JPH0714052B2 - 電荷結合デバイスの電極形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電荷結合デバイス（CCD）の電極形成方法に関
し、更に詳述すれば、デバイスの高密度化によりパター
ン寸法が微小化された際に隣接電極間を好適に分離でき
る転送電極の形成方法に関する。

〔従来技術〕

一般にCCD転送電極は、例えば第２図に図示するとお
り、酸化したポリシリコンが重ね合わされた多層構造か
ら成つている。

このような多層構造の転送電極の製作において、例えば
リソグラフイ工程で使用するマスク・パターンの位置合
わせがずれると、１電極の１方の端部が隣接電極と離れ
て所謂目はずれ構造を生じる。従つて、従来デバイスは
マスクの重なり部分に合わせ余裕を設け、電極間に例え
ば１μｍ程度の重なりを有している。

しかし、このような重なりを有していたのでは、パター
ン寸法を微小化してデバイスの高密度化を達成すること
は困難であつた。

高密度化に対応できるものとして、第３図に図示するよ
うな最終的に単層ポリシリコンから成る電極構造が考え
られた。このような電極構造では、従来の合わせ構造の
電極と同等の効果を有するために、隣接電極間が0.2μ
ｍ〜0.5μｍ程度の微小間隔で分離されなければならな
い。

また、電極製作の最終工程において、ポリシリコンのエ
ツチングにより上記微小間隔に分離された電極相互間は
酸化膜が設けられて絶縁される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、PSG（Phospho−Silicate Glass）酸化膜
を上記微小間隔に埋め込む事は難しく、空気の封入を生
じたり、またポリシリコンの微小間隔が機械強度や熱ひ
ずみ等に弱いと云う欠陥を有した。そのため、最終段で
形成するパツシベーシヨン膜に問題を生じ、クラツク等
の発生原因となつた。

本発明の目的は、上記事情に基づいて行われたもので、
単層ポリシリコン構造の転送電極を微小間隔で形成し、
かつ前記間隔が好適に絶縁できる電荷結合デバイスの電
極形成方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、本発明の上記目的は、電荷転送方向と交差す
る方向に沿つて単層ポリシリコン層からなる電極が複数
本配置される電荷結合デバイスの電極形成方法におい
て、半導体基板上にゲート酸化膜及びポリシリコン層を
順次形成し、前記ポリシリコン層を所定間隔にパターニ
ンダして残つたポリシリコン層表面にポリ酸化膜を所定
厚に成長後、全域にフオトレジストを塗布して少なくと
もポリシリコン層表面が露出する迄平坦化エツチングを
行い、フオトレジスト及びポリシリコン層を除去した
後、全域にポリシリコンをデポジシヨンし、ドーピング
後、酸化を行い、ポリシリコン間の絶縁が完成すること
を特徴とする電荷結合デバイスの電極形成方法により達
成される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明による電極形成方法の実施例を
詳細に説明する。

第１図に示す１実施例は、(a)において、Ｐ形シリコン
結晶基板10の表面に形成された図示しないＮ形チヤンネ
ル不純物層の上に、ゲート酸化膜（SiO₂膜）１を挾んで
ポリシリコン２がデポジンヨンされている。前記ゲート
酸化膜１は熱酸化により250Å厚に形成される。また、
前記ポリシリコン２はリンが添加されて導電性を有し、
2000Å厚でCVDにより形成される。(b)において、前記ポ
リシリコン２は所定間隔、例えば１セルが３μｍ幅とな
るようにし、かつ電荷転送方向（図中、矢印で示す方
向）と交差する方向に沿つて複数本配列されるようにパ
ターニングされる。このパターニングは通常のリソグラ
フイによつて行われており、ここでの説明は省略する。
(c)において、前記ポリシリコン２の表面に、熱酸化法
によつてポリ酸化膜３を所定の膜厚に成長させる。この
膜厚は0.2μｍ〜0.5μｍに形成されており、ポリ酸化膜
３の壁部は後述する分離された電極間の絶縁層になる。
(d)において、全域に低粘度レジスト４を塗布して段差
を埋めた後、反応性イオンエツチング（RIE）にて平坦
化エツチングを行う。この際、平坦化エツチングは、少
なくともポリシリコン２上のひさし部に相当するポリ酸
化膜３と共に、ポリシリコン２の１部が除去されるまで
行う。(e)において、前記低粘度レジスト４を剥離し、
更にポリシリコン２もエツチングして前記ポリ酸化膜３
だけの垂直壁を形成する。(f)において、全域にポリシ
リコン５を再度デポジシヨンし、ドーピング後(g)にお
いて、ポリシリコン５表面にポリ酸化膜3aを成長させ
る。この時、図(f)のポリSiの上部を点線で示した線ま
で、酸化し、隣接するポリSi電極の絶縁を完成しても良
いし、酸化工程の前に平坦化エツチングを行う。

この平坦化エツチングは少なくとも前記ポリ酸化膜３の
垂直壁頂部が露出されるまで行う。

〔発明の効果〕

以上記載したとおり、本発明の方法によれば、ポリシリ
コンが１層で、微小間隔のポリ酸化膜で分離された電荷
結合デバイスを製作できる。また、最終工程に於て、ポ
リシリコン及びポリ酸化膜表面が平坦に設けられている
ため、パツシベーシヨン膜を形成する場合、クラツク等
のトラブルを生じない。なお、本発明ではポリ酸化膜だ
けで電極間が分離される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１実施例を説明するプロセス図、第
２図は、従来の積層ポリシリコン構造のCCD転送電極を
説明する断面図、第３図は、単層ポリシリコン構造を説
明する図である。 １……ゲート酸化膜、2,5……ポリシリコン、3,3a……
ポリ酸化膜、４……低粘度レジスト、10……Ｐ形シリコ
ン結晶基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電荷転送方向と交差する方向に沿って単層
   ポリシリコン層からなる電極が複数本配置される電荷結
   合デバイスの電極形成方法において、半導体基板上にゲ
   ート酸化膜及びポリシリコン層を順次形成し、前記ポリ
   シリコン層を所定間隔にパターニンダして残ったポリシ
   リコン層表面及び側壁にポリ酸化膜を所定厚に成長後、
   全域にフォトレジストを塗布して少なくともポリシリコ
   ン層表面が露出する迄平坦化エッチングを行い、フォト
   レジスト及びポリシリコン層を除去した後、全域にポリ
   シリコンを再度デポジションし、ドーピング工程後酸化
   工程によりポリシリコンの絶縁分離が完成するまで酸化
   を行うことを特徴とする電荷結合デバイスの電極形成方
   法。