(57)【要約】【課題】２層のゲート電極を絶縁する電極絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる固体撮像装置を得る。【解決手段】半導体基板１０１上に形成された第１のゲート電極１０３と、該半導体基板１０１および該第１の電極１０３上にこれらに跨るよう形成された第２のゲート電極１０６と、該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する電極絶縁膜１３４とを備えた固体撮像装置において、該電極絶縁膜１３４を、第１の絶縁膜１１３から得られた、該第１のゲート電極１０３上に位置する電極上部分１１３ａと、該第１の絶縁膜１１３とは層の異なる第２の絶縁膜１１４から得られた、該第１のゲート電極１０３の側面上に位置する電極側壁部分１１４ａとを有する構造とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された多層電極構造を有する半導体装置であって、
該半導体基板上に形成された第１の電極と、
該半導体基板および該第１の電極上にこれらに跨るよう形成された第２の電極と、
該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する電極絶縁膜とを備え、
該電極絶縁膜は、
第１の絶縁膜から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分と、
該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、該電極上部分の膜厚と該電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくしたものである半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置において、
前記電極絶縁膜の電極上部分は、前記第１の電極と同一の平面形状を有する半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１および第２の電極はそれぞれ、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された第１および第２のゲート電極であり、
該ゲート絶縁膜の膜厚は、該第１のゲート電極の下側部分と該第２のゲート電極の下側部分とで実質的に等しい半導体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体装置において、
前記ゲート絶縁膜は、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してなる３層構造を有する半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜を備え、
該第３の絶縁膜は、その一部が前記第２のゲート電極の下側に位置し、該第２のゲート電極の下側部分が、前記３層構造のゲート絶縁膜の上側酸化膜を構成するものである半導体装置。
【請求項７】
異なる信号電圧が印加される第１および第２のゲート電極を有する固体撮像装置であって、
該第１のゲート電極と第２のゲート電極とを絶縁する電極絶縁膜を備え、
該第１のゲート電極と第２のゲート電極とは、それぞれの一部が該電極絶縁膜を介して重なるよう配置されており、
該電極絶縁膜は、
第１の絶縁膜から得られた、該第１のゲート電極上に位置する電極上部分と、
該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１のゲート電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する固体撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の固体撮像装置において、
前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、前記電極上部分の膜厚と前記電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくしたものである固体撮像装置。
【請求項９】
請求項８に記載の固体撮像装置において、
複数の光電変換素子を二次元状に配列してなる素子アレイの各垂直方向列に沿って配置され、該各光電変換素子で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部を備え、
前記第１および第２のゲート電極は、該垂直電荷転送部における転送ゲートを構成する固体撮像装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の固体撮像装置において、
複数の光電変換素子を二次元状に配列してなる素子アレイの各垂直方向列に沿って配置され、該各光電変換素子で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送部と、
該各垂直電荷転送部からの信号電荷を該素子アレイの水平方向に沿って転送する水平電荷転送部とを備え、
前記第１および第２のゲート電極は、該水平電荷転送部における転送ゲートを構成する固体撮像装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の固体撮像装置において、
前記第１および第２の電極下側のゲート絶縁膜は、上下の酸化膜の間に窒化膜を挿入してなる３層構造を有し、該ゲート絶縁膜の膜厚は、該第１のゲート電極の下側部分と該第２のゲート電極の下側部分とで実質的に等しい固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の固体撮像装置において、
前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜を備え、
該第３の絶縁膜は、その一部が前記第２のゲート電極の下側に位置し、該第２のゲート電極の下側部分が、前記３層構造のゲート絶縁膜の上側の酸化膜を構成するものである固体撮像装置。
【請求項１３】
第１および第２の２層の電極を有する半導体装置を製造する方法であって、
半導体基板上に導体膜および第１の絶縁膜を順次形成するステップと、
該導電膜および該第１の絶縁膜のパターニングにより、該第１の電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成するステップと、
該電極上絶縁膜の表面および該第１の電極の側面を覆うよう全面に第２の絶縁膜を形成するステップと、
該第２の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第１の電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するステップとを含む半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜は、前記第１の電極の側面での膜厚が、前記第１の電極の上面での前記第１の絶縁膜の膜厚と等しくなるよう形成する半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜の異方性エッチングの後に、前記第２の電極を前記第１の電極と一部が重なるよう形成するステップを含む半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体装置の製造方法において、
前記導体膜および前記第１の絶縁膜を形成する前に、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記第２の絶縁膜の異方性エッチングにより露出した該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去し、その後、前記電極上絶縁膜および前記電極側壁絶縁膜の表面、ならびに該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去した部分に、第３の絶縁膜として酸化膜を形成するステップとを含み、
該第３の絶縁膜の、該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去した部分での膜厚は、前記第１のゲート電極下側での上側酸化膜の膜厚と等しい半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
異なる信号電圧が印加される第１および第２のゲート電極を有する固体撮像装置を製造する方法であって、
下地層上に導電膜および第１の絶縁膜を順次形成し、その後、該導電膜および該第１の絶縁膜のパターニングにより、該第１のゲート電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成するステップと、
該電極上絶縁膜の表面および該第１のゲート電極の側面を覆うよう全面に第２の絶縁膜を形成するステップと、
該第２の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第１のゲート電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するステップと、
該第２のゲート電極を該第１のゲート電極と一部が重なるよう形成するステップとを含む固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第２の絶縁膜は、前記第１のゲート電極の側面での膜厚が、該第１のゲート電極の上面での前記第１の絶縁膜の膜厚と等しくなるよう形成する固体撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第１および第２のゲート電極はそれぞれ、二次元状に配列された複数の光電変換素子の各々で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する転送ゲートである固体撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の固体撮像装置の製造方法において、
前記第１および第２のゲート電極はそれぞれ、二次元状に配列された複数の光電変換素子の各々で光電変換により得られた信号電荷を水平方向に転送する転送ゲートである固体撮像装置の製造方法。
【請求項２１】
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項７ないし１２のいずれかに記載の固体撮像装置である電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造方法、固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器に関し、特に隣接する電極、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）における隣接するゲート電極を絶縁する絶縁膜の構造および形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラ付携帯、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）、監視カメラなどでは、撮像装置として、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサなどの固体撮像装置が用いられている。
【０００３】
図２は、従来の固体撮像装置であるＣＣＤイメージセンサを説明する図であり、図２（ａ）は、このＣＣＤイメージセンサの構成を概略的に示している。
【０００４】
このＣＣＤイメージセンサ１００は、マトリクス状（二次元状）に配列され、光電変換を行う複数の光電変換素子（フォトダイオード）ＰＤと、各フォトダイオード列に対応して設けられ、該フォトダイオードで発生した電荷を垂直方向に転送する垂直転送部（垂直ＣＣＤ）１２１と、この垂直転送部１２１からの信号電荷を水平方向に転送する水平転送部（水平ＣＣＤ）１２２と、この水平転送部１２２の終端に接続され、水平方向に転送されてきた信号電荷を増幅して信号電圧として出力する出力部１２３とを有している。ここで、各フォトダイオードＰＤは、垂直転送部１２１の対応する部分とともに、このＣＣＤイメージセンサ１００における各画素Ｐｘを構成している。
【０００５】
図２（ｂ）は、ＣＣＤイメージセンサ１００を構成するフォトダイオードＰＤおよび垂直転送部１２１のレイアウトを示す平面図である。
【０００６】
図２（ｂ）に示すように、例えば、Ｎ型シリコン基板中に形成されたＰ型拡散領域などの半導体基板１０１上には、フォトダイオードＰＤを構成するＮ型拡散領域（以下、ＰＤ拡散領域という。）１０がマトリクス状に配列されており、垂直方向に並ぶＰＤ拡散領域１０の列に沿って、対応する垂直転送部を構成するＮ型拡散領域（ＣＣＤ拡散領域）１１が配置されている。また、該半導体基板１０１上には、絶縁膜（図示せず）を介して、垂直転送部１２１を構成する第１のゲート電極１０３および第２のゲート電極１０６が形成されている。ここで、ゲート電極１０３および１０６は、水平方向に並ぶＰＤ拡散領域１０の列に沿って延び、各ＣＣＤ拡散領域１１上では、隣接する第１および第２のゲート電極１０３および１０６は、それぞれの端部が上記絶縁膜を介して重なるよう配置されている。なお、水平転送部（水平ＣＣＤ）１２２においても、このような第１および第２のゲート電極が、一部が重なるよう隣接して交互に配置されている。
【０００７】
ところで、近年、半導体集積回路の高集積化に伴い、撮像デバイスを構成する電荷結合素子（ＣＣＤ）においても、低消費電力化および高速化が進んできている。
【０００８】
ＣＣＤのゲート電極は、垂直転送部および水平転送部のいずれにおいても、電荷の転送方向に対し、絶縁膜（以下、電極絶縁膜ともいう。）を挟んですき間なく並んだ構造をしている。
【０００９】
従来は、例えば、この電極絶縁膜は、主に多結晶シリコンからなる第１のゲート電極（下層側のゲート電極）を熱酸化する方法で、あるいは絶縁材料を堆積し、その堆積により得られた絶縁膜をフォトリソグラフィ・エッチング技術により選択的に除去する方法で形成されており、以下簡単にこれらの方法について説明する。
【００１０】
図３は、２層のゲート電極を絶縁する絶縁膜を、絶縁材料の堆積と選択的なエッチング処理とにより形成する方法を工程順（図３（ａ）〜図３（ｇ））に説明する図である。
【００１１】
まず、シリコン基板（以下、ウエハともいう。）１０１上に熱酸化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂ、およびシリコン酸化膜１０２ｃからなるＯＮＯ膜１０２をゲート絶縁膜として形成する。その後、このＯＮＯ膜１０２上に、ｎ＋型多結晶シリコン膜を形成し、これをパターニングして第１のゲート電極１０３を形成する（図３（ａ））。
【００１２】
次に、シリコン基板１０１の全面に絶縁膜１０４を、第１のゲート電極１０３による段差が実質的に平坦化される程度の厚さに堆積し（図３（ｂ））、続いてこの絶縁膜１０４を、上記第１のゲート電極１０３上での厚さが所定の厚さとなるまでエッチバックもしくは表面研磨する（図３（ｃ））。
【００１３】
その後、絶縁膜１０４上にパターニングしたレジスト膜１０５を形成し（図３（ｄ））、このレジスト膜１０５をマスクとして絶縁膜１０４を選択的にエッチングして、第１のゲート電極１０３の上面および側面に所定厚さの絶縁膜１０４ａを残す（図３（ｅ））。
【００１４】
最後に、上記レジスト膜１０５を除去し（図３（ｆ））、第２のゲート電極１０６を、ｎ＋型多結晶シリコン膜の選択的なエッチング処理により、隣接する第１のゲート電極１０３の間に、該第１および第２のゲート電極１０３および１０６の端部が絶縁膜１０４ａを介して重なるよう形成する（図３（ｆ））。
【００１５】
ところで、この方法では、第１および第２のゲート電極１０３および１０６の間の水平方向の絶縁膜の膜厚がフォトリソグラフィの精度に依存するため、この絶縁膜の膜厚は、これらの電極間での絶縁耐圧を考慮した膜厚に設定する必要があり、転送効率を考慮した薄い膜厚に設定することは困難である。
【００１６】
一方、上述した第１のゲート電極の熱酸化により、第１および第２のゲート電極間の絶縁膜（電極絶縁膜）を形成する方法では、この絶縁膜の水平方向の膜厚は、第１のゲート電極に対して自己整合的に決定されることから、転送効率を考慮して薄く設定することができる。
【００１７】
図４は、この熱酸化を用いた電極絶縁膜の形成方法を工程順（図４（ａ）〜図４（ｃ））に説明する図である。
【００１８】
まず、図３で説明した方法と同様に、シリコン基板１０１上に、熱酸化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂ、およびシリコン酸化膜１０２ｃからなるＯＮＯ膜１０２をゲート絶縁膜として形成し、その後、このＯＮＯ膜１０２上に第１のゲート電極１０３を形成する（図４（ａ））。
【００１９】
次に、この第１のゲート電極１０３に熱酸化処理を施して、該ゲート電極１０３の上面および側面にシリコン酸化膜１０３ａを形成する（図４（ｂ））。
【００２０】
その後、図３で説明したように、第２のゲート電極１０６を、多結晶シリコン膜の選択的なエッチング処理により形成する（図４（ｃ））。
【００２１】
ところが、この熱酸化により、第１および第２のゲート電極間の絶縁膜を形成する方法では、第１のゲート電極の熱酸化の際に、第１のゲート電極の側端下部が熱酸化されて二酸化ケイ素に変化し、ゲート電極の側端下部で、ゲート絶縁膜が厚くなってしまう。
【００２２】
なお、特許文献１には、半導体集積回路、特にダイナミックランダムメモリ（ＤＲＡＭ）の製造方法が開示されている。この文献に開示の方法は、第１のゲート電極と第２のゲート電極との間の層間絶縁膜を、第２のゲート電極直下のゲート絶縁膜の形成プロセスとは独立したプロセスで形成することにより、第２のゲート絶縁膜を薄くしつつ、これらの第１および第２のゲート電極間での絶縁耐圧を確保できるものである。特に、この文献の方法では、図３で説明したように、第１のゲート電極の形成後に全面に層間絶縁膜を形成し、その後、この層間絶縁膜の、第２のゲート電極が配置される部分を選択的に除去し、その後、この第２のゲート電極が配置される部分にゲート絶縁膜を形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−２４５１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
以上説明したように、従来の絶縁膜の形成方法では、隣接するゲート電極を絶縁する絶縁膜（電極絶縁膜）を、ゲート電極材料の熱酸化を招くことなく、絶縁破壊が起こらない程度の薄い膜厚で形成することは困難であった。
【００２４】
つまり、ＣＣＤにおいては、第１のゲート電極と第２のゲート電極を電荷の転送方向に隣接して配置し、これに印加する電圧を制御することで、半導体基板中に形成した電荷転送領域内で信号電荷を転送する。
【００２５】
このような電荷転送動作を行うＣＣＤでは、このゲート電極間の水平方向の絶縁膜厚は、ゲート電極に印加される電圧による絶縁破壊を生じない範囲内でできるだけ薄く形成することが転送効率に対し有利である。
【００２６】
しかしながら、図３に示す従来の層間絶縁膜の形成方法では、ゲート電極間の水平方向の絶縁膜厚がフォトリソグラフィの精度に依存し、このため、製造誤差を考慮した場合、層間絶縁膜の膜厚を、電荷転送に悪影響が生じる程度に厚い膜厚に、つまり絶縁耐圧を確保する上で必要な膜厚以上の膜厚に設定せざるを得ないという問題点があった。
【００２７】
また、図４に示すように、隣接するゲート電極を絶縁する絶縁膜（電極絶縁膜）を熱酸化により形成する方法では、第１のゲート電極下のゲート絶縁膜は、デバイス特性安定化のため、熱酸化膜、シリコン窒化膜、二酸化シリコンで構成されていることから、第１のゲート電極の側端下部が熱酸化されて二酸化ケイ素に変化し、基板と電極との間の距離が大きくなる現象（スマイリング現象）が生ずる。その結果、基板の、第１のゲート電極側端部の下側部分で、電位分布が変化することにより、電荷の転送効率に悪影響を与えるという問題がある。
【００２８】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、要求される絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる半導体装置およびその製造方法、固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器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】
【００２９】
本発明に係る半導体装置は、半導体基板上に形成された多層電極構造を有する半導体装置であって、該半導体基板上に形成された第１の電極と、該半導体基板および該第１の電極上にこれらに跨るよう形成された第２の電極と、該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する電極絶縁膜とを備え、該電極絶縁膜は、第１の絶縁膜から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３０】
本発明は、上記半導体装置において、前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、該電極上部分の膜厚と該電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくしたものであることが好ましい。
【００３１】
本発明は、上記半導体装置において、前記電極絶縁膜の電極上部分は、前記第１の電極と同一の平面形状を有することが好ましい。
【００３２】
本発明は、上記半導体装置において、前記第１および第２の電極はそれぞれ、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された第１および第２のゲート電極であり、該ゲート絶縁膜の膜厚は、該第１のゲート電極の下側部分と該第２のゲート電極の下側部分とで実質的に等しいことが好ましい。
【００３３】
本発明は、上記半導体装置において、前記ゲート絶縁膜は、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してなる３層構造を有することが好ましい。
【００３４】
本発明は、上記半導体装置において、前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜を備え、該第３の絶縁膜は、その一部が前記第２のゲート電極の下側に位置し、該第２のゲート電極の下側部分が、前記３層構造のゲート絶縁膜の上側酸化膜を構成するものであることが好ましい。
【００３５】
本発明に係る固体撮像装置は、異なる信号電圧が印加される第１および第２のゲート電極を有する固体撮像装置であって、該第１のゲート電極と第２のゲート電極とを絶縁する電極絶縁膜を備え、該第１のゲート電極と第２のゲート電極とは、それぞれの一部が該電極絶縁膜を介して重なるよう配置されており、該電極絶縁膜は、第１の絶縁膜から得られた、該第１のゲート電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１のゲート電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３６】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、前記電極上部分の膜厚と前記電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくしたものであることが好ましい。
【００３７】
本発明は、上記固体撮像装置において、複数の光電変換素子を二次元状に配列してなる素子アレイの各垂直方向列に沿って配置され、該各光電変換素子で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部を備え、前記第１および第２のゲート電極は、該垂直電荷転送部における転送ゲートを構成することが好ましい。
【００３８】
本発明は、上記固体撮像装置において、複数の光電変換素子を二次元状に配列してなる素子アレイの各垂直方向列に沿って配置され、該各光電変換素子で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送部と、該各垂直電荷転送部からの信号電荷を該素子アレイの水平方向に沿って転送する水平電荷転送部とを備え、前記第１および第２のゲート電極は、該水平電荷転送部における転送ゲートを構成することが好ましい。
【００３９】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記第１および第２の電極下側のゲート絶縁膜は、上下の酸化膜の間に窒化膜を挿入してなる３層構造を有し、該ゲート絶縁膜の膜厚は、該第１のゲート電極の下側部分と該第２のゲート電極の下側部分とで実質的に等しいことが好ましい。
【００４０】
本発明は、上記固体撮像装置において、前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜を備え、該第３の絶縁膜は、その一部が前記第２のゲート電極の下側に位置し、該第２のゲート電極の下側部分が、前記３層構造のゲート絶縁膜の上側の酸化膜を構成するものであることが好ましい。
【００４１】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、第１および第２の２層の電極を有する半導体装置を製造する方法であって、半導体基板上に導体膜および第１の絶縁膜を順次形成するステップと、該導電膜および該第１の絶縁膜のパターニングにより、該第１の電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成するステップと、該電極上絶縁膜の表面および該第１の電極の側面を覆うよう全面に第２の絶縁膜を形成するステップと、該第２の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第１の電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４２】
本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜は、前記第１の電極の側面での膜厚が、前記第１の電極の上面での前記第１の絶縁膜の膜厚と等しくなるよう形成することが好ましい。
【００４３】
本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜の異方性エッチングの後に、前記第２の電極を前記第１の電極と一部が重なるよう形成するステップを含むことが好ましい。
【００４４】
本発明は、上記半導体装置の製造方法において、前記導体膜および前記第１の絶縁膜を形成する前に、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してゲート絶縁膜を形成するステップと、前記第２の絶縁膜の異方性エッチングにより露出した該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去し、その後、前記電極上絶縁膜および前記電極側壁絶縁膜の表面、ならびに該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去した部分に、第３の絶縁膜として酸化膜を形成するステップとを含み、該第３の絶縁膜の、該ゲート絶縁膜の上側酸化膜を除去した部分での膜厚は、前記第１のゲート電極下側での上側酸化膜の膜厚と等しいことが好ましい。
【００４５】
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、異なる信号電圧が印加される第１および第２のゲート電極を有する固体撮像装置を製造する方法であって、下地層上に導電膜および第１の絶縁膜を順次形成し、その後、該導電膜および該第１の絶縁膜のパターニングにより、該第１のゲート電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成するステップと、該電極上絶縁膜の表面および該第１のゲート電極の側面を覆うよう全面に第２の絶縁膜を形成するステップと、該第２の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第１のゲート電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するステップと、該第２のゲート電極を該第１のゲート電極と一部が重なるよう形成するステップとを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４６】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第２の絶縁膜は、前記第１のゲート電極の側面での膜厚が、該第１のゲート電極の上面での前記第１の絶縁膜の膜厚と等しくなるよう形成することが好ましい。
【００４７】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第１および第２のゲート電極はそれぞれ、二次元状に配列された複数の光電変換素子の各々で光電変換により得られた信号電荷を垂直方向に転送する転送ゲートであることが好ましい。
【００４８】
本発明は、上記固体撮像装置の製造方法において、前記第１および第２のゲート電極はそれぞれ、二次元状に配列された複数の光電変換素子の各々で光電変換により得られた信号電荷を水平方向に転送する転送ゲートであることが好ましい。
【００４９】
本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、請求項７ないし１２のいずれかに記載の固体撮像装置であり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５０】
以下、本発明の作用について説明する。
【００５１】
本発明においては、半導体基板上に形成された第１の電極と、該半導体基板および該第１の電極上にこれらに跨るよう形成された第２の電極と、該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する電極絶縁膜とを備え、該電極絶縁膜を、第１の絶縁膜から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する構造としたので、上記電極絶縁膜の第１の電極上の部分を形成した後、該電極絶縁膜の第１の電極の側面上の部分を、該第１の電極に対して自己整合的に形成することが可能となる。これにより、上記電極絶縁膜の電極側壁部分は、第１の電極の熱酸化、あるいは絶縁膜のフォトリソグラフィー技術を用いたパターニングを行うことなく形成することができる。その結果、隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる。
【００５２】
また、本発明においては、前記電極絶縁膜は、前記電極上部分と前記電極側壁部分とで絶縁耐圧が等しくなるよう、前記電極上部分の膜厚と前記電極側壁部分の膜厚とを実質的に等しくすることにより、第１の電極の上での絶縁膜の膜厚が必要以上に厚くなるのを回避して、素子の平坦化を図ることができる。また、第１の電極の側壁部分での絶縁膜の膜厚が必要以上に厚くなるのを回避して、第１の電極とこれに隣接する第２の電極との距離を絶縁破壊の起こらない程度に短くできる。
【００５３】
また、本発明においては、前記第１および第２の電極をそれぞれ、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成された第１および第２のゲート電極とし、該ゲート絶縁膜の膜厚を、該第１のゲート電極の下側部分と該第２のゲート電極の下側部分とで実質的に等しくしたので、第１および第２のゲート電極の下側での基板中の電位分布を同等にすることができる。例えば、第１および第２のゲート電極が、ＣＣＤなどの転送ゲートを構成する場合には、高い転送効率を実現することができる。
【００５４】
また、本発明においては、前記ゲート絶縁膜を、前記半導体基板上に下側酸化膜、窒化膜、および上側酸化膜を順次積層してなる３層構造としているので、ゲート絶縁膜の信頼性を高めることができる。
【００５５】
また、本発明においては、前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜を備え、該第３の絶縁膜を、その一部が前記第２のゲート電極の下側に位置し、該第２のゲート電極の下側部分が、前記３層構造のゲート絶縁膜の上側酸化膜を構成する構造としたので、第１のゲート電極の３層構造のゲート絶縁膜と、第２のゲート電極の３層構造のゲート絶縁膜とで、膜厚をそろえることができる。
【００５６】
本発明においては、導電膜およびその上に形成した第１の絶縁膜のパターニングにより、第１の電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成し、その後、該電極上絶縁膜の表面および該第１の電極の側面を覆うよう全面に形成した第２の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第１の電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するので、上記電極絶縁膜の電極側壁部分は、第１の電極の熱酸化、あるいは絶縁膜のフォトリソグラフィー技術を用いたパターニングを行うことなく形成することができる。その結果、隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる。
【発明の効果】
【００５７】
以上のように、本発明によれば、半導体基板上に形成された第１の電極と、該半導体基板および該第１の電極上にこれらに跨るよう形成された第２の電極と、該第１の電極と該第２の電極とを絶縁する電極絶縁膜とを備え、該電極絶縁膜を、第１の絶縁膜から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する構造としたので、隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる効果がある。
【００５８】
本発明によれば、導電膜およびその上に形成した第１の絶縁膜のパターニングにより、第１の電極およびその上に位置する電極上絶縁膜を形成し、その後、該電極上絶縁膜の表面および該第１の電極の側面を覆うよう全面に形成した第２の絶縁膜の異方性エッチングにより、該第１の電極の側面上に電極側壁絶縁膜を自己整合的に形成するので、隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る半導体装置である固体撮像装置を説明する図であり、ゲート電極部分の断面構造を、その製造工程順（図１（ａ）〜図１（ｆ））に示している。特に、図１（ｆ）では、図２（ｂ）のＡ−Ａ線部分に相当する、垂直転送部（垂直ＣＣＤ）の電荷転送方向における２層のゲート電極の断面構造を示している。
【００６０】
本実施形態１の固体撮像装置は、図２（ａ）に示すＣＣＤイメージセンサ１００と同様に、複数の光電変換素子（フォトダイオード）ＰＤと、各フォトダイオードで発生した電荷を垂直方向に転送する垂直転送部１２１と、この垂直転送部１２１からの信号電荷を水平方向に転送する水平転送部１２２と、この水平転送部１２２からの信号電荷を増幅して信号電圧として出力する出力部１２３とを有している。
【００６１】
そして、この実施形態１の固体撮像装置は、上記垂直転送部１２１を構成する２層のゲート電極１０３および１０６は、図１（ｆ）に示すように複数の絶縁膜により絶縁されている。
【００６２】
すなわち、この実施形態１の固体撮像装置は、半導体基板１０１上に形成された第１のゲート電極１０３と、該半導体基板１０１および該第１の電極１０３上にこれらに跨るよう形成された第２のゲート電極１０６と、該第１のゲート電極と該第２のゲート電極とを絶縁する電極絶縁膜１３４及び１１５とを備えている。この電極絶縁膜１３４は、第１の絶縁膜１１３から得られた、該第１のゲート電極１０３上に位置する電極上部分１１３と、該第１の絶縁膜１１３とは層の異なる第２の絶縁膜１１４から得られた、該第１のゲート電極１０３の側面上に位置する電極側壁部分１１４ａとを有している。ここで、電極絶縁膜１３４の電極上部分１１３ａは、第１のゲート電極１０３と同一の平面形状を有している。
【００６３】
この電極絶縁膜１３４は、その電極上部分１１３ａとその電極側壁部分１１４ａとで絶縁耐圧が等しくなるよう、電極上部分１１３ａの膜厚と電極側壁部分１１４ａの膜厚とを設定している。例えば、第１の絶縁膜１１３と第２の絶縁膜１１４が同一材料である場合は、電極上部分１１３ａの膜厚と電極側壁部分１１４ａの膜厚とは実質的に等しくするのが望ましい。但し、第１の絶縁膜１１３と第２の絶縁膜１１４が異なる材料であり、絶縁性の異なるものである場合は、電極絶縁膜１３４の電極上部分１１３ａとその電極側壁部分１１４ａとで絶縁耐圧が等しくするには、電極上部分１１３ａの膜厚と電極側壁部分１１４ａの膜厚とは、実質的に異なるものとなる。
【００６４】
また、上記第１のゲート電極１０３および第２のゲート電極１０６はそれぞれ、上記半導体基板１０１上にゲート絶縁膜１０２を介して配置されており、このゲート絶縁膜の膜厚は、第１のゲート電極１０３の下側部分と第２のゲート電極１０６の下側部分とで実質的に等しい。また、第１のゲート電極１０３下側のゲート絶縁膜は、半導体基板１０１上に下側の熱酸化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂ、および上側の酸化膜（ＨＴＯ膜）１０２ｃ１を順次積層してなる３層構造を有している。また、第２のゲート電極１０６下側のゲート絶縁膜は、半導体基板１０１上に下側の熱酸化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂ、および上側の酸化膜（ＨＴＯ膜）１１５ａを順次積層してなる３層構造を有している。ここで、第２のゲート電極１０６下側の酸化膜（ＨＴＯ膜）１１５ａは、前記電極絶縁膜の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜１１５の一部である。
【００６５】
なお、図１では、図２（ｂ）に示されている、ＣＣＤを構成する基板表面の拡散領域１１は省略している。
【００６６】
次に本実施形態１の固体撮像装置の製造方法について説明する。
【００６７】
まず、この実施形態の固体撮像装置の製造方法では、半導体基板１０１の表面領域に、フォトダイオードＰＤ、垂直ＣＣＤ１２１、水平ＣＣＤ１２２など（図２（ｂ）参照）を構成する拡散領域を形成する。なお、ここでは、半導体基板１０１としてシリコン基板（以下、ウエハともいう。）を用いている。
【００６８】
その後、図１（ａ）に示すように、シリコン基板（以下、ウエハともいう。）１０１上に熱酸化膜１０２ａを、熱酸化処理により、例えば２０ｎｍ程度の厚さに形成する。次に、該熱酸化膜１０２ａ上に、ＣＶＤなどの気相成長により、例えば厚さ５０ｎｍ程度のシリコン窒化膜１０２ｂを形成し、さらにその上に、気相成長により、例えば厚さ１０ｎｍ程度のシリコン酸化膜１０２ｃを形成する。このようにして、上記シリコン基板１０１上には、熱酸化膜１０２ａ、シリコン窒化膜１０２ｂ、およびシリコン酸化膜１０２ｃからなるＯＮＯ膜１０２がゲート絶縁膜として形成される。
【００６９】
さらに、このＯＮＯ膜１０２上に、第１のゲート電極膜である多結晶シリコン膜１３０を気相成長により５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度の厚さに形成し、その後、上記多結晶シリコン膜１３０がｎ＋型導電型を持つように、この多結晶シリコン膜１３０にイオン注入もしくは気相拡散により不純物（例えばリン）を注入する。
【００７０】
なお、この不純物の導入は、多結晶シリコン膜１３０の形成後に行う方法に限らず、例えば、多結晶シリコン膜１３０の形成中に、多結晶シリコンの堆積と同時に行うようにしてもよい。
【００７１】
その後、上記第１のゲート電極膜１３０上に、その上面を覆うよう絶縁膜１１３を気相成長により形成する。例えば、この絶縁膜１１３として、高温ＣＶＤにより、第１のＨＴＯ膜（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｎｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｏｘｃｉｄｅ）膜を３０〜２００ｎｍ程度の厚さに成膜する。なお、この絶縁膜１１３は、高温ＣＶＤなどの気相成長に限らず、例えば、熱酸化により形成してもよい。
【００７２】
続いて、図１（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィとエッチング技術を用いて、絶縁膜１１３および第１のゲート電極膜１３０を加工する。つまり第１のゲート電極膜１３０およびその上の絶縁膜１１３を選択的にエッチングして、第１のゲート電極１０３およびその上の絶縁膜（電極上絶縁膜）１１３ａを形成する。また、このときのエッチング量は、第１のゲート電極１０３の配置領域以外で多結晶シリコンが除去され、かつエッチングがＯＮＯ膜（ゲート絶縁膜）１０２の最上部の酸化膜１０２ｃ中で止まる程度とする。
【００７３】
次に、図１（ｃ）に示すように、高温ＣＶＤなどの気相成長により、全面に絶縁膜として、第２のＨＴＯ膜１１４を３０〜２００ｎｍ程度の厚さに成膜する。
【００７４】
さらに、図１（ｄ）に示すように、ウエハ上面から異方性エッチング技術を用いて、第２のＨＴＯ膜１１４を、そのＯＮＯ膜１０２および第１のゲート電極１０３上の部分が除去されるまでエッチングする。またことのき、エッチングにより、ＯＮＯ膜１０２の最上部の酸化膜１０２ｃも除去される。
【００７５】
ただし、この時のエッチング処理は異方性であるので、第２のＨＴＯ膜１１４の、第１のゲート電極１０３の両側部は、ゲート電極側壁１１４ａとして残る。
【００７６】
次に、図１（ｅ）に示すように、全面に気相成長で酸化膜１１５を堆積させる。この酸化膜１１５は、例えばＨＴＯ膜（第３のＨＴＯ膜）であり、その膜厚を、上記ＯＮＯ膜の上側の酸化膜１０２ｃの膜厚と等しくなるように１０ｎｍ程度としたものである。また、このＨＴＯ膜１１５は、第２のゲート電極下の電気特性安定化のために形成されている。
【００７７】
なお、この時、上記固体撮像装置を構成する別のデバイスモジュール、例えば、画素が配列されている撮像領域の周辺の回路の形成のため、熱酸化工程が必要になった場合、上記酸化膜１１５の形成の前に、酸化防止膜としてシリコン窒化膜を５〜１０ｎｍ程度気相成長法で形成するようにしてもよい。
【００７８】
その後、図１（ｆ）に示すように、第２のゲート電極１０６を、第１のゲート電極１０３と一部が絶縁膜を介して重なるよう隣接させて形成する。
【００７９】
その後は、カラーフィルタやマイクロレンズなどの固体撮像装置の構成部材を形成して、固体撮像装置を完成する。
【００８０】
なお、上記説明では、主に、固体撮像装置のゲート電極の形成プロセスについて説明しているが、固体撮像装置の画素アレイの周辺に位置する周辺回路の構成要素の形成処理も、必要に応じて、上記電極形成の各処理と同時に、あるいは、上記電極形成の各処理と前後して行われる。
【００８１】
このような構成の本実施形態１の固体撮像装置では、半導体基板１０１上に形成された第１のゲート電極１０３と、該半導体基板および該第１の電極１０３上にこれらに跨るよう形成された第２のゲート電極１０６と、該第１のゲート電極１０３と該第２のゲート電極１０６とを絶縁する電極絶縁膜１３４とを備え、該電極絶縁膜１３４を、第１の絶縁膜１１３から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分１１３ａと、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜１１４から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分１１４ａとを有する構造としたので、上記電極絶縁膜１３４の第１のゲート電極上の部分１１３ａを形成した後、該電極絶縁膜１３４の第１の電極の側面上の部分１１４ａを、該第１のゲート電極１０３に対して自己整合的に形成することが可能となる。これにより、上記電極絶縁膜１３４の電極側壁部分１１４ａは、第１のゲート電極１０３の熱酸化、あるいは絶縁膜のフォトリソグラフィー技術を用いたパターニングを行うことなく形成することができる。その結果、隣接して配置された第１および第２のゲート電極を絶縁する電極絶縁膜１３４の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる。
【００８２】
また、上記電極絶縁膜１３４は、電極上部分１１３ａと電極側壁部分１１４ａとで絶縁耐圧が等しくなるよう、それぞれの膜厚を実質的に等しくすることにより、第１のゲート電極１０３の上での絶縁膜の膜厚が必要以上に厚くなるのを回避して、素子の平坦化を図ることができる。また、第１のゲート電極の側壁部分での絶縁膜１１４ａの膜厚が必要以上に厚くなるのを回避して、第１のゲート電極１０３とこれに隣接する第２のゲート電極１０６との距離を絶縁破壊の起こらない程度に短くでき、垂直ＣＣＤを転送効率の高いものとできる。
【００８３】
また、ゲート絶縁膜の膜厚を、第１のゲート電極１０３の下側部分と第２のゲート電極１０６の下側部分とで実質的に等しくしたので、第１および第２のゲート電極の下側での基板中の電位分布を同等にすることができる。これによっても、ＣＣＤにおける転送効率の向上を図ることができる。
【００８４】
また、ゲート絶縁膜を、半導体基板上に下側酸化膜１０２ａ、窒化膜１０２ｂ、および上側酸化膜１０２ｃあるいは１１５ａを順次積層してなる３層構造としているので、ゲート絶縁膜の信頼性を高めることができる。
【００８５】
また、上記電極絶縁膜１３４の表面を覆うよう形成された、酸化膜からなる第３の絶縁膜１１５を、その一部１１５ａが第２のゲート電極１０６の下側に位置し、該第３の絶縁膜１１５の、第２のゲート電極の下側部分１１５ａが、３層構造のゲート絶縁膜の上側酸化膜を構成する構造としたので、第１のゲート電極１０３下側の３層構造のゲート絶縁膜と、第２のゲート電極１０６下側の３層構造のゲート絶縁膜とで、膜厚をそろえることができる。
【００８６】
さらに、本実施形態の固体撮像装置の製造方法では、導電膜（多結晶シリコン膜）１３０およびその上に形成した第１の絶縁膜（ＨＴＯ膜あるいは熱酸化膜）１１３のパターニングにより、該第１のゲート電極１０３およびその上に位置する電極上絶縁膜１１３ａを形成し、その後、該電極上絶縁膜１１３ａの表面および該第１のゲート電極１０３の側面を覆うよう全面に形成した第２の絶縁膜（ＨＴＯ膜）１１４の異方性エッチングにより、該第１のゲート電極１０３の側面上に電極側壁絶縁膜１１４ａを形成するので、該電極絶縁膜１３４の第１のゲート電極側面上部分１１４ａを、該第１のゲート電極１０３に対して自己整合的に形成することが可能となる。これにより、上記電極絶縁膜１３４の電極側壁部分１１４ａは、第１のゲート電極１０３の熱酸化、あるいは絶縁膜のフォトリソグラフィー技術を用いたパターニングを行うことなく形成することができる。その結果、隣接して配置された第１および第２のゲート電極１０３および１０６を絶縁する電極絶縁膜１３４の膜厚を、電極側端部１１４ａでの電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる。
【００８７】
また、本実施形態１の製造方法によれば、ゲート電極は熱酸化を受けないので、ゲート電極材料としては、多結晶シリコンの他に、多結晶シリコンと金属シリサイド（例としてタングステンシリサイド）の積層膜を用いることもできる。これにより、ゲート電極の低抵抗化を図ることができる。
【００８８】
なお、本実施形態１では、上記垂直転送部１２１を構成する２層のゲート電極１０３および１０６を絶縁する電極絶縁膜を、図１（ｆ）に示すように、第１の絶縁膜１１３から得られた、該第１のゲート電極１０３上に位置する電極上部分１１３と、該第１の絶縁膜１１３とは層の異なる第２の絶縁膜１１４から得られた、該第１のゲート電極１０３の側面上に位置する電極側壁部分１１４ａとを有する構造としているが、水平転送部１２２（図２（ａ）参照）を構成する２層のゲート電極を絶縁する電極絶縁膜を、第１の絶縁膜から得られた、該第１のゲート電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１のゲート電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する構造としてもよい。
（実施形態２）
なお、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の固体撮像装置のを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態１の固体撮像装置を撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００８９】
さらに、上記実施形態では、半導体装置として固体撮像装置を例にあげて説明したが、上記実施形態における２層の電極間を絶縁する電極絶縁膜の構造は、固体撮像装置以外の半導体装置における、一部が重なるよう配置された、それぞれ異なる信号電圧が印加される２層の電極を絶縁する絶縁膜の構造として用いることができる。
【００９０】
さらに、本発明の基本原理、つまり隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する電極絶縁膜を、第１の絶縁膜から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する構造とすることにより、電極絶縁膜をその絶縁破壊が起こらないように薄膜化できる点は、２層以上の多層の電極構造を有する半導体装置における２層間の電極を絶縁する絶縁膜に適用することができる。
【００９１】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１および２を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、半導体装置およびその製造方法、固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器の分野において、隣接して配置された第１および第２の電極を絶縁する電極絶縁膜を、第１の絶縁膜から得られた、該第１の電極上に位置する電極上部分と、該第１の絶縁膜とは層の異なる第２の絶縁膜から得られた、該第１の電極の側面上に位置する電極側壁部分とを有する構造とすることにより、該電極絶縁膜の膜厚を、電極側端部での電極材料の熱酸化を回避しつつ、絶縁耐圧に応じた薄い膜厚にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】図１は本発明の実施形態１による半導体装置である固体撮像装置を説明する図であり、ゲート電極部分の断面構造を、その製造工程順（図１（ａ）〜図１（ｆ））に示している。
【図２】図２は、従来の固体撮像装置であるＣＣＤイメージセンサを説明する図であり、図２（ａ）は、ＣＣＤイメージセンサの構成を概略的に示し、図２（ｂ）は、ＣＣＤイメージセンサを構成するフォトダイオードおよび垂直転送部のレイアウトを示している。
【図３】図３は、２層のゲート電極を絶縁する絶縁膜を絶縁材料の堆積と選択的なエッチング処理とにより形成する方法を、工程順（図３（ａ）〜図３（ｇ））に説明する図である。
【図４】図４は、２層のゲート電極を絶縁する絶縁膜を熱酸化により形成する方法を、工程順（図４（ａ）〜図４（ｃ））に説明する図である。
【符号の説明】
【００９４】
１００  ＣＣＤイメージセンサ
１０１  半導体基板
１０２  ＯＮＯ膜（ゲート絶縁膜）
１０２ａ  下側の熱酸化膜
１０２ｂ  シリコン窒化膜
１０２ｃ１  上側の酸化膜（ＨＴＯ膜）
１０３  第１のゲート電極
１０６  第２のゲート電極
１１３  第１の絶縁膜
１１３ａ  電極上部分
１１４  第２の絶縁膜
１１４ａ  電極側壁部分
１１５ａ  上側の酸化膜（ＨＴＯ膜）
１２１  垂直転送部
１２２  水平転送部
１３０  多結晶シリコン膜（第１のゲート電極膜）
１３４  電極絶縁膜
ＰＤ  光電変換素子（フォトダイオード）
【図１】
2009200262.tif 000003
【図２】
2009200262.tif 000004
【図３】
2009200262.tif 000005
【図４】
2009200262.tif 000006