(57)【要約】【課題】微細化プロセスの実現に伴い、極めて簡単なプロセスで高精度の固体撮像素子を提供する。【解決手段】電荷転送部の電極間領域に絶縁膜７が配置されるとともに、前記電極間領域以外の前記電荷転送部と前記光電変換部との表面を覆う電極材料４ａが配置された半導体基板１を準備し、光電変換部を構成するフォトダイオードと電荷転送電極との間を規定する端縁を規定するための電極材料のエッチング加工に用いるレジストマスクＲ２を、フォトダイオードの拡散層を形成するための不純物イオン注入用のマスクとしてそのまま使用するようにしたことを特徴とする。【選択図】  図４
2004363480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、単層構造の電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、
電荷転送部の電極間領域に絶縁膜が配置されるとともに、前記電極間領域以外の前記電荷転送部と前記光電変換部との表面を覆う電極材料が配置された半導体基板を準備する工程と、
前記半導体基板表面に前記光電変換部に相当する領域の表面に開口を有するレジストを形成する工程と、
前記レジストをマスクとして前記開口に露呈する前記電極材料をエッチングする工程と、
前記レジストを残したまま前記光電変換部にイオン注入を行う工程とを含むことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
前記半導体基板を準備する工程は、
半導体基板表面に前記電極材料を形成する工程と、
前記半導体基板上の前記電極間領域に相当する領域に開口を有するレジストを形成する工程と
前記レジストをマスクとして前記電極材料をエッチングし分離溝を形成する工程と、
前記分離溝内に絶縁膜を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
前記半導体基板を準備する工程は、
半導体基板上の前記電極間領域に相当する領域に絶縁膜を形成する工程と
前記絶縁膜の形成された前記半導体基板表面全体に前記電極材料を形成する工程と、
前記絶縁膜上の前記電極材料を除去し、表面を平坦化する工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の製造方法に係り、特に単層電極ＣＣＤ（電荷結合素子）構造をもつ固体撮像素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エリアセンサ等の撮像デバイスであるＣＣＤを用いた固体撮像素子は、基本構造として、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの電荷読み出し部と、読み出し電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。この電荷転送電極は、半導体基板表面に形成された電荷転送チャネル上に複数個隣接して配置され、クロック信号で順次に駆動される。
【０００３】
従来、電荷転送電極は、２層電極構造をとるものが主流であり、第１の電極（下層電極）形成後、絶縁膜を挟んで第２の電極（上層電極）を形成するという方法がとられている（例えば特許文献１）。この場合は、電荷転送電極のパターニング後に、新たに上記電荷転送電極のパターンに位置合わせして形成した、開口をもつレジストパターンを形成し、光電変換部の電極材料をエッチング除去し、光電変換部を構成するフォトダイオード形成のためのイオン注入を行うという方法がとられている。
【０００４】
また、特許文献２においても、２層電極構造の固体撮像素子において、光電変換部の形成に際し、上層側の第２の電荷転送電極を形成した後、受光部形成のための開口を形成し、イオン注入を行う方法が提案されている。
【０００５】
また、近年単層電極構造の固体撮像素子が提案されている。例えば、電極材料を堆積後、フォトダイオードの拡散層形成用の開口パターンを有するレジストをエッチングマスクにしたドライエッチングで、上記単層の電極材料に拡散層形成用の開口部を形成し、引き続いて上記レジストをマスクにしたイオン注入を行いフォトダイオードの拡散層を形成した後に、上記電極材料をドライエッチングし電荷転送電極を形成する技術も提案されている（特許文献３）。
【０００６】
また、このような単層構造の固体撮像素子では、電極形成のための工数が低減されるだけでなく、２層電極構造の電荷転送電極で生じていた第１の電極／第２の電極間の重なり部分はなくなり、隣接する電荷転送電極間の浮遊容量を小さくすることができる。
【０００７】
このように、固体撮像素子の微細化が進み、電荷転送電極の高速駆動が容易になり信号電荷の高速転送が進むと共に、固体撮像素子の製造工程が以前に増して短縮されてきている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１２０４７６号公報
【特許文献２】
特開平５−９０５６２号公報
【特許文献３】
特開平９−０６４３３３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば特許文献１に記載されたように、電荷転送電極形成後、開口を設けたレジストマスクを用いてフォトダイオードの拡散層を形成する方法では、フォトリソグラフィ工程において開口が位置ずれした時に、上記拡散層領域と前述した電荷読み出し部の電荷転送電極の端縁との間で位置ズレが生じ、上記領域間での電荷転送効率が低下し、微細化に伴いこの位置ずれは極めて深刻な問題となる。
さらにまた、特許文献２に記載されたように、電荷転送電極をマスクにしたイオン注入によってフォトダイオードの拡散層を形成する方法では、イオン注入のマスクとなり得る電極材料を用いる必要があるため、電極材料の選択に制約がある。また、イオン注入において加速イオンの電荷転送電極突き抜けが起こるために、高エネルギーによる深いイオン注入ができなくなり、結果、光電変換効率の向上が難しくなる。
【００１０】
また、２層電極構造の場合、工数が多く生産作業性が悪いのみならず、表面が平坦ではないため、光電変換部の電極材料を除去するためのレジストパターンの形成に際し、高精度の開口を形成するのが困難であるという問題がある。これは感度のばらつきを招き、光電変換特性の低下の原因となっていた。
【００１１】
また、特許文献３に記載された方法では、単層電極構造の電荷転送素子が形成されるが、フォトダイオードの拡散層を形成した後に電荷転送電極をドライエッチングで加工するために、このドライエッチング工程で拡散層の表面にエッチング損傷が生じ易くなり、白キズの発生頻度が高くなるという問題を有する。
【００１２】
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、電荷転送電極端とフォトダイオードの拡散層との位置ずれを防止するとともに白キズの発生を抑制し、微細かつ高精度で信頼性の高い固体撮像素子を提供することを目的とする。
また本発明では、生産性の向上をはかることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、光電変換部と、単層構造の電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、電荷転送部の電極間領域に絶縁膜が配置されるとともに、前記電極間領域以外の前記電荷転送部と前記光電変換部との表面を覆う電極材料が配置された半導体基板を準備する工程と、前記半導体基板表面に、前記光電変換部に相当する領域に開口を有するレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして前記開口に露呈する前記電極材料をエッチングする工程と、前記レジストを残したまま前記光電変換部にイオン注入を行う工程とを含むこととを特徴とする。
【００１４】
すなわち、本発明では、電荷転送部の電極間領域に絶縁膜が配置されるとともに、前記電極間領域以外の前記電荷転送部と前記光電変換部との表面を覆う電極材料が配置された半導体基板に対し、光電変換部のフォトダイオード形成領域の電極材料をエッチング除去するための開口を有するレジストを形成し、開口形成後、レジストを残した状態でイオン注入を行い光電変換部を形成するようにしており、すべて平坦面に対してリソグラフィを行うことができるため、微細化に際し、極めて高精度の開口を形成することができる。そして、この開口形成のためのレジストを残したままで光電変換部形成のためのイオン注入を行うことにより、自己整合的にフォトダイオードの形成がなされることになる。
【００１５】
また、電極間分離領域を形成するための分離溝（ギャップ）形成に際しては、光電変換部上を覆う電極材料は残っているため、エッチングによる光電変換部のダメージに起因する白キズの発生を防止することができる。
【００１６】
また、上記方法において、前記半導体基板を準備する工程は、半導体基板表面全体に前記電極材料を形成する工程と、前記半導体基板上の前記電極間領域に相当する領域に開口を有するレジストを形成する工程と、前記レジストをマスクとして前記電極材料をエッチングし分離溝を形成する工程と、前記分離溝内に絶縁膜を形成する工程とを含む
【００１７】
さらにまた、上記方法において、前記半導体基板を準備する工程は、半導体基板上の前記電極間領域に相当する領域に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜の形成された前記半導体基板表面全体に前記電極材料を形成する工程と、前記絶縁膜上の前記電極材料を除去し、表面を平坦化する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
このように本発明では、電荷転送電極を構成する単層電極材のエッチング加工に用いたレジストマスクを、光電変換部のフォトダイオードを形成するための不純物イオン注入用のマスクとしてそのまま使用するため、フォトダイオードが電荷転送電極に対して自己整合的に形成できるために、高精度の寸法制御が可能になり固体撮像素子の微細化あるいは画素数の増加が容易になる。そして、この開口に用いたレジストマスクを、イオン注入のマスクとして使用しているため、実際は、電荷転送電極のフォトダイオード形成領域との境界即ち、フォトダイオード形成領域側の端縁は、フォトダイオード形成領域の開口時に形成されることになり、フォトダイオードは電荷読み出し電極の端縁に自己整合的に形成されることから、フォトダイオードで光電変換され発生した電荷（電子あるいは正孔）が電荷読み出しチャネルを通って埋め込みチャネルへと効率よく移送される。
このようにして、光電変換部から電荷転送部への電荷転送効率が大幅に向上する。
【００１９】
また、一連の製造工程が効率化され、その製造コストの低減が可能となる。
【００２０】
また、本発明では、上記不純物イオン注入において、レジストマスクと電荷転送電極とが注入マスクになるために、イオンの加速エネルギーを高くすることができ深い拡散層が容易に形成でき、高い光電変換効率を有する光電変換部が容易に形成できるようになる。
【００２１】
更に本発明では、電荷転送電極をエッチング加工で形成した後にフォトダイオードの拡散層を形成するために、従来の技術で説明したようなフォトダイオードの拡散層での結晶損傷の問題はなくなり、白キズの発生確率は大幅に低減する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図１乃至５に基づいて説明する。以下の実施の形態では、本発明の特徴となる、光電変換部のフォトダイオードと電荷転送部の形成方法を工程順に説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本実施の形態では、微細加工技術の進展に伴い単層の電極材料をエッチング加工することで、狭い電極間分離領域を有する単層電極構造の電荷転送電極からなる固体撮像素子の形成が可能となり、この点に着目し、１回のフォトリソグラフィ工程で容易に加工でき、かつエッチングによるダメージに起因する白キズの発生がなく特性のばらつきのない固体撮像素子を形成するものである。
図１乃至５は、第１の実施の形態を説明するための、光電変換部のフォトダイオードと電荷転送部の製造工程図である。図１と図３は、レジストパターンの平面説明図であり、図２、図４、図５は、上記平面図のＡ−Ａ′断面図である。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、例えば不純物濃度１０１６原子／ｃｍ３程度のｐ型のシリコン基板１表面に、電荷転送チャネルとなるｎ−型のＣＣＤ埋め込みチャネル２を形成する。ここで、図示しないが素子分離部となるｐ＋型のチャネルストッパが基板表面の所定の領域に形成されている。次いで、基板表面を熱酸化し膜厚３０ｎｍ程度の酸化シリコン膜３ａを形成し、続いてＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法で膜厚５０ｎｍ程度の窒化シリコン膜３ｂを形成し、再び酸化して膜厚３ｎｍ程度の酸化シリコン膜３ｃを形成し、いわゆるＯＮＯ構造のゲート酸化膜３を形成する。
【００２５】
そして、単層電極材料となるタングステンポリサイド膜で電極材料膜４をゲート酸化膜３上に堆積する。このタングステンポリサイド膜は、膜厚１００ｎｍ程度のｎ＋  型ポリシリコン層上に膜厚２００ｎｍ程度のタングステンシリサイド層が積層して形成される。ここで、電極材料膜４として、その他にチタンポリサイド膜、コバルトポリサイド膜等の高融点金属のシリサイド層とポリシリコン層の積層膜を用いてもよい。
【００２６】
次に、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて、電極材料膜４上に第１のレジストマスクＲ１を形成する。図１に平面図を示すように、第１のレジストマスクＲ１には第１の分離開口５および第２の分離開口６のパターンが一定のピッチで形成されている。これらの分離開口は埋め込みチャネル２のパターンに対して交差し、そのパターン幅は０．２μｍ程度に形成される。このフォトリソグラフィ工程において、フォトレジストへのパターン転写は、周知のＫｒＦエキシマレーザ光を用いて行う。前記パターン幅は０．１μｍ以下でもよい。望ましくはＬＥＬＡＣＳ法を用いてレジストパターンの開口幅を狭くするようにすれば、より微細なパターン形成が可能となる。
【００２７】
次に、図２（ｂ）に示すように、第１のレジストマスクＲ１をエッチングマスクにして、電極材料膜４をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）でドライエッチングする。このようにして、所定の領域である第１の分離開口５下および第２の分離開口６下の電極材料膜４を選択的に除去し、分離ギャップ域を有する分離された電極材料膜４に加工する。ここで、エッチングガスには、ＨＢｒとＣｌ２  の混合ガスを用いる。このガスでは酸化シリコン膜３ｃとのエッチング選択比が高く酸化シリコン膜３ｃはほとんどエッチングされずエッチングストッパとして機能する。
【００２８】
次に、図２（ｃ）に示すように、第１のレジストマスクＲ１を周知のアッシング法で除去し、Ｏ３  とＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を反応ガスとしたＡＰＣＶＤ（常圧ＣＶＤ）法で膜厚１００ｎｍ程度の酸化シリコン膜を全面に堆積させ電極間絶縁膜７を形成する。この成膜方法は埋め込み性に優れており、上記電極材料膜４の分離ギャップ域は完全に酸化シリコン膜で充填される。上記方法の他、埋め込み性に優れた成膜方法としては、ＳＯＧ法、減圧ＣＶＤ法などを用いてもよい。
【００２９】
次に、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて、図４（ａ）に示すように、上記電極間絶縁膜７上にＰＤ開口８のパターンをもつ第２のレジストマスクＲ２を形成する。図３の平面図に示すように、第２のレジストマスクＲ２には、光電変換部のフォトダイオード領域になる多数のフォトダイオード部形成用開口（ＰＤ開口）８が一定間隔で２次元的に配列される。ここで、ＰＤ開口８のパターンは第２の分離開口６のパターンと一部で重なるように形成する。
【００３０】
続いて、図４（ｂ）に示すように、第２のレジストマスクＲ２をエッチングマスクにして、電極間絶縁膜７と分離された電極材料膜４を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で順次にドライエッチングする。ここで、電極間絶縁膜７のエッチングガスとしては、例えばＣ４  Ｆ８  を用い、電極材料膜４のエッチングガスとしては上述したＨＢｒとＣｌ２  の混合ガスを用いる。この第２のレジストマスクＲ２をエッチングマスクにしたＰＤ開口８下の電極材料膜４のエッチング除去で初めて、単層の電荷転送電極となる第１の転送電極９、第２の転送電極１０、第３の転送電極１１、第４の転送電極１２等が所定のピッチで形成されることになる。上述したように、ＰＤ開口８のパターンと第２の分離開口６のパターンとが重なるように形成されることで、上記第２の転送電極１０と第３の転送電極１１が完全に分離される。ここで、第１の転送電極９および第３の転送電極１１は、フォトダイオードからの電荷読み出し部の電荷読み出し電極としての役割も有するものである。
【００３１】
次に、図４（ｃ）に示すように、上記第２のレジストマスクＲ２をそのままイオン注入マスクにして、ＯＮＯ構造のゲート酸化膜３を通してリンイオン１３をシリコン基板１表面に注入する。ここで、注入条件として、加速エネルギーは５００〜６００ｋｅＶ、ドーズ量は１０１０〜１０１３／ｃｍ２  程度に設定する。このようにして、ｎ型拡散層１４を形成する。続いて、周知のアッシング法で第２のレジストマスクＲ２を除去し、窒素ガス雰囲気で９００℃のアニール処理を施す。このアニール処理で、シリコン基板１中のリン不純物の活性化と注入損傷の回復を行う。
【００３２】
このようにして、図５（ａ）に示すように、ｐ型のシリコン基板１とｎ型拡散層１４とでフォトダイオードが形成される。ここで、ｎ型拡散層１４の不純物濃度は１０１７原子／ｃｍ２  程度であり、その深さは１μｍ程度である。次に、Ｏ２  雰囲気で８００℃程度の熱酸化を施し、第１の転送電極９の側壁を酸化（側面酸化）する。このようにして、図５（ｂ）に示すように、ｐ型のシリコン基板１表面にｎ−  型の埋め込みチャネル２が形成され、酸化シリコン膜３ａ、３ｃと窒化シリコン膜３ｂから成るＯＮＯ構造のゲート酸化膜３を介して、シリコン基板１上に第１の転送電極９、第２の転送電極１０、第３の転送電極１１、第４の転送電極１２と所定数の電荷転送電極が形成される。ここで、第１の転送電極９は電荷読み出し部の電荷読み出し電極として機能するため、図に示す電荷読み出しチャネル１５上部にも形成される構造になる。この電荷読み出し電極の駆動により、上記フォトダイオードのｎ型拡散層１４からの電荷（電子）を埋め込みチャネル２に読み出すことになる。以上が固体撮像素子の基本構造となる。
【００３３】
なお、図示しないが、素子分離部となるｐ＋  型のチャネルストッパは、上記ｎ型拡散層１４の周辺域に電荷読み出しチャネル１５領域を除いて形成される。
また、以後の工程において、更に上部に層間絶縁膜を挟んで、遮光膜、カラーフィルター、集光用のマイクロレンズ等が周知の技術を用いて形成されるが、これらの説明は省略する。
【００３４】
この他、本発明の実施の形態では、図１において、全ての第２の分離開口６を横方向につなぎ、第１の分離開口５と同じように横方向に延びるパターンとなるようにしてもよい。そして、図３において、ＰＤ開口８の領域に形成された上記電荷転送電極の電極間ギャップにも幅０．２μｍ程度の電極間絶縁膜が形成されるようになるが、ｎ型拡散層１４の深さは１μｍ程度になり、フォトダイオードが上記電極間絶縁膜の下部で途切れることはない。この場合でも同様に、高精度、高性能な光電変換部が容易に形成される。
【００３５】
このように本発明では、単層電極材あるいは電荷転送電極のエッチング加工に用いるレジストマスクを、フォトダイオードの拡散層を形成するための不純物イオン注入用のマスクとしてそのまま使用するために、フォトダイオードが電荷転送電極に対して自己整合的に形成でき、固体撮像素子の微細化あるいは画素数の増加が更に容易になる。また、一連の製造工程が効率化され製造コストの低減が容易になる。
【００３６】
そして、本発明では、上記不純物イオン注入において、レジストマスクと電荷転送電極とが注入マスクになるために、イオンの加速エネルギーを高くすることができ深い拡散層を容易に形成することができる。このために、光電変換効率の高いフォトダイオードが容易に形成できるようになる。これは、比較的に低濃度の不純物で深い拡散層が形成できるために、光電変換部での受光において、フォトダイオードの空乏層が拡散層側に拡がり易くなり、そこで発生する電荷が効率よく拡散層に取り込めるようになるからである。
【００３７】
また、フォトダイオードは電荷読み出し電極に自己整合的に形成されることから、フォトダイオードで光電変換され発生した電荷（電子あるいは正孔）が電荷読み出しチャネルを通って埋め込みチャネルへと効率よく移送できる。このようにして、光電変換部から電荷転送部への電荷転送効率が大幅に向上するようになる。
【００３８】
更に本発明では、上述したように、電荷転送電極をエッチング加工で形成した後にフォトダイオードの拡散層を形成している。このために、上記電荷転送電極エッチング加工による誘起欠陥等の損傷が拡散層に生じることは無くなる。このようなドライエッチング誘起の結晶欠陥は、特許文献２の場合のように、イオン注入した拡散層にドライエッチングが付加される場合に生じ易く、しかも、そのアニールによる結晶回復が難しいものである。このような理由から、本発明の方法によれば、特許文献２で見られたような白キズの発生確率は大幅に低減するようになる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
前記第１の実施の形態では、半導体基板表面に電極材料を形成し、電極間分離領域に分離溝を形成し、これに絶縁膜を充填したが、本発明の第２の実施の形態として、半導体基板上の前記電極間領域に相当する領域に絶縁膜を形成し、この絶縁膜の形成された半導体基板表面全体に前記電極材料を形成し、この絶縁膜上の電極材料をＣＭＰあるいはエッチバックなどにより除去し、表面を平坦化し、電荷転送部の電極間領域に絶縁膜が配置されるとともに、前記電極間領域以外の前記電荷転送部と前記光電変換部との表面を覆う電極材料が配置された半導体基板を形成するようにしてもよい。
【００４０】
すなわち、電極間に絶縁膜を形成するに際し、多結晶シリコン膜などの酸化可能な膜上に、目的とする電極間距離よりも幅広のレジストパターンを形成し、このレジストパターンを等方的に処理してパターン幅を縮小化し、このレジストパターンをマスクとしてこの多結晶シリコン膜をパターニングし、これを酸化することにより、狭幅の電極間絶縁膜を形成する。
【００４１】
この方法によれば、レジストパターンを解像限界で形成し、これをさらに縮小化処理を行うことにより、幅を微細化することができ、容易に微細パターンを得ることが可能となる。
【００４２】
次にこの固体撮像素子の製造工程について説明する。
まず、図６（ａ）に示すように、ｎ型のシリコン基板１表面に、膜厚１５ｎｍの酸化シリコン膜３ａと、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜３ｂと、膜厚１０ｎｍの酸化シリコン膜３ｃを形成し、３層構造のゲート絶縁膜３を形成する。続いてこのゲート絶縁膜３上に、減圧ＣＶＤ法により、膜厚０．４μｍのノンドープの多結晶シリコン膜１４を形成する。このときの基板温度は５００℃とする。そしてこの上層にＯＦＰＲと指称する東京応化製のレジストパターンを厚さ０．８〜１．４μｍとなるように塗布しフォトリソグラフィにより、パターン幅０．３５μｍのレジストパターンＲ３を形成する。このとき解像限界が０．３５μｍであった。
【００４３】
この後、図６（ｂ）に示すように、レジストパターンを酸素あるいは窒素添加のマイクロ波ダウンストリームタイプアッシング装置を用いて、アッシングを行い、レジストパターンＲ３の幅を０．１ｍｍに縮小化し、レジストパターンＲ４とした。このときアッシングは常温で行った。
【００４４】
続いて図６（ｃ）に示すように、ＨＢｒとＯ２との混合ガスを用いた反応性イオンエッチングによりレジストパターンＲ４をマスクとして多結晶シリコン膜１４を選択的にエッチング除去したのち、レジストパターンＲ４を剥離除去する。個々ではＥＣＲあるいはＩＣＰなどのエッチング装置を用いるのが望ましい。
【００４５】
そして図７（ａ）に示すように、この多結晶シリコン膜１４をＨＣｌ＋Ｏ２雰囲気中でパイロジェニック酸化を行い、酸化シリコン膜とし、電極間絶縁膜７を形成する。
【００４６】
この後、ＳｉＣｌ４とＨ２との混合ガスを用いた減圧ＣＶＤ法により膜厚５０から１５０ｍの多結晶シリコン膜４ａを形成する。この後ＷＦ６とＨ２ＳＯ４とを用いた減圧ＣＶＤ法により、膜厚５００〜６００ｎｍのタングステン薄膜４ｂを形成する。このときの基板温度は５００℃であった。
このとき、基板表面の凹凸はなく平坦な表面となっている。
これを、図７（ｂ）に示すように、ＣＭＰにより前記基板表面を研磨および化学的エッチングを行い、電極間絶縁膜３の上面が露呈するまでエッチングする。
【００４７】
最後に、ＣＶＤ法により表面に酸化シリコン膜を形成し、図７（ｃ）に示すように、電極間絶縁膜７によって分離された多結晶シリコン膜４ａとタングステン膜４ｂとの２層膜からなる電荷転送電極を形成する。
この後の工程は前記第１の実施の形態で説明した図４（ａ）乃至（ｃ）の工程と同様である。
【００４８】
この方法によっても、高精度で信頼性の高い固体撮像素子を高精度に形成することができる。
【００４９】
以上の実施の形態では、光電変換で発生する電荷が電子の場合について説明しているが、電荷が正孔の場合でも本発明は同様に適用できる。但し、この場合には、上述した不純物の導電型を全て逆にすればよい。また、上記の実施の形態ではゲート酸化膜はＯＮＯ構造の場合について説明しているが、酸化シリコン膜のみで構成してもよい。
【００５０】
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく、本発明の技術思想の範囲内において、適宜可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明では、電荷転送部の電極間領域に絶縁膜が配置されるとともに、前記電極間領域以外の前記電荷転送部と前記光電変換部との表面を覆う電極材料が配置された半導体基板を準備し、光電変換部を構成するフォトダイオードと電荷転送電極との間を規定する端縁を規定するための電極材料のエッチング加工に用いるレジストマスクを、フォトダイオードの拡散層を形成するための不純物イオン注入用のマスクとしてそのまま使用する。このため、フォトダイオードが電荷転送電極に対して自己整合的に形成でき、高精度の寸法制御が容易になり固体撮像素子の微細化あるいは画素数の増加が更に容易になる。また、一連の製造工程が効率化され製造コストの低減が容易になる。
【００５２】
そして、レジストパターンをマスクとしてイオン注入を行うため、イオン注入深さを深くすることができ、光電変換効率の高いフォトダイオードを容易に形成することができる。また、フォトダイオードで光電変換され発生した電荷が電荷読み出しチャネルを通って埋め込みチャネルへと効率よく移送され、光電変換部から電荷転送部への電荷転送効率が大幅に向上する。
【００５３】
更に、電荷転送電極をエッチング加工した後にフォトダイオードの拡散層を形成するために、上記エッチング加工の工程で生じるフォトダイオードの損傷問題は無くなり、白キズの発生確率は大幅に低減するようになる。
【００５４】
このように、本発明によれば、工程が短縮し生産性の向上をはかることができると共に、特に光電変換部のフォトダイオードの特性が大幅に向上し、低コストで高性能な固体撮像素子の製造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を説明する固体撮像素子の一製造工程の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を説明する固体撮像素子の製造工程の断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を説明する固体撮像素子の製造工程の平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を説明する固体撮像素子の製造工程の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態を説明する固体撮像素子の製造工程の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を説明する固体撮像素子の製造工程の断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態を説明する固体撮像素子の製造工程の断面図である。
【符号の説明】
１      シリコン基板
２      埋め込みチャネル
３      ゲート酸化膜
３ａ，３ｃ    酸化シリコン膜
３ｂ    窒化シリコン膜
４      電極材料膜
４ａ    多結晶シリコン膜
４ｂ    タングステン膜
５      第１の分離開口
６      第２の分離開口
７      電極間絶縁膜
８      ＰＤ開口
９      第１の転送電極
１０    第２の転送電極
１１    第３の転送電極
１２    第４の転送電極
１３    リンイオン
１４    ｎ型拡散層
１５    電荷読み出しチャネル
Ｒ１    第１のレジストマスク
Ｒ２    第２のレジストマスク
【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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