(57)【要約】【課題】不純物の拡散プロファイルが急峻に保たれ、かつ層間の絶縁性が確実に保たれた固体撮像装置（半導体装置）の製造方法を提供する。【解決手段】プラズマ・ラジカル酸化により半導体基板１上に形成した第１転送電極７を覆う状態で、半導体基板１上に第１酸化膜９を成膜する。第１転送電極７上を覆う被酸化膜パターン１１ａを第１酸化膜９上に形成し、プラズマ・ラジカル酸化によって被酸化膜パターン１１ａを酸化膜パターン１１ｂとする。酸化膜パターン１１ｂを介して第１転送電極７上に端部を重ねる状態で半導体基板１上に第２転送電極１３を形成する。【選択図】        図１
2005011873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した第１転送電極を覆う状態で当該基板上に酸化膜を成膜する第１工程と、
前記第１転送電極上を覆う被酸化膜パターンを前記酸化膜上に形成する第２工程と、
酸素ラジカルを酸化種とした酸化により前記被酸化膜パターンを酸化膜パターンとする第３工程と、
前記酸化膜パターンを介して前記第１転送電極上に端部を重ねる状態で前記基板上に第２転送電極を形成する第４工程とを行う
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第１工程では酸素ラジカルを酸化種とした酸化によって前記酸化膜を形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
基板上に形成した転送電極を覆う状態で当該基板上に酸化膜を成膜する第１工程と、
前記転送電極脇のセンサ部を露出させた状態で当該転送電極を覆う形状の被酸化膜パターンを前記酸化膜上に形成する第２工程と、
酸素ラジカルを酸化種とした酸化により前記被酸化膜パターンを酸化膜パターンとする第３工程と、
前記センサ部を露出させかつ前記酸化膜パターンを覆う状態で遮光膜パターンを形成する第４工程とを行う
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第１工程では酸素ラジカルを酸化種とした酸化によって前記酸化膜を形成する
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
基板上に形成された第１転送電極と、
前記第１転送電極上に端部を重ねる状態で前記基板上に形成された第２転送電極と、
前記基板および前記第１転送電極と前記第２転送電極との間に配置された酸化膜と、
前記酸化膜上において前記第１転送電極と前記第２転送電極との間に配置された酸化膜パターンとを備え、
前記酸化膜および前記酸化膜パターンは、酸素ラジカルを酸化種とした酸化によって得られた酸化膜からなり、前記第１転送電極の表面形状に追従した表面形状を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
基板上に形成された転送電極と、
前記転送電極を覆う状態で前記基板上に形成された酸化膜と、
前記転送電極脇のセンサ部を露出させかつ当該転送電極を覆う状態で前記酸化膜上に形成された酸化膜パターンと、
前記酸化膜パターンを覆う状態で前記基板上に形成された遮光膜パターンを備え、
前記酸化膜および前記酸化膜パターンは、酸素ラジカルを酸化種とした酸化によって得られた酸化膜からなり、前記転送電極の表面形状に追従した表面形状を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項７】
基板上に被酸化膜を形成する第１工程と、
酸素ラジカルを酸化種とした酸化により前記被酸化膜を酸化させた酸化膜を形成する第２工程と、
前記第１工程及び第２工程を繰り返すことにより前記基板の表面形状に対して表面形状の依存性が良好な酸化膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に形成した酸化膜上に被酸化膜パターンを形成する第１工程と、
酸素ラジカルを酸化種とした酸化により前記酸化膜に対して前記被酸化膜パターンのみを選択的に酸化し、部分的に厚膜化した酸化膜を得る第２工程とを行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第１工程では、酸素ラジカルを酸化種とした酸化によって前記酸化膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
表面に凹凸を有する基板と、
前記基板上を覆う酸化膜とを備え、
前記酸化膜は、酸素ラジカルを酸化種とした酸化によって得られた膜であり、前記基板の表面形状に追従した表面形状を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁膜として酸化膜を有する固体撮像装置の製造方法および固体撮像装置、ならびに半導体装置の製造方法および半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板の表面側にセンサ部や転送電極を設けてなる、いわゆる固体撮像装置の製造においては、層間絶縁膜に酸化膜が用いられている。以下、図７に基づき、固撮像装置の製造方法の一例を説明する。先ず、図７（ａ）に示すように、半導体基板１０１の表面層に、電荷の転送方向に沿って複数列の転送領域１０２と素子分離領域１０３とを形成する。次いで、この転送領域１０２および素子分離領域１０３上に絶縁膜１０４を介して第１転送電極１０５を形成し、さらに絶縁膜１０６を介して第１転送電極１０５上に両端部を重ねた形状の第２転送電極１０７を形成する。その後、転送電極１０５，１０７をマスクにしたイオン注入により、半導体基板１０１の表面層にセンサ部１０８を形成する。
【０００３】
次に、図７（ｂ）に示すように、半導体基板１０１および転送電極１０５，１０７の表面に絶縁膜１０９を形成する。そしてさらに、図７（ｃ）に示すように、絶縁膜１０９上に窒化シリコン膜１１０を形成し、この窒化シリコン膜１１０をパターニングすることによって、図７（ｄ）に示すようにセンサ部１０８上に反射防止パターン１１０ａを形成する。その後、図７（ｅ）に示すように、反射防止パターン１１０ａを覆う状態で、絶縁膜１１１を形成し、図７（ｆ）に示すように、絶縁膜１１１上に転送電極１０５，１０７を覆うと共にセンサ部１０８上を開口する遮光膜パターン１１３を形成する。以上の工程において、各絶縁膜１０４，１０６，１０９，１１１には、半導体基板との間の界面準位が小さいなどの優れた特性を備えた熱酸化膜が用いられることが多い。
【０００４】
また、以上の他にも、センサ部１０８上を開口するように絶縁膜１１１をパターニングした後、パターニングされた絶縁膜１１１を覆う状態で遮光膜パターン１１３を形成しても良い（下記特許文献１参照）。このように絶縁膜１１１に開口部を設けることにより、遮光膜１１３の端縁と半導体基板１０１との間隔が狭められ、スミアの発生を防止できる。ただしこの場合、絶縁膜１１１のパターニングが、下地となる絶縁膜１０９におよぶことのないように、絶縁膜１０９および絶縁膜１１１の材質を選択することが重要になる。
【０００５】
ところで、上述した固体撮像装置を含む半導体装置の製造方法においては、酸化膜の形成方法としてプラズマ・ラジカル酸化が提案されている。このプラズマ・ラジカル酸化は、予め成膜したポリシリコン等の被酸化膜をマイクロ波励起高密度プラズマ装置による高密度の酸素ラジカルに晒すことにより、酸素ラジカルを酸化種として被酸化膜を酸化させて酸化膜とする酸化膜形成方法である。このプラズマ・ラジカル酸化によれば、低温プロセスで熱酸化膜と同等の特性を有する酸化膜を得ることが可能である。また、被酸化膜の面方位依存性の無い酸化レートを有するため、コンフォーマルな酸化膜を形成することが可能である（以上、下記非特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１９８５１０号公報（特に、図７および段落００３８〜００４１参照）
【非特許文献１】
「応用物理」、２０００年、第６９巻，第１０号，ｐ．１２００−１２０４
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような固体撮像装置の製造方法においては、各層間の絶縁膜に熱酸化膜を用いていることにより、次のような課題が発生していた。
【０００８】
すなわち、熱酸化膜は、成膜時のストレスに起因して下地の凸状角部を覆う部分が、ラウンド形状となることが知られている。具体的には、図８に示したように、第１転送電極１０５を覆う絶縁膜１０６を熱酸化膜とした場合には、第１転送電極１０５の凸状角部を覆う絶縁膜１０６部分がラウンド形状となり、この部分の膜厚が部分的に薄膜化する。これにより、第１転送電極１０５と第２転送電極１０７との間の耐圧性が部分的に不十分となっていた。同様に、第１転送電極１０５および第２転送電極１０７を覆う絶縁膜１０９を熱酸化膜とした場合には、第１転送電極１０５および第２転送電極１０７の凸状角部を覆う絶縁膜１０９部分がラウンド形状となり、この部分の膜厚が部分的に薄膜化する。これにより、第１転送電極１０５および第２転送電極１０７と遮光膜パターン１１３との間の耐圧も部分的に不十分となっていた。
【０００９】
そして、上記耐圧を十分に確保するために、熱酸化膜を厚膜化しようとすると、先の工程で半導体基板中に形成されている転送領域、素子分離領域、センサ部等の不純物拡散領域における不純物の拡散プロファイルがなだらかになると言った問題が生じる。
【００１０】
さらに、熱酸化膜を形成する際の熱酸化は比較的酸化力が強く、部分的な厚膜化は困難である。このため、固体撮像装置の製造においては、例えば図７（ｅ）を用いて説明した工程で、第１転送電極１０５および第２転送電極１０７と、次に形成する遮光膜パターンとの間の絶縁性を確保するための絶縁膜１１１を熱酸化によって形成する場合には、半導体基板１０１上も含む全ての面で酸化による増膜が進む。これにより、次の図７（ｆ）に示す工程で遮光膜パターン１１３を形成した場合、第１転送電極１０５および第２転送電極１０７脇の半導体基板１０１上において、半導体基板１０１と遮光膜パターン１１３との間隔が広くなる。これは、斜め光の漏れ込みによるスミアの発生を招く要因になる。
【００１１】
このため、熱酸化に換えて、低温での酸化が可能なプラズマ・ラジカル酸化を行うことで、熱酸化膜と同等の特性を有する酸化膜を形成することが考えられる。しかしながら、プラズマ・ラジカル酸化は酸化種とする酸素ラジカルの物質内での拡散長が小さいため、ただ単に、熱酸化の工程をプラズマ・ラジカル酸化に換えただけでは、層間の絶縁に十分な膜厚の酸化膜を得ることが困難であった。
【００１２】
以上は、固体撮像装置に限定されることなく、固体撮像装置以外の半導体装置の製造工程でも同様の問題として生じる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上の問題点に鑑み、本発明の第１の固体撮像装置の製造方法は、基板上に形成した第１転送電極を覆う状態で酸化膜を成膜した後、第１転送電極上を覆う被酸化膜パターンを形成する。次いで、酸素ラジカルを酸化種とした酸化により前記被酸化膜パターンを酸化膜パターンとする。その後、酸化膜パターンを介して第１転送電極上に端部を重ねる状態で第２転送電極を形成する。
【００１４】
このような第１の固体撮像装置の製造方法では、予め、形成された被酸化膜パターンを酸化させることによって酸化膜パターンを形成する構成としたため、被酸化膜パターンが形成された部分のみに選択的に酸化膜パターンが形成される。そして、この酸化膜パターンを形成する場合の酸化は、酸素ラジカルを酸化種として用いた、いわゆるプラズマ・ラジカル酸化を行っている。このため、この酸化膜パターンは、熱酸化膜と同等の特性を有しながらも、熱酸化膜と比較して下地の形状に非常に良く依存した表面形状であり、第１転送電極の凸状角部を十分な膜厚で覆うものとなる。したがって、この酸化膜パターンを介して第１転送電極上に端部を重ねて第２転送電極を形成した場合、第１転送電極の凸状角部においても、第１転送電極と第２転送電極との間隔が十分に確保される。また、被酸化膜パターンの下地が酸化膜であるため、被酸化膜パターンをプラズマ・ラジカル酸化する際に、この酸化膜に対してプラズマ・ラジカル酸化の影響が及ぼされることがないため、第２転送電極と基板との間に配置される酸化膜部分が厚膜化されることはない。
【００１５】
この製造方法において、酸化膜パターンの下地となる酸化膜を形成する際にもプラズマ・ラジカル酸化を行うことで、第１転送電極および基板と第２転送電極との間に位置する酸化膜も酸化膜パターンと同様の性質を有するものとなるため、さらに好ましい。
【００１６】
そして、本発明の第１の固体撮像装置は、以上の第１の方法によって得られた固体撮像装置であり、基板および第１転送電極と第２転送電極との間に配置された酸化膜と、この酸化膜上において第１転送電極と第２転送電極との間に配置された酸化膜パターンとが、プラズマ・ラジカル酸化によって得られた酸化膜からなり、第１転送電極の表面形状に追従した表面形状を有している。
【００１７】
このような第１の固体撮像装置では、酸化膜および酸化膜パターンによって、第１転送電極の凸状角部においても第２転送電極との間隔が十分に確保される。このため、第１転送電極と第２転送電極との耐圧を十分に確保することができる。
【００１８】
また、本発明の第２の固体撮像装置の製造方法は、基板上に形成した転送電極を覆う酸化膜を成膜し、この酸化膜上に転送電極脇のセンサ部を露出させた状態で当該転送電極を覆う形状の被酸化膜パターンを形成する。次いで、この被酸化膜パターンをプラズマ・ラジカル酸化により酸化膜パターンとする。その後、上記酸化膜パターンを覆う状態で遮光膜パターンを形成する。
【００１９】
このような第２の固体撮像装置の製造方法では、転送電極を覆う酸化膜パターンの形成を、第１の方法と同様のプラズマ・ラジカル酸化によって行う構成とした。このため、熱酸化膜と同等の性質を有しかつ熱酸化膜よりも下地の形状に非常に良く依存した表面形状の酸化膜パターンを介して、転送電極上に遮光膜パターンが形成される。したがって、転送電極の凸状角部においても、転送電極と遮光膜との間隔が十分に確保される。また、被酸化膜パターンの下地も酸化膜であるため、第１の方法と同様に、酸化膜パターンから露出するセンサ部上の酸化膜部分が厚膜化されることはない。したがって、酸化膜パターンを覆う状態で形成される遮光膜パターンの縁部においては、遮光膜パターンと基板との間に狭持される酸化膜部分の薄膜状態が維持される。
【００２０】
この製造方法において、酸化膜パターンの下地となる酸化膜を形成する際にもプラズマ・ラジカル酸化を行うことで、転送電極と遮光膜パターンとの間に位置する酸化膜も酸化膜パターンと同様の性質を有するものとなるため、さらに好ましい。
【００２１】
そして、本発明の第２の固体撮像装置は、以上の第２の方法によって得られた固体撮像装置であり、転送電極を覆う酸化膜および酸化膜パターンが、プラズマ・ラジカル酸化によって得られた酸化膜からなり、転送電極の表面形状に追従した表面形状を有している。
【００２２】
このような第２の固体撮像装置では、酸化膜および酸化膜パターンによって、転送電極の凸状角部においても遮光膜パターンとの間隔が十分に確保される。このため、転送電極と遮光膜パターンとの耐圧を十分に確保することができる。しかも、酸化膜パターンから露出するセンサ部上の酸化膜部分が厚膜化されることはなく、この酸化膜パターンを覆う状態で形成された遮光膜パターンと基板との隙間が小さく保たれる。
【００２３】
また、本発明の第１の半導体装置の製造方法は、基板上に被酸化膜を形成する工程と、被酸化膜をプラズマ・ラジカル酸化により酸化させた酸化膜を形成する工程とを繰り返すことにより、基板の表面形状に対して依存性の良好な酸化膜を形成することを特徴としている。
【００２４】
このような第１の半導体装置の製造方法では、被酸化膜の形成工程と、被酸化膜のプラズマ・ラジカル酸化とを繰り返し行うことにより、プラズマ・ラジカル酸化による酸化膜厚の限界を超えた膜厚の酸化膜が形成される。
【００２５】
本発明の第２の半導体装置の製造方法は、基板上に酸化膜を介して被酸化膜パターンを形成し、被酸化膜パターンをプラズマ・ラジカル酸化させ、部分的に厚膜化した酸化膜を得る。基板上に形成する酸化膜も、基板の表面をプラズマ・ラジカル酸化させた膜であっても良い。
【００２６】
このような第２の製造方法では、酸化膜上の被酸化膜パターンをプラズマ・ラジカル酸化させることにより、部分的に厚膜化した酸化膜を得ている。このプラズマ・ラジカル酸化は、酸化膜厚の限界が小さいため、被酸化膜パターンの下地となる酸化膜の露出部分が、このプラズマ・ラジカル酸化によってさらに酸化されることはない。したがって、被酸化膜パターンから露出している酸化膜部分の厚膜化が確実に抑えられ、被酸化膜パターンのみを確実に酸化した部分的な厚膜化が行われる。
【００２７】
本発明の半導体装置は、表面に凹凸を有する基板と、この基板上を覆う酸化膜とを備えており、特に酸化膜が、被酸化膜をプラズマ・ラジカル酸化させることによって得られ、基板の表面形状に追従した表面形状を有していることを特徴としている。
【００２８】
このような構成の半導体装置では、基板上を覆う酸化膜が、被酸化膜をプラズマ・ラジカル酸化させたものであるため、基板の表面形状に追従した表面形状を有しながらも、熱酸化膜と同等の特性を備えたものとなる。したがって、この酸化膜上に導電膜を形成した場合に、基板の表面形状によらずに基板と導電膜との絶縁性が確保されると共に、基板と酸化膜との界面準位が小さく保たれる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、半導体装置の一つであるＣＣＤ型の固体撮像装置を例にとり、その製造方法から順に図面に基づいて詳細に説明する。
【００３０】
図１はここで製造するインターライントランスファー（ＩＴ）型のＣＣＤ固体撮像装置における半導体基板表面の平面図であり、図２は図１におけるＡ部に対応する固体撮像装置の要部拡大図である。以下、これらの図１，図２を参照しつつ、図３の断面工程図に基づいて実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する。尚、図３は、図２におけるｙ−ｙ’断面（水平転送方向ｈの断面）に相当する。
【００３１】
先ず、図３（ａ）に示すように、例えば単結晶シリコンからなる半導体基板１の表面層に、不純物を拡散させた垂直転送領域２とチャネルストップ拡散層３とを形成する。垂直転送領域２は、撮像領域１ａにおける電荷の転送方向（垂直転送方向ｖ）に沿って並列配置された状態で形成される。また、チャネルストップ拡散層３は、垂直転送領域２の片側に隣接して配置されると共に、その一部が対向する垂直転送領域２側に向かって等間隔で延設されている。尚、このほかにも、必要に応じて、水平転送方向ｈに沿った水平転送領域４や読出領域４’の形成を行う（図１参照）。
【００３２】
次に、この垂直転送領域２およびチャネルストップ拡散層３上に、絶縁膜５を介して第１転送電極７をパターン形成する。絶縁膜５は、例えば、酸化膜、窒化膜、酸化膜をこの順に積層してなるＯＮＯ（Ｏｘｉｄｅ／Ｎｉｔｒｉｄｅ／Ｏｘｉｄｅ）膜からなる。また、第１転送電極７は、例えばポリシリコン膜をパターニングしてなり、互いに間隔を保って垂直転送方向ｖに配列形成される。また、水平転送方向ｈに配列された第１転送電極７間は、細い配線部分で接続された状態にパターニングされていることとする（図２参照）。尚、第１転送電極７形成のパターニングにおいて、絶縁膜５も続けてパターニングして良い。
【００３３】
次に、図３（ｂ）に示すように、ポリシリコンからなる第１転送電極７および半導体基板１の表面をプラズマ・ラジカル酸化することにより、第１酸化膜９を形成する。ここで、プラズマ・ラジカル酸化とは、酸素ラジカルを酸化種として被酸化膜を酸化させて酸化膜とする酸化膜形成方法であり、高密度の酸素ラジカルの発生が可能なマイクロ波励起高密度プラズマ装置を用いて行われる。このマイクロ波励起高密度プラズマ装置は、５００℃程度以下の低温でシリコンの面方位によらない、高速、高品質の酸化が可能である。
【００３４】
尚、ここでは、プラズマ・ラジカル酸化によって形成した第１酸化膜９の膜厚が十分ではない場合には、この第１酸化膜９上に、窒化シリコンやポリシリコンからなる被酸化膜を形成する工程と、この被酸化膜をプラズマ・ラジカル酸化する工程をと繰り返し行うことで第１酸化膜９を全体的に厚膜化しても良い。
【００３５】
次に、図３（ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により、第１酸化膜９上に窒化シリコンからなる被酸化膜１１を堆積成膜する。尚、この被酸化膜１１の材質は、酸化が可能な材料であれば窒化シリコンに限定されることはなく、例えばポリシリコンあっても良い。
【００３６】
その後、図３（ｄ）に示すように、第１転送電極７の上部から側壁にかけてを覆い他の部分を露出させる形状に被酸化膜１１をパターニングし、被酸化膜パターン１１ａを形成する。この際、図面上の奥行き方向（すなわち垂直転送方向ｖ）における第１転送電極７間の被酸化膜１１も除去して第１酸化膜９を露出させることとする。尚、ここでは、例えばレジストパターン（図示省略）をマスクに用いた被酸化膜１１のドライエッチング等を行うことで、当該被酸化膜１１をパターニングする。
【００３７】
次いで、図３（ｅ）に示すように、被酸化膜パターン１１ａの表面をプラズマ・ラジカル酸化することにより、被酸化膜パターン１１ａの少なくとも表面層を酸化膜パターン１１ｂとする。そして、第１転送電極７を、プラズマ・ラジカル酸化膜からなる第１酸化膜９、窒化シリコンからなる被酸化膜パターン１１ａ、およびこの表面層をプラズマ・ラジカル酸化した酸化膜パターン１１ｂの３層からなるＯＮＯ（Ｏｘｉｄｅ／Ｎｉｔｒｉｄｅ／Ｏｘｉｄｅ）膜で覆う。
【００３８】
尚、ここでは、被酸化膜パターン１１ａが全て酸化されて酸化膜パターン１１ｂとなっても良い。また、この工程では、既に酸化膜として形成されている第１酸化膜９の表面層においてプラズマ・ラジカル酸化が進むことはなく、第１酸化膜９が厚膜化されることはない。
【００３９】
またここで、被酸化膜パターン１１ａの全層を酸化して酸化膜パターン１１ｂを形成する場合であって、プラズマ・ラジカル酸化によって形成した酸化膜パターン１１ｂの膜厚が十分ではない場合には、この酸化膜パターン１１ｂ上に、窒化シリコンやポリシリコンからなる被酸化膜を形成する工程と、この被酸化膜をプラズマ・ラジカル酸化する工程をと繰り返し行うことで酸化膜パターン１１ｂを厚膜化しても良い。
【００４０】
以上の後、図３（ｆ）、およびこれに対応する図４（垂直転送方向ｖの断面図であり、図２のｘ−ｘ’断面図に対応）に示すように、第１酸化膜９および酸化膜パターン１１ｂを介して、垂直転送領域２上に、第２転送電極１３をパターン形成する。この第２転送電極１３は、例えばポリシリコン膜をパターニングしてなり、第１酸化膜９および酸化膜パターン１１ｂを介して両端が第１転送電極７上に重ねられ、かつ第１酸化膜９を介して中央部が半導体基板１（垂直転送領域２）上に重ねられた状態で、垂直転送方向ｖに配列形成される。また、水平方向に配列された第１転送電極７間は、第１酸化膜９を介して第１転送電極７上において細い配線部分で接続された状態にパターニングされていることとする（図２参照）。
【００４１】
尚、第２転送電極１３形成のパターニングにおいて、酸化膜パターン１１ｂ、第１酸化膜９も続けてパターニングして良い。
【００４２】
次に、第１転送電極７および第２転送電極１３をマスクに用いた不純物拡散により、半導体基板１の表面層にセンサ部１５となる拡散層を形成する。
【００４３】
以上の後、図５（ａ）に示すように、ポリシリコンからなる第１転送電極７、第２転送電極１３および半導体基板１の表面をプラズマ・ラジカル酸化することにより、酸化膜からなる第２酸化膜１７を形成する。
【００４４】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により、第２酸化膜１７上に窒化シリコンからなる被酸化膜１９を堆積成膜する。被酸化膜１９の材質は、図３（ｃ）を用いて説明した被酸化膜１１と同様に、酸化が可能な材料であれば窒化シリコンに限定されることはなく、例えばポリシリコンあっても良い。ただし、次に説明するように、この被酸化膜１９を反射防止パターン２０として用いる場合には、窒化シリコンを用いることが好ましい。
【００４５】
その後、図５（ｃ）に示すように、被酸化膜１９をパターニングすることにより、第１転送電極７および第２転送電極１３の上部から側壁にかけてを覆う被酸化膜パターン１９ａを形成すると共に、センサ部１５上に反射防止膜パターン２０を形成する。この際、ここでの図示を省略したレジストパターンをマスクに用いた被酸化膜１９のドライエッチング等を行うことで、当該被酸化膜１９をパターニングする。
【００４６】
次いで、図５（ｄ）に示すように、被酸化膜パターン１９ａの表面をプラズマ・ラジカル酸化することにより、被酸化膜パターン１９ａの表面を酸化膜パターン１９ｂとする。これにより、第１転送電極７および第２転送電極１３を、プラズマ・ラジカル酸化膜からなる第２酸化膜１７、窒化シリコンからなる被酸化膜パターン１９ａ、およびこの表面層をプラズマ・ラジカル酸化した酸化膜パターン１９ｂの３層からなるＯＮＯ膜で覆う。また、ここでは、反射防止膜パターン２０もプラズマ・ラジカル酸化されることになる。
【００４７】
尚、ここでは、被酸化膜パターン１９ａが全て酸化されて酸化膜パターン１９ｂとなっても良い。また、この工程では、反射防止膜パターン２０も同様にプラズマ・ラジカル酸化される。さらに、既に酸化膜として形成されている第２酸化膜１７の表面層においてプラズマ・ラジカル酸化が進むことはなく、窒化シリコンからなる被酸化膜パターン１９ａおよび反射防止膜パターン２０の表面のみがプラズマ・ラジカル酸化されることになる。
【００４８】
またここで、被酸化膜パターン１９ａの全層を酸化して酸化膜パターン１９ｂを形成する場合であって、プラズマ・ラジカル酸化によって形成した酸化膜パターン１９ｂの膜厚が十分ではない場合には、この酸化膜パターン１９ｂ上に、窒化シリコンやポリシリコンからなる被酸化膜を形成する工程と、この被酸化膜をプラズマ・ラジカル酸化する工程をと繰り返し行うことで酸化膜パターン１９ｂを厚膜化しても良い。
【００４９】
以上の後、図５（ｅ）、およびこれに対応する図６（垂直転送方向ｖの断面図であり、図２のｘ−ｘ’断面図に対応）に示すように、第２酸化膜１７および酸化膜パターン１９ｂを介して、第１転送電極７，第２転送電極１３を覆うと共に、センサ部１５上を露出させる形状の遮光膜パターン２３を形成する。この遮光膜パターン２３は、例えばアルミニウム膜をパターニングしてなり、酸化膜パターン１９ｂを完全に覆う範囲で、センサ部１５をできるだけ広く開口させる形状で形成されることとする。尚、この遮光膜パターン２３は、図２での図示は省略した。
【００５０】
以上のようにして得られた固体撮像装置は、第１転送電極７と第２転送電極１３との間が、プラズマ・ラジカル酸化された酸化膜（プラズマ・ラジカル酸化膜）からなる第１酸化膜９および酸化膜パターン１１ｂによって絶縁される。プラズマ・ラジカル酸化膜は、表面形状の下地依存性が高い。このため、第１転送電極７の凸状角部においても、ラウンド形状となることがない。したがって、第１転送電極７と第２転送電極１３との間隔が十分に広くなり、十分な耐圧を確保することができる。
【００５１】
同様に、第１転送電極７および第２転送電極１３と遮光膜パターン２３との間が、プラズマ・ラジカル酸化膜からなる第２酸化膜１７および酸化膜パターン１９ｂによって絶縁されるため、転送電極７，１３と遮光膜パターン２３との間の十分な耐圧を確保することができる。
【００５２】
しかも、このプラズマ・ラジカル酸化では、９００℃以上の高温処理を必要とする熱酸化と比較して、４００℃程度の低温プロセスである。このため、半導体基板１中のセンサ部１５や転送領域２などの拡散層における不純物プロファイルに対して影響を及ぼすことはなく、所望の急峻な不純物プロファイルを保つことが可能である。
【００５３】
さらに、プラズマ・ラジカル酸化によって得られた酸化膜は、熱酸化膜と同程度に良好な特性を有する。このため、特に半導体基板１の界面に配置される第１酸化膜９や第２酸化膜１７をプラズマ・ラジカル酸化膜とすることで、半導体基板１との間の界面準位も熱酸化膜と同程度に小さく抑えることが可能である。
【００５４】
また、図３（ｅ）を用いて説明した被酸化膜パターン１１ａのプラズマ・ラジカル酸化では、下地となる第１酸化膜９にプラズマ・ラジカル酸化の影響が及ぼされることがない。したがって、第２転送電極１３と半導体基板１との間に配置される第１酸化膜９部分が厚膜化されることはなく、初期の膜厚を維持することができる。
【００５５】
同様に、図５（ｄ）を用いて説明した被酸化膜パターン１９ａのプラズマ・ラジカル酸化では、下地となる第２酸化膜１７にプラズマ・ラジカル酸化の影響が及ぼされることがない。したがって、酸化膜パターン１９ｂから露出するセンサ部１５上の第２酸化膜１７部分が厚膜化されることはない。したがって、酸化膜パターン１９ｂを覆う状態で形成される遮光膜パターン２３の縁部においては、遮光膜パターン２３と半導体基板１との間に狭持される第２酸化膜１７部分の薄膜状態が維持される。この結果、斜め入射光の漏れ込みによるスミアの発生を防止することが可能である。
【００５６】
尚、上述した実施形態においては、半導体装置の１つである固体撮像装置に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、固体撮像装置への適用に限定されることはない。例えば、固体撮像装置以外の半導体装置における酸化工程に、あるいは電荷転送素子以外の他のデバイスの酸化工程において、熱酸化膜と同程度の特性を有する酸化膜を、より低温で形成することが要求される場合に好適に用いられる。さらに、熱酸化膜と同程度の特性を有する酸化膜を、部分的に厚膜化して設けること要求される場合に好適に用いられる。また、熱酸化膜と同程度の特性を有する酸化膜を、下地形状に対して良好な依存性を有する表面形状で得たい場合に好適に用いられる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、酸化膜上の被酸化膜パターンをプラズマ・ラジカル酸化する構成としたことにより、部分的に厚膜化した酸化膜を形成することが可能になる。これにより、特に固体撮像装置においては、遮光膜パターンと転送電極間のみを厚膜化した酸化膜を得ることができ、斜め入射光の漏れ込みによるスミアの発生を防止することが可能である。また、熱酸化膜と比較して、表面形状の下地依存性が良好であるため、部分的な薄膜化が防止され、酸化膜を挟んだ上下層間の耐圧を向上させることが可能になる。さらに、熱酸化と比較して低温プロセスで酸化膜が形成されるため、基板中の不純物の拡散を抑え、不純物プロファイルを急峻に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態で製造する固体撮像装置における半導体基板表面の平面図である。
【図２】図１のＡ部に対応する固体撮像装置の要部拡大平面図である。
【図３】実施形態の製造方法を示す水平転送方向の断面工程図（その１）である。
【図４】図３（ｆ）に対応する垂直転送方向の断面図である。
【図５】実施形態の製造方法を示す水平転送方向の断面工程図（その２）である。
【図６】図５（ｅ）に対応する垂直転送方向の断面図である。
【図７】従来の製造方法を示す水平転送方向の断面工程図である。
【図８】図７（ｆ）に対応する垂直転送方向の断面図である。
【符号の説明】
１…半導体基板、７…第１転送電極、９…第１酸化膜、１１ａ…被酸化膜パターン、１１ｂ…酸化膜パターン、１３…第２転送電極、１７…第２酸化膜、１９ａ…被酸化膜パターン、１９ｂ…酸化膜パターン、２３…遮光膜パターン
【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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