(57)【要約】【課題】電磁スペクトルの可視部分に亘って高い量子効率を実現し、画像形成装置のシフトレジスタにおいて高い電荷転送効率を実現する疑似２フェーズＣＣＤ画像センサを製造する簡単な方法が必要とされている。【解決手段】基板を設けるステップと、前記基板を１つのゲート誘電体またはゲート誘電体スタックで覆うステップと、前記誘電体を導電物質で覆うステップと、第２の誘電体を前記導電物質上に堆積するステップと、選択した領域における前記第２の誘電体および前記導電物質をエッチングするステップと、前記エッチングした領域およびエッチングしていない領域の双方の上に第３の誘電体を堆積するステップと、ギャップ領域を形成する、前記エッチングした部分の側面の上に前記第３の誘電体の一部が残るように、前記第３の誘電体をエッチングするステップと、前記ギャップ領域内に第２の導電物質を堆積するステップと、を有する電荷結合素子の製造方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷結合素子の製造方法であって、
（ａ）基板を設けるステップと、
（ｂ）前記基板を１つのゲート誘電体またはゲート誘電体スタックで覆うステップと、
（ｃ）前記誘電体を導電物質で覆うステップと、
（ｄ）第２の誘電体を前記導電物質上に堆積するステップと、
（ｅ）選択した領域における前記第２の誘電体および前記導電物質をエッチングするステップと、
（ｆ）前記エッチングした領域およびエッチングしていない領域の双方の上に第３の誘電体を堆積するステップと、
（ｇ）ギャップ領域を形成する、前記エッチングした部分の側面の上に前記第３の誘電体の一部が残るように、前記第３の誘電体をエッチングするステップと、
（ｈ）前記ギャップ領域内に第２の導電物質を堆積するステップと、
を有する電荷結合素子の製造方法。
【請求項２】
前記導電物質が透明な導電酸化物である、請求項１に記載の電荷結合素子の製造方法。
【請求項３】
ステップ（ｈ）を行う前に前記ギャップ領域に不純物を添加して前記基板にバリア領域を形成するステップを更に有する、請求項１に記載の電荷結合素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像センサの分野に関し、特に、全ての感知領域上に透明な導電酸化物を有する画像センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最適な量子効率を実現するために、電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いる固体画像形成装置は、可視スペクトルにおける入射光に対して非常に高い感度を有していなければならない。これらのデバイスは半導体画素において電荷を発生し、これらをラインおよびコラムシフトレジスタによって出力回路に転送する。これは当業者においては周知の通りである。この電荷転送が、基板のドープ領域とその上に形成された電極との間のエッジアライメントを非常に正確に行うことによって最小限の損失でなされることが重要である。
【０００３】
従来技術において、ＣＣＤ画像センサはポリシリコンの導電層を用いることが多々ある。これらの層は、望ましくない光吸収特性を有することが周知である。この特性は、特にスペクトルの青色領域において顕著である。これはセンサの効率を制限するために望ましくない。
【０００４】
ＣＣＤ画像センサにおける青色反応を改善するために幾つかの方法が提案されている。米国特許第４，１４１，０２４号（Ｋａｎｏ等）に開示された方法等である。この方法によれば、隣接するポリシリコンの電極間に部分的なギャップを形成することで、光が基板により直接的に入射することができる。しかし、この方法は、画像センササイトにおいてスペクトル反応が変化するという欠点がある。
【０００５】
代替的な方法として、１個の電極に対して透明な導電酸化物を用いる方法が提案されている（米国特許第３，９４１，６３０号（Ｌａｒｒａｂｅｅ）、米国特許第４，３９４，６７５号（Ａｎａｇｎｏｓｔｏｐｏｕｌｏｓ等））。これらの方法によれば、ポリシリコンの１フェーズ(phase)を透明な導電酸化物によって代替することにより、所望でない吸収を軽減する。しかし、残留するポリシリコンフェーズにより、所望でない青色吸収がまだ残ってしまう。
【０００６】
米国特許第５，８９１，７５２号においてＬｏｓｅｅによって開示され、米国特許第５，１１４，８７２号によってＫｏｓｍａｎ等によって開示された全ＴＣＯ（transparent conducting oxide）−電極デバイスによれば、ＴＣＯ電極のみを使用することにより、所望でない青色吸収という問題を緩和する一方で、自己整列バリアインプラント（self-aligned barrier implant）を用いることによって高効率の電荷転送を維持する。しかし、その製造過程が非常に複雑になる。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第４，１４１，０２４号（Ｋａｎｏ等）
【特許文献２】米国特許第３，９４１，６３０号（Ｌａｒｒａｂｅｅ）
【特許文献３】米国特許第４，３９４，６７５号（Ａｎａｇｎｏｓｔｏｐｏｕｌｏｓ等）
【特許文献４】米国特許第５，８９１，７５２号（Ｌｏｓｅｅ）
【特許文献５】米国特許第５，１１４，８７２号（Ｋｏｓｍａｎ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、自己整列して電極のエッジを形成する基板において全ＴＣＯ電極およびバリア領域を用い、電磁スペクトルの可視部分に亘って高い量子効率を実現し、画像形成装置のシフトレジスタにおいて高い電荷転送効率を実現する疑似２フェーズＣＣＤ画像センサ（pseudo-two-phase CCD image sensor）を製造する簡単な方法に対する必要性がある。本発明はこの必要性を満たすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の１つ以上の欠点を解決することを目的とする。簡単に説明すると、本発明の一態様は、電荷結合素子の製造方法に関する。この方法は、（ａ）基板を設けるステップと、（ｂ）前記基板を１つのゲート誘電体またはゲート誘電体スタックで覆うステップと、（ｃ）前記誘電体を導電物質で覆うステップと、（ｄ）第２の誘電体を前記導電物質上に堆積するステップと、（ｅ）選択した領域における前記第２の誘電体および前記導電物質をエッチングするステップと、（ｆ）前記エッチングした領域およびエッチングしていない領域の双方の上に第３の誘電体を堆積するステップと、（ｇ）ギャップ領域を形成する、前記エッチングした部分の側面の上に前記第３の誘電体の一部が残るように、前記第３の誘電体をエッチングするステップと、（ｈ）前記ギャップ領域内に第２の導電物質を堆積するステップとを有する。
【００１０】
本発明のこれらおよびこれら以外の態様、目的、特徴、効果は、以下の好適な実施形態の詳細な説明および添付の請求項を、添付の図面を参照して検討することによって、より明確に理解されるであろう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以下の効果を与える。つまり、感知領域の全てにおいて透明な導電酸化物を有する画像センサを製造する方法を提供する。別の効果としては、デバイスにおける効果的な電荷転送を容易に行い、ダーク電流を最小限にする動作モードを実現する自己整列バリア領域（self-aligned barrier region）を形成する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、画像センサを製造する最初のステップにおいて形成する画像センサ１０の部分を示す。画像センサ１０のこの最初の部分は、ゲート誘電体３０または多重誘電体フィルム（図示せず）が上に形成された基板２０を有する。透明導電酸化物４０がゲート誘電体３０の上に設けられ、絶縁層５０が透明導電酸化物４０の上に設けられている。フォトレジスト６０を適用し、選択的に除去することで、それぞれの間に領域７０を有する複数のフォトレジスト６０を形成する。
【００１３】
図２を参照する。フォトレジスト６０の間の領域７０について、トップの絶縁層５０および透明導電酸化物４０と、選択的にゲート誘電体３０の全てまたは一部をエッチングする。ゲート誘電体３０は全くエッチングしない場合もある。図２では、ゲート誘電体３０はエッチングされていない。次に、図示するように、複数のフォトレジスト６０を除去する。
【００１４】
図３を参照する。ゲート誘電体３０をエッチングした場合、この部分をリフォームしてもよい。図３では、ゲート誘電体３０はエッチングされていない。別の絶縁層８０を、これらの上にほぼ添わせるようにして堆積する。絶縁層８０は二酸化珪素であることが好適である。
【００１５】
図４を参照する。この図では、絶縁層５０を異方性的にエッチングして、順応（conforming）絶縁層物質８０を水平面から除去したが、垂直面からは除去していない。既にエッチングした領域において基板上の領域に選択的に（不純物を）添加することでバリア領域９０を形成する。ゲート誘電体３０をエッチングした場合、この部分をリフォームしてもよいことに言及しておけば、本発明の理解が容易になるであろう。
【００１６】
図５を参照する。パターニングおよびエッチング処理を用いて第２の透明導電酸化物１００を堆積し、選択的に除去することで所望の構成にする。これは当業者には周知である。画像センサ１０は、商用的に使用できる一般的なセンサを形成するステップを追加的に有することに言及しておけば、理解が容易になるであろう。これらのステップは周知であり、ここでは図示しない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の画像センサの製造方法の１ステップを示す縦断面図である。
【図２】本発明の画像センサの製造方法の別の１ステップを示す縦断面図である。
【図３】本発明の画像センサの製造方法の別の１ステップを示す縦断面図である。
【図４】本発明の画像センサの製造方法の別の１ステップを示す縦断面図である。
【図５】本発明の画像センサの製造方法の１ステップを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  画像センサの製造の最初のステップ、２０  基板、３０  ゲート誘電体、４０  透明な導電酸化物、５０  絶縁層、６０  フォトレジスト、７０  領域、８０  順応絶縁層物質、９０  バリア領域、１００  第２の透明な導電酸化物。
【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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