JPH04361570A - 固体撮像装置 - Google Patents

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に関し、特
に光遮蔽膜下に反射防止膜としてのＴｉＮ膜を設けた固
体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の如く、ＣＣＤ固体撮像装置は、第
２図に示す如く、垂直レジスタ部１と、感光部２と、水
平レジスタ部３と、出力回路部４とから構成されており
、その断面形状は図３に示すようになっている。

【０００３】図中の１１は、ｐ型のＳｉ基板である。こ
のＳｉ基板１１には、ｐ＋　型の不純物領域１２ａ及び
ｎ＋　型の不純物領域１２ｂからなるフォトダイオ−ド
１２や、ｎ型の電荷転送路１３、ｐ＋　型のチャネルス
トッパ１４が形成されている。前記基板１１上には、多
結晶シリコンからなる第１の電極１５，第２の電極１６
がゲ−ト酸化膜１７等を介して前記電荷転送路１３の上
方に位置するように形成されている。前記第１・第２の
電極１５，１６の表面には、酸化膜１８が形成されてい
る。前記ゲ−ト酸化膜１７及び酸化膜１８には、層間絶
縁膜１９が形成されている。前記受光部１２の中心部を
除く前記層間絶縁膜１９上には、光遮蔽膜２０が形成さ
れている。前記光遮蔽膜２０を含む前記層間絶縁膜１９
上には、パッシベ−ション膜２１が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
従来の固体撮像装置において、光遮蔽膜２０としては通
常ＡＩ−Ｓｉ　，ＡＩ−Ｓｉ−Ｃｕ等のアルミ系の材料
が使用されており、感光部２の間口面積はこのアルミ系
の膜により決定されていた。しかしながら、アルミ膜は
、光遮蔽膜２０形成用のマスク材（レジストパタ−ン等
）のアッシャ−処理、パッシベ−ション膜１１形成、シ
ンタ−等の３００　〜４００　℃の熱処理の際、アルミ
膜の突起物（ヒロック）やボイドが発生し、光が透過す
る。また、光遮蔽膜２０とＳｉ基板１１との間にある層
間絶縁膜１９を介しての多重反射によって電荷転送路１
３へ光が漏れ込み、スミアが発生する。

【０００５】従って、層間絶縁膜１９を薄膜化する必要
があるが、ＣＣＤは感光部（フォトダイオ−ド部）１２
と電荷転送路１３との間の段差が１．０μｍ以上もあり
、この段差を軽減してエッチング残渣や配線の段切れを
防ぐ方法として層間絶縁膜としてのＢＰＳＧ膜によるリ
フロ−を行なっているため、層間絶縁膜１９は厚くなっ
てしまい、光が漏れ込み易くなる。

【０００６】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、電極の側壁で光遮蔽膜の下に反射防止膜としてのＴ
ｉＮ膜を設けることにより、ヒロック低減，光遮蔽膜と
基板との多重反射の防止によるスミア特性の向上，段差
形状の改善が可能な固体撮像装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板に
形成され光を受けて信号電荷に変える感光部と、前記半
導体基板に形成され信号電荷を転送する電荷転送路と、
前記半導体基板上の上方で該基板主面と垂直な方向に互
いに離間して形成された第１・第２の電極と、前記第１
・第２の電極の側壁に絶縁膜を介して形成されたＴｉＮ
膜と、前記第１・第２の電極の上方を含むその近傍に形
成された光遮蔽膜とを具備することを特徴とする固体撮
像装置である。

【０００８】本発明者は、前記スペ−サを図４に示すよ
うなＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ　　ＤｏｐｅｄＤｒａｉｎ
）構造のＭＯＳトランジスタ（ＶＬＳＩ製造技術，日経
ＢＰ社，ｐ２１〜２４）から考察した。図４において、
２３は例えばｐ型の半導体基板、２４はｎ−　型層２４
ａ，ｎ＋　型層２４ｂからなるソ−ス領域、２５はｎ−
　型層２５ａ，ｎ＋　型層２５ｂからなるドレイン領域
、２６は前記基板２３上にゲ−ト酸化膜２７を介して形
成されたゲ−ト電極、２８はゲ−ト電極２６の側壁に形
成されたスペ−サである。こうした構成のＭＯＳトラン
ジスタでは、前記スペ−サ２８はホットキャリア効果を
抑えるために設けられており、その材料としては主にＳ
ｉＯ２　等が用いられている。つまり、本発明者は、上
述したスペ−サを遮光性のあるＭｏＳｉ，ＷＳｉ，Ｔｉ
Ｎ等の膜で形成して本発明に係る固体撮像装置における
遮光膜の側面として開口面積を決めてやることにより、
遮光膜材料の横方向へのヒロックによる開口面積の縮小
を抑制できないかと考えた。本発明において、前記光遮
蔽膜の材料としては、例えばＡＩ−Ｓｉ，ＡＩ−Ｓｉ−
Ｃｕ等のアルミ系の材料が挙げられる。

【０００９】

【作用】本発明においては、従来に比べて遮光長さが広
がり、光遮蔽膜と半導体基板との多重反射の防止できる
とともに、アルミのヒロック低減，ボイドの形成を低減
をなし得るとともに、かつ段差形状をゆるやかにできる
。また、前記ＴｉＮ膜はバリアメタルとしても用いられ
ているので、コンタクト抵抗の低減にもなる。更に、ア
ルミの横ヒロックも抑制できるため、ヒロックによる開
口面積の縮小で生じる黒キズ不良対策を回避できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る固体撮像装置
を製造工程順に図１（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明する
。

【００１１】（１）　まず、常法により、ｐ型のＳｉ基
板３１の表面の所定の位置に、ｐ＋　型の不純物領域３
２ａ及びｎ＋　型の不純物領域３２ｂからなるフォトダ
イオ−ド３２や、ｎ型の電荷転送路３３や、ｐ＋　型の
チャネルストッパ３４を形成する。つづいて、前記基板
３１上面にゲ−ト酸化膜３５を形成した。次に、全面に
多結晶シリコン層を堆積した後、レジスト膜をマスクと
してこの多結晶シリコン層をパタ−ニングして第１の電
極３６を電荷転送路３３の真上に位置するように形成し
た。更に、前記第１の電極３６の表面を酸化した後、こ
の電極３６の上に上記と同様にして第２の電極３７を形
成した。ひきつづき、露出する第１の電極３６及び第２
の電極３７の各々の表面に酸化膜３８を形成した後、全
面にＴｉＮ膜３９をスパッタ法により形成した（図１（
Ａ）図示）。

【００１２】（２）　つづいて、前記ＴｉＮ膜３９を方
向性イオンエッチングにより均一にエッチングし、前記
電極３６，３７の側壁及び平坦部に薄くＴｉＮ膜３９を
残存させた（図１（Ｂ）図示）。次に、図１（Ｃ）に示
すように全面にアルミ膜４０を堆積させた後、前記フォ
トダイオ−ド３２に対応する部分より若干内側に開口し
たレジストパタ−ン（図示せず）を形成した。次いで、
このレジストパタ−ンを用いて前記アルミ膜４０，Ｔｉ
Ｎ膜３９を選択的にエッチングした（図１（Ｄ）図示）
。更に、全体にパッシベ−ション４１を形成し、固体撮
像装置を製造した（図１（Ｅ）図示）。

【００１３】このようにして製造される固体撮像装置に
よれば、感光部２と、信号電荷を転送する垂直ＣＣＤ部
１，水平ＣＣＤ部３と、信号電荷を出力する出力回路部
４とからなり、光遮蔽膜としてのアルミ膜４０の下部で
電極３６，３７の側方及び上方にＴｉＮ膜３９を配置し
た構成となっている。従って、従来に比べて遮光長さが
広がり、アルミ膜４０とＳｉ基板２１との多重反射が防
止できるとともに、アルミのヒロック低減，ボイドの形
成を低減をなし得るとともに、かつ段差形状をゆるやか
にできる。また、前記ＴｉＮ膜３９はバリアメタルとし
ても用いられているので、コンタクト抵抗の低減にもな
る。更に、アルミの横ヒロックも抑制できるため、ヒロ
ックによる開口面積の縮小で生じる黒キズ不良対策を回
避できる。

【００１４】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、電極
の側壁で光遮蔽膜の下に反射防止膜としてのＴｉＮ膜を
設けることにより、ヒロック低減，光遮蔽膜と基板との
多重反射の防止によるスミア特性の向上，段差形状の改
善が可能な固体撮像装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る固体撮像装置の製造方
法を工程順に示す断面図。

【図２】固体撮像装置の一構成を示すＣＣＤの概略平面
図。

【図３】従来の固体撮像装置の断面図。

【図４】ＬＤＤ構造のＭＯＳトランジスタの説明図。

【符号の説明】

３１…Ｓｉ基板、３２…フォトダイオ−ド、３３…電荷
転送路、３５…ゲ−ト酸化膜、３６，３７…電極、３９
…ＴｉＮ膜、４０…アルミ膜（光遮蔽膜）、４１…パッ
シベ−ション膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体基板に形成され光を受けて信号
   電荷に変える感光部と、前記半導体基板に形成され信号
   電荷を転送する電荷転送路と、前記半導体基板上の上方
   で該基板主面と垂直な方向に互いに離間して形成された
   第１・第２の電極と、前記第１・第２の電極の側壁に絶
   縁膜を介して形成されたＴｉＮ膜と、前記第１・第２の
   電極の上方を含むその近傍に形成された光遮蔽膜とを具
   備することを特徴とする固体撮像装置。