(57)【要約】【課題】転送電極間の容量を低減することで、高画素化と低消費電力化とを実現することができる固体撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の固体撮像装置１００は、半導体基板１１０と、半導体基板１１０に行列状に形成されており、入射光を電荷に変換する複数の光電変換部１２０と、半導体基板１１０に形成され、複数の光電変換部１２０により変換された電荷を転送するための垂直転送領域１３０と、垂直転送領域１３０上に形成されているゲート絶縁膜１３１と、ゲート絶縁膜１３１を介して、垂直転送領域１３０の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並んで形成されている複数の垂直転送電極１４０とを備え、複数の垂直転送電極１４０のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の転送方向の幅Ａは、電極間ギャップの下部の転送方向の幅Ｂより広い。【選択図】図２
2012064730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に行列状に形成されており、入射光を電荷に変換する複数の光電変換部と、
前記基板に形成され、前記複数の光電変換部により変換された電荷を転送するための転送領域と、
前記転送領域上に形成されている絶縁膜と、
前記絶縁膜を介して、前記転送領域の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並んで形成されている複数の転送電極とを備え、
前記複数の転送電極のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅は、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅より広い
固体撮像装置。
【請求項２】
前記複数の転送電極には、前記電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅が、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅より広くなるように、少なくとも前記転送方向の側面に、段差が形成されている
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記転送領域は、列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域を含み、
前記複数の転送電極は、前記複数の垂直転送領域のそれぞれの上に列方向に沿って並んで形成された複数の垂直転送電極であり、
前記複数の垂直転送電極には、当該垂直転送電極の隣り合う列間の空間である光電変換部空間の上部の幅が、前記光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、前記光電変換部側の側面に、段差が形成されている
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記転送領域は、
列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域と、
前記複数の垂直転送領域を介して転送された電荷を行方向に転送するための水平転送領域とを含み、
前記複数の転送電極は、前記水平転送領域の上方に行方向に沿って並んで形成された複数の水平転送電極であり、
前記複数の水平転送電極はそれぞれ、前記水平転送領域に隣接する領域の上方に延伸した、電圧を印加するための配線と接続するための配線接続部を有し、
複数の前記配線接続部のうち隣り合う配線接続部間の空間である接続部間ギャップの行方向の幅は、前記電極間ギャップの上部の行方向の幅に等しい
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記固体撮像装置は、さらに、
前記複数の転送電極の上面に接続されたシャント配線を備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
基板に、入射光を電荷に変換する複数の光電変換部を行列状に形成する第１工程と、
前記基板に、前記複数の光電変換部により変換された電荷を転送するための転送領域を形成する第２工程と、
前記転送領域上に絶縁膜を形成する第３工程と、
前記絶縁膜を介して、前記転送領域の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並ぶ複数の転送電極を形成する第４工程とを含み、
前記複数の転送電極のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅は、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅より広い
固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記第４工程では、
前記転送領域の上方に、第１膜厚の電極材料膜を形成し、
第１領域に形成される開口であって、前記電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅の開口を有するレジストマスクを、前記電極材料膜の上方に形成し、
前記レジストマスクをマスクとして、前記第１領域の前記電極材料膜を、前記第１膜厚より小さい第２膜厚だけエッチングし、
前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅の開口が、前記第１領域内の第２領域にサイドウォールによって形成されるように、前記電極材料膜の側面に前記サイドウォールを形成し、
前記サイドウォールをマスクとして、前記電極材料膜をエッチングすることで、前記複数の転送電極を形成する
請求項６記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記サイドウォールの形成では、前記電極材料膜と同一の材料からなる膜を、前記電極材料膜の上方の全面に形成し、形成した膜をエッチングすることで、前記サイドウォールを形成し、
前記サイドウォールを形成するためのエッチングと、前記複数の転送電極を形成するためのエッチングとは、連続して実行される
請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２工程では、列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域を含む前記転送領域を形成し、
前記第４工程では、前記複数の転送電極として、前記複数の垂直転送領域のそれぞれの上に列方向に沿って並んで形成された複数の垂直転送電極を形成し、
前記複数の垂直転送電極には、当該垂直転送電極の隣り合う列間の空間である光電変換部空間の上部の幅が、前記光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、前記光電変換部側の側面に、段差が形成されている
請求項６〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２工程では、
列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域と、前記複数の垂直転送領域を介して転送された電荷を行方向に転送するための水平転送領域とを含む前記転送領域を形成し、
前記第４工程では、前記複数の転送電極として、前記水平転送領域の上方に行方向に沿って並んで形成された複数の水平転送電極を形成し、
前記複数の水平転送電極はそれぞれ、前記水平転送領域に隣接する領域の上方に延伸した、電圧を印加するための配線と接続するための配線接続部を有し、
複数の前記配線接続部のうち隣り合う配線接続部間の空間である接続部間ギャップの行方向の幅は、前記電極間ギャップの上部の行方向の幅に等しい
請求項６〜９のいずれか１項に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、固体撮像装置及びその製造方法に関し、特にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型の固体撮像装置及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、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの撮像装置として需要が拡大している。また、携帯電話に代表される携帯端末装置では、カメラ機能を備えた機種が多くなってきている。このような携帯端末装置の撮像装置としても固体撮像装置の需要が拡大している。さらに、高画質の画像を得るために、固体撮像装置の画素数は年々上昇する傾向にある。そのため単位画素のサイズが縮小され、特性維持のために低背化や、熱バジェット低減による不純物分布の急峻化の必要性から、単層ゲート構造への移行が行われるようになってきている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、単層ゲート構造の固体撮像装置が開示されている。
図１２は、特許文献１に記載の従来の固体撮像装置１０の転送電極の配置例を示す平面図である。図１２に示すように、従来の固体撮像装置１０は、半導体基板（図示せず）と、フォトダイオード領域２０と、チャンネル領域３０と、垂直転送電極４０とを備える。
【０００４】
半導体基板は、表面にゲート絶縁膜を有する。チャンネル領域３０は、半導体基板の表面部に埋め込んで形成され、信号電荷の転送路となる。フォトダイオード領域２０は、光電変換することで電荷を生成し、生成した電荷を蓄積するフォトダイオードが２次元状に配置されている。
【０００５】
図１２に示すように、垂直転送電極４０は、フォトダイオード領域２０間で同一材料のポリシリコンで接続された構造となっており、垂直転送電極４０間のギャップは、信号電荷の取り残しがないようになるべく狭く形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−２０７０７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような構成を有する従来の固体撮像装置において、画素数を増加させると、当然ながら転送のために必要な電極数は比例して増加する。このため、隣り合う電極間の容量も比例して増加し、消費電力が増大してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたものであって、ＣＣＤ転送部における電極間容量を抑制し、高画素化と低消費電力化との両立が可能な固体撮像装置及びその製造方法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】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る固体撮像装置は、基板と、前記基板に行列状に形成されており、入射光を電荷に変換する複数の光電変換部と、前記基板に形成され、前記複数の光電変換部により変換された電荷を転送するための転送領域と、前記転送領域上に形成されている絶縁膜と、前記絶縁膜を介して、前記転送領域の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並んで形成されている複数の転送電極とを備え、前記複数の転送電極のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅は、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅より広い。
【００１０】
本態様によれば、電極間ギャップを小さく保ちつつ、電極間容量を低減することができるので、高画素化と低消費電力化との両立を実現することができる。また、電極の膜厚を確保しつつ、電極間容量を低減することができるので、転送不良を防止することもできる。
【００１１】
また、前記複数の転送電極には、前記電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅が、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅より広くなるように、少なくとも前記転送方向の側面に、段差が形成されていてもよい。
【００１２】
本態様によれば、転送電極間のギャップを小さく維持したまま、電極間容量を低減することができる。したがって、高画素化と低消費電力化との両立を実現することができる。
【００１３】
また、前記転送領域は、列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域を含み、前記複数の転送電極は、前記複数の垂直転送領域のそれぞれの上に列方向に沿って並んで形成された複数の垂直転送電極であり、前記複数の垂直転送電極には、当該垂直転送電極の隣り合う列間の空間である光電変換部空間の上部の幅が、前記光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、前記光電変換部側の側面に、段差が形成されていてもよい。
【００１４】
本態様によれば、光電変換部空間の上部の幅が下部の幅より広いので、斜め光のケラレ防止することができ、集光効率を高めることができ、より高感度を実現することができる。
【００１５】
また、前記転送領域は、列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域と、前記複数の垂直転送領域を介して転送された電荷を行方向に転送するための水平転送領域とを含み、前記複数の転送電極は、前記水平転送領域の上方に行方向に沿って並んで形成された複数の水平転送電極であり、前記複数の水平転送電極はそれぞれ、前記水平転送領域に隣接する領域の上方に延伸した、電圧を印加するための配線と接続するための配線接続部を有し、複数の前記配線接続部のうち隣り合う配線接続部間の空間である接続部間ギャップの行方向の幅は、前記電極間ギャップの上部の行方向の幅に等しくてもよい。
【００１６】
本態様によれば、通常、水平転送部は垂直転送部より高速に駆動されるので、電極間容量の低減の効果がより顕著に現れ、より低消費電力化を実現することができる。
【００１７】
また、前記固体撮像装置は、さらに、前記複数の転送電極の上面に接続されたシャント配線を備えてもよい。
【００１８】
本態様によれば、より転送の高速化を実現することができる。
また、本発明の一態様に係る固体撮像装置の製造方法は、基板に、入射光を電荷に変換する複数の光電変換部を行列状に形成する第１工程と、前記基板に、前記複数の光電変換部により変換された電荷を転送するための転送領域を形成する第２工程と、前記転送領域上に絶縁膜を形成する第３工程と、前記絶縁膜を介して、前記転送領域の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並ぶ複数の転送電極を形成する第４工程とを含み、前記複数の転送電極のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅は、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅より広い。
【００１９】
本態様によれば、電極間ギャップを小さく保ちつつ、電極間容量を低減することができるので、高画素化と低消費電力化との両立を実現することができる固体撮像装置を製造することができる。
【００２０】
また、前記第４工程では、前記転送領域の上方に、第１膜厚の電極材料膜を形成し、第１領域に形成される開口であって、前記電極間ギャップの上部の前記転送方向の幅の開口を有するレジストマスクを、前記電極材料膜の上方に形成し、前記レジストマスクをマスクとして、前記第１領域の前記電極材料膜を、前記第１膜厚より小さい第２膜厚だけエッチングし、前記電極間ギャップの下部の前記転送方向の幅の開口が、前記第１領域内の第２領域にサイドウォールによって形成されるように、前記電極材料膜の側面に前記サイドウォールを形成し、前記サイドウォールをマスクとして、前記電極材料膜をエッチングすることで、前記複数の転送電極を形成してもよい。
【００２１】
本態様によれば、それぞれの電極間ギャップを精度よく形成することが可能である。これにより、固体撮像装置の特性バラつきを抑制でき、ひいては、固体撮像装置の製造コストの増加も抑制できる。
【００２２】
また、前記サイドウォールの形成では、前記電極材料膜と同一の材料からなる膜を、前記電極材料膜の上方の全面に形成し、形成した膜をエッチングすることで、前記サイドウォールを形成し、前記サイドウォールを形成するためのエッチングと、前記複数の転送電極を形成するためのエッチングとは、連続して実行されてもよい。
【００２３】
本態様によれば、サイドウォールの材料が転送電極と同一の材料であるので、サイドウォールを形成するためのエッチングでの終点検出を容易にすることができる。
【００２４】
また、前記第２工程では、列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域を含む前記転送領域を形成し、前記第４工程では、前記複数の転送電極として、前記複数の垂直転送領域のそれぞれの上に列方向に沿って並んで形成された複数の垂直転送電極を形成し、前記複数の垂直転送電極には、当該垂直転送電極の隣り合う列間の空間である光電変換部空間の上部の幅が、前記光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、前記光電変換部側の側面に、段差が形成されていてもよい。
【００２５】
本態様によれば、光電変換部空間の上部の幅が下部の幅より広いので、斜め光のケラレ防止することができ、集光効率を高めることができ、より高感度な固体撮像装置を製造することができる。
【００２６】
また、前記第２工程では、列毎に設けられた、対応する列に配置されている前記複数の光電変換部により変換された電荷を列方向に転送するための複数の垂直転送領域と、前記複数の垂直転送領域を介して転送された電荷を行方向に転送するための水平転送領域とを含む前記転送領域を形成し、前記第４工程では、前記複数の転送電極として、前記水平転送領域の上方に行方向に沿って並んで形成された複数の水平転送電極を形成し、前記複数の水平転送電極はそれぞれ、前記水平転送領域に隣接する領域の上方に延伸した、電圧を印加するための配線と接続するための配線接続部を有し、複数の前記配線接続部のうち隣り合う配線接続部間の空間である接続部間ギャップの行方向の幅は、前記電極間ギャップの上部の行方向の幅に等しくてもよい。
【００２７】
本態様によれば、通常、水平転送部は垂直転送部より高速に駆動されるので、電極間容量の低減の効果がより顕著に現れ、より低消費電力の固体撮像装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＣＣＤ転送部における電極間容量を抑制し、高画素化と低消費電力化との両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の単位画素の構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の転送電極間の断面の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の製造方法の別の一例を示す工程断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の光学構造の一例を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１の比較例に係る固体撮像装置の光学構造の一例を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の水平転送部の構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態１の変形例に係る固体撮像装置の水平転送部の構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の単位画素の構成の一例を概略的に示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置の光学構造の一例を概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置の構成の一例を示す断面図である。
【図１２】従来の固体撮像装置の構成を概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（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は、複数の転送電極のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップ（電極間空間）の上部の転送方向の幅が、電極間ギャップの下部の転送方向の幅より広いことを特徴とする。
【００３１】
最初に、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の単位画素の構成の一例を概略的に示す平面図である。
【００３２】
本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００は、半導体基板上に構成されたＣＣＤ型の固体撮像装置である。図１に示すように、固体撮像装置１００は、半導体基板１１０（図１には示していない。図２参照）と、複数の光電変換部１２０と、複数の垂直転送領域１３０と、複数の垂直転送電極１４０とを備える。
【００３３】
複数の光電変換部１２０は、半導体基板１１０に行列状に形成されており、入射光を電荷（信号電荷）に変換する。言い換えると、複数の光電変換部１２０は、入射光を受光する受光部であり、半導体基板１１０に２次元マトリクス状に配列されている。
【００３４】
垂直転送領域１３０は、転送領域の一例であり、複数の光電変換部１２０により変換された電荷を転送するためのチャンネル領域である。具体的には、垂直転送領域１３０は、列毎に設けられた、対応する列に配置されている複数の光電変換部１２０により変換された電荷を列方向に転送するための領域である。
【００３５】
垂直転送電極１４０は、絶縁膜を介して転送領域の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並んで形成されている転送電極の一例である。具体的には、複数の垂直転送電極１４０は、ゲート絶縁膜１３１（図１には示していない。図２参照）を介して、垂直転送領域１３０の上方に列方向に沿って並んで形成されている。
【００３６】
なお、垂直転送領域１３０と複数の垂直転送電極１４０とが、複数の光電変換部１２０の垂直方向の並びに沿って列毎に配置された垂直転送部（垂直ＣＣＤ）に相当する。言い換えると、垂直ＣＣＤは、垂直転送領域１３０と複数の垂直転送電極１４０とを備えるＣＣＤである。垂直ＣＣＤは、光電変換部１２０から読み出した信号電荷を垂直方向（列方向）に転送する。例えば、垂直ＣＣＤは、４相駆動される。
【００３７】
また、図示していないが、垂直転送部の最終行に隣接するように水平転送部（水平ＣＣＤ）が設けられている。水平ＣＣＤは、水平転送領域と複数の水平転送電極とを備えるＣＣＤである。水平ＣＣＤは、垂直ＣＣＤによって転送された信号電荷を水平方向に転送する。例えば、水平ＣＣＤは、２相駆動される。
【００３８】
本発明の実施の形態１において、複数の光電変換部１２０は、例えば、フォトダイオードであり、受光した光の強度に応じた電荷を生成し、生成した電荷を蓄積する。
【００３９】
図２は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の転送電極間の断面の一例を示す断面図である。具体的には、図２は、図１に示す固体撮像装置１００のＸ−Ｘ断面を示す。
【００４０】
図２に示すように、固体撮像装置１００は、半導体基板１１０と、垂直転送領域１３０と、ゲート絶縁膜１３１と、垂直転送電極１４０と、マスク層１４１と、サイドウォール１４２と、層間絶縁膜１４３と、遮光膜１５０とを備える。
【００４１】
垂直転送領域１３０は、半導体基板１１０に形成されたｐ型ウェルに形成されている。また、垂直転送領域１３０は、ｎ型の拡散層である。
【００４２】
ゲート絶縁膜１３１は、垂直転送領域１３０の上に形成されている。具体的には、ゲート絶縁膜１３１は、垂直転送領域１３０上の領域を含む、半導体基板１１０上の全面の領域に形成されている。ゲート絶縁膜１３１は、例えば、シリコン酸化膜である。
【００４３】
垂直転送電極１４０は、例えば、ポリシリコンからなる単層電極である。図２に示すように、複数の垂直転送電極１４０のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の転送方向（図２では、左右方向）の幅が、電極間ギャップの下部の転送方向の幅より広い。言い換えると、垂直転送電極１４０の上部の列方向の幅が、垂直転送電極１４０の下部の列方向の幅より小さい。なお、電極間ギャップは、例えば、高さが、垂直転送電極１４０の膜厚であり、水平方向の幅が、列方向に隣り合う垂直転送電極１４０間の側面であって、互いに対向する側面の幅（又は、垂直転送領域１３０の行方向の幅）である空間である。
【００４４】
具体的には、複数の垂直転送電極１４０は、電極間ギャップの上部の転送方向の幅が電極間ギャップの下部の転送方向の幅より広くなるように、転送方向の側面に段差が形成されている。言い換えると、垂直転送電極１４０の上段の列方向の幅が、垂直転送電極１４０の下段の列方向の幅が小さくなるように、垂直転送電極１４０の列方向には段差が形成されている。電極間ギャップの上部の幅は、隣り合う垂直転送電極１４０のそれぞれに形成された段差の上段の側面同士の距離（図２中のＡ）である。また、電極間ギャップの下部の幅は、隣り合う垂直転送電極１４０のそれぞれに形成された段差の下段の側面同士の距離（図２中のＢ）である。
【００４５】
なお、垂直転送電極１４０の膜厚、すなわち、電極底面から上段の上面までの高さは、例えば、７５〜１２５ｎｍである。また、電極底面から段差の下段の上面までの高さは、例えば、２５〜７５ｎｍである。
【００４６】
また、電極間ギャップの上部の幅（図２中のＡ）は、例えば、１５０〜２２０ｎｍであり、好ましくは、１７０〜２００ｎｍである。また、電極間ギャップの下部の幅（図２中のＢ）は、例えば、５０〜１２０ｎｍであり、好ましくは、７０〜１００ｎｍである。
【００４７】
マスク層１４１は、垂直転送電極１４０上に形成された絶縁膜である。例えば、マスク層１４１はシリコン酸化膜である。
【００４８】
サイドウォール１４２は、垂直転送電極１４０の側面に形成された絶縁領域である。具体的には、サイドウォール１４２は、段差の下段の上面上に、段差の上段の側面を覆うように形成されている。例えば、サイドウォール１４２は、シリコン酸化物である。
【００４９】
層間絶縁膜１４３は、マスク層１４１及びサイドウォール１４２上に、かつ、電極間ギャップを埋めるように形成された絶縁膜である。例えば、層間絶縁膜１４３は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などである。
【００５０】
遮光膜１５０は、垂直転送電極１４０上方に、垂直転送電極１４０を覆うように形成された、光を遮るための遮光膜である。
【００５１】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００では、複数の転送電極のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の転送方向の幅が、電極間ギャップの下部の転送方向の幅より広い。
【００５２】
このような構成により、転送電極間でのショートを抑制し、転送電極間での容量を低減することができるとともに、電極間ギャップを最小化することができる。したがって、必要以上に広いギャップを確保する必要がなく、高画素化を実現することができるとともに、電極間容量を低減することで、消費電力を低減することができる。
【００５３】
ここで、垂直転送領域１３０上の電極間ギャップの下部間隔（図２中のＢ）を１００ｎｍ、電極間ギャップの上部間隔（図２中のＡ）を２００ｎｍとし、電極下部の電極高さ（段差の下段の高さ）を７５ｎｍ、電極上部の電極高さ（段差の上段の高さ）を７５ｎｍとして、この条件での電極間（相間）容量について、本発明と従来とを比較する。
【００５４】
従来は、電極間ギャップの高さは、電極下部の電極高さである７５ｎｍと、電極上部の電極高さである７５ｎｍとの合計である。これに対して、本発明によれば、電極間ギャップの上部の幅は、従来の２倍の２００ｎｍであるので、電極間ギャップの上部における相間容量は１／２となる。したがって、電極間ギャップ全体の相間容量は、従来が１（下部）＋１（上部）＝２（全体）に対して、１（下部）＋１／２（上部）＝１．５となる。すなわち、本発明に係る電極間ギャップの相間容量は、従来比７５％で、２５％の削減が可能となる。
【００５５】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００は、転送電極間のギャップを確保しつつ、転送電極間での容量を低減することができるので、消費電力を低減することができる。
【００５６】
なお、電極間容量を低減するには、対向面積を減少させればよく、もっとも簡便な方法は、電極の厚さを薄くすることである。しかしながら、ＣＣＤ型の固体撮像装置では、転送電極への駆動電圧の供給を、構造上の制約により画素領域の両側から行っている。そのため、電極厚さを薄くすることによって電極の抵抗値が高くなると、特に画素領域中央では、駆動に必要な電圧振幅が得られずに、転送電荷量の不足や転送残りを生じさせてしまう。
【００５７】
これに対して、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００によれば、電極の厚さを十分に確保しつつ、電極間容量を低減するので、転送不良を起こすことを防止することができるとともに、消費電力を低減することができる。
【００５８】
次に、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の製造方法の一例について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の製造方法の一例を示す工程断面図である。具体的には、図３は、サイドウォールプロセスでの電極形成の一例を示す。
【００５９】
まず、半導体基板１１０に複数の光電変換部１２０と垂直転送領域１３０とを形成する。なお、図３は、図２と同様に、図１のＸ−Ｘ断面を示す図であり、光電変換部１２０は示されていない。なお、水平転送領域も、垂直転送領域１３０と同時に形成することができる。
【００６０】
次に、垂直転送領域１３０上にゲート絶縁膜１３１を形成する。例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより、膜厚が４０ｎｍのシリコン酸化膜を、垂直転送領域１３０を含む半導体基板１１０上の全面に成長させることで、ゲート絶縁膜１３１を形成する。
【００６１】
続いて、ゲート絶縁膜１３１上に、垂直転送電極１４０の材料からなる膜である第１膜厚の電極材料膜を形成する。さらに、当該電極材料膜上に、マスク層１４１の材料からなる膜を形成する。例えば、ＣＶＤ法などにより、膜厚（第１膜厚）が１５０ｎｍのポリシリコン膜１４０ａと、膜厚が７５ｎｍのシリコン酸化膜１４１ａとを順次形成する。このとき、ポリシリコン膜１４０ａを熱酸化することでシリコン酸化膜１４１ａを形成してもよい。以上の工程により、図３（ａ）に示す構造が形成される。なお、ポリシリコン膜１４０ａは、電極材料膜の一例であり、シリコン酸化膜１４１ａは、マスク層材料の一例である。
【００６２】
次に、シリコン酸化膜１４１ａ上にレジストマスク１６０を形成する。レジストマスク１６０には、マスクパターンとして、平面視した際に転送電極間ギャップを形成する第１領域に、転送電極間ギャップの上部の幅と同じ幅の開口が形成されている。例えば、フォトリソグラフィー工程で、２００ｎｍのスペースとなるレジストマスク１６０を形成する。
【００６３】
次に、レジストマスク１６０をマスクとして、シリコン酸化膜１４１ａを、異方性エッチングでレジストマスク１６０の寸法と同じになるようにエッチングすることで、マスク層１４１を形成する。さらに、第１領域のポリシリコン膜１４０ａを所定の膜厚（第２膜厚）だけエッチングする。ここで、第２膜厚は、第１膜厚より小さい厚さであり、具体的には、垂直転送電極１４０の側面に形成される段差の上段の高さに相当する。例えば、ポリシリコン膜１４０ａを７５ｎｍだけエッチングする。以上の工程により、図３（ｂ）に示す構造が形成される。
【００６４】
次に、レジストマスク１６０を除去した後に、サイドウォール１４２の材料からなる膜をマスク層１４１上及びエッチングによる開口に形成する。例えば、膜厚が６０ｎｍのシリコン酸化膜１４２ａを形成する。以上の工程により、図３（ｃ）に示す構造が形成される。
【００６５】
次に、異方性エッチングで、シリコン酸化膜１４２ａを、当該シリコン酸化膜１４２ａの膜厚分だけエッチングすることにより、開口の側面、すなわち、マスク層１４１及びポリシリコン膜１４０ａの側面にサイドウォール１４２を形成する。このとき、第１領域内の第２領域に、電極間ギャップの下部の転送方向の幅の開口がサイドウォール１４２によって形成されるように、ポリシリコン膜１４０ａの側面にサイドウォール１４２を形成する。
【００６６】
言い換えると、隣り合うサイドウォール１４２の底部における間隔（図３（ｄ）のＢ）は、転送電極間ギャップの下部の幅と同じ幅となるように、サイドウォール１４２を形成する。例えば、隣り合うサイドウォール１４２の底部における間隔は、１００ｎｍである。以上の工程により、図３（ｄ）に示す構造が形成される。
【００６７】
そして、サイドウォール１４２及びマスク層１４１をマスクとして、ポリシリコン膜１４０ａをエッチングすることで、複数の垂直転送電極１４０を形成する。以上の工程により、図３（ｅ）に示す構造が形成される。なお、複数の水平転送電極も、垂直転送電極１４０と同時に形成することができる。
【００６８】
このとき、サイドウォール１４２、すなわち、転送電極間ギャップの上部での電極間隔（図３（ｅ）のＡ）は、２００ｎｍ、転送電極間ギャップの下部での電極間隔（図３（ｅ）のＢ）は、１００ｎｍとなる。すなわち、レジストマスク１６０の開口の幅、及び、サイドウォール１４２の材料となるシリコン酸化膜１４２ａの膜厚を調整することで、所望の電極ギャップを形成することができる。
【００６９】
なお、マスク層１４１を形成するためのシリコン酸化膜１４１ａの膜厚を７５ｎｍとしている。これは、従来例では、サイドウォールの形成に必要な膜厚は１５０ｎｍであったが、本発明では、ポリシリコン膜１４０ａのエッチングによる７５ｎｍの段差を有しているために生じた差分の成長膜厚としたためである。
【００７０】
このように、垂直転送電極１４０の厚さを従来と同様に維持できるため、抵抗の増大による転送不具合を抑制することができる。さらに、垂直転送電極１４０の転送方向の側面に段差を形成することで、転送に有効な基板近傍の電極ギャップを狭く、転送に関係しない基板から離れた電極上部ギャップを広くしている。これにより、電極間の容量を低減することができ、低消費電力化を実現することができる。
【００７１】
本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の別の製造方法を、図４に示す。図４は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の製造方法の別の一例を示す工程断面図である。
【００７２】
なお、本発明の実施の形態１の別の一例に係る固体撮像装置の製造方法は、マスク層１４１とは異なる材料を、サイドウォール１４４（図４（ｅ）参照）の材料として用いる点が、図３に示す固体撮像装置１００の製造方法と異なっている。
【００７３】
図３の方法では、サイドウォール１４２の材料にハードマスク（マスク層１４１）と同一材料を用いたために、サイドウォール１４２を形成するためのエッチングでの終点検出が困難であった。このため、電極ギャップの寸法バラつきを抑制して制御よく形成することは困難であった。
【００７４】
これに対して、図４に示す製造方法では、サイドウォール１４４の材料にハードマスクと異なる材料、具体的には、垂直転送電極１４０と同一材料を用いて、サイドウォール１４４を形成するためのエッチングでの終点検出を容易にすることができる。
【００７５】
まず、図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて説明した方法と同様に、レジストマスク１６０、シリコン酸化膜１４１ａ及び所定の膜厚分のポリシリコン膜１４０ａをエッチングする（図４（ａ）及び図４（ｂ）参照）。
【００７６】
次に、レジストマスク１６０を除去した後、マスク層１４１上及び開口に、サイドウォール１４４の材料、具体的には、垂直転送電極１４０と同一の材料を形成する。例えば、膜厚が６０ｎｍのポリシリコン膜１４４ａを形成する。以上の工程により、図４（ｃ）に示す構造が形成される。
【００７７】
次に、異方性エッチングで、ポリシリコン膜１４４ａを、当該ポリシリコン膜１４４ａの膜厚分だけエッチングし、さらに、マスク層１４１をマスクとして、ポリシリコン膜１４０ａをエッチングする。このとき、ポリシリコン膜１４４ａのエッチングと、ポリシリコン膜１４０ａのエッチングとを連続して行う。すなわち、サイドウォール１４４の形成と垂直転送電極１４０の形成とを、連続して行う。以上の工程により、図４（ｄ）に示す構造を経て、図４（ｅ）に示す構造が形成される。
【００７８】
以上の構成により、電極間ギャップの上部開口を大きくすることができ、ギャップの埋め込み（層間絶縁膜１４３の形成）をより容易にすることが可能となる。また、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の製造方法によれば、それぞれの電極間ギャップを精度よく形成することが可能である。これにより、固体撮像装置の特性バラつきを抑制でき、ひいては、固体撮像装置の製造コストの増加も抑制できる。
【００７９】
また、本発明は、高画素化に伴う課題の１つである感度低下を抑制するための低背化を実現することができる。
【００８０】
図５は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の光学構造の一例を概略的に示す断面図である。具体的には、図５は、図１に示す固体撮像装置１００のＹ−Ｙ断面を示す。
【００８１】
図５に示すように、固体撮像装置１００は、図２に示す構造に加えて、平坦化膜１４５と、層内レンズ１７１と、平坦化膜１７２と、カラーフィルタ１７３と、トップレンズ１７４とを備える。なお、これらの構成はあくまで一例であって、必ずしも備える必要はない。
【００８２】
平坦化膜１４５は、半導体基板１１０の上方を平坦化するための絶縁膜である。図５に示すように、平坦化膜１４５は、遮光膜１５０上及び光電変換部１２０上に形成される。例えば、平坦化膜１４５は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などである。
【００８３】
層内レンズ１７１は、光電変換部１２０への集光効率を高めるために、光電変換部１２０上方に形成されたレンズである。例えば、層内レンズ１７１は、樹脂などによって形成される。
【００８４】
平坦化膜１７２は、層内レンズ１７１を覆うことで、半導体基板１１０の上方を平坦化するための絶縁膜である。例えば、平坦化膜１４５は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜などである。
【００８５】
カラーフィルタ１７３は、所定の波長の光を選択的に透過させるフィルタである。例えば、カラーフィルタ１７３は、複数の光電変換部１２０のそれぞれに対応して形成され、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかの光を透過させる。なお、赤外光（ＩＲ）を透過させるフィルタが形成されていてもよい。
【００８６】
トップレンズ１７４は、光電変換部１２０への集光効率を高めるために、光電変換部１２０上方に形成されたレンズである。例えば、トップレンズ１７４は、樹脂などによって形成される。
【００８７】
また、図６は、本発明の実施の形態１の比較例に係る固体撮像装置１００ａの光学構造の一例を概略的に示す断面図である。図６に示す固体撮像装置１００ａは、図５に示す固体撮像装置１００と比較して、垂直転送電極１４０及びマスク層１４１の代わりに、垂直転送電極４０及びマスク層４１を備える点が異なっている。
【００８８】
垂直転送電極４０は、転送方向の側面に、上述した段差が形成されていない。段差が形成されていないため、垂直転送電極４０のギャップを形成するためのマスクとなるサイドウォールは、垂直転送電極４０と同じ高さが必要となる。
【００８９】
したがって、垂直転送電極４０の膜厚と垂直転送電極１４０の膜厚とが同じであれば、比較例に係るマスク層４１は、マスク層１４１に比べて膜厚が大きくなる。例えば、垂直転送電極４０及び１４０の膜厚がともに１５０ｎｍであり、垂直転送電極１４０に形成される段差の高さが７５ｎｍである場合、マスク層１４１の膜厚は、例えば、７５ｎｍであるのに対して、マスク層４１の膜厚は、１５０ｎｍである。
【００９０】
このように、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００では、マスク層１４１の膜厚を小さくすることができる。すなわち、マスク層１４１を薄く形成することができるため、遮光膜１５０の位置が下がる。よって、固体撮像装置１００の低背化を実現することができる。これにより、集光される光、特に斜め光のケラレを抑制でき、集光効率を向上させることができる。その結果、感度が高くなり、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【００９１】
以上、本発明の実施の形態１では、主に、垂直転送電極に関して説明してきたが、水平転送電極にも同様に適用が可能である。
【００９２】
図７は、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の水平転送部の構成の一例を概略的に示す平面図である。図７に示すように、固体撮像装置１００は、水平転送領域１８０と、複数の水平転送電極１９０とを備える。なお、水平転送領域１８０と、複数の水平転送電極１９０とが、水平ＣＣＤを構成する。
【００９３】
水平転送領域１８０は、転送領域の一例であり、複数の垂直転送領域１３０を介して転送された電荷を行方向に転送するためのチャンネル領域である。
【００９４】
水平転送電極１９０は、絶縁膜を介して転送領域の上方の単一の電極層に、転送方向に沿って並んで形成されている転送電極の一例である。具体的には、複数の水平転送電極１９０は、ゲート絶縁膜１３１（図７には示していない）を介して、水平転送領域１８０の上方に行方向に沿って並んで形成されている。
【００９５】
水平転送電極１９０は、例えば、垂直転送電極１４０と同様に、ポリシリコンからなる単層電極である。図９に示すＸ−Ｘ断面の断面図は、図２に示す垂直転送電極１４０の断面と同様である。すなわち、複数の水平転送電極１９０のうち隣り合う転送電極間の空間である電極間ギャップの上部の転送方向の幅が、電極間ギャップの下部の転送方向の幅より広い。
【００９６】
より具体的には、複数の水平転送電極１９０は、電極間ギャップの上部の転送方向の幅が電極間ギャップの下部の転送方向の幅より広くなるように、転送方向の側面に段差が形成されている。電極間ギャップの上部の幅は、隣り合う水平転送電極１９０のそれぞれに形成された段差の上段の側面同士の距離（図２中のＡ）である。また、電極間ギャップの下部の幅は、隣り合う水平転送電極１９０のそれぞれに形成された段差の下段の側面同士の距離（図２中のＢ）である（なお、図２において、垂直転送電極１４０を、水平転送電極１９０に読み替える）。なお、水平転送電極１９０の膜厚及び段差の高さなどは、垂直転送電極１４０の膜厚及び段差の高さと同等にすることができる。
【００９７】
このように、水平転送電極の側面に段差を形成することでも、転送電極間でのショートを抑制し、転送電極間での容量を低減することができるとともに、電極間ギャップを最小化することができる。したがって、必要以上に広いギャップを確保する必要がなく、高画素化を実現することができるとともに、電極間容量を低減することで、消費電力を低減することができる。
【００９８】
さらに、水平転送の転送周波数は、垂直転送の転送周波数より高速である。例えば、垂直転送の転送周波数は、例えば、数１０ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚであるのに対して、水平転送の転送周波数は、１０ＭＨｚ〜数１０ＭＨｚである。したがって、低消費電力化の効果がより顕著になる。
【００９９】
ここで、より具体的に、１／２．３３型１４００万画素ＣＣＤを例に挙げて、センサチップ消費電力の約７０％を占める駆動面での低消費電力の効果について、以下で説明する。
【０１００】
設定条件として、水平転送部（水平ＣＣＤ）は、２層駆動で駆動周波数（ｆＨ）は、４０．５ＭＨｚ、駆動電圧振幅（ＶＨ）は３，３Ｖ（Ｈｉｇｈ：３．３Ｖ、Ｌｏｗ：０Ｖ）、従来構造での１端子の対基板容量（Ｃ１Ｈ）を５０ｐＦ、端子間容量（Ｃ２Ｈ）を９５ｐＦとする。垂直転送部（垂直ＣＣＤ）は、１２相駆動で駆動周波数（ｆＶ）は、２００ｋＨｚ、駆動電圧振幅（ＶＶ）は６．０Ｖ（Ｈｉｇｈ：０Ｖ、Ｌｏｗ：−６．０Ｖ）、従来構造での１端子の対基板容量（Ｃ１Ｖ）を３００ｐＦ、端子間容量（Ｃ２Ｖ）を３００ｐＦとする。
【０１０１】
駆動時の消費電力は、水平転送部の“ｆＨ×ＶＨ×ＶＨ×（Ｃ１Ｈ＋Ｃ２Ｈ）×端子数”と、垂直転送部の“ｆＶ×ＶＶ×ＶＶ×（Ｃ１Ｖ＋Ｃ２Ｖ）×端子数”との合計である。したがって、従来例での駆動時の消費電力は、４０．５Ｍ×３．３×３．３×（５０ｐ＋９５ｐ）×２＋２００ｋ×６．０×６．０×（３００ｐ＋３００ｐ）×１２＝１２８＋５１．８＝１７９．８ｍＷとなる。
【０１０２】
これに対して、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００によれば、水平転送部の端子間容量（Ｃ２Ｈ）が２５％減の７１．２５ｐＦ、垂直転送部の端子間容量（Ｃ２Ｖ）が２５％減の２２５ｐＦとなる。したがって、駆動時の消費電力は、４０．５Ｍ×３．３×３．３×（５０ｐ＋７１．２５ｐ）×２＋２００ｋ×６．０×６．０×（３００ｐ＋２２５ｐ）×１２＝１０７＋４５．４＝１５２．４ｍＷとなる。これは、従来比で８５％となり１５％の低消費電力化が図れる。
【０１０３】
以上のように、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００をデジタルスチルカメラ等に用いれば、高画素化と低消費電力化とを両立させることが可能になる。また、高画素化とは、単位面積当たりの電極間長さの増大と言い替えることができる。つまり、本発明による電極間の容量低減技術は、高画素化に従って有用になることは明白である。
【０１０４】
つまり、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００によれば、電極間容量の低減と、転送部ギャップの最小化とを両立することができる。したがって、高画素化の要求に対応するための転送速度向上と低消費電力化とを実現するとともに、歩留まり低下を抑制することにより、低価格化を図ることができる。
【０１０５】
また、本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置１００の製造方法によれば、サイドウォール形成による縮小化技術を用いる際に、電極の一部までエッチングした後、サイドウォールを形成するので、高画素化及び低消費電力化の両立が可能な固体撮像装置を製造することができる。
【０１０６】
なお、上記の実施の形態では、図７に示すように、隣り合う水平転送電極１９０の側面に段差を形成する例について説明したが、段差は、水平転送電極のうち水平転送領域１８０の上方の領域に形成されていればよい。
【０１０７】
図８は、本発明の実施の形態１の変形例に係る固体撮像装置１００ｂの水平転送部の一例を概略的に示す平面図である。図８に示す固体撮像装置１００ｂは、図７に示す固体撮像装置１００と比較して、複数の水平転送電極１９０の代わりに、複数の水平転送電極１９１を備える点が異なっている。
【０１０８】
水平転送電極１９１は、水平転送電極１９０と同様に、水平転送領域１８０の上方に行方向に沿って並んで形成されている。また、水平転送電極１９１は、配線接続部１９２を有する。配線接続部１９２は、水平転送領域１８０に隣接する領域の上方に延伸した水平転送電極１９１の一部であり、駆動電圧を印加するための配線と接続するための部分である。配線接続部１９２は、水平転送領域１８０に隣接する領域であって、例えば、水平転送に影響を与えない領域である。
【０１０９】
複数の配線接続部１９２のうち隣り合う配線接続部１９２間の空間である接続部間ギャップの行方向の幅は、電極間ギャップの上部の行方向の幅に等しい。すなわち、図７に示す水平転送電極１９０では、水平転送領域１８０の上方以外の側面にも段差が形成されているのに対して、水平転送電極１９１では、配線接続部１９２には段差が形成されていない。
【０１１０】
この構成により、水平転送に影響を与えない領域の水平転送電極１９１間のギャップを広くすることができるので、電極間容量をさらに低減することができる。
【０１１１】
なお、配線接続部１９２を備える水平転送電極１９１は、例えば、図７に示す水平転送電極１９０を形成した後、マスクを用いて水平転送領域１８０以外の領域の上方に形成されている段差をエッチングにより除去することで、形成される。
【０１１２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置では、垂直転送電極の光電変換部側の側面にも段差が形成されていることを特徴とする。すなわち、垂直転送電極の隣り合う列間の空間である光電変換部空間の上部の幅が、光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、垂直転送電極の光電変換部側の側面に、段差が形成されている。
【０１１３】
まず、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置について、図９及び図１０を参照しながら説明する。
【０１１４】
図９は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置２００の単位画素の構成の一例を概略的に示す平面図である。図９に示す固体撮像装置２００は、実施の形態１に係る図１の固体撮像装置１００と比較して、複数の垂直転送電極１４０の代わりに、複数の垂直転送電極２４０を備える点が異なっている。
【０１１５】
垂直転送電極２４０は、転送方向の側面だけでなく、光電変換部１２０側の側面にも段差が形成されている。すなわち、垂直転送電極２４０には、垂直転送電極２４０の隣り合う列間の空間である光電変換部空間の上部の幅が、光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、垂直転送電極２４０の光電変換部１２０側の側面に、段差が形成されている。言い換えると、垂直転送電極２４０の上段の行方向の幅が、垂直転送電極２４０の下段の行方向の幅より小さくなるように、垂直転送電極２４０の光電変換部１２０側の側面に段差が形成されている。なお、光電変換部空間は、例えば、高さが、垂直転送電極２４０の膜厚であるような空間である。
【０１１６】
さらには、列方向に隣接する光電変換部１２０の間に形成され、行方向に垂直転送電極２４０同士を接続する接続部分においても、ギャップ部分に段差がそれぞれ形成されている。これにより、接続部分での容量の低減も可能となっており、さらに、光電変換部１２０側での段差が形成されているので、入射光の進入がしやすくなっており、感度を向上させることができる。
【０１１７】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置２００の光学構造の一例を概略的に示す断面図である。具体的には、図１０は、図９に示す固体撮像装置２００のＹ−Ｙ断面を示す。なお、図１０において、図５に示す固体撮像装置１００と同じ構成要素には同じ符号を付し、以下では説明を省略する。
【０１１８】
図１０に示すように、固体撮像装置２００は、図５に示す固体撮像装置１００と比較して、垂直転送電極１４０及び遮光膜１５０の代わりに、垂直転送電極２４０及び遮光膜２５０を備える点と、さらに、サイドウォール２４２を備える点とが異なっている。
【０１１９】
垂直転送電極２４０には、光電変換部１２０側の側面に段差が形成されており、段差の上段側面を覆うように、段差の下段上面にサイドウォール２４２が形成されている。なお、垂直転送電極２４０の段差及びサイドウォール２４２は、図３と同様にして形成される。
【０１２０】
遮光膜２５０は、サイドウォール２４２の形状に沿うように、光電変換部１２０側の側面が丸みを帯びている。このような形状を適用することにより、遮光膜２５０の角を丸めることができ、上述のケラレに対してはさらに有効となり、さらなる高感度化を実現することができる。
【０１２１】
以上のように、本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置２００は、垂直転送電極２４０の転送方向の側面だけでなく、光電変換部１２０側の側面にも段差が形成されている。これにより、遮光膜２５０によるケラレを低減することができ、より高感度な固体撮像装置を実現することができる。
【０１２２】
本発明の実施の形態２に係る固体撮像装置２００は、図３に示す実施の形態１に係る固体撮像装置１００の製造方法と同様の方法で形成される。
【０１２３】
具体的には、本発明の実施の形態２では、レジストマスク１６０には、マスクパターンとして、さらに、平面視した際に光電変換部間空間を形成する領域に、光電変換部間空間の上部の幅と同じ幅の開口が形成されている。すなわち、レジストマスク１６０に開口を形成する領域である第１領域は、電極間ギャップと光電変換部間空間とを形成する領域である。以降の処理は、図３を用いて説明した製造方法と同様であるので、以下では説明を省略する。
【０１２４】
なお、上記の実施の形態では、垂直転送電極２４０は、隣り合う列の垂直転送電極と一体化して形成されているが、列毎に個々に形成されていてもよい。この場合、光電変換部空間は、第１列に形成された垂直転送電極と、第１列に隣り合う第２列に形成された垂直転送電極との間の空間である。そして、垂直転送電極には、光電変換部空間の上部の幅が、光電変換部空間の下部の幅より広くなるように、光電変換部側の側面に段差が形成されている。
【０１２５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置は、さらに、複数の転送電極の上面に接続されたシャント配線を備えることを特徴とする。
【０１２６】
まず、本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置３００の構成の一例を概略的に示す断面図である。なお、図１１において、図２に示す固体撮像装置１００と同じ構成要素については同じ符号を付し、以下では説明を省略する。
【０１２７】
図１１に示すように、本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置３００では、シャント配線３５０が垂直転送電極１４０の上面で接続されている。なお、シャント配線は、水平転送電極の上面に接続されていてもよい。シャント配線３５０は、例えば、タングステンである。
【０１２８】
以上に示すように、本発明の実施の形態３に係る固体撮像装置３００は、転送電極の上面に接続されたシャント配線３５０を備える。シャント配線３５０に用いられる金属、例えば、タングステンの仕事関数によって電極下ポテンシャルに影響を及ぼすことも回避できるので、転送を阻害することを排除することが可能となる。よって、各転送部での駆動を高速で行うことができる。
【０１２９】
以上、本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法について、実施の形態を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０１３０】
例えば、上記の各実施の形態では、転送タイプがインターライン転送（ＩＴ）型の固体撮像装置を例にとって説明したが、本発明は、フレーム転送（ＦＴ）型又はフレームインターライン転送（ＦＩＴ）型の固体撮像装置に適用することも可能である。
【０１３１】
また、上記の各実施の形態では、転送電極の側面に段差が形成されている例について説明したが、段差ではなく、スロープが形成されていてもよい。このとき、スロープは、平面でも曲面でもよい。また、段差とスロープとの両方が形成されていてもよい。
【０１３２】
また、上記の各実施の形態では、転送電極の側面に形成された段差が２段である例について説明したが、３段以上の多段構成でもよい。この場合、上段ほど電極間ギャップの幅が広く、下段ほど電極間ギャップの幅が狭くなるように形成される。言い換えると、転送電極の上段の幅ほど、転送電極の下段の幅より小さくなるように、転送電極には段差が形成される。
【０１３３】
また、水平ＣＣＤは、２相駆動としたが、３相又は４相以上で駆動されてもよい。垂直ＣＣＤも同様に、４相以上で駆動することが可能である。
【０１３４】
また、上記で用いた数字は、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、上記で示した各構成要素の材料も同様に、全て本発明を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された材料に制限されない。
【産業上の利用可能性】
【０１３５】
本発明は、転送電極間の容量を低減することで、高画素化と低消費電力化とを実現することができるという効果を奏し、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯端末装置などに用いられる固体撮像装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０、１００、１００ａ、１００ｂ、２００、３００  固体撮像装置
２０  フォトダイオード領域
３０  チャンネル領域
４０、１４０、２４０  垂直転送電極
４１、１４１  マスク層
１１０  半導体基板
１２０  光電変換部
１３０  垂直転送領域
１３１  ゲート絶縁膜
１４０ａ、１４４ａ  ポリシリコン膜
１４１ａ、１４２ａ  シリコン酸化膜
１４２、１４４、２４２  サイドウォール
１４３  層間絶縁膜
１４５、１７２  平坦化膜
１５０、２５０  遮光膜
１６０  レジストマスク
１７１  層内レンズ
１７３  カラーフィルタ
１７４  トップレンズ
１８０  水平転送領域
１９０、１９１  水平転送電極
１９２  配線接続部
３５０  シャント配線
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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