(57)【要約】【課題】固体撮像装置の暗電流の低減と消費電力の低減を両立させることを可能にする。【解決手段】入射光を光電変換する受光部（図示せず）と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部５０と有する固体撮像装置１において、前記電荷転送部５０の転送電極５２上に形成した負の固定電荷を有する絶縁膜６１を有し、前記電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることを特徴とする。【選択図】図１
2008300377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を光電変換する受光部と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部とを有する固体撮像装置において、
前記電荷転送部の転送電極上に形成した負の固定電荷を有する絶縁膜を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜は、前記転送電極上とともに前記転送電極間に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜は、前記転送電極上とともに前記転送電極間を埋め込むように形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜は、前記転送電極上に形成した別の絶縁膜上に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜は、前記負の固定電荷を有する絶縁膜とは別の少なくとも一の絶縁膜によって積層膜が形成され、
前記積層膜は、前記受光部上に延長形成されていて、前記受光部上で反射防止膜となる
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜は、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、三酸化二アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、五酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、三酸化二ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、三酸化二イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、三酸化二プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）、三酸化二ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、三酸化二プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）、三酸化二サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、三酸化二ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、三酸化二ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、三酸化二テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、三酸化二ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、三酸化二ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、三酸化二エルビウム（Ｅｒ2Ｏ3）、三酸化二ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、三酸化二イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、三酸化二ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）もしくは二酸化チタン（ＴｉＯ2）からなる
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜は窒素が含まれている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜はシリコンが含まれている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項９】
入射光を光電変換する受光部と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部とを有する固体撮像装置の製造方法において、
半導体基板に前記電荷転送部を形成した後、前記電荷転送部の転送電極上に負の固定電荷を有する絶縁膜を形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
入射光を集光する集光光学部と、
入射光を光電変換して電気信号を出力する複数のセンサ部のそれぞれに該入射光を集光する集光レンズを備えた固体撮像装置と、
前記固体撮像装置で光電変換された信号を処理する信号処理部とを備え、
前記固体撮像装置は、
入射光を光電変換する受光部と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部とを有する固体撮像装置であって、
前記電荷転送部の転送電極上に形成した負の固定電荷を有する絶縁膜を有する
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置、その製造方法および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）の電荷転送に関して、例えば、４相駆動で電荷転送を行う場合、図１５に示すように、ＨｉｇｈとＬｏｗの２値のパルス電圧ＶＨ、ＶＬを印加する。通常、ＶＨは基準電圧となる０Ｖを用い、ＶＬは、シリコン基板とゲート酸化膜との界面に発生する不要電荷が転送電極下の空乏層内に蓄積されて、暗電流にならないような電圧に設定される。その電圧は、転送電極下のシリコン基板に正孔蓄積層が形成される電圧（ピニング電圧、例えば、−９．０Ｖ）より低い値に設定され、通常、ピニング電圧をＶｐとすると、ＶＬはＶｐよりも０．５Ｖ程度低い−９．５Ｖを使用する。ピニング電圧は、転送電極下部のＮ型領域、Ｐ型領域の不純物濃度、及びゲート絶縁膜の厚さにより決定される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
次に、４相駆動で電荷転送を行うＣＣＤの垂直電荷転送部を、図１６の模式的断面図によって説明する。図１６に示すように、４相駆動で電荷転送を行うＣＣＤの垂直電荷転送部は、一例として、半導体基板１１１上にゲート絶縁膜１５１を介して転送電極１５２（φ１）、１５２（φ２）、１５２（φ３）、１５２（φ４）が順に繰り返し形成されている。さらに、これらの転送電極１５２を覆う層間絶縁膜１５３が形成されている。この層間絶縁膜１５３は、シリコン酸化膜で形成されている。
【０００４】
上記構成の垂直電荷転送部を有する固体撮像装置では、パルス電圧ＶＬが印加されている領域がより強くピニングされることで、暗電流が低減される。しかしながら、パルス電圧ＶＬの値をより下げる（絶対値を大きくする）には限界がある。また、パルス電圧ＶＬの値をより下げることができ、ピニング状態を維持することができたとしても、一般に低消費電力化が求められている固体撮像装置では、消費電力が増大する点で不利となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５０１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、暗電流の低減と消費電力の低減を両立させることが困難なことである。
【０００７】
本発明は、暗電流の低減と消費電力の低減を両立させることを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る本発明は、入射光を光電変換する受光部と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部とを有する固体撮像装置において、前記電荷転送部の転送電極上に形成した負の固定電荷を有する絶縁膜を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項１に係る本発明では、負の固定電荷を有する絶縁膜中の負の固定電荷により、電荷転送部のしきい値電圧は正の方向（エンハンスメント側）に移行するため、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても（その絶対値を小さくしても）ピニング状態を維持できるようになり、消費電力が低減される。
【００１０】
請求項９に係る本発明は、入射光を光電変換する受光部と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部とを有する固体撮像装置の製造方法において、半導体基板に前記電荷転送部を形成した後、前記電荷転送部の転送電極上に負の固定電荷を有する絶縁膜を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項９に係る本発明では、電荷転送部の転送電極上に負の固定電荷を有する絶縁膜を形成することから、負の固定電荷を有する絶縁膜中の負の固定電荷により、電荷転送部のしきい値電圧は正の方向（エンハンスメント側）に移行するため、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても（その絶対値を小さくしても）ピニング状態を維持できるようになり、消費電力が低減される。
【００１２】
請求項１０に係る本発明は、入射光を集光する集光光学部と、入射光を光電変換して電気信号を出力する複数のセンサ部のそれぞれに該入射光を集光する集光レンズを備えた固体撮像装置と、前記固体撮像装置で光電変換された信号を処理する信号処理部とを備え、前記固体撮像装置は、入射光を光電変換する受光部と、前記受光部で光電変換された信号電荷を転送するｎチャネル絶縁ゲート型の電荷転送部とを有する固体撮像装置であって、前記電荷転送部の転送電極上に形成した負の固定電荷を有する絶縁膜を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項１０に係る本発明では、本願発明の上記固体撮像装置を用いることから、暗電流が低減された低消費電力の固体撮像装置が用いられることになる。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る本発明によれば、負の固定電荷を有する絶縁膜が形成されているため、その負の固定電荷により暗電流を低減することができるので、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。また、電荷転送部のしきい値電圧がよりエンハンスメント側に移行できることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、低消費電力化が可能になるという利点がある。
【００１５】
請求項９に係る本発明によれば、負の固定電荷を有する絶縁膜を形成するため、その負の固定電荷により暗電流を低減することができるので、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。また、電荷転送部のしきい値電圧がよりエンハンスメント側に移行できることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、低消費電力化が可能になるという利点がある。
【００１６】
請求項１０に係る本発明によれば、暗電流を抑制することができる固体撮像装置を用いているため、撮像画像におけるノイズを低減できるので、高品位な画像を記録できるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第１実施例）を、図１の概略構成断面図によって説明する。図１では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。
【００１８】
図１に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４）が順に形成されている。したがって、この固体撮像装置１は４相駆動となっている。上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。この負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記各転送電極５２を被覆するように形成されている。さらに、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、層間絶縁膜という）５３が形成されている。この層間絶縁膜５３は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００１９】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎ型チャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【００２０】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、例えば、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、三酸化二アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、五酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、三酸化二ランタン（Ｌａ2Ｏ3）もしくは三酸化二イットリウム（Ｙ2Ｏ3）からなる。
【００２１】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記化合物の他に、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、三酸化二プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）、三酸化二ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、三酸化二プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）、三酸化二サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、三酸化二ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、三酸化二ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、三酸化二テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、三酸化二ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、三酸化二ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、三酸化二エルビウム（Ｅｒ2Ｏ3）、三酸化二ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、三酸化二イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、三酸化二ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）等で形成されていてもよい。要するに、負の固定電荷を膜中に有する絶縁膜であればよい。
【００２２】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００２３】
上記固体撮像装置１では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルを変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても（絶対値を小さくしても）、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧を正の方向（エンハンスメント側）に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記層間絶縁膜５３とともに、固体撮像装置１の受光部（図示せず）上にも形成されることから、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記層間絶縁膜５３とを合わせた膜厚が受光部（図示せず）上で反射防止膜となる膜厚になるように、両者の膜厚を設定することができる。
【００２４】
次に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第１実施例）を、図２および図３の製造工程断面図によって説明する。図２および図３では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００２５】
図２（１）に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１を形成し、そのｐ型ウエル領域２１に電荷転送部のｎ型チャネル領域２２を形成する。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。上記ｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２は、例えばレジストマスク（図示せず）を用いたイオン注入により形成される。このように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２が形成された状態で、上記半導体基板１１上にゲート絶縁膜５１を形成する。このゲート絶縁膜５１は、例えば酸化シリコン膜で形成され、その膜厚を例えば２０ｎｍとした。この成膜方法は、例えば熱酸化法を用いることができる。
【００２６】
次に、図２（２）に示すように、上記ゲート絶縁膜５１上に、転送電極を形成するための電極形成膜９１を形成する。この電極形成膜９１は、例えば、リン（Ｐ）ドープト非晶質シリコン膜で形成され、その膜厚を例えば２００ｎｍとした。この成膜方法は、例えば化学気相成長法を用いることができる。
【００２７】
次に、図２（３）に示すように、通常のレジストマスクを用いたエッチングにより、上記電極形成膜９１（前記図２（２）参照）をパターニングして、転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４、）を形成する。したがって、この固体撮像装置１は４相駆動となる。
【００２８】
次に、図２（４）に示すように、上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間に、負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成する。この負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記各転送電極５２を被覆するように形成されるとともに、各転送電極間に位置するゲート絶縁膜５１を被覆するように形成される。
【００２９】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎ型チャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜１００ｎｍ程度の膜厚に形成される。その成膜方法は、例えば原子層蒸着（ＡＬＤ：Atomic Layer Deposition）法、ＭＯＣＶＤ法を用いる。ここでは、ＡＬＤ法によって、例えば１０ｎｍの厚さの酸化ハフニウム膜で形成した。
【００３０】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、例えば、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、三酸化二アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、五酸化二タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、三酸化二ランタン（Ｌａ2Ｏ3）もしくは三酸化二イットリウム（Ｙ2Ｏ3）で形成する。
【００３１】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記化合物の他に、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、三酸化二プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）、三酸化二ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）、三酸化二プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）、三酸化二サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、三酸化二ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）、三酸化二ガドリニウム（Ｇｄ2Ｏ3）、三酸化二テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）、三酸化二ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）、三酸化二ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）、三酸化二エルビウム（Ｅｒ2Ｏ3）、三酸化二ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）、三酸化二イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、三酸化二ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）等で形成してもよい。要するに、負の固定電荷を膜中に有する絶縁膜であればよい。
【００３２】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００３３】
次いで、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、層間絶縁膜という）５３を形成する。この層間絶縁膜５３は、例えば酸化シリコン膜で形成する。ここでは、化学気相成長法によって、例えば７００ｎｍの厚さの酸化シリコン膜で形成した。
【００３４】
次に、図３（５）に示すように、層間絶縁膜５３に各転送電極５２に通じる接続孔５３ｈを形成する。この接続孔５３ｈの形成方法は、通常のレジストマスクを用いたエッチングによる。その後、図示はしないが、上記接続孔５３ｈを通じて各転送電極５２に接続される配線を形成する。
【００３５】
上記固体撮像装置の製造方法（第１実施例）では、電荷転送部５０の転送電極５２上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成することから、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルを変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。例えば、従来の固体撮像装置ではＶＬは−９．５Ｖであったのが、本発明では−８．５Ｖに設定できる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。
【００３６】
次に、本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第２実施例）を、図４の概略構成断面図によって説明する。図４では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００３７】
図４に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４）が順に形成されている。したがって、この固体撮像装置２は４相駆動となっている。上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。この負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記各転送電極５２間のゲート絶縁膜５１を被覆するとともに、各転送電極５２間を埋め込むように形成されている。さらに、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、層間絶縁膜という）５３が形成されている。この層間絶縁膜５３は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００３８】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜１００ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【００３９】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００４０】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００４１】
上記固体撮像装置２では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルが変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また固体撮像装置２では、各転送電極間を埋め込むように負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成するため、第１実施例の固体撮像装置１と比べて電荷転送部５０のしきい値電圧を上げる作用を大きくできる。従って、パルス電圧ＶＬが印加されている領域をより強くピニングできる。
【００４２】
次に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第２実施例）を、図５の製造工程断面図によって説明する。図５では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００４３】
図５（１）に示すように、前記製造方法の第１実施例で説明したのと同様にして、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１を形成し、そのｐ型ウエル領域２１に電荷転送部のｎ型チャネル領域２２を形成する。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。上記ｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２は、例えばレジストマスク（図示せず）を用いたイオン注入により形成される。このように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２が形成された状態で、上記半導体基板１１上にゲート絶縁膜５１を形成する。このゲート絶縁膜５１は、例えば酸化シリコン膜で形成され、その膜厚を例えば２０ｎｍとした。この成膜方法は、例えば熱酸化法を用いることができる。
【００４４】
次に、上記ゲート絶縁膜５１上に、例えば、リン（Ｐ）ドープト非晶質シリコン膜で、転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４、）を形成する。したがって、この固体撮像装置２は４相駆動となる。
【００４５】
次に、図５（２）に示すように、上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間に、負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成する。この負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記各転送電極５２間を埋め込むように形成される。
【００４６】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、また上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００４７】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００４８】
上記固体撮像装置の製造方法（第２実施例）では、電荷転送部５０の転送電極５２上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成することから、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルを変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また第２実施例の製造方法では、各転送電極間を埋め込むように負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成するため、第１実施例と比べて電荷転送部５０のしきい値電圧を上げる作用を大きくできる。従って、パルス電圧ＶＬが印加されている領域をより強くピニングできる。
【００４９】
次に、本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第３実施例）を、図６の概略構成断面図によって説明する。図６では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００５０】
図６に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４）が順に形成されている。したがって、この固体撮像装置３は４相駆動となっている。上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間には、別の絶縁膜（以下、層間絶縁膜という）５４が形成されている。この層間絶縁膜５４上には負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。この層間絶縁膜５４は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００５１】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【００５２】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００５３】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００５４】
上記固体撮像装置３では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎチャネル領域２２のポテンシャルが変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記層間絶縁膜５４とともに、固体撮像装置３の受光部（図示せず）上にも形成されている構成では、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記層間絶縁膜５４とを合わせた膜厚が受光部上で反射防止膜となる膜厚になるように、層間絶縁膜５４の膜厚を設定することができる。さらに、層間絶縁膜５４の膜厚を調整することで、負の固定電荷を有する絶縁膜６１によるピニング効果を調整することができる。具体的には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１のピニング効果が大きいときには、層間絶縁膜５４の膜厚を厚くすることで負の固定電荷を有する絶縁膜６１を基板から離れた位置に形成する。これにより、適切なピニング効果を得ることができる。
【００５５】
次に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第３実施例）を、図７の製造工程断面図によって説明する。図７では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００５６】
図７（１）に示すように、前記製造方法の第１実施例で説明したのと同様にして、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１を形成し、そのｐ型ウエル領域２１に電荷転送部のｎ型チャネル領域２２を形成する。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。上記ｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２は、例えばレジストマスク（図示せず）を用いたイオン注入により形成される。このように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２が形成された状態で、上記半導体基板１１上にゲート絶縁膜５１を形成する。このゲート絶縁膜５１は、例えば酸化シリコン膜で形成され、その膜厚を例えば２０ｎｍとした。この成膜方法は、例えば熱酸化法を用いることができる。
【００５７】
次に、上記ゲート絶縁膜５１上に、例えば、リン（Ｐ）ドープト非晶質シリコン膜で、転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４、）を形成する。したがって、この固体撮像装置２は４相駆動となる。
【００５８】
次に、図７（２）に示すように、上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間に、層間絶縁膜５４を形成する。この層間絶縁膜５４は、上記各転送電極５２間を埋め込むように形成される。ついで、上記層間絶縁膜５４上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成する。
【００５９】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、また上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００６０】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００６１】
上記固体撮像装置の製造方法（第３実施例）では、電荷転送部５０の転送電極５２上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成することから、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルを変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記層間絶縁膜５４とともに、固体撮像装置３の受光部（図示せず）上にも形成されることから、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記層間絶縁膜５４とを合わせた膜厚が受光部上で反射防止膜となる膜厚になるように、上記層間絶縁膜５４の膜厚を設定することができる。さらに、層間絶縁膜５４の膜厚を調整することで、負の固定電荷を有する絶縁膜６１によるピニング効果を調整することができる。具体的には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１のピニング効果が大きいときには、層間絶縁膜５４の膜厚を厚くすることで負の固定電荷を有する絶縁膜６１を基板から離れた位置に形成する。これにより、適切なピニング効果を得ることができる。
【００６２】
次に、本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第４実施例）を、図８の概略構成断面図によって説明する。図８では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００６３】
図８に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４）が順に形成されている。したがって、この固体撮像装置３は４相駆動となっている。上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間には、別の絶縁膜（以下、第１層間絶縁膜という）５５が形成されている。この第１層間絶縁膜５５上には負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。この第１層間絶縁膜５５は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、第２層間絶縁膜という）５６が形成されている。この第２層間絶縁膜５６は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００６４】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【００６５】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００６６】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００６７】
上記固体撮像装置４では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎチャネル領域２２のポテンシャルが変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記層間絶縁膜５４とともに、固体撮像装置３の受光部（図示せず）上にも形成されている構成では、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記第１、第２層間絶縁膜５５，５６とを合わせた膜厚が受光部上で反射防止膜となる膜厚になるように、上記第１、第２層間絶縁膜５５，５６の厚さを設定することができる。さらに、第１層間絶縁膜５５の膜厚を調整することで、負の固定電荷を有する絶縁膜６１によるピニング効果を調整することができる。具体的には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１のピニング効果が大きいときには、層間絶縁膜５５の膜厚を厚くすることで負の固定電荷を有する絶縁膜６１を基板から離れた位置に形成する。これにより、適切なピニング効果を得ることができる。
【００６８】
次に、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第４実施例）を、図９の製造工程断面図によって説明する。図９では、本発明の要部である固体撮像装置の垂直電荷転送部について示す。なお、前記固体撮像装置１と同様な構成部品には同一符号を付与して説明する。
【００６９】
図９（１）に示すように、前記製造方法の第１実施例で説明したのと同様にして、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１を形成し、そのｐ型ウエル領域２１に電荷転送部のｎ型チャネル領域２２を形成する。上記半導体基板１１には、例えばシリコン基板を用いる。上記ｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２は、例えばレジストマスク（図示せず）を用いたイオン注入により形成される。このように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１、ｎ型チャネル領域２２が形成された状態で、上記半導体基板１１上にゲート絶縁膜５１を形成する。このゲート絶縁膜５１は、例えば酸化シリコン膜で形成され、その膜厚を例えば２０ｎｍとした。この成膜方法は、例えば熱酸化法を用いることができる。
【００７０】
次に、上記ゲート絶縁膜５１上に、例えば、リン（Ｐ）ドープト非晶質シリコン膜で、転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４、）を形成する。したがって、この固体撮像装置２は４相駆動となる。
【００７１】
次に、図９（２）に示すように、上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間に、第１層間絶縁膜５５を形成する。この第１層間絶縁膜５５は、上記各転送電極５２間を埋め込むように形成される。ついで、上記第１層間絶縁膜５５上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成する。
【００７２】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、また上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００７３】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００７４】
次に、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上に、第２層間絶縁膜５６を形成する。この第２層間絶縁膜５６は、例えば酸化シリコン膜で形成される。
【００７５】
上記固体撮像装置の製造方法（第４実施例）では、電荷転送部５０の転送電極５２上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成することから、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルを変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１、第２層間絶縁膜５５、５６とともに、固体撮像装置４の受光部（図示せず）上にも形成されることから、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記第１、第２層間絶縁膜５５、５６とを合わせた膜厚が受光部上で反射防止膜となる膜厚になるように、上記第１、第２層間絶縁膜５５，５６の膜厚を設定することができる。さらに、第１層間絶縁膜５５の膜厚を調整することで、負の固定電荷を有する絶縁膜６１によるピニング効果を調整することができる。具体的には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１のピニング効果が大きいときには、層間絶縁膜５５の膜厚を厚くすることで負の固定電荷を有する絶縁膜６１を基板から離れた位置に形成する。これにより、適切なピニング効果を得ることができる。
【００７６】
上記第１〜第４実施例では、転送電極が１層の電極材料膜で形成された構成である。固体撮像装置では、複数層の電極形成膜で転送電極が形成されるものがある。以下に２層の電極膜で転送電極が形成された実施例として、第５実施例を図１０の概略構成断面図により、および第６実施例を図１１の概略構成断面図により説明する。いずれの図面も、固体撮像装置の垂直電荷転送部を示す。
【００７７】
図１０に示すように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１が形成されている。さらにゲート絶縁膜５１上には、１層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）が形成されている。また、上記転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）を被覆するように、第１絶縁膜５７が形成され、転送電極５２φ１、５２φ３間に、かつ上記転送電極５２φ１、５２φ３の一部に上記第１絶縁膜５７を介してオーバラップする状態に、２層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ２、５２φ４）が形成されている。したがって、この固体撮像装置１は４相駆動となっている。上記第１絶縁膜５７は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００７８】
そして、上記転送電極５２φ２、５２φ４間の上記転送電極５２φ１、５２φ３上が露出され、その状態で、負の固定電荷を有する絶縁膜６１が上記各転送電極５２を被覆するように形成されている。さらに、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、層間絶縁膜という）５３が形成されている。この層間絶縁膜５３は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００７９】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【００８０】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００８１】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００８２】
上記固体撮像装置５では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルが変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。このように、固体撮像装置６は上記固体撮像装置１と同様なる作用効果を得ることができる。
【００８３】
図１１に示すように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１が形成されている。さらにゲート絶縁膜５１上には、１層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）が形成されている。また、上記転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）を被覆するように、第１絶縁膜５７が形成され、転送電極５２φ１、５２φ３間に、かつ上記転送電極５２φ１、５２φ３の一部に上記第１絶縁膜５７を介してオーバラップする状態に、２層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ２、５２φ４）が形成されている。したがって、この固体撮像装置１は４相駆動となっている。さらに、上記転送電極５２φ２、５２φ４を被覆する状態に第２絶縁膜５８が形成されている。上記第１、第２絶縁膜５７、５８は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００８４】
そして、上記第２絶縁膜５８上には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。さらに、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、層間絶縁膜という）５３が形成されている。この層間絶縁膜５３は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【００８５】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎチャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【００８６】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１実施例の固体撮像装置１に用いた材料と同様なものを用いることができる。
【００８７】
また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、その絶縁性を損なわない範囲で、膜中にシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）の濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセスの中での注入イオンを阻止する能力を上げることが可能になる。
【００８８】
上記固体撮像装置６では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルが変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。このように、固体撮像装置６は、上記固体撮像装置１と同様なる作用効果を得ることができる。また、第２絶縁膜５８、負の固定電荷を有する絶縁膜６１、層間絶縁膜５３等の各膜厚を適宜設定することで、前記固体撮像装置４と同様なる作用効果を得ることができる。
【００８９】
上記各実施例において、負の固定電荷を有する絶縁膜６１の成膜方法は、ＡＬＤ法、ＭＯＣＶＤ法等の成膜方法を採用することができる。また、各絶縁膜を形成する酸化シリコン膜は、例えば熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等が採用することができる。また、負の固定電荷を有する絶縁膜６１を含む積層膜構造は、前記図１に示した、下層より負の固定電荷を有する絶縁膜６１、酸化シリコン膜の積層膜、前記図６に示した、下層より酸化シリコン膜、負の固定電荷を有する絶縁膜６１の積層膜、前記図８に示した、下層より酸化シリコン膜、負の固定電荷を有する絶縁膜６１、酸化シリコン膜の積層膜等を挙げた。そのうち、ｎ型チャネル領域２２（半導体基板１１）のポテンシャルに与える影響が最も大きい積層膜は、負の固定電荷を有する絶縁膜６１が半導体基板１１に近い前記図１に示した構成の積層膜であるが、半導体基板１１への影響が強すぎる場合は、前記図６や前記図８に示した積層膜の構造が採用される。
【００９０】
また、上記各構成の固体撮像装置１〜６では、半導体基板１１の不純物濃度、すなわちｎ型チャネル領域２２の不純物濃度、およびゲート絶縁膜５１の膜厚を変えることなく、ピニング電圧を制御することができる。また、負の固定電荷を有する絶縁膜６１の膜厚が厚いほど、負の固定電荷は大きくなるので、負の固定電荷を有する絶縁膜６１の膜厚を変化させることで、ピニング電圧を制御することもできる。
【００９１】
次に、上記第１〜第４実施例を適用することができる固体撮像装置の断面構造の一例を図１２の概略構成断面図によって説明する。図面では、代表して、前記固体撮像装置１の例を示した。
【００９２】
図１２に示すように、半導体基板１１（例えばＮ型シリコン基板）にｐ型ウエル領域３１が形成され、そのｐ型ウエル領域３１に、受光部１２が形成されている。この受光部１２の一方側には、読み出しゲート部１３、垂直電荷転送部５０、チャネルストップ領域１４が形成され、さらに隣接する受光部１２が形成されている。他方側にもチャネルストップ領域１４が形成されている。
【００９３】
上記受光部１２は、ｎ型不純物領域４１と、その上部に形成されたｐ型正孔蓄積領域４３とから構成されている。
【００９４】
また、上記垂直電荷転送部５０は、上記ｐ型ウエル領域３１よりも高濃度のｐ型ウエル領域２１とその上部に形成されたｎ型チャネル領域２２で構成されている。また、ｎ型チャネル領域２２上にはゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２が形成されている。この電極５２は、垂直転送電極とともに読み出しゲート電極も兼ねる。
【００９５】
また、上記電極５２を被覆するように、負の固定電荷を有する絶縁膜６１、層間絶縁膜５３が順に形成され、さらに遮光膜７１が形成されている。上記遮光膜７１は、例えばタングステン、アルミニウム等の金属膜で形成されている。この遮光膜７１には受光部１２上に開口部７２が形成されている。さらにパッシベーション膜７３、平坦化膜７４で被覆され、上記平坦化膜７４上にカラーフィルター層７５が形成されている。そして、入射光が効率よく受光部１２に集光されるように、上記カラーフィルター層７５上に集光レンズ７６が設けられている。
【００９６】
本発明の固体撮像装置１〜４の負の固定電荷を有する絶縁膜６１および負の固定電荷を有する絶縁膜６２を含む積層膜の構成は、上記図１２に示したように、固体撮像装置に適用することができる。
【００９７】
次に、上記各実施例の如く、負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成した場合の効果について、図１３よって説明する。
【００９８】
図１３に示すように、負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成することによって、フラットバンド電圧が正（＋）側に移行することがわかった。すなわち。しきい値電圧がエンハンスメント側に移行する。このことは、負の固定電荷を有する絶縁膜６１の膜中に負の固定電荷があることを示しているものである。
【００９９】
次に、本発明の撮像装置に係る一実施の形態（実施例）を、図１４のブロック図によって説明する。この撮像装置には、例えば、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話のカメラ等がある。
【０１００】
図１４に示すように、撮像装置３００は、撮像部３０１に固体撮像装置（図示せず）を備えている。この撮像部３０１の集光側には像を結像させる結像光学系３０２が備えられ、また、撮像部３０１には、それを駆動する駆動回路、固体撮像装置で光電変換された信号を画像に処理する信号処理回路等を有する信号処理部３０３が接続されている。また上記信号処理部によって処理された画像信号は画像記憶部（図示せず）によって記憶させることができる。このような撮像装置３００において、上記固体撮像素子には、前記実施の形態で説明した固体撮像装置１〜固体撮像装置６のいずれかを用いることができる。
【０１０１】
本発明の撮像装置３００では、本願発明の固体撮像装置１〜固体撮像装置６のいずれかを用いることから、暗電流を抑制することができる固体撮像装置を用いているため、撮像画像におけるノイズを低減できるので、高品位な画像を記録できるという利点がある。
【０１０２】
なお、本発明の撮像装置３００は、上記構成に限定されることはなく、固体撮像装置を用いる撮像装置であれば如何なる構成のものにも適用することができる。
【０１０３】
上記固体撮像装置１〜６等はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と、信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。また、本発明は、固体撮像装置のみではなく、撮像装置にも適用可能である。この場合、撮像装置として、高画質化の効果が得られる。ここで、撮像装置は、例えば、カメラや撮像機能を有する携帯機器のことを示す。また「撮像」は、通常のカメラ撮影時における像の撮りこみだけではなく、広義の意味として、指紋検出なども含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第１実施例）を示した概略構成断面図である。
【図２】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第１実施例）を示した製造工程断面図である。
【図３】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第１実施例）を示した製造工程断面図である。
【図４】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第２実施例）を示した概略構成断面図である。
【図５】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第２実施例）を示した製造工程断面図である。
【図６】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第３実施例）を示した概略構成断面図である。
【図７】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第３実施例）を示した製造工程断面図である。
【図８】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第４実施例）を示した概略構成断面図である。
【図９】本発明に係る固体撮像装置の製造方法の一実施の形態（第４実施例）を示した製造工程断面図である。
【図１０】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第５実施例）を示した概略構成断面図である。
【図１１】本発明に係る固体撮像装置の一実施の形態（第６実施例）を示した概略構成断面図である。
【図１２】第１〜第４実施例を適用することができる固体撮像装置の断面構造の一例を示した概略構成断面図である。
【図１３】負の固定電荷を有する絶縁膜を形成した場合の効果を示した図である。
【図１４】本発明に係る撮像装置の一実施の形態（実施例）を示したブロック図である。
【図１５】ＣＣＤの電荷転送を示したタイミングチャートである。
【図１６】４相駆動で電荷転送を行うＣＣＤの垂直電荷転送部を示した模式的断面図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…固体撮像装置、５０…電荷転送部、６１…負の固定電荷を有する絶縁膜
【図１】
2008300377.tif 000003
【図２】
2008300377.tif 000004
【図３】
2008300377.tif 000005
【図４】
2008300377.tif 000006
【図５】
2008300377.tif 000007
【図６】
2008300377.tif 000008
【図７】
2008300377.tif 000009
【図８】
2008300377.tif 000010
【図９】
2008300377.tif 000011
【図１０】
2008300377.tif 000012
【図１１】
2008300377.tif 000013
【図１２】
2008300377.tif 000014
【図１３】
2008300377.tif 000015
【図１４】
2008300377.tif 000016
【図１５】
2008300377.tif 000017
【図１６】
2008300377.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月25日(2008.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記負の固定電荷を有する絶縁膜と、前記負の固定電荷を有する絶縁膜とは別の少なくとも一の絶縁膜とによって積層膜が形成され、
前記積層膜は、前記受光部上に延長形成されていて、前記受光部上で反射防止膜となる
請求項１記載の固体撮像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図４に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４）が順に形成されている。したがって、この固体撮像装置２は４相駆動となっている。上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。この負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記各転送電極５２間のゲート絶縁膜５１を被覆するとともに、各転送電極５２間を埋め込むように形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
次に、上記ゲート絶縁膜５１上に、例えば、リン（Ｐ）ドープト非晶質シリコン膜で、転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４、）を形成する。したがって、この固体撮像装置３は４相駆動となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
図８に示すように、半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１を介して転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４）が順に形成されている。したがって、この固体撮像装置４は４相駆動となっている。上記各転送電極５２上とともに上記転送電極５２間には、別の絶縁膜（以下、第１層間絶縁膜という）５５が形成されている。この第１層間絶縁膜５５上には負の固定電荷を有する絶縁膜６１が形成されている。この第１層間絶縁膜５５は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１上には別の絶縁膜（以下、第２層間絶縁膜という）５６が形成されている。この第２層間絶縁膜５６は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
上記固体撮像装置４では、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎチャネル領域２２のポテンシャルが変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１，第２層間絶縁膜５５，５６とともに、固体撮像装置４の受光部（図示せず）上にも形成されている構成では、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記第１，第２層間絶縁膜５５，５６とを合わせた膜厚が受光部上で反射防止膜となる膜厚になるように、上記第１，第２層間絶縁膜５５，５６の厚さを設定することができる。さらに、第１層間絶縁膜５５の膜厚を調整することで、負の固定電荷を有する絶縁膜６１によるピニング効果を調整することができる。具体的には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１のピニング効果が大きいときには、第１層間絶縁膜５５の膜厚を厚くすることで負の固定電荷を有する絶縁膜６１を基板から離れた位置に形成する。これにより、適切なピニング効果を得ることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
次に、上記ゲート絶縁膜５１上に、例えば、リン（Ｐ）ドープト非晶質シリコン膜で、転送電極５２（５２φ１、５２φ２、５２φ３、５２φ４、）を形成する。したがって、この固体撮像装置４は４相駆動となる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
上記固体撮像装置の製造方法（第４実施例）では、電荷転送部５０の転送電極５２上に負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成することから、負の固定電荷を有する絶縁膜６１中の負の固定電荷により、ｎ型チャネル領域２２のポテンシャルを変化させることで、パルス電圧ＶＬが印加されている領域はより強くピニングされるので、暗電流が低減される。よって、暗電流による誤動作が防止できるという利点がある。またパルス電圧ＶＬの設定値を上げても、ピニング状態を維持できるようになり、電荷転送部５０のしきい値電圧をエンハンスメント側に移行させることから、低いゲート電圧で電荷転送が可能になるので、消費電力が低減されるようになる。よって、低消費電力化が可能になるという利点がある。また、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記第１、第２層間絶縁膜５５、５６とともに、固体撮像装置４の受光部（図示せず）上にも形成されることから、上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１と上記第１、第２層間絶縁膜５５、５６とを合わせた膜厚が受光部上で反射防止膜となる膜厚になるように、上記第１、第２層間絶縁膜５５，５６の膜厚を設定することができる。さらに、第１層間絶縁膜５５の膜厚を調整することで、負の固定電荷を有する絶縁膜６１によるピニング効果を調整することができる。具体的には、負の固定電荷を有する絶縁膜６１のピニング効果が大きいときには、第１層間絶縁膜５５の膜厚を厚くすることで負の固定電荷を有する絶縁膜６１を基板から離れた位置に形成する。これにより、適切なピニング効果を得ることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
図１０に示すように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１が形成されている。さらにゲート絶縁膜５１上には、１層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）が形成されている。また、上記転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）を被覆するように、第１絶縁膜５７が形成され、転送電極５２φ１、５２φ３間に、かつ上記転送電極５２φ１、５２φ３の一部に上記第１絶縁膜５７を介してオーバラップする状態に、２層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ２、５２φ４）が形成されている。したがって、この固体撮像装置５は４相駆動となっている。上記第１絶縁膜５７は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎ型チャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
図１１に示すように半導体基板１１にｐ型ウエル領域２１が形成され、そのｐ型ウエル領域２１中に電荷転送部５０のｎ型チャネル領域２２が形成されている。このｎ型チャネル領域２２上には、ゲート絶縁膜５１が形成されている。さらにゲート絶縁膜５１上には、１層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）が形成されている。また、上記転送電極５２（５２φ１、５２φ３、）を被覆するように、第１絶縁膜５７が形成され、転送電極５２φ１、５２φ３間に、かつ上記転送電極５２φ１、５２φ３の一部に上記第１絶縁膜５７を介してオーバラップする状態に、２層目の電極形成膜で形成された転送電極５２（５２φ２、５２φ４）が形成されている。したがって、この固体撮像装置６は４相駆動となっている。さらに、上記転送電極５２φ２、５２φ４を被覆する状態に第２絶縁膜５８が形成されている。上記第１、第２絶縁膜５７、５８は、例えば酸化シリコン膜で形成されている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
上記負の固定電荷を有する絶縁膜６１は、上記ｎ型チャネル領域２２にホール蓄積層が形成されるような負の固定電荷を有する膜厚であればよく、例えば３ｎｍ〜２０ｎｍ程度の膜厚に形成されている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
本発明の固体撮像装置１〜４の負の固定電荷を有する絶縁膜６１および負の固定電荷を有する絶縁膜６１を含む積層膜の構成は、上記図１２に示したように、固体撮像装置に適用することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
次に、上記各実施例の如く、負の固定電荷を有する絶縁膜６１を形成した場合の効果について、図１３によって説明する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008300377.tif 000019
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008300377.tif 000020
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008300377.tif 000021
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2008300377.tif 000022
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008300377.tif 000023
【手続補正１９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2008300377.tif 000024
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2008300377.tif 000025
【手続補正２１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2008300377.tif 000026
【手続補正２２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2008300377.tif 000027
【手続補正２３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2008300377.tif 000028
【手続補正２４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2008300377.tif 000029