38)을 형성한다.
이 경우에, 다결정 실리콘막(82)도 동시에 선택에칭함으로써, 분광(分光)특성의 변화를 방지할 수 있다.
이 후, 제26(h)도에 나타낸 바와 같이, 통상 사용되는 예를 들면 플라스마 SiN 또는 플라스마 SiO 등에 의한 절연보호막(85)을 전체면에 피착형성한다.
이리하여, 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부(10)와, 각 수광부열마다 배설된 수직전송레지스터(5)와, 수직전송레지스터(5)상에 전송전극(16)에 접속된 션트용 배선층(33)을 가지고, 션트용 배선층(33)을 덮는 제2 층간절연층(83)을 통해 차광층(38)이 형성되고, 차광층(38)의 수광부(10)측에 돌출하는 돌출부(38a)아래에 제2 층간절연층(83)이 형성되지 않고, 돌출부(38a)와 수광부(10)상의 제1 층간절연층(81)과의 사이에 에칭스토퍼로 되는 다결정 실리콘박막(82)이 배설되어 이루어지는 CCD 고체촬상소자(86)를 얻는다.
그리고, 에칭스토퍼로 되는 박막(82)으로서 다결정 실리콘막을 사용하였으나, 다결정 실리콘막과 차광층(38)의 금속이 반응을 일으킬 경우에는, 다결정 실리콘막의 표면을 산화하여 다결정 실리콘막과 실리콘산화막의 2층막구조의 박막, 또는 다결정 실리콘막에 고농도의 비소를 이온주입한 박막을 사용함으로써 반응을 방지할 수 있다.
이 CCD 고체촬상소자(86)에 의하면, 수광부(10)의 제1 층간절연층(81)상에 다결정 실리콘박막(또는 표면산화한 다결정 실리콘박막(82)을 형성하고, 다결정 실리콘박막(또는 표면산화한 다결정 실리콘박막)(82)상에서 제2 층간절연층(83)을 에칭에 의해 선택적으로 제거함으로써, 제1 층간절연층(81)을 얇게 한 그대로, 수광부(10)의 제2 층간절연층(83)을 제거할 수 있다. 따라서, 제2 층간절연층(83)의 에칭시에 제1 층간절연층(81)의 막감소가 없고, 차광층(38)의 돌출부(38a) 바로 아래의 제1 층간절연층(81)을 보다 얇게 할 수 있어서, 스미어를 저감할 수 있다.
또, 제26(c)도의 공정에서 다결정 실리콘박막(또는 표면산화한 다결정 실리콘박막)(82)을 패터닝할 때에, 이 박막(82)과 하층의 PSG 에 의한 제1 층간절연층(81)과의 에칭의 선택비가 크므로, 오버에칭이 가능해져서, 양호한 패터닝이 얻어진다.
또한, 이 종류의 고체촬상소자의 제조에 있어서 우량품의 고수율을 기대할 수 있다.
또한, 차광층(38)은 제2의 금속막(예를 들면 Al 막)만으로 형성되므로, 차광층(38)의 하면에 반사방지막을 형성하는 공정과의 정합성(整合性)이 좋다.
전술한 제22도에 나타낸 CCD 고체촬상소자(59)에 있어서는, 차광층(38)의 돌출부(38a)를 2층막구조로 하여 비교적 두껍게 형성되므로, 개구부(10a)에 돌출부(38a)의 벽이 우뚝 선 상태로 되어, 입사광의 이클립스(eclipse)가 발생하기 쉬운 우려가 있다.
제27(a)도∼제27(d)도 및 제28도는 상기 단점을 개선한 본 발명에 관한 CCD 고체 촬상소자 및 그 제조방법의 또 다른 실시예를 나타낸다. 각 공정순의도면은 제4도의 V-V 선상의 단면에 대응한다.
먼저, 제27(a)도에 나타낸 바와 같이, 반도체기판(29)상에 게이트절연막(예를들면 SiO2막과 SiN 막의 2층막)(15)을 통해 다결정 실리콘에 의한 전송전극(16)[16A,16B]을 형성하고, 전송전극(16)의 표면에 산화막(SiO2)(36)을 형성한 후, 전체면에 절연막(평탄화막)(62)을 형성한다.
그리고, 제1층의 금속막, 예를 들면 텅스텐(W)막(63)을 스퍼터링 등에 의해 피착형성한 후, 이 W 막(63)을 패터닝하여, 대응하는 전송전극(16)에 접속되도록 수직전송레지스터상에 따르는 션트용 배선층(33)과, 이 후 차광층의 돌출부(38a)로 되는 부분으로부터 수광부(10)상에 연재하는 W 보호막(64)을 형성한다.
다음에, 제27(b)도에 나타낸 바와 같이, 션트용 배선층(33) 및 W 보호막(64)을 포함하는 전체면에 CVD 법에 의해 층간절연층(65)을 피착형성한다.
다음에, 제27(c)도에 나타낸 바와 같이, 층간절연층(65)을 선택에칭하여, 션트용 배선층(33)을 피복하고 또한 일부 W 보호막(64)의 에지부, 즉 이후 차광층의 돌출부(38a)로 될 부분의 에지부에 가로지르도록 층간절연층(65)을 남긴다. 이 층간절연층(65)의 패터닝시, 수광부(10)측에서는 W 보호막(64)이 형성되어 있으므로, 수광부(10)의 표면의 절연막(62)이 에칭되는 일이 없다.
다음에, 제27(d)도에 나타낸 바와 같이, 제2층이 금속막, 예를 들면 알루미늄(Al)막(66)을 스퍼터링 등에 의해 피착형성한 후, 바탕의 W 보호막(64)을 스토퍼로서 이 Al 막(66)을 패터닝하고, W 보호막(64)의 끝에지에 물리적 및 전기적으로 접촉하도록 차광층의 일부를 구성하는 Al 차광막부(67)를 형성한다.
다음에, 제28도에 나타낸 바와 같이, 수광부(10)상의 W 보호막(64)을 선택적으로 에칭제거하여 개구부(10a)를 형성한다. 이 선택에칭에 의해 W 막에 의한 돌출부(38a)와, 전송전극(16)상의 Al 막에 의한 차광막부(67)로 이루어지는 차광층(38)이 형성된다.
이리하여 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부(10)와, 각 수광부열마다 배설된 수직전송레지스터(5)와, 수직전송레지스터(5)상에 전송전극(16)에 접속된 션트용 배선층(33)과, 션트용 배선층을 덮는 층간절연층(65)을 통해 배설한 차광층(38)을 가지고, 차광층(38)이 2종류의 금속막으로 형성되고, 즉 예를 들면 W 막(63)에 의한 돌출부(38a)와 Al막(66)으로 형성되는 차광막부(67)로 형성되는 동시에, 그 돌출부(38a)와 상기 션트용 배선층(33)이 제1층의 금속막 즉 W 막(63)으로 형성되어 이루어지는 CCD 고체촬상소자(69)를 얻는다.
이 CCD 고체촬상소자(69)에 의하면, 차광층(38)을 2종류의 금속막(63),(66)을 사용하여 형성하고, 그 돌출부(38a)는 한쪽의 금속막(63)에 형성함으로써, 수광부(10)에의 입사광의 이클립스가 개선된다. 또, 온칩 마이크로렌즈의 설계에 있어서, 형상의 자유도가 높아진다.
그리고, 이 구성에 있어서도, 돌출부(38a) 아래의 절연막(62)이 얇게 형성될 수 있으므로, 광의 새어듬이 적어 스미어성분을 저감할 수 있다.
또한, 본 예에서는 제1층의 W 막(63)으로 차광층의 돌출부(38a)와 션트용 배선층(33)을 형성하므로, 버퍼용 다결정 실리콘층을 생략할 수 있어서, 표면의 단차를 완화할 수 있다.
또한, 차광층(38)을 형성하는 텅스텐의 돌출부(38a)와 알루미늄의 차광막부(67)를 물리적 또한 전기적으로 접촉시킴으로써, 광의 새어듬이 없어서 우수한 차광능력을 가진다. 동시에, 차광막부(67) 및 돌출부(38a)중의 어느 한쪽에 전위를 부여하는 것만으로 차광층(38) 전체의 전위를 결정할 수 있으므로, 배선이 단순하게 된다.
그리고, 차광층(38), 즉 최소한 그 돌출부(38a)를 구성하는 금속막(63)의 하면에 반사방지막을 형성하는 것도 가능하다.
또한, 제27(a)도∼제27(d)도 및 제28도의 제조방법에 있어서는, 수광부(10)의 개구부(10a)를 형성하기 위한 에칭공정을 제28도의 공정으로 행하였으나, 제27(a)도의 공정의 W 막의 패터닝시에 있어서, 동시에 개구부(10a)의 패터닝을 행하도록 해도 된다.
또한, 제1층금속막(63)과 제2층금속막(66)은, 예를 들면 W 와 Al 을 위 예와 역으로 하는 등, 필요에 따라서 그 금속재를 선택할 수 있다.
그리고, 위 예에 있어서는, 차광층(38)을 수광부(10)를 에워싸도록, 즉 수직전송레지스터(5)상 및 수직방향으로 인접하는 수광부(10)의 사이 위에 형성하도록 되어 있지만, 그 밖에 도시하지 않지만, 최소한 수직방향으로 인접하는 수광부(10) 사이 위에 차광층(38)을 형성하고, 수직전송레지스터(5)상은 션트배선층(33)에 의해 차광층을 겸용하도록 하고, 또한 차광층(38)의 수광부(10)측에는 돌출한 돌출부(38a) 아래에는 층간절연층(37),(42),(55),(65) 또는 (83)이 형성되지 않도록 구성할 수도 있다. 이러한 구성에 있어서도, 수직전송레지스터(5)는 션트배선층(33)에 의해 차광되는 동시에, 수직방향의 수광부사이를 차광층(38)으로 차광된다. 더욱이, 차광층(38)의 수광부(16)측에의 돌출부(38a)는 하층의 PSG 층(32), 또는 절연막(51),(62)상에 형성되므로, 차광이 확실하게 되어, 스미어성분을 저감할 수 있다.
또한, 위 예에서는 FIT 형의 CCD 고체촬상소자에 적용하였으나, 그 밖에 IT(인터라인트랜스퍼)형의 CCD 고체촬상소자에도 적용할 수 있다.
본 발명의 고체촬상소자에 의하면, 수직전송레지스터상 및 수직방향의 수광부 사이위를 함께 확실하게 차광할 수 있어서, 스미어성분을 저감할 수 있다.
그리고, 션트용 배선층과 차광층 사이의 층간절연층을 질화막으로 함으로써, 하층 절연층과의 에칭선택비가 취해지고, 차광층의 돌출부아래, 즉 수광부에 대응하는 부분의 층간절연층을 선택 제거할 수 있다.
또한, 상기 층간절연층을 질화막과 산화막의 적층막으로 함으로써, 층간절연층의 비유전율이 작아져서 션트용 배선층과 차광층사이의 용량을 감소시킬 수 있고, 결과로서 전송클록단자의 부하용량이 작아져서 저소비 전력화가 가능하게 된다.
본 발명의 고체촬상소자에 의하면, 차광층의 돌출부 아래의 절연막을 얇게 형성할 수 있는 동시에, 돌출부에서의 차광성을 2층막 구조에 의해 향상시킬 수 있어서, 스미어성분을 저감할 수 있다.
차광층의 돌출부에서의 2층막구조의 하층막을 션트용 배선층의 막두께보다 얇게 할 때는, 이 하층막의 패터닝시의 에칭잔부가 없고, 쇼트불량을 방지할 수 있다. 또한, 하층막의 오버에칭에 의한 바탕절연막의 막감소량이 적어져서, 차광층의 돌출부 아래의 절연막을 더욱 얇게 할 수 있어서, 스미어억압비를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 고체촬상소자에 의하면, 스미어성분의 저감을 도모하는 동시에, 차광층을 1층의 금속막으로 형성하는 구성일 때에는, 차광층 아래에 반사방지막을 형성하는 공정과의 정합성이 좋아진다.
또한, 본 발명의 고체촬상소자에 의하면, 스미어성분의 저감을 도모하는 동시에, 차광층을 2종의 금속막으로 구성함으로써, 차광층의 돌출부에 의한 입사광의 양을 저감할 수 있다. 또한, 온칩 마이크로렌즈의 설계에 있어서의 형상의 자유도를 올릴 수 있다.
또한, 차광층의 하면에 반사방지막을 형성할 수 있으므로, 더욱 누광에 의한 스미어성분의 저감을 도모할 수 있다.
본 발명의 고체촬상소자의 제조방법에 의하면, 션트용 배선층과 차광층 사이의 제2의 절연층을 수광부에 있어서 선택적으로 제거함으로써, 차광층의 수광부측에의 돌출부와 반도체 표면 사이를 좁게 할 수 있어서, 스미어성분을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 고체촬상소자의 제조방법에 의하면, 션트용 배선층의 형성시에, 수광부상에도 션트용 배선층과 동일한 제1층 금속막을 남김으로써, 수광부상의 층간절연층의 선택적 제거에 있어서, 남겨진 금속막으로 그 아래의 얇은 절연막을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 고체촬상소자의 다른 제조방법에 의하면, 수광부상의 제1 층간절연층상에 스토퍼로 될 박막을 형성함으로써, 수광부에 대응하는 부분의 제2층간절연층을 선택적으로 제거할 때에, 바로 아래의 박막으로 그 아래의 얇은 제1 층간절연층을 역시 보호할 수 있다.
이 결과, 백색 홈의 발생을 적게 하고, 또한 스미어성분이 저감된 고체촬상소자를 제조할 수 있다.
또한, 수광부상의 제1층 금속막을 남긴 상태에서 제2층 금속막을 형성하는 경우에는, 차광층의 돌출부가 2층막 구조로 되어, 보다 차광성을 향상시키고, 스미어의 저감을 도모할 수 있다.
따라서, 신뢰성이 높은 고체촬상소자, 예를 들면 고품위의 고체촬상소자를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 이 분야에서 숙련된 사람은 다음의 특허청구의 범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 일탈하지 않고 여러가지 변형 및 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

Claims (15)

  1. 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부와, 수직방향의 수광소자 사이에 배설되고, 소정수의 상(相)을 가지는 전송게이트전극을 가지는 수직전송레지스터와, 상기 전송전극상에 배설된 차광층과, 동일상의 상기 전송전극에 접속된 션트용 배선층과, 상기 션트용 배선층과 상기 차광층을 절연하고, 상기 전송전극의 상부만을 덮도록 형성된 층간절연층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차광층이 최소한 수직방향의 수광부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 차광층이 상기 수광부를 에워싸도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 층간절연층이 질화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 층간절연층이 하층의 질화막과 상층의 산화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 차광층이 2층막 구조로 형성되는 돌출부를 가지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2층막 구조중 하층막의 막두께가 상기 션트용 배선층의 막두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 차광층아래에 반사방지막이 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 차광층이 상기 수광부로 돌출하는 돌출부를 가지며, 스토퍼로서의 박막은 상기 전송전극 및 상기 션트용 배선층을 절연하는 상기 절연막과 상기 돌출부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 차광층이 제1층막과 제2층막으로 형성되는 동시에, 수광부측으로 돌출한 상기 돌출부를 형성하고, 상기 션트용 배선층이 상기 제1층막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
  11. 복수의 수광부와 각 수광부열마다 전송전극을 가진 수직전송레지스터를 형성하는 제1의 공정과, 제1의 절연층을 통해 상기 수직전송레지스터상에 전송전극과 접속하는 션트용 배선층을 형성하는 제2의 공정과, 상기 션트용 배선층상을 덮어 제2의 절연층을 형성하는 제3의 공정과, 상기 제2의 절연층의 상기 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하는 제4의 공정과, 차광층을 일부 상기 수광부측에 돌출하도록 상기 수직전송레지스터상 및 상기 수광부 주위부상에 형성하는 제5의 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2의 공정에서는 제1층 금속막에 의한 션트용 배선층을 형성하는 동시에, 상기 제2의 절연층의 상기 수광부상에 상기 제1층 금속막을 선택적으로 남기고, 상기 제4의 공정에서 상기 수광부상의 제1층 금속막을 스토퍼로서 상기 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하고, 상기 제5의 공정전에 상기 수광부상의 제1층 금속막을 제거하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제4의 공정 후, 제2층 금속막을 전체면에 형성하고, 상기 제1층 금속막 및 제2층 금속막을 선택적으로 패터닝하여 수광부에의 돌출부가 상기 제1층 금속막과 제2층 금속막의 2층막 구조로 되도록 상기 수직전송 레지스터상 및 상기 수광부 주위부상에 차광막을 형성하는 제5의 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자의 제조방법.
  14. 복수의 수광부와 각 수광부열마다 전송전극을 가진 수직전송레지스터를 형성하는 제1의 공정과, 수광부 및 수직전송레지스터의 전체면상에 제1의 절연층을 형성하고, 다시 이 제1의 절연층의 수광부에 대응하는 부분상에 선택적으로 스토퍼로 되는 박막을 형성하는 제2의 공정과, 상기 제1의 절연층을 통해 상기 수직전송레지스터상에 전송전극과 접속하는 션트용 배선층을 형성하는 제3의 공정과, 상기 션트용 배선층상을 덮어 제2의 절연층을 형성하는 제4의 공정과, 상기 박막을 스토퍼로서 상기 제2의 절연층의 수광부상에 대응하는 부분을 선택적으로 제거하는 제5의 공정과, 차광용의 층을 전체면에 형성한 후, 차광용의 층과 상기 박막을 패터닝하여, 일부 수광부측에 돌출하도록 상기 수직전송레지스트상 및 상기 수광부의 주위부상에 차광층을 형성하는 제6의 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 고체 촬상소자의 제조방법.
  15. 매트릭스형으로 배열된 복수의 수광부와, 수직방향의 수광소자 사이에 배설되고, 소정수의 상을 가지는 전송게이트 전극을 가지는 수직전송 레지스터와, 상기 전송전극상에 배설된 차광층과, 동일상의 상기 전송전극에 공통으로 접속된 션트용 배선층과, 상기 전송전극 및 상기 션트용 배선층을 절연하고, 상기 수광부의 위쪽 방향으로 돌출되는 제1의 절연층과, 상기 션트용 배선층과 상기 차광층을 절연하고, 상기 전송전극만을 실질적으로 덮는 제2의 절연층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고체촬상소자.
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