JPH11111957A - 固体撮像素子及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法、並びに半導体装置の製造方法Info
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- JPH11111957A JPH11111957A JP9272847A JP27284797A JPH11111957A JP H11111957 A JPH11111957 A JP H11111957A JP 9272847 A JP9272847 A JP 9272847A JP 27284797 A JP27284797 A JP 27284797A JP H11111957 A JPH11111957 A JP H11111957A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素サイズの縮小による感度低下やスミアを
抑制し、小型化しても良好な画質が得られる固体撮像素
子及びその製造方法、ならびに金属配線の形成や穴埋め
工程において、下地との密着性や表面の平坦性が良好な
導電層をを形成する半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 遮光膜６が、スパッタ膜又は蒸着膜によ
る第１の膜１１と、化学的気相成長法によるタングステ
ン膜から成る第２の膜１２の２層構造である固体撮像素
子２０を構成する。
抑制し、小型化しても良好な画質が得られる固体撮像素
子及びその製造方法、ならびに金属配線の形成や穴埋め
工程において、下地との密着性や表面の平坦性が良好な
導電層をを形成する半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 遮光膜６が、スパッタ膜又は蒸着膜によ
る第１の膜１１と、化学的気相成長法によるタングステ
ン膜から成る第２の膜１２の２層構造である固体撮像素
子２０を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＣＤ固体
撮像素子等の固体撮像素子及びその製造方法、並びに例
えば金属配線の形成や穴埋め工程等の半導体装置の製造
方法に係わる。
撮像素子等の固体撮像素子及びその製造方法、並びに例
えば金属配線の形成や穴埋め工程等の半導体装置の製造
方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】通常、固体撮像素子においては、電荷転
送領域、チャンネルストップ領域、センサ領域、ゲート
電極等の各部を形成した後、センサー領域以外へ光が入
射することを防止する金属膜が遮光膜として形成され
る。
送領域、チャンネルストップ領域、センサ領域、ゲート
電極等の各部を形成した後、センサー領域以外へ光が入
射することを防止する金属膜が遮光膜として形成され
る。
【０００３】従来の固体撮像素子では、この遮光膜とし
て、スパッタ成膜したアルミニウム、タングステン、タ
ングステンシリサイド等の金属薄膜が用いられていた。
スパッタ成膜した遮光膜は、フォトエッチングにより、
上記センサ部のみが選択的に除去され、固体撮像素子の
画素が形成されている。
て、スパッタ成膜したアルミニウム、タングステン、タ
ングステンシリサイド等の金属薄膜が用いられていた。
スパッタ成膜した遮光膜は、フォトエッチングにより、
上記センサ部のみが選択的に除去され、固体撮像素子の
画素が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た遮光膜の遮光性が悪いと、即ち光透過が発生すると、
オプティカルブラック部に光が入射する光透過不良を生
じたり、電荷転送部に光が漏れ込む、いわゆるスミアと
呼ばれる現象が起きたりする。また、遮光膜の膜厚が厚
いと、遮光膜の微細加工が困難となるばかりか、ドライ
エッチング時の下地へのダメージによる、素子の暗電流
の増大や点欠陥の増加につながるという問題がある。ま
た、画素サイズの縮小に伴って、遮光膜を薄くすること
ができないと、オンチップレンズからセンサー表面まで
の距離が長くなり、オンチップレンズの集光効率が低下
し、感度が低下するといった問題もある。
た遮光膜の遮光性が悪いと、即ち光透過が発生すると、
オプティカルブラック部に光が入射する光透過不良を生
じたり、電荷転送部に光が漏れ込む、いわゆるスミアと
呼ばれる現象が起きたりする。また、遮光膜の膜厚が厚
いと、遮光膜の微細加工が困難となるばかりか、ドライ
エッチング時の下地へのダメージによる、素子の暗電流
の増大や点欠陥の増加につながるという問題がある。ま
た、画素サイズの縮小に伴って、遮光膜を薄くすること
ができないと、オンチップレンズからセンサー表面まで
の距離が長くなり、オンチップレンズの集光効率が低下
し、感度が低下するといった問題もある。
【０００５】一方、スパッタ成膜した金属膜は、スパッ
タ成膜の段差被覆性の悪さから、段差側壁の実効的な膜
厚が薄くなってしまい、光透過が発生するため、あまり
膜厚を薄くすることができなかった。特に、アルミニウ
ム薄膜は、結晶粒界からの光の漏れ込みが顕著であり、
４００ｎｍ以下の膜厚にすることが困難であった。
タ成膜の段差被覆性の悪さから、段差側壁の実効的な膜
厚が薄くなってしまい、光透過が発生するため、あまり
膜厚を薄くすることができなかった。特に、アルミニウ
ム薄膜は、結晶粒界からの光の漏れ込みが顕著であり、
４００ｎｍ以下の膜厚にすることが困難であった。
【０００６】また、半導体の製造で広く用いられている
ＣＶＤ（化学的気相成長法）により成膜した金属薄膜、
特にタングステン薄膜は、原理的に段差被覆性が非常に
良好であるため、固体撮像素子の遮光膜としては非常に
有効であるが、シリコン酸化膜上には直接成長しない短
所があり、また極端に密着性が低いため、必ず密着層が
必要である。この密着層として一般的には、スパッタ成
膜した窒化チタン膜が用いられている。
ＣＶＤ（化学的気相成長法）により成膜した金属薄膜、
特にタングステン薄膜は、原理的に段差被覆性が非常に
良好であるため、固体撮像素子の遮光膜としては非常に
有効であるが、シリコン酸化膜上には直接成長しない短
所があり、また極端に密着性が低いため、必ず密着層が
必要である。この密着層として一般的には、スパッタ成
膜した窒化チタン膜が用いられている。
【０００７】しかしながら、ＴｉＮ膜等のチタン系の材
料は、水素を吸着する作用があるため、基板表面の界面
準位を低減させるための上層からの水素の供給が阻害さ
れ、界面準位が残ることにより、暗電流を増加させてし
まう。従って、固体撮像素子の遮光膜には適さない材料
であった。
料は、水素を吸着する作用があるため、基板表面の界面
準位を低減させるための上層からの水素の供給が阻害さ
れ、界面準位が残ることにより、暗電流を増加させてし
まう。従って、固体撮像素子の遮光膜には適さない材料
であった。
【０００８】そして、近年カメラの小型化に伴うＣＣＤ
の画素サイズの縮小によって、光透過に強く薄膜化の可
能な遮光膜が求められてきている。
の画素サイズの縮小によって、光透過に強く薄膜化の可
能な遮光膜が求められてきている。
【０００９】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、画素サイズの縮小による感度低下やスミアを抑
制し、小型化しても良好な画質が得られる固体撮像素子
及びその製造方法、ならびに金属配線の形成や穴埋め工
程において、下地との密着性や表面の平坦性が良好な導
電層を形成する半導体装置の製造方法を提供するもので
ある。
いては、画素サイズの縮小による感度低下やスミアを抑
制し、小型化しても良好な画質が得られる固体撮像素子
及びその製造方法、ならびに金属配線の形成や穴埋め工
程において、下地との密着性や表面の平坦性が良好な導
電層を形成する半導体装置の製造方法を提供するもので
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、遮光膜が、スパッタ膜又は蒸着膜による第１の膜
と、化学的気相成長法によるタングステン膜から成る第
２の膜の２層構造である構成である。
は、遮光膜が、スパッタ膜又は蒸着膜による第１の膜
と、化学的気相成長法によるタングステン膜から成る第
２の膜の２層構造である構成である。
【００１１】本発明の固体撮像素子の製造方法は、スパ
ッタ膜又は蒸着膜による第１の膜を成膜し、これの上
に、化学的気相成長法によりタングステン膜を成膜し第
２の膜を形成し、第１の膜と第２の膜で遮光膜を形成す
る。
ッタ膜又は蒸着膜による第１の膜を成膜し、これの上
に、化学的気相成長法によりタングステン膜を成膜し第
２の膜を形成し、第１の膜と第２の膜で遮光膜を形成す
る。
【００１２】本発明の半導体装置の製造方法は、基体表
面にスパッタ膜又は蒸着膜からなる第１の膜を形成し、
この第１の膜表面の自然酸化膜を除去し、これの上に化
学的気相成長法によるタングステン膜からなる第２の膜
を形成して、これら第１の膜と第２の膜で導電膜を形成
する。
面にスパッタ膜又は蒸着膜からなる第１の膜を形成し、
この第１の膜表面の自然酸化膜を除去し、これの上に化
学的気相成長法によるタングステン膜からなる第２の膜
を形成して、これら第１の膜と第２の膜で導電膜を形成
する。
【００１３】上述の本発明の固体撮像素子によれば、第
１の膜がスパッタ膜又は蒸着膜であるため、下地との密
着性が良好であり、これの上に化学的気相成長法による
タングステン膜から成る第２の膜が形成されていること
により、第１の膜を介して第２の膜が密着性よく形成さ
れると共に、第２の膜により充分な遮光性を確保するこ
とができる。
１の膜がスパッタ膜又は蒸着膜であるため、下地との密
着性が良好であり、これの上に化学的気相成長法による
タングステン膜から成る第２の膜が形成されていること
により、第１の膜を介して第２の膜が密着性よく形成さ
れると共に、第２の膜により充分な遮光性を確保するこ
とができる。
【００１４】上述の本発明の固体撮像素子の製造方法に
よれば、第１の膜がスパッタ膜又は蒸着膜であるため、
下地との密着性が良好に成膜され、これの上にタングス
テン膜から成る第２の膜が形成されていることにより、
第１の膜を介して第２の膜が密着性よく形成される。ま
た第２の膜が化学的気相成長法により形成されているの
で、段差被覆性が良好であるため、段差側壁等からの光
の漏れ込みを防止することができ、充分な遮光性を確保
することができる。
よれば、第１の膜がスパッタ膜又は蒸着膜であるため、
下地との密着性が良好に成膜され、これの上にタングス
テン膜から成る第２の膜が形成されていることにより、
第１の膜を介して第２の膜が密着性よく形成される。ま
た第２の膜が化学的気相成長法により形成されているの
で、段差被覆性が良好であるため、段差側壁等からの光
の漏れ込みを防止することができ、充分な遮光性を確保
することができる。
【００１５】上述の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、第１の膜の膜を形成した後、第１の膜の表面の自
然酸化膜を除去してから第２の膜を形成することによ
り、第１の膜の表面を平坦化して、第２の膜の表面性も
良好に形成することができる。
れば、第１の膜の膜を形成した後、第１の膜の表面の自
然酸化膜を除去してから第２の膜を形成することによ
り、第１の膜の表面を平坦化して、第２の膜の表面性も
良好に形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は、遮光膜が、スパッタ膜
又は蒸着膜による第１の膜と、化学的気相成長法による
タングステン膜から成る第２の膜の２層構造である固体
撮像素子である。
又は蒸着膜による第１の膜と、化学的気相成長法による
タングステン膜から成る第２の膜の２層構造である固体
撮像素子である。
【００１７】また本発明は、上記固体撮像素子におい
て、第１の膜はスパッタ法により成膜したタングステン
膜である構成とする。
て、第１の膜はスパッタ法により成膜したタングステン
膜である構成とする。
【００１８】本発明は、スパッタ膜又は蒸着膜による第
１の膜を成膜し、第１の膜上に、化学的気相成長法によ
りタングステン膜を成膜し第２の膜を形成し、第１の膜
と第２の膜で遮光膜を形成する固体撮像素子の製造方法
である。
１の膜を成膜し、第１の膜上に、化学的気相成長法によ
りタングステン膜を成膜し第２の膜を形成し、第１の膜
と第２の膜で遮光膜を形成する固体撮像素子の製造方法
である。
【００１９】また本発明は、上記固体撮像素子の製造方
法において、第２の膜を形成する前に、第１の膜の表面
の自然酸化膜を除去する。
法において、第２の膜を形成する前に、第１の膜の表面
の自然酸化膜を除去する。
【００２０】本発明は、基体表面にスパッタ膜又は蒸着
膜からなる第１の膜を形成し、第１の膜表面の自然酸化
膜を除去し、第１の膜上に化学的気相成長法によるタン
グステン膜からなる第２の膜を形成して、第１の膜と第
２の膜で導電膜を形成する半導体装置の製造方法であ
る。
膜からなる第１の膜を形成し、第１の膜表面の自然酸化
膜を除去し、第１の膜上に化学的気相成長法によるタン
グステン膜からなる第２の膜を形成して、第１の膜と第
２の膜で導電膜を形成する半導体装置の製造方法であ
る。
【００２１】以下、図面を参照して本発明に係る固体撮
像素子及びその製造方法の一実施の形態を説明する。
像素子及びその製造方法の一実施の形態を説明する。
【００２２】図１に示す固体撮像素子２０は、本発明に
係る固体撮像素子の一実施の形態の１画素に対応する素
子の断面図である。
係る固体撮像素子の一実施の形態の１画素に対応する素
子の断面図である。
【００２３】この固体撮像素子２０は、半導体基板１内
にセンサ（受光部）２が形成され、この受光部２以外の
半導体基板１上にはゲート絶縁膜３を介して転送電極４
が形成されている。転送電極４上には層間絶縁膜５を介
して遮光膜６が形成され、この遮光膜６は転送電極４へ
の光の入射を防止する。また、遮光膜６には受光部２上
に開口が設けられて、受光部２に光が入射するようにし
ている。また、遮光膜６を覆って層間絶縁層７が形成さ
れ、この層間絶縁層７上には、平坦化膜８が形成され
て、その上面が平坦化されている。さらに、平坦化膜８
上には、カラーフィルタ９が形成され、カラーフィルタ
９上には、オンチップマイクロレンズ１０が形成されて
いる。
にセンサ（受光部）２が形成され、この受光部２以外の
半導体基板１上にはゲート絶縁膜３を介して転送電極４
が形成されている。転送電極４上には層間絶縁膜５を介
して遮光膜６が形成され、この遮光膜６は転送電極４へ
の光の入射を防止する。また、遮光膜６には受光部２上
に開口が設けられて、受光部２に光が入射するようにし
ている。また、遮光膜６を覆って層間絶縁層７が形成さ
れ、この層間絶縁層７上には、平坦化膜８が形成され
て、その上面が平坦化されている。さらに、平坦化膜８
上には、カラーフィルタ９が形成され、カラーフィルタ
９上には、オンチップマイクロレンズ１０が形成されて
いる。
【００２４】そして、本実施の形態においては、特に、
スパッタ成膜したタングステン膜（以下ＳＰ−Ｗ膜とす
る）から成る第１の膜１１が、密着層として形成され、
これの上にＣＶＤ法（化学的気相成長法）により成膜し
たタングステン膜（以下ＣＶＤ−Ｗ膜とする）から成る
第２の膜が形成され、これら第１の膜１１及び第２の膜
１２の２層構造を遮光膜６として用いる。
スパッタ成膜したタングステン膜（以下ＳＰ−Ｗ膜とす
る）から成る第１の膜１１が、密着層として形成され、
これの上にＣＶＤ法（化学的気相成長法）により成膜し
たタングステン膜（以下ＣＶＤ−Ｗ膜とする）から成る
第２の膜が形成され、これら第１の膜１１及び第２の膜
１２の２層構造を遮光膜６として用いる。
【００２５】本実施の形態によれば、ＣＶＤ−Ｗ膜から
成る第２の膜１２を形成しているので、段差被覆性の良
さから段差の側壁においても遮光膜６を充分な厚さに形
成することができるため、光透過が充分に抑制される。
また、ＳＰ−Ｗ膜から成る第１の膜１１を密着層として
いるので、層間絶縁膜５等下地層との密着性がよい。さ
らに、第１の膜１１において水素の吸収がないので、上
層の層間絶縁層８等から基板１表面に水素が供給され
て、基板表面の界面準位を低減することができるので、
固体撮像素子の暗電流を低減することができる。
成る第２の膜１２を形成しているので、段差被覆性の良
さから段差の側壁においても遮光膜６を充分な厚さに形
成することができるため、光透過が充分に抑制される。
また、ＳＰ−Ｗ膜から成る第１の膜１１を密着層として
いるので、層間絶縁膜５等下地層との密着性がよい。さ
らに、第１の膜１１において水素の吸収がないので、上
層の層間絶縁層８等から基板１表面に水素が供給され
て、基板表面の界面準位を低減することができるので、
固体撮像素子の暗電流を低減することができる。
【００２６】従って、光透過の増加や、暗電流を増大さ
せることなく、遮光膜６の薄膜化が可能となるので、画
素サイズの縮小に伴う、感度低下やスミア上昇が防止で
きる。また、このように遮光膜６を薄膜化することがで
きることにより、微細加工精度が向上し、感度むらに伴
う画質劣化を防止することができる。さらに、遮光膜６
の薄膜化により、ドライエッチングの際の下地層へのダ
メージが低減し、このダメージに起因する暗電流の低減
や点欠陥の低減を図ることができる。
せることなく、遮光膜６の薄膜化が可能となるので、画
素サイズの縮小に伴う、感度低下やスミア上昇が防止で
きる。また、このように遮光膜６を薄膜化することがで
きることにより、微細加工精度が向上し、感度むらに伴
う画質劣化を防止することができる。さらに、遮光膜６
の薄膜化により、ドライエッチングの際の下地層へのダ
メージが低減し、このダメージに起因する暗電流の低減
や点欠陥の低減を図ることができる。
【００２７】この固体撮像素子２０は、例えば次のよう
にして製造する。
にして製造する。
【００２８】まず、図２Ａに示すように、シリコンウエ
ーハ１に、従来公知の方法により、ＣＣＤ固体撮像素子
の受光部（センサ）２、電荷転送領域及びチャンネルス
トップ領域（図示せず）を形成する。そして、シリコン
ウエーハ１の電荷転送領域上にゲート絶縁膜３を介して
転送電極４を形成し、層間絶縁膜５を全面的に形成す
る。
ーハ１に、従来公知の方法により、ＣＣＤ固体撮像素子
の受光部（センサ）２、電荷転送領域及びチャンネルス
トップ領域（図示せず）を形成する。そして、シリコン
ウエーハ１の電荷転送領域上にゲート絶縁膜３を介して
転送電極４を形成し、層間絶縁膜５を全面的に形成す
る。
【００２９】次に、図２Ｂに示すように、スパッタリン
グによって、タングステンを２０〜１００ｎｍの膜厚で
成膜し、ＳＰ−Ｗ膜から成る第１の膜１１を形成する。
このＳＰ−Ｗから成る第１の膜１１の膜厚は、下地層か
らの剥離がない膜厚で、かつ段差の最深部（後に受光部
２の開口を形成付近；他の部分より薄くなりやすい）に
おける膜厚が、次に成膜するＣＶＤ−Ｗ膜から成る第２
の膜１２の密着層となる程度に確保されていればよく、
より膜厚が薄いことが望ましい。
グによって、タングステンを２０〜１００ｎｍの膜厚で
成膜し、ＳＰ−Ｗ膜から成る第１の膜１１を形成する。
このＳＰ−Ｗから成る第１の膜１１の膜厚は、下地層か
らの剥離がない膜厚で、かつ段差の最深部（後に受光部
２の開口を形成付近；他の部分より薄くなりやすい）に
おける膜厚が、次に成膜するＣＶＤ−Ｗ膜から成る第２
の膜１２の密着層となる程度に確保されていればよく、
より膜厚が薄いことが望ましい。
【００３０】スパッタリングの条件としては、例えばＡ
ｒガス圧４ｍＴｏｒｒ、ＤＣ出力２ｋＷとする。
ｒガス圧４ｍＴｏｒｒ、ＤＣ出力２ｋＷとする。
【００３１】次に、好ましくは、ＳＰ−Ｗ膜から成る第
１の膜１１を成膜した後に、成膜装置を交換する際に第
１の膜１１表面に形成された自然酸化膜を除去する。例
えば、水素プラズマ処理を行うことにより、自然酸化膜
を除去することができる。処理条件としては、例えば水
素ガス圧力４．５Ｔｏｒｒ、ＲＦ出力２００Ｗ、処理温
度４５０℃とする。
１の膜１１を成膜した後に、成膜装置を交換する際に第
１の膜１１表面に形成された自然酸化膜を除去する。例
えば、水素プラズマ処理を行うことにより、自然酸化膜
を除去することができる。処理条件としては、例えば水
素ガス圧力４．５Ｔｏｒｒ、ＲＦ出力２００Ｗ、処理温
度４５０℃とする。
【００３２】自然酸化膜を除去することにより、酸化に
より表面の凹凸が生じている第１の膜１１の表面を平坦
化することができる。これにより、第１の膜１１の上に
形成する第２の膜１２の密着性が向上するとともに、第
２の膜１２の表面が平坦性よく形成される。尚、第２の
膜１２の表面即ち遮光膜６の表面が粗いと、この表面で
入射光が乱反射するため、画素毎に受光量のバラツキが
生じ、感度にムラが出る。
より表面の凹凸が生じている第１の膜１１の表面を平坦
化することができる。これにより、第１の膜１１の上に
形成する第２の膜１２の密着性が向上するとともに、第
２の膜１２の表面が平坦性よく形成される。尚、第２の
膜１２の表面即ち遮光膜６の表面が粗いと、この表面で
入射光が乱反射するため、画素毎に受光量のバラツキが
生じ、感度にムラが出る。
【００３３】次に、ＣＶＤ装置にて、例えば原料ガスと
してＷＦ6 を用いて、図２Ｃに示すように、タングステ
ンをＳＰ−Ｗ膜から成る第１の膜１１上に成膜し、第２
の膜１２を形成する。膜厚は、充分な遮光性が確保され
るように、８０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とする。
してＷＦ6 を用いて、図２Ｃに示すように、タングステ
ンをＳＰ−Ｗ膜から成る第１の膜１１上に成膜し、第２
の膜１２を形成する。膜厚は、充分な遮光性が確保され
るように、８０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とする。
【００３４】ＣＶＤの条件としては、例えばＷＦ6 と水
素のガス流量比を１：１００とし、ガス圧力８０Ｔｏｒ
ｒ、温度４５０℃とする。
素のガス流量比を１：１００とし、ガス圧力８０Ｔｏｒ
ｒ、温度４５０℃とする。
【００３５】次に、図２Ｄに示すように、タングステン
膜１１，１２から成る２層構造の遮光膜６上にフォトレ
ジスト１３を塗布し、このフォトレジスト１３をマスク
として、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により、遮
光膜６を選択的にエッチング除去し、遮光膜６にセンサ
部２の開口を形成する。その後、図３Ｅに示すように、
フォトレジスト１３を除去する。
膜１１，１２から成る２層構造の遮光膜６上にフォトレ
ジスト１３を塗布し、このフォトレジスト１３をマスク
として、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により、遮
光膜６を選択的にエッチング除去し、遮光膜６にセンサ
部２の開口を形成する。その後、図３Ｅに示すように、
フォトレジスト１３を除去する。
【００３６】その後、固体撮像素子の周辺回路部の配線
（図示せず）をアルミニウムにより形成する。
（図示せず）をアルミニウムにより形成する。
【００３７】次に、図３Ｆに示すように、層間絶縁層７
として、プラズマＣＶＤによってシリコン窒化膜を形成
し、さらに平坦化層８の樹脂を塗布する。さらに、図３
Ｇに示すように、従来公知の方法により、カラーフィル
ター９、オンチップレンズ１０を順次形成し、固体撮像
素子２０を完成させる。
として、プラズマＣＶＤによってシリコン窒化膜を形成
し、さらに平坦化層８の樹脂を塗布する。さらに、図３
Ｇに示すように、従来公知の方法により、カラーフィル
ター９、オンチップレンズ１０を順次形成し、固体撮像
素子２０を完成させる。
【００３８】本実施の形態によれば、遮光膜６がＳＰ−
Ｗ膜から成る第１の膜１１とＣＶＤ−Ｗ膜から成る第２
の膜１２との２層構造となっているため、ＣＶＤ−Ｗ膜
により段差被覆性が良く、２層であるために結晶粒界か
らの光の漏れ込みが防止できるため、２００ｎｍ以下例
えば１００ｎｍ程度まで遮光膜６を薄膜化することがで
きる。
Ｗ膜から成る第１の膜１１とＣＶＤ−Ｗ膜から成る第２
の膜１２との２層構造となっているため、ＣＶＤ−Ｗ膜
により段差被覆性が良く、２層であるために結晶粒界か
らの光の漏れ込みが防止できるため、２００ｎｍ以下例
えば１００ｎｍ程度まで遮光膜６を薄膜化することがで
きる。
【００３９】上述の実施の形態においては、第１の膜１
１をスパッタリングによるタングステン膜（ＳＰ−Ｗ
膜）により構成したが、第１の膜１１をその他のスパッ
タリング可能な膜により構成しても良い。また、スパッ
タリングの代わりに、蒸着法によりアルミニウム、金等
を成膜して第１の膜１１を構成してもよい。
１をスパッタリングによるタングステン膜（ＳＰ−Ｗ
膜）により構成したが、第１の膜１１をその他のスパッ
タリング可能な膜により構成しても良い。また、スパッ
タリングの代わりに、蒸着法によりアルミニウム、金等
を成膜して第１の膜１１を構成してもよい。
【００４０】このようなスパッタリングもしくは蒸着に
よって形成する、第１の膜１１の材料としては、タング
ステンの他に、例えばアルミニウム、金、クロム等の金
属や、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド
等の金属シリサイドが挙げられる。これらのいずれの材
料により第１の膜１１を構成しても、チタン系の材料の
ような水素の吸収がないので、上層の層間絶縁膜７等か
ら半導体基板１表面へ水素を供給して、界面準位を低減
することができる。
よって形成する、第１の膜１１の材料としては、タング
ステンの他に、例えばアルミニウム、金、クロム等の金
属や、モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド
等の金属シリサイドが挙げられる。これらのいずれの材
料により第１の膜１１を構成しても、チタン系の材料の
ような水素の吸収がないので、上層の層間絶縁膜７等か
ら半導体基板１表面へ水素を供給して、界面準位を低減
することができる。
【００４１】また、上述の実施の形態では、ＣＶＤ−Ｗ
膜の成膜の前に水素プラズマによってＳＰ−Ｗ膜表面の
自然酸化膜を除去したが、ＳＰ−Ｗ膜の成膜とＣＶＤ−
Ｗ膜の成膜とを同一の装置内で行い、真空中で連続成膜
することによっても、同様にＳＰ−Ｗ膜の表面を平坦化
してその上にＣＶＤ−Ｗ膜を表面の平坦性よく形成でき
る効果が得られる。
膜の成膜の前に水素プラズマによってＳＰ−Ｗ膜表面の
自然酸化膜を除去したが、ＳＰ−Ｗ膜の成膜とＣＶＤ−
Ｗ膜の成膜とを同一の装置内で行い、真空中で連続成膜
することによっても、同様にＳＰ−Ｗ膜の表面を平坦化
してその上にＣＶＤ−Ｗ膜を表面の平坦性よく形成でき
る効果が得られる。
【００４２】上述の実施の形態では、固体撮像素子及び
その製造方法に本発明を適用した例であったが、通常の
一般的な半導体装置の製造においても、本発明を適用す
ることができる。
その製造方法に本発明を適用した例であったが、通常の
一般的な半導体装置の製造においても、本発明を適用す
ることができる。
【００４３】例えば、配線層の形成工程や、多層配線に
おける上下配線間のコンタクトホールの穴埋め工程等の
導電層を形成する工程において、まずスパッタ又は蒸着
による第１の膜を形成する。これにより、配線層やコン
タクト用埋め込み層と下地の密着性が良好となる。
おける上下配線間のコンタクトホールの穴埋め工程等の
導電層を形成する工程において、まずスパッタ又は蒸着
による第１の膜を形成する。これにより、配線層やコン
タクト用埋め込み層と下地の密着性が良好となる。
【００４４】続いて、第１の膜の表面に形成される自然
酸化膜を除去する。これにより、第１の膜の表面が平坦
化されるため、その後形成される第２の膜による配線層
やコンタクト埋め込み層の表面の平坦性が良くなる。結
果として、第１の膜と第２の膜の２層構造により配線
層、又はコンタクト埋め込み層が形成されることにな
る。
酸化膜を除去する。これにより、第１の膜の表面が平坦
化されるため、その後形成される第２の膜による配線層
やコンタクト埋め込み層の表面の平坦性が良くなる。結
果として、第１の膜と第２の膜の２層構造により配線
層、又はコンタクト埋め込み層が形成されることにな
る。
【００４５】コンタクト埋め込み層の場合には、埋め込
み材料をコンタクトホール内を含む全面的に形成してか
ら、エッチバックによりコンタクトホール以外の部分の
材料を除去する。このとき、埋め込み材料の層の表面が
粗い場合には、粗い部分の最も高い位置を基準としてエ
ッチバックを行うため、エッチバックの量が大きくな
り、またエッチバック後のコンタクトホールの周囲がオ
ーバーエッチになったりすることがある。
み材料をコンタクトホール内を含む全面的に形成してか
ら、エッチバックによりコンタクトホール以外の部分の
材料を除去する。このとき、埋め込み材料の層の表面が
粗い場合には、粗い部分の最も高い位置を基準としてエ
ッチバックを行うため、エッチバックの量が大きくな
り、またエッチバック後のコンタクトホールの周囲がオ
ーバーエッチになったりすることがある。
【００４６】本発明を適用すれば、図４Ａに示すよう
に、下地層２３上のコンタクトホール２１ａが形成され
た絶縁層２１にスパッタ膜又は蒸着膜から成る第１の膜
１１を形成し、その第１の膜１１表面の自然酸化膜を除
去して表面を平坦化してから、コンタクトホール２１ａ
を埋めて全面的にＣＶＤによる第２の膜１２を形成す
る。これにより、その後、図４Ｂに示すようにエッチバ
ックして、コンタクトホール２１ａ以外の部分の第１の
膜１１及び第２の膜１２を、オーバーエッチすることな
くエッチオフし、導電性の埋め込み層２２を形成するこ
とができる。
に、下地層２３上のコンタクトホール２１ａが形成され
た絶縁層２１にスパッタ膜又は蒸着膜から成る第１の膜
１１を形成し、その第１の膜１１表面の自然酸化膜を除
去して表面を平坦化してから、コンタクトホール２１ａ
を埋めて全面的にＣＶＤによる第２の膜１２を形成す
る。これにより、その後、図４Ｂに示すようにエッチバ
ックして、コンタクトホール２１ａ以外の部分の第１の
膜１１及び第２の膜１２を、オーバーエッチすることな
くエッチオフし、導電性の埋め込み層２２を形成するこ
とができる。
【００４７】そして、第１の膜上に、化学的気相成長法
により第２の膜を形成することにより、導電層による配
線層もしくはコンタクト用埋め込み層が表面の平坦性良
く形成される。
により第２の膜を形成することにより、導電層による配
線層もしくはコンタクト用埋め込み層が表面の平坦性良
く形成される。
【００４８】本発明の固体撮像素子及びその製造方法、
並びに半導体装置の製造方法は、上述の実施の形態に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
でその他様々な構成が取り得る。
並びに半導体装置の製造方法は、上述の実施の形態に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
でその他様々な構成が取り得る。
【００４９】
【発明の効果】上述の本発明によれば、固体撮像素子に
おいて、密着性の良好な第１の膜と、段差被覆性の良好
な第２の膜により遮光膜を構成することにより、下地と
の充分な密着性が確保され、かつ段差の側壁においても
遮光膜を充分な厚さに形成することができる。従って、
光透過の増加や、暗電流を増大させることなく、遮光膜
の薄膜化が可能であり、画素サイズの縮小に伴う、感度
低下、スミア上昇が防止できる。
おいて、密着性の良好な第１の膜と、段差被覆性の良好
な第２の膜により遮光膜を構成することにより、下地と
の充分な密着性が確保され、かつ段差の側壁においても
遮光膜を充分な厚さに形成することができる。従って、
光透過の増加や、暗電流を増大させることなく、遮光膜
の薄膜化が可能であり、画素サイズの縮小に伴う、感度
低下、スミア上昇が防止できる。
【００５０】また、本発明により遮光膜を薄膜化するこ
とができるため、微細加工精度が向上し、感度むらに伴
う画質劣化を防止することができる。
とができるため、微細加工精度が向上し、感度むらに伴
う画質劣化を防止することができる。
【００５１】さらに、遮光膜の薄膜化により、ドライエ
ッチングの際の下地層へのダメージが低減し、暗電流の
低減や点欠陥の低減を図ることができる。
ッチングの際の下地層へのダメージが低減し、暗電流の
低減や点欠陥の低減を図ることができる。
【００５２】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、第１の膜を形成することにより下地層との密着性
良く導電層を形成することができ、また第１の膜の表面
の自然酸化膜を除去することにより、第１の膜の表面を
平坦化して、その後形成される導電層の平坦性を良好な
ものとすることができる。
れば、第１の膜を形成することにより下地層との密着性
良く導電層を形成することができ、また第１の膜の表面
の自然酸化膜を除去することにより、第１の膜の表面を
平坦化して、その後形成される導電層の平坦性を良好な
ものとすることができる。
【図１】本発明に係る固体撮像素子の一実施の形態の概
略構成図（断面図）である。
略構成図（断面図）である。
【図２】Ａ〜Ｄ 図１の固体撮像素子の製造工程図であ
る。
る。
【図３】Ｅ〜Ｇ 図１の固体撮像素子の製造工程図であ
る。
る。
【図４】Ａ、Ｂ 本発明を半導体装置の製法に適用した
場合の実施の形態を説明する図である。
場合の実施の形態を説明する図である。
１ 半導体基板、２ 受光部（センサ）、３ ゲート絶
縁膜、４ 転送電極、５層間絶縁膜、６ 遮光膜、７
層間絶縁層、８ 平坦化膜、９ カラーフィルタ、１０
オンチップマイクロレンズ、１１ 第１の膜、１２
第２の膜、１３フォトレジスト、２０ 固体撮像素子、
２１ 絶縁層、２２ コンタクト用埋め込み層、２３
下地層
縁膜、４ 転送電極、５層間絶縁膜、６ 遮光膜、７
層間絶縁層、８ 平坦化膜、９ カラーフィルタ、１０
オンチップマイクロレンズ、１１ 第１の膜、１２
第２の膜、１３フォトレジスト、２０ 固体撮像素子、
２１ 絶縁層、２２ コンタクト用埋め込み層、２３
下地層
Claims (5)
- 【請求項１】 遮光膜が、スパッタ膜又は蒸着膜による
第１の膜と、化学的気相成長法によるタングステン膜か
ら成る第２の膜の２層構造であることを特徴とする固体
撮像素子。 - 【請求項２】 上記第１の膜はスパッタ法により成膜し
たタングステン膜であることを特徴とする請求項１に記
載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 スパッタ膜又は蒸着膜による第１の膜を
成膜し、 上記第１の膜上に、化学的気相成長法によりタングステ
ン膜を成膜し第２の膜を形成し、 上記第１の膜と上記第２の膜で遮光膜を形成することを
特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項４】 上記第２の膜を形成する前に、上記第１
の膜の表面の自然酸化膜を除去することを特徴とする請
求項３に記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項５】 基体表面にスパッタ膜又は蒸着膜からな
る第１の膜を形成し、 該第１の膜表面の自然酸化膜を除去し、 上記第１の膜上に化学的気相成長法によるタングステン
膜からなる第２の膜を形成して、 上記第１の膜と上記第２の膜で導電膜を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27284797A JP3702611B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| US09/166,901 US6281034B1 (en) | 1997-10-06 | 1998-10-06 | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof and semiconductor device manufacturing method |
| US09/917,681 US6781210B2 (en) | 1997-10-06 | 2001-07-31 | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof and semiconductor device manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27284797A JP3702611B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11111957A true JPH11111957A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3702611B2 JP3702611B2 (ja) | 2005-10-05 |
Family
ID=17519612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27284797A Expired - Lifetime JP3702611B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6281034B1 (ja) |
| JP (1) | JP3702611B2 (ja) |
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| JP2008034684A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Sony Corp | 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および撮像装置 |
| CN109916279A (zh) * | 2019-03-04 | 2019-06-21 | Oppo广东移动通信有限公司 | 终端盖板的平整度检测方法、装置、测试机台及存储介质 |
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|---|---|---|---|---|
| US6218719B1 (en) * | 1998-09-18 | 2001-04-17 | Capella Microsystems, Inc. | Photodetector and device employing the photodetector for converting an optical signal into an electrical signal |
| AU2002254276A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-10-03 | Peter H. Bartels | Miniaturized microscope array digital slide scanner |
| US7116437B2 (en) * | 2001-09-14 | 2006-10-03 | Dmetrix Inc. | Inter-objective baffle system |
| US7473977B2 (en) * | 2003-03-06 | 2009-01-06 | Sony Corporation | Method of driving solid state image sensing device |
| JP4442157B2 (ja) * | 2003-08-20 | 2010-03-31 | ソニー株式会社 | 光電変換装置及び固体撮像装置 |
| KR100745985B1 (ko) * | 2004-06-28 | 2007-08-06 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 |
| JP2007243100A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Iwate Toshiba Electronics Co Ltd | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP6029266B2 (ja) * | 2011-08-09 | 2016-11-24 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システムおよび撮像装置の製造方法 |
| JP6021439B2 (ja) * | 2012-05-25 | 2016-11-09 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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