(57)【要約】【課題】  優れた蓄積電荷量を有する固体撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】  光電変換を行う光電変換部と、光電変換部により生じる信号電荷を転送する転送部と、を備え、転送部は、ポリシリコン膜１０４などからなる転送電極と、転送電極の底面と上面と両側面とを被覆し、シリコン窒化膜１０２などの酸化シリコンよりも比誘電率が高い材料からなる被覆絶縁膜と、を含む固体撮像装置を提供する。この固体撮像装置において、転送電極の両側面を被覆したシリコン窒化膜１０２の膜厚は、０ｎｍよりも大きく、６０ｎｍよりも小さい。【選択図】  図１
2006120937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板内で光電変換を行う光電変換部と、
前記光電変換部により生じる信号電荷を転送する転送部と、
を備え、
前記転送部は複数並列して配置され、
各々の転送部は、転送電極と、前記転送電極の底面と上面と両側面とを被覆し、酸化シリコンよりも比誘電率が高い材料からなる被覆絶縁膜と、を含み、
前記被覆絶縁膜の側面の膜厚は０ｎｍよりも大きく、６０ｎｍよりも小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像装置において、
前記被覆絶縁膜は、酸化シリコンよりも屈折率が大きく、前記転送電極よりも屈折率が小さいことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、
前記被覆絶縁膜は、シリコン窒化物を含む材料からなることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の固体撮像装置において、
前記被覆絶縁膜は、シリコン酸化窒化物を含む材料からなることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかに記載の固体撮像装置において、
前記転送電極は、多結晶シリコンを含む材料からなることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の固体撮像装置において、
前記転送部は複数設けられており、
前記複数の転送部は、前記被覆絶縁膜よりも比誘電率が低い絶縁膜を介して併設されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれかに記載の固体撮像装置において、
前記複数の転送部は、前記被覆絶縁膜よりも比誘電率が低い絶縁膜を介して併設されていることを特徴とする固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤイメージ・センサ（以下、適宜ＣＣＤと略記する）をはじめとする固体撮像装置の感度の向上を目的として、転送電極の材料にポリシリコンを用い、転送電極の上層または下層もしくはその両方にシリコン窒化膜を配した構造を備える固体撮像装置の開発が精力的に行われている。
【０００３】
この種の技術として、特許文献１記載のものがある。同文献に記載された従来の固体撮像装置のゲート構造の概略を示す断面図を図３に示す。
【０００４】
特許文献１記載のゲート構造２００は、シリコン基板２０８上に、シリコン酸化膜２０６と、シリコン窒化膜２０２と、ポリシリコン膜２０４と、シリコン窒化膜２０２と、がこの順に積層されてなる断面構造を有する。
【０００５】
この構成によれば、高感度、高転送能力、低暗電流などの高性能を同時に満足する固体撮像装置が得られる旨が特許文献１に記載されている。
【０００６】
図４は、従来の固体撮像装置のゲート構造を実現するためのプロセスフローの一例を示す工程断面図である。
【０００７】
まず、図４（ａ）に示すように、シリコン基板２０８上にシリコン酸化膜２０６を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜２０６上に、シリコン窒化膜２０２ａ、ポリシリコン膜２０４、シリコン窒化膜２０２ｂをこの順で積層する。
【０００８】
さらに、図４（ｃ）に示すように、シリコン窒化膜２０２ｂ上にレジスト膜２１０を形成する。そして、図４（ｄ）に示すように、エッチングによりシリコン酸化膜２０６、シリコン窒化膜２０２ａ、ポリシリコン膜２０４、シリコン窒化膜２０２ｂをエッチングする。
【０００９】
続いて、図４（ｅ）に示すように、レジスト膜２１０をエッチングにより除去して、図３に示すゲート構造２００を得る。
【００１０】
さらに、この後、一般には、固体撮像装置の別の箇所について、別のエッチング工程などを行う。
【００１１】
このシリコン窒化膜／ポリシリコン膜／シリコン窒化膜という三層構造からなるゲート構造２００は、一般にシリコン酸化膜などの低屈折率の絶縁膜で被覆される。
【特許文献１】特開２００１−１６８３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
比誘電率と屈折率との間には一般に相関関係が成り立ち、シリコン酸化膜などの一般的な低屈折率の絶縁膜は、比誘電率も低い。このため、シリコン酸化膜などの低屈折率の絶縁膜で被覆された電極構造をＣＣＤのような電荷転送デバイスに用いる場合に、溜めることのできる電荷量が充分ではない場合がある。
【００１３】
また、上述のシリコン窒化膜／ポリシリコン膜／シリコン窒化膜という三層構造からなる電極構造を備える固体撮像装置は、転送電極の抵抗のばらつきが大きく、歩留まりが低い場合がある。
【００１４】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、優れた蓄積電荷量を有する固体撮像装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、優れた導電性を有する転送電極を備える固体撮像装置を製造安定性よく提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、半導体基板内で光電変換を行う光電変換部と、光電変換部により生じる信号電荷を転送する転送部と、を備え、転送部は、複数並列して配置され、各々の転送部は、転送電極と、転送電極の底面と上面と両側面とを被覆し、酸化シリコンよりも比誘電率が高い材料からなる被覆絶縁膜と、を含み、被覆絶縁膜の側面の膜厚は０ｎｍよりも大きく、６０ｎｍよりも小さいことを特徴とする固体撮像装置が提供される。ここで「被覆絶縁膜の膜厚が、０ｎｍよりも大きく、６０ｎｍよりも小さい」とは、理想的な設計に基づいて定められた範囲のものであり、製造上のばらつきによって被覆絶縁膜の膜厚が前記範囲をはずれた、「実質的に０ｎｍよりも大きく、６０ｎｍよりも小さい」範囲をも含む。
【００１６】
この構成によれば、被覆絶縁膜の側面の膜厚を０ｎｍよりも大きく、６０ｎｍよりも小さくすることにより、転送電極と半導体基板との間に生じる容量が、転送電極の側面に被覆絶縁膜が存在しない場合における転送基板と半導体基板との間に生じる容量よりも大きくなるため、体基板内に蓄積・転送できる飽和電子数が増大する。したがって、優れた蓄積電荷量を有する固体撮像装置を提供することができる。
【００１７】
また、この構成によれば、転送電極の底面と上面と両側面とを被覆絶縁膜が被覆する構成であるため、固体撮像装置の転送電極の幅のばらつきを抑制でき、優れた導電性を有する転送電極を備える固体撮像装置を製造安定性よく提供できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、優れた蓄積電荷量を有する固体撮像装置が提供される。
【００１９】
また、本発明によれば、転送電極の底面と上面と両側面とを被覆絶縁膜が被覆する構成であるため、優れた導電性を有する転送電極を備える固体撮像装置を製造安定性よく提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００２１】
<実施形態１>
図１は、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造の概略を示す断面図である。
【００２２】
本実施形態のゲート構造１００は、シリコン基板１０８と、シリコン基板１０８上に設けられているシリコン酸化膜１０６と、シリコン酸化膜１０６上に設けられているポリシリコン膜１０４と、を備えている。ポリシリコン膜１０４は、シリコン窒化膜１０２により底面と上面と両側面とを被覆されている。
【００２３】
上記ポリシリコン膜１０４は、固体撮像装置の転送電極に相当する。上記シリコン窒化膜１０２は、転送電極の底面と上面と両側面とを被覆する被覆絶縁膜に相当する。上記シリコン酸化膜１０６は、ゲート絶縁膜に相当する。上記シリコン基板１０８は、半導体基板に相当する。これらの部材を備えるゲート構造１００は、固体撮像装置の転送部を構成している。
【００２４】
本実施形態のゲート構造１００を備える固体撮像装置は、電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ；ＣＣＤ）などであってもよい。ＣＣＤは、導電性電極に印加されるクロックパルスにより、半導体基板中において、電荷を転送する機能を有するデバイスである。
【００２５】
上記ＣＣＤは、フレーム・トランスファー型のＣＣＤであってもよい。フレーム・トランスファー型のＣＣＤは、電荷結合素子の転送に寄与する転送部を透過する光により、半導体基板内の光電変換部で光電変換を起こす。
【００２６】
フレーム・トランスファー型のＣＣＤにおいては、固体撮像装置の光電変換部（不図示）は、シリコン基板１０８内に設けられている。よって、光電変換部に入射する光の中には、シリコン窒化膜１０２、ポリシリコン膜１０４、シリコン酸化膜１０６を透過して入射する光も存在する。
【００２７】
本実施形態の固体撮像装置においては、ゲート構造１００における導電性材料であるポリシリコン膜１０４が、絶縁材料であるシリコン窒化膜１０２で包み込まれており、常に露出しない構造となっているため、固体撮像装置の製造プロセスを経ることによるダメージを最小限に抑制できる。
【００２８】
そのため、ＣＣＤデバイスなどの、ＭＯＳ型電極構造からなる転送部を備える固体撮像装置において、転送電極の抵抗ばらつきを低減できる。
【００２９】
例えば、ゲート電極であるポリシリコン膜１０４形成後、洗浄や表面処理において、例えば薬液やプラズマ等に曝す場合も、導電性材料であるポリシリコン膜１０４自体が薬液やプラズマ等に曝されない。このため、導電性材料であるポリシリコン膜１０４に食い込みが生じたり、エッジラフネスが助長されたりすることを防止できる。
【００３０】
なお、シリコン窒化膜１０２は、ポリシリコン膜１０４の上面、底面、両側面を被覆していればよい。すなわち、転送電極が他の導電部材と接続できるように、ポリシリコン膜１０４の両端部は被覆していなくてもよい。
【００３１】
また、シリコン窒化膜１０２は、単一の膜からなっていてもよいが、複数の膜からなっていてもよい。複数の膜からなる場合でも、シリコン窒化膜１０２を構成する膜はそれぞれ同種の膜からなるため、強固な結合を形成することができる。この場合も、ポリシリコン膜１０４が薬液やプラズマ等に接触することを充分に抑制することができる。
【００３２】
また、シリコン窒化膜１０２が複数の膜からなる場合には、複数の膜は、それぞれ同一材料からなる膜であってもよいが、異種材料からなる膜であってもよい。例えば、一部の膜はシリコン窒化膜であり、他の一部の膜はシリコン酸化窒化膜であってもよい。異種材料であっても、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とを被覆できれば、ポリシリコン膜１０４が薬液やプラズマ等に接触することを充分に抑制することができる。なお、一般に、同種の膜からなる方が、膜同士の結合が強固になるため、隙間が生じにくい。
【００３３】
よって、本実施形態の電極構造においては、転送電極の底面と上面と両側面とを被覆絶縁膜が被覆する構成であるため、転送電極を形成した後に、固体撮像装置の別の箇所をエッチング処理などする際においても、転送電極が被覆絶縁膜によりエッチング液などから隔離される。このため、固体撮像装置の転送電極の幅のばらつきを抑制できる。
【００３４】
その結果、転送電極の断面積が縮小して抵抗が上昇することを抑制でき、優れた導電性を有する転送電極を備える固体撮像装置を製造安定性よく提供できる。
【００３５】
一方、図２に示したシリコン窒化膜２０２／ポリシリコン膜２０４／シリコン窒化膜２０２という三層構造からなる電極構造を形成した後で、後述するように、固体撮像装置の別の箇所において、さらに別のエッチング工程を行うと、エッチング液の種類をはじめとするエッチングの条件によっては、導電性材料であるポリシリコン部分のみサイドエッチを生じ、食い込みができる場合がある。
【００３６】
図５は、従来の固体撮像装置のゲート構造の課題を示す工程断面図である。
【００３７】
例えば、上述した従来の固体撮像装置のゲート構造を図４に示した製造工程により製造した後に、別の箇所（不図示）でのエッチングを行うために、図５（ｆ）に示すように、レジスト膜２１２により、シリコン酸化膜２０６、シリコン窒化膜２０２ａ、ポリシリコン膜２０４、シリコン窒化膜２０２ｂを被覆する。
【００３８】
次に、図５（ｇ）に示すように、レジスト膜２１２を除去すると、エッチング液の種類をはじめとするエッチングの条件によっては、矢印にて示されるエッチングによる浸食方向２１４ａ，２１４ｂに向かって、ポリシリコン膜２０４の側壁が浸食される場合がある。
【００３９】
この現象により、導電物質であるポリシリコン膜２０４の後退により転送電極の抵抗が増大する場合があった。
【００４０】
ポリシリコン膜２０４の側壁が浸食されると、転送電極のポリシリコン膜２０４のエッジががたつくエッジ・ラフネスという現象を助長する。このため、転送電極の線幅制御性が悪化し、ＣＣＤの回路特性を設計通りに実現・制御することが困難になる。
【００４１】
フレーム・トランスファー型のＣＣＤなどの、シリコン基板２０８の上部に設けられたゲート構造を光が透過して、シリコン基板２０８内に設けられた光電変換部に光が導入されるタイプのＣＣＤにおいては、このエッジ・ラフネスにより転送電極のポリシリコン膜２０４のエッジ近傍で光の乱反射が発生し、ノイズ発生の原因となる場合がある。
【００４２】
また、図１に示した本実施形態の電極構造においては、最終的に形成されたゲート構造１００において、導電性材料であるポリシリコン膜１０４は、ポリシリコン膜１０４に対して比較的誘電率の高い絶縁膜であるシリコン窒化膜１０２で包み込まれている。また、シリコン窒化膜１０２で被覆されたポリシリコン膜１０４は、シリコン窒化膜１０２に対して比較的誘電率の低い絶縁膜であるシリコン酸化膜１０６を介してシリコン基板１０８上に設けられている。
【００４３】
この構成によれば、導電性材料であるポリシリコン膜１０４に直接接しながら包み込んでいる比較的誘電率の高い絶縁材料であるシリコン窒化膜１０２の存在により、転送電極であるポリシリコン膜１０４周辺の電気容量を増大させることができる。このため、絶縁膜であるシリコン酸化膜１０６による電位低減効果を減少できる。
【００４４】
また、一般に、最終的に形成されたゲート構造１００の外側には、屈折率が比較的低いシリコン酸化膜などからなる絶縁膜が設けられている。
【００４５】
ここで、導電性材料であるポリシリコン膜１０４の上面、底面および両側面は、導電性材料であるポリシリコン膜１０４と、ゲート構造１００の外側の光透過性の絶縁膜と、の中間の屈折率をもつ絶縁膜であるシリコン窒化膜１０２により被覆されている。
【００４６】
よって、この構成によれば、ポリシリコン膜１０４への入射光が通過する領域の屈折率が急激に変化することなく段階的に変化できるので、ゲート構造１００において、全ての方向からの入射光に対して反射を低減できる。
【００４７】
このため、このゲート構造１００を用いることにより、ゲート電極であるポリシリコン膜１０４の下方に存在するシリコン基板１０８内に光電変換部（不図示）を備える固体撮像装置においては、受光面に対して斜めに入射する入射光の反射を低減して基板内における光電変換部（不図示）の感度を向上させる利点を生む。
【００４８】
なお、一般に、シリコン窒化膜およびシリコン窒化酸化膜は、比誘電率がシリコン酸化膜より大きい。例えば、シリコン窒化膜は、比誘電率７程度である。また、シリコン酸化窒化膜は、比誘電率３．８〜７程度である。一方、シリコン酸化膜は、比誘電率３．８程度である。
【００４９】
よって、転送電極としてポリシリコン膜１０４を用い、被覆絶縁膜としてシリコン窒化膜１０２を用い、ゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜１０６を用いることにより、ゲート構造１００において、蓄積電荷を増加する効果を得ることができる。ただし、この蓄積電荷を増加する効果は、以下に説明するとおり、ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜１０２の膜厚に影響される。
【００５０】
図１５は、ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜１０２の膜厚とシリコン酸化膜１０６の下方のシリコン基板１０８内に蓄積・転送できる飽和電子数Ｑｓａｔとの関係をシミュレーションによって求めた結果である。このシミュレーションの条件を図１６に示す。まず、本シミュレーションでは、図１６（ａ）に示すように、シリコン基板１０８がｎ型層−ｐ型層−ｎ型層の３層構造を持っているとし、それぞれの層の不純物濃度を図１６（ｂ）に示す濃度と設定した。
【００５１】
また、図１６（ａ）に示すように、本シミュレーションはゲート電極を３つ並べ、それぞれの幅を０．４μｍとし、それぞれのゲート電極が０．６μｍピッチで配置されている、とした。そして、真ん中に位置するゲート電極には２．９Ｖのゲート電圧を印加し、それ以外のゲート電極にはゲート電圧−１０Ｖを印加するようにした。シリコン基板１０８に印加する基板電圧は６．５Ｖとした。
【００５２】
また、ゲート電極のポリシリコン層１０４の膜厚を５０ｎｍ、ポリシリコン層１０４の下面に形成されたシリコン窒化膜１０２の膜厚を８０ｎｍ、シリコン酸化物１０６の膜厚を３０ｎｍとした。なお、本シミュレーションにおいて、ポリシリコン層１０４の上面に形成されたシリコン窒化層１０２は、飽和電子数に影響しないため、その膜厚を考慮していない。
【００５３】
図１５から分かるように、膜厚が０の時、すなわち、ポリシリコン膜１０４の側面にシリコン窒化膜１０２を形成しなかった場合、飽和電子数は３１７１電子数である。また、ポリシリコン膜１０４の側面に膜厚２０ｎｍのシリコン窒化膜１０２を形成した場合、飽和電子数は３２４４電子数となり、２．５％程度飽和電子数が増大する。
【００５４】
一方、ポリシリコン膜１０４の側面に膜厚５０ｎｍのシリコン窒化膜１０２を形成した場合、飽和電子数は３２０５電子数となり、シリコン窒化膜１０２をポリシリコン膜１０４の側面に形成しないときよりも、飽和電子数は多いものの、シリコン窒化膜１０２の膜厚を２０ｎｍとした時よりも、飽和電子数は減少する。さらに、ポリシリコン膜１０４の側面に膜厚７０ｎｍのシリコン窒化膜１０２を形成した場合、飽和電子数は３１３５電子数となり、シリコン窒化膜１０２をポリシリコン膜１０４の側面に形成しない場合よりも、更に飽和電子数が減少する。このように、シリコン酸化膜１０６の下方のシリコン基板１０８内に蓄積・転送できる飽和電子数Ｑｓａｔを大きくするため、ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜１０２の膜厚を最適な厚さにする必要がある。
【００５５】
以下にこれらの現象を理論的に説明する。図１７（ａ）は、ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜１０２の膜厚と、電極−基板間容量（Ａ）、電極−電極間容量（Ｂ）、及び電極が単独で存在した場合の電極−基板容量（Ｃ）との関係を表した図である。電極−基板間容量（Ａ）は、図１７（ｂ）に示すように、ポリシリコン膜１０２とシリコン基板１０８との間に存在する容量であり、電極−電極間容量（Ｂ）は、隣接するゲート電極のポリシリコン膜１０２の間に存在する容量である。また、電極が単独で存在した場合の電極−基板容量（Ｃ）は、図１７（ｃ）のように、隣接するゲート電極が存在せず、１個独立してゲート電極が存在すると仮定した場合の、ポリシリコン膜１０２とシリコン基板１０８との間に存在する容量である。なお、図１７（ａ）に示した図は、それぞれの容量毎に、ポリシリコン膜１０４の側面にシリコン窒化膜が存在しない場合の容量との差分を取り、その差分値をグラフ化している。
【００５６】
図１７（ａ）を用いて、ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜の膜厚１０２と、それぞれの容量との関係を説明する。ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜１０２の膜厚が増大すると、電極が単独で存在した場合の電極−基板容量（Ｃ）は単調に増加する。したがって、シリコン酸化膜１０６の下方のシリコン基板１０８内に蓄積・転送できる飽和電子数が増大する。
【００５７】
しかしながら、実際の固体撮像装置で実装されるように、ゲート電極が複数存在する場合は、電極−電極間容量（Ｂ）の影響によって、ゲート電極が単独で存在する場合と異なった傾向を示す。シリコン窒化膜の膜厚が小さい間は、電極−電極間容量（Ｂ）が小さいため、ゲート電極からシリコン基板に対して強く電界がかかる。したがって、電極−基板間容量（Ａ）が大きくなり、シリコン酸化膜１０６の下方のシリコン基板１０８内に蓄積・転送できる飽和電子数の数が増大する。
【００５８】
しかし、シリコン窒化膜の膜厚が徐々に大きくなると、電極−電極間容量（Ｂ）が大きくなってくるため、ゲート電極からの電界が隣接する電極に強くかかるようになる。したがって、電極−基板間容量（Ａ）が徐々に小さくなって、飽和電子数の数が減少しはじめる。そして、さらにシリコン窒化膜の膜厚を大きくし、その膜厚が６０ｎｍ以上になると、電極−基板容量（Ａ）が、ポリシリコン膜１０４の側面にシリコン窒化膜１０２を形成しないときよりも小さくなるため、飽和電子数もポリシリコン膜１０４の側面にシリコン窒化膜１０２を形成しないときよりも小さくなってしまう。
【００５９】
以上のように、シリコン基板１０８内に蓄積・転送できる飽和電子数を大きくするためには、電極−基板容量（Ａ）が、ポリシリコン膜１０４の側面にシリコン窒化膜１０２が形成されない時の電極−基板容量よりも大きくなるように、シリコン窒化膜１０２の膜厚を設定すればよい。すなわち、本実施の形態の固体撮像装置において、ポリシリコン膜１０４の側面に形成されたシリコン窒化膜１０５の膜厚を、０ｎｍより大きく６０ｎｍより小さくすることで、飽和電子数を大きくすることが可能である。
【００６０】
次に、一般に、シリコン窒化膜およびシリコン窒化酸化膜は、比誘電率だけでなく屈折率もシリコン酸化膜より大きい。例えば、シリコン窒化膜は、屈折率２程度である。また、シリコン酸化窒化膜は、屈折率１．４５〜２程度である。一方、シリコン酸化膜は、屈折率１．４５程度である。
【００６１】
よって、転送電極としてポリシリコン膜１０４を用い、被覆絶縁膜としてシリコン窒化膜１０２を用い、ゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜１０６を用いることにより、ゲート構造１００において、入射光の反射を低減する効果を得ることができる。
【００６２】
具体的には、固体撮像装置において、ゲート構造の上層の透過膜にシリコン酸化膜が用いられる場合、そのシリコン酸化膜から直接ポリシリコン膜に光が入射する場合は、屈折率が約１．４５程度→３．４２程度と急激に増大する。よって、シリコン酸化膜とポリシリコン膜との界面で入射光の反射が大きくなる。このため、下方のシリコン基板内の光電変換部（不図示）で光電変換を起こす光量が損なわれる場合がある。
【００６３】
これに対し、ゲート構造１００のように、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とに屈折率が２程度のシリコン窒化膜１０２を設けると、入射光の屈折率変化が１．４５→２→３．４２と緩やかになり、反射する光の量を低減できるという効果を出せる。
【００６４】
その結果、ゲート電極であるポリシリコン膜１０４よりも下方に設けられた光電変換部（不図示）が受光する構造のＣＣＤでは、上層のシリコン酸化膜（不図示）とシリコン窒化膜１０２との界面、またはシリコン窒化膜１０２とポリシリコン膜１０４との界面などでの入射光の反射を防ぎ光電変換部（不図示）の感度の低下を防ぐことができる。
【００６５】
図１２は、従来の固体撮像装置のゲート構造および実施形態の固体撮像装置のゲート構造における入射光の反射の様子を比較して示す断面図である。
【００６６】
具体的には、従来の固体撮像装置のゲート構造２００においては、図１２（ａ）に示すように、垂直方向からの入射光１２０２は、上層のシリコン酸化膜（不図示）から、シリコン窒化膜２０２を透過して、ポリシリコン膜２０４へと入射する。このとき、入射光１２０２の経路の屈折率変化は１．４５→２→３．４２と緩やかであるため、ポリシリコン膜２０４の表面で反射する光の量を低減できる。このため、垂直方向からの入射光１２０２は矢印に示すようにゲート構造２００を透過し、下層に設けられた光電変換部（不図示）に到達する。
【００６７】
一方、従来の固体撮像装置のゲート構造２００においては、図１２（ａ）に示すように、斜め方向からの入射光１２０４は、シリコン酸化膜（不図示）から直接ポリシリコン膜２０４に入射する。このとき、入射光１２０４の経路の屈折率が約１．４５程度→３．４２程度と急激に増大するので、ポリシリコン膜２０４の表面で大部分の入射光１２０４が反射して反射光１２０６として散乱してしまう。このため、斜め方向からの入射光１２０４は、わずかしかゲート構造２００を透過できず、下層に設けられた光電変換部（不図示）に到達する光の量が減少する。
【００６８】
そのため、従来の固体撮像装置のゲート構造２００においては、下層に設けられた光電変換部（不図示）における感度が不十分になる場合があった。
【００６９】
一方、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造１００においても、図１２（ｂ）に示すように、垂直方向からの入射光１２０８は、従来の固体撮像装置のゲート構造２００の場合と同様に、矢印に示すようにゲート構造１００を透過し、下層に設けられた光電変換部（不図示）に到達する。
【００７０】
また、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造１００においては、図１２（ｂ）に示すように、斜め方向からの入射光１２１０は、シリコン酸化膜（不図示）から、シリコン窒化膜１０２を透過して、ポリシリコン膜１０４へと入射する。このとき、入射光１２１０の経路の屈折率変化は１．４５→２→３．４２と緩やかであるため、ポリシリコン膜１０４の表面で反射する光の量を低減できる。このため、大部分の斜め方向からの入射光１２１０は矢印に示すようにゲート構造１００を透過し、下層に設けられた光電変換部（不図示）に到達する。
【００７１】
そのため、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造１００においては、従来の固体撮像装置のゲート構造２００に比べて、下層に設けられた光電変換部（不図示）における感度が向上する利点がある。
【００７２】
<実施形態２>
図２は、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造を実現するためのプロセスフローの一例を示す工程断面図である。
【００７３】
本実施形態の固体撮像装置のゲート構造を得るためには、図２に示す本実施形態の製造方法により、転送電極を含む３層構造を形成してからサイドウオール形成を行う方法を行ってもよい。
【００７４】
具体的には、図２（ａ）に示すように、まず、シリコン基板１０８上にシリコン酸化膜１０６を積層する。次いで、図２（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜１０６上に、シリコン窒化膜１０２ａ、ポリシリコン膜１０４、シリコン窒化膜１０２ｂを、この順に積層する。
【００７５】
続いて、シリコン窒化膜１０２ｂ上にレジスト膜（不図示）を設け、レジスト膜をパターニングする。そして、図２（ｃ）に示すように、このレジスト膜を利用して、シリコン酸化膜１０６、シリコン窒化膜１０２ａ、ポリシリコン膜１０４、シリコン窒化膜１０２ｂを所定の幅にエッチングする。なお、エッチング後にレジスト膜は除去する。
【００７６】
次いで、図２（ｄ）に示すように、さらに、シリコン基板１０８およびシリコン窒化膜１０２ｂの上面、シリコン酸化膜１０６、シリコン窒化膜１０２ａ、ポリシリコン膜１０４およびシリコン窒化膜１０２ｂからなる積層膜の両側面にシリコン窒化膜１０２ｃを積層する。
【００７７】
続いて、シリコン窒化膜１０２ｃ上にレジスト膜（不図示）を設け、レジスト膜をパターニングする。そして、図２（ｅ）に示すように、シリコン基板１０８およびシリコン窒化膜１０２ｂの上面、シリコン酸化膜１０６、シリコン窒化膜１０２ａ、ポリシリコン膜１０４およびシリコン窒化膜１０２ｂからなる積層膜の両側面にのみシリコン窒化膜１０２ｃが残ってサイドウォールを形成するようにエッチングする。
【００７８】
こうして本実施形態の固体撮像装置のゲート構造を得る。このような構造においても、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とが、シリコン窒化膜１０２により被覆されている。
【００７９】
なお、シリコン窒化膜１０２は、シリコン窒化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂ、シリコン窒化膜１０２ｃの複数の膜からなるが、これらの膜は同種の材料からなる。よって、これらの複数の膜は強固な結合を形成可能である。このため、これらの複数の膜の隙間からエッチング液が浸入することを抑制する効果が大きくなる。これによりポリシリコン膜の浸食を抑制し、抵抗の上昇度合いを抑える効果を増大させることができる。
【００８０】
また、シリコン窒化膜１０２の比誘電率は７程度と比較的高いので、ポリシリコン膜１０４周辺の蓄積電荷量を増加させることができる。そのため、固体撮像装置に蓄積・転送できる電荷量を増大させる効果を有する。
【００８１】
さらに、シリコン窒化膜１０２の屈折率は２程度であり、ポリシリコン膜１０４の屈折率３．４２よりも低いので、ポリシリコン膜１０４を透過する入射光の屈折率変化が緩やかになり、反射する光の量を低減できるという効果を受光面に対して斜めに入射する光に対しても出すことができる。
【００８２】
<実施形態３>
図９は、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造の変形例を示す断面図である。
【００８３】
本実施形態の固体撮像装置のゲート構造４００は、シリコン基板１０８上に設けられているシリコン窒化膜１０２ａと、シリコン窒化膜１０２ａ上に設けられているポリシリコン膜１０４と、ポリシリコン膜１０４の上面および両側面を被覆するシリコン窒化膜１０２ｄとを備える。
【００８４】
この構成においても、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とが、シリコン窒化膜１０２ａおよびシリコン窒化膜１０２ｄにより被覆されている。よって、別途エッチング工程を行っても、ポリシリコン膜１０４の両側面がエッチングにより浸食される現象は抑制される。このため、ポリシリコン膜１０４の抵抗の上昇は抑制される。
【００８５】
また、シリコン窒化膜１０２ａおよびシリコン窒化膜１０２ｄの比誘電率は７程度と比較的高いので、ポリシリコン膜１０４周辺の蓄積電荷量を増加させることができる。そのため、固体撮像装置に蓄積・転送できる電荷量を増大させる効果を有する。
【００８６】
さらに、シリコン窒化膜１０２ａおよびシリコン窒化膜１０２ｄの屈折率は２程度であり、ポリシリコン膜１０４の屈折率３．４２よりも低いので、受光面に対して斜めに入射する光に対しても、ポリシリコン膜１０４を透過する入射光の屈折率変化が緩やかになり、反射する光の量を低減できるという効果を出せる。
【００８７】
<実施形態４>
図１０は、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造の変形例を示す断面図である。
【００８８】
本実施形態の固体撮像装置のゲート構造５００は、シリコン基板１０８上に設けられているシリコン窒化膜１０２ａと、シリコン窒化膜１０２ａ上に設けられているポリシリコン膜１０４と、ポリシリコン膜１０４の上面に設けられているシリコン窒化膜１０２ｂと、シリコン窒化膜１０２ｂ上面およびシリコン窒化膜１０２ａとポリシリコン膜１０４とシリコン窒化膜１０２ｂとからなる積層膜の両側面を被覆するシリコン窒化膜１０２ｄを備える。
【００８９】
この構成においても、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とが、シリコン窒化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂおよびシリコン窒化膜１０２ｄにより被覆されている。よって、別途エッチング工程を行っても、ポリシリコン膜１０４の両側面がエッチングにより浸食される現象は抑制される。このため、ポリシリコン膜１０４の抵抗の上昇は抑制される。
【００９０】
また、シリコン窒化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂおよびシリコン窒化膜１０２ｄの比誘電率は７程度と比較的高いので、ポリシリコン膜１０４周辺の蓄積電荷量を増加させることができる。そのため、固体撮像装置に蓄積・転送できる電荷量を増大させる効果を有する。
【００９１】
さらに、シリコン窒化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂおよびシリコン窒化膜１０２ｄの屈折率は２程度であり、ポリシリコン膜１０４の屈折率３．４２よりも低いので、ポリシリコン膜１０４を透過する入射光の屈折率変化が緩やかになり、反射する光の量を低減できるという効果を出せる。
【００９２】
<実施形態５>
図１１は、本実施形態の固体撮像装置のゲート構造の変形例を示す断面図である。
【００９３】
本実施形態の固体撮像装置のゲート構造６００は、シリコン基板１０８上に設けられているポリシリコン膜１０４と、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とを被覆するシリコン窒化膜１０２とを備える。
【００９４】
この構成においても、ポリシリコン膜１０４の底面と上面と両側面とが、シリコン窒化膜１０２により被覆されている。よって、別途エッチング工程を行っても、ポリシリコン膜１０４の両側面がエッチングにより浸食される現象は抑制される。このため、ポリシリコン膜１０４の抵抗の上昇は抑制される。
【００９５】
また、シリコン窒化膜１０２の比誘電率は７程度と比較的高いので、ポリシリコン膜１０４周辺の蓄積電荷量を増加させることができる。そのため、固体撮像装置に蓄積・転送できる電荷量を増大させる効果を有する。
【００９６】
さらに、シリコン窒化膜１０２の屈折率は２程度であり、ポリシリコン膜１０４の屈折率３．４２よりも低いので、ポリシリコン膜１０４を透過する入射光の屈折率変化が緩やかになり、反射する光の量を低減できるという効果を出せる。
【００９７】
<実施形態６>
図６は、従来の固体撮像装置のゲート構造の課題を示す拡大断面図である。
【００９８】
この従来の固体撮像装置のゲート構造３００は、半導体基板（不図示）と、半導体基板上に設けられているシリコン酸化膜３０６と、シリコン酸化膜３０６上に設けられているシリコン窒化膜３０２ａと、シリコン窒化膜３０２ａ上に設けられているポリシリコン膜３０４と、ポリシリコン膜３０４上に設けられているシリコン窒化膜３０２ｂと、を備える。
【００９９】
上述したように、図３に示す従来の固体撮像装置のゲート構造は、洗浄や表面処理を加えることにより、図６に示すように、導電材料部分であるポリシリコン膜３０４の両側面が食い込んだり、ポリシリコン膜３０４の両側面にエッジラフネスが生じてしまったりする場合がある。
【０１００】
このように、ポリシリコン膜３０４の両側面が浸食されてしまったゲート構造３００を、その後にシリコン窒化膜などからなる絶縁材料で包み込む場合も、後述するように、誘電率と屈折率の効果により、蓄積電荷量を増加する効果および反射光を低減する効果などが得られる。このような効果が得られることを、以下に具体例を用いて説明する。
【０１０１】
具体例として、ポリシリコン膜３０４に食い込みがあった場合に、その食い込み部分にシリコン窒化膜が埋め込まれている場合と、シリコン酸化膜が埋め込まれている場合と、について説明する。いずれの具体例についても、ポリシリコン膜３０４の上部表面の電位を算出し、入射光の透過具合を評価した。
【０１０２】
図７は、従来の固体撮像装置のゲート構造において生じる隙間をＳｉＮで埋め込んだ場合を説明する断面図である。
【０１０３】
この場合、ポリシリコン膜３０４の両側面に生じた隙間は、シリコン窒化膜３１４ａおよびシリコン窒化膜３１４ｂにより埋め込まれている。また、ゲート構造の両側面にもシリコン窒化膜３１６ａおよびシリコン窒化膜３１６ｂが設けられている。そして、シリコン窒化膜３１６ｂの側面にはさらにシリコン酸化膜３１８が設けられている。
【０１０４】
図８は、従来の固体撮像装置のゲート構造において生じる隙間をＳｉＯ２で埋め込んだ場合を説明する断面図である。
【０１０５】
この場合、ポリシリコン膜３０４の両側面に生じた隙間は、シリコン酸化膜３２４ａおよびシリコン酸化膜３２４ｂにより埋め込まれている。また、ゲート構造の両側面にもシリコン酸化膜３２６ａおよびシリコン酸化膜３２６ｂが設けられている。そして、シリコン酸化膜３２６ｂの側面にはさらにシリコン酸化膜３１８が設けられている。
【０１０６】
いずれの具体例についても、ポリシリコン膜３０４の上部表面の電位の算出は、ポアソンの方程式を用い、単純にゲート端からの電気力線により、どの程度電位降下があるか計算した。なお、より詳細な評価を行うには、デバイスシミュレーションが必要となるが、本計算でも充分に電位降下についての指標になる。
【０１０７】
計算に用いたパラメータは、以下の通りである。
【０１０８】
シリコン窒化膜３０２ｂの厚さ  ２０ｎｍ、ポリシリコン膜３０４の厚さ  ６０ｎｍ、シリコン窒化膜３０２ａの厚さ  ８０ｎｍ、シリコン酸化膜３０６の厚さ  ３０ｎｍ、ポリシリコン膜３０４の浸食幅  ５０ｎｍ、ゲート構造の側壁に設けられたシリコン窒化膜３１６ｂの横幅  ５０ｎｍとした。
【０１０９】
そして、半導体基板（不図示）における不純物の濃度（ドーズ量）１×１０11ｃｍ-2、半導体基板（不図示）における電圧０Ｖの条件で、ゲート電極であるポリシリコン膜３０４に１０Ｖの電圧を印加した。
【０１１０】
ＳｉＮ、ＳｉＯ2でそれぞれ埋め込んだ場合、図中Ａ点の電圧はそれぞれ４．９８Ｖ、３．７６Ｖとなった。空乏層幅は、それぞれ、１．１５μｍ、１μｍとなり、Ａ点での部分的な蓄積電荷量は、それぞれ、５７５０電子／μｍ2、で５０００電子／μｍ2となり、部分的に１５％程度の蓄積電荷量増加の効果があった。
【０１１１】
図７に示すように、ポリシリコン膜３０４からなる電極下層にシリコン窒化膜３０２ａを配する構造は、ゲート容量を安定的に増大する効果がある。そのため、シリコン基板（不図示）上にシリコン酸化膜３０６、シリコン窒化膜３０２ａ、ポリシリコン膜３０４の順に成膜して用いると、ゲート容量を安定的に増大できる。
【０１１２】
また、図８に示す構造においては、ポリシリコン膜３０４の両側面がエッチングにより浸食され、エッジラフネスが生じているため、入射光の乱反射が起こりやすくなっている。
【０１１３】
一方、図７に示す構造においては、ポリシリコン膜３０４の両側面に、シリコン酸化膜３２４ａおよびシリコン酸化膜３２４ｂに比べて、比較的屈折率が高いシリコン窒化膜３１４ａおよびシリコン窒化膜３１４ｂが埋め込まれている。
【０１１４】
このため、ポリシリコン膜３０４とシリコン窒化膜３１４ａおよびシリコン窒化膜３１４ｂとの屈折率の差は比較的小さくなり、光の乱反射は抑制される。よって、図７においては、図８に比べると、光の乱反射が抑制される利点がある。
【０１１５】
また、図７に示すように、ポリシリコン膜３０４からなる電極材料上にシリコン窒化膜３０２ｂを積層成膜した構造では、これらの層を同時にパターニングする際、上層のシリコン窒化膜３０２ｂをポリシリコン膜３０４のエッチング加工時のハードマスクとして活用することができる。
【０１１６】
このようにすると、エッチング後のポリシリコン膜３０４の線幅均一性を向上させ、エッジラフネスを低減するために有効である。この面からも、図７に示す構造においては、図８に比べると、光の乱反射が抑制される利点がある。
【０１１７】
また、図７に示す構造においては、ポリシリコン膜３０４と、上層のシリコン窒化膜３０２ｂと、下層のシリコン窒化膜３０２ａと、両脇のシリコン窒化膜３１４ａおよびシリコン窒化膜３１４ｂと、からなる転送部は複数設けられている。また、複数の転送部の両脇には、シリコン窒化膜３１６ａおよびシリコン窒化膜３１６ａが設けられている。そして、さらに外側には、シリコン窒化膜よりも比誘電率が低いシリコン酸化膜３１８からなる絶縁膜が設けられている。すなわち、これらの複数の転送部は、シリコン窒化膜と、シリコン窒化膜よりも比誘電率が低いシリコン酸化膜と、を介して併設されている。
【０１１８】
この構成によれば、複数の転送部が設けられているため、電荷の転送効率を向上させることができる。また、複数の転送部は、被覆絶縁膜であるシリコン窒化膜よりも屈折率が低い絶縁膜であるシリコン酸化膜を介して併設されているために、斜め方向から転送部に入射する光の反射を低減できる。このため、転送部の下部に光電変換部が設けられている場合にも、光電変換部の感光度を向上させることができる。
【０１１９】
<実施形態７>
図１３は、本実施形態の固体撮像装置の転送部および光電変換部を示す断面図である。なお、この図は、電荷転送方向に沿って切った場合の固体撮像装置の縦断面構造図である。
【０１２０】
本実施形態の固体撮像装置は、垂直電荷結合素子を構成する転送電極が一層のポリシリコン膜をパターニングして形成されている、いわゆる単層電極ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型を採っている。ｎ型シリコン基板１３０１の表面側に、ｐ型ウェル領域１３０２が形成されている。このｐ型ウェル領域１３０２の表面側には、ｎ型ＣＣＤチャネル領域１３０３が設けられている。
【０１２１】
ここで、例えばｎ型シリコン基板１３０１は、不純物としてのリン濃度が１０13ｃｍ-3〜１０15ｃｍ-3程度である。また、ｐ型ウェル領域１３０２は、深さが１μｍ〜５μｍ程度であり、不純物としてのボロン濃度が１０15ｃｍ-3〜１０17ｃｍ-3程度である。さらに、ｎ型ＣＣＤチャネル領域１３０３は、深さが０．１μｍ〜２μｍであり、不純物としてリンまたは砒素のいずれかが用いられており、この濃度が１０16ｃｍ-3〜１０17ｃｍ-3程度である。
【０１２２】
ｎ型ＣＣＤチャネル領域１３０３は、ｐ+型チャネル阻止領域１３１０によって垂直方向に分割されている。このｐ+型チャネル阻止領域１３１０は、例えば深さが１μｍ〜４μｍ程度であり、不純物としてのボロンの濃度が１０17ｃｍ-3〜１０19ｃｍ-3程度である。また、ｎ型ＣＣＤチャネル領域１３０３の表面側には、シリコン酸化膜１３０４／シリコン窒化膜１３０５／ポリシリコン膜１３０８／シリコン窒化膜１３０９からなる所定の幅の積層膜が設けられている。この積層膜の両脇には、シリコン窒化膜１３０６が設けられている。
【０１２３】
これらの積層膜の上部を覆うように、シリコン酸化膜１３１１が設けられている。また、これらの積層膜は、ｐ+型チャネル阻止領域１３１０上の領域において切り離されている。これらの積層膜を備えるゲート電極構造は、上記実施形態で説明した構造とすることができる。
【０１２４】
この構成によれば、ポリシリコン膜がシリコン窒化膜などからなる絶縁材料で包み込まれているため、電極抵抗のばらつきが抑制され、蓄積電荷量を増加する効果が得られる。
【０１２５】
また、この構成によれば、複数の転送電極が設けられているため、電荷の転送効率を向上させることができる。また、それぞれの転送電極は、上部を覆うシリコン酸化膜よりも屈折率が大きいシリコン窒化膜により被覆されているために、斜め方向から転送部に入射する光の反射を低減できる。このため、転送部の下部に光電変換部が設けられている場合にも、光電変換部の感光度を向上させることができる。
【０１２６】
図１４は、本実施形態の固体撮像装置の全体像を示す平面図である。なお、この固体撮像装置は、一般にインターライン・トランスファ方式のＣＣＤと呼ばれる固体撮像装置である。
【０１２７】
本実施形態の固体撮像装置には、撮像領域１４１０と、垂直転送電極１４０６と、水平転送電極１４１２と、が設けられている。撮像領域１４１０には、垂直転送電極１４０６に沿うようにフォトダイオード１４０２が並べられている。フォトダイオード１４０２と、垂直転送電極１４０６のフォトダイオードと隣接する部分とは、個々の画素１４０８を構成する。フォトダイオード１４０２と転送電極１４０６とは、電極１４０４により接続されている。
【０１２８】
フォトダイオード１４０２中で光電変換、蓄積された電荷１４１６は、電極１４０４を介して垂直転送電極１４０６に、図示したような読出転送経路１４１８を経て転送される。読出転送された電荷１４１６は、垂直転送経路１４０６中の図示したような垂直転送経路１４２０を経て水平転送電極１４１２に移動する。電荷１４１６は、水平転送電極１４１２中の図示したような水平転送経路１４２２を経て移動し、水平転送電極１４１２の末端に設けられた電荷検出器１４２４により検出される。
【０１２９】
本実施形態の固体撮像装置において、上記実施形態で説明したゲート電極構造は、垂直転送電極１４０６として用い得る。この構成によれば、垂直転送電極１４０６中に備わるポリシリコン膜がシリコン窒化膜などからなる絶縁材料で包み込まれているため、電極抵抗のばらつきが抑制され、蓄積電荷量を増加する効果が得られる。
【０１３０】
また、この構成によれば、複数の垂直転送電極１４０６が設けられているため、電荷の転送効率を向上させることができる。また、それぞれの垂直転送電極１４０６は、上部を覆うシリコン酸化膜よりも屈折率が大きいシリコン窒化膜により被覆されているために、斜め方向から転送部に入射する光の反射を低減できる。このため、転送部の下部に光電変換部が設けられている場合にも、光電変換部の感光度を向上させることができる。
【０１３１】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１３２】
例えば、上記実施形態では、ＣＣＤなどの固体撮像装置内の入射光を受光する位置に設けられている転送電極について説明した。しかし、このような構造に限定する趣旨ではなく、ＣＣＤなどの固体撮像装置内の入射光を受光しない位置に設けられている転送電極に採用することもできる。
【０１３３】
このような場合にも、転送電極の底面と上面と両側面とが、被覆絶縁膜により被覆されていれば、別途エッチング工程を行っても、転送電極の両側面がエッチングにより浸食される現象は抑制される。このため、転送電極の抵抗の上昇は抑制される。
【０１３４】
また、シリコン窒化膜などの被覆絶縁膜の比誘電率は比較的高いので、転送電極周辺の蓄積電荷量を増加させることができる。そのため、固体撮像装置に蓄積・転送できる電荷量を増大させる効果を有する。
【０１３５】
さらに、上記実施形態では、光を透過させ、半導体基板内で光電変換により電荷を発生させ、伝送する構造のＣＣＤとして、インターライン・トランスファ型のＣＣＤについて説明した。しかし、このような構造に限定する趣旨ではなく、上記実施形態のゲート構造は、フレーム・トランスファー型またはフルフレーム型のＣＣＤにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】実施形態の固体撮像装置のゲート構造の概略を示す断面図である。
【図２】実施形態の固体撮像装置のゲート構造を実現するためのプロセスフローの一例を示す工程断面図である。
【図３】従来の固体撮像装置のゲート構造の概略を示す断面図である。
【図４】従来の固体撮像装置のゲート構造を実現するためのプロセスフローの一例を示す工程断面図である。
【図５】従来の固体撮像装置のゲート構造の課題を示す工程断面図である。
【図６】従来の固体撮像装置のゲート構造の課題を示す拡大断面図である。
【図７】従来の固体撮像装置のゲート構造において生じる隙間をＳｉＮで埋め込んだ場合を説明する断面図である。
【図８】従来の固体撮像装置のゲート構造において生じる隙間をＳｉＯ２で埋め込んだ場合を説明する断面図である。
【図９】実施形態の固体撮像装置のゲート構造の変形例を示す断面図である。
【図１０】実施形態の固体撮像装置のゲート構造の変形例を示す断面図である。
【図１１】実施形態の固体撮像装置のゲート構造の変形例を示す断面図である。
【図１２】従来の固体撮像装置のゲート構造および実施形態の固体撮像装置のゲート構造における入射光の反射の様子を比較して示す断面図である。
【図１３】実施形態の固体撮像装置の転送部および光電変換部を示す断面図である。
【図１４】実施形態の固体撮像装置の全体像を示す平面図である。
【図１５】実施形態の固体撮像装置のポリシリコン膜の側面に形成したシリコン窒化膜の膜厚と、シリコン酸化膜の下方のシリコン基板内に蓄積・転送できる飽和電子数との関係をシミュレーションした結果である。
【図１６】図１５におけるシミュレーションの条件を示した図である。
【図１７】実施形態の固体撮像装置のポリシリコン膜の側面に形成したシリコン窒化膜の膜厚と、電極−基板間容量、電極−電極慣容量、及び電極が単独で存在した場合の電極−基板間容量との関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１００  ゲート構造
１０２  シリコン窒化膜
１０２ａ  シリコン窒化膜
１０２ｂ  シリコン窒化膜
１０２ｃ  シリコン窒化膜
１０２ｄ  シリコン窒化膜
１０４  ポリシリコン膜
１０６  シリコン酸化膜
１０８  シリコン基板
２００  ゲート構造
２０２  シリコン窒化膜
２０２ａ  シリコン窒化膜
２０２ｂ  シリコン窒化膜
２０４  ポリシリコン膜
２０６  シリコン酸化膜
２０８  シリコン基板
２１０  レジスト膜
２１２  レジスト膜
２１４ａ  エッチングによる浸食方向
２１４ｂ  エッチングによる浸食方向
３０２ａ  シリコン窒化膜
３０２ｂ  シリコン窒化膜
３０４  ポリシリコン膜
３０６  シリコン酸化膜
３１４ａ  シリコン窒化膜
３１４ｂ  シリコン窒化膜
３１６ａ  シリコン窒化膜
３１６ｂ  シリコン窒化膜
３１８  シリコン酸化膜
３２４ａ  シリコン酸化膜
３２４ｂ  シリコン酸化膜
３２６ａ  シリコン酸化膜
３２６ｂ  シリコン酸化膜
４００  ゲート構造
５００  ゲート構造
６００  ゲート構造
１２０２  入射光
１２０４  入射光
１２０６  反射光
１２０８  入射光
１２１０  入射光
【図１】
2006120937.tif 000003
【図２】
2006120937.tif 000004
【図３】
2006120937.tif 000005
【図４】
2006120937.tif 000006
【図５】
2006120937.tif 000007
【図６】
2006120937.tif 000008
【図７】
2006120937.tif 000009
【図８】
2006120937.tif 000010
【図９】
2006120937.tif 000011
【図１０】
2006120937.tif 000012
【図１１】
2006120937.tif 000013
【図１２】
2006120937.tif 000014
【図１３】
2006120937.tif 000015
【図１４】
2006120937.tif 000016
【図１５】
2006120937.tif 000017
【図１６】
2006120937.tif 000018
【図１７】
2006120937.tif 000019