(57)【要約】【課題】ＢＰＳＧ膜から半導体基板への不純物拡散を防止して特性劣化が生じることを抑制した固体撮像装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】ゲート電極７上は高融点金属遮光膜１１によって覆われており、ゲート電極７の下にはシリコン窒化膜６がゲート絶縁膜の一部として形成されている。さらに、ゲート電極７の上方の一部から光電変換領域である第１のｎ型拡散層３の上方全体までをシリコン窒化膜からなる反射防止膜９が覆っている。【選択図】図１
2005223249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ型半導体基板に形成されたｐ型ウェルと、
前記ｐ型ウェル中に形成された光電変換領域である第１のｎ型拡散層と、
前記ｐ型ウェル中に形成された信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層と、
前記ｎ型半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、
前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に形成された遮光膜と
を有する固体撮像装置であって、
前記ゲート絶縁膜上であって少なくとも上方に前記遮光膜が形成されていない部分に形成された窒化シリコンからなる反射防止膜と、
前記遮光膜および前記反射防止膜の上方に形成された酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜と、
前記不純物拡散防止膜の上に形成されたボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜と
をさらに有する、固体撮像装置。
【請求項２】
前記遮光膜に覆われた領域には、前記反射防止膜が形成されていない領域が存する、請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
ｎ型半導体基板に形成されたｐ型ウェルと、
前記ｐ型ウェル中に形成された光電変換領域である第１のｎ型拡散層と、
前記ｐ型ウェル中に形成された信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層と、
前記ｎ型半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、
少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に形成された遮光膜と
を有する固体撮像装置であって、
前記遮光膜および前記反射防止膜の上方に形成された酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜と、
前記不純物拡散防止膜の上に形成されたボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜と
をさらに有し、
前記不純物拡散防止膜は、熱処理により緻密化されている、固体撮像装置。
【請求項４】
ｎ型半導体基板に形成されたｐ型ウェルと、
前記ｐ型ウェル中に形成された光電変換領域である第１のｎ型拡散層と、
前記ｐ型ウェル中に形成された信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層と、
前記ｎ型半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、
少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に形成された遮光膜と
を有する固体撮像装置であって、
前記遮光膜および前記反射防止膜の上方に形成された酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜と、
前記不純物拡散防止膜の上に形成されたボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜と
をさらに有し、
前記不純物拡散防止膜は、ＣＶＤ法により形成された後、８００℃以上で熱処理されている、固体撮像装置。
【請求項５】
前記ゲート電極は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の少なくとも一方によって囲まれている、請求項１から４のいずれか一つに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
ｎ型半導体基板にｐ型ウェルを形成する工程と、
前記ｐ型ウェル中に光電変換領域である第１のｎ型拡散層と信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層とを形成する工程と、
前記ｎ型半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程と、
前記第１のｎ型拡散層と少なくとも前記第２のｎ型拡散層の一部との上方に窒化シリコンからなる反射防止膜を形成する工程と、
前記反射防止膜形成後に、少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜形成後に、前記ｎ型半導体基板の上方全面に酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜を形成する工程と、
前記不純物拡散防止膜の上にボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜を形成する工程と
を含む、固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
ｎ型半導体基板にｐ型ウェルを形成する工程と、
前記ｐ型ウェル中に光電変換領域である第１のｎ型拡散層と信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層とを形成する工程と、
前記ｎ型半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程と、
少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に遮光膜を形成する工程と、
前記遮光膜形成後に、前記ｎ型半導体基板の上方全面に酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜をＣＶＤ法によって形成する工程と、
熱処理によって前記不純物拡散防止膜の内部の欠陥を減少させる工程と、
前記不純物拡散防止膜の上にボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜を形成する工程と
を含む、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、固体撮像装置およびその製造方法に関し、特にボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜を備えた固体撮像装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、固体撮像装置はディジタルスチルカメラ等に広く利用されている。ディジタルスチルカメラの小型化及び多画素化に伴い、その固体撮像装置には、従来よりも単位画素サイズを小型にすることが要求されている。また、小型化だけではなく、高感度化、高性能化も要求されている。さらに高信頼性に対する要求も厳しくなってきている。これらの要望を満たすためには、従来の延長上の技術では困難であった。
【０００３】
従来の固体撮像装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。以下に従来の固体撮像装置について図５を参照しながら説明する。
【０００４】
ｎ型シリコン基板１０１全面にボロンを注入し、熱拡散させて第１のｐ型ウェル領域１０２が形成されている。そして、第１のｐ型ウェル領域１０２中に第２のｐ型ウェル領域１０７及びｎ型転送チャネル領域１０４が形成され、それらの横にｐ型チャネルストッパ領域１０５が形成されている。
【０００５】
そして、ｎ型シリコン基板１０１の上全面にはシリコン酸化膜１０９が形成されており、ｎ型転送チャネル領域１０４上のシリコン酸化膜１０９の上にはシリコン窒化膜１１０が酸化されたゲート絶縁膜が形成されている。ゲート絶縁膜上には第１及び第２のゲート電極１１３，１１５がポリシリコン膜によって形成され、それらの上には絶縁膜１１６が形成されている。
【０００６】
一方、第１のｐ型ウェル領域１０２内であって第２のｐ型ウェル領域１０７とは別の領域に、ｎ型不純物拡散領域１０３とその上にｐ型正孔蓄積層１０６とが形成されている。これらが受光部である。さらにｐ型正孔蓄積層１０６上の一部に干渉膜であるシリコン窒化膜１１１が形成されている。
【０００７】
それから、ゲート電極１１３，１１５、シリコン酸化膜１０９およびシリコン窒化膜１１１の上に平坦化のためのＢＰＳＧ（ボロン燐シリケートガラス）膜１１７が堆積されている。ゲート電極１１３，１１５上方のＢＰＳＧ膜１１７の上にはＡｌ−Ｓｉ膜からなる遮光膜１１８が形成されている。そして、最上層には基板全面に、Ｐ−ＳｉＮ膜からなるパッシベーション膜１１９が形成されている。
【特許文献１】特開平１１−２３８８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のような従来の構成では、固体撮像装置をより平坦化させるためにＢＰＳＧ膜１１７中の不純物であるボロンとリンの濃度を増加させると、ＢＰＳＧ膜１１７の成膜中に膜中で異常反応が発生し、ボロン及びリンの濃度が局所的に高くなる不純物析出領域が形成され始める。この不純物析出領域は非常に高濃度なボロン及びリンといった不純物を含むため、高濃度の拡散源となる。
【０００９】
ボロンやリンといった不純物が半導体基板の方に拡散していくのを防止するため、ＢＰＳＧ膜１１７の下層にノンドープシリコン酸化膜層を形成しておくことも考えられる。しかし、ＢＰＳＧ膜１１７中の不純物濃度が高くなると、ノンドープシリコン酸化膜層の不純物拡散防止というマスキング材としての能力が不足し、不純物がノンドープシリコン酸化膜層を通過してしまう事態が生じる。そして、ボロンもしくはリンといった不純物が半導体基板に達すると、その領域の拡散層濃度を変えてしまうという不具合が発生する。その結果、例えば暗電流が増加する等の固体撮像装置としての特性劣化を起こすという課題があった。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＢＰＳＧ膜から半導体基板への不純物拡散を防止して特性劣化が生じることを抑制した固体撮像装置およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の固体撮像装置は、ｎ型半導体基板に形成されたｐ型ウェルと、前記ｐ型ウェル中に形成された光電変換領域である第１のｎ型拡散層と、前記ｐ型ウェル中に形成された信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層と、前記ｎ型半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に形成された遮光膜とを有する固体撮像装置であって、前記ゲート絶縁膜上であって少なくとも上方に前記遮光膜が形成されていない部分に形成された窒化シリコンからなる反射防止膜と、前記遮光膜および前記反射防止膜の上方に形成された酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜と、前記不純物拡散防止膜の上に形成されたボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜とをさらに有する。
【００１２】
前記遮光膜に覆われた領域には、前記反射防止膜が形成されていない領域が存する。
【００１３】
本発明の第２の固体撮像装置は、ｎ型半導体基板に形成されたｐ型ウェルと、前記ｐ型ウェル中に形成された光電変換領域である第１のｎ型拡散層と、前記ｐ型ウェル中に形成された信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層と、前記ｎ型半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に形成された遮光膜とを有する固体撮像装置であって、前記遮光膜および前記反射防止膜の上方に形成された酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜と、前記不純物拡散防止膜の上に形成されたボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜とをさらに有し、前記不純物拡散防止膜は、熱処理により緻密化されている。
【００１４】
本発明の第３の固体撮像装置は、ｎ型半導体基板に形成されたｐ型ウェルと、前記ｐ型ウェル中に形成された光電変換領域である第１のｎ型拡散層と、前記ｐ型ウェル中に形成された信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層と、前記ｎ型半導体基板上に形成されたゲート絶縁膜と、前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に形成された遮光膜とを有する固体撮像装置であって、前記遮光膜および前記反射防止膜の上方に形成された酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜と、前記不純物拡散防止膜の上に形成されたボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜とをさらに有し、前記不純物拡散防止膜は、ＣＶＤ法により形成された後、８００℃以上で熱処理されている。
【００１５】
前記ゲート電極は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の少なくとも一方によって囲まれていることが好ましい。
【００１６】
本発明の第１の固体撮像装置の製造方法は、ｎ型半導体基板にｐ型ウェルを形成する工程と、前記ｐ型ウェル中に光電変換領域である第１のｎ型拡散層と信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層とを形成する工程と、前記ｎ型半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程と、前記第１のｎ型拡散層と少なくとも前記第２のｎ型拡散層の一部との上方に窒化シリコンからなる反射防止膜を形成する工程と、前記反射防止膜形成後に、少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜形成後に、前記ｎ型半導体基板の上方全面に酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜を形成する工程と、前記不純物拡散防止膜の上にボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜を形成する工程とを含む。
【００１７】
本発明の第２の固体撮像装置の製造方法は、ｎ型半導体基板にｐ型ウェルを形成する工程と、前記ｐ型ウェル中に光電変換領域である第１のｎ型拡散層と信号電荷転送領域である第２のｎ型拡散層とを形成する工程と、前記ｎ型半導体基板上にゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第２のｎ型拡散層上に存する前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程と、少なくとも、前記第１のｎ型拡散層以外の前記ｐ型ウェル中の領域の上方に遮光膜を形成する工程と、前記遮光膜形成後に、前記ｎ型半導体基板の上方全面に酸化シリコンからなる不純物拡散防止膜をＣＶＤ法によって形成する工程と、熱処理によって前記不純物拡散防止膜の内部の欠陥を減少させる工程と、前記不純物拡散防止膜の上にボロン燐シリケートガラスからなる平坦化膜を形成する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法によれば、ＢＰＳＧ膜からの半導体基板への不純物拡散が抑制されるため、固体撮像装置の特性劣化が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の模式的な断面を図１に示す。
【００２１】
本実施形態の撮像装置では、ｎ型半導体基板１に形成されたｐ型ウェル２の中に第１のｎ型拡散層３であるｎ＋型拡散層と第２のｎ型拡散層４であるｎ＋型拡散層が形成されている。第１のｎ型拡散層３は光電変換領域であり、第２のｎ型拡散層４は信号電荷転送領域である。第１のｎ型拡散層３の上にはｐ型正孔蓄積領域１９であるｐ型＋＋拡散層領域がさらに設けられている。また、ｐ型ウェル２の中にはこれらの他にチャネルストップ拡散層領域１７が形成されている。そして、これらの上にゲート絶縁膜の一部である第１シリコン酸化膜５が設けられている。
【００２２】
第２のｎ型拡散層４の上方には、第１シリコン酸化膜５とシリコン窒化膜６と（両方でゲート絶縁膜を構成）を介してポリシリコンのゲート電極７が設けられ、その上にはポリシリコン酸化膜８が形成されてゲート電極７全体を覆っている。即ち、ゲート電極７は下側前面を第１シリコン酸化膜５およびシリコン窒化膜６に覆われ、上側全面および側方全面をポリシリコン酸化膜８により覆われていることになる。また、第１のｎ型拡散層３の上方の第２シリコン酸化膜１５上には、窒化シリコンからなる反射防止膜９が形成されていて、この反射防止膜９はゲート電極７の方に延びていてゲート電極７上方のポリシリコン酸化膜８の一部の上にまで形成されている。反射防止膜９とポリシリコン酸化膜８との上には、層間絶縁膜１０が設けられている。さらに、層間絶縁膜１０の上であってゲート電極７の上方全体を覆うように高融点金属からなる遮光膜１１が設けられている。その上に不純物拡散防止膜であるノンドープシリコン酸化膜１２、ＢＰＳＧ膜１３および保護膜であるシリコン窒化膜１４がこの順番で基板１の上方全体に形成されている。
【００２３】
光電変換部の上部には第１シリコン酸化膜５成長時とポリシリコン酸化時の両方で形成された第２シリコン酸化膜１５がある。この第２シリコン酸化膜１５の膜厚は約１０〜３０ｎｍである。その第２シリコン酸化膜１５の上層には反射防止膜９であるシリコン窒化膜がある。シリコン窒化膜の膜厚は約３０〜８０ｎｍである。反射防止膜９は、光電変換部で形成された信号電荷を転送する信号電荷転送領域の上層に位置するポリシリコン電極７およびポリシリコン酸化膜８の一部に重なるように形成されている。
【００２４】
このように重なる構造にすることで、反射防止膜９であるシリコン窒化膜とゲート絶縁膜の一部であるシリコン窒化膜６が接触し、シリコン窒化膜間の隙間が無い構造となる。反射防止膜９の重なりの位置は各々のシリコン窒化膜が安定に隙間を形成しない状態を保てば良く、ゲート電極７の幅の１／４程度にするのが加工上行いやすい。一方隣接するポリシリコンゲート電極７側に対するシリコン窒化膜９の位置は、隣接するゲート電極７上のシリコン窒化膜６と空隙を形成することが必要で、その距離は約０．５μｍ確保することが必要である。
【００２５】
そして、その空隙の下には、光電変換部と隣接する信号電荷領域間の電気的分離を行うチャネルストップ拡散層領域１７が位置している。このチャネルストップ拡散層領域は１０17ｃｍ-3台の高濃度ボロン拡散領域なので、多少のボロン拡散やリン拡散がされても、正味の不純物濃度にはほとんど変化が無く、固体撮像装置の電気的特性にも影響を与えない。
【００２６】
また、この約０．５μｍの空隙は水素分子を拡散させる通り道となっており、水素分子のシリコン基板中への拡散により、界面準位の低減を行い、暗電流を抑制する作用を果たしている。このようなレイアウトの反射防止膜９を導入することで、その上層のＢＰＳＧ膜１３からボロンもしくはリンの不純物が拡散されてノンドープシリコン酸化膜１２を通過してしまっても、シリコン窒化膜がマスキング材となるため、光電変換部及び信号電荷転送部に不純物は拡散せず、空隙の下層にあるチャネルストップ拡散領域１７にのみ拡散される構造を実現することができる。従って、固体撮像装置の撮像特性がＢＰＳＧ膜１３からの不純物の拡散により低下することはない。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の製造方法のいくつかの工程を模式的な断面により示した図である。また、図６は本実施形態の製造方法の各ステップを説明する工程図である。
【００２８】
まず図２（ａ）に示すように、ｎ型半導体基板１中にｐ型ウエル２を形成する（Ｓ１１）。そして、第１のｎ型拡散層３、第２のｎ型拡散層４およびｐ型正孔蓄積領域１９であるｐ++型拡散層を形成する（Ｓ１２）。この後、第１シリコン酸化膜５とシリコン窒化膜６の積層膜からなるゲート絶縁膜を形成し（Ｓ１３）、その上部にポリシリコン電極７を形成する（Ｓ１４）。また、チャネルストップ拡散層領域１７も形成する。
【００２９】
ポリシリコン電極７の周囲（側方および上面）にはポリシリコン酸化膜８を成長させる。光電変換部の上部には第１シリコン酸化膜５成長時とポリシリコン酸化時に形成された第２シリコン酸化膜１５がある。この第２シリコン酸化膜１５の膜厚は約１０〜３０ｎｍである。
【００３０】
次に図２（ｂ）に示すように、減圧ＣＶＤ法によりｎ型半導体基板１の上面全面に反射防止膜となるシリコン窒化膜３９を成長させる。その膜厚は約３０〜８０ｎｍである。減圧ＣＶＤ法で成膜するため、段差部における被膜性が良好で、ポリシリコン酸化膜８の側壁にもシリコン窒化膜３９はしっかりと成長している。
【００３１】
それから、反射防止膜のパターニングを行うため、レジスト４０を形成する。このレジストパターン４０は、ポリシリコン電極７に重なるシリコン窒化膜３９は残るように、また右側に隣接するポリシリコンゲート電極との間には、シリコン窒化膜３９を除去して約０．５μｍの隙間を形成されるように配されている。
【００３２】
図３（ｃ）は、このレジストパターン４０をマスクにして、シリコン窒化膜３９をエッチング除去し、それからレジストパターン４０を除去した結果である。このエッチング後に残ったシリコン窒化膜が反射防止膜９である（Ｓ１５）。このエッチング除去は、ドライエッチング法でもウエットエッチング法で行っても問題はない。即ち、シリコン窒化膜３９の一部を除去した後に、光電変換部上の酸化膜の膜厚が確保でき、かつ、レジストパターン４０に対し、出来上がりのシリコン窒化膜の寸法変換差が少ないエッチング手法を導入すれば良い。エッチング加工が終了した後、レジストパターン４０を除去する。
【００３３】
以降の製造方法は図２（ｄ）に示すように、層間絶縁膜１０を成長させ、高融点金属遮光膜１１を形成する（Ｓ１６）。さらに、ノンドープシリコン酸化膜１２（Ｓ１７）、ＢＰＳＧ膜１３（Ｓ１８）および保護膜であるシリコン窒化膜１４をこの順番で形成する。ここで、ノンドープシリコン酸化膜１２とＢＰＳＧ膜１３とは、デバイス周辺の配線となるアルミニウム配線と高融点金属遮光膜１１との間の電気的絶縁を行う層間絶縁膜の役割を果たす。また、ノンドープシリコン酸化膜１２は完全とはいえないが、ＢＰＳＧ膜１３からのボロンあるいはリンの基板側への拡散を防止する役割を果たしている。そして、最終的に固体撮像装置は完成する。
【００３４】
局所的に暗電流が高くなる不良に着目すると、本実施形態に係る固体撮像装置及びその製造方法によれば、その発生率がほぼ０％に低減することが確認され、ＢＰＳＧ膜１３から半導体基板への不純物拡散がない固体撮像装置を実現させることができる。ＢＰＳＧ膜１３をより平坦化させるために、ボロンやリンの濃度を高くしても、本実施形態の固体撮像装置では、不純物拡散を確実に防止できる。
（実施の形態２）
本発明に係る実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る固体撮像装置の模式的な断面を図３に示す。
【００３５】
本実施形態の撮像装置では、ｎ型半導体基板４１に形成されたｐ型ウェル４２の中に第１のｎ型拡散層４３であるｎ＋型拡散層と第２のｎ型拡散層４４であるｎ＋型拡散層が形成されている。第１のｎ型拡散層４３は光電変換領域であり、第２のｎ型拡散層４４は信号電荷転送領域である。第１のｎ型拡散層４３の上にはｐ型正孔蓄積領域５９であるｐ型＋＋拡散層領域がさらに設けられている。また、ｐ型ウェル２の中にはこれらの他にチャネルストップ拡散層領域５７が形成されている。そして、これらの上にゲート絶縁膜の一部である第１シリコン酸化膜４５が設けられている。
【００３６】
第２のｎ型拡散層４４の上方には、第１シリコン酸化膜４５とシリコン窒化膜４６と（両方でゲート絶縁膜を構成）を介してポリシリコンのゲート電極４７が設けられ、その上にはポリシリコン酸化膜４８が形成されてゲート電極４７全体を覆っている。即ち、ゲート電極４７は下側前面を第１シリコン酸化膜４５およびシリコン窒化膜４６に覆われ、上側全面および側方全面をポリシリコン酸化膜４８により覆われていることになる。また、第１のｎ型拡散層４３の上方の第２シリコン酸化膜４５上には、窒化シリコンからなる反射防止膜４９が形成されていて、この反射防止膜４９は、第１のｎ型拡散層４３の上方にのみ形成されている。反射防止膜４９とポリシリコン酸化膜４８との上には、層間絶縁膜５０が設けられている。さらに、層間絶縁膜５０の上であってゲート電極４７の上方全体を覆うように高融点金属からなる遮光膜５１が設けられている。その上に不純物拡散防止膜である緻密化ノンドープシリコン酸化膜５２、ＢＰＳＧ膜５３および保護膜であるシリコン窒化膜５４がこの順番で基板１の上方全体に形成されている。なお、後ほど説明するように、緻密化ノンドープシリコン酸化膜５２は成膜直後に熱処理が施されて緻密化されており、ＢＰＳＧ膜５３は平坦化させるために熱処理が施されている。
【００３７】
光電変換部の上部にはゲート酸化膜成長時とポリシリコン酸化時に形成されたシリコン酸化膜５５がある。このシリコン酸化膜の膜厚は約１０〜３０ｎｍである。シリコン酸化膜５５の上層には反射防止膜となるシリコン窒化膜４９があり、それら全体を覆うように層間絶縁膜５０が形成され、さらにポリシリコンゲート電極５１を覆うように高融点金属遮光膜５１が形成されている。
【００３８】
次に、その上層にＢＰＳＧ膜５３を全面に成長させる。ＢＰＳＧ膜５３を成長させた後、平坦化を行うため、再度熱処理を行う。ＢＰＳＧ膜５３を平坦化した後、最上層に保護膜となるシリコン窒化膜５４を成長させて、固体撮像装置は完成する。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の製造方法のいくつかの工程を模式的な断面により示した図である。また、図７は本実施形態の製造方法の各ステップを説明する工程図である。
【００４０】
本実施形態において反射防止膜４９を形成するまでの工程は、反射防止膜４９を第１のｎ型拡散層４３の上方にのみ形成することを除いて実施形態１と同じである（図２（ａ）〜（ｃ））ので説明を省略する。
【００４１】
実施形態１の図２（ａ）〜（ｃ）で説明した工程（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４）を経た後（但し反射防止膜４９の形成位置は第１のｎ型拡散層４３の上方のみ）、図４（ａ）に示すように層間絶縁膜７０を全面に成長させ、高融点金属遮光膜５１をゲート電極４７およびその周囲の上方に形成する（Ｓ２５）。
【００４２】
それから図４（ｂ）に示すように、基板全面にノンドープシリコン酸化膜５２’をＣＶＤ法で２００ｎｍ堆積させる（Ｓ２６）。成膜はＳｉＨ4系とＯ2系のガスを反応させて行う。このノンドープシリコン酸化膜５２’は大気圧である常圧ＣＶＤもしくはそれに近い圧力の雰囲気中で成膜する。従って、その膜質はポーラスでかつピンホールを有する可能性が高い。
【００４３】
そこで図４（ｃ）に示すように、ノンドープシリコン酸化膜５２’を成膜後に窒素ガス雰囲気中で熱処理を行い、膜質の向上を図り緻密化ノンドープシリコン酸化膜５２とする（Ｓ２７）。その熱処理は８００℃以上の温度で行い、膜質の改善を行っている。膜質の改善は具体的には、緻密化させてポーラスな状態を解消し、ピンホールをなくして欠陥密度を大幅に低くする、ということである。
【００４４】
次に図４（ｄ）に示すように、その上層にＢＰＳＧ膜５３を全面に成長させる（Ｓ２８）。ＢＰＳＧ膜５３を成長させた後、この膜の平坦化を行うため再度熱処理を行う。ＢＰＳＧ膜５３を平坦化した後、最上層にシリコン窒化膜５４からなる最終保護膜をプラズマＣＶＤ法で堆積して、固体撮像装置は完成する。
【００４５】
本実施形態においては、平坦化されたＢＰＳＧ膜５３中にボロンもしくはリンの高濃度析出領域が存在しても、その下層にはＢＰＳＧ膜成長前に熱処理により焼き締められて膜質改善された緻密化ノンドープシリコン酸化膜５２を形成する工程があるため、これがボロンもしくはリンに対する不純物拡散のマスキング材となり、固体撮像装置である半導体基板内における光電変換領域や信号電荷転送領域の出来映え（特性）の変化を防止することが可能となる。従って、ＢＰＳＧ膜５３をより平坦化させるために、ボロンやリンの濃度を高くしても、本実施形態の固体撮像装置では、不純物拡散を確実に防止できる。
【００４６】
局所的に暗電流が高くなる不良に着目すると、本実施形態に係る固体撮像装置及びその製造方法においても、その発生率がほぼ０％に低減することが確認され、ＢＰＳＧ膜から半導体基板への不純物拡散がない固体撮像装置を実現させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上説明したように、本発明は、固体撮像装置等およびその製造方法について、光電変換および信号電荷転送の特性変化が抑制されているという点において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施形態１に係る固体撮像装置の模式的な断面図である。
【図２】実施形態１に係る固体撮像装置の工程順の模式的な断面図である。
【図３】実施形態２に係る固体撮像装置の模式的な断面図である。
【図４】実施形態２に係る固体撮像装置の工程順の模式的な断面図である。
【図５】従来の固体撮像装置の模式的な断面図である。
【図６】実施形態１に係る製造方法の各ステップを説明する工程図である。
【図７】実施形態２に係る製造方法の各ステップを説明する工程図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、４１    ｎ型半導体基板
２、４２    ｐ型ウエル
３、４３    第１のｎ型拡散層
４、４４    第２のｎ型拡散層
５、４５    第１シリコン酸化膜
６、４６    シリコン窒化膜
７、４７    ポリシリコンゲート電極
８、４８    ポリシリコン酸化膜
９、４９    反射防止膜
１０、５０    層間絶縁膜
１１、５１    高融点金属遮光膜
１２、５２’  ノンドープシリコン酸化膜
１３、５３    ＢＰＳＧ膜
１４、５４    シリコン窒化膜（保護膜）
１５、５５    第２シリコン酸化膜
１７          チャネルストップ拡散層領域
５２          緻密化したノンドープシリコン酸化膜
【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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