JPH04225564A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

固体撮像装置およびその製造方法

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JPH04225564A
JPH04225564A JP2408150A JP40815090A JPH04225564A JP H04225564 A JPH04225564 A JP H04225564A JP 2408150 A JP2408150 A JP 2408150A JP 40815090 A JP40815090 A JP 40815090A JP H04225564 A JPH04225564 A JP H04225564A
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JP
Japan
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film
insulating film
light
forming
silicon nitride
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Application number
JP2408150A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikimi Morita
盛田 由公
Shigenori Matsumoto
松本 茂則
Koji Tanaka
浩司 田中
Toshihiro Kuriyama
俊寛 栗山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置およびその
製造方法に関し、特にスミアの発生を低減する固体撮像
装置およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の固体撮象装置およびその製造方法
をそれぞれ図3および図4を用いて説明する。図3にお
いて、N型半導体基板1の表面にPウエル層2、受光部
のN型不純物層3、電荷転送部のNウエル層4、素子分
離用のP+不純物層5とが形成されている。電荷転送部
のNウエル層4の上には、ゲート絶縁膜6を介して多結
晶シリコンゲート電極7が形成され、多結晶シリコンゲ
ート電極7の上方にはシリコン酸化膜8とCVD酸化膜
9を介してアルミニウムまたはアルミニウムシリサイド
からなる遮光膜10が形成され、最後にCVD絶縁膜か
らなる表面保護膜11が形成されている。
【0003】次に従来の固体撮像装置の製造方法につい
て説明する。まず図4(a)に示すように、N型半導体
基板1の表面にPウエル層2と受光部のN型不純物層3
と電荷転送部のNウエル層4、素子分離用のP+不純物
層5を形成する。次に図4(b)に示すように、電荷転
送部のN型半導体基板1の上にゲート絶縁膜6を介して
転送電極として多結晶シリコンゲート電極7を形成し、
さらにこの多結晶シリコンゲート電極7の上に熱酸化に
よるシリコン酸化膜8を形成する。次に図4(c)に示
すように、CVD法によって全面にCVD酸化膜9を形
成した後、多結晶シリコンゲート電極7の上方にシリコ
ン酸化膜8とCVD酸化膜9を介して、スパッタ法によ
りアルミニウムまたはアルミニウムシリサイドからなる
遮光膜10を形成し、最後にCVD法によりCVD絶縁
膜からなる表面保護膜11を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の固体撮像装置およびその製造方法においては、遮光膜
10による各受光部の光学的分離が十分でない。特にC
CD(Charge Coupled Device)
型の固体撮像装置では、図3に示すように、斜めからの
入射光12により所定の受光部のN型不純物層3以外の
場所に発生した電荷が隣接する電荷転送部のNウエル層
4に洩れ込み、この洩れ込んだ電荷によってスミアが発
生するという課題を有していた。
【0005】従来この課題を解決するために、CVD酸
化膜9を薄くして遮光膜10と受光部のN型不純物層3
の表面との間隔を小さくすることによって対処していた
が、この構成ではCVD酸化膜9の膜厚を薄くするとア
ルミニウムまたはアルミニウムシリサイドからなる遮光
膜10と多結晶シリコンゲート電極7の間の絶縁耐圧が
劣化するという課題を有していた。
【0006】また、上記従来例では、CVD酸化膜9か
らなる層間絶縁膜が多結晶シリコンゲート電極7のコー
ナー部でオーバーハング状に形成されるため、アルミニ
ウムまたはアルミニウムシリサイドからなる遮光膜10
のステップカバレッジ(段差被覆性)が著しく低下し、
斜め方向からの入射光に対する遮光効果が低下し、スミ
アを増大させるという課題を有していた。さらに、遮光
膜10がオーバーハング形状になるために、表面保護膜
11にクラックが発生して固体撮像装置の信頼性を著し
く劣化させるという課題を有していた。
【0007】本発明は上記従来の課題を解決するもので
、遮光膜と多結晶シリコンゲート電極の間の絶縁耐圧を
劣化させることなくスミアの発生を低減するとともに信
頼性を向上させた固体撮像装置およびその製造方法を提
供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置は、一導電型半導体基板の上に
形成した受光部と受光部に生じた信号電荷を読み出す読
み出しゲートと読み出された信号電荷を転送する電荷転
送部と電荷転送部の上方に設けられた転送電極と受光部
の上に窓を有して設けられた遮光膜とを備え、遮光膜と
転送電極の上面の間の第1の層間絶縁膜がシリコン酸化
膜とシリコン窒化膜を積層した2層膜からなり、かつ遮
光膜と転送電極の側面の間の第2の層間絶縁膜がシリコ
ン酸化膜と順テーパを有する絶縁膜とシリコン窒化膜を
積層した3層膜からなる構成を有している。
【0009】また本発明の固体撮像装置の製造方法は、
受光部と電荷転送部とを形成した一導電型半導体基板の
上に第1の絶縁膜を形成する工程と、電荷転送部の上方
の第1の絶縁膜の上に転送電極を形成する工程と、熱酸
化により転送電極の表面にシリコン酸化膜を形成する工
程と、全面に第2の絶縁膜を形成した後エッチバックし
て転送電極の側面に順テーパを有する第2の絶縁膜を残
す工程と、受光部の上に窓を有するシリコン窒化膜と遮
光膜を順に積層形成する工程からなる構成を有している
【0010】
【作用】この構成によって、遮光膜と転送電極の上面の
間の第1の層間絶縁膜がシリコン酸化膜とシリコン窒化
膜の2層膜からなり、また遮光膜と転送電極の側面の間
の層間絶縁膜がシリコン酸化膜と順テーパを有する絶縁
膜とシリコン窒化膜の3層膜からなり、シリコン窒化膜
の絶縁耐圧はシリコン酸化膜の2倍以上あるので、スミ
ア発生を抑制するためにシリコン窒化膜の膜厚を薄くし
ても遮光膜と転送電極間の絶縁耐圧は劣化しない。さら
に、転送電極の側面にシリコン酸化膜を介して順テーパ
の絶縁膜を形成しているため、遮光膜のステップカバレ
ッジは著しく向上し、斜め方向からの入射光に対する遮
光効果も増大し、スミアを大幅に低減するとともに遮光
膜がオーバーハング形状にならないため表面保護膜のス
テップカバレッジが向上し、クラックの発生を抑制でき
、固体撮像装置の信頼性を著しく向上させることができ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例における固体撮像装
置についてその断面を示す図1に基づいて説明する。
【0012】図1において、N型半導体基板1の表面に
Pウエル層2と受光部のN型不純物層3と電荷転送部の
Nウエル層4、素子分離用のP+不純物層5とが形成さ
れている。電荷転送部のNウエル層4の上には、ゲート
絶縁膜6を介して多結晶シリコンゲート電極7が形成さ
れ、受光部の上に窓を有するアルミニウムまたはアルミ
ニウムシリサイドからなる遮光膜10と多結晶シリコン
ゲート電極7の上面の間の第1の層間絶縁膜はシリコン
酸化膜8とシリコン窒化膜14を順に積層した2層膜で
形成され、遮光膜10と多結晶シリコンゲート電極7の
側面の間の第2の層間絶縁膜はシリコン酸化膜8と順テ
ーパを有するCVD絶縁膜13とシリコン窒化膜14を
順に積層した3層膜で形成され、最後にCVD絶縁膜か
らなる表面保護膜11が形成されている。
【0013】このように本実施例によれば、遮光膜10
と転送電極としての多結晶シリコンゲート電極7の上面
の間の第1の層間絶縁膜がシリコン酸化膜8とシリコン
窒化膜14の2層膜からなり、また遮光膜10と多結晶
シリコンゲート電極7の側面の間の第2の層間絶縁膜が
シリコン酸化膜8と順テーパを有するCVD絶縁膜13
とシリコン窒化膜14の3層膜からなるため、スミア発
生を抑制するためにシリコン窒化膜14の膜厚を薄くし
ても遮光膜10と多結晶シリコンゲート電極7の間の絶
縁耐圧は劣化しない。さらに、多結晶シリコンゲート電
極7の側面にシリコン酸化膜8を介して順テーパのCV
D絶縁膜13を形成しているため、遮光膜10のステッ
プカバレッジは著しく向上し、斜め方向からの入射光に
対する遮光効果も増大する。
【0014】次に本発明の一実施例における固体撮像装
置の製造方法を図2に基づいて説明する。まず図2(a
)に示すように、N型半導体基板1の表面にPウエル層
2、受光部のN型不純物層3、電荷転送部のNウエル層
、素子分離用のP+不純物層5を形成する。次に図2(
b)に示すように、電荷転送部のN型半導体基板1の上
にゲート絶縁膜6を介して転送電極として多結晶シリコ
ンゲート電極7を形成しさらにこの多結晶シリコンゲー
ト電極7の上に熱酸化によるシリコン酸化膜8を形成し
、次いで、全面に減圧CVD法により、原料ガスとして
TEOS(テトラエチルオルトシリケート)と酸素を用
いて、反応圧力0.2〜1.0Torr,成長温度70
0〜800゜Cにて、CVD絶縁膜13を2000〜3
000Å程度堆積する。次に、CVD絶縁膜13を例え
ば弗素系ガスを用いて異方性ドライエッチングして多結
晶シリコンゲート電極7の側面にのみ順テーパを有する
CVD絶縁膜13を残す。次に図2(c)に示すように
、減圧CVD法によって全面に約200Åの膜厚のシリ
コン窒化膜14を形成した後、スパッタ法により、アル
ミニウムまたはアルミニウムシリサイドからなる遮光膜
10を約8000Å形成する。次にフォトレジストパタ
ーンをマスクとして異方性ドライエッチング法により遮
光膜10とシリコン窒化膜14を同時に選択的にエッチ
ングして、多結晶シリコンゲート電極7の上面にはシリ
コン酸化膜8とシリコン窒化膜14の2層膜を介して、
また多結晶シリコンゲート電極7の側面には、シリコン
酸化膜8と順テーパを有するCVD絶縁膜13とシリコ
ン窒化膜14の3層膜を介してアルミニウムまたはアル
ミニウムシリサイドからなる遮光膜10を形成し、最後
にCVD絶縁膜からなる表面保護膜11を約4000Å
形成する。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、遮光膜と
転送電極の上面の間の第1の層間絶縁膜がシリコン酸化
膜とシリコン窒化膜の2層膜からなり、遮光膜と転送電
極の側面の間の第2の層間絶縁膜がシリコン酸化膜と順
テーパを有するCVD絶縁膜とシリコン窒化膜の3層膜
からなっているため、スミア発生を抑制するためにシリ
コン窒化膜の膜厚を薄くしても遮光膜と転送電極間の絶
縁耐圧の劣化を防止できるとともに、転送電極側面にシ
リコン酸化膜を介して順テーパのCVD絶縁膜を形成し
ているため、遮光膜のステップカバレッジが著しく向上
し、斜め方向からの入射光に対する遮光効果も増大し、
スミア発生を大幅に低減でき、さらに遮光膜がオーバー
ハング形状にならないため表面保護膜のステップカバレ
ッジが向上し、クラックの発生を抑制できるために信頼
性を著しく向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における固体撮像装置の断面
【図2】本発明の一実施例における固体撮像装置の製造
工程図
【図3】従来の固体撮像装置の断面図
【図4】従来の固体撮像装置の製造工程図
【符号の説明】
1  N型半導体基板(半導体基板) 3  受光部のN型不純物層 4  電荷転送部のNウエル層(電荷転送部)7  多
結晶シリコンゲート電極(読み出しゲート、転送電極) 8  シリコン酸化膜 10  遮光膜 13  絶縁膜 14  シリコン窒化膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電型半導体基板の上に形成した受光部
    と、前記受光部に生じた信号電荷を読出す読出しゲート
    と、読出された前記信号電荷を転送する電荷転送部と、
    前記電荷転送部の上方に設けられた転送電極と、前記受
    光部の上に窓を有して設けられた遮光膜とを備え、前記
    遮光膜と前記転送電極の上面との間の第1の層間絶縁膜
    がシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積層した2層膜か
    らな、かつ前記遮光膜と前記転送電極の側面との間の第
    2の層間絶縁膜がシリコン酸化膜と順テーパを有する絶
    縁膜とシリコン窒化膜を積層した3層膜からなることを
    特徴とする固体撮像装置。
  2. 【請求項2】一導電型半導体基板の上に受光部と電荷転
    送部とを形成する工程と、前記半導体基板の上に第1の
    絶縁膜を形成する工程と、前記電荷転送部の上方の前記
    第1の絶縁膜の上に転送電極を形成する工程と、熱酸化
    により前記転送電極の表面にシリコン酸化膜を形成する
    工程と、全面に第2の絶縁膜を形成した後エッチバック
    して前記転送電極の側面に順テーパを有する第2の絶縁
    膜を残す工程と、前記受光部の上に窓を有するシリコン
    窒化膜と遮光膜を順に積層形成する工程とを有する固体
    撮像装置の製造方法。
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