(57)【要約】【課題】水平転送電極間のショートが生じにくく且つ電荷の転送効率が高い固体撮像装置を実現できるようにする。【解決手段】固体撮像装置は、半導体基板１０の素子分離領域１２に囲まれた素子形成領域１１に行列状に形成された複数の受光素子２１と、受光素子２１の電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部１３と、垂直転送部１３から電荷を受け、行方向に転送する水平転送部１４とを備えている。水平転送部１４は、水平チャネル領域４１と、水平チャネル領域４１の上及び素子分離領域１２の上に跨って且つ互いに間隔をおいて形成された複数の水平転送電極４２とを有している。水平転送電極４２同士の間隔は、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分において、水平チャネル領域４１の中央部よりも広い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の素子分離領域に囲まれた素子形成領域に行列状に形成された複数の受光素子と、
前記受光素子の電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部と、
前記垂直転送部から電荷を受け、行方向に転送する水平転送部とを備え、
前記水平転送部は、水平チャネル領域と、該水平チャネル領域の上及び前記素子分離領域の上に跨って且つ互いに間隔をおいて形成された複数の水平転送電極とを有し、
前記水平転送電極同士の間隔は、前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界部分において、前記水平チャネル領域の中央部よりも広いことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記水平転送電極同士の間隔は、前記水平チャネル領域の中央部と前記垂直転送部側の端部とにおいて等しいことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記水平転送部は、前記水平チャネル領域と前記素子分離領域との間に形成された水平バリア領域及び水平ドレイン領域を有し、
前記水平転送電極同士の間隔は、前記水平ドレイン領域の上において変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記水平転送部は、前記水平チャネル領域と前記素子分離領域との間に形成された水平バリア領域及び水平ドレイン領域を有し、
前記水平転送電極同士の間隔は、前記水平バリア領域の上において変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記水平転送電極同士の間隔は、前記水平チャネル領域の上において変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記素子分離部は、酸化膜形成領域と、該酸化膜形成領域と前記素子形成領域との間に形成された不純物注入領域とを有し、
前記水平転送電極同士の間隔は、前記不純物注入領域の上において変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記水平転送電極に制御電圧を印加するバスラインと、
前記バスラインと前記水平転送電極とを接続するコンタクトとをさらに備え、
前記コンタクトは、前記水平転送電極における前記素子分離領域の上に形成された部分と接続されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記水平転送電極における前記コンタクトが接続された部分は、前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界領域よりも幅が広いことを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
半導体基板の素子分離領域に囲まれた素子形成領域に、水平チャネル領域を形成する工程（ａ）と、
前記水平チャネル領域の上及び素子分離領域の上に跨る導電膜を形成する工程（ｂ）と、
前記導電膜の上に、前記水平チャネル領域と交差する方向に延び且つ前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界部分において前記水平チャネル領域の中央部よりも幅が広い開口部を有する第１のマスクを形成する工程（ｃ）と、
前記導電膜における前記開口部から露出した部分を除去することにより前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界部分において、前記水平チャネル領域の中央部よりも間隔が広い複数の水平転送電極を形成する工程（ｅ）とを備えていることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｃ）では、前記開口部の側面上にサイドウォールを形成することを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記工程（ｃ）は、
前記導電膜の上に幅が一定の第１の開口部を有する絶縁膜を形成する工程（ｃ１）と、
前記第１の開口部の側面上にサイドウォールを形成する工程（ｃ２）と、
前記工程（ｃ２）よりも後に、前記絶縁膜の上に前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界部分において前記絶縁膜を露出し且つ前記第１の開口部よりも幅が広い第２の開口部を有する第２のマスクを形成する工程（ｃ３）と、
前記絶縁膜における前記第２のマスクから露出した部分を除去することにより前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界部分において、前記第１の開口部の幅を他の部分よりも広くする工程（ｃ４）とを含むことを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置及びその製造方法に関し、特にＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ及びデジタルビデオカメラの撮像装置として需要が拡大している。また、携帯電話に代表される携帯端末装置では、カメラ機能を備えた機種が多くなってきている。このような携帯端末装置の撮像装置としても固体撮像装置の需要が拡大している。
【０００３】
デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ及び携帯端末装置等は高画質化することが求められており、固体撮像装置の画素数は年々上昇する傾向にある。一方、小型化することも要求されており、固体撮像装置をどんどん微細化する必要がある。
【０００４】
ＣＣＤ型の固体撮像装置には隣接する電極をオーバーラップさせた２層電極が一般的に用いられている。２層電極は、電極同士の間隔を狭くすることが容易であり、電荷の転送効率を高くすることができる。しかし、２層電極は電極間を絶縁する絶縁膜が必要である。この絶縁膜は、一般に熱酸化により形成される。このため、絶縁膜を形成する熱酸化工程により転送チャネルの不純物拡散層が拡がってしまい、２層電極は微細化に不利である。また、電極をオーバーラップさせるため、固体撮像装置の厚さが厚くなるという問題もある。
【０００５】
このため、転送電極を電極同士がオーバーラップせず、互いに間隔をおいて形成された単層電極とすることが試みられている。単層電極においては、転送効率を向上させるために電極同士の間隔を狭くすることが必要である。近年の高画質化により転送段数の増加は著しい。このため、電極同士の間隔は１００ｎｍ以下とする必要があり、より性能を向上させるために５０ｎｍさらにはそれ以下とすることが求められている。しかし、通常のフォトリソグラフィーでは、電極同士の間隔を１００ｎｍよりも小さくすることは非常に困難である。電極同士の間隔を通常のフォトリソグラフィーの限界を超えて狭くする方法として、以下のような、サイドウォールを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００６】
まず、ポリシリコン膜等の上に、開口部を有するマスクパターンをフォトリソグラフィーにより形成する。次に、マスクパターンの上に例えば酸化膜を形成した後、異方性エッチングを行う。これにより、開口部の側面上に酸化膜のサイドウォールが形成される。サイドウォールが形成されたマスクパターンを用いてポリシリコン膜をエッチングすれば、フォトリソグラフィーの限界よりも狭い間隔でポリシリコン電極を形成することができる。これにより、単層電極を備えたＣＣＤ型の固体撮像装置において転送効率を高くすることが可能となる。
【特許文献１】特開平４−２０７０７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の単層電極を用いたＣＣＤ型の固体撮像装置には以下のような問題がある。水平転送電極に制御信号を供給する水平バスラインは、素子分離領域の上に形成することが一般的である。これは、固体撮像装置を小型化すると共に、水平転送電極と基板との間の容量を小さくし、消費電力を低減するためである。このため、水平転送電極は、素子形成領域の上と素子分離領域の上とに跨るように形成する必要がある。
【０００８】
固体撮像装置においては、素子分離領域をＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）構造とすることが一般的である。ＬＯＣＯＳ酸化膜は膜厚が数百ｎｍあるため、素子分離領域は素子形成領域から少なくとも１００ｎｍ程度突出する。このため、素子形成領域と素子分離領域との境界部分には、段差部が生じる。
【０００９】
水平転送電極を形成するためのポリシリコン膜の膜厚は段差部において、実効的に厚くなる。このため、段差部が生じる素子形成領域と素子分離領域との境界部分においては、ポリシリコン膜のエッチング残りが発生し、水平転送電極間がショートするおそれが非常に高くなる。エッチング残りを避けるために、オーバーエッチング量を増やすと、段差部以外の部分においてエッチングが進行し、水平転送電極同士の間隔がばらついてしまう。
【００１０】
さらに、サイドウォールを用いて、水平転送電極同士の間隔をフォトリソグラフィーの限界よりも狭くする場合には、サイドウォールを形成するためのハードマスクの膜厚も段差部においてばらついてしまう。このため、エッチング残り又は間隔のばらつきがさらに大きくなる。
【００１１】
本願は、前記従来の問題を解決し、水平転送電極間のショートが生じにくく且つ電荷の転送効率が高い固体撮像装置を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
具体的に、本発明に係る固体撮像装置は、半導体基板の素子分離領域に囲まれた素子形成領域に行列状に形成された複数の受光素子と、受光素子の電荷を列方向に転送する複数の垂直転送部と、垂直転送部から電荷を受け、行方向に転送する水平転送部とを備え、水平転送部は、水平チャネル領域と、該水平チャネル領域の上及び素子分離領域の上に跨って且つ互いに間隔をおいて形成された複数の水平転送電極とを有し、水平転送電極同士の間隔は、素子形成領域と素子分離領域との境界部分において、水平チャネル領域の中央部よりも広いことを特徴とする。
【００１３】
本発明の固体撮像装置は、水平転送電極同士の間隔が、素子形成領域と素子分離領域との境界部分において、水平チャネル領域の中央部よりも広い。このため、段差が生じる素子形成領域と素子分離領域との境界部分において、微細なギャップを形成する必要がない。従って、エッチング残りによる水平電極のショートを防止することができる。また、水平チャネル領域の中央部においては間隔が狭いため、電荷の転送効率が低下することがない。
【００１４】
本発明の固体撮像装置において、水平転送電極同士の間隔は、水平チャネル領域の中央部と垂直転送部側の端部とにおいて等しい構成としてもよい。
【００１５】
本発明の固体撮像装置において、水平転送部は、水平チャネル領域と素子分離領域との間に形成された水平バリア領域及び水平ドレイン領域を有し、水平転送電極同士の間隔は、水平ドレイン領域の上において変化する構成としてもよい。
【００１６】
本発明の固体撮像装置において、水平転送部は、水平チャネル領域と素子分離領域との間に形成された水平バリア領域及び水平ドレイン領域を有し、水平転送電極同士の間隔は、水平バリア領域の上において変化する構成としてもよい。
【００１７】
本発明の固体撮像装置において、水平転送電極同士の間隔は、水平チャネル領域の上において変化する構成としてもよい。
【００１８】
本発明の固体撮像装置において、素子分離部は、酸化膜形成領域と、酸化膜形成領域と素子形成領域との間に形成された不純物注入領域とを有し、水平転送電極同士の間隔は、不純物注入領域の上において変化する構成としてもよい。
【００１９】
本発明の固体撮像装置において、水平転送電極に制御電圧を印加するバスラインと、バスラインと水平転送電極とを接続するコンタクトとをさらに備え、コンタクトは、水平転送電極における素子分離領域の上に形成された部分と接続されていてもよい。
【００２０】
本発明の固体撮像装置において、水平転送電極におけるコンタクトが接続された部分は、素子形成領域と素子分離領域との境界領域よりも幅が広い構成としてもよい。
【００２１】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の素子分離領域に囲まれた素子形成領域に、水平チャネル領域を形成する工程（ａ）と、水平チャネル領域の上及び素子分離領域の上に跨る導電膜を形成する工程（ｂ）と、導電膜の上に、水平チャネル領域と交差する方向に延び且つ素子形成領域と素子分離領域との境界部分において水平チャネル領域の中央部よりも幅が広い開口部を有する第１のマスクを形成する工程（ｃ）と、導電膜における開口部から露出した部分を除去することにより素子形成領域と素子分離領域との境界部分において、水平チャネル領域の中央部よりも間隔が広い複数の水平転送電極を形成する工程（ｅ）とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、素子形成領域と素子分離領域との境界領域において水平チャネル領域の中央部よりも幅が広い開口部を有する第１のマスクを用いて水平転送電極を形成するエッチングを行う。このため、水平転送電極同士の間隔を、素子形成領域と素子分離領域との境界部分において、水平チャネル領域の中央部よりも広くすることが容易にできる。従って、水平転送電極間のショートが生じにくく且つ電荷の転送効率が高い固体撮像装置を実現できる。
【００２３】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、工程（ｃ）では、開口部の側面上にサイドウォールを形成する構成としてもよい。
【００２４】
本発明の固体撮像装置の製造方法において、工程（ｃ）は、導電膜の上に幅が一定の第１の開口部を有する絶縁膜を形成する工程（ｃ１）と、第１の開口部の側面上にサイドウォールを形成する工程（ｃ２）と、工程（ｃ２）よりも後に、絶縁膜の上に素子形成領域と素子分離領域との境界部分において絶縁膜を露出し且つ第１の開口部よりも幅が広い第２の開口部を有する第２のマスクを形成する工程（ｃ３）と、絶縁膜における第２のマスクから露出した部分を除去することにより素子形成領域と素子分離領域との境界部分において、第１の開口部の幅を他の部分よりも広くする工程（ｃ４）とを含む構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法によれば、水平転送電極間のショートが生じにくく且つ電荷の転送効率が高い固体撮像装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は一実施形態に係る固体撮像装置の平面構成を示している。図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置である。行列状に配置された複数の受光素子２１と、受光素子２１の電荷を列方向に転送する垂直転送部１３と、垂直転送部により転送された電荷を行方向に転送する水平転送部１４とを備えている。
【００２７】
受光素子２１は、素子分離領域１２に囲まれた素子形成領域１１に形成された、フォトダイオードであり、受光した光の強度に応じて電荷を蓄積する。
【００２８】
垂直転送部１３は、受光素子２１同士の間の領域に列方向に延びるように形成された不純物拡散層である垂直チャネル領域３１と、垂直チャネル領域３１の上に互いに間隔をおいて形成された垂直転送電極３２とを有している。垂直転送部１３は、受光素子２１から読み出した信号電荷を垂直方向（列方向）に転送する。
【００２９】
水平転送部１４は、垂直チャネル領域３１の末端と接続され、行方向に延びるように形成された不純物拡散層である水平チャネル領域４１と、水平チャネル領域４１の上に互いに間隔をおいて形成された水平転送電極４２とを有している。水平転送部１４は、垂直転送部１３により垂直方向に転送された電荷を受け水平方向（行方向）に転送する。
【００３０】
水平チャネル領域４１と隣接して、水平チャネル領域４１から余剰の電荷を通過させる水平バリア領域４３が形成され、水平バリア領域４３と隣接して水平バリア領域を通過した電荷を排出する水平ドレイン領域４４が形成されている。水平チャネル領域４１のチャネル幅は４０μｍ〜６０μｍ程度、水平バリア領域４３の幅は１μｍ〜３μｍ程度、水平ドレイン領域の幅は５μｍ〜１０μｍ程度とすることが一般的である。
【００３１】
水平転送電極４２は、水平チャネル領域４１の上から素子分離領域１２の上に跨って形成されている。素子分離領域１２の上において、水平転送電極４２はコンタクト５２を介して水平バスライン５１と接続されている。図１には、水平バスライン５１が２本形成されており、水平転送部１４が２相の信号により駆動される例を示している。水平バスライン５１の幅は２０μｍ〜４０μｍとすることが一般的である。
【００３２】
本実施形態に固体撮像装置は、水平転送電極４２の幅が水平ドレイン領域４４の上に形成された部分において変化し、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上に形成された部分が、水平チャネル領域４１の上に形成された部分よりも狭くなっている。このため、水平転送電極４２同士の間隔は、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上において、水平チャネル領域４１の上よりも広い。
【００３３】
このような構成とすることにより、水平チャネル領域４１同士のショートを防止すると共に、水平転送部の電荷転送効率を向上させることが可能となる。
【００３４】
図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図１のIIａ−IIａ線及びIIｂ−IIｂ線における断面構成を示している。図２に示すように、素子分離領域１２は、ＬＯＣＯＳ（Local Oxidation of Silicon）構造を有している。このため、基板１０の上に形成された酸化膜（ＳｉＯ2膜）６１の膜厚は、素子分離領域１２において素子形成領域１１よりも遙かに厚くなっている。素子形成領域１１の上に形成された絶縁膜６１は、転送電極のゲート絶縁膜であり、膜厚は数ｎｍ〜数十ｎｍである。一方、素子分離領域１２においては、絶縁膜６１の膜厚は、２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度であり、基板１０の上に少なくとも１００ｎｍ程度突出し、段差部が形成されている。
【００３５】
一方、水平転送電極４２同士の間隔は、転送効率を考えると１００ｎｍを下回る程度にしなければならない。最近の高画素化に対応するには、５０ｎｍ程度とする必要があり、さらに３０ｎｍ〜４０ｎｍ程度に縮小することも要求されている。平坦な部分に対してこのような微細な加工を行うことは可能であるが、段差部においても平坦な部分と同じ精度で加工を行うことはほとんど不可能である。
【００３６】
水平転送電極４２は、素子形成領域１１の上と、素子分離領域１２の上とに跨るポリシリコン膜を形成した後、選択的にエッチングを行うことにより形成する。段差部においては、ポリシリコン膜の膜厚が、平坦な部分と比べて厚くなってしまう。さらに、ポリシリコン膜の上に形成するハードマスクの膜厚も段差部において厚くなってしまう。このため、膜厚が厚くなった部分においてエッチングが不十分となり、エッチング残りが発生するおそれが非常に高くなる。エッチング残りが発生すると、水平転送電極４２同士がショートしてしまう。また、エッチング残りを避けるためにオーバーエッチングを行うと、水平転送電極４２同士の間隔がばらつき、固体撮像装置の特性が劣化してしまう。
【００３７】
しかし、本実施形態の固体撮像装置は、少なくとも素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分において、水平転送電極４２同士の間隔を他の部分よりも広くしている。ここでいう素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分とは、絶縁膜６１の膜厚が変化し、絶縁膜６１の上に形成された水平転送電極４２となるポリシリコン膜に段差が生じる部分である。このような構成とすることにより、エッチング残りの発生を抑えることができる。一方、水平チャネル領域４１の上においては、水平転送電極４２同士の間隔が狭いため、電荷の転送効率を向上させることができる。また、このような構成とすれば、水平転送電極４２間の容量（相間容量）を低減することもでき、消費電力の低減を実現できるという効果も得られる。
【００３８】
図１に示すように、垂直転送部が４相の信号により駆動され、水平転送部が２層の信号により駆動される場合には、１個の受光素子２１と対応する２個の垂直転送電極３２とが占める領域２２の横幅と、２個の水平転送電極４２の横幅とがほぼ等しくなる。現在の固体撮像装置においては、領域２２は１．５μｍ角程度であり、１．２μｍ〜１．０μｍ角程度まで縮小することが検討されている。
【００３９】
例えば、領域２２が１．５μｍ角の場合には、水平チャネル領域４１の上において水平転送電極４２の幅を７００ｎｍとし、水平転送電極４２同士の間隔を５０ｎｍとすれば、十分な電荷の転送効率を確保することができる。この場合、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上においては、水平転送電極４２の幅を５５０ｎｍとし、水平転送電極４２同士の間隔を２００ｎｍとすればよい。水平転送電極４２同士の間隔が２００ｎｍ程度あれば、段差が１００ｎｍ程度あったとしてもエッチング残りが発生することを十分回避できる。
【００４０】
水平転送電極４２の相間容量は、水平転送電極４２同士の間隔によって決まり、水平転送電極４２同士の間隔が広くなるほど小さくなる。水チャネル領域の幅が約５０μｍ、水平バスラインの幅が２本で約５０μｍとすると、水平転送電極４２の約２分の１の部分において間隔が５０ｎｍであり、残りの約２分の１の部分において間隔が４倍の２００ｎｍとなる。このため、相間容量は、水平転送電極４２同士の間隔がすべて５０ｎｍである場合の６割〜７割程度となる。このように相間容量を小さくすることにより消費電力を低減することができる。
【００４１】
以下に、本実施形態の固体撮像装置の製造方法について図面参照して説明する。図３〜５は、本実施形態に係る固体撮像装置の水平電極部分の製造方法を工程順に示している。図３〜５において（ａ）は、図１のIIIａ−IIIａ線における断面を示し、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面を示している。
【００４２】
まず、図３に示すようにシリコンからなる基板１０の上に厚さが４０ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁膜６１と、厚さが１５０ｎｍのポリシリコン膜６２を形成する。続いて、ポリシリコン膜６２の上に厚さが１００ｎｍのＳｉＯ2膜を形成した後、フォトリソグラフィーとエッチングによりパターニングして、開口部を有する第１のマスク６３を形成する。開口部の幅は、水平チャネル領域４１の上側の領域においては１５０ｎｍであり、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上側の領域においては３００ｎｍである。続いて、第１のマスク６３の上に厚さが６０ｎｍのＳｉＯ2膜６４を形成する。
【００４３】
次に、図４に示すように、ＳｉＯ2膜６４の膜厚分を除去する異方性エッチングを行い、第１のマスク６３の開口部の側面上にサイドウォール６４ａを形成する。これにより、サイドウォール６４ａが形成された開口部の幅は、水平チャネル領域４１の上側の領域においては５０ｎｍとなり、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上側の領域においては２００ｎｍとなる。
【００４４】
次に、図５に示すように、第１のマスク６３及びサイドウォール６４ａをマスクとしてポリシリコン膜６２をエッチングする。これにより、相互の間隔が水平チャネル領域４１の上側の領域においては５０ｎｍであり、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上側の領域においては２００ｎｍである複数の水平転送電極４２が得られる。このようにすれば、水平転送電極同士の間隔が一定である従来の固体撮像装置とほぼ同じ工程を用いることができる。
【００４５】
また、次のような方法により水平転送電極を形成することも可能である。まず、図６に示すように、基板１０の上に絶縁膜６１及びポリシリコン膜６２を形成し、第１のマスク６３をパターニングした後、ＳｉＯ2膜６４を形成する。但し、第１のマスク６３は、幅が１５０ｎｍの一定幅の第１の開口部を有するように形成する。
【００４６】
次に、図７に示すように、ＳｉＯ2膜６４を異方性エッチングしてサイドウォール６４ａを形成する。
【００４７】
次に、図８に示すように、第１のマスク６３の上にフォトレジスト膜を形成した後、パターニングして、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上側の領域にのみ第２の開口部を有する第２のマスク６５を形成する。第２の開口部の幅は２００ｎｍとする。
【００４８】
次に、図９に示すように、第２のマスク６５を用いて素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上側の領域において第１のマスク６３及びサイドウォール６４ａをエッチングし、第１の開口部の幅を広くする。
【００４９】
次に、図１０に示すように、第１のマスク６３を用いてポリシリコン膜６２をエッチングする。これにより、相互の間隔が水平チャネル領域４１の上側の領域においては５０ｎｍであり、素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分の上側の領域においては２００ｎｍである複数の水平転送電極４２が得られる。
【００５０】
幅が広い開口部の側面と、幅が狭い開口部の側面とにそれぞれサイドウォールを形成する場合には、幅が広い開口部において幅が狭い開口部よりもサイドウォールが縮小してしまう。このため、図３〜５に示したような工程を用いた場合には、水平転送電極４２の間隔がばらついてしまうおそれがある。図６〜１０に示すような工程を用いれば、間隔のばらつきがほとんどない水平転送電極４２を形成することが可能となる。
【００５１】
本実施形態においては、水平転送電極４２の幅を、水平ドレイン領域４４において変化させている。しかし、段差が生じる素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分において、水平転送電極４２同士の間隔が広くなっていればよい。このため、図１１に示すように、水平バリア領域４３の上において水平転送電極４２の幅を変化させてもよい。このようにすれば、水平転送電極４２同士の間隔が広い部分が増加するため、相間容量をさらに低減することができる。
【００５２】
電荷の転送効率を落とさないために、水平チャネル領域４１の上においては水平転送電極４２の間隔が狭い方がよい。しかし、図１２に示すように少なくとも水平チャネル領域４１の中央部において水平転送電極４２同士の間隔が十分狭くなっていれば、素子分離領域１２側の部分おいて水平転送電極４２同士の間隔が広くなっていても問題ない。
【００５３】
電極の下側に形成されるポテンシャルは、電極の幅が広い方が深い。水平チャネル領域４１の端部において、中央部よりも水平転送電極４２の同士の間隔を広くすると、水平転送電極４２の幅は、中央部において端部よりも広くなる。このため、水平チャネル領域４１の中央部において端部よりもポテンシャルが深くなる。これにより、信号電荷が主として水平チャネル領域４１の中央部に集まるため、水平チャネル領域４１の端部において幅を狭くしても、信号電荷は中央部において転送される。但し、水平転送電極４２における垂直転送電極３２側の端部の幅が狭くなると、垂直転送部１３からの電荷の受け取り効率が低下するため、垂直転送電極３２側の端部の幅は中央部と同じとすることが好ましい。
【００５４】
本実施形態においては、素子分離領域１２がＬＯＣＯＳ酸化膜により形成されている例を示したが、図１３に示すように素子分離領域１２が不純物注入領域１２ＢとＬＯＣＯＳ酸化膜形成領域１２Ａとを含む構成であってもよい。この場合、不純物注入領域１２Ｂには、ポテンシャルを浅くする不純物を注入すればよく、水平チャネル領域がｎ型であれば不純物注入領域１２Ｂにはｐ型の不純物を導入すればよい。このようにすれば、水平バリア領域４３及び水平ドレイン領域４４を設けなくてもよい。水平転送電極４２同士の間隔は不純物注入領域１２ＢとＬＯＣＯＳ酸化膜形成領域１２Ａとの境界部分において広くなっていればよい。従って、不純物注入領域１２Ｂの上に形成された部分において水平転送電極４２の幅を変化させればよい。
【００５５】
また、本実施形態においては、水平転送電極４２と水平バスライン５１とを接続するコンタクト５２の接続部分において水平転送電極４２の幅を広くしている。図２に示すように素子形成領域１１と素子分離領域１２との境界部分を除けば、ＬＯＣＯＳ酸化膜の上面はほぼ平坦である。このためコンタクト５２との接続部分において水平転送電極４２の幅を広くし、水平転送電極４２同士の間隔が狭くなっても、エッチング残りが発生するおそれはほとんどない。しかし、コンタクト５２との接続面積が十分確保できるのであれば、素子形成領域１１の上において、水平転送電極４２の幅を再び広くする必要はない。
【００５６】
素子分離領域１２がＬＯＣＯＳ構造である場合について説明したが、素子分離領域１２がＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）である場合にも、素子形成領域と素子分離領域との境界部分に段差部が生じるため、同様の効果が得られる。
【００５７】
本実施形態においては、転送タイプがインターライン転送（ＩＴ）型の固体撮像装置を例に説明した。しかし、フレーム転送（ＦＴ）型又はフレームインターライン転送（ＦＩＴ）型の固体撮像装置においても同様の効果が得られる。また、水平転送部は、２相駆動としたが、３相駆動又は４相以上の駆動であってもよい。垂直転送部も４相以上の駆動としてかまわない。
【００５８】
なお、垂直転送電極においても、素子形成領域と素子分離領域とに跨って形成する必要性がある場合には、水平電極と同様の構成とすればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法は、水平転送電極間のショートが生じにくく且つ電荷の転送効率が高い固体撮像装置を実現でき、特にＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置及びその製造方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示す平面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置を示し、（ａ）は図１のIIａ−IIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIｂ−IIｂ線における断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の変形例の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の変形例の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の変形例の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の変形例の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の変形例の一工程を示し、（ａ）は図１のIIIａ−IIIａ線における断面図であり、（ｂ）は図１のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す平面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る固体撮像装置の変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０      基板
１１      素子形成領域
１２      素子分離領域
１２Ａ    ＬＯＣＯＳ酸化膜形成領域
１２Ｂ    不純物注入領域
１３      垂直転送部
１４      水平転送部
２１      受光素子
２２      領域
３１      垂直チャネル領域
３２      垂直転送電極
４１      水平チャネル領域
４２      水平転送電極
４３      水平バリア領域
４４      水平ドレイン領域
５１      水平バスライン
５２      コンタクト
６１      絶縁膜
６２      ポリシリコン膜
６３      第１のマスク
６４      ＳｉＯ2膜
６４ａ    サイドウォール
６５      第２のマスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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