(57)【要約】【課題】スミア特性が改善された固体撮像装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体基板１１内に複数の受光領域１１ａを備えた固体撮像装置の製造方法であって、スリット１４を受光領域１１ａ間に有する電極材料膜１３を半導体基板１１上に形成する工程と、スリット１４を絶縁膜で埋め込むことで、分離パターン１６を形成する工程と、レジストパターンをマスクに用いて、分離パターン１６の側端部をエッチング除去するとともに、電極材料膜１３をエッチングして転送電極１３’を形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法である。【選択図】図３
2005268373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、
スリットを受光領域間に有する電極材料膜を、前記基板上に形成する工程と、
前記スリットを絶縁膜で埋め込むことで、分離パターンを形成する工程と、
レジストパターンをマスクに用いて、前記分離パターンの側端部をエッチング除去するとともに、前記電極材料膜をエッチングして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２】
前記転送電極を形成する工程において、
前記受光領域上の前記電極材料膜をエッチング除去する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記受光領域はマトリクス状に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記転送電極は単層構造である
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記転送電極を形成する工程の後に、前記転送電極の側壁および前記分離パターンの側壁を覆うサイドウォールを形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜は窒化シリコン層を有している
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、
基板上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に、前記基板に達する転送電極用の溝パターンを形成する工程と、
前記溝パターンを埋め込む状態で、前記絶縁膜上に電極材料膜を形成した後、前記絶縁膜の表面が露出するまで当該電極材料膜を除去することで、当該溝パターン内に転送電極を形成する工程と、
前記絶縁膜を部分的に除去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８】
前記絶縁膜を部分的に除去する工程において、
前記絶縁膜を部分的に除去することで、前記基板の受光領域上を露出する受光開口部を形成する
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記受光領域はマトリクス状に設けられている
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記転送電極は単層構造である
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記転送電極を形成する工程の後に、前記転送電極の側壁および部分的に除去された前記絶縁膜の側壁を覆うサイドウォールを形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁膜は窒化シリコン層を有している
ことを特徴とする請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固体撮像装置の製造方法に関するものであって、特に単層構造の転送電極を有する固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置の転送電極構造において、単層構造の場合は同一レイヤーで複数相の転送電極を作りこむため、基板上に設けられた電極材料膜に０．１μｍ程度の幅のスリット（ナローギャップ）を形成して、電極材料膜を区切っている。このサイズの電極材料膜の加工は、レジストパターンをマスクに用いたエッチングでは困難であるため、主に、化学的気相成長（Chemical Mechanical Deposition(ＣＶＤ)）法により形成したＳｉＯ2系膜からなる無機マスクを用いてスリットを形成している。そして、このスリットを絶縁膜で埋め込むことで、複数相の転送電極に分離する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６０１８９号公報
【０００４】
ここで、従来の固体撮像装置の製造方法について、特に、単層構造の転送電極構造のプロセスフローを図７〜図９の製造工程断面図を用いて説明する。まず、図７（ａ）に示すように、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられたＰ型のシリコン基板からなる半導体基板１１上に、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜１２ａ、窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１２ｂ、ＳｉＯ2膜１２ｃを順次成膜して、ゲート絶縁膜１２を形成する。その後、ゲート絶縁膜１２上に、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）からなる電極材料膜１３を成膜する。
【０００５】
次に、図７（ｂ）に示すように、電極材料膜１３上に無機マスク１５を形成し、この無機マスク１５を用いたドライエッチングにより、電極材料膜１３を垂直加工することで、ゲート絶縁膜１２を露出し、受光領域１１ａ間に渡る０．１μｍ程度の幅のスリット１４を形成する。
【０００６】
次いで、図７（ｃ）に示すように、スリット１４の内壁を覆うように、無機マスク１５上にＳｉＯ2膜１６ａを成膜した後、このスリット１４を埋め込むように、ＳｉＯ2膜１６ａ上にＳｉＮ膜１６ｂを成膜する。この後、エッチバックを行うことにより、無機マスク１５の表面が露出するまで、ＳｉＮ膜１６ｂおよびＳｉＯ2膜１６ａを除去して、絶縁性の分離パターン１６を形成する。
【０００７】
次に、図７（ｄ）に示すように、分離パターン１６上を含む無機マスク１５上にレジストを塗布し、分離パターン１６の側端部を開口した状態で、半導体基板１１の受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７を形成する。
【０００８】
その後、図８（ｅ）に示すように、このレジストパターン１７をマスクに用いたエッチングにより、受光領域１１ａ上の無機マスク１５（前記図７（ｄ）参照）を除去することで、電極材料膜１３を露出する。
【０００９】
続いて、図８（ｆ）の上面図およびＺ−Ｚ’断面図に示すように、レジストパターン１７（前記図８（ｅ）参照）をマスクに用いて、受光領域１１ａ上の電極材料膜１３（前記図８（ｅ）参照）を除去することで、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２を露出する受光開口部Ｗを形成するとともに、分離パターン１６と受光開口部Ｗとで区切られた転送電極１３’を形成する。その後、レジストパターン１７を除去する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述したような製造方法では、図８（ｅ）〜（ｆ）を用いて説明したように、受光開口部Ｗを形成する際に、分離パターン１６により電極材料膜１３を確実に分離するため、露光装置の合わせ精度も考慮に入れたマージンをとり、分離パターン１６の側端部を開口した状態で、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７を形成する。そして、このレジストパターン１７をマスクに用いて、電極材料膜１３をエッチング除去することで、受光領域１１ａ上を露出する受光開口部Ｗを形成するとともに、分離パターン１６と当該受光開口部Ｗとで区切られた転送電極１３’を形成する。しかし、通常、このエッチングは、絶縁性の分離パターン１６に対する電極材料膜１３のエッチング選択比が高い条件で行うことから、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出した状態で残存してしまう。
【００１１】
また、図７（ｂ）を用いて説明したように、スリット１４を形成する際の無機マスク１５を用いたパターニングにおいては、電極材料膜１３に微細加工が行われる。しかしながら、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ等からなる電極材料膜１３は、精密なパターニングが難しく、スリット１４の受光領域１１ａ側の側端部が丸みを帯びる傾向がある。これにより、図８（ｆ）の上面図に示すように、スリット１４に形成される分離パターン１６の側端部も丸く形成されるため、この側端部付近の電極材料膜１３が残存することにより、転送電極１３がショートしないように、レジストパターン１７の開口のマージンを多くとる必要があった。これによっても、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出した状態となり易かった。
【００１２】
そして、以上のように、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出することにより、この後の工程で、図９（ｇ）の上面図およびＺ−Ｚ’断面図に示すように、受光領域１１ａにＮ型不純物を導入し、フォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成した後、半導体基板１１上の全域にわたって成膜された遮光膜Ｓをパターニングして、受光領域１１ａ上の遮光膜Ｓを除去する際に、受光開口部Ｗに突出した状態の分離パターン１６の側端部を覆う遮光膜Ｓが、転送電極１３’の側壁を覆う遮光膜Ｓと比較して薄くなる。このため分離パターン１６の側端部側の遮光性が悪くなる傾向があった。
【００１３】
したがって、この固体撮像装置を作動させた場合に、図９（ｇ）のＺ−Ｚ’断面図に示すように、分離パターン１６の側端部から斜めからの入射光ｈが侵入し易くなり、この光が転送電極１３’の直下の半導体基板１１に設けられる垂直転送レジスタ（図示省略）に入り込むことで光電変換によって電子を発生し、スミアを発生させてしまう。スミアは、特に高輝度被写体を撮像したい場合、モニター画面で上下に尾を引くように見えるので好ましくなく、低減化が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述したような課題を解決するために、本発明における固体撮像装置の第１の製造方法は、基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、スリットを受光領域間に有する電極材料膜を、基板上に形成する工程を行う。次に、このスリットを絶縁膜で埋め込むことで、分離パターンを形成する工程を行う。その後、レジストパターンをマスクに用いて、分離パターンの側端部をエッチング除去するとともに、電極材料膜をエッチングして転送電極を形成する工程を行う。
【００１５】
このような固体撮像装置の製造方法によれば、分離パターンの側端部を開口した状態のレジストパターンをマスクに用いて、電極材料膜とともに分離パターンの側端部もエッチング除去する。このため、このエッチング除去により、基板の受光領域上を露出する受光開口部を形成する場合には、転送電極が分離パターンと受光開口部とで確実に分離されるとともに、分離パターンが受光開口部に突出することが防止される。
【００１６】
また、本発明における固体撮像装置の第２の製造方法は、基板内に設けられた複数の受光領域を備えた固体撮像装置の製造方法であって、次のような工程を順次行うことを特徴としている。まず、基板上に絶縁膜を形成する工程を行う。次に、この絶縁膜に、基板に達する転送電極用の溝パターンを形成する工程を行う。次いで、この溝パターンを埋め込む状態で、絶縁膜上に電極材料膜を形成した後、絶縁膜の表面が露出するまで電極材料膜を除去することで、溝パターン内に転送電極を形成する工程を行う。続いて、絶縁膜を部分的に除去する工程を行う。
【００１７】
本発明における固体撮像装置の第２の製造方法によれば、絶縁膜に設けられた基板に達する転送電極用の溝パターン内に、転送電極が形成される。このため、転送電極は、絶縁膜により予め確実に分離された状態となる。そして、その後に、絶縁膜を部分的に除去する。これにより、基板の受光領域上の絶縁膜を除去して受光開口部を形成する場合には、絶縁膜を受光開口部に突出させることなく、残った絶縁膜が転送電極を分離するための分離パターンとなる。そして、転送電極は、この分離パターンと受光開口部とで確実に分離された状態となる。
【００１８】
以上説明したように、本発明の固体撮像装置の第１の製造方法および第２の製造方法によれば、分離パターンを受光開口部に突出させることなく、分離パターンおよび受光開口部により完全に分離された転送電極を形成することができる。これにより、転送電極と分離パターンとを覆う遮光膜が部分的に薄くなるのを防止できるため、斜め入射光によるスミアを低減することができ、従来のものと比較して固体撮像装置におけるスミア特性を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の固体撮像装置の製造方法における実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
まず、本実施形態の製造方法により得られる単層構造の転送電極を有する固体撮像装置の転送電極構造について、図１の上面図を用いて説明する。
【００２１】
図１に示すように、半導体基板１１の表面層には、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられている。また、この半導体基板１１上には、ゲート絶縁膜（図示省略）を介して、転送電極１３’が設けられており、転送電極１３’には、受光領域１１ａよりも一回り大きく開口された受光開口部Ｗが設けられている。また、半導体基板１１上には、受光開口部Ｗ間に渡る形状で設けられることで、転送電極１３’を分離する分離パターン１６と、転送電極１３’による電荷の転送方向（図１における上下方向）に配列された受光領域１１ａ間において転送電極１３’を分離する分離パターン１６’が設けられている。この分離パターン１６と分離パターン１６’は約０．１μｍの幅の絶縁膜で構成されており、受光開口部Ｗと分離パターン１６および分離パターン１６’により転送電極１３’が複数相に分離されている。そして、転送電極１３’および分離パターン１６，１６’が設けられた半導体基板１１の受光領域１１ａを除く領域は遮光膜Ｓで覆われている。
【００２２】
なお、ここでは、上述したような転送方向に配列された受光領域１１ａ間において転送電極１３’を分離する分離パターン１６’が設けられた構成の固体撮像装置の例を用いて説明するが、分離パターン１６’が設けられていなくてもよく、受光開口部Ｗと、この受光開口部Ｗ間に渡る分離パターン１６とで、転送電極１３’が複数相に区切られた構成であっても本発明は適用可能である。
【００２３】
次に、本実施形態における固体撮像装置の製造方法を、図２〜図４の製造工程断面図および上面図によって説明する。これらの図は、図１における領域Ａの上面図、または領域ＡのＸ-Ｘ’断面図である。なお、背景技術で説明したものと同様の構成には、同一の番号を付して説明する。
【００２４】
まず、図２（ａ）に示すように、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられた、例えばＰ型のシリコン基板からなる半導体基板１１上に、例えば熱酸化法によりＳｉＯ2膜１２ａを成膜する。その後、例えば減圧ＣＶＤ法により、ＳｉＮ膜１２ｂ、ＳｉＯ2膜１２ｃを順次成膜して、ＯＮＯ構造のゲート絶縁膜１２を形成する。ここまでの構成が請求項の基板に相当する。続いて、このゲート絶縁膜１２上に、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉからなる電極材料膜１３を成膜する。
【００２５】
次に、図２（ｂ）に示すように、電極材料膜１３上に、スリット１４を形成するための無機マスク１５を形成し、この無機マスク１５を用いたドライエッチングにより、電極材料膜１３を垂直加工することで、ゲート絶縁膜１２を露出し、受光領域１１ａ間に渡る、０．１μｍ程度の幅のスリット（ナローギャップ）１４を形成する。
【００２６】
なお、ここでの図示は省略したが、無機マスク１５を形成する際には、電極材料膜１３上に、例えばnon-doped silicate glass(ＮＳＧ)からなるキャップ膜を成膜し、続いて、キャップ膜上に、例えばＳｉＮ膜からなるストッパー膜を成膜する。次に、ストッパー膜上に、通常のリソグラフィ工程によりレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクに用いたドライエッチングにより、ストッパー膜およびキャップ膜を除去することで、電極材料膜１３に達する開口部を形成する。
【００２７】
次いで、減圧ＣＶＤ法により開口部が設けられたストッパー膜およびキャップ膜を覆う状態で、電極材料膜１３上にＳｉＯ2膜を成膜し、開口部の底部に電極材料膜１３の表面が露出するまでＳｉＯ2膜のエッチバック行い、ストッパー膜およびキャップ膜の側壁に、サイドウォールを形成する。この状態のストッパー膜、キャップ膜およびサイドウォールが、スリット１４を形成する際の無機マスク１５となる。
【００２８】
そして、上述したような無機マスク１５を用いて、スリット１４を形成した後、図２（ｃ）に示すように、減圧ＣＶＤ法により、スリット１４の内壁を覆うように、無機マスク１５上に、例えばＳｉＯ2膜１６ａを約３０ｎｍの膜厚で成膜する。続いて、減圧ＣＶＤ法により、このスリット１４を埋め込む状態で、ＳｉＯ2膜１６ａ上に、例えばＳｉＮ膜１６ｂを約１５０ｎｍの膜厚で成膜する。この後、エッチバックを行うことにより、無機マスク１５の表面が露出するまで、ＳｉＮ膜１６ｂおよびＳｉＯ2膜１６ａを除去することで、絶縁性の分離パターン１６を形成する。また、ここでの図示は省略したが、図１で示した分離パターン１６’も同様にして形成する。
【００２９】
次いで、図２（ｄ）に示すように、分離パターン１６上を含む無機マスク１５上にレジストを塗布し、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７を形成する。この際、このレジストパターン１７は、後工程の電極材料膜１３のパターニングにも用いることから、分離パターン１６により電極材料膜１３を確実に分離するために、露光装置の合わせ精度も考慮に入れ、レジストパターン１７の開口が分離パターン１６の側端部にかかるように形成する。これにより、分離パターン１６の側端部がレジストパターン１７の開口に露出された状態となる。さらに、分離パターン１６の側端部が、スリット１４形成の際の微細加工の影響で丸みを帯びている場合には、電極材料膜１３のエッチング残渣によりショートしないように、レジストパターン１７の開口のマージンを広くとる。
【００３０】
その後、図３（ｅ）に示すように、このレジストパターン１７をマスクに用いたエッチングにより、受光領域１１ａ上の無機マスク１５（前記図２（ｄ）参照）を除去することで、受光領域１１ａ上の電極材料膜１３を露出する。この際、このエッチングにおける分離パターン１６に対する無機マスク１５の選択比はある程度あるため、レジストパターン１７の開口に露出された分離パターン１６の側端部の上部は全て除去されず、テーパー形状となる。
【００３１】
次に、図３（ｆ）の上面図およびＸ−Ｘ’断面図に示すように、レジストパターン１７（前記図３（ｅ）参照）をマスクに用いて、電極材料膜１３（前記図３（ｅ）参照）とともに絶縁性の分離パターン１６の側端部をエッチング除去する。これにより、半導体基板１１の受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２表面を露出する受光開口部Ｗを形成するとともに、分離パターン１６と受光開口部Ｗとで区切られた転送電極１３’を形成する。この際、電極材料膜１３とともに分離パターン１６の側端部もエッチングすることが重要となる。
【００３２】
ここで、メインエッチングのエッチング条件の一例としては、ＩＣＰプラズマ型装置を用いることとし、エッチングガスにテトラフルオロメタン（ＣＦ4）〔流量：１００ｃｍ3／ｍｉｎ〕と臭化水素（ＨＢｒ）〔流量：３０ｃｍ3／ｍｉｎ〕を用い、処理圧力を１．３Ｐａ、ソース電力を１４００Ｗ、基板印加電力１６０Ｗ、基板温度を５０℃に設定する。尚、ガス流量は標準状態における体積流量を示すものとする。
【００３３】
これにより、このエッチングの反応生成物からなるＳｉ−Ｂｒ系膜およびＣＦ系ポリマー膜からなる側壁保護膜(図示省略)が電極材料膜１３および分離パターン１６の側壁に付着するため、電極材料膜１３および分離パターン１６が垂直形状に加工される。
【００３４】
ここで、このエッチングにおける、Ｐｏｌｙ−Ｓｉで形成された電極材料膜１３のＳｉＮ膜１６ｂに対する選択比は約１．０であり、電極材料膜１３のＳｉＯ2膜１６ａに対する選択比は約１．１である。ここで、分離パターン１６と電極材料膜１３のそれぞれのエッチングレートは、ほぼ同一か、分離パターン１６よりも電極材料膜１３のエッチングレートが若干高くなるようなエッチング条件で行うこととする。
【００３５】
このメインエッチングはゲート絶縁膜１２の最上層を構成するＳｉＯ2膜１２ｃが露出した時点を終点とする。ただし、ＳｉＯ2膜１２ｃが除去されないようにマージンをとり、分離パターン１６の底部を構成するＳｉＯ2膜１６ａが露出した時点を終点とすれば、より好ましい。
【００３６】
次に、オーバーエッチング条件の一例としては、エッチングガスにＨＢｒ〔流量：１６０ｃｍ3／ｍｉｎ〕と酸素（Ｏ2）〔流量：３ｃｍ3／ｍｉｎ〕を用い、処理圧力を１．３Ｐａ、ソース電力を５００Ｗ、基板印加電力６０Ｗ、基板温度を５０℃に設定する。ここで、ＳｉＯ2膜１６ａまたはＳｉＮ膜１６ｂに対する電極材料膜１３のエッチング選択比は１００〜３００であることとする。これにより、メインエッチング工程で除去されずに残存した電極材料膜１３のみが除去される。なお、図１で示した分離パターン１６’はそのまま残ることとする。
【００３７】
次いで、アッシング処理や、希フッ酸液、硫酸過水液を用いた洗浄を行い、上述したレジストパターン１７（前記図３（ｅ）参照）およびエッチングの反応生成物である側壁保護膜を除去する。
【００３８】
その後、図４（ｇ）に示すように、ＣＶＤ法により、分離パターン１６および転送電極１３’（前記図３（ｆ）参照）を覆う状態で、ゲート絶縁膜１２上に、例えばＳｉＯ2膜１８を約３０ｎｍの膜厚で成膜する。その後、ＳｉＯ2膜１８上にＳｉＮ膜（図示省略）を約１００ｎｍの膜厚で成膜し、エッチバックを行うことで、ＳｉＯ2膜１８の表面が露出するまでＳｉＮ膜を除去し、受光開口部Ｗに露出された分離パターン１６および転送電極１３’の側壁にサイドウォール１９を形成する。続いて、ゲート絶縁膜１２を介して半導体基板１１の受光領域１１ａにｎ型不純物を導入することで、フォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成する。
【００３９】
続いて、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２をエッチング除去して、半導体基板１１の表面を露出する。その後、熱酸化法により、露出された半導体基板１１の表面に例えばＳｉＯ2膜２０を約２０ｎｍの膜厚で成膜する。
【００４０】
次に、図４（ｈ）の上面図およびＸ−Ｘ’断面図に示すように、受光領域１１ａ上のＳｉＯ2膜２０上に、例えばＳｉＮからなる低反射膜２１を約４０ｎｍの膜厚で形成する。続いて、ＣＶＤ法により、半導体基板１１上の全域を覆うように、ＳｉＯ2膜２２を成膜した後、ＳｉＯ2膜２２上に遮光膜Ｓを成膜し、パターニングすることで、受光領域１１ａ上の遮光膜Ｓを除去する。
【００４１】
このような固体撮像装置の製造方法によれば、図３（ｆ）に示すように、分離パターン１６の側端部を開口した状態で、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン１７（図３（ｅ）参照）をマスクに用いて、受光開口部Ｗを形成するエッチングを行う際の、電極材料膜１３と分離パターン１６のエッチング選択比をほぼ同一にすることで、電極材料膜１３とともに分離パターン１６の側端部が除去される。これにより、図１および図４（ｈ）に示すように、分離パターン１６と受光開口部Ｗとで確実に分離された転送電極１３’を形成するとともに、分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出するのを防ぐことができる。
【００４２】
したがって、従来のプロセスのように、転送電極１３’および分離パターン１６を覆う遮光膜Ｓが部分的に薄くなるのを防止できる。このため、斜め入射光によるスミアを低減することができ、従来のものと比較して固体撮像装置におけるスミア特性を大きく向上させることができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、図４（ｇ）を用いて説明したように、受光開口部Ｗを形成した後、ゲート酸化膜１２を介して半導体基板１１の表面層の受光領域１１ａに不純物を導入することとしたが、本発明はこれに限定されず、図２（ａ）を用いて説明した、電極材料膜１３を形成する前の半導体基板１１の受光領域１１ａに不純物を導入して、フォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成してもよい。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明における固体撮像装置の第２の製造方法における実施の形態の一例につい、図５〜図６の製造工程断面図および上面図を用いて説明する。なお、これらの図は、第１実施形態で説明した図１の領域Ｂの上面図、または領域ＢのＹ-Ｙ’断面図を示す。また、第１実施形態と同様の構成には、同一の番号を付して説明する。
【００４５】
まず、図５（ａ）に示すように、複数の受光領域１１ａがマトリクス状に設けられた半導体基板１１に、第１実施形態と同様に、ＳｉＯ2膜１２ａ、ＳｉＮ膜１２ｂ、ＳｉＯ2膜１２ｃを下層から順に成膜された、ＯＮＯ構造のゲート絶縁膜１２を形成する。この状態が請求項の基板に相当する。
【００４６】
次に、ゲート絶縁膜１２上に、例えばＳｉＮからなる絶縁膜３０を成膜する。ここでは、絶縁膜３０はＳｉＮからなることとするが、特に限定されず、ＳｉＯ2であってもよく、ＳｉＯ2とＳｉＮの積層構造であってもよい。
【００４７】
次に、図５（ｂ）の上面図およびＹ-Ｙ’断面図に示すように、絶縁膜３０上にレジストパターン（図示省略）を形成し、このレジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、絶縁膜３０に、ゲート絶縁膜１２に達する転送電極用の溝パターン３１を形成する。ここでは、半導体基板１１の受光領域１１ａ上を覆うとともに、受光領域１１ａ間を渡る形状に絶縁膜３０が残るように、絶縁膜３０をパターニングする。ここで、この受光領域間１１ａに渡る形状に設けられる絶縁膜３０は、約０．１μｍの幅の帯状に設けられることとする。これにより、絶縁膜３０によって、それぞれ分離された溝パターン３１を配列形成する。
【００４８】
次に、図５（ｃ）に示すように、これらの溝パターン３１を埋め込む状態で、絶縁膜３０上に、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉからなる電極材料膜１３を形成する。
【００４９】
その後、図６（ｄ）の上面図およびＹ-Ｙ’断面図に示すように、例えば、化学的機械的研磨（Chemical Mechanical Polishing(ＣＭＰ)）法により、絶縁膜３０の表面が露出するまで、電極材料膜１３（前記図５（ｃ）参照）を除去して平坦化することで、絶縁膜３０により分離された複数相の転送電極１３’を形成する。なお、ここでは、ＣＭＰ法により、電極材料膜１３を除去することとしたが、本発明はこれに限定されず、電極材料膜１３のエッチバックを行うことで、絶縁膜３０の表面が露出するまで、電極材料膜１３を除去してもよい。
【００５０】
次いで、図６（ｅ）の上面図およびＹ-Ｙ’断面図に示すように、転送電極１３’および絶縁膜３０上に、受光領域１１ａ上が開口されたレジストパターン(図示省略)を形成する。その後、このレジストパターンをマスクに用いたエッチングにより、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０を除去して、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２を露出する受光開口部Ｗを形成する。この際、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０以外の絶縁膜３０部分、特に、上述した０．１μｍの帯状部分は、絶縁性の分離パターン１６として、転送電極１３’間に残存させることとする。これにより、この分離パターン１６と受光開口部Ｗとで転送電極１３’が確実に分離された状態となる。
【００５１】
また、このリソグラフィ工程において、マスクの合わせずれが生じ、例えばレジストパターンが、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０よりも一回り大きい形状に開口された場合であっても、上述した分離パターン１６は転送電極１３’の側壁から凹んだ形状となるが、転送電極１３’が分離された状態は維持されるため、問題ない。さらに、レジストパターンが受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０より一回り小さい形状に開口された場合であっても、受光領域１１ａの感度に影響を与えない範囲であれば、転送電極１３’が分離された状態は維持されるため、問題ない。ただし、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０と略同一形状に開口されたレジストパターンを用いることが、好ましく、マージンをとる場合には、レジストパターンの開口が大きくなるように取る方が、受光領域１１ａ上が広く露出されるため、好ましい。
【００５２】
この後の工程は、第１実施形態で図４（ｇ）から図４（ｈ）を用いて説明した工程と同様に行い、アッシング処理や、薬液洗浄を行うことで、レジストパターンおよび側壁保護膜を除去する。その後、分離パターン１６および転送電極１３’を覆う状態で、ゲート絶縁膜１２上に、例えばＳｉＯ2膜１８を成膜する。その後、ＳｉＯ2膜１８上にＳｉＮ膜（図示省略）を成膜し、エッチバックを行うことで、ＳｉＯ2膜１８の表面が露出するまでＳｉＮ膜を除去し、受光領域１１ａ上に露出された分離パターン１６の側端部および転送電極１３’の側壁にサイドウォール１９を形成する。続いて、ゲート絶縁膜１２を介して受光領域１１ａにフォトダイオードのＮ領域１１ａ’を形成する。
【００５３】
次に、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２をエッチング除去して、半導体基板１１の表面を露出する。その後、露出された半導体基板１１の表面に例えばＳｉＯ2膜２０を成膜する。続いて、受光領域１１ａ上のＳｉＯ2膜２０上に、低反射膜２１を形成する。その後、半導体基板１１の全域を覆うように、ＳｉＯ2膜２２を成膜した後、さらに半導体基板１１の全域を覆うように、遮光膜Ｓを成膜し、パターニングすることにより、受光領域１１ａ上の遮光膜Ｓを除去する。
【００５４】
このような、固体撮像装置の製造方法によれば、絶縁膜３０をパターニングして、ゲート絶縁膜１２に達する転送電極１３’用の溝パターン３１を形成した後、この溝パターン３１を埋め込む状態で、絶縁膜３０上に電極材料膜１３を形成し、絶縁膜３０の表面が露出するまで、電極材料膜１３を除去することで、絶縁膜３０により確実に分離された転送電極１３’を形成することができる。
【００５５】
さらに、受光領域１１ａ上を覆うとともに受光領域１１ａ間を渡る形状に、絶縁膜３０をパターニングして、その後、受光領域１１ａ上を覆う絶縁膜３０をエッチング除去することで、受光領域１１ａ上のゲート絶縁膜１２を露出する受光開口部Ｗを形成するため、残存した受光領域１１ａ間を渡る形状の絶縁膜３０からなる分離パターン１６が受光開口部Ｗに突出することを防止できる。このため、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
また、本実施形態の固体撮像装置の製造方法によれば、絶縁膜３０をパターニングすることで、転送電極１３’を分離する約０．１μｍの幅の分離パターン１６を形成するため、従来のプロセスのように、ポリシリコン等からなる電極材料膜をエッチング加工して０．１μｍの幅のスリットを形成し、このスリットを絶縁膜で埋め込む場合と比較して、微細加工が容易であり、生産性にも優れている。
【００５７】
なお、上述した第１実施形態および第２実施形態では、半導体基板１１内に受光領域１１ａがマトリクス状に配置された構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、半導体基板１１内に受光領域１１ａがライン状に配列されたラインセンサー等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１実施形態における固体撮像装置の製造方法により得られる固体撮像装置を説明するための上面図である。
【図２】第１実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図（その１）である。
【図３】第１実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その２）である。
【図４】第１実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その３）である。
【図５】第２実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その１）である。
【図６】第２実施形態における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図および上面図（その２）である。
【図７】背景技術における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図（その１）である。
【図８】背景技術における固体撮像装置の製造方法を説明するための製造工程断面図（その２）および上面図である。
【図９】背景技術における固体撮像装置の製造方法の課題を示す断面図および上面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１…半導体基板、１１ａ…受光領域、１３…電極材料膜、１３’…転送電極、１４…スリット、１６…分離パターン、１７…レジストパターン、３０…絶縁膜、３１…溝パターン、Ｗ…受光開口部
【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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