Brevet FR2665983A1 — publié le 19920221

l 2665983 Procédé pour produire un détecteur d'imaqe CCD du type à autoaliqnement La présente invention concerne, d'une manière générale, un procédé pour produire un détecteur d'image CCD du type à autoalignement, et notamment un procédé pour produire un détecteur d'image CCD à autoalignement comportant une zone de réception de lumière non diminuée et dans lequel la lumière ne peut être incidente que sur la zone de réception de lumière, la zone restante étant complètement protégée vis-à- vis de la lumière incidente, pour ainsi empêcher l'apparition d'un phénomène de maculage. Un détecteur d'image CCD (à dispositif de couplage de charge) est en général un élément dynamique dans lequel une charge de signal se déplace le long d'une trajectoire prédéterminée sous le contrôle d'impulsions d'horloge Il se compose généralement d'une zone de réception de lumière et d'une zone de transmission destinée à transmettre une charge de signal correspondant à la lumière incidente Le détecteur d'image CCD est largement utilisé dans des dispositifs de mémoire, de logique, de traitement de signaux ou de traitement d'image. L'un des détecteurs d'image CCD de l'art antérieur possède une couche formant écran à la lumière, faite d'un matériau métallique, tel que de l'aluminium pour faire en sorte que la lumière ne puisse être incidente que sur la zone de réception de lumière. Un détecteur d'image CCD de ce type a été proposé par Mitsubishi Electronics Ind Co, Ltd dans la brochure de la Société de Télévision Japonaise (Vol 10, No 4, avril 1990). Le procédé pour produire le détecteur d'image CCD de l'art antérieur, qui comporte une couche formant écran à la lumière, faite d'un matériau métallique, est décrit ci-après en référence aux Figures la à ld. Comme on peut le voir sur la Figure la, des ions de type N sont injectés dans un substrat en silicium 1 au niveau de zones prédéterminées de celui-ci situées à une distance prédéterminée, pour former une photodiode 2 destinée à servir de zone de réception de lumière, et un dispositif à couplage de charge vertical (VCCD) destiné à servir de zone de transmission en vue de transmettre des charges de signaux La totalité de la surface du substrat 1 est recouverte d'un film d'oxyde formant porte 4 et d'un film de polysilicium formant porte 5, ce dernier étant superposé au premier Le film de polysilicium formant porte 5 est ensuite éliminé au niveau d'une partie située au- dessus de la photodiode 2 à l'aide du procédé de décapage par lumière conventionnel Puis, comme il est visible sur la Figure lb, un film en verre au silicate de bore et de phosphore (BPSG) ayant une épaisseur prédéterminée et destiné à servir de film isolant est étendu sur la surface décapée pour ensuite, comme le montre la Figure la, être recouvert d'une couche 7 formant écran à la lumière ayant une épaisseur prédéterminée. Il convient de noter qu'un film d'oxyde à basse température (LTO) peut être utilisé à la place du film BPSG. L'étape suivante consiste à éliminer, à l'aide du procédé de décapage par lumière conventionnel, la couche formant écran à la lumière uniquement au niveau de la partie située au-dessus de la photodiode, pour faire en sorte que la lumière ne soit incidente que sur la photodiode 2 (voir Figure ld). La raison pour laquelle le matériau en aluminium caractéristique est utilisé comme couche formant écran à la lumière, réside en ce que l'aluminium est très largement utilisé pour des éléments de mémoire ou bipolaires et qu'il est adapté pour servir de couche formant écran à la lumière à cause de son pouvoir de réflexion élevé (approximativement %). Le dispositif de l'art antérieur susdécrit présente cependant les inconvénients suivants. En premier lieu, l'élimination de la couche 7 formant écran à la lumière uniquement au niveau de la partie située au-dessus de la photodiode 2 entraîne l'infiltration de lumière dans le VCCD 3 par l'intermédiaire du film de polysilicium formant porte 5 restant, d'o l'apparition d'un phénomène de maculage (voir Figure 2). En second lieu, la structure superposée du film de polysilicium formant porte 5 et de la couche 7 formant écran à la lumière rend difficile la mise en oeuvre du procédé de décapage par lumière en vue d'éliminer la couche formant écran à la lumière uniquement au niveau de la partie située au-dessus de la photodiode 2, moyennant quoi, la couche formant écran à la lumière risque de s'étendre à la zone de la photodiode 2 La zone d'ouverture de la photodiode 2 est par conséquent diminuée d'une valeur correspondant à 2 Y, ce qui entraîne une diminution d'un facteur de remplissage. En conséquence, la présente invention a pour but de supprimer les inconvénients ci-dessus et, à cet effet, elle propose un procédé pour produire un détecteur d'image CCD du type à autoalignement dont la zone de réception de lumière n'est pas diminuée et qui permette d'empêcher l'apparition d'un phénomène de maculage optique. Pour atteindre ce but, la présente invention propose un procédé pour produire un détecteur d'image CCD du type à autoalignement, comportant les étapes qui consistent à former une photodiode et un dispositif à couplage de charge vertical (VCCD) en injectant des ions dans un substrat à une distance prédéterminée, le type des ions injectés étant différent de celui du substrat; à recouvrir la totalité de la surface du substrat d'un film d'oxyde formant porte et d'un film de polysilicium formant porte, ce dernier étant superposé au premier; à éliminer le film de polysilicium formant porte uniquement au niveau de la partie située au-dessus de la photodiode à l'aide d'un procédé de décapage par lumière; à déposer par métallisation sous vide un métal réfractaire ayant une épaisseur prédéterminée sur la surface décapée, pour ensuite recuire la surface de métal réfractaire dans un état prédéterminé, afin de transformer le métal réfractaire en un siliciure uniquement au niveau de la partie en contact avec le film en polysilicium formant porte; et à mettre en oeuvre un procédé de décapage humide pour éliminer le métal réfractaire non transformé en siliciure au niveau de la partie située au-dessus de la photodiode. Les buts, avantages et caractéristiques ci-dessus de la présente invention, ainsi que bien d'autres, seront mieux compris à la lumière de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré de celle-ci donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: les Figures la à ld sont des vues en coupe illustrant le procédé pour produire le détecteur d'image CCD de l'art antérieur; la Figure 2 illustre l'apparition d'un phénomène de maculage dans un détecteur d'image CCD conventionnel; et les Figures 3 a à 3 d sont des vues en coupe illustrant le procédé de la présente invention. En référence aux Figures 3 a à 3 d, et notamment à la Figure 3 a, des ions de type N sont injectés dans un substrat en silicium de type p 11, à une distance prédéterminée, pour former une photodiode 12 destinée à servir de zone de réception de lumière, et un dispositif à couplage de charge vertical (VCCD) 13 destiné à servir de zone de transmission. Il est possible d'utiliser une diode de Schottky à la place de la photodiode 12, et le VCCD 13 peut se présenter sous la forme d'un dispositif à couplage de charge enseveli (BCCD). un film d'oxyde formant porte 14 et un film de polysilicium formant porte 15, ce dernier étant superposé au premier, recouvrent la totalité de la surface du substrat en silicium 11 Le film de polysilicium formant porte 15 est éliminé sélectivement au niveau d'une partie située au-dessus de la photodiode 12 à l'aide d'un procédé de décapage par lumière en vue de définir une fenêtre, pour qu'ainsi la lumière puisse être incidente sur la photodiode 12 Un métal réfractaire 16, tel que du titane Ti, du molybdène Mo ou du platine Pt, ayant une épaisseur prédéterminée est, comme illustré sur la Figure 3 b, déposé sur la totalité de la surface du film de polysilicium formant porte 15 décapé, à l'aide d'une déposition en phase gazeuse par procédé physique (PVD) Grâce à un traitement de recuit dans un état prédéterminé, le métal réfractaire 16 réagit selon la manière indiquée par la formule ( 1) suivante et se transforme en un film de siliciure 17 au niveau de la partie en contact avec le film de polysilicium formant porte (voir Figure 3 c). Ti + Si = Ti 2 Si ( 1) Etant donné que le métal réfractaire 16 ne réagit pas vis-à-vis du film d'oxyde 14, le métal réfractaire 16 situé au niveau de la partie en contact avec le film d'oxyde formant porte 14 reste intact Autrement dit, le métal réfractaire 16 est transformé en un siliciure sauf dans la partie située au-dessus de la photodiode 12. L'étape suivante consiste, comme le montre la Figure 3 d, en un procédé de décapage humide destiné à décaper sélectivement le métal réfractaire 16 Au cours de ce procédé de décapage humide, le métal réfractaire 16 est éliminé au niveau de la partie située au-dessus de la photodiode 12, le film de siliciure 17 restant intact. Par conséquent, seule la partie située au-dessus de la photodiode 12 est ouverte par autoalignement, en vue de définir une fenêtre destinée à recevoir la lumière. Il convient de noter que pour éliminer le métal réfractaire, il est possible de réaliser un décapage sec au lieu du décapage humide. La présente invention permet d'obtenir les effets suivants. En premier lieu, étant donné que le métal réfractaire 16 est converti pour former le film de siliciure 17 au niveau de la partie en contact avec le film de polysilicium formant porte 15, la lumière ne peut pas être incidente sur des parties autres que la photodiode 12 La lumière incidente sur le film de polysilicium formant porte est par conséquent masquée. En particulier, le fait que le film de siliciure 17 soit formé verticalement des deux côtés de la photodiode 12 par autoalignement, permet d'éviter l'incidence de la lumière sur les faces latérales verticales du film de polysilicium formant porte 15 décapé. En conséquence, un phénomène de maculage optique susceptible de se produire du fait d'une infiltration du signal de la charge de lumière dans la zone de transmission VCCD par l'intermédiaire du film de polysilicium formant porte, est totalement évité. En second lieu, la présente invention n'a pas recours à une couche 7 formant écran à la lumière en aluminium déposée par métallisation sous vide sur le film de polysilicium formant porte 5, comme il est décrit dans l'art antérieur, ce qui évite la perte de zone d'oouverturede la photodiode 2, moyennant quoi, le facteur de remplissage de la photodiode 2 peut être optimisé. Comme il ressort de la description ci-dessus, le procédé de la présente invention est bien adapté pour atteindre les buts et avantages indiqués ainsi que ceux inhérents à l'invention. Bien que la description qui précède ait porté sur un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est bien entendu que celle-ci ne se limite pas à l'exemple décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra qu'il est possible de lui apporter de nombreux changements et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour produire un détecteur d'image CCD du type à autoalignement, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes qui consistent à former une zone de réception de lumière ( 12) et une zone de transmission ( 13) en injectant des ions dans un substrat ( 11) à une distance prédéterminée, les ions injectés étant de type différent de ceux du substrat; à recouvrir la surface du substrat ( 11) d'un film d'oxyde formant porte ( 14) et d'un film de polysilicium formant porte ( 15), le film de polysilicium formant porte étant superposé au film d'oxyde formant porte, pour ensuite éliminer le film de polysilicium formant porte ( 15) uniquement au niveau de la partie située au-dessus de la zone de réception de lumière ( 12) à l'aide d'un procédé de décapage par lumière; à déposer par métallisation sous vide un métal réfractaire ( 16) sur la totalité de la surface décapée, pour ensuite transformer le métal réfractaire ( 16) en un siliciure ( 17) au niveau de la partie en contact avec le film de polysilicium formant porte ( 15) à l'aide d'un procédé de recuit; et à éliminer le métal réfractaire ( 16) au niveau de la partie non transformée qui reste sur le film d'oxyde formant porte ( 14) à l'aide d'un procédé de décapage prédéterminé. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme métal réfractaire ( 16) on utilise du molybdène (Mo). 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme métal réfractaire ( 16) on utilise du platine (Pt). 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme métal réfractaire ( 16) on utilise du titane (Ti).