(57)【要約】【課題】微細化に際しても寸法精度の高い電荷転送電極を備えた固体撮像素子を提供する。【解決手段】光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、前記電荷転送電極の形成工程が、半導体基板表面に、ゲート酸化膜を介して、少なくとも表面が高融点金属または高融点金属のシリサイドで構成された第１層導電性膜を形成し、これをフォトリソグラフィによりパターニングし、第１層電極を形成する工程と、前記第１層電極の周りに電極間絶縁膜を形成する工程と、前記第１層電極の形成された前記半導体基板表面に第２層導電性膜を形成する工程と、前記高融点金属または高融点金属のシリサイドを除去抑制層として、表面の平坦化を行い、第２層電極を形成する工程とを備えている。【選択図】図３
2007201161.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、
前記電荷転送電極の形成工程が、
半導体基板表面に、ゲート酸化膜を介して、少なくとも表面が高融点金属または高融点金属のシリサイドで構成された第１層導電性膜を形成し、これをフォトリソグラフィによりパターニングし、第１層電極を形成する工程と、
前記第１層電極の周りに電極間絶縁膜を形成する工程と、
前記第１層電極の形成された前記半導体基板表面に第２層導電性膜を形成する工程と、
前記高融点金属または高融点金属のシリサイドを除去抑制層として、表面の平坦化を行い、第２層電極を形成する工程とを備えた固体撮像素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記電極間絶縁膜を形成する工程は、前記第１層電極を覆うように、低温プラズマによるラジカル酸化膜を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２層電極を形成する工程は、前記第１層電極表面を除去抑制層としてＣＭＰにより平坦化する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２層電極を形成する工程は、前記第１層電極表面を除去抑制層としてレジストエッチバックを行うことにおより平坦化する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
第１層電極を形成する工程は、シリコン系導電性膜を形成する工程と、この上層に前記高融点金属膜を形成する工程とを含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
第１層電極を形成する工程は、タングステン膜からなる高融点金属膜を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
第１層電極を形成する工程は、モリブデン膜からなる高融点金属膜を形成する工程を含む固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法であって、
前記第２層電極を形成する工程は、シリコン系導電性膜を形成する工程である固体撮像素子の製造方法。
【請求項９】
光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子において、
前記電荷転送電極が、
少なくとも表面が高融点金属または高融点金属のシリサイドで構成された第１層電極と、
前記第１層電極の周りを覆うように形成された低温プラズマによるラジカル酸化膜を介して形成された第２層電極とを備えた固体撮像素子。
【請求項１０】
請求項９に記載の固体撮像素子であって、
前記第２層電極はシリコン系導電性膜で構成される固体撮像素子。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の固体撮像素子であって、
前記第１層電極は、シリコン系導電性膜と、この上層に形成される高融点金属または高融点金属のシリサイド膜とで構成される固体撮像素子。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記高融点金属はタングステンである、固体撮像素子。
【請求項１３】
請求項９乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記高融点金属はモリブデンである、固体撮像素子。
【請求項１４】
請求項９乃至１１のいずれかに記載の固体撮像素子であって、
前記高融点金属はニッケルまたはコバルトである、固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子にかかり、特に第１層電極のパターン形成に関する。
【背景技術】
【０００２】
エリアセンサ等に用いられるＣＣＤを用いた固体撮像素子は、フォトダイオードなどの光電変換部と、この光電変換部からの信号電荷を転送するための電荷転送電極を備えた電荷転送部とを有する。電荷転送電極は、半導体基板に形成された電荷転送路上に複数個隣接して配置され、順次駆動される。
【０００３】
近年、固体撮像素子においては、高解像度化、高感度化への要求は高まる一方であり、ギガピクセル以上まで撮像画素数の増加が進んでおり、このような状況の中で電荷転送電極の微細化および高精度化はきわめて重要となってきており、電荷転送電極のパターニング精度は極めて重要になっている。
【０００４】
ところで、従来、平坦性の向上のために、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical  Mechanical  Polishing）により、電荷転送部を単層電極構造とした構造が提案されている。単層構造の電荷転送電極を用いた固体撮像素子では、電荷転送電極として例えば多結晶シリコン層を用い、第１層導電性膜を形成しパターニングすることにより得られる第１層電極の表面を酸化して電極間絶縁膜を形成し、この上層に第２層目の電荷転送電極となる多結晶シリコン層を堆積し、ＣＭＰにより表面を平坦化することにより第２層電極を形成し、電荷転送電極の単層化を実施している（例えば特許文献１）。
【０００５】
さらにまた、このような状況の中で、チップサイズを大型化することなく高解像度を得るためには、単位画素あたりの面積を縮小し、高集積化を図る必要がある。一方光電変換部を構成するフォトダイオードの面積を小さくすると感度が低下するため、フォトダイオード領域の面積は確保しなければならない。
そこで、電荷転送部および周辺回路の配線の微細化をはかり、配線の面積比率を低減することにより、フォトダイオード領域の占有面積を確保しつつチップの微細化をはかるべく種々の研究がなされている。
【０００６】
このような状況の中で配線の微細化により高集積化を実現するためには配線層間の層間絶縁膜の平坦性を保つことは重要な技術課題となる。そこで平坦性の向上のために、電荷転送部を単層電極構造とした構造が提案されている（例えば特許文献１）。
【０００７】
ところで、従来の単層構造の電荷転送電極を用いた固体撮像素子では、電荷転送電極として多結晶シリコンあるいはアモルファスシリコン層を用い、第１層導電性膜を形成した後に、この第１層導電性膜のパターン表面を酸化し、第２層目の転送電極となる多結晶シリコンあるいはアモルファスシリコン層を堆積し、レジストを塗布し、レジストエッチバック法により全面エッチングを行うことにより電極の単層化を実施している。
【０００８】
例えば、従来、上記固体撮像素子を製造するに際しては、この単層電極構造の電荷転送部を例えば図７および図８に示す工程を用いて形成している。まず、ｎ型シリコン基板１表面に、膜厚１５〜３５ｎｍの酸化シリコン膜２ａと、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜２ｂと、膜厚１０ｎｍの酸化シリコン膜２ｃを形成し、３層構造のゲート酸化膜２を形成する。
【０００９】
続いて、このゲート酸化膜２上に、第１層ドープトアモルファスシリコン膜３ａを形成し、ＣＶＤ法による酸化シリコン膜１４と、窒化シリコン膜１５とを形成する（図７（ａ））。
続いて、そしてこの上層にレジストを塗布する。
【００１０】
そして、図７（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィにより所望のマスクを用いて露光し、現像、水洗を行い、レジストパターンＲ１を形成する。
【００１１】
この後、図７（ｃ）に示すように、このレジストパターンＲ１をマスクとし、酸化シリコン膜１４と、窒化シリコン膜１５とをエッチングし、第１層電極のパターニング用のマスクパターンを形成する。
そしてアッシングによりレジストパターンを剥離除去し（図７（ｄ））、このマスクパターンをマスクとし、ゲート酸化膜２の窒化シリコン膜２ｂをエッチングストッパとして第１層ドープトアモルファスシリコン膜３ａを選択的にエッチング除去し、第１層電極を形成する（図８（ａ））。
【００１２】
続いて、熱酸化法により第１層電極のパターンの側壁表面に電極間絶縁膜４を形成し（図８（ｂ））、この上層に第２層ドープトアモルファスシリコン膜３ｂを形成する（図８（ｃ））。
こののち、表面全体にレジストを塗布し、レジストエッチバックにより第２層ドープトアモルファスシリコン膜３ｂの平坦化を行う（図８（ｄ））。
【００１３】
この後、このレジストパターンをマスクとして、フォトダイオード領域３０上の第２層ドープトアモルファスシリコン膜３ｂを選択的にエッチング除去する。
このようにして、第２層ドープトアモルファスシリコン膜３ｂからなる第２層電極を形成し、表面の平坦な単層電極構造の電荷転送電極が形成される。
【００１４】
この方法の場合、第１層導電性膜のパターニングは極めて高精度である必要がある。しかしながら、この酸化シリコン膜の上層に形成される窒化シリコン膜の膜厚のばらつき、およびこれらの膜による膜厚の増大、さらには膜厚のばらつきに起因する乱反射により、フォトリソグラフィ工程におけるパターン精度が十分に得られず、プロセス安定性が悪く、寸法ばらつきを生じる原因となっていた。
【００１５】
また、この構造の場合、第１層電極の表面を熱酸化することによって得られる酸化シリコン膜は、第１層電極と第２層電極との間に介在して電極間絶縁膜としての役割をもつため、この膜質、膜厚および形状は重要である。またこの酸化シリコン膜は、第１層電極を構成する第１層導電性膜を酸化して浸食することになるため、酸化の均一性は、酸化シリコン膜の均一化と第１層電極の形状維持との２点から極めて重要である。
【００１６】
また、レジストエッチバックに限らず、化学機械研磨（ＣＭＰ：Chemical  Mechanical  Polishing）によって平坦化を行なう場合にも同様に、第２層ドープトアモルファスシリコン膜（第２層導電性膜）の膜厚のばらつきを生じることがある。
【００１７】
このような膜厚のばらつきは、配線抵抗のばらつきや転送効率の劣化を生じることになる。また電荷転送電極より上層の平坦化膜、マイクロレンズ、カラーフィルタなどの各種の膜の膜厚の不均一化や形状ばらつきの増大を招くことにもなり、シェーディング、感度ばらつき、迷光によるスミアの悪化などが発生すると言う問題もある。
【００１８】
このため、上述したような方法では、さらなる感度の向上に対応するのは困難であった。
【００１９】
【特許文献１】特開平１１−２６７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
このように、従来の固体撮像素子では、さらなる微細化に伴い、第２層導電性膜を平坦化し単層電極を形成するに際しての平坦化のための除去抑制層（ストッパ層）として酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との２層膜を用いているため、２層膜の膜自体の膜厚に起因する、パターン精度の低下を無視することができないという問題があった。
また、さらに、第１層導電性膜を構成する第１層電極を形成した後、酸化を行い、電極間絶縁膜４となる酸化シリコン膜を形成しているが、酸化が均一に進まず、第１層電極が尖ったり、丸くなったりし、パターンエッジが垂直になるように形成することが困難であった。
このため、電極間距離が大きくなり、転送効率の劣化や空乏化電圧の上昇を招いたり、電極間距離が狭くなる部分ができ、層間耐圧不良となったりするという現象が生じ、これが、信頼性低下の原因となっていた。
本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、微細化に際しても寸法精度の高い電荷転送電極を備えた固体撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
そこで本発明は、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子の製造方法において、前記電荷転送電極の形成工程が、半導体基板表面に、ゲート酸化膜を介して、少なくとも表面が高融点金属または高融点金属のシリサイドで構成された第１層導電性膜を形成し、これをフォトリソグラフィによりパターニングし、第１層電極を形成する工程と、前記第１層電極の周りに電極間絶縁膜を形成する工程と、前記第１層電極の形成された前記半導体基板表面に第２層導電性膜を形成する工程と、前記高融点金属または高融点金属のシリサイドを除去抑制層として、表面の平坦化を行い、第２層電極を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、第１層電極をパターニングするためのフォトリソグラフィ工程において、パターニング対象となる膜自体を薄くすることができるため、極めて高精度化を測ることが可能となる。また第２層電極形成のために行われる平坦化工程で除去抑制層としてそのまま使用可能であるため、パターン精度の向上をはかることができる。即ち、第１層電極のパターニングに先立ち、マスクとしてあるいは除去抑制層として用いられていた酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との２層膜は、膜厚のばらつきを生じ易く、微細化に伴い、これが寸法精度低下の原因となっていたが、この酸化シリコン膜と窒化シリコン膜は不要となり、金属膜あるいは金属シリサイド膜がそのまま除去抑制層として作用するため、パターン精度の向上をはかることができる。
【００２２】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記電極間絶縁膜を形成する工程は、前記第１層電極を覆うように、低温プラズマによるラジカル酸化膜を形成する工程を含む。
この構成によれば、低温形成が可能で、かつ膜質の良好なラジカル酸化膜が第１層電極表面に形成され、第１層電極の形状変化もないため、寸法精度の高い電極形成が可能となる。
【００２３】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記第２層電極を形成する工程は、前記第１層電極表面を除去抑制層としてＣＭＰにより平坦化する工程を含む。
この構成によれば、ＣＭＰにより表面平坦性の良好な固体撮像素子が形成される。
【００２４】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記第２層電極を形成する工程は、前記第１層電極表面を除去抑制層としてレジストエッチバックを行うことにより平坦化する工程を含む。
この構成によれば、レジストエッチバックにより表面平坦性の良好な固体撮像素子が形成される。
【００２５】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、第１層電極を形成する工程は、シリコン系導電性膜を形成する工程と、この上層に高融点金属膜を形成する工程とを含む。
この構成によれば、低抵抗でかつ信頼性の高い第１層電極の形成が可能となる。
【００２６】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、第１層電極を形成する工程は、タングステン膜からなる高融点金属膜を形成する工程を含む。
この構成によれば、低抵抗でかつ遮光性も高いものとなる。
【００２７】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、第１層電極を形成する工程は、モリブデン膜からなる高融点金属膜を形成する工程を含む。
【００２８】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、第１層電極を形成する工程は、シリコン系導電性膜を形成する工程と、この上層に前記高融点金属膜を形成する工程とを含む。
第１層電極を多結晶シリコン層などのシリコン導電性膜で形成する場合、抵抗値の低減が難しいが、この構成によれば、多結晶シリコン膜の上層に金属膜を容易に積層することができ、低抵抗で信頼性の高い電荷転送電極を形成することが可能となる。
【００２９】
また、本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記第２層電極を形成する工程は、シリコン系導電性膜を形成する工程である
この構成によれば、多結晶シリコン膜やアモルファスシリコン膜などのシリコン系導電性膜を第２層電極として用いているため、加工性も良好で、表面平坦性の高い単層構造の電荷転送電極の形成が可能となる。なお、第２層電極についてもＣＭＰやレジストエッチバックによって平坦化した後、若干オーバーエッチングを行い、第２層電極表面を除去して、タングステンやモリブデンなど、望ましくは第１層電極で用いられた金属膜を形成するようにしても良い。これにより第１層電極と同様、低抵抗化をはかることができる。
【００３０】
また本発明は、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子において、前記電荷転送電極が、少なくとも表面が高融点金属または高融点金属のシリサイドで構成された第１層電極と、前記第１層電極の周りを覆うように形成された低温プラズマによるラジカル酸化膜を介して形成された第２層電極とを備えたことを特徴とする。
この構成によれば、第１層電極が薄型でかつ第２層電極形成のために行われる平坦化工程で除去抑制層としてそのまま使用可能であるため、第１層電極のパターン精度の向上を図ることが可能となる。即ち、第１層電極のパターニングに先立ち、マスクとしてあるいは除去抑制層として用いられる酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との２層膜は、膜厚のばらつきを生じ易く、微細化に伴い、これが寸法精度低下の原因となっていたが、この酸化シリコン膜と窒化シリコン膜は不要となり、金属膜あるいは金属シリサイド膜がそのまま除去抑制層として作用するため、パターン精度の向上をはかることができる。
【００３１】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記第２層電極はシリコン系導電性膜で構成されるものを含む。
この構成によれば、第２層電極の形成に際し、第１層電極を構成する金属または金属シリサイド膜を除去抑制層として平坦化を行うことにより、極めて効率よく、寸法精度の高い単層構造の電荷転送電極が形成可能となる。
【００３２】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記高融点金属はタングステンである。  この構成によれば、除去抑制層として有効である上、遮光性が高くかつ比抵抗も低く、第１層電極として有効である。
【００３３】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記高融点金属はモリブデンである。
この構成によれば、除去抑制層として有効である上、遮光性が高くかつ比抵抗も低く、第１層電極として有効である。
【００３４】
また、本発明は、上記固体撮像素子において、前記高融点金属はニッケルまたはコバルトである。
【００３５】
望ましくは、前記金属膜は、減圧CVD法によるタングステン膜であってもよい。かかる構成によれば、減圧CVD法により段差被覆性の良好なタングステン膜を形成することができ、また同時に遮光効果をもたせるようにすることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下本発明の実施の形態について図面を参照しつ説明する。
（第1の実施の形態）
この固体撮像素子は、図１に、電荷転送部の要部断面図、図２に平面図を示すように、所望の素子領域の形成されたシリコン基板１表面に、光電変換部と、前記光電変換部で生起せしめられた電荷を転送する電荷転送電極を備えた電荷転送部とを具備した固体撮像素子であって、前記電荷転送電極が、第１層多結晶シリコン膜３ａとこの上層に形成されたタングステン膜３Ｍで構成された第１層電極と、第１層電極の周りを覆うように形成された低温プラズマによるラジカル酸化膜４を介して形成された第２層多結晶シリコン膜３ｂからなる第２層電極とで構成されたことを特徴とする。
【００３７】
製造に際しては、電荷転送電極の形成工程が、シリコン基板１表面に、ゲート酸化膜２を介して、第１層多結晶シリコン膜３ａとこの上層にタングステン膜３Ｍを形成し、これをフォトリソグラフィによりパターニングし、第１層電極を形成したのち、前記第１層電極の周りに低温プラズマによるラジカル酸化を行いラジカル酸化膜からなる電極間絶縁膜を形成し、さらにこの上層に第２層多結晶シリコン膜を形成する工程と、第１層電極のタングステン膜３Ｍを除去抑制層として、表面の平坦化を行い、第２層電極を形成するようにしている。
またこのタングステン膜３Ｍと第２層電極としての多結晶シリコン膜３ｂの表面はほぼ同程度である。
【００３８】
すなわち、図１および図２に固体撮像素子の断面概要図および平面図（図１は図２のＡ−Ａ断面図）を示すように、シリコン基板１内には、受光領域内にフォトダイオードを備えた光電変換部および電荷転送部が形成され、その上層は絶縁膜で被覆されている。
【００３９】
電荷転送部４０は、複数のフォトダイオード列の各々に対応してシリコン基板１表面部の列方向に形成された複数本の垂直電荷転送チャネル３３と、垂直電荷転送チャネル３３の上層に形成された電荷転送電極３と、フォトダイオード３０で発生した電荷を垂直電荷転送チャネル３３に読み出すための電荷読み出し領域３４とを含む。電荷転送電極３は、行方向に配設された複数のフォトダイオード３０からなる複数のフォトダイオード行の間を全体として行方向に延在する蛇行形状となっている。また、電荷転送電極によって転送される信号電荷が移動する垂直電荷転送チャネル３３が、電荷転送部４０が延在する方向と交差する方向に、形成されている。
【００４０】
図１に示すように、シリコン基板１の表面にはｐウェル層が形成され、ｐウェル層内に、ｐｎ接合を形成するｎ領域が形成されると共に表面にｐ領域が形成され、フォトダイオード３０を構成しており、このフォトダイオード３０で発生した信号電荷は、ｎ領域に蓄積される。
【００４１】
そしてこのフォトダイオード３０に隣接してｎ領域からなる垂直電荷転送チャネル３３が形成される。ｎ領域と垂直電荷転送チャネル３３の間のｐウェル層に電荷読み出し領域３４が形成される。
【００４２】
電荷読み出し領域３４と垂直電荷転送チャネル３３の上には、ゲート酸化膜２を介して、電荷転送電極が形成される。そして電極間には電極間絶縁膜４が形成されている。垂直転送チャネル３３の右側にはｐ＋領域からなるチャネルストップ３２が設けられ、隣接するフォトダイオード３０との分離がなされている。
【００４３】
そして電荷転送電極３の上層には、ラジカル酸化膜４、酸化シリコン膜５、反射防止膜６、遮光膜８、ＢＰＳＧ（borophospho  silicate  glass）からなる絶縁膜９、中間膜７０が形成される。さらにこれらの上方には、カラーフィルタ５０（赤色フィルタ５０Ｒ、緑色フィルタ５０Ｇ、青色フィルタ：図示せず）、透明樹脂等からなる平坦化膜６１とマイクロレンズ６０が設けられる。
【００４４】
次にこの固体撮像素子の製造工程について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、ｎ型のシリコン基板１表面に、膜厚１５ｎｍの酸化シリコン膜と、膜厚５０ｎｍの窒化シリコン膜と、膜厚１０ｎｍの酸化シリコン膜を形成し、３層構造のゲート酸化膜２を形成する。続いてこのゲート酸化膜２上に、ＣＶＤ法により、膜厚０．５μｍの高濃度ドープの多結晶シリコン膜３ａを形成する。さらにＣＶＤ法により膜厚０．２μｍ程度のタングステン膜を形成する。
続いて、この上層にレジストを厚さ０．８〜１．４μｍとなるように塗布する。  
【００４５】
そしてフォトリソグラフィにより、所望のマスクを用いて露光し、現像、水洗を行い、図３（ｂ）に示すように、レジストパターンＲ１を形成する。
【００４６】
この後、図３（ｃ）に示すように、反応性イオンエッチングによりレジストパターンをマスクとし、タングステン膜３Ｍを選択的に除去したのち、ゲート酸化膜２の窒化シリコン膜２ｂをエッチングストッパとして多結晶シリコン膜３ａを選択的にエッチング除去したのち、レジストパターンを剥離除去する。ここではＥＣＲ(電子サイクロトロン共鳴方式：Electron Cycrotoron Resonance)あるいはＩＣＰ（誘導結合方式Inductively Coupled Plasma）などのエッチング装置を用いるのが望ましい。
【００４７】
そして図４（ａ）に示すように、低温プラズマを用いたラジカル酸化により、膜厚３０ｎｍの酸化シリコン膜からなる電極間絶縁膜４を形成する。
【００４８】
そして図４（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法により膜厚０．４〜１．４μｍの高濃度ドープの多結晶シリコン膜３ｂを形成する。
そして、図４（ｃ）に示すように、ＣＭＰにより前記基板表面を研磨および化学的エッチングを行い、電極間絶縁膜４の上面が露呈するまでエッチングする。このとき、電極間絶縁膜４が除去されても、タングステン膜３Ｍが除去抑制層として作用するため、ＣＭＰ（エッチング）はストップする。
このようにして第２層多結晶シリコン膜からなる第２層電極を個々に分離し、この上層に減圧ＣＶＤ法により酸化シリコン膜５を形成する。
【００４９】
最後に、反射防止膜６、遮光膜７、層間絶縁膜１０、平坦化膜１１を形成した後、カラーフィルタ層５０を形成し、さらに平坦化膜７０を塗布形成後、レンズ６０を形成し、図１に示したような固体撮像素子を形成することが出来る。
【００５０】
この構成によれば、第１層電極をパターニングするためのフォトリソグラフィ工程において、このパターニング対象は、多結晶シリコン膜とタングステン膜との２層膜であり、パターニング対象となる膜自体を薄くすることができるため、パターン精度の向上をはかることが可能となる。またこのタングステン膜が第２層電極形成のために行われる平坦化工程で除去抑制層としてそのまま使用可能であるため、パターン精度の向上をはかることができる。即ち、第１層電極のパターニングに先立ち、マスクとしてあるいは除去抑制層として用いられていた酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との２層膜は、膜厚のばらつきを生じ易く、微細化に伴い、これが寸法精度低下の原因となっていたが、この酸化シリコン膜と窒化シリコン膜は不要となり、タングステン膜がそのまま除去抑制層として作用するため、パターン精度の向上をはかることができる。
【００５１】
さらにまた電極間絶縁膜４をラジカル酸化膜で構成しているため、低温形成が可能で、膜質の良好な膜形成が可能となるため、薄くてすむことから、電極間距離の低減を図ることが可能となる。さらにまた低温酸化で形成可能であるため多結晶シリコン膜のエッジが丸まるのを防ぐことができ、第２層電極形成のための多結晶シリコン膜が第１層電極のエッジに残り、短絡事故を招くおそれもない。
【００５２】
なお、前記第１の実施の形態では、第２層電極は多結晶シリコン膜で構成したが、電荷転送電極の低抵抗化をはかるために、導電性膜の表面に金属膜を形成し、２層構造の電荷転送電極を形成するようにしてもよい。
【００５３】
さらにまた第１層電極は多結晶シリコン膜とタングステン膜との２層膜で構成したが、熱処理によりタングステンシリサイドを形成しても良い。また第１層電極および第２層電極ともに多結晶シリコン膜に代えてアモルファスシリコン膜を用いても良い。
加えて高融点金属膜としてはタングステンに限定されることなく、モリブデン膜、コバルト膜、ニッケル膜などを用いてもよい。
【００５４】
加えて、前記実施の形態では、ＣＭＰにより第２層電極の平坦化を行ったが、レジストエッチバックを用いてもよい。
【００５５】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。
前記第１の実施の形態では、図５に示すように、第２層電極は、多結晶シリコン膜単層で構成したが、本実施の形態では、第１層電極、第２層電極ともに多結晶シリコン膜３ａ、３ｂとタングステンシリサイド３Ｔとの２層膜で構成したことを特徴とする。他は前記第１の実施の形態と同様に形成される。
【００５６】
製造に際しては、前記実施の形態１で図４（ｃ）に示したのと同様に、エッチバックにより、第２層電極をおおむね平坦化した後、エッチング条件を変えて、電極間絶縁膜としてラジカル酸化膜４に対して選択性を持たせるようなエッチング条件を用いて、さらに、多結晶シリコン膜３ｂ表面をオーバーエッチする（図６（ａ））。そして、第１層電極表面よりも低くなるようにして、この上層にタングステン膜を形成し（図６（ｂ））、シリサイド化した後（図６（ｃ））、シリサイド化されずに残っている第１層電極上のラジカル酸化膜４上のタングステン膜を除去する（図６（ｄ））。
【００５７】
このようにして図５に示したように第１層電極、第２層電極ともに多結晶シリコン膜３ａ、３ｂとタングステンシリサイド３Ｔとの２層膜で構成された単層電極構造の電荷転送電極が形成される。
【００５８】
また、金属膜としてはタングステンのほか、タンタル、チタン、モリブデン、コバルト、あるいはこれらのシリサイド、あるいはアルミニウムなどでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明してきたように、本発明によれば、デザインルールを越えた狭ギャップ化が可能となり、微細化に際しても、高効率でかつ信頼性の高い電荷転送電極を持つ固体撮像素子を得ることができることから、携帯端末などの小型デバイスへの適用に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図４】図４（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第１の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子を示す平面図である。
【図６】図６（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第２の実施の形態の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図７】図７（ａ）乃至（ｄ）は従来例の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【図８】図８（ａ）乃至（ｄ）は従来例の固体撮像素子の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  シリコン基板
２  ゲート酸化膜
４  電極間絶縁膜
３ａ  第１層多結晶シリコン膜
３ｂ  第２層多結晶シリコン膜
３Ｍ  タングステン膜
３Ｔ  タングステンシリサイド膜
５    酸化シリコン膜
６    反射防止膜
８    遮光膜
３０  フォトダイオード部
４０  電荷転送部
５０  カラーフィルタ
６０  マイクロレンズ
７０  中間層
【図１】
2007201161.tif 000003
【図２】
2007201161.tif 000004
【図３】
2007201161.tif 000005
【図４】
2007201161.tif 000006
【図５】
2007201161.tif 000007
【図６】
2007201161.tif 000008
【図７】
2007201161.tif 000009
【図８】
2007201161.tif 000010