用于制造固态成像器件的方法技术

首先，在半导体衬底上，在将要形成电荷转移部分的区域中形成第一栅绝缘膜，并在所述第一栅绝缘膜上形成一个保护膜。在所述保护膜上形成用于转移沟道形成的光刻胶，然后通过构图去除用于转移沟道形成的光刻胶的一部分。接着，利用用于转移沟道形成的光刻胶作为掩膜，来离子注入杂质，以便在所述第一栅绝缘膜之下形成转移沟道。随后，去除所述用于转移沟道形成的光刻胶，并在所述保护膜上形成第二栅绝缘膜。之后，形成一个转移电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别涉及一种用于制造构成固态成像器件的电荷转移器件的方法。
技术介绍
近来，由于数字照相机、数字影像照相机和装配有照相机的移动电话的快速发展，对于固态成像器件的需求急剧增加。图6示意性地示出了常规固态成像器件的结构。图7是示出了图6中所示的固态成像器件的一个像素结构的放大图。如图6中所示，固态成像器件包括在硅衬底71上的光接收区70中以矩阵方式布置的多个像素72。由于图6中所示的固态成像器件采用行间转移，因此每个像素72都设置有垂直CCD(电荷耦合器件)73和光电二极管74。此外，在最后一行中邻近垂直CCD 73形成水平CCD 88，并且在水平CCD 88的输出端设置一个输出放大器86。垂直CCD 73和水平CCD 88起电荷转移器件的作用。如图7中所示，垂直CCD 73由n沟道78、第一转移电极79和第二转移电极80形成。光电二极管74由n区(光电转换部分)75形成。此外，在n沟道78和n区75之间形成p区(读取部分)77。通过p区77将由n区75光电转换的信号电荷读出到n沟道78。此外，在除了p区77之外的n区75的周围，形成起元件隔离作用的p区76。在n沟道78、p沟道77和p区76上，形成第一转移电极79和第二转移电极80，如图7中的阴影所示。将描述图6和7中所示的固态成像器件的操作。首先，当在光接收区70中形成一个光学图像时，每个光电二极管74就进行光电转换，并根据光的强度和时间来积累信号电荷。这里，当将高电平电压(10V至15V)施加到第二转移电极80时，在每个光电二极管74中积累的信号电荷就通过p区(读取部分)77被转移到垂直CCD 73。接着，当将中等电平电压(0V)和低电平电压(-5V至-10V)交替施加到第一转移电极79和第二转移电极80时，信号电荷就从垂直CCD 73转移到水平CCD 88。随后，当将高电平电压(2V至5V)和低电平电压(0V)交替施加到水平CCD 88时，信号电荷就从水平CCD 88转移到输出放大器86。所述输出放大器86将该信号电荷转换为电压，并随后将该信号电压输出到外部。如上所述，在所述固态成像器件中，通过垂直CCD 73来转移在光电二极管74中积累的信号电荷，并且随后通过水平CCD 88将该信号电荷输出到外部。垂直CCD 73的电荷转移特性和饱和特性对于实现固态成像器件的更高性能，并且对于提高其像素数量都非常重要。接着，将参照图8A到9G(例如，参见JP58-86770A)来描述用于制造图6和7中所示的固态成像器件的方法、特别是用于制造垂直CCD 73的方法。图8A到9G是示出了用于制造常规固态成像器件的方法的剖面图。图8A到8D示出了一系列的主要步骤，而图9E到9G示出了图8D的步骤之后的一系列步骤。这里，图8A到9G示出了各个制造步骤，它们中的每幅图示出了沿图7中的线A-A`截取的剖面结构。图8A、8B、8D和9E包括用附加的剖面图示出了在硅衬底71的深度方向的杂质分布的图。首先，如图8A中所示，通过热氧化等，在n型硅衬底(下文中，称为n型衬底)71上形成一个保护氧化物膜81(厚度20nm)。此外，在保护氧化物膜81上形成光刻胶(图中未示出)，然后去除与将形成p型阱82的区域重叠的光刻胶的一部分。此后，通过p型杂质，例如硼(B)的离子注入，形成p型阱82。接着，完全去除在图8A的步骤中形成的光刻胶。此后，如图8B中所示，在保护氧化物膜81上形成光刻胶83，然后去除与将形成p区76的区域重叠的光刻胶83的一部分。随后，离子注入p型杂质，例如硼(B)。由此，在比p型阱82更浅的区域中形成了p区76(参见图7)。之后，如图8C中所示，完全去除光刻胶83，然后同样完全去除保护氧化物膜81。这里，例如，通过利用含有氢氟酸作为主要成分的蚀刻溶液等的湿法蚀刻，来进行保护氧化物膜81的去除。随后，如图8D中所示，通过热氧化等，在n型衬底71上形成第一栅绝缘膜(氧化硅膜)84。这里，如图8D中所示，由于用于形成第一栅绝缘膜84的高温热处理，因此p区76会扩散。因此，相应地减少了以下所述的n沟道的有效沟道宽度(参见图9E)。接着，如图9E中所示，在第一栅绝缘膜84上形成光刻胶85，然后去除与将形成n沟道(转移沟道)78的区域重叠的光刻胶85的一部分。随后，离子注入n型杂质，例如磷(P)和砷(As)。由此，形成了n沟道78(参见图7)。之后，如图9F中所示，完全去除光刻胶85。通过采用光刻胶去除溶液来进行所述光刻胶85的去除，该光刻胶去除溶液含有例如作为主要成分的硫酸和过氧化氢溶液；或氨水和过氧化氢溶液。随后，如图9G中所示，在第一栅绝缘膜84上形成第二栅绝缘膜(氮化硅膜)87，并进一步在第二栅绝缘膜87上形成第一转移电极79(参见图7)。因此，可以制造图6和7中所示的垂直CCD 73。在Albert J.P.Theuwissen，“Solid-State Imaging withCharge-Coupled Devices”，SOLID-STATE SCIENCE ANDTECHNOLOGY LIBRARY，1995，pp.320-327公开了在形成n沟道78之后形成第一栅绝缘膜84的一个实例。另一方面，在由图8A到9G所示的制造方法中，如上所述，在形成第一栅绝缘膜84之后形成n沟道78(参见图8D和9E)。根据由图8A到9G所示的制造方法，在形成第一栅绝缘膜84期间的高温热处理几乎不会导致n型杂质向外扩散或被第一栅绝缘膜84吸收。因此，能够抑制n沟道78的饱和电荷容量的降低，并且可以减少n沟道78中的晶体缺陷的发生。因此，还能够抑制由暗电流(dark current)的局部增加引起的白线噪声的发生。然而，在图9F的步骤中用于去除光刻胶85所使用的光刻胶去除溶液倾向于腐蚀氧化硅膜。因此，如图9F中所示，在去除光刻胶85的工艺中，第一栅绝缘膜84的厚度减小了。更具体地，在一次光刻胶去除工艺中，第一栅绝缘膜84的厚度减少大约1nm，尽管其依赖于光刻胶去除溶液的条件。在产生工序内差异的情况下，可以重复所述光刻胶工艺，或者可以附加用于其它杂质的离子注入的进一步的光刻胶工艺。在这些情况下，根据实际进行的光刻胶去除工艺的次数，第一栅绝缘膜84的厚度进一步减少了。当如上所述地减少第一栅绝缘膜84的厚度时，就难于控制栅绝缘膜的总厚度，并且厚度的不均匀性就会变大。结果，会负面影响垂直CCD 73的电荷转移特性和饱和特性，由此就会导致由所述固态成像器件获得的图像质量的损失。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于制造可以解决上述问题并能够抑制栅绝缘膜减薄的固态成像器件的方法。为了获得上述目的，本专利技术的固态成像器件的制造方法用于制造包含具有光电二极管和电荷转移部分的半导体衬底的固态成像器件，且该电荷转移部分设置有转移沟道。该方法包括步骤(a)在该半导体衬底上将形成该电荷转移部分的区域中，形成第一栅绝缘膜；(b)在该第一栅绝缘膜上形成一个保护膜；(c)在该保护膜上形成用于转移沟道形成的光刻胶，并去除与将形成该转移沟道的区域重叠的用于该转移沟道形成的该光刻胶的一部分；(d)利用用于该转移沟道形成的该光刻胶作为掩膜，通过杂质的离子注入，在该第一栅绝缘膜之下形成该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造固态成像器件的方法，该固态成像器件包括具有一个光电二极管和一个电荷转移部分的半导体衬底，该电荷转移部分设置有转移沟道，该方法包括步骤：（ａ）在该半导体衬底上、在将要形成该电荷转移部分的区域中，形成第一栅绝缘膜；（ ｂ）在该第一栅绝缘膜上形成一个保护膜；（ｃ）在该保护膜上形成用于转移沟道形成的光刻胶，并且去除一部分与将要形成该转移沟道的区域重叠的所述用于该转移沟道形成的光刻胶；（ｄ）利用所述用于该转移沟道形成的光刻胶作为掩膜，通过杂质的 离子注入，在该第一栅绝缘膜之下形成该转移沟道；（ｅ）去除所述用于该转移沟道形成的光刻胶；以及（ｆ）在步骤（ｅ）之后，在该保护膜上形成第二栅绝缘膜。

【技术特征摘要】
JP 2004-2-23 046793/20041.一种用于制造固态成像器件的方法，该固态成像器件包括具有一个光电二极管和一个电荷转移部分的半导体衬底，该电荷转移部分设置有转移沟道，该方法包括步骤(a)在该半导体衬底上、在将要形成该电荷转移部分的区域中，形成第一栅绝缘膜；(b)在该第一栅绝缘膜上形成一个保护膜；(c)在该保护膜上形成用于转移沟道形成的光刻胶，并且去除一部分与将要形成该转移沟道的区域重叠的所述用于该转移沟道形成的光刻胶；(d)利用所述用于该转移沟道形成的光刻胶作为掩膜，通过杂质的离子注入，在该第一栅绝缘膜之下形成该转移沟道；(e)去除所述用于该转移沟道形成的光刻胶；以及(f)在步骤(e)之后，在该保护膜上形成第二栅绝缘膜。2.根据权利要求1所述的用于制造固态成像器件的方法，其中在步骤(e)中去除了所述用于该转移沟道形成的光刻胶之后，去除该保护膜，并在步骤(f)中，在该第一栅绝缘膜上形成该第二栅绝缘膜。3.根据权利要求2所述的用于制造固态成像器件的方法，其中利用一种蚀刻溶液来去除该保护膜，该蚀刻溶液提供相对于该保护膜比相对于该第一栅绝缘膜更高的蚀刻速度。4.根据权利要求1到3中任何一项所述的用于制造固态成像器件的方法，其中该转移沟道为第一导电类型，在步骤(d)中，将第一导电类型的杂质离子注入到该转移沟道。5.根据权利要求4所述的用于制造固态成像器件的方法，该固态成像器件包括在该半导体衬底的该转移沟道的一侧或两侧上形成的第二导电类型区，该方法进一步包括步骤(g)在该保护膜上形成用于第二导电类型区形成的光刻胶，并且去除一部分与将要形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田徹，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]