(57)【要約】【課題】固体撮像素子などの半導体装置を微細化するとともに、半導体装置中のシャント配線を薄くすると、高速駆動時の転送効率が低下してしまう。また、電荷転送部への遮光性が低下してしまう。【解決手段】受光部及び電荷転送部を有する半導体基板と、電荷転送部上に配置された転送電極と、転送電極上に配置され、転送電極と接続する第１の金属膜とを有し、第１の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とをそれぞれ１層以上有することを特徴とする半導体装置を提供する。【選択図】図１
2013021154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光部及び電荷転送部を有する半導体基板と、
前記電荷転送部上に配置された転送電極と、
前記転送電極上に配置され、前記転送電極と接続する第１の金属膜とを有し、
前記第１の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とをそれぞれ１層以上有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記グレインサイズの大きい金属層の膜厚は、前記グレインサイズの小さい金属層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１の金属膜の上には絶縁膜を介して第２の金属膜が配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とをそれぞれ１層以上有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２の金属膜はシャント配線として機能することを特徴とする請求項３又は４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記受光部の上には、透明絶縁膜を介してカラーフィルター層が配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の金属膜は、グレインサイズの大きい金属層とグレインサイズの小さい金属層とがこの順番で積層していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とがこの順番で積層していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１の金属膜は、グレインサイズの大きい金属層とグレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とがこの順番で積層していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記グレインサイズの大きい金属層に含まれるグレインのサイズは、１００ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下であり、
前記グレインサイズの小さい金属層に含まれるグレインのサイズは、１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第１の金属膜はシャント配線として機能することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第１の金属膜はタングステンからなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つの記載の半導体装置。
【請求項１３】
セルサイズが１．３×１．３μｍ２であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項１４】
受光部及び電荷転送部を有する半導体基板と、
前記電荷転送部上に配置された転送電極と、
前記転送電極上に配置され、前記転送電極と接続する第１の金属膜と、
前記第１の金属膜の上に絶縁膜を介して配置された第２の金属膜とを有し、
前記第１の金属膜と前記第２の金属膜は、異なるグレインサイズの金属層であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
前記第１の金属膜は、前記第２の金属膜よりもグレインサイズが大きい金属層であることを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
半導体基板に受光部及び電荷転送部を形成する工程（ａ）と、
前記電荷転送部上に転送電極を形成する工程（ｂ）と、
前記転送電極上に、前記転送電極と接続する第１の金属膜を形成する工程（ｃ）とを有し、
前記第１の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とをそれぞれ１層以上有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記工程（ｃ）は、グレインサイズの小さい金属層よりもグレインサイズの大きい金属層の方が膜厚がを厚なるように形成する工程であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記工程（ｃ）において、グレインサイズの大きい金属層は、ＣＶＤ法とＡＬＤ法をこの順番で使用することにより形成されることを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置、及びその製造方法に関し、特に、転送電極及び電荷転送部を有するＣＣＤ固体撮像素子、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板に電荷転送部を形成し、電荷転送部の上部に層間絶縁膜を介して、転送電極を配置し、転送電極に駆動パルスを印加することで、電荷転送部から信号電荷の転送を行うＣＣＤ固体撮像素子が提供されている。また、固体撮像素子のセルサイズの微細化に伴い、単位セルあたりの入射光が減少し、感度特性は一般的に低下する。そこで、デジタルカメラやビデオカメラ等において、高感度化の要求が高まっている。一方、画素数増加に伴い、高速駆動に対する電荷転送速度の確保も重要である。そして、電荷転送速度向上の施策として、光電変換によって生成された信号電荷を高速に転送するために、信号電荷の転送を行う、ポリシリコン等で形成された転送電極に対して、転送電極よりもシート抵抗の低いシャント配線を接続する構造が提案されている。そして、シャント配線の材料としては、製造の容易性などの点でタングステン（Ｗ）が有望であるとされている。
【０００３】
特許文献１には、半導体基板表面に受光部が形成され、半導体基板上に転送電極を有する電荷転送部が形成されたＣＣＤ固体撮像素子が開示されている。ここで、転送電極と電気的に接続され、電荷転送を行うシャント配線が転送電極上に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４５２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シャント配線の役割は、転送電極にパルス電圧を印加し、電荷転送を行うことにある。また、シャント配線を転送電極上に配置することにより、受光部へ入射される光が転送電極直下の電荷転送部に入射するのを遮光する役割も果たす。ここで、シャント配線として機能させるためには、シート抵抗の増大を防ぐことが必要である。そして、遮光機能を確保するためには、一定以上の膜厚が必要である。
【０００６】
しかし、特許文献１に係るＣＣＤ固体撮像素子では、セルサイズが微細化されると、単位セルあたりの受光部の幅が狭まるため、受光部付近の入射光がシャント配線に阻害され、感度特性が低下するという問題がある。
ここで、シャント配線の膜厚を薄くし、受光部上部に配置されるカラーフィルターから受光部までの距離を縮めると、感度特性は向上する。しかし、シャント配線の膜厚を薄くすることにより、シャント配線のシート抵抗が増加し、高速駆動時の電荷転送速度が低下するという問題がある。また、シャント配線の膜厚を薄くすることにより、シャント配線を入射光が透過し、転送電極直下にある電荷転送部において、擬似信号が発生するという問題がある。
【０００７】
以上を鑑み、本発明の目的は、ＣＣＤ固体撮像素子において、セルサイズが微細化しても高速駆動時の電荷転送特性を向上させることを目的とする。さらに、感度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、受光部及び電荷転送部を有する半導体基板と、電荷転送部上に配置された転送電極と、転送電極上に配置され、転送電極と接続する第１の金属膜とを有し、第１の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とをそれぞれ１層以上有することを特徴とする。
また、本発明に係る半導体装置は、受光部及び電荷転送部を有する半導体基板と、電荷転送部上に配置された転送電極と、転送電極上に配置され、転送電極と接続する第１の金属膜と、第１の金属膜の上に絶縁膜を介して配置された第２の金属膜とを有し、第１の金属膜と第２の金属膜は、異なるグレインサイズの金属層であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板に受光部及び電荷転送部を形成する工程（ａ）と、電荷転送部上に転送電極を形成する工程（ｂ）と、転送電極上に、転送電極と接続する第１の金属膜を形成する工程（ｃ）とを有し、第１の金属膜は、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層とをそれぞれ１層以上有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る半導体装置、及びその製造方法によると、サイズの微細化とともに、シャント配線の高さを低くしても、高速駆動時の電荷転送特性を低下を抑制できる。さらに、遮光性を損なうことなく、デバイスの高感度化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の断面図
【図２】本発明の実施形態に係る半導体装置の部分断面図
【図３】グレインサイズの定義の説明
【図４】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の各工程における断面図
【図５】比較例の説明図
【図６】本発明の実施形態に係る半導体装置の変形例の断面図
【図７】本発明の実施形態に係る半導体装置の変形例の部分断面図
【図８】本発明の実施形態に係る半導体装置の変形例の製造方法の各工程における断面図
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。但し、実施形態に記載の材料及び数値等は、単に好ましい材料及び数値等を記載したに過ぎず、本発明は、これに限定されるものではない。即ち、本発明の実施形態は、本発明の効果を奏する範囲内において、種々の形態に変形可能である。また、本発明の実施形態に係る半導体装置の例として、固体撮像素子を使用して説明する。
【００１３】
（本実施形態に係る半導体装置の説明）
以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置について、図１、図２を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る固体撮像素子は、例えば、シリコン（Ｓｉ）単結晶からなる半導体基板１００内の上面に、入射光から電荷を生成する（電荷は光電変換により生成）受光部１００ａと受光部１００ａにおいて発生した電荷を転送するための電荷転送部１０２ａを有する。また、電荷転送部１０２ａの上にゲート絶縁膜１０１を介して転送電極１０２を有し、転送電極１０２の上に、例えばシリコン酸化膜などからなり、コンタクトホールを有する絶縁膜１０３ａを有する。また、コンタクトホールの側面及び底面を覆うように高融点金属を有するバリアメタル膜１０５を１層以上有している。また、バリアメタル膜１０５の上にグレインサイズの大きい層１０６ａとグレインサイズの小さい層１０６ｂがそれぞれ１層以上形成された金属膜１０６を有している。また、金属膜１０６の上には、例えばシリコン酸化膜などからなる絶縁膜１０３ｂを有する。また、絶縁膜１０３ｂの上には、金属膜１０７を有している。また、金属膜１０７及び受光部１００ａの上には透明絶縁膜１０８ａ、１０８ｂが順次形成されている。また、透明絶縁膜１０８ｂの上には複数のカラーフィルター層１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃが形成されている。
【００１４】
なお、金属膜１０６は、１層目のシャント配線として機能し、かつ、遮光膜としても機能することとなる。そして、金属膜１０７は、２層目のシャント配線として機能し、かつ、遮光膜としても機能することとなる。そして、金属膜１０６、１０７は、タングステン（Ｗ）などの高融点金属であることが好ましい。なお、金属膜１０６、１０７の大部分がタングステンであれば、構わない。
【００１５】
また、固体撮像素子のセルサイズは約１．３ｘ１．３μｍ２程度よりも小さくなるようにすることが望ましい。ここでセルとは、１つの受光部と電荷転送部からなる領域を言い、固体撮像素子中において、複数個のセルがマトリクス状に配置されている。
次に、図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて、金属膜１０６の構成を詳細に説明する。図２（ａ）〜図２（ｃ）は、図１における領域Ａの拡大図である。なお、図２（ａ）〜図２（ｃ）は、概略図を示しており、各層の詳細は図３（ａ）、（ｂ）に示すものとする。
【００１６】
まず、図２（ａ）は、グレインサイズの大きい層１０６ａの上にグレインサイズの小さい層１０６ｂが形成されている構成を示している。ここで、グレインサイズの大きい層１０６ａ中には、サイズが大きいグレイン１０６ａａが複数個配列しており、グレインサイズの小さい層１０６ｂ中には、サイズが小さいグレイン１０６ｂｂが複数個配列している。また、グレインサイズの大きい層１０６ａの厚さは、グレインサイズの小さい層１０６ｂの厚さよりも厚い方が好ましい。
【００１７】
ここで、金属膜１０６がタングステン（Ｗ）であるとして、膜厚と抵抗値の関係性を検討する。
まず、グレインサイズが同じである金属膜１０６の膜厚が９０ｎｍのときには、抵抗値は１．８８Ω程度であり、膜厚が８０ｎｍのときには、抵抗値は２．１１Ω程度であり、膜厚を薄くすることにより、抵抗値が高くなってしまう。
【００１８】
一方、グレインサイズが異なる金属膜１０６の膜厚が９０ｎｍ（グレインサイズが小さい層の膜厚は１５ｎｍ、グレインサイズが大きい層の膜厚は７５ｎｍ）のときには、抵抗値は、１．６９Ω程度であり、膜厚が８０ｎｍ（グレインサイズが小さい層の膜厚は１５ｎｍ、グレインサイズが大きい層の膜厚は６５ｎｍ）のときには、抵抗値は、１．９５Ω程度となり、膜厚を薄くしても、抵抗値の上昇を抑制することが可能となる。
【００１９】
また、グレインサイズが異なる金属膜１０６の膜厚が９０ｎｍ（グレインサイズが小さい層の膜厚は５ｎｍ、グレインサイズが大きい層の膜厚は８５ｎｍ）のときには、抵抗値は、１．５１Ω程度であり、膜厚が７１ｎｍ（グレインサイズが小さい層の膜厚は５ｎｍ、グレインサイズが大きい層の膜厚は６６ｎｍ）のときには、抵抗値は、１．９５Ω程度となり、膜厚を薄くしても、抵抗値の上昇を抑制することが可能となる。
【００２０】
以上のように、グレインサイズが大きい金属膜をシャント配線として用いることにより、膜厚を薄くしても、抵抗値を下げることが可能となる。一方、グレインサイズの小さい金属膜をシャント配線として用いると、遮光性が向上する。従って、グレインサイズが異なる金属膜をシャント配線として用いることにより、膜厚を薄くしても、抵抗値を下げることが可能となり、遮光性の低下を抑制することが可能となる。
【００２１】
なお、図２（ｂ）に示すように、グレインサイズの小さい層１０６ｂの上にグレインサイズの大きい層１０６ａが形成されている構成でも構わない。このような構成としても、膜厚を薄くしても抵抗値を下げることができる。
なお、図２（ｃ）に示すように、グレインサイズの大きい層、グレインサイズの小さい層、グレインサイズの大きい層がこの順に積層されている構成でも構わない。このような構成としても、膜厚を薄くしても抵抗値を下げることができる。
【００２２】
ここで、図３（ａ）、図３（ｂ）を用いて、グレインサイズの異なる金属膜について説明する。なお、グレインサイズとは、グレインとグレインの境界間の最短距離 （図３（ａ）、図３（ｂ）における四角部ａ１、ｂ１の横幅）の平均値で表されるものと定義している。
図３（ａ）は、タングステンにおけるグレインサイズの小さい層のＳＥＭ写真である。図３（ａ）に示すように、約２０ｎｍ程度（１０ｎｍ以上、３０ｎｍ以下程度）のグレインサイズを持つ層をグレインサイズの小さい層と呼んでいる。
【００２３】
図３（ｂ）は、タングステンにおけるグレインサイズの大きい層のＳＥＭ写真である。図３（ｂ）に示すように、約１５０ｎｍ程度（１００ｎｍ以上、２５０ｎｍ以下程度）のグレインサイズを持つ層をグレインサイズの大きい層と呼んでいる。
以上で説明したように、本実施形態に係る固体撮像素子は、グレインサイズの異なる層を有する金属膜をシャント配線として利用することにより、規定の配線抵抗内で十分な薄膜化を図ることが可能となり、遮光性の低化を抑制することも可能となる。
【００２４】
なお、第２の金属膜においても、第１の金属膜と同様の構成であっても構わない。また、当然ながら第１の金属膜において、図２（ａ）のような構成を取り、第２の金属膜において、図２（ｂ）のような構成を取ることは可能であり、図２（ａ）〜図２（ｃ）の構成を自由に組み合わせることは可能である。
（本実施形態に係る半導体装置の製造方法の説明）
次に、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図４（ａ）〜図４（ｆ）を参照しながら説明する。
【００２５】
まず、図４（ａ）に示すように、例えばシリコン(Ｓｉ）単結晶からなる半導体基板１００内の上面に、入射光から電荷を生成する（電荷は光電変換により生成）受光部１００ａを形成する。また、受光部１００ａにおいて発生した電荷を転送するための電荷転送部１０２ａを半導体基板１００内の上面に形成する。その後、電荷転送部１０２ａの上にゲート絶縁膜１０１を介して転送電極１０２を形成する。ここで、電荷転送部１０２ａは、ｐｎダイオードからなることが好ましい。
【００２６】
次に、図４（ｂ）に示すように、転送電極１０２の上に、例えばシリコン酸化膜などからなる絶縁膜１０３ａを形成する。その後、リソグラフィーやエッチング処理などを行い、絶縁膜１０３ａにコンタクトホール１０４を形成する。なお、コンタクトホール１０４の底面には、転送電極１０２が露出している。
次に、図４（ｃ）に示すように、コンタクトホール１０４の側面及び底面を覆うように、半導体基板全面の上に高融点金属を有するバリアメタル膜１０５を１層以上形成する。ここで、バリアメタル膜１０５は、例えば、チタン、窒化チタン、窒化タングステンなどからなることが好ましく、これらが単層であっても構わないし、これらが積層していても構わない。その後、バリアメタル膜１０５の上に高融点金属からなる金属膜１０６を形成する。ここで、金属膜１０６は、グレインサイズの異なる層から形成される必要がある。つまり、金属膜１０６は、グレインサイズの大きい層とグレインサイズの小さい層がそれぞれ１層以上形成されている必要がある。
【００２７】
具体的には、金属膜１０６は、グレインサイズの大きい層１０６ａの上にグレインサイズの小さい層１０６ｂが形成されている構成であることが好ましい。また、金属膜１０６は、グレインサイズの小さい層１０６ｂの上にグレインサイズの大きい層１０６ａが形成されている構成であっても構わない。また、金属膜１０６は、グレインサイズの大きい層、グレインサイズの小さい層、グレインサイズの大きい層がこの順に積層されている構成であっても構わない。ここで、金属膜１０６は、１層目のシャント配線として機能し、かつ、遮光膜としても機能することとなる。そして、金属膜１０６は、タングステン（Ｗ）などの高融点金属であることが好ましい。なお、金属膜１０６の大部分がタングステンであれば、構わない。なお、グレインサイズの大きい層１０６ａの膜厚は、グレインサイズの小さい層１０６ｂの膜厚よりも厚いほうが好ましい。
【００２８】
次に、図４（ｄ）に示すように、バリアメタル１０５と金属膜１０６に対して、リソグラフィー、エッチング処理を施し、受光部１００ａ上を露出させる。
次に、図４（ｅ）に示すように、絶縁膜１０３ｂを転送電極１０２上方に形成する。その後、金属膜１０７を絶縁膜１０３ｂの上に形成する。ここで、金属膜１０７は、２層目のシャント配線として機能し、かつ、遮光膜としても機能することとなる。そして、金属膜１０７は、タングステン（Ｗ）などの高融点金属であることが好ましい。なお、金属膜１０７の大部分がタングステンであれば、構わない。なお、必要があれば、金属膜１０７の下層にチタン、窒化チタン、窒化タングステン膜などの高融点金属からなるバリアメタルを堆積しておいても構わない。
【００２９】
次に、図４（ｆ）に示すように、金属膜１０７ａ及び受光部１００ａの上に透明絶縁膜１０８ａ、１０８ｂを順次形成する。その後、透明絶縁膜１０８ｂの上に複数のカラーフィルター層１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを形成する。
（グレインサイズの異なる金属膜を形成する方法の説明）
ここで、グレインサイズの異なる金属膜を形成する方法について説明する。
【００３０】
まず、グレインサイズの小さい金属膜を形成する方法について説明する。グレインサイズの小さい金属膜を形成するためには、スパッタ法、又はＣＶＤ（Chemical Vapor deposition）法を用いてタングステンなどからなる金属膜を薄く形成することが必要である。ＣＶＤ法を用いる場合は、反応初期にタングステン核が成長することで、グレインサイズが増大してしまう。そのため、できるだけ金属膜を薄く形成することが望ましい。具体的には、膜厚としては、１ｎｍ程度以上２０ｎｍ程度以下の間で成膜されることが望ましい。また、ＣＶＤ法を用いる場合は、フッ化タングステンガスを水素化シリコンガス(例えばシランガス)で還元することで成膜する。そして、成膜温度は、２００℃程度以上５００℃程度以下であることが望ましく、フッ化タングステンガスの流量を水素化シリコンガス流量よりも高流量とすることが望ましい。
【００３１】
次に、グレインサイズの大きい金属膜を形成する方法について説明する。グレインサイズの大きい金属膜を形成するためには、ＣＶＤ法、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、もしくはこれらの組み合わせを用いて金属膜を形成することが必要である。具体例としては、まず、フッ化タングステンガスを水素化シリコンガスもしくは水素化ボロン（例えばジボラン）ガスで還元してＡＬＤ法により成膜する。成膜温度は、２００℃程度以上５００℃程度以下であることが望ましく、フッ化タングステンガスの流量を水素化シランガス流量もしくは水素化ボロンガスよりも低流量とすることが望ましく、膜厚は１ｎｍ程度以上１０ｎｍ程度以下とすることが望ましい。その後、水素化シランガスもしくは水素化ボロンガスを５ｓから１２０ｓ程度の間暴露する。その後、フッ化タングステンガスを水素ガスで還元してＣＶＤ法により成膜する。成膜温度としては、２００℃程度以上５００℃程度以下であることが望ましく、フッ化タングステンガスの流量を水素ガス流量よりも低流量とし、膜厚は３０ｎｍ程度以上２００ｎｍ程度以下とすることが望ましい。
【００３２】
以上のように、グレインサイズの小さい金属膜を形成する方法とグレインサイズの大きい金属膜を形成する方法とを組み合わせることにより、シャント配線として機能し、かつ、遮光膜として機能する金属膜を形成することができる。
なお、グレインサイズの小さい金属層とグレインサイズの大きい金属層を形成する工程の間に、必要に応じ、大気暴露や、水素化シリコンガスもしくは水素化ボロンガスを暴露させてもよい。このようにすると、グレインサイズの制御がしやすくなる。
【００３３】
（比較例についての説明）
ここで、グレインサイズの同じ金属膜をシャント配線として使用する場合を、比較例として説明する。図５（ａ）は、セルサイズが微細化される前の固体撮像素子の断面図を示す。図５（ａ）に示すように、セルサイズが小さくないと、受光部に十分な量の光が到達する。図５（ｂ）は、セルサイズが微細化された後の固体撮像素子の断面図を示す。図５（ｂ）に示すように、セルサイズが小さいと、受光部上の間隔が狭くなるため、受光部付近の入射光がシャント配線により遮光されてしまう。その結果、感度の低下の問題が発生する。図５（ｃ）は、シャント配線を薄くして、固体撮像素子全体の高さを低くした固体撮像素子の断面図を示す。図５（ｃ）に示すように、カラーフィルター層から受光部までの距離が縮まるため、受光部付近の入射光がシャント配線によって遮光されにくくなる。そのため、感度特性は向上する。しかし、シャント配線が薄くなることにより、シート抵抗が増大するという問題が発生する。
【００３４】
（グレインサイズの異なる金属膜を形成することによる効果）
一方、本実施形態に係る固体撮像素子のように、グレインサイズの小さい金属膜とグレインサイズの大きい金属膜をそれぞれ１層以上堆積することでシャント配線を形成すると、電荷転送効率特性を損なうことなく(配線シート抵抗特性を上昇させることなく)、数十パーセント程度の薄膜化が可能となる。
【００３５】
そのため、図５（ｃ）に示したように、シャント配線を薄くしたとしても、シャント配線のシート抵抗の上昇を抑制することができる。また、遮光性能の低下を抑制することも可能となる。さらに、カラーフィルター層から受光部までの距離が縮めることができるので、受光部付近の入射光がシャント配線によって遮光されにくくなり、感度特性が大幅に上昇することが期待される。
【００３６】
（本実施形態に係る半導体装置の変形例の説明）
以下に、本発明の実施形態に係る半導体装置の変形例について、図６、図７を参照しながら説明する。
図１と図６との相違点は、図６においては、金属膜１０６をシャント配線として利用し、金属膜１０７を遮光膜として使用している点にある。より具体的には、図７（ａ）に示すように、金属膜１０６にはグレインサイズの大きな層を使用し、金属膜１０７にはグレインサイズの小さい層を使用している。別の言い方をすると、金属膜１０６の方が、金属膜１０７よりもグレインサイズが大きい。図１においては、一つのシャント配線において、低抵抗機能と遮光機能を備えるようにしたが、別々の金属膜にそれぞれ低抵抗機能と遮光機能を持たせるようにしても構わない。
【００３７】
なお、金属膜１０６の膜厚は金属膜１０７の膜厚よりも厚い方が好ましい。グレインサイズが大きい金属膜の方が厚く形成しやすいので、製法面でメリットがある。
また、図７（ｂ）に示すように、金属膜１０６を遮光膜として利用し、金属膜１０７のみをシャント配線として使用しても構わない。より具体的には、金属膜１０６にはグレインサイズの小さな層を使用し、金属膜１０７にはグレインサイズの大きい層を使用している。
【００３８】
（本実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例の説明）
また、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の変形例について図８（ａ）〜図８（ｆ）を参照しながら説明する。
図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｄ）、図８（ｆ）の形成方法は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｄ）、図４（ｆ）の形成方法と同様なので説明を省略する。ここでは、図８（ｃ）、図８（ｅ）の形成方法における要点を簡潔に説明する。
【００３９】
まず、図８（ｃ）においては、グレインサイズが略同等でグレインサイズの大きい金属膜１０６を形成している。また、図８（ｅ）において、グレインサイズが略同等でグレインサイズの小さい金属膜１０７を形成している。
なお、本変形例の構成を図１の構成に矛盾の無い範囲で適用することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明したように、本発明は、シャント配線を有する固体撮像素子において、動画撮影等の際の高速駆動に対しても電荷転送特性を損なうことなく、デバイスの高感度化を実現できる。
【符号の説明】
【００４１】
１００  半導体基板
１００ａ  受光部
１０１  ゲート絶縁膜
１０２  転送電極
１０３ａ  絶縁膜
１０４  コンタクトホール
１０５  バリアメタル
１０６ａ  グレインサイズの大きい金属層
１０６ｂ  グレインサイズの小さい金属層
１０６  金属膜
１０３ｂ  絶縁膜
１０７  金属膜 
１０８ａ  透明膜
１０８ｂ  透明膜
１０９ａ  カラーフィルター
１０９ｂ  カラーフィルター
１０９ｃ  カラーフィルター
１０６ａａ、１０７ａａ  大きいサイズのグレイン
１０６ｂｂ、１０７ｂｂ  小さいサイズのグレイン
【図１】
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【図２】
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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３】
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