(57)【要約】【課題】転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出さず、感度低下を回避できる固体撮像装置及びその製造方法並びにカメラを提供する。【解決手段】受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置であって、受光面となる領域において半導体基板１０に画素ごとに区分して受光部ＰＤが形成され、受光面となる領域において半導体基板１０に受光部ＰＤに隣接する領域に電荷転送部ＣＴが形成され、電荷転送部ＣＴ上に複数の相に分離して形成された転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が形成されており、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の間に分離層１７が形成されており、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の受光部側の壁面と分離層１７の受光部側の壁面が略同一の面として形成されている構成とする。【選択図】図２
2008277390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置であって、
前記受光面となる領域において半導体基板に前記画素ごとに区分して形成された受光部と、
前記受光面となる領域において前記半導体基板に前記受光部に隣接する領域に形成された電荷転送部と、
前記電荷転送部上に形成され、複数の相に分離して形成された転送電極と、
前記転送電極の間に形成された分離層と
を有し、
前記転送電極の前記受光部側の壁面と前記分離層の前記受光部側の壁面が略同一の面として形成されていることを特徴とする
固体撮像装置。
【請求項２】
前記転送電極及び前記分離層を被覆して、遮光膜が形成されている
請求項１に記載されている固体撮像装置。
【請求項３】
受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板の前記受光面となる領域において前記画素ごとに区分して受光部を形成し、前記受光部に隣接して電荷転送部を形成する工程と、
前記半導体基板に導電層を形成する工程と、
前記導電層の上層に第１絶縁膜を形成する工程と、
前記受光部の領域において、少なくとも前記第１絶縁膜を除去して凹部を形成する工程と、
前記凹部に埋め込んで、前記第１絶縁膜に対してエッチング選択比を有する第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の上層に少なくとも分離層の形成領域を開口するパターンの保護マスクを形成する工程と、
前記保護マスク及び前記第２絶縁膜をマスクとして、前記第１絶縁膜及び前記導電層を除去し、前記分離層の形成領域に開口部を形成する工程と、
前記開口部に埋め込んで、前記第２絶縁膜に対してエッチング選択比を有する分離層を形成する工程と、
少なくとも前記第１絶縁膜及び前記分離層をマスクとして前記第２絶縁膜及び前記導電層を除去することで、前記導電層からなり、前記分離層で分離された転送電極を形成する工程と
を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記保護マスクを形成する工程において、前記分離層の形成領域から前記第２絶縁膜の縁部にかかる領域を開口する保護マスクを形成する
請求項３に記載されている固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１絶縁膜と前記分離層を同一の材料により形成する
請求項３に記載されている固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１絶縁膜と前記分離層を窒化シリコンにより形成し、
前記第２絶縁膜を酸化シリコンにより形成する
請求項５に記載されている固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１絶縁膜と前記分離層を酸化シリコンにより形成し、
前記第２絶縁膜を窒化シリコンにより形成する
請求項５に記載されている固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と
を有し、
前記固体撮像装置は、
前記受光面となる領域において半導体基板に前記画素ごとに区分して形成された受光部と、
前記受光面となる領域において前記半導体基板に前記受光部に隣接して形成された電荷転送部と、
前記電荷転送部上に形成され、複数の相に分離して形成された転送電極と、
前記転送電極の間に形成された分離層と
を有し、
前記転送電極の前記受光部側の壁面と前記分離層の前記受光部側の壁面が略同一の面として形成されている
ことを特徴とするカメラ。
【請求項９】
前記固体撮像装置において、前記転送電極及び前記分離層を被覆して、遮光膜が形成されている
請求項８に記載されているカメラ。
【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並びにカメラに関し、特に、受光面にフォトダイオードと電荷結合転送路が形成されてなる固体撮像装置及びその製造方法並びに当該固体撮像装置を備えたカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＣＣＤ素子あるいはＣＭＯＳセンサなどを用いた固体撮像装置では、半導体基板の表面に形成されたフォトダイオード（光電変換部）に光を入射させ、そのフォトダイオードで発生した信号電荷によって映像信号を得る構成となっている。
【０００３】
ＣＣＤ素子では、例えば、受光面において二次元マトリクス状に並べられた画素ごとにフォトダイオードが設けられ、受光時に各フォトダイオードに発生し、蓄積される信号電荷を垂直及び水平方向に転送するＣＣＤ転送路により転送して読み取る構成となっている。
【０００４】
例えば特許文献１及び２にはＣＣＤ固体撮像装置の例が開示されている。
特許文献１の図２などに開示されているように、ＣＣＤ固体撮像装置において、例えば、基板に形成されたフォトダイオードからなる受光部に隣接する電荷転送路の上層に、２相の転送電極が形成されており、この転送電極は、例えば水平方向の画素間で接続されている。
【０００５】
例えば、上記の２相の転送電極の間には分離パターンが形成されており、転送電極間を分離している。ここで、上記の従来方法に係るＣＣＤ固体撮像装置においては、固体撮像装置の製造方法に起因して、分離パターンの端部が受光部側にはみ出して形成されてしまい、このために受光部の面積が狭められて、感度低下を引き起こしている。
【０００６】
上記の分離パターンを有する固体撮像装置の製造方法を説明する。
まず、例えば、フォトダイオードとなるように導電性不純物がパターンに沿って導入された基板に、酸化シリコンなどの絶縁膜を介して転送電極となる導電層を形成し、その上層に酸化シリコン膜を形成する。
次に、例えば、分離パターンとなる領域を開口するように、酸化シリコン膜と導電層にギャップを開口し、ギャップ内に窒化シリコンで埋め込んで分離パターンを形成する。
次に、例えば、フォトリソグラフィ工程により転送電極のパターンのレジスト膜をパターン形成し、これをマスクとして導電層をエッチング加工し、転送電極とする。
以降は、例えば、上層配線や遮光膜などを形成することで、ＣＣＤ固体撮像装置を製造することができる。
【０００７】
ここで、上記の導電層のエッチング加工工程において、導電層が分離パターンで分離されるようにレジスト膜の合わせマージンを確保する必要があるため、分離パターンの幅を導電層の加工幅よりも幅広に形成しておく必要がある。
このため、上記のように分離パターンの端部が受光部側にはみ出して形成され、受光部の面積の縮小の原因となっている。
さらに、遮光膜を形成すると、上記の分離パターンの端部の受光部側へのはみ出しによる受光部の面積はさらに縮小されてしまうことになる。
【特許文献１】特開２００５−３１１００８号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、ＣＣＤ固体撮像装置において、転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出してしまい、感度低下を回避することが困難であるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の固体撮像装置は、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置であって、前記受光面となる領域において半導体基板に前記画素ごとに区分して形成された受光部と、前記受光面となる領域において前記半導体基板に前記受光部に隣接する領域に形成された電荷転送部と、前記電荷転送部上に形成され、複数の相に分離して形成された転送電極と、前記転送電極の間に形成された分離層とを有し、前記転送電極の前記受光部側の壁面と前記分離層の前記受光部側の壁面が略同一の面として形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記の本発明の固体撮像装置は、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置であって、受光面となる領域において半導体基板に画素ごとに区分して受光部が形成され、受光面となる領域において半導体基板に受光部に隣接する領域に電荷転送部が形成され、電荷転送部上に複数の相に分離して形成された転送電極が形成されている。
ここで、転送電極の間に分離層が形成されており、転送電極の受光部側の壁面と分離層の受光部側の壁面が略同一の面として形成されている。
【００１１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、半導体基板の前記受光面となる領域において前記画素ごとに区分して受光部を形成し、前記受光部に隣接して電荷転送部を形成する工程と、前記半導体基板に導電層を形成する工程と、前記導電層の上層に第１絶縁膜を形成する工程と、前記受光部の領域において、少なくとも前記第１絶縁膜を除去して凹部を形成する工程と、前記凹部に埋め込んで、前記第１絶縁膜に対してエッチング選択比を有する第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の上層に少なくとも分離層の形成領域を開口するパターンの保護マスクを形成する工程と、前記保護マスク及び前記第２絶縁膜をマスクとして、前記第１絶縁膜及び前記導電層を除去し、前記分離層の形成領域に開口部を形成する工程と、前記開口部に埋め込んで、前記第２絶縁膜に対してエッチング選択比を有する分離層を形成する工程と、少なくとも前記第１絶縁膜及び前記分離層をマスクとして前記第２絶縁膜及び前記導電層を除去することで、前記導電層からなり、前記分離層で分離された転送電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
上記の本発明の固体撮像装置の製造方法は、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置の製造方法であって、まず、半導体基板の受光面となる領域において画素ごとに区分して受光部を形成し、また、受光部に隣接して電荷転送部を形成する。
次に、半導体基板に導電層を形成し、導電層の上層に第１絶縁膜を形成する。
次に、受光部の領域において、少なくとも第１絶縁膜を除去して凹部を形成し、凹部に埋め込んで、第１絶縁膜に対してエッチング選択比を有する第２絶縁膜を形成する。
次に、第１絶縁膜及び第２絶縁膜の上層に、少なくとも分離層の形成領域を開口するパターンの保護マスクを形成し、保護マスク及び第２絶縁膜をマスクとして、第１絶縁膜及び導電層を除去し、分離層の形成領域に開口部を形成する。
次に、開口部に埋め込んで、第２絶縁膜に対してエッチング選択比を有する分離層を形成する。
次に、少なくとも第１絶縁膜及び分離層をマスクとして第２絶縁膜及び導電層を除去することで、導電層からなり、分離層で分離された転送電極を形成する。
【００１３】
本発明のカメラは、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有し、前記固体撮像装置は、前記受光面となる領域において半導体基板に前記画素ごとに区分して形成された受光部と、前記受光面となる領域において前記半導体基板に前記受光部に隣接して形成された電荷転送部と、前記電荷転送部上に形成され、複数の相に分離して形成された転送電極と、前記転送電極の間に形成された分離層とを有し、前記転送電極の前記受光部側の壁面と前記分離層の前記受光部側の壁面が略同一の面として形成されていることを特徴とする。
【００１４】
上記の本発明のカメラは、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を有しており、固体撮像装置は、上記のような構成である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の固体撮像装置では、ＣＣＤ固体撮像装置において、転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出していないことから、感度低下を回避することができる。
【００１６】
本発明の固体撮像装置の製造方法では、ＣＣＤ固体撮像装置において、転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出さないように形成できるので、感度低下を回避する固体撮像装置を製造することができる。
【００１７】
本発明のカメラは、これに搭載される固体撮像装置において、転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出していないことから感度低下を回避することができ、カメラの感度低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法、並びに当該固体撮像装置を備えたカメラの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１９】
第１実施形態
図１は、複数の画素が集積されてなる、本実施形態に係る固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の概略構成図である。
【００２０】
例えば、本実施形態に係る固体撮像装置１は、受光面である撮像部２と、ＣＣＤ水平転送部３と、出力部４とを有する。
【００２１】
例えば、撮像部２には、二次元マトリクス状に配置された複数の受光部５と、受光部５の垂直列ごとに配置された複数本のＣＣＤ垂直転送部７とを有する。受光部５とＣＣＤ垂直転送部７との間には、読み出しゲート部６が設けられている。
【００２２】
例えば、受光部５はフォトダイオードからなり、被写体から入射する像光（入射光）をその光量に応じた電荷量の信号電荷に光電変換して蓄積する。信号電荷は、読み出しゲート部６を介してＣＣＤ垂直転送部７に転送される。
【００２３】
例えば、ＣＣＤ垂直転送部７は３相のクロック信号（φＶ１，φＶ２，φＶ３）によって駆動され、受光部５から読み出された信号電荷を垂直方向（図中、下方）にＣＣＤ水平転送部３まで転送する。なお、クロック信号としては、３相に限定されるものではない。また、信号電荷の受光部５からＣＣＤ垂直転送部７への読み出しゲート部６を介した転送動作も、上記のクロック信号によって制御される。
【００２４】
例えば、ＣＣＤ水平転送部３は２相のクロック信号（φＨ１，φＨ２）によって駆動され、ＣＣＤ垂直転送部７から垂直転送された信号電荷を、水平方向（図中、左方向）に転送する。
【００２５】
例えば、ＣＣＤ垂直転送部７およびＣＣＤ水平転送部３上には、絶縁膜を介在させた状態で、転送方向に並べて形成された複数の転送電極が形成されている。
転送電極に電圧を印加すると、ＣＣＤ垂直転送部７及びＣＣＤ水平転送部３に電位井戸が形成され、この電位井戸を形成するためのクロック信号が、転送方向に並べられた各転送電極に対して位相をずらして印加されることで、電位井戸のポテンシャルが順次変化し、電位井戸内の電荷が転送方向に転送される。
【００２６】
例えば、出力部４は、フローティングディフュージョンにて構成された電荷−電圧変換部４ａを有し、水平転送部３により水平転送された信号電荷を電気信号に変換して、アナログ画像信号として出力する。
【００２７】
図２（ａ）は、本実施形態に係る固体撮像装置の一部のレイアウト図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
例えば、受光面となる領域において半導体基板１０に、画素ごとに区分して受光部となる領域ＲＰＤに、ｐｎ接合などを有するフォトダイオードＰＤが形成されている。
さらに、例えば、受光面となる領域において半導体基板１０に、受光部となるフォトダイオードの形成領域ＲＰＤに隣接する電荷転送部の領域ＲＣＴに、電荷転送部ＣＴが形成されている。
【００２８】
また、例えば、電荷転送部の領域ＲＣＴ上に、酸化シリコン／窒化シリコン積層膜などから形成された下層絶縁膜１１を介して、複数の相（本実施形態においては３相）に分離された転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が形成されている。転送電極（１２ａ，１２ｃ）は、水平方向の画素間で接続されている。
さらに、例えば、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の上層に、窒化シリコンからなる第１絶縁膜１３が形成され、３相の転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の間には、窒化シリコンの分離パターンとなる分離層（第３絶縁膜）１７が形成されて、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）間を分離している。
【００２９】
また、例えば、第１絶縁膜１３と分離層１７の上層に酸化シリコンからなる第４絶縁膜１８が形成されている。
第４絶縁膜１８と第１絶縁膜１３を貫通して転送電極１２ｂに達するコンタクトホールＣＨが開口され、例えばポリシリコンからなる上層配線１９が形成され、さらにその上層に酸化シリコンからなる第５絶縁膜２０が形成されている。
【００３０】
また、例えば、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の側面及び第５絶縁膜２０の上面などを被覆して全面に、窒化シリコンからなる第６絶縁膜２２を介してタングステンなどからなる遮光膜２３が形成されており、第６絶縁膜２２と遮光膜２３は、受光部となる領域ＲＰＤにおいて除去されている。
【００３１】
上記の本実施形態に係るＣＣＤ固体撮像装置において、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の受光部側の壁面と、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の間の分離層１７受光部側の壁面が、略同一の面として形成されている。
例えば、これらの面は、製造方法においては自己整合的に形成された面である。
このように、本実施形態のＣＣＤ固体撮像装置では、転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出していないことから、受光部の面積の縮小が妨げられ、感度低下を回避することができる。
【００３２】
さらに、本実施形態のように、転送電極及び分離層を被覆して遮光膜が形成されている場合、分離パターンが受光部側へのはみ出しているとさらなる受光部の面積縮小を招いてしまうが、本実施形態のＣＣＤ固体撮像装置では、転送電極を分離する分離パターンが受光部側にはみ出していないことから、遮光膜が形成されていても受光部へのはみ出しがなく、受光部の面積の縮小が妨げられ、感度低下を回避することができる。
【００３３】
次に、受光面に複数の画素が集積されてなる本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について図面を参照して説明する。
まず、図３（ａ）の平面図及び、図３（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図３（ｂ）と図３（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図３（ｃ）に示すように、例えば、半導体基板１０の受光面となる領域において、画素ごとに区分して受光部となる領域ＲＰＤに、ｐｎ接合などを有するフォトダイオードＰＤを形成し、さらに、受光面となる領域において半導体基板１０に、受光部となるフォトダイオードの形成領域ＲＰＤに隣接する電荷転送部の領域ＲＣＴに、電荷転送部ＣＴを形成する。
上記のフォトダイオードＰＤと電荷転送部ＣＴの形成は、例えば、それぞれのパターンに沿って、導電性不純物をイオン注入することにより行う。
【００３４】
次に、例えば化学気相成長（ＣＶＤ）法により全面にポリシリコンを２００ｎｍの膜厚で堆積させ、半導体基板１０に導電層１２を形成する。
次に、例えばＣＶＤ法により全面に窒化シリコンを１００ｎｍの膜厚で堆積させ、導電層１２の上層に第１絶縁膜１３を形成する。
次に、例えばフォトリソグラフィ工程により、受光部となるフォトダイオードの形成領域ＲＰＤを開口するパターンのレジスト膜１４を形成する。
【００３５】
次に、図４（ａ）の平面図及び、図４（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図４（ｂ）と図４（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図４（ｃ）に示すように、例えば、レジスト膜１４をマスクとしてＲＩＥ（異方性イオンエッチング）などのエッチング処理を行い、受光部となるフォトダイオードの形成領域ＲＰＤにおいて、少なくとも第１絶縁膜１３を除去して凹部Ｃを形成する。
本実施形態においては、受光部となるフォトダイオードの形成領域ＲＰＤにおいて第１絶縁膜１３を除去した後にさらにオーバーエッチングを行い、導電層１２の表層部まで除去して凹部Ｃを形成している。
【００３６】
次に、図５（ａ）の平面図及び、図５（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図５（ｂ）と図５（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図５（ｃ）に示すように、例えば、ＣＶＤ法により凹部Ｃを埋め込んで酸化シリコンを堆積させ、異方性エッチバックなどによって凹部Ｃの外部に堆積した部分の酸化シリコンを除去、平坦化することで、凹部Ｃに埋め込んで第２絶縁膜１５を形成する。
ここで、第２絶縁膜１５は、第１絶縁膜に対してエッチング選択比を有するものとする。
【００３７】
例えば、上記の異方性エッチバックは、２周波平行平板エッチング装置を用いて、以下の条件で行うことができる。
エッチングガス：Ｃ４Ｆ６／Ｏ２／Ａｒ＝６／５／９００ｓｃｃｍ
ソースパワー／バイアスパワー（Ｓｐ／Ｂｐ）＝５００／５００Ｗ
圧力（Ｐ）＝４０ｍＴｏｒｒ
基板温度（Ｔｃ）＝２０℃
上記の条件では、酸化シリコン／窒化シリコンの選択比は６程度得られ、窒化シリコンでエッチングを停止できる。
【００３８】
次に、図６（ａ）の平面図及び、図６（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図６（ｂ）と図６（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図６（ｃ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ工程により、第１絶縁膜１３及び第２絶縁膜１５の上層に、少なくとも分離層の形成領域を開口するパターンのレジスト膜（保護マスク）１６を形成する。
ここで、レジスト膜（保護マスク）１６としては、分離層の形成領域から第２絶縁膜１５の縁部にかかる領域を開口するパターンで、形成する。
【００３９】
次に、図７（ａ）の平面図及び、図７（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図７（ｂ）と図７（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図７（ｃ）に示すように、例えば、レジスト膜（保護マスク）１６及び第２絶縁膜１５をマスクとして、第１絶縁膜１３及び導電層１２を除去し、分離層の形成領域に開口部（ギャップ）Ｇを形成する。
【００４０】
例えば、上記の開口部（ギャップ）Ｇのエッチングは、２周波平行平板エッチング装置を用いて、以下のようにして行うことができる。
例えば、窒化シリコンのエッチングは以下の条件で行うことができる。
エッチングガス：ＣＨ２Ｆ２／Ａｒ／Ｏ２＝４５／１５０／４５ｓｃｃｍ
ソースパワー／バイアスパワー（Ｓｐ／Ｂｐ）＝２００／３００Ｗ
圧力（Ｐ）＝１５０ｍＴｏｒｒ
基板温度（Ｔｃ）＝６０℃
【００４１】
例えば、ポリシリコンのメインエッチングは以下の条件で行うことができる。
エッチングガス：ＨＢｒ／Ｃｌ２＝１２０／６０ｓｃｃｍ
ソースパワー／バイアスパワー（Ｓｐ／Ｂｐ）＝４７５／１５０Ｗ
圧力（Ｐ）＝１０ｍＴｏｒｒ
基板温度（Ｔｃ）＝２０℃
【００４２】
例えば、ポリシリコンのオーバーエッチングは以下の条件で行うことができる。
エッチングガス：ＨＢｒ／Ｈｅ−Ｏ２＝１６０／１０ｓｃｃｍ
ソースパワー／バイアスパワー（Ｓｐ／Ｂｐ）＝４７５／６０Ｗ
圧力（Ｐ）＝１０ｍＴｏｒｒ
基板温度（Ｔｃ）＝４５℃
上記の条件では、窒化シリコン／酸化シリコンの選択比は５程度得られ、窒化シリコンのエッチング量は２０ｎｍ程度であり、酸化シリコンはポリシリコンのエッチングマスクとして機能できる。
【００４３】
次に、図８（ａ）の平面図及び、図８（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図８（ｂ）と図８（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図８（ｃ）に示すように、例えば、ＣＶＤ法により開口部（ギャップ）Ｇに埋め込んで窒化シリコンを２００ｎｍの膜厚で堆積させ、異方性エッチバックなどによって開口部Ｇの外部に堆積した部分の窒化シリコンを除去することで、開口部Ｇに埋め込んで分離層（第３絶縁膜）１７を形成する。
ここで、分離層（第３絶縁膜）１７は、第２絶縁膜１５に対してエッチング選択比を有するものとする。
【００４４】
上記のように、本実施形態においては、第２絶縁膜１５は、第１絶縁膜１３に対してエッチング選択比を有する材料で形成し、また、分離層（第３絶縁膜）１７は、第２絶縁膜１５に対してエッチング選択比を有する材料で形成する。
ここで、第２絶縁膜１５が第１絶縁膜１３に対してエッチング選択比を有するとは、エッチング条件を適宜選択することで、第１絶縁膜１３に対して第２絶縁膜１５を選択的にエッチング除去可能であり、また第２絶縁膜１５に対して第１絶縁膜１３を選択的にエッチング除去可能であることを意味する。
分離層（第３絶縁膜）１７が第２絶縁膜１５に対してエッチング選択比を有することも同様である。
【００４５】
上記の第１絶縁膜１３、第２絶縁膜１５、分離層（第３絶縁膜）１７としては、第１絶縁膜１３と分離層１７を同一の材料により形成することが可能であり、例えば、第１絶縁膜１３と分離層１７を窒化シリコンにより形成し、第２絶縁膜１５を酸化シリコンにより形成することで、それぞれエッチング選択比を有するという条件を満たすことができる。
【００４６】
次に、図９（ａ）の平面図及び、図９（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図９（ｂ）と図９（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図９（ｃ）に示すように、例えば、ＣＶＤ法により全面に酸化シリコンを５０ｎｍの膜厚で堆積させ、第４絶縁膜１８を形成する。
【００４７】
次に、図１０（ａ）の平面図及び、図１０（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図１０（ｂ）と図１０（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図１０（ｃ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ工程により導電層１２に達するコンタクトホールのパターンに開口するレジスト膜（不図示）を形成し、これをマスクとしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などのエッチング処理を行って、導電層１２に達するコンタクトホールＣＨを開口する。
【００４８】
次に、図１１（ａ）の平面図及び、図１１（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図１１（ｂ）と図１１（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図１１（ｃ）に示すように、例えばＣＶＤ法により、上記のコンタクトホールＣＨの内部を埋め込んで全面に２００ｎｍの膜厚でポリシリコンを堆積させ、導電層１９ａを形成する。
さらにＣＶＤ法により酸化シリコンを５０ｎｍの膜厚で堆積させて第５絶縁膜２０を形成し、さらに、ＣＶＤ法により２００ｎｍの膜厚のポリシリコン膜２１を形成する。
【００４９】
次に、図１２（ａ）の平面図及び、図１２（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図１２（ｂ）と図１２（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図１２（ｃ）に示すように、例えば、フォトリソグラフィ工程により、転送電極１２ｂに接続する上層配線のパターンを保護するレジスト膜（不図示）を形成し、これをマスクとしてＲＩＥなどのエッチング処理を行って、導電層１９ａを上層配線１９に加工する。
上層配線１９の領域以外では第４絶縁膜１８が露出するまで除去する。上層配線１９の領域では、第５絶縁膜２０とポリシリコン膜２１まで上層配線１９と同じパターンに加工される。
【００５０】
次に、図１３（ａ）の平面図及び、図１３（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図１３（ｂ）と図１３（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図１３（ｃ）に示すように、例えば、ＤＨＦ（フッ酸）処理により表面の酸化シリコン膜を除去する。これにより、表面に露出している部分の第４絶縁膜１８と第２絶縁膜１５が除去される。
【００５１】
次に、図１４（ａ）の平面図及び、図１４（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図である図１４（ｂ）と図１４（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である図１４（ｃ）に示すように、例えば、少なくとも第１絶縁膜１３及び分離層（第３絶縁膜）１７と第５絶縁膜２０をマスクとして導電層１２をエッチング除去して加工することで、導電層からなり、分離層（第３絶縁膜）１７で分離された転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を形成する。このとき、ポリシリコン膜２１も同時に除去される。
【００５２】
例えば、上記の導電層１２のエッチング除去による加工は、２周波のＩＣＰ（誘導結合プラズマ）タイプのエッチング装置を用いて、以下にようにして行うことができる。
例えば、ポリシリコンのメインエッチングは以下の条件で行うことができる。
エッチングガス：ＨＢｒ／Ｃｌ２＝１２０／６０ｓｃｃｍ
ソースパワー／バイアスパワー（Ｓｐ／Ｂｐ）＝４７５／１５０Ｗ
圧力（Ｐ）＝１０ｍＴｏｒｒ
基板温度（Ｔｃ）＝２０℃
【００５３】
例えば、ポリシリコンのオーバーエッチングは以下の条件で行うことができる。
エッチングガス：ＨＢｒ／Ｈｅ−Ｏ２＝１６０／１０ｓｃｃｍ
ソースパワー／バイアスパワー（Ｓｐ／Ｂｐ）＝４７５／６０Ｗ
圧力（Ｐ）＝１０ｍＴｏｒｒ
基板温度（Ｔｃ）＝４５℃
【００５４】
以降の工程としては、例えば、ＣＶＤ法により上記を被覆して全面に５０ｎｍ程度の窒化シリコンからなる第６絶縁膜２２を形成し、その上層にスパッタリング法により２００ｎｍ程度のタングステンを堆積させて遮光膜２３を形成し、受光部となる領域ＲＰＤにおいて第６絶縁膜２２と遮光膜２３を除去することにより、図２に示す構成のＣＣＤ固体撮像装置を製造することができる。
【００５５】
上記の本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の受光部側の壁面と、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）の間の分離層１７受光部側の壁面を、自己整合的に形成するので、転送電極（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を分離する分離層（分離パターン）１７が受光部側にはみ出さないように形成でき、これによって感度低下を回避する固体撮像装置を製造することができる。
【００５６】
上記においては、第１絶縁膜と分離層を窒化シリコンにより形成し、第２絶縁膜を酸化シリコンにより形成しているが、第１絶縁膜と分離層を酸化シリコンにより形成し、第２絶縁膜を窒化シリコンにより形成しても、上記と同様にして本実施形態の固体撮像装置を製造することが可能である。
【００５７】
第２実施形態
図１５は本実施形態に係るカメラの概略構成図である。
上記のカメラは、第１実施形態に係る固体撮像装置が用いられるカメラである。
【００５８】
カメラ３０は、固体撮像装置（ＣＣＤ）１と、光学系３１と、駆動回路３２と、信号処理回路３３とを有する。
【００５９】
光学系３１は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１の各受光部５において、入射光量に応じた信号電荷に変換され、受光部５において、一定期間当該信号電荷が蓄積される。
【００６０】
駆動回路３２は、上述した３相のクロック信号（φＶ１，φＶ２，φＶ３）および２相のクロック信号（φＨ１，φＨ２）などの各種のタイミング信号を固体撮像装置１に与える。これにより、固体撮像装置１の信号電荷の読み出し、垂直転送、水平転送などの各種の駆動が行われる。また、この駆動により、固体撮像装置１の出力部４からアナログ画像信号が出力される。
【００６１】
信号処理回路３３は、固体撮像装置１から出力されたアナログ画像信号に対して、ノイズ除去や、ディジタル信号に変換するといった各種の信号処理を行う。信号処理回路３３による信号処理が行われた後に、メモリなどの記憶媒体に記憶される。
【００６２】
このように、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどのカメラ３０において、画素サイズが小さくても感度低下が抑制された上記の固体撮像装置１を用いることにより、カメラ３０の感度を高めることができる。
【００６３】
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、第１絶縁膜、第２絶縁膜、分離層（第３絶縁膜）については、窒化シリコンと酸化シリコンに限らず、他のエッチング選択比を有する絶縁性材料を用いることができる。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の固体撮像装置は、ＣＣＤカメラに搭載される固体撮像装置に適用できる。
本発明の固体撮像装置の製造方法は、ＣＣＤカメラに搭載される固体撮像装置を製造する方法に適用できる。
本発明のカメラは、ＣＣＤカメラなどの固体撮像装置を搭載したカメラに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は本発明の第１実施形態に係る、複数の画素が集積されてなる固体撮像装置であるＣＣＤ撮像装置の概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の一部のレイアウト図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図５】図５（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図６（ｃ）は図６（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図７】図７（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図９】図９（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図１０（ｃ）は図１０（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図１１（ｃ）は図１１（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図１２（ｃ）は図１２（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図１３（ｃ）は図１３（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は本発明の第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）中のＡ−Ａ’における断面図であり、図１４（ｃ）は図１４（ａ）中のＢ−Ｂ’における断面図である。
【図１５】図１５は本発明の第２実施形態に係るカメラの概略構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…固体撮像装置、２…撮像部、３…ＣＣＤ水平転送部、４…出力部、４ａ…電荷−電圧変換部、５…受光部、６…読み出しゲート部、７…ＣＣＤ垂直転送部、１０…半導体基板、１１…下層絶縁膜、１２…導電層、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…転送電極、１３…第１絶縁膜、１４…レジスト膜、１５…第２絶縁膜、１６…レジスト膜（保護マスク）、１７…分離層（第３絶縁膜）、１８…第４絶縁膜、１９…上層配線、１９ａ…導電層、２０…第５絶縁膜、２１…ポリシリコン層、２２…第６絶縁膜、２３…遮光膜、３０…カメラ、３１…光学系、３２…駆動回路、３３…信号処理回路、Ｃ…凹部、ＣＨ…コンタクトホール、ＣＴ…電荷転送部、Ｇ…開口部（ギャップ）、ＰＤ…フォトダイオード
【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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【図１４】
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【図１５】
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