(57)【要約】【課題】転送電極の膜厚の増加を抑えて、集光効率を向上させることができ、かつ、白点等の画像欠陥を防止することができる固体撮像装置およびその製造方法を提供する。【解決手段】転送電極ＶＥおよび電極配線ＶＥＬが同じ層に並列して配置されている。転送電極ＶＥは、ポリシリコン膜１３により構成され、電極配線ＶＥＬは、転送電極ＶＥを兼ねる主電極層としてのポリシリコン膜１３と、タングステン窒化膜１５と、タングステン膜１６の多層膜構造を有する。電極配線ＶＥＬをタングステン膜１６を含む多層膜構造とすることにより、転送電極ＶＥを兼ねるポリシリコン膜１３の膜厚を小さくすることができる。さらに、電極配線ＶＥＬを構成するポリシリコン膜１３が、タングステン膜１６の受光部５側の側面を受ける壁１３ａを備える。これにより、タングステン膜１６が受光部５側に露出することによる、タングステンの受光部５への拡散が防止される。【選択図】図３
2005327869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に行列状に形成された複数の受光部と、
前記基板上に形成され、前記受光部で生成された電荷を列方向に転送する転送電極と、
前記受光部間における前記基板上に延伸して形成され、行方向に並ぶ前記転送電極を接続する電極配線とを有し、
前記転送電極および前記電極配線が同じ層に並列して配置され、
前記電極配線は、前記転送電極を兼ねる主電極層と、前記主電極層上に形成され前記主電極層よりも低抵抗率材料の低抵抗化層を含む多層膜構造を有する
固体撮像装置。
【請求項２】
前記電極配線を構成する前記主電極層は、前記低抵抗化層の前記受光部側の側面を受ける壁を備える
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記電極配線は、前記主電極層と前記低抵抗化層との間に、前記低抵抗化層を構成する材料の拡散を防止するバルアメタル層をさらに有する
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記主電極層は、ポリシリコンを含む
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記低抵抗化層は、タングステンを含む
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記バルアメタル層は、タングステン窒化膜を含む
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項７】
行列状の複数の受光部を開口し、列方向に間隙を設けて隣接した転送電極と、行方向の前記転送電極を接続する電極配線とを同一層に並列して形成する固体撮像装置の製造方法であって、
基板に絶縁膜を介して主電極層を形成する工程と、
前記主電極層を途中の深さまで除去して、行方向に延びる複数の溝を形成する工程と、
前記溝の内側の両側壁に、前記主電極層よりも低抵抗率材料の低抵抗化層を形成する工程と、
前記溝に露出した部分の前記主電極層を除去して、前記電極配線の間隙を形成する工程と、
前記主電極層を部分的に除去して、前記転送電極の間隙を形成する工程と、
前記主電極層を部分的に除去して、前記受光部を開口する工程と
を有する固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記受光部を開口する工程において、前記低抵抗化層が前記受光部側に露出するのを防止して、前記受光部側に前記主電極層の壁を残す寸法で開口する
請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記電極配線の間隙を形成する工程の後、前記転送電極の間隙を形成する工程の前に、前記電極配線の間隙、前記低抵抗化層および前記主電極層を被覆する絶縁膜を形成する工程をさらに有する
請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記転送電極の間隙を形成する工程の後、前記受光部を開口する工程の前に、前記転送電極の間隙を被覆する絶縁膜を形成する工程をさらに有する
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、固体撮像装置およびその製造方法に関し、特に、単層構造の転送電極を有する固体撮像装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置（特にＣＣＤ：Charge Coupled Device ）の垂直転送電極は、これまで２層構造が主流であった。しかし、近年、比較的イメージング領域の大きなＣＣＤ固体撮像装置（広画角ＣＣＤの場合、横幅で２０〜３０ｍｍ程度ある）に、そのまま従来の転送電極構造を適用すると、イメージング領域（撮像部）の横方向長さが長いため、垂直転送電極を接続する電極配線長も長くなり、垂直方向の駆動パルス信号の伝播遅延による転送不良が問題となる。
【０００３】
これはシート抵抗値が数十Ωであるシリコン系膜などでは、駆動パルス信号がバスラインに近い方の垂直転送電極までに伝わるのに要する時間とバスラインに遠い方の垂直転送電極までに伝わるのに要する時間との間に差があることに起因する。
【０００４】
上記の背景と、転送電極構造の簡素化、製造コスト低減化等の理由により、従来２層あった電極膜を、１層（単層）にするプロセス技術が開発されている。しかし、２層構造で採用する電極材料と同じポリシリコンを単層転送電極構造に採用する場合に、伝播遅延の回避を考慮すると、膜厚を３００〜５００ｎｍにまで厚くする必要がある。
【０００５】
転送電極の膜厚が３００〜５００ｎｍにまで厚くなると、転送電極により受光部へ入射する入射光が遮られ、集光効率が極端に落ちてしまうという問題がある。
【０００６】
伝播遅延回避のためには、Ｗ／ＷＮ／ポリシリコンを積層した、いわゆるポリメタルを採用することも考えられる。このポリメタルは、タングステン膜厚を１００ｎｍとすると、シート抵抗値が１〜５Ωと、従来材質よりもかなり低いため、単層構造を採用する場合のメリットが大きい。
【０００７】
このポリメタルを用いた、幅０．１０〜０．２０μｍの間隙で隣接した転送電極の形成技術が、既に開示されている（例えば、特許文献１の従来技術の欄参照）。
【０００８】
上記の特許文献１に記載の従来の単層構造の転送電極の作製方法について要約する。まず、基板上にゲート絶縁膜を形成した後に、当該ゲート絶縁膜上に上記した積層膜のポリメタルを形成する。そして、ポリメタルを部分的に除去して転送電極の間隙を形成し、当該間隙を絶縁膜で埋めるというものである。
【特許文献１】特開２００３−６０８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、かかる従来の作製方法では、転送電極の間隙を形成した後、ポリメタルを部分的に除去して受光部を開口する工程が存在し、このとき、Ｗ／ＷＮ側壁面が露出してしまうことから、受光部上にタングステンが残留しやすい状態となる。このため、その後の熱処理により、基板の受光部がタングステン等により汚染されてしまい、白点等の画像欠陥となる問題がある。
【００１０】
以上説明したように、単層転送電極構造を採用する場合には、第１に、転送電極としてポリシリコンのみを用いると、抵抗値が比較的大きいことから伝播遅延の回避のため転送電極の膜厚を大きくする必要があり、集光効率が落ちてしまうという問題がある。
【００１１】
第２に、Ｗ／ＷＮ／ポリシリコンの積層構造を用いると、転送電極の膜厚はポリシリコンのみに比して薄くすることはできるが、プロセス中に、基板の受光部がタングステン元素等により汚染されてしまい、白点等の画像欠陥を発生させる問題がある。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転送電極の膜厚の増加を抑えて、集光効率を向上させることができる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。さらに、白点等の画像欠陥を防止することができる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】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、基板に行列状に形成された複数の受光部と、前記基板上に形成され、前記受光部で生成された電荷を列方向に転送する転送電極と、前記受光部間における前記基板上に延伸して形成され、行方向に並ぶ前記転送電極を接続する電極配線とを有し、前記転送電極および前記電極配線が同じ層に並列して配置され、前記電極配線は、前記転送電極を兼ねる主電極層と、前記主電極層上に形成され前記主電極層よりも低抵抗率材料の低抵抗化層を含む多層膜構造を有する。
【００１４】
前記電極配線を構成する前記主電極層は、前記低抵抗化層の前記受光部側の側面を受ける壁を備える。
【００１５】
上記の本発明の固体撮像装置では、転送電極および電極配線が同じ層に並列して配置されている。そして、電極配線は、転送電極を兼ねる主電極層と、主電極層上に形成され主電極層よりも低抵抗率材料の低抵抗化層を含む多層膜構造を有することから、電極配線の抵抗値を下げることができる。
従って、電極配線を低抵抗化層を含む多層膜構造とすることにより、主電極層のみを採用する場合に比べて、電極配線の膜厚を小さくすることができる。従って、転送電極を兼ねる主電極層の膜厚を小さくすることができる。
さらに、電極配線を構成する主電極層が、低抵抗化層の受光部側の側面を受ける壁を備えることにより、低抵抗化層が受光部側に露出することによる、低抵抗化層を構成する材料の受光部への拡散が防止される。
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置の製造方法は、行列状の複数の受光部を開口し、列方向に間隙を設けて隣接した転送電極と、行方向の前記転送電極を接続する電極配線とを同一層に並列して形成する固体撮像装置の製造方法であって、基板に絶縁膜を介して主電極層を形成する工程と、前記主電極層を途中の深さまで除去して、行方向に延びる複数の溝を形成する工程と、前記溝の内側の両側壁に、前記主電極層よりも低抵抗率材料の低抵抗化層を形成する工程と、前記溝に露出した部分の前記主電極層を除去して、前記電極配線の間隙を形成する工程と、前記主電極層を部分的に除去して、前記転送電極の間隙を形成する工程と、前記主電極層を部分的に除去して、前記受光部を開口する工程とを有する。
【００１７】
前記受光部を開口する工程において、前記低抵抗化層が前記受光部側に露出するのを防止して、前記受光部側に前記主電極層の壁を残す寸法で開口する。
【００１８】
上記の本発明の固体撮像装置の製造方法によれば、基板に絶縁膜を介して主電極層を形成し、主電極層を途中の深さまで除去して行方向に延びる複数の溝を形成し、溝の内側の両側壁に主電極層よりも低抵抗率材料の低抵抗化層を形成する。そして、溝に露出した部分の主電極層を除去して、電極配線の間隙を形成する。これにより、最終的に、溝の内側の両側壁に形成した低抵抗化層を含む電極配線が形成されることから、電極配線の抵抗値を下げることができる。
このように、低抵抗化層を含む多層膜構造の電極配線を形成することにより、主電極層のみを採用する場合に比べて、電極配線の膜厚を小さくすることができる。従って、転送電極を兼ねる主電極層の膜厚を小さくすることができる。
さらに、受光部を開口する工程において、低抵抗化層が受光部側に露出するのを防止して、受光部側に主電極層の壁を残す寸法で開口することにより、低抵抗化層が受光部側に露出することがない。これにより、低抵抗化層を構成する材料が受光部へ拡散することを防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の固体撮像装置およびその製造方法によれば、転送電極の膜厚の増加を抑えて、集光効率を向上させることができる固体撮像装置を実現することができる。さらに、白点等の画像欠陥を防止することができる固体撮像装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の固体撮像装置およびその製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。
【００２２】
本実施形態に係る固体撮像装置１は、撮像部２と、水平転送部３と、出力部４とを有する。出力部４は、例えば、フローティングゲートにて構成された電荷−電圧変換部４ａを有する。
【００２３】
撮像部２は、受光部５、読み出しゲート部６および垂直転送部７からなる画素８を、平面マトリックス状に多数配置させて構成されている。各画素８間は、図示しないチャネルストッパで電気的に干渉しないように分離されている。
【００２４】
垂直転送部７は、受光部５の列ごとに共通化され所定の本数、配置されている。撮像部２に、垂直転送部７を駆動するクロック信号（駆動パルス信号）が入力される。垂直転送部７を駆動するクロック信号としては、４相のクロック信号と２相のクロック信号があるが、本実施形態では、例えば、４相のクロック信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４を用いる。水平転送部３に、これを駆動する２相のクロック信号φＨ１，φＨ２が入力される。
【００２５】
上記の水平転送部３および各垂直転送部７は、ｐ型の半導体基板の表面側に導入されたｎ型不純物の電荷転送チャネルと、各画素の電荷転送チャネル上に絶縁膜を介在させて形成された複数の電極（転送電極）とから構成されている。転送電極に正の電圧を印加すると、転送チャネルにマイノリティキャリアの電位井戸が形成され、信号電荷を蓄積および転送する。
【００２６】
転送部３，７には、上記したクロック信号φＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４，φＨ１，φＨ２が各転送電極に対してそれぞれ周期的に位相をずらして印加される。転送部３，７は、転送電極に印加されるクロック信号に制御されて、上述した電位井戸のポテンシャル分布が順次変化し、この電位井戸内の電荷をクロック信号の位相ずれ方向に転送する、いわゆるシフトレジスタとして機能する。
【００２７】
図２は、図１に示す撮像部２における要部を拡大した概略平面図である。
図２に示すように、受光部５が、水平および垂直方向にマトリックス状に複数配置されている。各受光部５には、オンチップカラーフィルタおよびオンチップマイクロレンズなどを通った光が入射する。受光部５は、入射光に対して光電変換を行って信号電荷を発生させ、発生させた電荷を一定期間蓄積する。
【００２８】
マトリックス状に配置された受光部５間において、受光部５で生成された電荷を垂直方向（列方向）に転送する転送電極ＶＥ１，ＶＥ２，ＶＥ３，ＶＥ４が、互いに間隙９，１０を設けた状態で隣接して配置されている。転送電極ＶＥ１にはクロック信号φＶ１が印加され、転送電極ＶＥ２にはクロック信号φＶ２が印加され、転送電極ＶＥ３にはクロック信号φＶ３が印加され、転送電極ＶＥ４にはクロック信号φＶ４が印加される。間隙９，１０には絶縁物が埋め込まれており、間隙９，１０の幅は、例えば０．１μｍである。
【００２９】
水平方向（行方向）に配置した各転送電極ＶＥ１〜ＶＥ４は、電極配線ＶＥＬにより接続されている。上記の転送電極ＶＥ１〜ＶＥ４と、電極配線ＶＥＬは、同じ層に並列して配置される。以降の説明では、特に転送電極ＶＥ１〜ＶＥ４を区別する必要がない場合には、単に転送電極ＶＥと称する。
【００３０】
図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図３（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００３１】
図３（ａ）に示すように、例えばｐ型の半導体基板１１には、受光部５の領域を除いて、ゲート絶縁膜１２が形成され、当該ゲート絶縁膜１２上には電極配線ＶＥＬが形成されている。電極配線ＶＥＬの間には、間隙９が設けられており、当該間隙９は埋込シリコン窒化膜１９により埋め込まれている。
【００３２】
ゲート絶縁膜１２は、例えば、シリコン酸化膜１２ａと、シリコン窒化膜１２ｂと、シリコン酸化膜１２ｃとの積層膜からなる。
【００３３】
電極配線ＶＥＬは、主電極層としてのポリシリコン膜１３と、タングステンの拡散を防止するバリアメタルとしてのタングステン窒化膜１５と、低抵抗化層としてのタングステン膜１６との積層膜により構成されている。ポリシリコン膜１３と、タングステン窒化膜１５と、タングステン膜１６の積層膜の膜厚は、例えば、８０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である。タングステン膜１６の膜厚は、例えば、４０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。本願明細書では、シリコン系膜と金属膜とを含む構造体をポリメタルと称する。
【００３４】
本実施形態では、タングステン膜１６の下層のポリシリコン膜１３は、タングステン膜１６の受光部５側の側面を受ける壁１３ａを備える。そして、ポリシリコン膜１３とタングステン膜１６との間に、タングステンの拡散を防止するタングステン窒化膜１５が設けられている。このため、電極配線ＶＥＬの加工時にタングステン膜１６が受光部５側に露出することがなく、基板の受光部がタングステン等により汚染されることを防止している。
【００３５】
受光部５の領域における半導体基板１１には、図示はしないが、ｎ型不純物領域が形成されている。ｎ型不純物領域とｐ型の半導体基板１１との間のｐｎ接合を中心とした領域が、いわゆるフォトダイオード（受光部）となる。なお、ｎ型不純物領域の表面にｐ+不純物領域層を形成し、いわゆる埋め込み型フォトダイオードとしてもよい。
【００３６】
図３（ｂ）に示すように、半導体基板１１上に形成されたゲート絶縁膜１２上に、垂直方向に並ぶ複数の転送電極ＶＥ１〜Ｖ４が、間隙９，１０を設けて隣接して並んでいる。転送電極ＶＥ１〜ＶＥ４は、主としてポリシリコン膜１３により構成されるが、電極配線ＶＥＬと重複する部分にはタングステン窒化膜１５と、タングステン膜１６が一部に存在する。間隙９は、電極配線間および転送電極間の間隙であり、間隙１０は、転送電極間の間隙である。
【００３７】
隣接する電極配線ＶＥＬの間隙９には、図３（ａ）と同様に、埋込シリコン窒化膜１９が埋め込まれている。隣接する転送電極ＶＥの間隙１０には、埋込シリコン窒化膜２１が埋め込まれている。
【００３８】
半導体基板１１における転送電極ＶＥ下の領域には、図示しないｎ型不純物領域からなる転送チャネルが形成されている。間隙９，１０の下方の半導体基板１１には、隣接する転送電極ＶＥ１〜ＶＥ４の間のポテンシャルを調整するための図示しないｐ型不純物領域が形成されている。
【００３９】
なお、図３には図示していないが、埋込シリコン窒化膜１９、転送電極ＶＥ，電極配線ＶＥＬを被覆して、例えば、タングステン（Ｗ）などの高融点金属からなる遮光膜が形成されている。また、受光部５の上部には、オンチップカラーフィルタが形成されており、その上に、ネガ型感光樹脂などの光透過材料からなるオンチップレンズが形成されている。
【００４０】
上記の固体撮像装置では、入射光はオンチップレンズにより集光され、受光部５へ導かれる。
半導体基板１１に対して逆バイアスされた状態のフォトダイオードよりなる受光部５に入射光が入ると、当該受光部５で光電変換され、入射光量に応じた量の電荷が発生する。この電荷は、受光部５のｎ型不純物領域内で一定期間蓄積される。
その後、転送電極ＶＥに読み出し電圧が印加されて、電荷が転送チャネルへ転送される。さらに、転送電極ＶＥ１〜ＶＥ４に対してそれぞれ周期的に位相をずらしてクロック信号が印加され、電荷が垂直方向に転送されて、水平転送部３に送られていく。
そして、水平転送部３に送られた電荷は水平方向に転送され、出力部４から時系列な画像信号として取り出されることになる。
【００４１】
上記の本実施形態に係る固体撮像装置によれば、転送電極ＶＥおよび電極配線ＶＥＬが並列して配置された単層電極構造を採用する場合に、電極配線ＶＥＬを、転送電極ＶＥを兼ねるポリシリコン膜１３と、タングステン窒化膜１５と、タングステン膜１６の積層構造とすることにより、電極配線ＶＥＬの抵抗値を下げることができる。
【００４２】
電極配線ＶＥＬにポリメタルを採用することにより、ポリシリコン膜１３のみを採用する場合に比べて、電極配線ＶＥＬの膜厚を小さくすることができる。この結果、転送電極ＶＥを兼ねるポリシリコン膜１３の膜厚を小さくすることができる。これにより、受光部５へ入射する入射光が転送電極ＶＥにより遮られるのを防止して、受光部５への集光効率を向上させることができ、感度を向上させることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、タングステン膜１６の下層のポリシリコン膜１３は、タングステン膜１６の受光部５側の側面を受ける壁１３ａを備える。そして、ポリシリコン膜１３とタングステン膜１６との間に、タングステンの拡散を防止するタングステン窒化膜１５が設けられている。このため、電極配線ＶＥＬの加工時にタングステン膜１６が受光部５側に露出することがなく、基板の受光部がタングステンにより汚染されることを防止することができ、白点等の画像欠陥を低減することができる。
【００４４】
次に、上記の本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図４〜図９を参照して説明する。なお、図４〜図８は、図３（ｂ）に対応した断面図であり、図９は図３（ａ）に対応した断面図である。
【００４５】
まず、半導体基板１１内に各種の不純物領域の形成を行う。これにより、例えば、ｐ型の半導体基板１１に、ｐ型不純物領域からなるチャネルストッパ、ｎ型不純物領域からなる転送チャネル、ｐ型不純物領域からなる読み出しゲート部が形成される。
【００４６】
次に、図４（ａ）に示すように、各種不純物領域を形成した半導体基板１１上に、熱酸化法により、膜厚３０ｎｍ程度のシリコン酸化膜（熱酸化膜）１２ａを成膜し、その上に例えば減圧ＣＶＤ（Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法により膜厚３０ｎｍ程度のシリコン窒化膜１２ｂを堆積させる。そして、シリコン窒化膜１２ｂ上に、減圧ＣＶＤ法により膜厚１０ｎｍ程度の高温酸化膜（ＨＴＯ）からなるシリコン酸化膜１２ｃを形成する。これにより、シリコン酸化膜１２ａと、シリコン窒化膜１２ｂと、シリコン酸化膜１２ｃの積層膜からなるゲート絶縁膜１２が形成される。
【００４７】
次に、図４（ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜１２上に、例えば膜厚２００ｎｍ程度のポリシリコン膜１３を成膜する。続いて、ポリシリコン膜１３上に、ＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍ程度のシリコン酸化膜１４を形成する。
【００４８】
次に、図５（ａ）に示すように、レジストパターンを用いてシリコン酸化膜１４をエッチングし、さらに、ポリシリコン膜１３を途中の深さまで除去して、水平方向（行方向）に延びる複数の溝１３ｂを形成する。溝１３ｂの深さＤは、例えば、ポリシリコン膜１３の膜厚の半分程度、例えば１００ｎｍとする。溝１３ｂのパターンは、垂直方向に並ぶ画素間の領域、すなわち、２本の電極配線部分が形成される領域のパターンである。
【００４９】
続いて、溝１３ｂ内およびシリコン酸化膜１４上に、例えば、ＣＶＤ法により膜厚５ｎｍ程度のタングステン窒化膜１５を形成し、ＰＶＤ法により膜厚１００ｎｍ程度のタングステン膜１６を形成する。なお、タングステン窒化膜１５およびタングステン膜１６は、スパッタリング法により連続で成膜してもよい。
【００５０】
次に、図５（ｂ）に示すように、異方性ドライエッチングにより、溝１３ｂ内にポリシリコン膜１３が露出するまで、タングステン膜１６およびタングステン窒化膜１５をエッチバックする。ドライエッチングの原料ガスとして、例えば、ＣＦ4 ，Ｃｌ2 ，Ｏ2 ，Ｎ2 の混合ガスを用いる。このとき、シリコン酸化膜１４は、エッチングストッパとして機能する。ポリシリコン膜１３に対するタングステン膜１６およびタングステン窒化膜１５のエッチング選択比は２前後で、１０％程度のオーバーエッチとなる。ポリシリコン膜１３は膜減りするが、サイドエッチングが無ければ問題はない。シリコン酸化膜１４に対するタングステン膜１６およびタングステン窒化膜１５のエッチング選択比は４前後であり、シリコン酸化膜１４は３０ｎｍ程度エッチングされ、エッチング後に７０ｎｍ程度になる。これにより、溝１３ｂの内側の両側壁に、タングステン窒化膜１５とタングステン膜１６の積層膜からなる２つのサイドウォールが形成される。
【００５１】
次に、図６（ａ）に示すように、シリコン酸化膜１４と、タングステン膜１６とをマスクとして、ポリシリコン膜１３を異方性ドライエッチングする。エッチングガスとして、例えば、ＨＢｒとＣｌ2 の混合ガスを用いる。これにより、ゲート絶縁膜１２に達する間隙９が形成される。間隙９は、隣接する電極配線、および隣接する転送電極の間隙となる。
【００５２】
このように、形成する間隙９よりも幅広な溝１３ｂを形成しておき、当該溝１３ｂの両側壁にサイドウォール状のタングステン窒化膜１５およびタングステン膜１６の積層膜を形成し、これをエッチングマスクとすることにより、０．１μｍ程度の狭い間隙９を形成することができる。
【００５３】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＬＰＣＶＤ法により、シリコン酸化膜１４上に、間隙９を埋め込む１５０ｎｍ程度の埋込シリコン窒化膜１９を形成する。埋込には、タングステン膜１６の異常膨張を抑制し、かつ、タングステンの拡散を阻止する絶縁膜として、シリコン窒化膜を採用している。
【００５４】
次に、図７（ａ）に示すように、レジストパターンを用いて、埋込シリコン窒化膜１９およびシリコン酸化膜１４の一部をドライエッチングして、転送電極の間隙よりも幅広な開口部１９ａを形成する。
【００５５】
次に、図７（ｂ）に示すように、開口部１９ａを含めて、ポリシリコン膜１３および埋込シリコン窒化膜１９上に、ＣＶＤ法により、膜厚１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の高温酸化膜を成膜する。続いて、開口部１９ａ内にポリシリコン膜１３が露出するまで、異方性ドライエッチングによりエッチバックする。これにより、開口部１９ａの両側壁に、シリコン酸化膜からなるサイドウォール絶縁膜２０が形成され、サイドウォール絶縁膜２０には、ポリシリコン膜１３を露出する幅０．１μｍ程度の開口が形成される。
【００５６】
次に、図８（ａ）に示すように、サイドウォール絶縁膜２０をハードマスクとして、ポリシリコン膜１３を異方性ドライエッチングして、ゲート絶縁膜１２に達する間隙１０を形成する。間隙１０は、隣接する転送電極の間隙である。
【００５７】
このように、形成する間隙１０よりも幅広な開口部１９ａを形成しておき、当該開口部１９ａの両側壁にサイドウォール絶縁膜２０を形成し、これをハードマスクとすることにより、０．１μｍ程度の狭い間隙１０を形成することができる。
【００５８】
次に、図８（ｂ）に示すように、ＬＰＣＶＤ法により、間隙１０を埋め込む埋込シリコン窒化膜２１を形成する。埋込には絶縁膜として、シリコン窒化膜を採用している。
【００５９】
図９（ａ）は、図８（ｂ）に示す工程までを経た図３（ａ）に対応する断面図である。受光部５の領域には、ゲート絶縁膜１２上にポリシリコン膜１３と、シリコン酸化膜１４と、埋込シリコン窒化膜１９が積層されている。
【００６０】
次に、図９（ｂ）に示すように、レジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクとして、埋込シリコン窒化膜１９、シリコン酸化膜１４、ポリシリコン膜１３をエッチングすることにより、受光部５を開口する。図９（ｂ）では、ゲート絶縁膜１２の途中のシリコン酸化膜１２ｃまで除去した後の断面を示している。
【００６１】
上記の図９（ｂ）に示す受光部５の開口工程において、受光部５側にタングステン膜１６が露出することを防止し、ポリシリコン膜１３の壁１３ａが残るような寸法で受光部５の開口を形成する。
【００６２】
このように、受光部５を開口する工程において、ポリシリコン膜１３の壁１３ａが残るようにすることで、受光部５へタングステン膜１６の材料が拡散することが、ポリシリコン膜１３の壁１３ａ、およびポリシリコン膜１３とタングステン膜１６の間にあるタングステン窒化膜１５により防止され、受光部５の金属汚染が防止される。そして、受光部５上のシリコン酸化膜１２ａと、シリコン窒化膜１２ｂとを除去した後に、熱酸化により受光部５上に新たな絶縁膜を形成する。
【００６３】
その後、受光部５、転送電極および電極配線を被覆する、タングステンなどの高融点金属を堆積させ、受光部５上の当該高融点金属膜を除去して受光部５を開口させることにより、遮光膜を形成する。受光部５となるｎ型不純物領域の形成は、遮光膜をマスクとして、ｎ型不純物を注入することにより形成する。
以降の工程としては、窒化シリコンからなるパッシベーション膜を形成し、オンチップカラーフィルタを形成し、オンチップレンズを形成することにより、図１に示す固体撮像装置が製造される。
【００６４】
上記の本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、図９（ｂ）に示す工程において、受光部５を開口する際に、受光部５側にタングステン膜１６が露出することを防止していることから、その後の工程において、基板の受光部５がタングステンにより汚染されることを防止することができ、白点等の画像欠陥を低減することができる。これにより、固体撮像装置の歩留りを向上させることができる。
【００６５】
本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本実施形態では、電荷転送方式が４層駆動の場合を例に説明したが、２相駆動としても何ら差し支えない。また、主電極層としてのポリシリコン膜１３、バリアメタルとしてのタングステン窒化膜１５、低抵抗化層としてのタングステン膜１６の材料は種々の変更が可能である。例えば、ポリメタルではなく、タングステン窒化膜１５およびタングステン膜１６の代わりに、低抵抗化層としてタングステンシリサイドＷＳｉを採用し、電極配線ＶＥＬにポリシリコン／タングステンシリサイドの積層膜からなるポリサイド構造を採用してもよい。本実施形態で挙げたその他の材料や、数値に特に限定はない。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す撮像部の要部を拡大した概略平面図である。
【図３】（ａ）は図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図４】本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。
【図５】本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。
【図６】本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。
【図７】本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。
【図８】本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。
【図９】本実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１…固体撮像装置、２…撮像部、３…水平転送部、４…出力部、４ａ…電荷−電圧変換部、５…受光部、６…読み出しゲート部、７…垂直転送部、８…画素、９…電極配線の間隙、１０…転送電極の間隙、１１…半導体基板、１２…ゲート絶縁膜、１２ａ…シリコン酸化膜、１２ｂ…シリコン窒化膜、１２ｃ…シリコン酸化膜、１３…ポリシリコン膜、１３ａ…壁、１３ｂ…溝、１４…シリコン酸化膜、１５…タングステン窒化膜、１６…タングステン膜、１９…埋込シリコン窒化膜、１９ａ…開口部、２０…サイドウォール絶縁膜、２１…埋込シリコン窒化膜、ＶＥ１，ＶＥ２，ＶＥ３，ＶＥ４…転送電極、ＶＥＬ…電極配線
【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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