(57)【要約】【課題】出力画像のムラの発生による画質の低下を抑制することを目的とする。【解決手段】遮光膜を、転送電極２０９上部に形成されるシャント配線を兼ねる金属遮光膜２１１と、少なくとも転送電極２０９側部に形成される遮光膜２１５とに絶縁分割して形成することにより、高速転送を維持しながら、シャント配線を兼ねる金属遮光膜２１１が転送チャネル領域と距離を保つことができるため、金属遮光膜２１１によるチャネルの形成を抑制でき、出力画像のムラの発生による画質の低下を抑制することができる。【選択図】図１
2009259877.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域および転送領域が形成される半導体基板と、
前記半導体基板上に形成される第１の絶縁膜と、
前記半導体基板の前記転送領域上に前記第１の絶縁膜を介して形成される転送電極と、
前記転送電極の側面に形成されるサイドウォール遮光膜と、
前記転送電極および前記サイドウォール遮光膜上を含む全面に形成される第２の絶縁膜と、
前記転送電極と電気的に接続されて前記転送電極および前記サイドウォール遮光膜上に前記第２の絶縁膜を介して形成される金属遮光膜と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記サイドウォール遮光膜がタングステンを含有することを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記サイドウォール遮光膜がタングステンシリサイド膜であることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
受光領域および転送領域が形成される半導体基板と、
前記半導体基板上に形成される第１の絶縁膜と、
前記半導体基板の前記転送領域上に前記第１の絶縁膜を介して形成される多結晶シリコン膜と、
前記多結晶シリコン膜上部および側面に形成される金属シリサイド膜と、
前記金属シリサイド膜上を含む全面に形成される第２の絶縁膜と、
前記金属シリサイド膜と電気的に接続されて前記金属シリサイド膜上に前記第２の絶縁膜を介して形成される金属遮光膜と
を備え、前記多結晶シリコン膜および前記金属シリサイド膜で転送電極を形成することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
前記金属遮光膜がタングステンを含有することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の絶縁膜がシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項７】
半導体基板に受光領域および転送領域が形成される固体撮像装置の製造方法であって、
転送電極および遮光膜を形成するに際し、
前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上にスリットを有するストライプ状に多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記スリット内部を含む全面にシリコン酸化膜を堆積する工程と、
前記受光領域上の前記多結晶シリコン膜を選択的に除去して前記多結晶シリコン膜からなる転送電極を形成する工程と、
全面にタングステン膜を形成する工程と、
前記タングステン膜をエッチングして前記転送電極の側面に前記タングステン膜からなるサイドウォール遮光膜を形成する工程と、
全面に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記転送電極上の前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、
前記転送電極上に前記層間絶縁膜を介して前記転送電極と電気的に接続する金属遮光膜を形成する工程と
を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
半導体基板に受光領域および転送領域が形成される固体撮像装置の製造方法であって、
転送電極および遮光膜を形成するに際し、
前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上にスリットを有するストライプ状に多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記スリット内部を含む全面にシリコン酸化膜を堆積する工程と、
前記受光領域上の前記多結晶シリコン膜を選択的に除去して前記多結晶シリコン膜からなる転送電極を形成する工程と、
全面にタングステン膜を形成する工程と、
熱処理することにより少なくとも前記転送電極側面の前記タングステン膜をシリサイド化する工程と、
残留する前記タングステン膜を除去して前記転送電極側面のサイドウォール遮光膜を形成する工程と、
全面に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記転送電極上の前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、
前記転送電極上に前記層間絶縁膜を介して前記転送電極と電気的に接続する金属遮光膜を形成する工程と
を備えることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
半導体基板に受光領域および転送領域が形成される固体撮像装置の製造方法であって、
転送電極および遮光膜を形成するに際し、
前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、
前記第１の絶縁膜上に前記受光領域上を開口しながらストライプ状に多結晶シリコン膜を形成する工程と、
前記開口内部を含む全面にタングステン膜を堆積する工程と、
熱処理することにより前記多結晶シリコン膜表面の前記タングステン膜をシリサイド化する工程と、
残留する前記タングステン膜を除去して前記多結晶シリコン膜および前記シリサイド化されたタングステン膜からなる転送電極を形成する工程と、
全面に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記転送電極上の前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、
前記転送電極上に前記層間絶縁膜を介して前記転送電極と電気的に接続する金属遮光膜を形成する工程と
を備えることを特徴とする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、撮像素子としてＣＣＤなどの固体撮像素子を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ型固体撮像装置に代表される固体撮像装置は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の撮像素子として広く利用されており、その需要は益々増加している。また、近年、テレビのハイビジョン化の進行に伴う、撮像装置におけるハイビジョン動画対応等の要求から、固体撮像装置においては、転送周波数の高速化が求められている。
【０００３】
転送周波数の高速化、即ち、高速転送を可能にする技術として、シャント配線技術が知られている。ここで、従来の固体撮像装置の構成について、図１７，図１８を用いて説明する。
【０００４】
図１７は従来の固体撮像装置の構造を示す断面図であり、シャント配線を備えた固体撮像装置の画素部における概略構成を示す断面図である。図１８は従来の固体撮像装置における転送電極の概要平面図であって、３０７、３０８がそれぞれシャント配線、３１８、３１７がそれぞれシャント配線と転送ゲート電極のコンタクト、３０１が第１相転送ゲート電極、３０６が第２相転送ゲート電極、３０５が第３相転送ゲート電極を示す。
【０００５】
図１７に示すように、固体撮像装置は、半導体基板１０１としてｎ型のシリコン基板を備えている。半導体基板１０１上には、絶縁膜１０８を介して、多結晶シリコン膜による転送電極１０９が形成されている。転送電極１０９は、ｐ型ウェル中に形成されたｎ型ウェルからなる転送チャネル１０３と共に垂直電荷転送部１１４を構成している。ｐ型ウェル中には、光を電荷に変換すると共に、電荷を蓄積する受光部であるｎ型フォトダイオード１０５を有する。フォトダイオード１０５に蓄積された電荷は、読み出しチャネル１０７上の転送電極１０９に読み出し電圧を印加することによって、転送チャネル１０３に読み出される。一方、転送チャネル１０３の読み出しチャネル１０７と反対側には高濃度のｐ型領域１０４を設けて、転送電極１０９に読み出し電圧が印加されても、反対側のフォトダイオードに蓄積された電荷が転送チャネル１０３に流入することを防止している。また、転送電極１０９は、層間絶縁膜１１０によって被覆されている。層間絶縁膜１１０の上には、金属製の遮光膜１１１が、垂直方向に配列された画素の列（画素列）に沿ってストライプ状に形成されている。遮光膜１１１は、層間絶縁膜１１０を貫通するコンタクト１１３によって転送電極１０９に電気的に接続されているため、転送電極が低抵抗化され、高速転送が可能となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−２７９０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の固体撮像装置において、遮光膜１１１（転送電極１０９）には、少なくとも３種類の電圧が印加される。具体的には、垂直電荷転送部１１４に電荷の読み出しを行わせるための電圧ＶＨ（１０〜２０Ｖ程度）と、垂直電荷転送部に電荷を蓄積させるための電圧ＶＭ（約０Ｖ）と、垂直電荷転送部にバリアを形成させるための電圧ＶＬ（−５Ｖ〜−１０Ｖ）とである。転送電極１０９に電圧ＶＨ（１０〜２０Ｖ程度）を印加して、フォトダイオード１０５に蓄積された電荷を転送チャネル１０３に読み出したあと、電圧ＶＬと電圧ＶＭが転送電極に印加されて、転送チャネル内の電荷を転送する。
【０００７】
しかしながら、複数個の遮光膜１１１全てに、同時に同レベルの電圧が印加されるわけではなく、隣接する遮光膜１１１間において、印加されている電圧のレベルは異なっている。また、遮光膜１１１は、垂直方向における画素列毎に設けられていることから、遮光膜１１１から半導体基板１０１の表層側の界面までの間に印加されている電圧のレベルは、隣接する画素列間において異なっている。
【０００８】
例えば、図１８の遮光膜３０７に信号電荷を読み出すための電圧ＶＨ（１０〜２０Ｖ程度）を印加するとする。その際、転送電極３０１にはコンタクト３１８を介して読み出し電圧ＶＨ（１０〜２０Ｖ程度）が供給される。しかし、隣接する転送電極３０６には、遮光膜３０８よりコンタクト３１７を介して電圧ＶＬ（約−５Ｖ〜−１０Ｖ）が供給されている状態である場合には、電圧ＶＬ（約−５Ｖ〜−１０Ｖ）が供給されている転送電極３０６の上部の遮光膜は、電圧ＶＨ（１０〜２０Ｖ程度）状態となるときがあり、表面チャネル領域の実効的な面積が変わって、出力ムラの原因となり、結果、出力画像の画質が劣化するという問題が生じてしまう。
【０００９】
すなわち、図１７において、読み出しを意図しない転送電極１０９ｂが電圧ＶＬの時に、遮光膜１１１ｂに読み出し電圧ＶＨが供給されると、遮光膜１１１ｂ端部（領域Ｘ）の表面チャネル領域において、遮光膜１１１ｂがゲート電極の役割を果たして読み出しチャネル１０７や高濃度ｐ型領域１０４の表面に正孔を誘起し、実効的に転送チャネル１０３ｂの面積が変わるため、局所的に転送不良が生じて、出力画像のムラとなって画質の低下をもたらす。
【００１０】
本発明は、上記問題を解消し、出力画像のムラの発生による画質の低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明における固体撮像装置は、受光領域および転送領域が形成される半導体基板と、前記半導体基板上に形成される第１の絶縁膜と、前記半導体基板の前記転送領域上に前記第１の絶縁膜を介して形成される転送電極と、前記転送電極の側面に形成されるサイドウォール遮光膜と、前記転送電極および前記サイドウォール遮光膜上を含む全面に形成される第２の絶縁膜と、前記転送電極と電気的に接続されて前記転送電極および前記サイドウォール遮光膜上に前記第２の絶縁膜を介して形成される金属遮光膜とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、前記サイドウォール遮光膜がタングステンを含有することを特徴とする。
また、前記サイドウォール遮光膜がタングステンシリサイド膜であることを特徴とする。
【００１３】
また、受光領域および転送領域が形成される半導体基板と、前記半導体基板上に形成される第１の絶縁膜と、前記半導体基板の前記転送領域上に前記第１の絶縁膜を介して形成される多結晶シリコン膜と、前記多結晶シリコン膜上部および側面に形成される金属シリサイド膜と、前記金属シリサイド膜上を含む全面に形成される第２の絶縁膜と、前記金属シリサイド膜と電気的に接続されて前記金属シリサイド膜上に前記第２の絶縁膜を介して形成される金属遮光膜とを備え、前記多結晶シリコン膜および前記金属シリサイド膜で転送電極を形成することを特徴とする。
【００１４】
また、前記金属遮光膜がタングステンを含有することを特徴とする。
また、前記第１の絶縁膜がシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜であることを特徴とする。
【００１５】
さらに、固体撮像装置の製造方法は、半導体基板に受光領域および転送領域が形成される固体撮像装置の製造方法であって、転送電極および遮光膜を形成するに際し、前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上にスリットを有するストライプ状に多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記スリット内部を含む全面にシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記受光領域上の前記多結晶シリコン膜を選択的に除去して前記多結晶シリコン膜からなる転送電極を形成する工程と、全面にタングステン膜を形成する工程と、前記タングステン膜をエッチングして前記転送電極の側面に前記タングステン膜からなるサイドウォール遮光膜を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成する工程と、前記転送電極上の前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、前記転送電極上に前記層間絶縁膜を介して前記転送電極と電気的に接続する金属遮光膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、半導体基板に受光領域および転送領域が形成される固体撮像装置の製造方法であって、転送電極および遮光膜を形成するに際し、前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上にスリットを有するストライプ状に多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記スリット内部を含む全面にシリコン酸化膜を堆積する工程と、前記受光領域上の前記多結晶シリコン膜を選択的に除去して前記多結晶シリコン膜からなる転送電極を形成する工程と、全面にタングステン膜を形成する工程と、熱処理することにより少なくとも前記転送電極側面の前記タングステン膜をシリサイド化する工程と、残留する前記タングステン膜を除去して前記転送電極側面のサイドウォール遮光膜を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成する工程と、前記転送電極上の前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、前記転送電極上に前記層間絶縁膜を介して前記転送電極と電気的に接続する金属遮光膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、半導体基板に受光領域および転送領域が形成される固体撮像装置の製造方法であって、転送電極および遮光膜を形成するに際し、前記基板上に第１の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の絶縁膜上に前記受光領域上を開口しながらストライプ状に多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記開口内部を含む全面にタングステン膜を堆積する工程と、熱処理することにより前記多結晶シリコン膜表面の前記タングステン膜をシリサイド化する工程と、残留する前記タングステン膜を除去して前記多結晶シリコン膜および前記シリサイド化されたタングステン膜からなる転送電極を形成する工程と、全面に層間絶縁膜を形成する工程と、前記転送電極上の前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、前記転送電極上に前記層間絶縁膜を介して前記転送電極と電気的に接続する金属遮光膜を形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
以上により、出力画像のムラの発生による画質の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、遮光膜を、転送電極上部に形成されるシャント配線を兼ねる金属遮光膜と、少なくとも転送電極側部に形成される遮光膜とに絶縁分割して形成することにより、高速転送を維持しながら、シャント配線を兼ねる金属遮光膜が転送チャネル領域と距離を保つことができるため、金属遮光膜によるチャネルの形成を抑制でき、出力画像のムラの発生による画質の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構造を、図１，図２を使用して説明する。
【００２１】
図１は第１の実施形態における固体撮像装置の構造を示す断面図、図２は第１の実施形態における固体撮像装置の遮光膜の構成を示す概略平面図である。
図１に示すように、固体撮像装置は、半導体基板２０１としてｎ型のシリコン基板を備えている。半導体基板２０１上には、例えば厚さ２５ｎｍのシリコン酸化膜と厚さ２５ｎｍのシリコン窒化膜からなる絶縁膜２０８を介して、厚さ２００ｎｍの多結晶シリコン膜からなる転送電極２０９が形成されている。転送電極２０９は、転送チャネル２０３と共に垂直電荷転送部２１４を構成している。また、転送電極２０９の側壁には例えばタングステン（以下、Ｗと称す）等の高融点金属からなる幅１２０ｎｍの第１の金属製の遮光膜２１５がエッチバック法等により直接形成されている。転送電極２０９および遮光膜２１５は厚さ１５０ｎｍ程度のシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜２１０によって被覆され、その上には、厚さ１５０ｎｍのタングステン等の高融点金属からなる第２の金属製の遮光膜２１１が、垂直方向に配列された画素の列（画素列）に沿ってストライプ状に形成されている。遮光膜２１１は、層間絶縁膜２１０を貫通するコンタクト２１３によって転送電極２０９に電気的に接続され、シャント配線を兼ねている。
【００２２】
従来の構成によれば、遮光膜（シャント配線）と転送チャネル領域表面との距離は転送チャネル領域表面の絶縁膜と同等（５０ｎｍ程度）であったのに対して、本実施形態によれば、遮光膜を２つの遮光膜で構成し、遮光膜２１５を転送電極２０９の側壁に形成し、遮光膜２１１をシャント配線として遮光性を確保すると共に、第２の金属遮光膜２１１は転送チャネル領域表面から少なくとも転送電極２０９の厚さである２００ｎｍとその上面に形成される層間絶縁膜２１０の厚さの和に相当する３５０ｎｍ以上離れているので、第２の金属遮光膜２１１に読み出し電圧が印加されても、読み出しを意図しない画素の転送チャネル領域表面に及ぼす影響が実効的になくなる。したがって、出力画像のムラがなくなり、高画質の画像を得ることができる。
【００２３】
図２は本発明の変形例であって、Ｗ遮光膜がフォトダイオードの垂直分離領域まで覆う構造となる例を示す。本構造は、遮光膜２１１がフォトダイオードの垂直分離領域まで覆う構造であり、遮光膜２１１がシャント配線を兼ね、隣り合うシャント配線を電気的に絶縁するため、隣り合うシャント配線間にてリーク電流が流れることが無く、耐圧を確保するために必要な隙間を設ける必要がある。従って、スリット部をシャント配線で完全に覆うことができないので、この間隙を透過する光によってスミアが発生する場合がある。そこで、フォトダイオードの垂直分離領域上に、漏れ光によるスミアへの影響が最も小さくなる幅のギャップ４００を設ける必要がある。このギャップの幅は、小さい方がスミアの発生を抑制可能であるが、両側のシャント配線間に印加される電位差によって、リーク電流や静電破壊が発生しない幅に設定する必要がある。電位差が１５Ｖ程度である場合、３００ｎｍ程度の幅があれば耐圧が問題となることはなく、スミアも実用的なレベルに抑制することができる。
（第１の製造方法）
次に、本実施形態に示した固体撮像装置の第１の製造方法について、図３〜図１０を参照して、簡単に説明する。図３〜図１０は第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図であり、シリコン基板中の拡散層の形成工程は省略し、電荷転送電極の形成工程について示している。ここで、図３（ａ），図５（ａ），図６（ａ），図１０は概略平面図、図３（ｂ），図４，図５（ｂ），図６（ｂ），図７，図８（ａ），図９（ａ）は垂直ＣＣＤの形成方向である垂直方向の概略断面図、図６（ｃ），図８（ｂ），図９（ｂ）は垂直方向に直交する水平方向の概略断面図である。
【００２４】
＜工程１＞図３はＮ型シリコン基板である半導体基板２０１（図１参照）のＰ型ウェル領域２０２（図１参照）上にシリコン酸化膜１１０１とシリコン窒化膜１１０２を形成し、さらに、多結晶シリコン膜１１０３を積層して絶縁膜２０８（図１参照）を形成し、撮像領域に、転送電極２０９（図１参照）となる多結晶シリコン１１０３のストライプ状のパターンを形成した状態の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。例えば、シリコン酸化膜１１０１の厚さは２５ｎｍ、シリコン窒化膜１１０２の厚さは２５ｎｍ、多結晶シリコン膜の厚さは２００ｎｍとする。ここでは多結晶シリコン１１０３間のギャップ４００（図２参照）となるスリット１１０４の幅は１１０ｎｍとする。
【００２５】
＜工程２＞次に、半導体基板２０１（図１参照）表面に１００ｎｍのＣＶＤ法によってシリコン酸化膜１１０５を堆積して上記スリット１１０４を完全に埋める（図４）。
＜工程３＞その後、上記スリット１１０４内部以外の上記シリコン酸化膜１１０５をエッチバック法やＣＭＰ法により除去し、フォトリソグラフィ技術により、レジストを用いてフォトダイオード２０５上部に開口１１０６を形成する（図５）。
【００２６】
＜工程４＞上記開口１１０６内部の多結晶シリコン膜１１０３をドライエッチングにより選択的に除去する。このとき、例えばＨＢｒと酸素（Ｏ２）混合ガスを用いて公知の異方性プラズマエッチング技術によってエッチングすれば、多結晶シリコン膜１１０３とシリコン酸化膜１１０５のエッチング速度比が大きくなるので、スリット１１０４内部のシリコン酸化膜１１０５を温存することができる（図６）。図６（ｃ）は開口部の水平方向断面図であって、特に開口１１０６周囲では酸化膜１１０５の高さの減少量を小さくすることが可能である。
【００２７】
＜工程５＞この後、第１の遮光膜２１５（図１参照）となる厚さ１００ｎｍのＷ膜１１０８をスパッタ法やＣＶＤ法により形成する（図７）。
＜工程６＞次いで、上記Ｗ膜１１０８を異方性エッチングによりエッチングして多結晶シリコン１１０３上のＷ膜１１０８を除去すると、開口部１１０６の周囲にサイドウォール状のＷ膜１１０９を形成できる（図８）。このとき、開口部１１０６において、端部ではシリコン酸化膜１１０５が残っているので、その両側の多結晶シリコン電極膜１１０３はサイドウォール状のＷ膜１１０９によって短絡することはない。また、開口部１１０６の中央付近ではシリコン酸化膜１１０５の高さが減少しているので、端部からの緩やかな斜面上のＷ膜１１０９と共に開口部内中央付近のＷ膜１１０８は除去され、実質的な開口部の面積減少は無視することができる。
【００２８】
また、この工程では、フォトダイオード開口部１１０６内のＷ膜１１０８を除去することが目的であって、フォトダイオード開口部１１０６内のＷ膜１１０８を除去できれば、多結晶シリコン１１０３上にＷ膜が残留しても問題はない。
【００２９】
＜工程７＞次に、半導体基板２０１（図１参照）の表面に層間絶縁膜１１１０を形成する（図９）。
＜工程８＞その後、層間絶縁膜１１１０の所定の領域に転送電極２０９（図１参照）となる多結晶シリコン電極膜１１０３とこの後堆積されるシャント配線を兼ねる第２の遮光膜２１１（図１参照）との接続口の形成、シャント配線を兼ねる第２の遮光膜２１１（図１参照）となるＷ膜の堆積、第２の遮光膜２１１（図１参照）となるＷの選択エッチング工程を経て、本発明の固体撮像装置の要部が形成される（図１０）。
【００３０】
工程６において、開口部１１０６内に残留するシリコン酸化膜１１０５やＷ膜１１０８を完全に除去する必要のある場合には、別途フォトリソグラフィ技術を使用して、開口１１０６内のＷ膜１１０８残渣を過酸化水素水やドライエッチングによって除去する工程や、シリコン酸化膜１１０５を弗化水素酸やドライエッチングによって除去する工程を追加することにより、下地が窒化膜であることから容易に実現することができる。この時、シリコン窒化膜１１０２は、その上に残留する酸化膜やＷを選択的に除去する際に、酸化膜との選択比を大きくすることが可能であるため、容易に開口１１０６内の残留酸化膜を除去することができる。
【００３１】
さらにこの後、シリコン窒化膜１１０２をエッチング除去してから、フォトダイオード表面に反射防止膜を形成することにより、感度を向上することが可能である。
（第２の製造方法）
第２の製造方法について説明する。第２の製造方法は、上記第１の製造方法における図７に示した第１の遮光膜２１５（図１参照）となる厚さ１００ｎｍのＷ膜１１０８を形成する工程までは同じである。
【００３２】
＜工程９＞Ｗ膜１１０８が形成された状態でシリサイド化反応が起こる８００℃程度の温度での熱処理を施す。熱処理によって多結晶シリコン１１０３の表面にタングステンシリサイド膜が形成される。この後、過酸化水素水等によりシリサイド化されないＷを除去すれば、多結晶シリコン１１０３の周囲のみシリサイド膜を遮光膜２１５（図１参照）として形成することができる。
【００３３】
ここでは、多結晶シリコン１１０３の側面にシリサイド膜がサイドウォール状に形成される他、表面（上面）にもシリサイド膜が形成される。但し、多結晶シリコン膜１１０３を堆積した後、フォトリソグラフィによってスリット１１０４のパターンを形成する前の時点や、スリット１１０４に絶縁膜を埋め込んで表面を平坦化した後、フォトダイオードの開口を形成するフォトリソグラフィ工程の前の段階で、多結晶シリコン１１０３の上面を熱酸化法やＣＶＤ法などによって酸化膜を形成しておけば、多結晶シリコン１１０３の上面のシリサイド化反応を抑制できるので、上面にシリサイド膜が形成されることはなく、側面だけにシリサイド膜が形成される。
【００３４】
本方法によれば開口部中央にはシリコン酸化膜１１０５が残存するが、図５に示す開口１１０６形成時のエッチング条件として多結晶シリコンとシリコン酸化膜の選択比を小さくすれば、残存量はきわめて少なく実質的に撮像素子としての特性を損なう心配はない。この後、層間絶縁膜１１１０を形成する以降の工程は、第１の製造方法と同様である。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の構造を、図１１を使用して説明する。図１１は第２の実施形態における固体撮像装置の構造を示す概略断面図であり、電荷転送電極以外の部分は第１の実施形態と同様であるため図面から省略しており、フォトダイオード１０５の位置だけを示している。
【００３６】
図１１に示すように、半導体基板２０１上には、例えば厚さ２５ｎｍのシリコン酸化膜と厚さ２５ｎｍのシリコン窒化膜からなる絶縁膜２０８を介して、厚さ２００ｎｍの多結晶シリコン膜からなる転送電極２０９が形成されている。第１の実施形態では、転送電極２０９の側壁には例えばタングステン等の高融点金属からなる幅１２０ｎｍの第１の金属製の遮光膜がエッチバック法により直接形成されることにより、転送電極２０９の低抵抗化を実現していたが、ここでは、転送電極２０９として、多結晶シリコン２０９Ｃの周囲を金属シリサイド２０９Ｓによって覆われた構造とすると共に、転送電極２０９上面は遮光膜２１１を備える構成である。転送電極２０９は厚さ１５０ｎｍ程度のシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなる層間絶縁膜２１０によって被覆され、その上には、厚さ１５０ｎｍのタングステン等の高融点金属からなる第２の金属製の遮光膜２１１が、垂直方向に配列された画素の列（画素列）に沿ってストライプ状に形成されている。遮光膜２１１は、層間絶縁膜２１０を貫通するコンタクト２１３によって転送電極２０９に電気的に接続され、シャント配線を兼ねている。
【００３７】
本実施形態の固体撮像装置の構造は、転送電極の構成が、第１の実施形態においては、多結晶シリコンの側面にＷ膜を有しているのに対して、多結晶シリコンの表面がシリサイド膜に覆われている点で異なる。
【００３８】
転送電極２０９として使用する金属シリサイドは、コバルトシリサイド、チタンシリサイド、ニッケルシリサイド等の高融点金属シリサイドであれば、既存の技術を使用して容易に製造することが可能である。
【００３９】
以上のように、転送電極を金属シリサイドで覆うことにより、転送電極を低抵抗化できると共に、シャント配線を兼ねる遮光膜２１１が転送チャネル領域表面と十分な距離をとって形成されるので、第２の金属遮光膜２１１に読み出し電圧が印加されても、読み出しを意図しない画素の転送チャネル領域表面に及ぼす影響が実効的になくなり、出力画像のムラがなくなり、高画質の画像を得ることができる。
【００４０】
（第３の製造方法）
以下、第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法について、図１２〜図１６を参照して説明する。
【００４１】
図１２〜図１６は第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図である。
まず、図１２に示すように、Ｎ型シリコン基板である半導体基板２０１（図１１参照）上に形成されたシリコン酸化膜１１０１とシリコン窒化膜１１０２上に多結晶シリコン膜１１０３を積層して絶縁膜２０８（図１１参照）を形成し、撮像領域に、転送電極２０９（図１１参照）となる多結晶シリコン１１０３のストライプ状のパターンおよびフォトダイオード部の開口を形成する（図１２（ａ）平面図と図１２（ｂ）断面図）。
【００４２】
次に、スパッタ法やＣＶＤ法によって、例えば、厚さ３０ｎｍのＷ膜１２０１を半導体基板全面に形成して、８００℃の熱処理を施すと、多結晶シリコン表面にタングステンシリサイド膜が形成される（図１３（ａ）遮光膜形成領域断面図、図１３（ｂ）遮光膜開口領域断面図）。この後、例えば過酸化水素水を半導体基板表面に供給することによって、フォトダイオード開口部内やスリット内部に残留するシリサイド化されていないＷが除去され、多結晶シリコンの表面に形成されたタングステンシリサイド膜が残って、転送電極２０９が形成される（図１４（ａ）遮光膜形成領域断面図、図１４（ｂ）遮光膜開口領域断面図）。
【００４３】
この後、転送電極２０９表面にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜１２０６等の絶縁膜を形成して、転送電極２０９の所定の位置にシャント配線とのコンタクトとなる開口を形成する（図１５（ａ）遮光膜形成領域断面図、図１５（ｂ）遮光膜開口領域断面図）。その後の、シャント配線１２０７を兼ねる遮光膜となるＷ膜を形成する工程は、第１の実施形態の製造方法と同様である（図１６（ａ）遮光膜形成領域断面図、図１６（ｂ）遮光膜開口領域断面図）。
【００４４】
第３の製造方法によれば、スリット部の幅は例えばＫｒＦエキシマレーザーを用いた露光技術の改造限界に当る１１０ｎｍ程度の幅であっても、シリサイド化時に多結晶シリコンが体積膨張して６０ｎｍ程度とすることも可能で、スリット幅を狭くすることができるため、電荷転送効率を容易に向上することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、出力画像のムラの発生による画質の低下を抑制することができ、撮像素子としてＣＣＤなどの固体撮像素子を用いた固体撮像装置およびその製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施形態における固体撮像装置の構造を示す断面図
【図２】第１の実施形態における固体撮像装置の遮光膜の構成を示す概略平面図
【図３】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図４】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図５】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図６】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図７】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図８】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図９】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１０】第１の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１１】第２の実施形態における固体撮像装置の構造を示す概略断面図
【図１２】第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１３】第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１４】第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１５】第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１６】第２の実施形態における固体撮像装置の製造方法を示す概略図
【図１７】従来の固体撮像装置の構造を示す断面図
【図１８】従来の固体撮像装置における転送電極の概要平面図
【符号の説明】
【００４７】
１０１  ２０１    半導体基板
２０２    Ｐ型ウェル領域
１０３  １０３ｂ  ２０３  転送チャネル
１０４    ｐ型領域
１０５  ２０５    フォトダイオード
１０７    読み出しチャネル
１０８  ２０８    絶縁膜
１０９  １０９ｂ  ２０９    転送電極
１１０  ２１０    層間絶縁膜
１１１  １１１ｂ  ２１１    遮光膜
１１３  ２１３    コンタクト
１１４  ２１４  垂直電荷転送部
２１５  第２の遮光膜
２０９Ｃ    多結晶シリコン
２０９Ｓ    金属シリサイド
３０１    転送電極
３０６    転送電極
３０７    遮光膜
３０８    遮光膜
３１７    コンタクト
３１８    コンタクト
４００    ギャップ
１１０１    シリコン酸化膜
１１０２    シリコン窒化膜
１１０３    多結晶シリコン
１１０４    スリット
１１０５    シリコン酸化膜
１１０６    開口
１１０８    Ｗ膜
１１０９    Ｗ膜
１１１０    層間絶縁膜
１２０１    Ｗ膜
１２０６    シリコン酸化膜
１２０７    シャント配線
【図１】
2009259877.tif 000003
【図２】
2009259877.tif 000004
【図３】
2009259877.tif 000005
【図４】
2009259877.tif 000006
【図５】
2009259877.tif 000007
【図６】
2009259877.tif 000008
【図７】
2009259877.tif 000009
【図８】
2009259877.tif 000010
【図９】
2009259877.tif 000011
【図１０】
2009259877.tif 000012
【図１１】
2009259877.tif 000013
【図１２】
2009259877.tif 000014
【図１３】
2009259877.tif 000015
【図１４】
2009259877.tif 000016
【図１５】
2009259877.tif 000017
【図１６】
2009259877.tif 000018
【図１７】
2009259877.tif 000019
【図１８】
2009259877.tif 000020