專利名稱：半導體器件、其制造方法及攝影機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種半導體器件，其具有通過光電轉(zhuǎn)換傳輸存儲電荷的傳輸溝道部、在傳輸溝道部上形成的絕緣膜、用于通過上述絕緣膜將傳輸電壓施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極，還涉及上述半導體器件的制造方法和攝影機，特別是涉及一種改善的絕緣膜。
背景技術：
半導體器件的一種是CCD(Charge Coupled Device電荷耦合器件)固體攝像器件。CCD固體攝像器件包括按行列狀排列的光電轉(zhuǎn)換元件、讀出并按垂直方向傳輸從各列的光電轉(zhuǎn)換元件來的電荷的移位寄存器即多個垂直CCD、以及按水平方向傳輸來自多個垂直CCD的電荷的移位寄存器即多個水平CCD。各垂直CCD和水平CCD間隔著絕緣膜設置有成為傳輸電荷通道的傳輸溝道部、和用于對傳輸溝道部施加傳輸電壓的兩層的傳輸電極。通常，在垂直CCD的傳輸電極上施加四相傳輸電壓，在水平的傳輸電極上施加二相傳輸電壓。
圖1為現(xiàn)有的CCD固體攝像器件的剖面圖。此外，圖2表示CCD固體攝像器件的平面圖。圖1表示在圖2中所示的表示CCD固體攝像器件的傳輸電極的平面圖中的X-X剖面。
在圖2中，傳輸溝道部2和在其上交替形成的傳輸電極5及保護膜7形成垂直CCD。傳輸電極5兼作讀出電極，用于讀出從光電轉(zhuǎn)換元件向傳輸溝道部2的電荷，當施加讀出脈沖時，就從傳輸溝道部2讀出存儲在光電轉(zhuǎn)換元件9中的電荷。從傳輸溝道部2讀出的電荷通過施加在傳輸電極上的四相傳輸脈沖被順序移位傳輸。
在圖1中，例如，通過在p型阱1中注入n型雜質(zhì)來形成傳輸溝道部2。在傳輸溝道部2之上間隔著絕緣膜3來形成傳輸電極5。絕緣膜3由氧化硅膜和氮化硅膜形成2層。在傳輸電極5之上間隔著保護膜7來形成遮光膜8。
此外，在日本特開平5-343440號公報中，公開了一種涉及改良現(xiàn)有固體攝像器件中的傳輸電極的發(fā)明。
但是，根據(jù)上述現(xiàn)有技術，存在所謂不使畫質(zhì)劣化且難于減薄絕緣膜的問題。
具體地，上述傳輸溝道部中能夠大量存儲電荷量，或者，為了完整地讀出而不遺漏從光電轉(zhuǎn)換元件到達傳輸溝道部的電荷，優(yōu)選傳輸溝道部和傳輸電極之間的絕緣膜薄。
但是，如果絕緣膜變薄，就產(chǎn)生下面這樣的惡劣影響。即，由于在傳輸電極和半導體基板之間形成強電場而產(chǎn)生熱電子，其結(jié)果就會在圖像中形成噪聲使再現(xiàn)的畫質(zhì)劣化。并且，由于此熱電子被絕緣膜俘獲，相對于傳輸電壓和讀出電壓就會發(fā)生閾值漂移。即，暫時發(fā)生閾值漂移，即使施加常規(guī)的傳輸電壓也會在傳輸溝道部中遺漏讀出的電荷，傳輸和讀出就變得不完整。其結(jié)果，就會因圖像整體感光度劣化，導致畫質(zhì)也劣化。
并且，由于近年來微細化的進展、對絕緣膜施加強電場，因而容易產(chǎn)生上述惡劣影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不使畫質(zhì)劣化、容易進行電荷完整傳輸和電荷完整讀出的半導體器件、及其制造方法和攝影機。
為了解決上述課題，本發(fā)明的半導體器件的結(jié)構(gòu)包括通過光電轉(zhuǎn)換傳輸存儲電荷的傳輸溝道部、在傳輸溝道部上形成的絕緣膜、用于通過上述絕緣膜將傳輸電壓施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極的半導體器件，上述絕緣膜具有第1膜厚和比上述第1膜厚薄的第2膜厚，通過傳輸溝道部在與電荷的傳輸方向垂直的方向上的傳輸電極的端部之下的上述絕緣膜的膜厚為第1膜厚，在與傳輸方向垂直的方向上的傳輸溝道部的中央部之上的上述絕緣膜的膜厚為第2膜厚。上述傳輸電極的下表面為沿上述絕緣膜向下的凸狀。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于至少在傳輸溝道部和傳輸電極之間的中央部分的絕緣膜的膜厚為已薄膜化的第2膜厚，所以能夠增加在傳輸溝道部中可存儲的電荷量，具有所謂的容易完整地讀出通過光電轉(zhuǎn)換而在傳輸溝道部中產(chǎn)生的電荷的效果。并且，由于在傳輸電極端的下面為比第2膜厚厚的第1膜厚，因此在傳輸電極和半導體基板之間就不會不產(chǎn)生強電場。其結(jié)果，由于沒有產(chǎn)生熱電子，所以具有所謂的不引起畫質(zhì)劣化的效果。
在此，上述絕緣膜中具有第2膜厚的部分也可以構(gòu)成具有和與上述傳輸方向垂直的方向上的傳輸溝道部的寬度相同的寬度的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以兼用于形成傳輸溝道部的掩膜和用于形成第2膜厚部分的掩膜，能夠提高位置重合的精度和套準的精度，能夠容易實現(xiàn)微細化。
在此，上述絕緣膜也可以是氧化硅膜和氮化硅膜的兩層結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，第2膜厚部分能通過已薄膜化的氮化硅膜來形成，由于不需要再次氧化，因此就具有所謂的在絕緣膜上不會產(chǎn)生鳥嘴形的效果。
此外，上述絕緣膜中具有第2膜厚的部分的結(jié)構(gòu)也可以包括比與上述傳輸方向垂直方向上的傳輸溝道部的寬度更寬的寬度，并且具有比與上述傳輸方向垂直方向上的傳輸電極的寬度更窄的寬度。
在此，上述絕緣膜也可以是包含氧化硅膜的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，第2膜厚部分能通過已薄膜化的氧化硅膜來形成，由于在該部分的氧化硅膜去除后再次氧化來進行薄膜化，即使產(chǎn)生鳥嘴形，也具有所謂的不會受其影響的效果。
在此，上述傳輸電極的結(jié)構(gòu)也可包括用于將通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷從傳輸溝道部讀出的施加讀出電壓的電極。
此外，本發(fā)明的半導體器件具有通過光電轉(zhuǎn)換傳輸存儲電荷的傳輸溝道部、在傳輸溝道部上形成的絕緣膜、用于通過上述絕緣膜將傳輸電壓施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極，該半導體器件的制造方法包括在半導體基板上形成平坦的絕緣膜的絕緣膜形成步驟、對傳輸溝道部的寬度方向上的中央部之上的上述絕緣膜的膜厚進行薄膜化的薄膜化步驟、在已薄膜化的絕緣膜上形成傳輸電極的電極形成步驟。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于至少對傳輸溝道部和傳輸電極之間的中央部分的絕緣膜的膜厚進行薄膜化，所以就能夠增加在傳輸溝道部中電荷的存儲量，具有所謂的容易完整地讀出通過光電轉(zhuǎn)換而在傳輸溝道部中產(chǎn)生的電荷的效果。并且，由于部對傳輸電極端的下表面進行薄膜化，因此就不會在傳輸電極和半導體基板之間產(chǎn)生強電場。其結(jié)果，由于沒有產(chǎn)生熱電子，所以就具有所謂的不引起畫質(zhì)劣化的效果。
在此，在上述薄膜化步驟中，也可以通過使與作為傳輸溝道部之上的絕緣膜的傳輸溝道部具有相同的寬度的部分薄膜化來進行。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，可以兼用為形成傳輸溝道部用的掩膜和薄膜化步驟中用于薄膜化的掩膜，能夠提高位置重合的精度和套準的精度，能夠容易實現(xiàn)微細化。
在此，在上述薄膜化步驟中，也可構(gòu)成對比與作為傳輸溝道部之上的絕緣膜的傳輸溝道部的寬度更寬、比傳輸電極的寬度更窄的部分進行薄膜化的結(jié)構(gòu)。
在此，上述絕緣膜為氧化硅膜，在上述薄膜化步驟中，也可構(gòu)成暫時去除絕緣膜的要薄膜化的部分的絕緣膜之后，通過使該部分變得比其他部分薄來形成絕緣膜的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，在去除之后，再次使硅氧化以形成氧化膜時，即使氧化硅膜產(chǎn)生鳥嘴形，由于溝道寬度比薄膜化部較寬，所以就具有所謂的不易受鳥嘴形影響的效果。
在此，上述絕緣膜為氧化硅膜，在上述薄膜化步驟中，也可構(gòu)成利用半蝕刻方法來進行絕緣膜的要薄膜化的部分的絕緣膜的薄膜化的結(jié)構(gòu)。
在此，在上述薄膜化步驟中，也可構(gòu)成進一步利用半蝕刻在薄膜化的氧化硅膜之上形成氮化硅膜的結(jié)構(gòu)。
在此，在上述絕緣膜形成步驟中，在半導體基板上形成氧化硅膜和氮化硅膜作為兩層上述絕緣膜，上述薄膜化步驟也可構(gòu)成具有暫時去除絕緣膜的要薄膜化的部分的氧化硅膜的去除子步驟、通過使去除的部分比絕緣膜的其他部分變薄來形成氮化硅膜的形成子步驟的結(jié)構(gòu)。
此外，上述去除子步驟也可構(gòu)成具有在氮化硅膜上形成氧化硅膜的第1子步驟、在絕緣膜的要薄膜化的部分去除該絕緣膜表面的氧化硅膜的第2子步驟、將通過去除方法而殘留的氧化硅膜作為掩膜來使用去除絕緣膜的要薄膜化的部分的氮化硅膜的第3子步驟的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于未再次氧化就進行薄膜化，所以就具有所謂的在氧化硅膜中不會產(chǎn)生鳥嘴形的效果。
此外，對于本發(fā)明的攝影機，也包括與上述相同的方法。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于至少在傳輸溝道部和傳輸電極之間的中央部分的絕緣膜的膜厚為薄膜化的第2膜厚，所以具有所謂的容易完整地進行傳輸溝道部的電荷傳輸，容易完整地讀出通過光電轉(zhuǎn)換而在傳輸溝道部中產(chǎn)生的電荷的效果。
并且，由于傳輸電極端的之下的第2膜厚比第1膜厚更厚，所以在傳輸電極和半導體基板之間就不會產(chǎn)生強電場。其結(jié)果，由于沒有產(chǎn)生熱電子，因此就具有所謂的不會引起畫質(zhì)劣化的效果。
作為有關本申請技術背景的更多信息，在此引用并參考2003年9月4日申請的日本申請No.2003-312253。


通過以下結(jié)合附圖而進行的說明，本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點以及特點將變得明顯，

了本發(fā)明的具體實施例，圖1是現(xiàn)有的CCD固體攝像器件的剖面圖。
圖2是示出了CCD固體攝像器件的傳輸電極的平面圖。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的半導體器件的剖面圖。
圖4是根據(jù)實施方式1的半導體器件的第1制造方法的示意圖。
圖5是根據(jù)實施方式1的半導體器件的第2制造方法的示意圖。
圖6是根據(jù)實施方式1的半導體器件的第3制造方法的示意圖。
圖7是表示已形成二層絕緣膜的情況下的半導體器件的剖面圖。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式2的半導體器件的剖面圖。
圖9是根據(jù)實施方式2的半導體器件的第1制造方法的示意圖。
圖10是根據(jù)實施方式2的半導體器件的第2制造方法的示意圖。
圖11是表示形成二層絕緣膜的情況下的半導體器件的剖面圖。
圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式3的半導體器件的剖面圖。
圖13是根據(jù)實施方式3的半導體器件的第1制造方法的示意圖。
圖14是根據(jù)實施方式3的半導體器件的第2制造方法的示意圖。
圖15是根據(jù)實施方式3的半導體器件的第3制造方法的示意圖。
具體實施例方式
(實施方式1)(半導體器件的結(jié)構(gòu))圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方式1的半導體器件的剖面圖。該圖3是示出了沿圖2中所示的CCD固體攝像器件的傳輸電極的平面圖的X-X剖面。
如圖3中所示，半導體器件具有在硅半導體基板11中形成的光電轉(zhuǎn)換元件19和傳輸電荷的傳輸溝道部12，在硅半導體基板11上，具有在傳輸溝道部之上形成的絕緣膜13、用于將傳輸電壓通過上述絕緣膜13施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極15、保護膜16、及遮光膜18。
例如，利用p型硅半導體基板11中的n型雜質(zhì)注入層來形成光電轉(zhuǎn)換元件19。例如通過在硅半導體基板11中注入n型雜質(zhì)來形成傳輸溝道部12。例如，由注入了高濃度磷的多晶硅來形成傳輸電極15。
由例如氧化硅膜形成的絕緣膜13具有第1膜厚t13(30～50nm)和比其薄的第2膜厚t12(15～25nm)。絕緣膜13中具有第2膜厚的部分是與傳輸方向(垂直于紙面的方向)垂直的方向(紙面的左右方向即傳輸溝道的寬度方向)上的傳輸溝道部12之上的部分，同一圖中，形成與傳輸溝道部12相同的寬度W1。此寬度W1為與傳輸方向垂直的方向上的傳輸溝道部12的寬度。絕緣膜13中具有第1膜厚的部分為第2膜厚部分之外的部分。
上述傳輸電極15下表面的形狀為沿絕緣膜13形成的向下的凸狀。
如此這樣，由于在傳輸溝道部12和傳輸電極15之間的絕緣膜的膜厚就成為了已薄膜化的第2膜厚，所以容易增加在傳輸溝道部12中的電荷存儲量，此外，能夠容易完整地讀出由光電轉(zhuǎn)換而在傳輸溝道部12中形成的電荷。并且，由于傳輸電極端之下為比第2膜厚更厚的第1膜厚，并且由于沒有在傳輸電極15和硅半導體基板11形成強電場，所以就不會產(chǎn)生熱電子。
<半導體器件的制造方法>
圖3中示出的半導體器件的制造方法按照不同的制造工序可獲得各種制造方法。說明第1～第3制造方法。
<第1制造方法>
圖4(a)～(c)為按制造工序的順序示出了有關實施方式1中的半導體器件的第1制造方法的剖面圖。按以下的(11)～(15)來說明其制造工序。
(11)如圖4(a)所示，首先，通過利用例如熱氧化法來氧化半導體基板11的表面，由此形成氧化硅膜(約10～30nm)作為絕緣膜13。此時形成的氧化硅膜比第1膜厚(約30～50nm)薄。其次，在絕緣膜13上形成抗蝕劑圖形r1。此抗蝕劑圖形r1的形成是通過涂敷抗蝕劑、使用傳輸溝道部12形成用的掩膜圖形進行曝光、顯影來形成的。并且，例如，利用通過氧化硅膜13將砷這樣的n型雜質(zhì)注入到硅半導體基板11中來形成傳輸溝道部12。
(12)如圖4(b)所示，在殘留抗蝕劑圖形r1的狀態(tài)下，利用蝕刻去除傳輸溝道部12之上的氧化硅膜。此蝕刻通過利用例如氟酸的濕法蝕刻，去除沒有被抗蝕劑圖形r1覆蓋部分的氧化硅膜。在此蝕刻中，由于使用抗蝕劑圖形r1作為傳輸溝道部12形成用的掩膜圖形，所以能夠高精度地去除與傳輸溝道部12重合位置的氧化硅膜。
(13)如圖4(c)所示，去除抗蝕劑圖形r1后，通過利用例如熱氧化法氧化整表面，再次形成氧化硅膜。由此，在上述(12)中，通過使未去除部分成為第1膜厚(約30～50nm)，使去除部分成為第2膜厚(約10～30nm)來形成氧化硅膜。由此，在傳輸溝道部12之上以與傳輸溝道部12相同的寬度，形成絕緣膜13中的具有第2膜厚的部分。
(14)如圖4(c)所示，在去除抗蝕劑圖形r1后，形成傳輸電極15。利用所謂的構(gòu)圖形成此傳輸電極15。即，通過形成傳輸電極材料有上述導電性的多晶硅后，涂敷抗蝕劑，使用傳輸電極15形成用的掩膜圖形來進行曝光、經(jīng)顯影而形成。
(15)此后，如圖3所示，形成保護膜16和遮光膜18。如此這樣，就制造出圖3中示出的半導體器件。
<第2制造方法>
圖5(a)～(c)為按制造工序的順序示出了有關實施方式1中的半導體器件的第2制造方法的剖面圖。按以下的(21)～(24)來說明其制造工序。
(21)如圖5(a)所示，形成絕緣膜13和抗蝕劑圖形r1和傳輸溝道部12。此時，通過形成第1膜厚(約30～50nm)來形成絕緣膜13。除此之外由于與上述(11)相同，因而省略說明。
(22)如圖5(b)所示，在殘留了抗蝕劑圖形r1的狀態(tài)下，利用半蝕刻去除傳輸溝道部12之上的氧化硅膜。此半蝕刻(ハ-フエツチング)，例如，利用干法蝕刻，直至去除其間沒有被抗蝕劑圖形r1覆蓋部分的氧化硅膜，即去除直至殘留第2膜厚(約10～30nm)部分的氧化硅膜。在此蝕刻中，由于使用了抗蝕劑圖形r1作為傳輸溝道部12形成用的掩膜圖形，因此能夠高精度地去除與傳輸溝道部12重合位置的氧化硅膜。
(23)如圖5(c)所示，形成傳輸電極15。由于與上述(14)相同，因而省略此工序的詳細說明。
(24)此后，如圖3所示，形成保護膜16和遮光膜18。如此這樣，就制造出圖3中示出的半導體器件。
由此，與第1制造方法相比較，第2制造方法優(yōu)點在于在絕緣膜13中(氧化硅膜)不形成鳥嘴形(bird’s beak)，而在第2膜厚的精度這一點上存在劣勢。即，上述(13)中，用于形成第2膜厚的絕緣膜的熱氧化中，在第2膜厚部分的端部產(chǎn)生鳥嘴形，而不會在第2制造方法中產(chǎn)生。此外，上述(22)中的半蝕刻中，由于根據(jù)干法蝕刻的時間來決定第2膜厚，所以與上述(13)相比，有可能增大其偏差。
<第3制造方法>
圖6(a)～(d)為按制造工序的順序示出了有關實施方式1中的半導體器件的第3制造方法的剖面圖。按以下的(31)～(35)來說明其制造工序。在此第3制造方法中，與第1制造方法相比較，區(qū)別在于用上述(33)替代用上述(11)來進行傳輸溝道部12的形成。
(31)如圖6(a)所示，形成絕緣膜13和抗蝕劑圖形r11。由于此工序除在不形成傳輸溝道部12這一點和抗蝕劑圖形r11為氮化硅這一點、絕緣膜13的膜厚為第1膜厚(約30～50nm)這一點之外，與上述(11)相同，所以省略。
(32)如圖6(b)所示，在殘留抗蝕劑圖形r11狀態(tài)下，利用蝕刻去除傳輸溝道部12形成預定區(qū)域之上的氧化硅膜。此工序由于與上述(12)相同，所以省略。
(33)如圖6(c)所示，進一步地，在殘留抗蝕劑圖形r11的狀態(tài)下，通過利用例如熱氧化法進行氧化，在傳輸溝道部12形成預定區(qū)域之上形成氧化硅膜。此時，只形成第2膜厚(10～30nm)的氧化硅膜。由此，以與在傳輸溝道部12形成預定區(qū)域之上的傳輸溝道部12相同的寬度形成絕緣膜13中的具有第2膜厚的部分。接下來，利用例如通過氧化硅膜將砷這樣的n型雜質(zhì)離子注入到硅半導體基板11的方法來形成傳輸溝道部12。利用上述熱氧化法，使作為抗蝕劑圖形r11的氮化硅表面產(chǎn)生氧化，若利用磷酸去除氮化硅表面的氧化硅，就能夠容易地去除抗蝕劑圖形r11。
(34)如圖6(d)所示，去除抗蝕劑圖形r11后，形成傳輸電極15。由于此工序與上述(14)相同，所以省略。
(35)此后，如圖3所示，形成保護膜16和遮光膜18。由此，就制造出圖3中示出的半導體器件。
如此這樣使用氮化硅作為抗蝕劑圖形，就能夠制造出半導體器件。
再有，即使在第2制造方法中，也可以不在薄膜化(第2膜厚的絕緣膜的形成)前，而在其后進行傳輸溝道部12的形成。
此外，在圖3中示出了利用氧化硅膜形成絕緣膜13的例子，也可利用氧化硅膜和氮化硅膜兩層來形成絕緣膜13。圖7示出了以兩層形成絕緣膜的情況下的半導體器件的剖面。圖7與圖3比較，區(qū)別在于以氧化硅膜13和氮化硅膜14兩層來形成絕緣膜。此結(jié)構(gòu)，在第1～第3的制造方法中的氧化硅膜的薄膜化(上述(13)(22)(33))中，可以追加在薄膜化后去除抗蝕劑圖形，在氧化硅膜之上形成氮化硅膜的工序。此氮化硅膜例如可以利用減壓CVD(化學汽相淀積)法來形成。此外，絕緣膜為兩層結(jié)構(gòu)的情況下，可通過使兩層膜厚合計成為第1膜厚、第2膜厚來形成各個膜厚。由此，能夠就制造出圖7所示的半導體器件。
(實施方式2)<半導體器件的結(jié)構(gòu)>
圖8為表示本發(fā)明的實施方式2中的半導體器件的剖面圖。同一圖示出了圖2中所示的CCD固體攝像器件的傳輸電極的平面圖中的X-X剖面。圖8的半導體器件與圖3比較，區(qū)別在于以第2膜厚部分具有寬度W2的絕緣膜13來代替第2膜厚部分為寬度W1的絕緣膜13。以下，省略對與圖3相同點的說明，重點說明不同點。
絕緣膜13的第2膜厚部分的寬度W2變得比傳輸溝道部12的寬度W1寬，比傳輸電極的寬度W3窄。此寬度W1、W3為與傳輸方向垂直的方向上的傳輸溝道部12、傳輸電極15的寬度。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使在絕緣膜13中的第2膜厚部分中產(chǎn)生鳥嘴形，也不會受到來自傳輸電極15下面的寬度W2的電極邊緣部分的影響。即，不會生成由熱電子引起的暗電流。
<半導體器件的制造方法>
圖8中所示的半導體器件的制造方法為按照不同的制造工序獲得的各種制造方法。說明第1～第2制造方法。
<第1制造方法>
圖9為按制造工序的順序示出了有關實施方式2中的半導體器件的第1制造方法的剖面圖。按以下的(41)～(45)來說明其制造工序。
(41)如圖9(a)所示，形成絕緣膜13和抗蝕劑圖形r2。與上述(11)不同之處在于此抗蝕劑圖形r2是使用絕緣膜13中的第2膜厚部分形成用的掩膜圖形來形成這點、及還未形成傳輸溝道部12這點。即，抗蝕劑圖形r2不是使用傳輸溝道部12形成用的掩膜圖形，而是使用用于第2膜厚部分形成的專用的掩膜圖形來形成的。除此之外與上述(11)相同。
(42)如圖9(b)所示，在形成抗蝕劑圖形r2的狀態(tài)下，通過蝕刻去除傳輸溝道部12形成預定區(qū)域之上的氧化硅膜。再進一步通過利用例如熱氧化法來進行氧化，從而其上層疊氧化硅膜，以形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。
(43)如圖9(c)所示，在去除抗蝕劑圖形r2之后，形成抗蝕劑圖形r1。利用傳輸溝道部形成用的掩膜圖形來形成此抗蝕劑圖形r1。在此狀態(tài)下，利用通過氧化硅膜13向硅半導體基板11中離子注入例如砷這樣的n型雜質(zhì)的方法來形成傳輸溝道部12。
(44)如圖9(d)所示，在去除抗蝕劑圖形r1后，形成傳輸電極15。由于此工序與上述(14)相同而省略。
(45)此后，如圖8所示，形成保護膜16和遮光膜18。由此，就制造出圖8示出的半導體器件。
<第2制造方法>
圖10為按制造工序的順序示出了有關實施方式2中的半導體器件的第2制造方法的剖面圖。相對于在圖9示出的第1制造方法中在薄膜化(第2膜厚的絕緣膜13的形成)后形成傳輸溝道部12，在圖10表示的第2制造方法中，在形成傳輸溝道部12后進行薄膜化，因而在工序上不同。按以下的(51)～(55)來說明其制造工序。
(51)如圖10(a)所示，形成絕緣膜13和抗蝕劑圖形r1和傳輸溝道部12。由于此工序與上述(11)相同，所以省略說明。
(52)如圖10(b)所示，在去除傳輸溝道部12形成用的抗蝕劑圖形r1后，形成絕緣膜13中的第2膜厚部分形成用的抗蝕劑圖形r2。在此狀態(tài)下，通過蝕刻，去除傳輸溝道部12之上的氧化硅膜。
(53)去除抗蝕劑圖形r2后，進一步通過利用例如熱氧化法進行氧化，形成氧化硅膜的第1膜厚部分和第2膜厚部分。由此，形成抗蝕劑圖形r2的被去除部分的寬度W2和同寬度的第2膜厚部分。其結(jié)果，第2膜厚部分的寬度W2變?yōu)楸葌鬏敎系啦?2的寬度W1還要大的寬度(W1+2L2)。
(54)如圖10(c)所示，去除抗蝕劑圖形r2后，形成傳輸電極15。由于此工序與上述(14)相同而省略。由此，傳輸電極15的寬度W3變成比第2膜厚部分的寬度W2還要大的寬度(W2+2L1)。
(55)此后，如圖8所示，形成保護膜16和遮光膜18。如此這樣，就制造出8中示出的半導體器件。
再有，雖然圖8中示出了利用氧化硅膜形成絕緣膜13的例子，但也可利用氧化硅膜和氮化硅膜兩層來形成絕緣膜13。圖11示出了以兩層來形成絕緣膜的情況下的半導體器件的剖面。圖11與圖8比較，區(qū)別之處在于以氧化硅膜13a和氮化硅膜14兩層來形成絕緣膜。此結(jié)構(gòu)，在第1～第2的制造方法中的氧化硅膜的薄膜化(上述(43)(53))中，在薄膜化后去除抗蝕劑圖形后，可以追加在氧化硅膜之上形成氮化硅膜的工序。例如，可以利用減壓CVD法來形成此氮化硅膜。此外，絕緣膜為兩層結(jié)構(gòu)的情況下，可通過使兩層膜厚合計成為第1膜厚、第2膜厚來形成各個膜厚。由此，能夠就制造出11所示的半導體器件。
此外，上述第1、第2制造方法(圖9、圖10)中，在暫時去除傳輸溝道部12上的氧化硅膜之后，通過再次氧化來形成第2膜厚的氧化硅膜，也可代替此方法而利用半蝕刻來形成第2膜厚的氧化硅膜。
(實施方式3)在上述實施方式1、2中，相對于絕緣膜為一層(氧化硅膜)的情況下和絕緣膜為兩層(氧化硅膜和氮化硅膜)的情況下，利用氧化硅膜的薄膜化，使絕緣膜成為具有第2膜厚部分的結(jié)構(gòu)，而在本實施方式中，示出絕緣膜為兩層的情況下，利用氮化硅膜的薄膜化、使絕緣膜成為具有第2膜厚部分的結(jié)構(gòu)的例子。
圖12示出了本發(fā)明的實施方式3中的半導體器件的剖面圖。同一圖示出了圖2中所示的CCD固體攝像器件的傳輸電極的平面圖中的X-X剖面。圖12的半導體器件與圖11示出的半導體器件比較，不同之處在于兩層的絕緣膜中的氧化硅膜13a一樣，而氮化硅膜14不一樣有薄膜部分。即，絕緣膜的第1膜厚部分和第2膜厚部分中，不是氧化硅膜13a而是氮化硅膜14的膜厚不同。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于不對氧化硅膜13a進行再氧化(例如圖4(C)、圖6(C)、圖9(C)、圖10(C))就可進行薄膜化，所以優(yōu)點在于不會發(fā)生氧化硅膜的鳥嘴形，但增加了用于兩層構(gòu)造絕緣膜的工序。
<半導體器件的制造方法>
圖12中示出的半導體器件的制造方法為按照不同的制造工序獲得的各種制造方法。說明第1～第3制造方法。
<第1制造方法>
圖13(a)～(c)為按制造工序的順序示出了有關實施方式3中的半導體器件的第1制造方法的剖面圖。按以下的(61)～(65)來說明其制造工序。
(61)如圖13(a)所示，首先，通過利用例如熱氧化法來氧化硅半導體基板11的表面，形成氧化硅膜13(約10nm左右)，利用減壓CVD法形成氮化硅膜14(約20～40nm左右)。通過上述二層同樣形成第1膜厚的絕緣膜。其次，在氮化硅膜上形成抗蝕劑圖形r1。并且，利用通過氧化硅膜13和氮化硅膜14向硅半導體基板11中離子注入例如砷這樣的n型雜質(zhì)的方法來形成傳輸溝道部12。
(62)如圖13(b)所示，在殘留抗蝕劑圖形r1的狀態(tài)下，通過蝕刻去除傳輸溝道部12之上的氮化硅膜。由此，去除沒有被抗蝕劑圖形r1覆蓋部分的氮化硅膜。在此蝕刻中，由于使用抗蝕劑圖形r1作為傳輸溝道部12形成用的掩膜圖形，所以能夠高精度地去除與傳輸溝道部12位置重合的氮化硅膜。
(63)進一步，去除抗蝕劑圖形r1，再一次利用氮化方法，進一步全面地形成氮化硅膜(約10nm左右)。由此，在二層絕緣膜上形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。如此這樣，在傳輸溝道部12之上以與傳輸溝道部12相同的寬度，形成絕緣膜13中具有第2膜厚的部分。
(64)如圖13(c)所示，形成傳輸電極15。
(65)此后，如圖12所示，形成保護膜16和遮光膜18。如此這樣就制造出圖12示出的半導體器件。
<第2制造方法>
圖14(a)～14(e)為按制造工序的順序示出了有關實施方式3中的半導體器件的第2制造方法的剖面圖。按以下的(71)～(75)來說明其制造工序。
(71)如圖14(a)所示，首先，在硅半導體基板11的表面形成氧化硅膜13a(約20～40nm)、氮化硅膜14(30～50nm)、氧化硅膜13b(10nm以下)。接著，在氧化硅膜13a上形成抗蝕劑圖形r1。并且，通過離子注入形成傳輸溝道部12。
(72)如圖14(b)所示，在殘留抗蝕劑圖形r1的狀態(tài)下，利用氟酸等通過蝕刻去除傳輸溝道部12之上的氧化硅膜13b。由此，去除沒有被抗蝕劑圖形r1覆蓋部分的氧化硅膜。
(73)如圖14(c)所示，去除抗蝕劑圖形r1。如圖14(d)所示，使用磷酸，將氧化硅膜13b作為掩膜，半蝕刻氮化硅膜14。由此，在二層絕緣膜形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。
(74)如圖14(e)所示，形成傳輸電極15。
(75)此后，如圖12所示，形成保護膜16和遮光膜18。如此這樣，在殘留著極薄氧化硅膜13b的狀態(tài)下，就制造出圖12中示出的半導體器件。
<第3制造方法>
圖15(a)～(d)為按制造工序的順序示出了有關實施方式3中的半導體器件的第3制造方法的剖面圖。按以下的(81)～(84)來說明其制造工序。
(81)如圖15(a)中所示，首先，形成氧化硅膜13a、氮化硅膜14、傳輸溝道部12。此工序與上述(61)相同。
(82)如圖15(b)中所示，在殘留抗蝕劑圖形r1狀態(tài)下，利用半蝕刻對傳輸溝道部12之上的氮化硅膜進行薄膜化。由此，在二層的絕緣膜形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。在此蝕刻中，由于使用抗蝕劑圖形r1作為傳輸溝道部12形成用的掩膜圖形，所以能夠高精度地去除與傳輸溝道部12的位置重合的氮化硅膜。
(83)如圖15(c)所示，在去除抗蝕劑圖形r1后，形成傳輸電極15。
(84)此后，如圖12所示，形成保護膜16和遮光膜18。如此這樣，就制造出12中所示的半導體器件。
如上所述，根據(jù)本實施方式中的半導體器件，通過對構(gòu)成二層絕緣膜的氧化硅膜和氮化硅膜中的氮化硅膜進行薄膜化，以形成第2膜厚部分。由此，由于沒有再氧化工序，因此就不會產(chǎn)生氧化硅膜的鳥嘴形，就能夠形成具有第1膜厚和第2膜厚的絕緣膜。
再有，在圖12所示的半導體器件中，第2膜厚部分的寬度為與傳輸溝道部12相同的寬度W1，也可與實施方式2一樣，第2膜厚部分的寬度為比傳輸溝道部12的寬度W1寬、比傳輸電極15的寬度W3窄的寬度W2。
此外，雖然上述各實施方式中的傳輸溝道部12和傳輸電極15構(gòu)成了垂直CCD，但本發(fā)明也適用于水平CCD中的傳輸溝道和傳輸電極。
此外，可在作為CCD固體攝像器件的攝影機中搭載上述各實施方式中的半導體器件。
盡管參照附圖利用實施例已經(jīng)全面地描述了本發(fā)明，但應當注意，本領域普通技術人員很顯然可進行各種變化和修改。因此，只要不脫離本發(fā)明的范圍的這種變化和修改都應包含在本發(fā)明中且都應構(gòu)成本發(fā)明。
(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)本發(fā)明適用于具有在半導體基板上形成的多個光電轉(zhuǎn)換元件和傳輸溝道部的半導體器件、該半導體器件的制造方法、具有該半導體器件的攝影機，例如，適用于CCD圖像傳感器、數(shù)字攝影機、便攜式電話機內(nèi)置的攝影機、筆記本電腦內(nèi)置的攝影機、與信息處理設備連接的攝影機單元等。
權利要求
1.一種半導體器件，具有通過光電轉(zhuǎn)換來傳輸被存儲的電荷的傳輸溝道部、在傳輸溝道部上形成的絕緣膜、用于通過上述絕緣膜將傳輸電壓施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極，其特征在于，上述絕緣膜具有第1膜厚和比上述第1膜厚薄的第2膜厚；通過傳輸溝道部在與電荷的傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸電極的端部之下的上述絕緣膜的膜厚為第1膜厚；在與傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸溝道部的中央部之上的上述絕緣膜的膜厚為第2膜厚。上述傳輸電極的下表面為沿上述絕緣膜向下的凸狀。
2.根據(jù)權利要求1記載的半導體器件，其特征在于，上述絕緣膜中具有第2膜厚的部分，具有與上述傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸溝道部的寬度相同的寬度。
3.根據(jù)權利要求1記載的半導體器件，其特征在于，上述絕緣膜中具有第2膜厚的部分，具有比與上述傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸溝道部的寬度更寬的寬度，并且具有比與上述傳輸方向垂直方向上的傳輸電極的寬度更窄的寬度。
4.根據(jù)權利要求2記載的半導體器件，其特征在于，上述絕緣膜包含氧化硅膜。
5.根據(jù)權利要求2記載的半導體器件，其特征在于，上述絕緣膜包含氧化硅膜和氮化硅膜。
6.根據(jù)權利要求1記載的半導體器件，其特征在于，上述傳輸電極是施加讀出電壓的電極，上述讀出電壓用于從傳輸溝道部讀出通過光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的電荷。
7.根據(jù)權利要求6記載的半導體器件，其特征在于，上述絕緣膜中具有第2膜厚的部分，具有比與上述傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸溝道部的寬度更寬的寬度，并且具有比與上述傳輸方向垂直的方向上的傳輸電極的寬度更窄的寬度。
8.根據(jù)權利要求6記載的半導體器件，其特征在于，上述絕緣膜包含氧化硅膜。
9.根據(jù)權利要求6記載的半導體器件，上述絕緣膜包含氧化硅膜和氮化硅膜。
10.一種半導體器件的制造方法，該半導體器件具有通過光電轉(zhuǎn)換傳輸被存儲的電荷的傳輸溝道部、在傳輸溝道部上形成的絕緣膜、用于通過上述絕緣膜將傳輸電壓施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極，該制造方法的特征在于，包括絕緣膜形成步驟，在半導體基板上形成平坦的絕緣膜；薄膜化步驟，對傳輸溝道部的寬度方向的中央部上的上述絕緣膜的膜厚進行薄膜化；及電極形成步驟，在已薄膜化的絕緣膜上形成傳輸電極。
11.根據(jù)權利要求10記載的制造方法，其特征在于，在上述薄膜化步驟中，對傳輸溝道部之上的絕緣膜的、具有與傳輸溝道部相同寬度的部分進行薄膜化。
12.根據(jù)權利要求11記載的制造方法，其特征在于，在上述薄膜化步驟中，對作為傳輸溝道部之上的絕緣膜的部分進行薄膜化，該部分比傳輸溝道部的寬度更寬、比傳輸電極的寬度更窄。
13.根據(jù)權利要求11記載的制造方法，其特征在于，上述絕緣膜是氧化硅膜，在上述薄膜化步驟中，暫時去除絕緣膜的要薄膜化的部分的絕緣膜之后，形成絕緣膜使該部分比其他部分薄。
14.根據(jù)權利要求11記載的制造方法，其特征在于，上述絕緣膜是氧化硅膜，在上述薄膜化步驟中，利用半蝕刻使絕緣膜的要薄膜化的部分的絕緣膜薄膜化。
15.根據(jù)權利要求14記載的制造方法，其特征在于，在上述薄膜化步驟中，進一步利用半蝕刻在被薄膜化的氧化硅膜之上形成氮化硅膜。
16.根據(jù)權利要求11記載的制造方法，其特征在于，在上述絕緣膜形成步驟中，在半導體基板上形成氧化硅膜和氮化硅膜作為兩層的上述絕緣膜，上述薄膜化步驟包括暫時去除絕緣膜的要薄膜化的部分的氧化硅膜的去除子步驟；及使去除的部分變得比絕緣膜的其他部分薄來形成氮化硅膜的形成子步驟。
17.根據(jù)權利要求16記載的制造方法，其特征在于，上述去除子步驟包括在氮化硅膜上形成氧化硅膜的第1子步驟；去除與絕緣膜的要薄膜化的部分相對應的絕緣膜表面的氧化硅膜的第2子步驟；及將經(jīng)過去除而殘留的氧化硅膜用作掩膜，來去除絕緣膜的要薄膜化的部分的氮化硅膜的第3子步驟。
18.根據(jù)權利要求11記載的制造方法，其特征在于，在上述絕緣膜形成步驟中，在半導體基板上形成氧化硅膜和氮化硅膜作為兩層的上述絕緣膜，在上述薄膜化步驟中，利用半蝕刻方法，使絕緣膜的要薄膜化的部分的氮化硅膜薄膜化。
19.根據(jù)權利要求12記載的制造方法，其特征在于，上述絕緣膜為氧化硅膜，在上述薄膜化步驟中，暫時去除絕緣膜的要薄膜化的部分的絕緣膜之后，通過使該部分變得比其他部分薄來形成絕緣膜。
20.一種攝影機，包括固體攝像器件，上述固體攝像器件具有通過光電轉(zhuǎn)換傳輸被存儲的電荷的傳輸溝道部、在傳輸溝道部上形成的絕緣膜、用于通過上述絕緣膜將傳輸電壓施加到上述傳輸溝道部的傳輸電極，上述攝影機的特征在于，上述絕緣膜具有第1膜厚和比上述第1膜厚薄的第2膜厚；在與基于傳輸溝道部的電荷的傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸電極的端部之下，上述絕緣膜的膜厚為第1膜厚；在與傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸溝道部的中央部之上，上述絕緣膜的膜厚為第2膜厚；上述傳輸電極的下表面為沿上述絕緣膜向下的凸狀。
全文摘要
本發(fā)明提供半導體器件、其制造方法及攝影機。半導體器件具有通過光電轉(zhuǎn)換傳輸存儲電荷的傳輸溝道部(12)、在傳輸溝道部(12)上形成的絕緣膜(13)、用于通過絕緣膜(13)將傳輸電壓施加到傳輸溝道部(12)的傳輸電極(15)，絕緣膜(13)具有第1膜厚和比第1膜厚薄的第2膜厚，在與傳輸溝道(12)的傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸電極(15)的端部之下的絕緣膜(13)的膜厚為第1膜厚，在與傳輸方向垂直的寬度方向上的傳輸溝道部(12)的中央部之上的絕緣膜(13)的膜厚為第2膜厚。
文檔編號H04N5/372GK1591887SQ20041007520
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權日2003年9月4日
發(fā)明者田中浩司 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社