(57)【要約】【課題】電荷転送電極間のリークを防ぐことが可能な固体撮像素子の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１０上にシリコン系の導電性材料膜２ａを形成し、この上に絶縁膜３を形成する。次に、絶縁膜３上にレジストのマスクパターン４を形成し、このマスクパターン４を介してＣＨＦ３とＣＦ４とＡｒの混合ガスを用いたエッチングを行って電荷転送電極２を形成する。半導体基板１０の全面に絶縁膜５を形成し、絶縁膜３をストッパとするエッチバックを行って、電荷転送電極２の露出面にのみ絶縁膜５を残す。半導体基板１０全面にシリコン系の導電性材料膜６ａを形成し、絶縁膜３をストッパとしたＣＭＰやエッチバックによって、導電性材料膜６ａの絶縁膜３よりも上の部分を除去して平坦化した後、導電性材料膜６ａ及び絶縁膜３上にレジストのマスクパターン７を形成する。マスクパターン７を介したエッチングを行って、電荷転送電極６を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された電荷転送電極を有する固体撮像素子の製造方法であって、
前記電荷転送電極は、絶縁膜を介して隣接する第１導電性材料からなる第１の電極と第２導電性材料からなる第２の電極とから構成され、
前記半導体基板上に、上面と側面との角部が除去された前記第１の電極を形成する第１の工程と、
前記第１の電極形成後、前記第１の電極の露出面を覆う電極間絶縁膜を形成する第２の工程と、
前記電極間絶縁膜形成後、前記半導体基板上に前記第２の導電性材料を成膜し、これをパターニングして前記第２の電極を形成する第３の工程とを備える固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の工程では、前記半導体基板上に前記第１の導電性材料を成膜し、成膜した前記第１の導電性材料を、マスクパターンを介して、ＣＨＦ３とＣＦ４とＡｒの混合ガスを用いたエッチングを行うことで前記第１の電極を形成する固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第１の導電性材料がシリコン系導電性材料である固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
半導体基板上に形成された電荷転送電極を有する固体撮像素子であって、
前記電荷転送電極は、絶縁膜を介して隣接する第１導電性材料からなる第１の電極と第２導電性材料からなる第２の電極とから構成され、
前記第１の電極の側面と上面との角部が除去されている固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上に形成された電荷転送電極を有する固体撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電荷転送型の固体撮像素子は、半導体基板内に形成された電荷転送チャネルと、この電荷転送チャネルの上方に配列された多数の電荷転送電極とからなる電荷転送素子を有しており、光電変換素子で発生した電荷を、この電荷転送素子によって出力アンプまで転送し、出力アンプから電荷に応じた信号を出力する構成となっている。
【０００３】
図３及び図４は、このような電荷転送素子の電荷転送電極の従来の形成方法を説明するための工程図である。
まず、シリコン等の半導体基板１０上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び酸化シリコン膜をこの順に積層したＯＮＯ構造のゲート絶縁膜１１を形成し、この上にポリシリコン等からなる導電性材料膜１２ａをスパッタ法やＣＶＤ法によって形成し、この上に酸化シリコンや窒化シリコン等からなる絶縁膜１３を形成する。
【０００４】
そして、絶縁膜１３上にレジストのマスクパターン１４を形成し、このマスクパターン１４を介したエッチングを行って、導電性材料膜１２ａ及び絶縁膜１３のうちマスクパターン１４で覆われていない部分を除去する（図３（ａ））。この工程により、上面に絶縁膜１３が積層された電荷転送電極１２が形成される。
【０００５】
次に、マスクパターン１４を灰化処理した後、半導体基板１０の全面にＣＶＤ法等によって酸化シリコン膜（ＨＴＯ膜）１５を形成し（図３（ｂ））、絶縁膜１３をストッパとするエッチバックを行って、電荷転送電極１２の側面にのみＨＴＯ膜１５を残してサイドウォールを形成する（図３（ｃ））。
【０００６】
次に、半導体基板１０全面にスパッタ法やＣＶＤ法等によってポリシリコン等からなる導電性材料膜１６ａを形成し、絶縁膜１３をストッパとしたＣＭＰやエッチバックによって、導電性材料膜１６ａの絶縁膜１３よりも上の部分を除去して平坦化した後、導電性材料膜１６ａ及び絶縁膜１３上にレジストのマスクパターン１７を形成する（図４ｄ））。
【０００７】
次に、マスクパターン１７を介したエッチングを行って、導電性材料膜１６ａのうちマスクパターン１７で覆われていない部分を除去する（図４（ｅ））。この工程により、電荷転送電極１２と絶縁膜１５を介して隣接する電荷転送電極１６が形成される。次に、半導体基板１０全面にＨＴＯ膜を形成し、エッチバックを行って層間絶縁膜１８を形成する。
【０００８】
このように、電荷転送素子を構成する多数の電荷転送電極は、その電極間ギャップを小さくするために、電荷転送電極１２を形成する工程と、電荷転送電極１６を形成する工程との２回に分けて、多数の電荷転送電極を形成する方法が従来採用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１００３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述した方法では、電荷転送電極１２の側面と上面との接合部が角部となってしまうため、この角部に電界が集中して絶縁破壊が発生し、電荷転送電極１２と電荷転送電極１６との間でリークが発生してしまい、ＤＣ歩留まりの低下を招く。微細化に伴い、このリーク発生の問題は無視できなくなっている。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電荷転送電極間のリークを防ぐことが可能な固体撮像素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板上に形成された電荷転送電極を有する固体撮像素子の製造方法であって、前記電荷転送電極は、絶縁膜を介して隣接する第１導電性材料からなる第１の電極と第２導電性材料からなる第２の電極とから構成され、前記半導体基板上に、上面と側面との角部が除去された前記第１の電極を形成する第１の工程と、前記第１の電極形成後、前記第１の電極の露出面を覆う電極間絶縁膜を形成する第２の工程と、前記電極間絶縁膜形成後、前記半導体基板上に前記第２の導電性材料を成膜し、これをパターニングして前記第２の電極を形成する第３の工程とを備える。
【００１３】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１の工程では、前記半導体基板上に前記第１の導電性材料を成膜し、成膜した前記第１の導電性材料を、マスクパターンを介して、ＣＨＦ３とＣＦ４とＡｒの混合ガスを用いたエッチングを行うことで前記第１の電極を形成する。
【００１４】
本発明の固体撮像素子の製造方法は、前記第１の導電性材料がシリコン系導電性材料である。
【００１５】
本発明の固体撮像素子は、半導体基板上に形成された電荷転送電極を有する固体撮像素子であって、前記電荷転送電極は、絶縁膜を介して隣接する第１導電性材料からなる第１の電極と第２導電性材料からなる第２の電極とから構成され、前記第１の電極の側面と上面との角部が除去されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電荷転送電極間のリークを防ぐことが可能な固体撮像素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１及び図２は、本発明の実施形態である固体撮像素子に含まれる電荷転送素子の電荷転送電極の形成方法を説明するための工程図である。
まず、シリコン等の半導体基板１０上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び酸化シリコン膜をこの順に積層したＯＮＯ構造又は酸化シリコン膜のみのゲート絶縁膜１を形成し、この上にポリシリコン等からなるシリコン系の導電性材料膜２ａをスパッタ法やＣＶＤ法によって形成し、この上に酸化シリコンや窒化シリコン等からなる絶縁膜３を形成する（図１（ａ））。
【００１９】
次に、絶縁膜３上にレジストのマスクパターン４を形成し、このマスクパターン４を介したエッチング（例えば、高密度プラズマエッチング）を行う。このとき、エッチングに用いるガスとして、ＣＨＦ３とＣＦ４とＡｒの混合ガスを用いることで、図１（ｂ）に示すように、最終的に形成される電荷転送電極２は、その上面と側面との角部が除去された形状となり且つマスクパターン４と重なる部分よりも外側に広がった形状となる。
【００２０】
次に、マスクパターン４を灰化処理した後、半導体基板１０の全面にＣＶＤ法等によって酸化シリコン等の絶縁膜５を形成し、絶縁膜３をストッパとするエッチバックを行って、電荷転送電極２の露出面にのみ絶縁膜５を残してサイドウォールを形成する（図１（ｄ））。
【００２１】
次に、半導体基板１０全面にスパッタ法やＣＶＤ法等によってポリシリコン等からなるシリコン系の導電性材料膜６ａを形成し、絶縁膜３をストッパとしたＣＭＰやエッチバックによって、導電性材料膜６ａの絶縁膜３よりも上の部分を除去して平坦化した後、導電性材料膜６ａ及び絶縁膜３上にレジストのマスクパターン７を形成する（図２（ｅ））。
【００２２】
次に、マスクパターン７を介したエッチング（例えば、高密度プラズマエッチング）を行って、導電性材料膜６ａのうちマスクパターン７で覆われていない部分を除去する（図２（ｆ））。この工程により、電荷転送電極２と絶縁膜５を介して隣接する電荷転送電極６が形成される。次に、半導体基板１０全面にＨＴＯ膜を形成し、エッチバックを行って層間絶縁膜８を形成する。
【００２３】
以上のような製造方法によれば、電荷転送電極２の上面と側面との接合部が角部でなくなるため、この接合部における電界集中を抑制することができ、電極間耐圧の劣化を防ぎ、安定したＤＣ歩留まりを確保することができる。
【００２４】
又、マスクパターン４と重なる領域よりも外側に電荷転送電極２が広がって形成されるため、その分、マスクパターン４の位置ずれを吸収できるようになり、レジスト位置ずれマージンを大きくとらなくてすみ、製造コストを削減することができる。
【００２５】
又、図３，４に示した電荷転送電極１２と、図１，２に示した電荷転送電極２との底面積を同一とする場合、電荷転送電極２の断面積は電荷転送電極１２の断面積より若干大きくなり配線抵抗を下げることが可能となる。
【００２６】
尚、本実施形態では、導電性材料膜６ａを平坦化してからパターニングしているが、これを平坦化せずに絶縁膜３上にも導電性材料膜６ａが残るようにパターニングして２層構造の電荷転送電極とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態である固体撮像素子に含まれる電荷転送素子の電荷転送電極の形成方法を説明するための工程図
【図２】本発明の実施形態である固体撮像素子に含まれる電荷転送素子の電荷転送電極の形成方法を説明するための工程図
【図３】電荷転送素子の電荷転送電極の従来の形成方法を説明するための工程図
【図４】電荷転送素子の電荷転送電極の従来の形成方法を説明するための工程図
【符号の説明】
【００２８】
１  ゲート絶縁膜
２ａ  シリコン系導電性材料膜
２  １層目の電荷転送電極
３，５，８  絶縁膜
４，７  マスクパターン
６ａ  導電性材料膜
６  ２層目の電荷転送電極
【図１】
2008171855.tif 000003
【図２】
2008171855.tif 000004
【図３】
2008171855.tif 000005
【図４】
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