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JPH053216A - Charge transfer device and solid-state image pick-up device - Google Patents

Charge transfer device and solid-state image pick-up device

Info

Publication number
JPH053216A
JPH053216A JP3274273A JP27427391A JPH053216A JP H053216 A JPH053216 A JP H053216A JP 3274273 A JP3274273 A JP 3274273A JP 27427391 A JP27427391 A JP 27427391A JP H053216 A JPH053216 A JP H053216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
charge transfer
silicon oxide
oxide film
region
Prior art date
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Granted
Application number
JP3274273A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3162440B2 (en
Inventor
Hiroyuki Okada
裕幸 岡田
Wataru Kamisaka
渡 上坂
Masashi Asaumi
政司 浅海
Yuji Matsuda
祐二 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP27427391A priority Critical patent/JP3162440B2/en
Publication of JPH053216A publication Critical patent/JPH053216A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a charge transfer device wherein device characteristics of a peripheral circuit are not deteriorated at interface levels and trap levels and a charge transfer part has predetermined dielectric voltage, and further saturation characteristics of a CCD channel with respect to signal charges are not deteriorated. CONSTITUTION:A title charge transfer device comprises a charge transfer part and a peripheral circuit part both formed on a silicon substrate 5. The charge transfer part includes transfer electrodes 58, 60 formed through a laminated insulating film composed of a silicon oxide film 56 and a silicon nitride film 57. The peripheral circuit part includes 2 gate electrode 69 formed through a single layer insulating film composed of a silicon oxide film 68. In the laminated insulating film, the lower layer silicon oxide film 56 has its thickness ranging from 10 to 200nm and the upper layer silicon nitride film 57 has its thickness ranging from 10nm to 100nm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、固体撮像素子や、メ
モリ素子、遅延素子として用いられる電荷転送素子に関
するもので、特にONOゲート絶縁膜を用いた電荷転送
素子に関して、表面チャンネルを利用した周辺回路のト
ランジスタの界面準位を低減させる電荷転送素子および
その製造方法と固体撮像装置に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charge transfer device used as a solid-state image pickup device, a memory device, and a delay device, and more particularly to a charge transfer device using an ONO gate insulating film, which uses a surface channel. The present invention relates to a charge transfer element that reduces the interface state of a transistor in a circuit, a method for manufacturing the same, and a solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】電荷転送素子は、2層もしくは3層のポ
リシリコンゲートを用いて、埋め込み型のn型の転送チ
ャンネルを用いて構成されている。連続したチャンネル
中を効率よく転送するために、ゲート絶縁膜にシリコン
酸化膜,シリコン窒化膜,シリコン酸化膜の3層構造
(一般に、ONO膜と呼ばれる)が多く用いられてい
る。これは、同一膜厚のゲート絶縁膜を用いることで転
送経路中のポテンシャルの変動を抑え、また2層目以上
のゲートを形成する際の下段ゲート端部の下部に形成さ
れる厚いシリコン酸化膜(いわゆるゲートバーズビー
ク)の発生を抑制している。また、絶縁耐圧も単なるシ
リコン酸化膜に比べて向上する。
2. Description of the Related Art A charge transfer device is constructed by using a two-layer or three-layer polysilicon gate and an embedded n-type transfer channel. In order to efficiently transfer in a continuous channel, a three-layer structure (generally called an ONO film) of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film is often used as a gate insulating film. This is because a gate insulating film having the same film thickness is used to suppress fluctuations in potential in the transfer path, and a thick silicon oxide film formed below the lower gate end when forming a second or higher layer gate. The occurrence of (so-called gate bird's beak) is suppressed. Also, the dielectric strength is improved as compared with a simple silicon oxide film.

【0003】ONO膜を用いた電荷転送素子の例として
は、特開平2−220450号公報に開示されたものが
ある。つぎに、上記公報に開示された電荷転送装置とそ
の製造方法について図面を参照しながら説明する。図1
1に電荷転送装置の断面図を示す。図11において、1
は電荷転送部、2は周辺回路部、3は半導体基板、4は
電荷転送部1と周辺回路部2とを電気的に分離する分離
領域、5は電荷転送部1のゲート絶縁膜であるシリコン
酸化膜、6は同じくシリコン窒化膜、7は同じくシリコ
ン酸化膜、8はシリコン酸化膜5とシリコン窒化膜6と
シリコン酸化膜7とで構成される積層絶縁膜である。9
は第1の転送電極、10はシリコン酸化膜、11は第2
の転送電極である。12は周辺回路部2のゲート絶縁
膜、13はソース・ドレイン、14はゲート電極であ
る。16は表面保護膜である。
An example of a charge transfer element using an ONO film is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 220450/1990. Next, the charge transfer device and the manufacturing method thereof disclosed in the above publication will be described with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 1 shows a sectional view of the charge transfer device. In FIG. 11, 1
Is a charge transfer part, 2 is a peripheral circuit part, 3 is a semiconductor substrate, 4 is an isolation region for electrically separating the charge transfer part 1 and the peripheral circuit part 2, and 5 is silicon which is a gate insulating film of the charge transfer part 1. An oxide film, 6 is a silicon nitride film, 7 is a silicon oxide film, and 8 is a laminated insulating film composed of a silicon oxide film 5, a silicon nitride film 6, and a silicon oxide film 7. 9
Is a first transfer electrode, 10 is a silicon oxide film, 11 is a second
Of the transfer electrode. Reference numeral 12 is a gate insulating film of the peripheral circuit section 2, 13 is a source / drain, and 14 is a gate electrode. 16 is a surface protective film.

【0004】このように、従来の電荷転送素子は、電荷
転送部1の転送電極9,11下のゲート絶縁膜として積
層絶縁膜8が形成されているのに対して、周辺回路部2
のゲート絶縁膜12は単層の絶縁膜で構成されている。
このような構成では、周辺回路部2のゲート電極が単層
の絶縁膜で形成されていることから、所望のしきい値電
圧を得ることが容易であり、また、電荷転送部1の各転
送電極9,11が積層絶縁膜8上に形成されているの
で、ピンホール現象が生じるおそれがない。
As described above, in the conventional charge transfer device, the laminated insulating film 8 is formed as the gate insulating film under the transfer electrodes 9 and 11 of the charge transfer portion 1, whereas the peripheral circuit portion 2 is formed.
The gate insulating film 12 is composed of a single-layer insulating film.
In such a configuration, since the gate electrode of the peripheral circuit section 2 is formed of a single-layer insulating film, it is easy to obtain a desired threshold voltage, and each transfer of the charge transfer section 1 is facilitated. Since the electrodes 9 and 11 are formed on the laminated insulating film 8, the pinhole phenomenon does not occur.

【0005】図12に図11の電荷転送装置の製造方法
を説明する工程順断面図を示す。ここでは、上記図11
で用いた番号をそのまま用い、以下その製造方法につい
て詳しく説明する。まず、図12(a)に示すように、
半導体基板3に分離絶縁膜4を形成する。つぎに、図1
2(b)に示すように、半導体基板3上に熱酸化により
シリコン酸化膜5を形成する。つづいて、シリコン酸化
膜5上にCVD法によってシリコン窒化膜6を形成す
る。さらに、シリコン窒化膜6上にシリコン酸化膜7を
形成する。以上で積層絶縁膜8が形成得られる。
FIG. 12 is a cross-sectional view in order of the steps, illustrating a method for manufacturing the charge transfer device shown in FIG. Here, in FIG.
The manufacturing method will be described in detail below using the same numbers as those used in. First, as shown in FIG.
The isolation insulating film 4 is formed on the semiconductor substrate 3. Next, FIG.
As shown in FIG. 2B, a silicon oxide film 5 is formed on the semiconductor substrate 3 by thermal oxidation. Subsequently, the silicon nitride film 6 is formed on the silicon oxide film 5 by the CVD method. Further, a silicon oxide film 7 is formed on the silicon nitride film 6. Thus, the laminated insulating film 8 is formed and obtained.

【0006】つぎに、図12(c)に示すように、第1
層目の転送電極9をCVD法と選択エッチングとによっ
て形成する。さらに、層間絶縁膜であるシリコン酸化膜
10を形成する。つぎに、図12(d)に示すように、
電荷転送部1上をレジスト15で覆う。そして、このレ
ジスト15をマスクにしてエッチングすることで周辺回
路部2に形成された積層絶縁膜8を除去する。
Next, as shown in FIG.
The transfer electrode 9 of the layer is formed by the CVD method and selective etching. Further, a silicon oxide film 10 which is an interlayer insulating film is formed. Next, as shown in FIG.
The charge transfer unit 1 is covered with a resist 15. Then, the laminated insulating film 8 formed on the peripheral circuit portion 2 is removed by etching using the resist 15 as a mask.

【0007】つぎに、図12(e)に示すように、半導
体基板3の表面を熱酸化して周辺回路部2にゲート絶縁
膜12を形成する。つぎに、第2層目の多結晶シリコン
で転送電極11とゲート電極14を形成する。最後に、
周辺回路部2にソース・ドレイン13を形成する。
Next, as shown in FIG. 12E, the surface of the semiconductor substrate 3 is thermally oxidized to form the gate insulating film 12 in the peripheral circuit section 2. Next, the transfer electrode 11 and the gate electrode 14 are formed of the second-layer polycrystalline silicon. Finally,
The source / drain 13 is formed in the peripheral circuit section 2.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
電荷転送部1の積層絶縁膜の各層の膜厚についての限定
的記述が全くなく、所定の不純物濃度を持つ拡散層を形
成することによって所定の絶縁耐圧をもち、転送効率お
よびCCDのチャンネルの信号電荷に対する飽和特性に
劣下のない電荷転送素子が得られない。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above conventional configuration,
There is no definite description about the film thickness of each layer of the laminated insulating film of the charge transfer section 1, and a diffusion layer having a predetermined impurity concentration is formed to have a predetermined withstand voltage, a transfer efficiency and a signal of a CCD channel. It is not possible to obtain a charge transfer element having a saturation characteristic against electric charges.

【0009】また、転送電極9,11の下のゲート絶縁
膜として使用する絶縁膜の膜厚の規定はなく、その膜厚
の設定によっては、駆動電圧の低電圧側の値(φL )が
低くなりすぎて転送効率が劣下したり、あるいは、駆動
電圧の高電圧側の値(φH )が高くなりすぎて駆動する
ためのパルスジェネレータを高耐圧なものにする必要が
生じる場合がある。
Further, there is no regulation of the film thickness of the insulating film used as the gate insulating film under the transfer electrodes 9 and 11, and depending on the setting of the film thickness, the value (φ L ) of the driving voltage on the low voltage side is It may become too low and transfer efficiency may deteriorate, or the value (φ H ) on the high voltage side of the drive voltage may become too high and the pulse generator for driving may need to have high withstand voltage. .

【0010】また、この電荷転送素子を固体撮像装置と
して利用する点についての開示は一切ない。さらに、電
荷転送素子のMISトランジスタはそのゲート絶縁膜の
膜厚を制御することで、アンプノイズが低く、従来のM
ISトランジスタに比べて約2/5倍程度に抑えること
ができること、ならびに周波数特性についても、このM
ISトランジスタが、従来のMISトランジスタに比べ
て約1.4倍程度高くすることができる条件については
一切記載がない。
Further, there is no disclosure regarding the use of this charge transfer device as a solid-state image pickup device. Further, the MIS transistor of the charge transfer device has a low amplifier noise by controlling the film thickness of its gate insulating film, and thus the conventional M
Regarding the fact that it can be suppressed to about 2/5 times that of the IS transistor and the frequency characteristics,
There is no description about the conditions under which the IS transistor can be made about 1.4 times higher than the conventional MIS transistor.

【0011】さらに、MISトランジスタのゲート絶縁
膜の膜厚を複数種類設定することはできないので、スイ
ッチング時のオン抵抗を小さくしてノイズを減少させる
トランジスタと、ロードトランジスタのように抵抗とし
てのみ用いるトランジスタとが併存させることはできな
い。また、その電荷転送素子の製造方法では、周辺回路
部のシリコン酸化膜の膜厚は1種類だけで構成されて、
周辺回路の目的に併せてシリコン酸化膜の膜厚を複数種
類作ることができない。
Furthermore, since it is not possible to set a plurality of types of film thicknesses of the gate insulating film of the MIS transistor, a transistor that reduces ON resistance during switching to reduce noise and a transistor such as a load transistor which is used only as a resistor. And cannot coexist. Further, in the method of manufacturing the charge transfer element, the film thickness of the silicon oxide film in the peripheral circuit portion is composed of only one type,
It is impossible to make plural kinds of silicon oxide film thicknesses in accordance with the purpose of the peripheral circuit.

【0012】また、周辺回路部のゲート絶縁膜を形成す
るのに電荷転送部に形成されたONO膜をいったんすべ
て除去する。このため、工程が複雑になるとともに、周
辺回路部のゲート絶縁膜を形成する時、電荷転送部の上
層には第1の転送電極が形成された状態である。この状
態でゲート絶縁膜の酸化を行うとONO膜の上層に露出
したシリコン酸化膜が成長し、第1の転送電極のバーズ
・ビークとなり電荷転送素子の特性の劣化を招く。
Further, in order to form the gate insulating film of the peripheral circuit portion, all the ONO film formed in the charge transfer portion is once removed. For this reason, the process becomes complicated, and when the gate insulating film of the peripheral circuit portion is formed, the first transfer electrode is formed in the upper layer of the charge transfer portion. If the gate insulating film is oxidized in this state, the exposed silicon oxide film grows in the upper layer of the ONO film and becomes a bird's beak of the first transfer electrode, which deteriorates the characteristics of the charge transfer element.

【0013】また、周辺回路部のゲート絶縁膜の形成に
よりONO膜の露出したシリコン酸化膜が成長するた
め、第1の転送電極直下の絶縁膜の膜厚と第2の転送電
極直下の絶縁膜の膜厚に差が生じる。このため、転送電
極直下には均一なチャンネルが形成されず電荷転送素子
としての特性の信頼性の劣化を招く。また、周辺回路部
のシリコン窒化膜を除去した領域は、分離領域を形成し
たときの応力の影響があり、周辺回路特性に致命的な欠
陥を生じる。
Further, since the exposed silicon oxide film of the ONO film grows due to the formation of the gate insulating film in the peripheral circuit portion, the film thickness of the insulating film immediately below the first transfer electrode and the insulating film immediately below the second transfer electrode. Difference occurs in the film thickness. For this reason, a uniform channel is not formed immediately below the transfer electrode, and the reliability of the characteristics of the charge transfer element deteriorates. Further, the region of the peripheral circuit portion from which the silicon nitride film is removed is affected by the stress when the isolation region is formed, and causes a fatal defect in the peripheral circuit characteristics.

【0014】さらに、周辺回路部内に目的の異なるトラ
ンジスタを形成する場合、単一のシリコン酸化膜の膜厚
のトランジスタしか得ることができない。この発明の目
的は、周辺回路部が界面準位やトラップ準位で素子特性
が劣下せず、電荷転送部が所定の絶縁耐圧をもち、CC
Dのチャンネルの信号電荷に対する飽和特性に劣下のな
い電荷転送素子を提供することである。
Further, when transistors having different purposes are formed in the peripheral circuit section, only transistors having a single silicon oxide film thickness can be obtained. It is an object of the present invention that the peripheral circuit portion does not deteriorate in device characteristics due to interface states or trap levels, the charge transfer portion has a predetermined withstand voltage, and CC
It is an object of the present invention to provide a charge transfer device which is not deteriorated in the saturation characteristic with respect to the signal charge of the D channel.

【0015】また、他の目的は、転送効率が劣下せず、
パルスジェネレータを高耐圧にする必要のない電荷転送
素子を提供することである。また、他の目的として、電
荷転送素子を利用した固体撮像装置において、フォトダ
イオードに入射する光を減衰させることがない固体撮像
装置を提供することである。
Another object is that the transfer efficiency is not deteriorated,
An object of the present invention is to provide a charge transfer element that does not require a pulse generator to have a high breakdown voltage. Another object of the present invention is to provide a solid-state imaging device using a charge transfer element, which does not attenuate the light incident on the photodiode.

【0016】また、他の目的は、アンプノイズが低く、
周波数特性が高い電荷転送素子を提供することにある。
この発明の目的は、スイッチング時のオン抵抗を小さく
してノイズを減少させるトランジスタと、ロードトラン
ジスタのように抵抗としてのみ用いるトランジスタを併
存させることができる電荷転送素子の製造方法を提供す
ることである。
Another object is that the amplifier noise is low,
It is to provide a charge transfer device having high frequency characteristics.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a charge transfer device that can coexist a transistor that reduces ON resistance during switching to reduce noise and a transistor such as a load transistor that is used only as a resistor. .

【0017】また、この発明の目的は、周辺回路部の目
的に合わせてシリコン酸化膜の膜厚を変化させることが
できる電荷転送素子の製造方法を提供することである。
また、この発明の目的は、分離領域を形成したときの応
力の影響の及ばない電荷転送素子の製造方法を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a charge transfer element which can change the film thickness of a silicon oxide film according to the purpose of a peripheral circuit section.
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a charge transfer element that is not affected by stress when the isolation region is formed.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1記載の電荷転送素子は、半導体基板に電荷
転送部と周辺回路部とが形成された電荷転送素子であっ
て、前記電荷転送部は積層絶縁膜を介して形成された転
送電極を有し、前記周辺回路部は単層の絶縁膜を介して
形成されたゲート電極を有し、前記積層絶縁膜が少なく
とも下層が膜厚10nm〜200nmのシリコン酸化膜
で構成されるとともに、上層が膜厚10nm〜100n
mのシリコン窒化膜で構成されている。
In order to solve the above problems, a charge transfer element according to claim 1 is a charge transfer element in which a charge transfer portion and a peripheral circuit portion are formed on a semiconductor substrate. The charge transfer portion has a transfer electrode formed through a laminated insulating film, the peripheral circuit portion has a gate electrode formed through a single-layer insulating film, and the laminated insulating film has at least a lower layer as a film. It is composed of a silicon oxide film having a thickness of 10 nm to 200 nm, and the upper layer has a film thickness of 10 nm to 100 n.
m silicon nitride film.

【0019】請求項2記載の電荷転送素子は、請求項1
記載の電荷転送素子において、積層絶縁膜を構成するシ
リコン窒化膜上に、膜厚5nmのシリコン酸化膜が形成
されている。請求項3記載の電荷転送素子は、請求項1
記載の電荷転送素子において、周辺回路部に形成される
複数個のトランジスタのゲート絶縁膜の膜厚が異なって
いる。
The charge transfer device according to claim 2 is the same as that according to claim 1.
In the charge transfer device described above, a silicon oxide film having a film thickness of 5 nm is formed on the silicon nitride film forming the laminated insulating film. The charge transfer device according to claim 3 is the charge transfer device according to claim 1.
In the charge transfer device described above, the gate insulating films of the plurality of transistors formed in the peripheral circuit section have different thicknesses.

【0020】請求項4記載の電荷転送素子は、請求項1
記載の電荷転送素子において、周辺回路部に形成される
複数個のトランジスタの中に少なくとも抵抗となるロー
ドトランジスタが存在する。請求項5記載の固体撮像装
置は、半導体基板に形成された電荷転送部とフォトダイ
オード部が形成された固体撮像装置であって、前記電荷
転送部は積層絶縁膜を介して形成された転送電極を有
し、前記フォトダイオード部は前記半導体基板上に形成
された単層の絶縁膜を有し、前記積層絶縁膜が少なくと
も下層がシリコン酸化膜で構成されるとともに、上層が
シリコン窒化膜で構成され、かつ前記単層の絶縁膜がシ
リコン酸化膜で構成されている。
The charge transfer device according to claim 4 is the charge transfer device according to claim 1.
In the charge transfer device described above, at least a load transistor serving as a resistance exists in the plurality of transistors formed in the peripheral circuit portion. The solid-state image pickup device according to claim 5, wherein the charge transfer part and the photodiode part are formed on a semiconductor substrate, and the charge transfer part is a transfer electrode formed via a laminated insulating film. The photodiode section has a single-layer insulating film formed on the semiconductor substrate, and the laminated insulating film has at least a lower layer made of a silicon oxide film and an upper layer made of a silicon nitride film. The single-layer insulating film is composed of a silicon oxide film.

【0021】請求項6記載の電荷転送素子は、半導体基
板に電荷転送部と周辺回路部が形成された電荷転送素子
であって、前記電荷転送部と前記周辺回路部とを分離す
る方形の分離領域と、前記周辺回路部で前記分離領域よ
り内側で、かつ間隙をあけて形成された単層の絶縁膜の
領域と、前記領域内のほぼ中央部に形成されたゲート電
極と、前記ゲート電極の両側でかつ前記領域内に設けら
れたソース・ドレインのコンタクトホールとを備えてい
る。
A charge transfer device according to a sixth aspect of the present invention is a charge transfer device in which a charge transfer portion and a peripheral circuit portion are formed on a semiconductor substrate, and the charge transfer portion and the peripheral circuit portion are separated in a rectangular shape. A region, a region of a single-layer insulating film formed in the peripheral circuit portion inside the isolation region and with a gap, a gate electrode formed substantially in the center of the region, and the gate electrode Source / drain contact holes provided on both sides of and in the region.

【0022】請求項7記載の電荷転送素子は、請求項6
記載の電荷転送素子にいて、前記間隙が、前記分離領域
の端部から、ほぼ前記分離領域の膜厚に相当する距離以
上離れている。請求項8記載の電荷転送素子の製造方法
は、半導体基板主面の所定領域に分離領域を成長する工
程と、前記半導体基板上に第1のシリコン酸化膜を形成
する工程と、前記第1のシリコン酸化膜上にシリコン窒
化膜を形成する工程と、周辺回路部となる第1の領域の
前記シリコン窒化膜を除去する工程と、ついで前記第1
の領域の前記第1のシリコン酸化膜を除去する工程と、
電荷転送部となる第2の領域上面に前記シリコン窒化膜
が全面に露出した状態で第2のシリコン酸化膜を形成す
る工程と、前記電荷転送部となる第1の領域に第1の転
送電極を形成すると同時に前記第2のシリコン酸化膜を
介して前記周辺回路部のゲート電極を形成する工程と、
前記第1の転送電極を酸化し第3のシリコン酸化膜を形
成する工程と、前記第3のシリコン酸化膜を介して第2
の転送電極を形成する工程とを含む。
A charge transfer device according to a seventh aspect is the sixth aspect.
In the charge transfer device described in the above, the gap is separated from the end of the separation region by a distance equal to or greater than a film thickness of the separation region. 9. The method of manufacturing a charge transfer device according to claim 8, wherein a step of growing an isolation region in a predetermined region of the main surface of the semiconductor substrate, a step of forming a first silicon oxide film on the semiconductor substrate, and the first A step of forming a silicon nitride film on the silicon oxide film, a step of removing the silicon nitride film in the first region to be a peripheral circuit part, and then the first step.
Removing the first silicon oxide film in the region of
Forming a second silicon oxide film on the upper surface of the second region to be the charge transfer portion with the silicon nitride film exposed to the entire surface; and a first transfer electrode to the first region to be the charge transfer portion. And simultaneously forming a gate electrode of the peripheral circuit section through the second silicon oxide film,
A step of oxidizing the first transfer electrode to form a third silicon oxide film, and a step of forming a third silicon oxide film through the third silicon oxide film.
And forming a transfer electrode.

【0023】請求項10記載の電荷転送素子の製造方法
は、半導体基板主面の所定領域に分離領域を成長する工
程と、ついで前記半導体基板上に第1のシリコン酸化膜
を形成する工程と、ついで前記第1のシリコン酸化膜上
にシリコン窒化膜を形成する工程と、ついで周辺回路部
となる第1の領域の前記シリコン窒化膜を除去する工程
と、ついで前記第1の領域の前記第1のシリコン酸化膜
を除去する工程と、ついで電荷転送部となる第2の領域
上面に前記シリコン窒化膜が全面に露出した状態で第2
のシリコン酸化膜を形成する工程と、ついで前記電荷転
送部となる第2の領域に第1の転送電極を形成すると同
時に前記第1の領域内の第3の領域に前記第2のシリコ
ン酸化膜を介して第1のゲート電極を形成する工程と、
ついで前記第1の転送電極を酸化すると同時に前記第1
の領域内の第4の領域に第3のシリコン酸化膜を形成す
る工程と、ついで前記第3のシリコン酸化膜を介して前
記電荷転送部となる第2の領域に第2の転送電極を形成
すると同時に前記第3のシリコン酸化膜を介して前記第
4の領域に第2のゲート電極を形成する工程とを含む。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a charge transfer device, the step of growing an isolation region in a predetermined region of the main surface of a semiconductor substrate, and then the step of forming a first silicon oxide film on the semiconductor substrate. Then, a step of forming a silicon nitride film on the first silicon oxide film, a step of removing the silicon nitride film in a first region to be a peripheral circuit section, and a step of removing the first silicon film in the first region. Second step of removing the silicon oxide film, and then the second step in the state where the silicon nitride film is entirely exposed on the upper surface of the second region to be the charge transfer portion.
Forming a silicon oxide film, and then forming a first transfer electrode in the second region to be the charge transfer portion, and simultaneously forming the second silicon oxide film in a third region in the first region. Forming a first gate electrode via
Then, the first transfer electrode is oxidized and at the same time the first transfer electrode is oxidized.
Forming a third silicon oxide film in the fourth region in the region of 2), and then forming a second transfer electrode in the second region serving as the charge transfer unit via the third silicon oxide film. And simultaneously forming a second gate electrode in the fourth region through the third silicon oxide film.

【0024】[0024]

【作用】この発明によれば、前記周辺回路部は単層の絶
縁膜を介して形成されたゲート電極を有し、前記積層絶
縁膜が少なくとも下層が膜厚10nm〜200nmのシ
リコン酸化膜で構成されるとともに、上層が膜厚10n
m〜100nmのシリコン窒化膜で構成されているの
で、所定の不純物濃度を持つ拡散層を形成することによ
って所定の絶縁耐圧をもち、転送効率およびCCDのチ
ャンネルの信号電荷に対する飽和特性に劣下のない電荷
転送素子が得られる。
According to the present invention, the peripheral circuit portion has a gate electrode formed via a single-layer insulating film, and at least the lower layer of the laminated insulating film is formed of a silicon oxide film having a film thickness of 10 nm to 200 nm. And the upper layer has a film thickness of 10 n
Since it is composed of a silicon nitride film of m to 100 nm, it has a predetermined dielectric strength by forming a diffusion layer having a predetermined impurity concentration, and the transfer efficiency and the saturation characteristic against the signal charge of the CCD channel are inferior. No charge transfer device is obtained.

【0025】また、上記のような膜厚を有する絶縁膜を
ゲート絶縁膜として使用しているため、駆動電圧の低電
圧側の値(φL )が低くなりすぎることはなく、転送効
率が劣下することがない。また、駆動電圧の高電圧側の
値(φH )が高くなりすぎることもなく、駆動するため
のパルスジェネレータを高耐圧なものにする必要がな
い。
Further, since the insulating film having the above-mentioned thickness is used as the gate insulating film, the value (φ L ) on the low voltage side of the driving voltage does not become too low, and the transfer efficiency is poor. There is nothing to give down. Further, the value (φ H ) on the high voltage side of the driving voltage does not become too high, and it is not necessary to make the pulse generator for driving high withstand voltage.

【0026】さらに、上記のような膜厚設定の結果、膜
形成の安定性がよく、電荷転送素子の信頼性を高めるこ
とができ、また、電荷転送素子を長時間使用しても、C
CDのチャンネルに印加される実効電圧が変化すること
がない。さらに、この発明の電荷転送素子では、シリコ
ン酸化膜の下部以外のシリコン窒化膜をなくすことによ
って電荷転送素子全体にかかる応力を低減することがで
きる。また、この電荷転送素子を固体撮像装置として利
用する場合でも、シリコン窒化膜がないので、フォトダ
イオードに入射する光を減衰させることがない。
Further, as a result of setting the film thickness as described above, the stability of film formation is good, the reliability of the charge transfer element can be improved, and even if the charge transfer element is used for a long time, C
The effective voltage applied to the CD channel does not change. Further, in the charge transfer device of the present invention, the stress applied to the entire charge transfer device can be reduced by eliminating the silicon nitride film other than under the silicon oxide film. Further, even when this charge transfer element is used as a solid-state image pickup device, since there is no silicon nitride film, light incident on the photodiode is not attenuated.

【0027】また、MISトランジスタのゲート絶縁膜
にシリコン酸化膜を単層で設けているので、界面準位や
絶縁膜中に存在しているトラップ準位によってトランジ
スタ特性が劣下することがない。このため、界面準位密
度が増加することによるMISトランジスタのノイズ特
性および周波数特性の劣化は生じない。また膜中のトラ
ップ密度が増加することによるMISトランジスタのし
きい値電圧Vthのシフトや相互コンダクタンスgm の劣
化がない。
Since the gate insulating film of the MIS transistor is provided with the silicon oxide film as a single layer, the transistor characteristics are not deteriorated by the interface level and the trap level existing in the insulating film. Therefore, the noise characteristic and the frequency characteristic of the MIS transistor are not deteriorated due to the increase of the interface state density. Further, the threshold voltage V th of the MIS transistor is not shifted and the mutual conductance g m is not deteriorated due to the increase of the trap density in the film.

【0028】さらに、この発明の電荷転送素子のMIS
トランジスタは、アンプノイズが低く、従来の積層構造
のゲート絶縁膜を有するMISトランジスタに比べて約
2/5倍程度に抑えることができる。このため、電荷転
送素子の動作を行った時、微小な信号電荷を充分に増幅
することができる。また、周波数特性は、この実施例の
MISトランジスタは、従来の積層構造のゲート絶縁膜
を有するMISトランジスタに比べて約1.4倍程度高
くすることができる。
Further, the MIS of the charge transfer device of the present invention
The transistor has a low amplifier noise and can be suppressed to about 2/5 times that of a conventional MIS transistor having a gate insulating film having a laminated structure. Therefore, when the charge transfer element operates, a minute signal charge can be sufficiently amplified. Further, the frequency characteristics of the MIS transistor of this embodiment can be improved by about 1.4 times as compared with the conventional MIS transistor having a gate insulating film having a laminated structure.

【0029】さらに、MISトランジスタのゲート絶縁
膜の膜厚は、用途によって周辺回路部内で最適な値にで
きる。このため、素子の縮小や素子特性の最適化を容易
に行うことができる。さらに、MISトランジスタのゲ
ート絶縁膜の膜厚を任意に選ぶことができるので、スイ
ッチング時のオン抵抗を小さくし、ノイズを減少させる
トランジスタと、ロードトランジスタのように抵抗とし
てのみ用いるトランジスタとを併存させることができ
る。このため、相互コンダクタンスgm が大きくなった
り、トランジスタのサイズを大きくする必要がない。ま
た、附加容量が増大し高周波特性が劣下するのを防ぐこ
とができる。
Furthermore, the film thickness of the gate insulating film of the MIS transistor can be set to an optimum value in the peripheral circuit section depending on the application. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the device and optimize the device characteristics. Furthermore, since the thickness of the gate insulating film of the MIS transistor can be arbitrarily selected, a transistor that reduces ON resistance at the time of switching to reduce noise and a transistor such as a load transistor that is used only as a resistor are present together. be able to. Therefore, it is not necessary to increase the transconductance g m or increase the size of the transistor. In addition, it is possible to prevent the high frequency characteristic from being deteriorated due to the increase of the added capacitance.

【0030】さらに、周辺回路部のシリコン窒化膜を除
去しているので、界面準位の影響が少ない部分にMIS
トランジスタを形成することができる。このため、応力
によるしきい値電圧Vthの劣下が生じない。また、この
発明の電荷転送素子の製造方法では、シリコン窒化膜を
上面とする電荷転送部に周辺回路部のゲート絶縁膜を同
時に形成するため、工程が簡単であり、ゲート絶縁膜の
膜厚を目的に合わせて変更できる。
Further, since the silicon nitride film in the peripheral circuit portion is removed, the MIS is formed in a portion where the influence of the interface state is small.
A transistor can be formed. Therefore, the threshold voltage V th is not degraded by the stress. Further, in the method of manufacturing a charge transfer device according to the present invention, the gate insulating film of the peripheral circuit portion is simultaneously formed in the charge transfer portion having the silicon nitride film as an upper surface, so that the process is simple and the film thickness of the gate insulating film is Can be changed according to the purpose.

【0031】さらに、電荷転送部の第1の転送電極と周
辺回路部のゲート電極をセルフアラインで形成できるた
め、工程が容易である。また、周辺回路部に目的の異な
るトランジスタを形成するとき、電荷転送部に周辺回路
のゲート絶縁膜と、電荷転送部の第1の転送電極および
周辺回路部のゲート電極とをセルフアラインで形成し、
さらに目的の異なるトランジスタのゲート絶縁膜を、第
1の転送電極を電気的に分離するための絶縁膜と同時に
形成できる。このとき、目的の異なるトランジスタのゲ
ート電極と第2の転送電極を同時に形成することができ
る。このため工程が容易である。
Furthermore, since the first transfer electrode of the charge transfer section and the gate electrode of the peripheral circuit section can be formed by self-alignment, the process is easy. When forming transistors having different purposes in the peripheral circuit section, the gate insulating film of the peripheral circuit, the first transfer electrode of the charge transfer section and the gate electrode of the peripheral circuit section are formed in the charge transfer section by self-alignment. ,
Further, the gate insulating film of the transistor having a different purpose can be formed at the same time as the insulating film for electrically isolating the first transfer electrode. At this time, the gate electrodes and the second transfer electrodes of the transistors having different purposes can be formed at the same time. Therefore, the process is easy.

【0032】また、この発明の電荷転送素子の製造方法
では、周辺回路部のゲート絶縁膜を形成するのに、シリ
コン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜を除去する。この
ため、工程が従来のものに比べて簡単である。さらに、
周辺回路部のゲート絶縁膜を形成する時、電荷転送部の
上層にはシリコン窒化膜が形成された状態である。この
状態でゲート絶縁膜の酸化を行うとシリコン窒化膜は変
化せず、すなわち5nm程度のシリコン酸化膜が形成さ
れるだけで、同時に周辺回路部のゲート絶縁膜の形成が
できる。
Further, in the method of manufacturing the charge transfer device according to the present invention, the laminated film of the silicon oxide film and the silicon nitride film is removed to form the gate insulating film of the peripheral circuit portion. Therefore, the process is simpler than the conventional process. further,
When the gate insulating film of the peripheral circuit portion is formed, the silicon nitride film is formed on the upper layer of the charge transfer portion. If the gate insulating film is oxidized in this state, the silicon nitride film does not change, that is, only a silicon oxide film of about 5 nm is formed, and the gate insulating film of the peripheral circuit portion can be formed at the same time.

【0033】このため、第1の転送電極直下の絶縁膜の
膜厚と第2の転送電極直下の絶縁膜の膜厚がほぼ均一に
なる。
Therefore, the film thickness of the insulating film immediately below the first transfer electrode and the film thickness of the insulating film immediately below the second transfer electrode become substantially uniform.

【0034】[0034]

【実施例】以下に、図面を参照しながらこの発明の実施
例について説明する。図1にこの発明の第1の実施例で
ある電荷転送素子の断面図を示す。ここに示した断面図
は、埋め込みチャンネル型電荷転送部の端部と周辺回路
部となる表面チャンネルMISトランジスタとが配置さ
れている(請求項1に対応する)。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a sectional view of a charge transfer device according to a first embodiment of the present invention. In the cross-sectional view shown here, the end portion of the buried channel type charge transfer portion and the surface channel MIS transistor serving as the peripheral circuit portion are arranged (corresponding to claim 1).

【0035】n型シリコン基板51主面の表面にp型拡
散層52が形成されている。p型拡散層52の不純物濃
度は、1〜5×1016/cm3 である。不純物濃度は、以
下に示すCCDのチャンネルの信号電荷の飽和容量およ
び転送効率に影響を与える。このため、所定の不純物濃
度にしておくことが必要である。また、p型拡散層52
の深さは、シリコン基板51表面から約5μmになるよ
うに形成されている。p型拡散層52の深さは、シリコ
ン基板51との絶縁耐圧と関係がある。このため、絶縁
耐圧が劣下しないようにその不純物濃度と合わせて所定
の深さに設定されている。
A p-type diffusion layer 52 is formed on the main surface of the n-type silicon substrate 51. The impurity concentration of the p-type diffusion layer 52 is 1 to 5 × 10 16 / cm 3 . The impurity concentration affects the saturation capacity and transfer efficiency of the signal charge of the CCD channel described below. Therefore, it is necessary to keep a predetermined impurity concentration. In addition, the p-type diffusion layer 52
Is formed to have a depth of about 5 μm from the surface of the silicon substrate 51. The depth of the p-type diffusion layer 52 is related to the breakdown voltage with respect to the silicon substrate 51. For this reason, a predetermined depth is set together with the impurity concentration so that the dielectric strength voltage does not deteriorate.

【0036】p型拡散層52で埋め込み型電荷転送部を
形成する部分に、CCDのチャンネルとなるn型拡散層
53が形成されている。n型拡散層53の不純物濃度
は、5〜10×1016/cm3 である。不純物濃度は、p
型拡散層52と同様にCCDのチャンネルの信号電荷の
飽和容量および転送効率に影響を与える。このため、所
定の不純物濃度にしておくことが必要である。
An n-type diffusion layer 53, which serves as a CCD channel, is formed in the portion of the p-type diffusion layer 52 that forms the embedded charge transfer portion. The impurity concentration of the n-type diffusion layer 53 is 5 to 10 × 10 16 / cm 3 . The impurity concentration is p
Like the type diffusion layer 52, it affects the saturation capacity and transfer efficiency of the signal charge of the CCD channel. Therefore, it is necessary to keep a predetermined impurity concentration.

【0037】このように、n型拡散層53の不純物濃度
は、p型拡散層52の不純物濃度と関係がある。すなわ
ち、CCDのチャンネルが空乏化するようにそれらの拡
散層に印加する電位を最適化している。また、n型拡散
層53の深さは、シリコン基板51表面から約0.5μ
mになるように形成されている。n型拡散層53の深さ
は、転送効率および飽和容量が劣下しないように適度な
深さに設定されている。
As described above, the impurity concentration of the n-type diffusion layer 53 is related to the impurity concentration of the p-type diffusion layer 52. That is, the potential applied to the diffusion layers is optimized so that the CCD channels are depleted. The depth of the n-type diffusion layer 53 is about 0.5 μm from the surface of the silicon substrate 51.
It is formed to be m. The depth of the n-type diffusion layer 53 is set to an appropriate depth so that the transfer efficiency and the saturation capacity are not deteriorated.

【0038】シリコン基板51表面の基板端部にはMI
Sトランジスタが形成されている。MISトランジスタ
と埋め込み型電荷転送部とは、LOCOSと呼ばれる厚
膜の酸化膜分離領域54によって電気的に絶縁されてい
る。MISトランジスタ領域には、ソース・ドレインと
なるn型拡散層55が形成されている。
MI is attached to the end of the substrate on the surface of the silicon substrate 51.
An S transistor is formed. The MIS transistor and the embedded charge transfer section are electrically insulated from each other by a thick oxide film isolation region 54 called LOCOS. In the MIS transistor region, an n-type diffusion layer 55 serving as a source / drain is formed.

【0039】埋め込み型電荷転送部のシリコン基板51
表面上には、シリコン酸化膜56が形成されている。こ
のシリコン酸化膜56は、ゲート絶縁膜となるためシリ
コン基板51を熱酸化して、膜厚80nm程度の厚さに
形成されている。シリコン酸化膜56の膜厚は、電荷転
送素子の転送効率およびCCDのチャンネルの信号電荷
に対する飽和特性に影響する。このため、10nm〜2
00nmの膜厚にするのがよい。
Silicon substrate 51 of embedded charge transfer section
A silicon oxide film 56 is formed on the surface. Since this silicon oxide film 56 becomes a gate insulating film, it is formed to have a thickness of about 80 nm by thermally oxidizing the silicon substrate 51. The film thickness of the silicon oxide film 56 affects the transfer efficiency of the charge transfer device and the saturation characteristic of the CCD channel with respect to the signal charge. Therefore, 10 nm to 2
A film thickness of 00 nm is preferable.

【0040】この膜厚が、10nm以下であると、駆動
電圧の低電圧側の値(φL )が低くなりすぎる。すなわ
ち、駆動電圧のパルス振幅が低くなる。このため転送効
率が劣下してしまう。また、200nm以上の膜厚であ
れば、駆動電圧の高電圧側の値(φH )が高くなりすぎ
る。このため、駆動するためのパルスジェネレータを高
耐圧なものにする必要がる。これは、きわめて実用的な
ものでない。
When this film thickness is 10 nm or less, the value (φ L ) of the driving voltage on the low voltage side becomes too low. That is, the pulse amplitude of the drive voltage becomes low. Therefore, the transfer efficiency is deteriorated. Further, if the film thickness is 200 nm or more, the value (φ H ) of the driving voltage on the high voltage side becomes too high. Therefore, it is necessary to make the pulse generator for driving high withstand voltage. This is not very practical.

【0041】また、駆動電圧を下げようとすると、n型
拡散層53の不純物濃度を薄くしなければならず、CC
Dのチャンネルの信号電荷の飽和容量が減少してしまう
不都合が生じる。シリコン酸化膜56上には、減圧CV
D法で形成された膜厚40nmのシリコン窒化膜57が
形成されている。このように埋め込み型電荷転送部で
は、ゲート絶縁膜として、シリコン酸化膜56とシリコ
ン窒化膜57の積層膜を用いている。
Further, if the driving voltage is to be lowered, the impurity concentration of the n-type diffusion layer 53 must be reduced, and the CC
There is an inconvenience that the saturation capacity of the signal charge of the D channel decreases. A depressurized CV is formed on the silicon oxide film 56.
A silicon nitride film 57 having a film thickness of 40 nm formed by the D method is formed. As described above, in the embedded charge transfer section, the laminated film of the silicon oxide film 56 and the silicon nitride film 57 is used as the gate insulating film.

【0042】シリコン窒化膜57の膜厚は、電荷転送素
子の絶縁耐圧およびCCDのチャンネルの信号電荷の飽
和特性に影響を与える。このため、10nm〜100n
mの膜厚にするのがよい。この膜厚が、10nm以下で
あると、絶縁耐圧が劣下するとともに、膜形成の安定性
も悪くなる。このため、素子の信頼性が劣下するという
不都合が生じる。
The thickness of the silicon nitride film 57 affects the withstand voltage of the charge transfer element and the saturation characteristic of the signal charge of the CCD channel. Therefore, 10 nm to 100 n
A film thickness of m is preferable. When this film thickness is 10 nm or less, the dielectric strength is deteriorated and the film formation stability is deteriorated. For this reason, there arises a disadvantage that the reliability of the element deteriorates.

【0043】また、100nm以上の膜厚であれば、ゲ
ート絶縁膜の合計膜厚が厚くなってシリコン酸化膜56
が厚い場合と同様に駆動電圧の上昇もしくはCCDのチ
ャンネルの信号電荷の飽和容量の低下を生じる。また、
シリコン窒化膜57は膜中に、電荷のトラップ準位の量
が多い。膜厚が厚くなるほどトラップ準位の量は増大
し、電荷転送素子を長時間使用すると、CCDのチャン
ネルに印加される実効電圧が変化して素子の信頼性が劣
下する。
Further, if the film thickness is 100 nm or more, the total film thickness of the gate insulating film becomes large, and the silicon oxide film 56 is formed.
As in the case of a large thickness, the driving voltage rises or the saturation capacity of the signal charge of the CCD channel decreases. Also,
The silicon nitride film 57 has a large amount of charge trap levels in the film. As the film thickness increases, the amount of trap levels increases, and when the charge transfer device is used for a long time, the effective voltage applied to the channel of the CCD changes and the reliability of the device deteriorates.

【0044】シリコン窒化膜57上には、転送電極58
が形成されている。転送電極58は、シリコン酸化膜5
9を介して隣の転送電極60と電気的に分離されてい
る。転送電極58,60は、リンをドープした多結晶シ
リコン膜で形成されている。多結晶シリコン膜の膜厚
は、約0.2〜0.6μmである。ここで、シリコン窒
化膜57の端部と転送電極58の多結晶シリコン膜の端
部が一致していることが重要である。シリコン窒化膜5
7の端部と転送電極58の多結晶シリコン膜の端部が一
致させようとすると、埋め込み型電荷転送部上のシリコ
ン窒化膜57表面層が、転送電極58,60とシリコン
酸化膜59によって完全に覆いつくされることになる。
このように、ゲート電極58,60とシリコン酸化膜5
9の下部以外のシリコン窒化膜7をなくすことによって
電荷転送素子全体に掛かる応力を低減することができ
る。
A transfer electrode 58 is formed on the silicon nitride film 57.
Are formed. The transfer electrode 58 is formed of the silicon oxide film 5.
It is electrically separated from the adjacent transfer electrode 60 via 9. The transfer electrodes 58 and 60 are formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The thickness of the polycrystalline silicon film is about 0.2 to 0.6 μm. Here, it is important that the end of the silicon nitride film 57 and the end of the polycrystalline silicon film of the transfer electrode 58 are aligned. Silicon nitride film 5
7 and the end of the polycrystalline silicon film of the transfer electrode 58 are made to coincide with each other, the surface layer of the silicon nitride film 57 on the embedded charge transfer portion is completely formed by the transfer electrodes 58 and 60 and the silicon oxide film 59. Will be covered by.
Thus, the gate electrodes 58 and 60 and the silicon oxide film 5 are
By eliminating the silicon nitride film 7 except for the lower part of 9, the stress applied to the entire charge transfer element can be reduced.

【0045】さらには、この電荷転送素子を固体撮像装
置として利用する場合でも、シリコン窒化膜がないこと
から、フォトダイオードに入射する光を減衰させること
がない。このことを、より詳細に説明するために、図2
にこの実施例の電荷転送素子を固体撮像装置に使用した
ときの断面形状を示す(請求項5に対応する)。
Further, even when this charge transfer element is used as a solid-state image pickup device, since the silicon nitride film is not provided, the light incident on the photodiode is not attenuated. In order to explain this in more detail, FIG.
The cross-sectional shape when the charge transfer device of this embodiment is used in a solid-state imaging device is shown in (corresponding to claim 5).

【0046】シリコン基板51表面から基板の深さ方向
に、p型拡散層61が形成されている。p型拡散層61
の中には、電荷転送部Aとフォトダイオード部Bが形成
されている。電荷転送部Aは、p型拡散層52がシリコ
ン基板51表面から基板の深さ方向に形成されている。
その上にn型拡散層53が形成されている。n型拡散層
53に隣接して拡散層62が形成されている。
A p-type diffusion layer 61 is formed from the surface of the silicon substrate 51 in the depth direction of the substrate. p-type diffusion layer 61
A charge transfer portion A and a photodiode portion B are formed in the inside. In the charge transfer portion A, the p-type diffusion layer 52 is formed from the surface of the silicon substrate 51 in the depth direction of the substrate.
An n-type diffusion layer 53 is formed on it. A diffusion layer 62 is formed adjacent to the n-type diffusion layer 53.

【0047】さらに、拡散層62と隣接してフォトダイ
オード部Bが形成されている。フォトダイオード部Bに
は、ある程度の深さを持つn型拡散層63が設けられ、
さらにシリコン基板51表面でn型拡散層63の上部に
p型拡散層64が設けられている。通常、フォトダイオ
ード部Bに入射した光は、これらの拡散層内で電子対を
形成する。このように光を電気信号に変えることができ
る。
Further, a photodiode portion B is formed adjacent to the diffusion layer 62. The photodiode part B is provided with an n-type diffusion layer 63 having a certain depth,
Further, a p-type diffusion layer 64 is provided on the surface of the silicon substrate 51 and above the n-type diffusion layer 63. Usually, the light incident on the photodiode section B forms an electron pair in these diffusion layers. In this way, light can be converted into electrical signals.

【0048】シリコン基板51上には、基板全面にシリ
コン酸化膜56が形成されている。シリコン酸化膜56
上で、ほぼ電荷転送部Aに相当する領域にはシリコン窒
化膜57が形成されている。さらに、シリコン窒化膜5
7上には転送電極58となる多結晶シリコンが形成され
ている。さらに、転送電極58を取り囲むように絶縁用
のシリコン酸化膜65が形成されている。固体撮像装置
は、フォトダイオード部Bに入射し、電気的に取り出さ
れた信号を、転送電極58直下のチャンネルを通して転
送する。
A silicon oxide film 56 is formed on the entire surface of the silicon substrate 51. Silicon oxide film 56
Above, a silicon nitride film 57 is formed in a region substantially corresponding to the charge transfer portion A. Furthermore, the silicon nitride film 5
Polycrystalline silicon to be the transfer electrode 58 is formed on the surface 7. Further, a silicon oxide film 65 for insulation is formed so as to surround the transfer electrode 58. The solid-state imaging device transfers the signal that is incident on the photodiode section B and is electrically extracted through the channel directly below the transfer electrode 58.

【0049】したがって、転送電極58とフォトダイオ
ード部Bとが一対の構造になっている。これらのものが
複数個形成されたものが固体撮像装置である。複数個の
この対になった素子は、拡散層66によって隣の対とな
った素子と電気的に絶縁されている。ある転送電極58
と隣の転送電極58の開口領域67のシリコン基板51
直下にフォトダイオード部Bが形成されている。フォト
ダイオード部Bが形成されているシリコン基板51上に
は、シリコン酸化膜56のみが形成されている。通常、
このような多層膜の転送電極のゲート絶縁膜を用いる場
合には、フォトダイオード部B上に多層膜を残した状態
にするが、入射する光を減衰させて用いてきた。しか
し、このような方法では固体撮像装置の高感度化の要請
を実現することが困難であった。
Therefore, the transfer electrode 58 and the photodiode portion B have a pair of structures. A solid-state imaging device is one in which a plurality of these are formed. The plurality of this pair of elements are electrically insulated from the adjacent pair of elements by the diffusion layer 66. Certain transfer electrode 58
And the silicon substrate 51 in the opening region 67 of the adjacent transfer electrode 58
The photodiode portion B is formed immediately below. Only the silicon oxide film 56 is formed on the silicon substrate 51 on which the photodiode portion B is formed. Normal,
When such a gate insulating film of a transfer electrode having a multilayer film is used, the multilayer film is left on the photodiode portion B, but the incident light has been attenuated and used. However, it is difficult to realize the demand for higher sensitivity of the solid-state imaging device by such a method.

【0050】一方、図1において、MISトランジスタ
領域には、通常のMISトランジスタが形成されてい
る。すなわち、ソースとドレインとの間のシリコン基板
51表面上にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜68が
膜厚50nmで形成されている。さらに、シリコン酸化
膜68上にはゲート電極69が形成されている。ゲート
電極69は、リンをドープした多結晶シリコン膜で形成
されている。多結晶シリコンの膜厚は、約0.2〜0.
6μmである。
On the other hand, in FIG. 1, a normal MIS transistor is formed in the MIS transistor region. That is, a silicon oxide film 68 to be a gate insulating film is formed with a film thickness of 50 nm on the surface of the silicon substrate 51 between the source and the drain. Further, a gate electrode 69 is formed on the silicon oxide film 68. The gate electrode 69 is formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.2-0.
It is 6 μm.

【0051】以上のように構成された、電荷転送素子
は、埋め込み型電荷転送部にシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の積層膜をゲート絶縁膜に用いても、その転送特
性に悪影響を及ぼすことがない。一方、従来の電荷転送
素子のように周辺回路部を構成するMISトランジスタ
のゲート絶縁膜に、このようなシリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜からなる積層膜を用いると、シリコン酸化膜の
単層のゲート絶縁膜を用いるこの実施例の場合に比べ
て、積層膜に生じる界面準位や絶縁膜中に存在している
トラップ準位によってトランジスタ特性が劣下する。積
層膜の界面準位密度が増加することでMISトランジス
タのノイズ特性および周波数特性が劣化する。また、膜
中のトラップ密度が増加することでMISトランジスタ
のしきい値電圧Vthがシフトしたり、相互コンダクタン
スgmが劣化する。これらの要因で積層膜を用いた電荷
転送素子の信頼性は低下してしまう。
In the charge transfer device configured as described above, even if the laminated film of the silicon oxide film and the silicon nitride film is used as the gate insulating film in the embedded charge transfer portion, the transfer characteristics thereof may be adversely affected. Absent. On the other hand, when a laminated film composed of such a silicon oxide film and a silicon nitride film is used as the gate insulating film of the MIS transistor which constitutes the peripheral circuit portion like the conventional charge transfer element, a single-layer gate of the silicon oxide film is used. Compared to the case of this embodiment using the insulating film, the transistor characteristics are deteriorated due to the interface level generated in the laminated film and the trap level existing in the insulating film. The increase in the interface state density of the laminated film deteriorates the noise characteristics and frequency characteristics of the MIS transistor. Further, the increase of the trap density in the film shifts the threshold voltage V th of the MIS transistor and deteriorates the mutual conductance g m . Due to these factors, the reliability of the charge transfer device using the laminated film is deteriorated.

【0052】この実施例の電荷転送素子では、従来の電
荷転送素子のMISトランジスタのようにその素子特性
が劣化することはない。以上述べたような効果について
より詳細に説明するために、図3にこの実施例の電荷転
送素子と、従来の積層膜をゲート絶縁膜に用いたMIS
トランジスタを持つ電荷転送素子とのアンプ部ゲート絶
縁膜種に対するアンプノイズと周波数特性を比較した図
を示す。
In the charge transfer device of this embodiment, the device characteristics do not deteriorate unlike the MIS transistor of the conventional charge transfer device. In order to explain the effects described above in more detail, FIG. 3 shows a charge transfer device of this embodiment and a MIS using a conventional laminated film as a gate insulating film.
The figure which compared the amplifier noise with respect to the charge transfer element which has a transistor, and the gate insulating film kind of amplifier part, and a frequency characteristic is shown.

【0053】図中の黒丸は、周波数特性を示し、白丸は
アンプノイズを示す。ゲート絶縁膜種がSiO2 と書か
れているのがこの実施例のMISトランジスタである。
ONOと書かれているのが従来のMISトランジスタを
示す。これより、この実施例のMISトランジスタは、
アンプノイズが低く、従来のMISトランジスタに比べ
て約2/5倍程度に抑えることができる。このため、電
荷転送素子の動作を行ったとき、微小な信号電荷を充分
に増幅することができる。
Black circles in the figure show frequency characteristics, and white circles show amplifier noise. It is the MIS transistor of this embodiment that the gate insulating film type is written as SiO 2 .
A conventional MIS transistor is written as ONO. From this, the MIS transistor of this embodiment is
The amplifier noise is low and can be suppressed to about 2/5 times that of the conventional MIS transistor. Therefore, when the charge transfer element operates, a minute signal charge can be sufficiently amplified.

【0054】また、周波数特性については、この実施例
のMISトランジスタは、従来のMISトランジスタに
比べて約1.4倍程度高くすることができる。図4にこ
の発明の第2の実施例である電荷転送素子の断面図を示
す。ここに示した断面図は、埋め込みチャンネル型電荷
転送部の端部と周辺回路部となる表面チャンネルMIS
トランジスタが配置されている(請求項2に対応す
る)。
Regarding the frequency characteristic, the MIS transistor of this embodiment can be made about 1.4 times higher than the conventional MIS transistor. FIG. 4 shows a sectional view of a charge transfer device according to a second embodiment of the present invention. The cross-sectional view shown here is the surface channel MIS that becomes the end portion of the buried channel type charge transfer portion and the peripheral circuit portion.
A transistor is arranged (corresponding to claim 2).

【0055】第1の実施例の電荷転送素子と異なるの
は、CCDのチャンネル部上に設けられた積層膜が、シ
リコン酸化膜とシリコン窒化膜さらに上層にシリコン酸
化膜からなるONO膜と呼ばれる積層膜で形成されてい
ることである。すなわち、シリコン基板51主面の表面
にp型拡散層52が形成されている。p型拡散層52で
埋め込み型電荷転送部を形成する部分に、CCDのチャ
ンネルとなるn型拡散層53が形成されている。
The difference from the charge transfer device of the first embodiment is that the laminated film provided on the channel portion of the CCD is a laminated film called an ONO film composed of a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxide film on the upper layer. It is formed of a film. That is, the p-type diffusion layer 52 is formed on the main surface of the silicon substrate 51. An n-type diffusion layer 53 that serves as a CCD channel is formed in a portion of the p-type diffusion layer 52 that forms the embedded charge transfer portion.

【0056】シリコン基板51表面の、基板端部にはM
ISトランジスタが形成されている。MISトランジス
タと埋め込み型電荷転送部とは、LOCOSと呼ばれる
厚膜の酸化膜分離領域54によって電気的に絶縁されて
いる。MISトランジスタ領域には、ソース・ドレイン
となるn型拡散層55が形成されている。
On the surface of the silicon substrate 51, M is formed at the end of the substrate.
The IS transistor is formed. The MIS transistor and the embedded charge transfer section are electrically insulated from each other by a thick oxide film isolation region 54 called LOCOS. In the MIS transistor region, an n-type diffusion layer 55 serving as a source / drain is formed.

【0057】埋め込み型電荷転送部のシリコン基板51
表面上には、シリコン酸化膜56が形成されている。こ
のシリコン酸化膜56は、ゲート絶縁膜となるためシリ
コン基板51を熱酸化して、膜厚80nm程度の厚さに
形成されている。シリコン酸化膜56上には、減圧CV
D法で形成された膜厚40nmのシリコン窒化膜57が
形成されている。
Silicon substrate 51 of embedded charge transfer section
A silicon oxide film 56 is formed on the surface. Since this silicon oxide film 56 becomes a gate insulating film, it is formed to have a thickness of about 80 nm by thermally oxidizing the silicon substrate 51. A depressurized CV is formed on the silicon oxide film 56.
A silicon nitride film 57 having a film thickness of 40 nm formed by the D method is formed.

【0058】さらに、シリコン窒化膜57上に、シリコ
ン酸化膜70が形成されている。シリコン酸化膜70の
膜厚は約5nmである。シリコン酸化膜70は、後に述
べる製造工程において、MISトランジスタのゲート絶
縁膜であるシリコン酸化膜を形成する場合に、同時に形
成される。MISトランジスタのゲート絶縁膜を形成す
る時には、電荷転送素子の領域は、シリコン酸化膜56
とシリコン窒化膜57が積層されて形成されている。ゲ
ート絶縁膜のシリコン酸化膜68を形成したとき、シリ
コン窒化膜57の表面が5nm酸化される。
Further, a silicon oxide film 70 is formed on the silicon nitride film 57. The film thickness of the silicon oxide film 70 is about 5 nm. The silicon oxide film 70 is formed at the same time when the silicon oxide film that is the gate insulating film of the MIS transistor is formed in the manufacturing process described later. When forming the gate insulating film of the MIS transistor, the silicon oxide film 56 is formed in the region of the charge transfer element.
And a silicon nitride film 57 are laminated. When the silicon oxide film 68 of the gate insulating film is formed, the surface of the silicon nitride film 57 is oxidized by 5 nm.

【0059】この膜厚は、MISトランジスタのゲート
絶縁膜の膜厚を変化させたのに応じて変化する。ただ
し、その酸化膜厚は、数十nmを超えるものではない。
さらに、電荷転送素子のゲート絶縁膜にこのようなON
O膜を形成することで、絶縁耐圧の信頼性が向上する。
さらに、2層以上の積層膜でゲート電極が形成されてい
るため、絶縁膜の膜厚はどの電極下においても一定とな
る。このため電極下のポテンシャルが変動することがな
い。通常、ゲート電極下のゲート絶縁膜はその後の工程
による酸化でバーズビークと呼ばれる電極端部での異常
酸化が生じる。しかし、この実施例のように積層膜をゲ
ート絶縁膜に用いるとその後の酸化によってバーズビー
クは生じず、均一なチャンネルを形成することができ
る。
This film thickness changes as the film thickness of the gate insulating film of the MIS transistor is changed. However, the oxide film thickness does not exceed several tens of nm.
Furthermore, such an ON is applied to the gate insulating film of the charge transfer element.
By forming the O film, the reliability of withstand voltage is improved.
Furthermore, since the gate electrode is formed of a laminated film of two or more layers, the film thickness of the insulating film is constant under any electrode. Therefore, the potential under the electrode does not change. Normally, the gate insulating film under the gate electrode is abnormally oxidized at the electrode end called bird's beak due to the oxidation in the subsequent process. However, when the laminated film is used as the gate insulating film as in this embodiment, bird's beak does not occur due to subsequent oxidation, and a uniform channel can be formed.

【0060】第1の実施例で説明した効果もまた十分得
ることができる。さらに、シリコン窒化膜57上には、
転送電極58が形成されている。転送電極58は、シリ
コン酸化膜59を介して隣の転送電極60と電気的に分
離されている。転送電極58,60は、リンをドープし
た多結晶シリコン膜で形成されている。多結晶シリコン
膜の膜厚は、約0.2〜0.6μmである。
The effects described in the first embodiment can also be sufficiently obtained. Further, on the silicon nitride film 57,
The transfer electrode 58 is formed. The transfer electrode 58 is electrically separated from the adjacent transfer electrode 60 via the silicon oxide film 59. The transfer electrodes 58 and 60 are formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The thickness of the polycrystalline silicon film is about 0.2 to 0.6 μm.

【0061】ここで、シリコン窒化膜57の端部と転送
電極58の多結晶シリコン膜の端部が一致させている。
MISトランジスタ領域には、通常のMISトランジス
タが形成されている。すなわち、ソースとドレインとの
間のシリコン基板51表面上にゲート絶縁膜となるシリ
コン酸化膜68が膜厚50nmで形成されている。さら
に、シリコン酸化膜68上にはゲート電極69が形成さ
れている。ゲート電極69は、リンをドープした多結晶
シリコン膜で形成されている。多結晶シリコンの膜厚
は、約0.2〜0.6μmである。
Here, the end of the silicon nitride film 57 and the end of the polycrystalline silicon film of the transfer electrode 58 are aligned with each other.
A normal MIS transistor is formed in the MIS transistor region. That is, a silicon oxide film 68 to be a gate insulating film is formed with a film thickness of 50 nm on the surface of the silicon substrate 51 between the source and the drain. Further, a gate electrode 69 is formed on the silicon oxide film 68. The gate electrode 69 is formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.2 to 0.6 μm.

【0062】以上のように構成された、電荷転送素子
は、埋め込み型電荷転送部にシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の積層膜をゲート絶縁膜に用いても、その転送特
性に悪影響を及ぼすことがない。一方、従来の電荷転送
素子のように周辺回路部を構成するMISトランジスタ
のゲート絶縁膜に、このようなシリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜とシリコン酸化膜からなる積層膜を用いると、
シリコン酸化膜の単層のゲート絶縁膜を用いるこの実施
例の場合に比べて、積層膜に生じる界面準位や絶縁膜中
に存在しているトラップ準位によってトランジスタ特性
が劣下する。積層膜の界面準位密度が増加することでM
ISトランジスタのノイズ特性および周波数特性が劣化
する。また、膜中のトラップ密度が増加することでMI
Sトランジスタのしきい値電圧Vthがシフトしたり、相
互コンダクタンスgm が劣化する。これらの要因で積層
膜を用いた電荷転送素子の信頼性は低下してしまう。
In the charge transfer device configured as described above, even if the laminated film of the silicon oxide film and the silicon nitride film is used as the gate insulating film in the embedded type charge transfer portion, the transfer characteristics thereof may be adversely affected. Absent. On the other hand, when a laminated film including such a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film is used for the gate insulating film of the MIS transistor that constitutes the peripheral circuit portion like the conventional charge transfer element,
Compared with the case of this embodiment using a single-layer gate insulating film of silicon oxide film, the transistor characteristics are deteriorated due to the interface level generated in the laminated film and the trap level existing in the insulating film. By increasing the interface state density of the laminated film, M
Noise characteristics and frequency characteristics of the IS transistor deteriorate. In addition, an increase in trap density in the film causes MI.
The threshold voltage V th of the S transistor shifts and the mutual conductance g m deteriorates. Due to these factors, the reliability of the charge transfer device using the laminated film is deteriorated.

【0063】この実施例の電荷転送素子では、MISト
ランジスタのゲート絶縁膜が単層のシリコン酸化膜で構
成されているので、従来の電荷転送素子のMISトラン
ジスタようにその素子特性が劣化することはない。図5
にこの発明の第3の実施例である電荷転送素子の断面図
を示す。ここに示した断面図は、埋め込みチャンネル型
電荷転送部の端部と周辺回路部となる表面チャンネルM
ISトランジスタが配置されている(請求項3,4に対
応する)。
In the charge transfer device of this embodiment, since the gate insulating film of the MIS transistor is composed of a single-layer silicon oxide film, its device characteristics are not deteriorated like the MIS transistor of the conventional charge transfer device. Absent. Figure 5
A sectional view of a charge transfer device according to a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The cross-sectional view shown here is the surface channel M which becomes the end of the buried channel type charge transfer section and the peripheral circuit section.
An IS transistor is arranged (corresponding to claims 3 and 4).

【0064】n型シリコン基板51主面の表面にp型拡
散層52が形成されている。p型拡散層52の不純物濃
度は、約1〜5×1016/cm3 である。不純物濃度は、
CCDのチャンネルの信号電荷の飽和容量および転送効
率に影響を与える。このため、所定の不純物濃度にして
おくことが必要である。また、p型拡散層52の深さは
シリコン基板51表面から約5μmになるように形成さ
れている。p型拡散層52の深さは、シリコン基板51
との間の絶縁耐圧が低下しないように、その不純物濃度
と印加すべき電圧に合わせて設定されている。
A p-type diffusion layer 52 is formed on the main surface of the n-type silicon substrate 51. The impurity concentration of the p-type diffusion layer 52 is about 1 to 5 × 10 16 / cm 3 . The impurity concentration is
It affects the saturation capacity and transfer efficiency of the signal charge of the CCD channel. Therefore, it is necessary to keep a predetermined impurity concentration. The p-type diffusion layer 52 is formed to have a depth of about 5 μm from the surface of the silicon substrate 51. The depth of the p-type diffusion layer 52 is equal to that of the silicon substrate 51.
It is set in accordance with the impurity concentration and the voltage to be applied so that the withstand voltage between and does not decrease.

【0065】p型拡散層52で埋め込み型電荷転送部を
形成する部分に、CCDのチャンネルとなるn型拡散層
53が形成されている。n型拡散層53の不純物濃度
は、5〜10×1016/cm3 である。不純物濃度は、以
下に示すCCDチャンネルの信号電荷の飽和容量に影響
を与える。このため所定の不純物濃度にしておくことが
必要である。
An n-type diffusion layer 53, which serves as a CCD channel, is formed in the portion of the p-type diffusion layer 52 that forms the embedded charge transfer portion. The impurity concentration of the n-type diffusion layer 53 is 5 to 10 × 10 16 / cm 3 . The impurity concentration affects the saturation capacity of the signal charge of the CCD channel described below. Therefore, it is necessary to keep a predetermined impurity concentration.

【0066】また、n型拡散層53の不純物濃度は、p
型拡散層52の不純物濃度と関係があり、CCDのチャ
ンネルが空乏化するようにそれらの拡散層に印加する電
位を最適化している。また、n型拡散層53の深さはシ
リコン基板51表面から約0.5μmになるように形成
されている。n型拡散層53の深さは、シリコン基板5
1との間の絶縁耐圧が劣下しないようにその不純物濃度
と合わせて適当に設定されている。
The impurity concentration of the n-type diffusion layer 53 is p
It is related to the impurity concentration of the mold diffusion layer 52, and the potential applied to these diffusion layers is optimized so that the channels of the CCD are depleted. The depth of the n-type diffusion layer 53 is formed to be about 0.5 μm from the surface of the silicon substrate 51. The depth of the n-type diffusion layer 53 is equal to that of the silicon substrate 5.
In order to prevent the insulation breakdown voltage between 1 and 1 from deteriorating, it is appropriately set together with the impurity concentration.

【0067】シリコン基板51表面の、基板端部にはM
ISトランジスタが形成されている。MISトランジス
タと埋め込み型電荷転送部とは、LOCOSと呼ばれる
分離領域54によって電気的に絶縁されている。MIS
トランジスタ領域には、ソース・ドレインとなるn型拡
散層55が形成されている。
On the surface of the silicon substrate 51, M is formed at the end of the substrate.
The IS transistor is formed. The MIS transistor and the embedded charge transfer section are electrically insulated by an isolation region 54 called LOCOS. MIS
An n-type diffusion layer 55 serving as a source / drain is formed in the transistor region.

【0068】埋め込み型電荷転送部のシリコン基板51
表面上には、シリコン酸化膜56が形成されている。こ
のシリコン酸化膜56は、ゲート絶縁膜となるためシリ
コン基板51を熱酸化して、膜厚80nm程度の厚さに
形成されている。シリコン酸化膜56の膜厚は、電荷転
送素子の転送効率およびCCDのチャンネルの信号電荷
の飽和特性に影響を与える。このため、10nm〜20
0nmの膜厚にするのがよい。この膜厚については、第
1の実施例と同じ理由に基づき、ここで指定した範囲の
膜厚で用いることが必要である。
Silicon substrate 51 of embedded charge transfer section
A silicon oxide film 56 is formed on the surface. Since this silicon oxide film 56 becomes a gate insulating film, it is formed to have a thickness of about 80 nm by thermally oxidizing the silicon substrate 51. The film thickness of the silicon oxide film 56 affects the transfer efficiency of the charge transfer element and the saturation characteristic of the signal charge of the CCD channel. Therefore, 10 nm to 20
The film thickness should be 0 nm. For this film thickness, it is necessary to use the film thickness within the range specified here for the same reason as in the first embodiment.

【0069】シリコン酸化膜56上には、減圧CVD法
で形成された膜厚40nmのシリコン窒化膜57が形成
されている。このように埋め込み型電荷転送部では、ゲ
ート絶縁膜として、シリコン酸化膜56とシリコン窒化
膜57の積層膜を用いている。シリコン窒化膜57の膜
厚は、電荷転送素子の絶縁耐圧およびCCDのチャンネ
ルの信号電荷の飽和特性に影響する。このため、10n
m〜100nmの膜厚にするのがよい。この膜厚もま
た、第1の実施例で示したのと同じ理由で、ここに示し
た範囲の膜厚で形成されていることが必要である。
On the silicon oxide film 56, a 40-nm-thick silicon nitride film 57 formed by the low pressure CVD method is formed. As described above, in the embedded charge transfer section, the laminated film of the silicon oxide film 56 and the silicon nitride film 57 is used as the gate insulating film. The film thickness of the silicon nitride film 57 affects the withstand voltage of the charge transfer element and the saturation characteristic of the signal charge of the CCD channel. Therefore, 10n
It is preferable to set the film thickness to m to 100 nm. This film thickness also needs to be formed in the film thickness range shown here for the same reason as in the first embodiment.

【0070】シリコン窒化膜57上には、転送電極58
が形成されている。転送電極58は、シリコン酸化膜5
9を介して隣の転送電極60と電気的に分離されてい
る。転送電極58,60は、リンをドープした多結晶シ
リコン膜で形成されている。多結晶シリコンの膜厚は、
約0.5μmである。一方、MISトランジスタ領域に
は、通常のMISトランジスタが形成されている。すな
わち、ソースとドレインとの間のn型拡散層52表面上
にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜71が膜厚50n
mで形成されている。さらに、シリコン酸化膜71上に
はゲート電極72が形成されている。ゲート電極72
は、リンをドープした多結晶シリコン膜で形成されてい
る。多結晶シリコンの膜厚は、約0.5μmである。
A transfer electrode 58 is formed on the silicon nitride film 57.
Are formed. The transfer electrode 58 is formed of the silicon oxide film 5.
It is electrically separated from the adjacent transfer electrode 60 via 9. The transfer electrodes 58 and 60 are formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is
It is about 0.5 μm. On the other hand, a normal MIS transistor is formed in the MIS transistor region. That is, the silicon oxide film 71 to be a gate insulating film is formed on the surface of the n-type diffusion layer 52 between the source and the drain to a film thickness of 50 n.
It is formed by m. Further, a gate electrode 72 is formed on the silicon oxide film 71. Gate electrode 72
Is formed of a polycrystalline silicon film doped with phosphorus. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.5 μm.

【0071】さらに、上記MISトランジスタのソース
あるいはドレインが共通となる他のMISトランジスタ
もまた形成されている。このMISトランジスタは、p
型拡散層52表面上にゲート絶縁膜となるシリコン酸化
膜73が膜厚100nmで形成されている。さらに、シ
リコン酸化膜73上にはゲート電極74が形成されてい
る。ゲート電極74は、リンをドープした多結晶シリコ
ン膜で形成されている。多結晶シリコンの膜厚は、約
0.4μmである。
Further, another MIS transistor in which the source or the drain of the MIS transistor is common is also formed. This MIS transistor is p
A silicon oxide film 73 to be a gate insulating film is formed on the surface of the mold diffusion layer 52 to have a film thickness of 100 nm. Further, a gate electrode 74 is formed on the silicon oxide film 73. The gate electrode 74 is formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.4 μm.

【0072】ここで述べた2つのMISトランジスタに
おいて、相違する点は、両者のゲート絶縁膜となるシリ
コン酸化膜71,73の膜厚が異なっていることであ
る。埋め込み型電荷転送部のゲート絶縁膜が積層膜で形
成されており、周辺回路部のMISトランジスタのゲー
ト絶縁膜が少なくとも2つの異なる膜厚を有しているよ
うな電荷転送素子が形成されている点にある。
The difference between the two MIS transistors described here is that the film thicknesses of the silicon oxide films 71 and 73 serving as the gate insulating films of the two are different. The gate insulating film of the embedded charge transfer portion is formed of a laminated film, and the charge transfer element is formed so that the gate insulating film of the MIS transistor of the peripheral circuit portion has at least two different film thicknesses. In point.

【0073】電荷転送素子の周辺回路部(特に、アンプ
部など)のMISトランジスタのゲート絶縁膜に膜厚が
一定である薄膜を形成すると、周辺回路部の利用目的に
よって定められたMISトランジスタを形成しなければ
ならない場合に、所望の特性を得ることができない。例
えば、膜厚が薄いゲート絶縁膜を用いるMISトランジ
スタは、トランジスタのスイッチング時のオン抵抗が小
さくなり、ノイズも減少させることができ素子特性を向
上させることができる。しかし、MISトランジスタを
ロードトランジスタのように抵抗としてのみ用いようと
すると、相互コンダクタンスgm が大きくなる。このた
め所定の抵抗値を持たせようとすると、ゲート絶縁膜の
膜厚が薄いと形成しなければならないトランジスタのサ
イズを大きくしなければならない。このように目的の違
うMISトランジスタを周辺回路部に作り込むために
は、各々のMISトランジスタに合った所望の膜厚のゲ
ート絶縁膜を用いることが必要である。
When a thin film having a constant film thickness is formed on the gate insulating film of the MIS transistor in the peripheral circuit portion (particularly, the amplifier portion) of the charge transfer element, the MIS transistor defined by the purpose of use of the peripheral circuit portion is formed. If one has to do so, the desired properties cannot be obtained. For example, an MIS transistor using a thin gate insulating film has a small on-resistance at the time of switching of the transistor, noise can be reduced, and device characteristics can be improved. However, if the MIS transistor is used only as a resistor like the load transistor, the mutual conductance g m becomes large. Therefore, in order to have a predetermined resistance value, it is necessary to increase the size of the transistor that must be formed when the gate insulating film is thin. In order to form MIS transistors having different purposes in the peripheral circuit section in this manner, it is necessary to use a gate insulating film having a desired film thickness suitable for each MIS transistor.

【0074】さらに、このような周辺回路部にあって
は、附加容量もまた増大する。このため高周波特性は劣
下する。この実施例では、用途によって最適のゲート絶
縁膜厚を有するMISトランジスタを形成できる。この
ため、素子の縮小や素子特性の最適化を容易に行うこと
ができる。
Furthermore, in such a peripheral circuit section, the additional capacitance also increases. For this reason, the high frequency characteristics deteriorate. In this embodiment, a MIS transistor having an optimum gate insulating film thickness can be formed depending on the application. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the device and optimize the device characteristics.

【0075】以上のように構成された、電荷転送素子で
は、埋め込み型電荷転送部にシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の積層膜をゲート絶縁膜に用いても、その転送特
性には殆ど影響しない。一方、周辺回路部を構成するM
ISトランジスタのゲート絶縁膜に、このような積層膜
を用いると、シリコン酸化膜の単層のゲート絶縁膜を用
いる場合に比べて、積層膜に生じる界面準位や絶縁膜中
に存在しているトラップ準位によってトランジスタ特性
が劣下する。この実施例の電荷転送装置では、このよう
な電荷転送装置のMISトランジスタの特性劣化が生じ
ることがない。
In the charge transfer device configured as described above, even if a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film is used as a gate insulating film in the embedded charge transfer portion, its transfer characteristic is hardly affected. On the other hand, M which constitutes the peripheral circuit section
When such a laminated film is used as the gate insulating film of the IS transistor, it is present in the interface state generated in the laminated film or in the insulating film as compared with the case where a single-layer gate insulating film of a silicon oxide film is used. The transistor characteristics deteriorate due to the trap level. In the charge transfer device of this embodiment, the characteristic deterioration of the MIS transistor of such a charge transfer device does not occur.

【0076】図6に周辺回路部のMISトランジスタの
シリコン窒化膜が除去された領域を説明する1つのトラ
ンジスタの平面図を示す(請求項6,7に対応する)。
斜線75の領域がシリコン窒化膜の除去された領域であ
る。シリコン基板のn型拡散層表面に、MISトランジ
スタが形成されている。MISトランジスタは、周辺の
素子と電気的に分離するようLOCOSと呼ばれる分離
領域76が設けられている。分離領域76は長方形の周
辺に設けられている。斜線75の領域は、分離領域76
よりやや小さな領域をしている。斜線75の領域もまた
分離領域76と同じように長方形の形状になっている。
FIG. 6 shows a plan view of one transistor for explaining the region where the silicon nitride film of the MIS transistor in the peripheral circuit portion is removed (corresponding to claims 6 and 7).
The hatched area 75 is the area where the silicon nitride film is removed. The MIS transistor is formed on the surface of the n-type diffusion layer of the silicon substrate. The MIS transistor is provided with an isolation region 76 called LOCOS so as to be electrically isolated from peripheral elements. The isolation region 76 is provided around the rectangle. The shaded area 75 is the separation area 76.
Has a slightly smaller area. The shaded area 75 also has a rectangular shape like the separation area 76.

【0077】分離領域76内のほぼ中央部にゲート電極
77が形成されている。ゲート電極77の長辺の左右の
n型拡散層には、MISトランジスタのソース・ドレイ
ンとなる拡散層が形成されている。ソース・ドレインの
コンタクトホール78は、MISトランジスタの上層に
設けられた保護膜の所定位置をエッチングして形成され
ている。このコンタクトホール78を通してソース・ド
レインの拡散層と接続される配線79が形成されてい
る。
A gate electrode 77 is formed substantially in the center of the isolation region 76. Diffusion layers serving as the source / drain of the MIS transistor are formed in the n-type diffusion layers on the left and right of the long side of the gate electrode 77. The source / drain contact hole 78 is formed by etching a predetermined position of a protective film provided on the upper layer of the MIS transistor. A wiring 79 connected to the source / drain diffusion layers is formed through the contact hole 78.

【0078】このように、周辺回路部のシリコン窒化膜
を除去した領域は、界面準位の影響が少なくするため
に、所定の位置に形成されている。その位置は、分離領
域76に形成されたLOCOS形成時に発生する応力が
悪影響を与えないような平坦部分に形成される。このよ
うな平坦部分は、分離領域76の端部から、分離領域7
6の膜厚と、シリコン窒化膜のエッチングによって一部
除去されるシリコン酸化膜の膜厚とを足し合わせた厚さ
に相当する距離以上離れていなければならない。
As described above, the region of the peripheral circuit portion where the silicon nitride film is removed is formed at a predetermined position in order to reduce the influence of the interface state. The position is formed in a flat portion where the stress generated at the time of forming the LOCOS formed in the isolation region 76 does not adversely affect. Such a flat portion extends from the end of the isolation region 76 to the isolation region 7
The film thickness of 6 and the film thickness of the silicon oxide film that is partially removed by etching the silicon nitride film must be separated by a distance corresponding to a total thickness or more.

【0079】第1の実施例では、分離領域76の膜厚は
500nmで、エッチング除去されるシリコン酸化膜の
膜厚は80nmである。これより分離領域76から0.
58μm以上分離領域76の端部から離れておれば応力
の影響が少ない。応力の影響が及ぶ領域に周辺回路部を
形成すると、界面順位が増大してしきい値電圧Vthが劣
下するなどの信頼性上の問題を生じることになる。
In the first embodiment, the isolation region 76 has a film thickness of 500 nm, and the silicon oxide film to be removed by etching has a film thickness of 80 nm. From this, the separation regions 76 to 0.
If it is separated from the end of the isolation region 76 by 58 μm or more, the influence of stress is small. If the peripheral circuit portion is formed in the region affected by the stress, the interface order increases and the threshold voltage V th deteriorates, which causes a reliability problem.

【0080】図7にこの発明の第4の実施例である電荷
転送素子の断面図を示す。ここに示した断面図は、埋め
込みチャンネル型電荷転送部の端部と周辺回路部となる
表面チャンネルMISトランジスタが配置されている
(請求項2〜4に対応する)。図5の実施例の電荷転送
素子と異なるのは、CCDのチャンネル部上に設けられ
た積層膜が、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とさらに
上層のシリコン酸化膜からなる3層構造、つまりONO
膜と呼ばれる積層膜で形成されていることである。
FIG. 7 shows a sectional view of a charge transfer device according to a fourth embodiment of the present invention. In the sectional view shown here, the surface channel MIS transistor serving as the peripheral circuit portion and the end portion of the buried channel type charge transfer portion are arranged (corresponding to claims 2 to 4). 5 is different from the charge transfer device of the embodiment shown in FIG. 5 in that the laminated film provided on the channel portion of the CCD has a three-layer structure including a silicon oxide film, a silicon nitride film, and an upper silicon oxide film, that is, an ONO.
It is formed of a laminated film called a film.

【0081】すなわち、シリコン基板51主面の表面に
p型拡散層52が形成されている。p型拡散層52で埋
め込み型電荷転送部を形成する部分に、CCDのチャン
ネルとなるn型拡散層53が形成されている。シリコン
基板51表面の基板端部には、MISトランジスタが形
成されている。MISトランジスタと埋め込み型電荷転
送部とは、LOCOSと呼ばれる厚膜の酸化膜分離領域
54によって電気的に絶縁されている。
That is, the p-type diffusion layer 52 is formed on the main surface of the silicon substrate 51. An n-type diffusion layer 53 that serves as a CCD channel is formed in a portion of the p-type diffusion layer 52 that forms the embedded charge transfer portion. A MIS transistor is formed at the end of the substrate on the surface of the silicon substrate 51. The MIS transistor and the embedded charge transfer section are electrically insulated from each other by a thick oxide film isolation region 54 called LOCOS.

【0082】MISトランジスタ領域には、ソース・ド
レインとなるn型拡散層55が形成されている。埋め込
み型電荷転送部のシリコン基板51表面上には、シリコ
ン酸化膜56が形成されている。このシリコン酸化膜5
6は、ゲート絶縁膜となるためシリコン基板51を熱酸
化して、膜厚80nm程度の厚さに形成されている。
In the MIS transistor region, an n-type diffusion layer 55 serving as a source / drain is formed. A silicon oxide film 56 is formed on the surface of the silicon substrate 51 of the embedded charge transfer section. This silicon oxide film 5
Since 6 serves as a gate insulating film, the silicon substrate 51 is thermally oxidized to a thickness of about 80 nm.

【0083】シリコン酸化膜56上には、減圧CVD法
で形成された膜厚40nmのシリコン窒化膜57が形成
されている。さらに、シリコン窒化膜57上に、シリコ
ン酸化膜70が形成されている。シリコン酸化膜70の
膜厚は約5nmである。シリコン酸化膜70は、後に述
べる製造工程において、MISトランジスタのゲート絶
縁膜であるシリコン酸化膜を形成する場合に、同時に形
成される。
On the silicon oxide film 56, a 40 nm-thickness silicon nitride film 57 formed by the low pressure CVD method is formed. Further, a silicon oxide film 70 is formed on the silicon nitride film 57. The film thickness of the silicon oxide film 70 is about 5 nm. The silicon oxide film 70 is formed at the same time when the silicon oxide film that is the gate insulating film of the MIS transistor is formed in the manufacturing process described later.

【0084】MISトランジスタのゲート絶縁膜を形成
する時には、電荷転送素子の領域は、シリコン酸化膜5
6とシリコン窒化膜57が積層されて形成されている。
ゲート絶縁膜のシリコン酸化膜71を形成したとき、シ
リコン窒化膜57の表面が5nm酸化される。この膜厚
は、MISトランジスタのゲート絶縁膜の膜厚を変化さ
せたのに応じて変化する。ただし、その酸化膜厚は、数
十nmを越えるものではない。
When forming the gate insulating film of the MIS transistor, the region of the charge transfer element is formed by the silicon oxide film 5.
6 and the silicon nitride film 57 are laminated.
When the silicon oxide film 71 of the gate insulating film is formed, the surface of the silicon nitride film 57 is oxidized by 5 nm. This film thickness changes as the film thickness of the gate insulating film of the MIS transistor is changed. However, the oxide film thickness does not exceed several tens nm.

【0085】さらに、電荷転送素子のゲート絶縁膜にこ
のようなONO膜を形成することで、絶縁耐圧の信頼性
が向上する。さらに、2層以上の積層膜でゲート電極が
形成されているため、絶縁膜の膜厚はどの電極下におい
ても一定となる。このため電極下のポテンシャルが変動
することがない。通常、ゲート電極下のゲート絶縁膜は
その後の工程による酸化でバーズビークと呼ばれる電極
端部での異常酸化が生じる。しかし、この実施例のよう
に積層膜をゲート絶縁膜に用いるとその後の酸化によっ
てバーズビークは生じず、均一なチャンネルを形成する
ことができる。
Further, by forming such an ONO film on the gate insulating film of the charge transfer element, the reliability of the dielectric strength voltage is improved. Furthermore, since the gate electrode is formed of a laminated film of two or more layers, the film thickness of the insulating film is constant under any electrode. Therefore, the potential under the electrode does not change. Normally, the gate insulating film under the gate electrode is abnormally oxidized at the electrode end called bird's beak due to the oxidation in the subsequent process. However, when the laminated film is used as the gate insulating film as in this embodiment, bird's beak does not occur due to subsequent oxidation, and a uniform channel can be formed.

【0086】シリコン酸化膜70上には、転送電極58
が形成されている。この転送電極58は、シリコン酸化
膜59を介して隣の転送電極60と電気的に分離されて
いる。転送電極58,60は、リンをドープした多結晶
シリコン膜で形成されている。多結晶シリコンの膜厚
は、約0.5μmである。一方、MISトランジスタ領
域には、通常のMISトランジスタが形成されている。
すなわち、ソースとドレインとの間のn型拡散層52表
面上にゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜71が膜厚5
0nmで形成されている。さらに、シリコン酸化膜71
上にはゲート電極72が形成されている。ゲート電極7
2は、リンをドープした多結晶シリコン膜で形成されて
いる。多結晶シリコンの膜厚は、約0.5μmである。
Transfer electrodes 58 are formed on the silicon oxide film 70.
Are formed. The transfer electrode 58 is electrically separated from the adjacent transfer electrode 60 via the silicon oxide film 59. The transfer electrodes 58 and 60 are formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.5 μm. On the other hand, a normal MIS transistor is formed in the MIS transistor region.
That is, the silicon oxide film 71 serving as a gate insulating film is formed on the surface of the n-type diffusion layer 52 between the source and the drain to have a film thickness of 5
It is formed with 0 nm. Further, the silicon oxide film 71
A gate electrode 72 is formed on the top. Gate electrode 7
2 is formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.5 μm.

【0087】さらに、上記MISトランジスタのソース
あるいはドレインが共通となる他のMISトランジスタ
もまた形成されている。このMISトランジスタは、p
型拡散層52表面上にゲート絶縁膜となるシリコン酸化
膜73が膜厚100nmで形成されている。さらに、シ
リコン酸化膜73上にはゲート電極74が形成されてい
る。ゲート電極74は、リンをドープした多結晶シリコ
ン膜で形成されている。多結晶シリコンの膜厚は、約
0.4μmである。
Further, another MIS transistor in which the source or the drain of the MIS transistor is common is also formed. This MIS transistor is p
A silicon oxide film 73 to be a gate insulating film is formed on the surface of the mold diffusion layer 52 to have a film thickness of 100 nm. Further, a gate electrode 74 is formed on the silicon oxide film 73. The gate electrode 74 is formed of a phosphorus-doped polycrystalline silicon film. The film thickness of polycrystalline silicon is about 0.4 μm.

【0088】ここで述べた2つのMISトランジスタに
おいて、相違する点は、両者のゲート絶縁膜となるシリ
コン酸化膜71,73の膜厚が異なっていることであ
る。埋め込み型電荷転送部のゲート絶縁膜が積層膜で形
成されており、周辺回路部のMISトランジスタのゲー
ト絶縁膜が少なくとも2つの異なる膜厚を有しているよ
うな電荷転送素子が形成されている点にある。
The difference between the two MIS transistors described here is that the film thicknesses of the silicon oxide films 71 and 73 serving as the gate insulating films of the two are different. The gate insulating film of the embedded charge transfer portion is formed of a laminated film, and the charge transfer element is formed so that the gate insulating film of the MIS transistor of the peripheral circuit portion has at least two different film thicknesses. In point.

【0089】電荷転送素子の周辺回路部(特に、アンプ
部など)のMISトランジスタのゲート絶縁膜に膜厚が
一定である薄膜を形成すると、周辺回路部の利用目的に
よって定められたMISトランジスタを形成しなければ
ならない場合に、所望の特性を得ることができない。例
えば、膜厚が薄いゲート絶縁膜を用いるMISトランジ
スタは、トランジスタのスイッチング時のオン抵抗が小
さくなり、ノイズも減少させることができ素子特性を向
上させることができる。しかし、MISトランジスタを
ロードトランジスタのように抵抗としてのみ用いようと
すると、相互コンダクタンスgm が大きくなる。このた
め所定の抵抗値を持たせようとすると、ゲート絶縁膜の
膜厚が薄いと形成しなければならないトランジスタのサ
イズを大きくしなければならない。このように目的の違
うMISトランジスタを周辺回路部に作り込むために
は、各々のMISトランジスタに合った所望の膜厚のゲ
ート絶縁膜を用いることが必要である。
When a thin film having a constant thickness is formed on the gate insulating film of the MIS transistor in the peripheral circuit portion (particularly, the amplifier portion) of the charge transfer element, the MIS transistor defined by the purpose of use of the peripheral circuit portion is formed. If one has to do so, the desired properties cannot be obtained. For example, an MIS transistor using a thin gate insulating film has a small on-resistance at the time of switching of the transistor, noise can be reduced, and device characteristics can be improved. However, if the MIS transistor is used only as a resistor like the load transistor, the mutual conductance g m becomes large. Therefore, in order to have a predetermined resistance value, it is necessary to increase the size of the transistor that must be formed when the gate insulating film is thin. In order to form MIS transistors having different purposes in the peripheral circuit section in this manner, it is necessary to use a gate insulating film having a desired film thickness suitable for each MIS transistor.

【0090】さらに、このような周辺回路部にあって
は、附加容量もまた増大する。このため高周波特性は劣
下する。この実施例では、用途によって最適のゲート絶
縁膜厚を有するMISトランジスタが形成できる。この
ため、素子の縮小や素子特性の最適化を容易に行うこと
ができる。
Furthermore, in such a peripheral circuit section, the additional capacitance also increases. For this reason, the high frequency characteristics deteriorate. In this embodiment, a MIS transistor having an optimum gate insulating film thickness can be formed depending on the application. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the device and optimize the device characteristics.

【0091】以上のように構成された、電荷転送素子で
は、埋め込み型電荷転送部にシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜の積層膜をゲート絶縁膜に用いても、その転送特
性にはほとんど影響しない。一方、周辺回路部を構成す
るMISトランジスタのゲート絶縁膜に、このような積
層膜を用いると、シリコン酸化膜の単層のゲート絶縁膜
を用いる場合に比べて、積層膜に生じる界面準位や絶縁
膜中に存在しているトラップ準位によってトランジスタ
特性が劣下する。この実施例の電荷転送装置では、この
ような電荷転送装置のMISトランジスタの特性劣化が
生じることがない。
In the charge transfer device configured as described above, even if a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film is used as a gate insulating film in the embedded charge transfer portion, its transfer characteristics are hardly affected. On the other hand, when such a laminated film is used for the gate insulating film of the MIS transistor that constitutes the peripheral circuit portion, the interface state generated in the laminated film and The transistor characteristics deteriorate due to the trap level existing in the insulating film. In the charge transfer device of this embodiment, the characteristic deterioration of the MIS transistor of such a charge transfer device does not occur.

【0092】つぎに、図8にFIT(フレームトランス
ファー)型の固体撮像装置の平面図を示す。FIT型の
電荷転送素子は、上記した電荷転送素子と比べ高速の転
送を可能とする。このために信号電荷を保持しておく蓄
積部が設けられている。光電変換部からの信号電荷は、
通常はセンスアンプを用いて外部へ取り出される。この
場合には、信号電荷がセンスアンプまで送られるのに必
要な転送時間がその電荷転送素子の転送速度の能力とい
える。これに対してFIT型の電荷転送素子は、蓄積部
を持つため外部への信号の取り出しは、蓄積部からダイ
レクトに行うことができる。このため、従来の電荷転送
素子に比べて高速動作が可能である。
Next, FIG. 8 shows a plan view of a FIT (frame transfer) type solid-state image pickup device. The FIT type charge transfer element enables high-speed transfer as compared with the charge transfer element described above. For this purpose, a storage unit for holding signal charges is provided. The signal charge from the photoelectric conversion unit is
Usually, it is taken out by using a sense amplifier. In this case, it can be said that the transfer time required for the signal charges to be sent to the sense amplifier is the transfer speed capability of the charge transfer element. On the other hand, since the FIT type charge transfer device has the storage portion, the signal can be taken out directly from the storage portion. Therefore, higher speed operation is possible as compared with the conventional charge transfer element.

【0093】80は光電変換を行う画素部、81は光電
変換した電荷をいったん保持する蓄積部、82は蓄積し
た電荷を順次出力する水平電荷転送部である。蓄積部8
1には、周辺回路部のトランジスタと同様にシリコン窒
化膜がセルフアラインで除去されていない。このために
全面がシリコン窒化膜で覆われている。この場合、シリ
コン窒化膜のストレスによって界面順位が増加する。ま
た、シリコン窒化膜は水素の透過率が低いため、電荷転
送素子の製造過程で用いられる水素処理による界面改善
の効果が低くなる。
Reference numeral 80 is a pixel portion for photoelectric conversion, 81 is a storage portion for temporarily holding the photoelectrically converted charges, and 82 is a horizontal charge transfer portion for sequentially outputting the stored charges. Accumulator 8
In No. 1, the silicon nitride film is not removed by self-alignment like the transistor in the peripheral circuit section. Therefore, the entire surface is covered with the silicon nitride film. In this case, the interface order increases due to the stress of the silicon nitride film. Further, since the silicon nitride film has a low hydrogen permeability, the effect of improving the interface by the hydrogen treatment used in the manufacturing process of the charge transfer device becomes low.

【0094】図9にこの発明の電荷転送素子の製造方法
の第1の実施例を説明するための工程断面図を示す(請
求項8,9に対応する)。まず、図9(a)に示すよう
に、n型シリコン基板51の全面にボロンをイオン注入
する。この後、熱処理を行いp型拡散層52を形成す
る。この時の、イオン注入条件は、加速電圧100ke
V、注入量5×1011/cm 2 で行っている。また、熱処
理は、処理温度1200度で、10時間行った。またこ
の時、p型拡散層52の拡散深さは約5μmであった。
FIG. 9 shows a method of manufacturing the charge transfer device of the present invention.
Process sectional views for explaining the first embodiment of
Corresponding to requirements 8 and 9). First, as shown in FIG.
Then, boron is ion-implanted on the entire surface of the n-type silicon substrate 51.
To do. Then, heat treatment is performed to form the p-type diffusion layer 52.
It At this time, the ion implantation conditions are an acceleration voltage of 100 ke.
V, injection amount 5 × 1011/cm 2 Is going on. Also, heat treatment
The treatment was performed at a treatment temperature of 1200 ° C. for 10 hours. See you
At that time, the diffusion depth of the p-type diffusion layer 52 was about 5 μm.

【0095】つぎに、シリコン基板51表面を熱酸化
し、シリコン酸化膜83を50nmの膜厚に形成する。
その後、シリコン酸化膜83上に減圧CVD法によりシ
リコン窒化膜84を形成する。シリコン窒化膜84の膜
厚は、120nmである。この後、通常のフォトリソグ
ラフィを用いて、分離領域54となる部分以外の領域を
覆ったレジストパターンを形成する。このレジストパタ
ーンをマスクにして、シリコン窒化膜54をエッチング
除去する。
Next, the surface of the silicon substrate 51 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 83 with a film thickness of 50 nm.
Then, a silicon nitride film 84 is formed on the silicon oxide film 83 by the low pressure CVD method. The film thickness of the silicon nitride film 84 is 120 nm. After that, a resist pattern covering a region other than the portion to be the isolation region 54 is formed by using normal photolithography. Using this resist pattern as a mask, the silicon nitride film 54 is removed by etching.

【0096】さらに、シリコン酸化膜83を除去して、
シリコン基板51表面が露出するようにする。この後、
レジストパターンを除去する。このようにシリコン窒化
膜84とシリコン酸化膜83が除去されたシリコン基板
51を、熱酸化して分離領域54を成長させる。分離領
域54は、LOCOSと呼ばれ、膜厚が約500nmの
酸化膜が形成される。
Further, the silicon oxide film 83 is removed,
The surface of the silicon substrate 51 is exposed. After this,
The resist pattern is removed. Thus, the silicon substrate 51 from which the silicon nitride film 84 and the silicon oxide film 83 have been removed is thermally oxidized to grow the isolation region 54. The isolation region 54 is called LOCOS, and an oxide film with a film thickness of about 500 nm is formed.

【0097】つぎに、図9(b)に示すように、半導体
基板51全面に形成されたシリコン窒化膜84をエッチ
ング除去する。この後、通常のフォトリソグラフィを用
いて、MISトランジスタを形成する領域にレジストパ
ターンを形成する(図示せず)。この後、半導体基板5
1全面にリンのイオン注入を行う。イオン注入条件は、
加速電圧100keV、注入量3×1012/cm2 であ
る。この後、レジストパターンを除去する。
Next, as shown in FIG. 9B, the silicon nitride film 84 formed on the entire surface of the semiconductor substrate 51 is removed by etching. After that, a resist pattern is formed in a region where the MIS transistor is to be formed (not shown) by using ordinary photolithography. After this, the semiconductor substrate 5
1 Phosphorus ion implantation is performed on the entire surface. Ion implantation conditions are
The acceleration voltage is 100 keV and the injection amount is 3 × 10 12 / cm 2 . After that, the resist pattern is removed.

【0098】さらに、熱処理を行って転送チャンネルと
なるn型拡散層53を形成する。この時、n型拡散層5
3の拡散深さは0.5μmにしている。さらに表面保護
膜として用いたシリコン酸化膜83をエッチング除去す
る。このエッチングで、シリコン酸化膜83の膜厚に相
当する厚さ分だけ分離領域54の酸化膜もエッチングさ
れる。
Further, heat treatment is performed to form an n-type diffusion layer 53 which will be a transfer channel. At this time, the n-type diffusion layer 5
The diffusion depth of 3 is 0.5 μm. Further, the silicon oxide film 83 used as the surface protection film is removed by etching. By this etching, the oxide film in the isolation region 54 is also etched by a thickness corresponding to the film thickness of the silicon oxide film 83.

【0099】つぎに、図9(c)に示すように、半導体
基板51を熱酸化してシリコン酸化膜56を80nmの
厚さで形成する。さらに、減圧CVD法で厚さ40nm
のシリコン窒化膜57をシリコン酸化膜56上に成長す
る。この時、シリコン酸化膜56の膜厚は、10nm〜
200nmの範囲内で、シリコン窒化膜57の膜厚は、
10nm〜100nmの範囲内で、それぞれ電荷転送装
置の特性や回路駆動条件に最適な膜厚を見いだすことが
できる。
Next, as shown in FIG. 9C, the semiconductor substrate 51 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 56 with a thickness of 80 nm. Furthermore, the thickness is 40 nm by the low pressure CVD method.
Of silicon nitride film 57 is grown on the silicon oxide film 56. At this time, the film thickness of the silicon oxide film 56 is 10 nm to
Within the range of 200 nm, the film thickness of the silicon nitride film 57 is
Within the range of 10 nm to 100 nm, it is possible to find the optimum film thickness for the characteristics of the charge transfer device and the circuit driving conditions.

【0100】その後、通常のフォトリソグラフィを用い
て、MISトランジスタを形成する周辺回路領域を開口
したレジストパターンを形成する。このレジストパター
ンをマスクにしてシリコン窒化膜57をプラズマエッチ
ング法で除去する。こうしてMISトランジスタを形成
する領域のシリコン窒化膜を取り除く。
After that, a resist pattern having an opening in the peripheral circuit region for forming the MIS transistor is formed by using ordinary photolithography. The silicon nitride film 57 is removed by plasma etching using this resist pattern as a mask. Thus, the silicon nitride film in the region for forming the MIS transistor is removed.

【0101】さらに、この領域に露出したシリコン酸化
膜56を弗酸と弗化アンモニウムの混合液でウエットエ
ッチングして除去する。シリコン酸化膜56のエッチン
グは、プラズマエッチング法を用いてもよいことは言う
までもない。ここで、MISトランジスタを形成する領
域はシリコン基板51が露出している。ただし、シリコ
ン酸化膜56のエッチング量は、半導体基板51が表面
に露出するまで行って、シリコン酸化膜56を若干残し
ておいても後の工程では何等の悪影響を及ぼすことはな
い。
Further, the silicon oxide film 56 exposed in this region is removed by wet etching with a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. It goes without saying that a plasma etching method may be used for etching the silicon oxide film 56. Here, the silicon substrate 51 is exposed in the region where the MIS transistor is formed. However, the etching amount of the silicon oxide film 56 does not have any adverse effect in the subsequent steps even if the etching is performed until the semiconductor substrate 51 is exposed on the surface and the silicon oxide film 56 is slightly left.

【0102】さらに、シリコン酸化膜56をウエットエ
ッチングする前に、シリコン酸化膜56表面の汚れを取
り除く目的で酸素プラズマにさらして、ウエットエッチ
ングが容易になるような工程を行ってもよい。つぎに、
レジストパターンを除去する。この後、熱酸化を行って
露出した半導体基板51上の周辺回路部にシリコン酸化
膜68を形成する。
Before wet etching the silicon oxide film 56, a step of facilitating the wet etching may be performed by exposing it to oxygen plasma for the purpose of removing dirt on the surface of the silicon oxide film 56. Next,
The resist pattern is removed. Then, thermal oxidation is performed to form a silicon oxide film 68 on the exposed peripheral circuit portion on the semiconductor substrate 51.

【0103】この時、埋め込み型電荷転送装置部には、
シリコン酸化膜56とシリコン窒化膜57の2層膜が形
成されている。上層のシリコン窒化膜57は酸化速度が
低いため膜厚が増加することによる影響はない。このた
め、MISトランジスタのゲート絶縁膜となるシリコン
酸化膜68の膜厚は自由に設定できる。
At this time, the embedded charge transfer device section is
A two-layer film including a silicon oxide film 56 and a silicon nitride film 57 is formed. Since the upper silicon nitride film 57 has a low oxidation rate, it is not affected by the increase in film thickness. Therefore, the film thickness of the silicon oxide film 68 which becomes the gate insulating film of the MIS transistor can be freely set.

【0104】この時、同時に電荷転送部のシリコン窒化
膜57上には膜厚約5nm程度のシリコン酸化膜70が
成長する。この実施例では、絶縁耐圧特性、周波数特性
やノイズ特性を検討することによって、それらの特性が
最適となる膜厚約50nmのシリコン酸化膜68を形成
している。
At this time, at the same time, a silicon oxide film 70 having a film thickness of about 5 nm is grown on the silicon nitride film 57 of the charge transfer portion. In this embodiment, a silicon oxide film 68 having a film thickness of about 50 nm is formed by optimizing the withstand voltage characteristics, frequency characteristics and noise characteristics.

【0105】この後、図9(d)に示すように、第1の
多結晶シリコン膜を蒸着しリンをドープして低抵抗と
し、フォトエッチングで電荷転送素子の第1の転送電極
58と周辺回路部のゲート電極69とを同時に形成す
る。この時、多結晶シリコン膜のエッチング条件を下地
シリコン窒化膜57とのエッチング速度比を大きい条件
にして、シリコン窒化膜57がほとんどエッチングされ
ない状態にする。
After that, as shown in FIG. 9D, a first polycrystalline silicon film is vapor-deposited and doped with phosphorus to have a low resistance, and the first transfer electrode 58 of the charge transfer element and its periphery are photoetched. The gate electrode 69 of the circuit portion is formed at the same time. At this time, the etching conditions for the polycrystalline silicon film are set so that the etching rate ratio to the underlying silicon nitride film 57 is large, so that the silicon nitride film 57 is hardly etched.

【0106】つぎに、図9(e)に示すように、多結晶
シリコン膜を酸化してシリコン酸化膜59を形成する。
これによって第1の転送電極58が第2の転送電極60
と電気的に絶縁される。この後、第2の多結晶シリコン
膜を蒸着しリンをドープして低抵抗とし、フォトエッチ
ングで電荷転送素子の第2の転送電極60を形成する。
Next, as shown in FIG. 9E, the polycrystalline silicon film is oxidized to form a silicon oxide film 59.
As a result, the first transfer electrode 58 becomes the second transfer electrode 60.
Electrically isolated from. After that, a second polycrystalline silicon film is vapor-deposited and doped with phosphorus to have a low resistance, and the second transfer electrode 60 of the charge transfer element is formed by photoetching.

【0107】その後、第2の多結晶シリコン膜の第2の
転送電極60下部のゲート絶縁膜が第1の転送電極58
下部のゲート絶縁膜と同じ膜厚になる。すなわち両方の
電極下のゲート絶縁膜はシリコン酸化膜56とシリコン
窒化膜57の膜厚の和になっている。このため、電荷転
送素子を動作した時には、均一なCCDのチャンネルが
得られる。
After that, the gate insulating film below the second transfer electrode 60 of the second polycrystalline silicon film is changed to the first transfer electrode 58.
It has the same thickness as the lower gate insulating film. That is, the gate insulating film under both electrodes has the sum of the film thicknesses of the silicon oxide film 56 and the silicon nitride film 57. Therefore, when the charge transfer element is operated, a uniform CCD channel can be obtained.

【0108】このようにこの実施例の電荷転送素子の製
造方法では、周辺回路部のゲート絶縁膜のシリコン酸化
膜68を形成するのに、シリコン酸化膜56とシリコン
窒化膜57の積層膜を除去する。このため、工程が従来
のものに比べて簡単である。さらに、周辺回路部のゲー
ト絶縁膜68を形成する時、電荷転送部の上層にはシリ
コン窒化膜57が形成された状態である。この状態でゲ
ート絶縁膜のシリコン酸化膜68の酸化を行うとシリコ
ン窒化膜57は変化せず、すなわち5nm程度のシリコ
ン酸化膜70が形成されるだけで、同時に周辺回路部の
ゲート絶縁膜の形成ができる。
As described above, according to the method of manufacturing the charge transfer device of this embodiment, the laminated film of the silicon oxide film 56 and the silicon nitride film 57 is removed to form the silicon oxide film 68 of the gate insulating film in the peripheral circuit portion. To do. Therefore, the process is simpler than the conventional process. Further, when the gate insulating film 68 of the peripheral circuit portion is formed, the silicon nitride film 57 is in the upper layer of the charge transfer portion. When the silicon oxide film 68 of the gate insulating film is oxidized in this state, the silicon nitride film 57 does not change, that is, only the silicon oxide film 70 of about 5 nm is formed, and at the same time the gate insulating film of the peripheral circuit portion is formed. You can

【0109】このため、第1の転送電極58直下の絶縁
膜の膜厚と第2の転送電極60直下の絶縁膜の膜厚が均
一になる。第2の転送電極60も同様のフォトエッチン
グで形成するが第1の転送電極58と第2の転送電極6
0の下部以外の領域のシリコン窒化膜57は、セルフア
ラインで第2の転送電極60をエッチングする時に、同
時にエッチング除去する。
Therefore, the film thickness of the insulating film immediately below the first transfer electrode 58 and the film thickness of the insulating film immediately below the second transfer electrode 60 become uniform. The second transfer electrode 60 is also formed by similar photoetching, but the first transfer electrode 58 and the second transfer electrode 6 are formed.
The silicon nitride film 57 in the region other than the lower portion of 0 is simultaneously removed by etching when the second transfer electrode 60 is self-aligned.

【0110】この時の多結晶シリコン膜のエッチング条
件は、多結晶シリコン膜と下地シリコン窒化膜57との
エッチング速度比の小さい条件で行う。転送電極58,
60の下部以外のシリコン窒化膜57を除去することに
より、素子全体にかかるストレスを低減する。また、こ
の電荷転送素子を固体撮像素子等に使用する場合はシリ
コン窒化膜を除去することでフォトダイオードへの入射
光の減衰を防ぐことができる。
At this time, the polycrystalline silicon film is etched under the condition that the etching rate ratio between the polycrystalline silicon film and the underlying silicon nitride film 57 is small. Transfer electrode 58,
By removing the silicon nitride film 57 other than the lower part of 60, the stress applied to the entire device is reduced. Further, when the charge transfer device is used for a solid-state image pickup device or the like, it is possible to prevent attenuation of light incident on the photodiode by removing the silicon nitride film.

【0111】この後、絶縁膜形成とアルミニウム配線を
行って、電荷転送素子が形成される。上記の工程によ
り、CCDチャンネル部は安定性に優れた積層膜でゲー
ト絶縁膜を形成し、周辺回路部は界面準位の少ないシリ
コン酸化膜68のゲート絶縁膜でトランジスタが形成で
きる。
After that, an insulating film is formed and aluminum wiring is performed to form a charge transfer element. Through the above steps, the gate insulating film can be formed of the laminated film having excellent stability in the CCD channel portion, and the transistor can be formed of the gate insulating film of the silicon oxide film 68 having a small interface state in the peripheral circuit portion.

【0112】周辺回路部の表面チャンネルMOSトラン
ジスタに界面準位と膜中トラップ準位の少ないシリコン
酸化膜を用いるので、界面準位密度に起因するノイズ特
性と、膜中トラップ密度に起因するしきい値電圧Vth
フトや相互コンダクタンスg m の劣化などの信頼性でO
NO膜だけで形成された電荷転送素子にくらべて良好な
素子が得られる。
Surface channel MOS transistor of peripheral circuit section
Silicon with few interface states and trap states in the film
Since an oxide film is used, noise characteristics due to interface state density
And the threshold voltage V due to the trap density in the filmthShi
And transconductance g mO due to reliability such as deterioration of
Excellent compared to a charge transfer device formed only with an NO film
The device is obtained.

【0113】図10にこの発明の電荷転送素子の製造方
法の第2の実施例を説明するための工程断面図を示す
(請求項10に対応する)。第2の実施例は、上記第1
の実施例で示した製造方法において、MISトランジス
タが2つ以上形成される場合の製造方法について説明す
る。まず、図10(a)に示すように、n型シリコン基
板51の全面にボロンをイオン注入する。この後、熱処
理を行いp型拡散層52を形成する。この時、p型拡散
層52の拡散深さは約5μmである。
FIG. 10 is a process sectional view for explaining the second embodiment of the method of manufacturing a charge transfer device according to the present invention (corresponding to claim 10). The second embodiment is based on the first
In the manufacturing method shown in the above embodiment, a manufacturing method when two or more MIS transistors are formed will be described. First, as shown in FIG. 10A, boron is ion-implanted into the entire surface of the n-type silicon substrate 51. Then, heat treatment is performed to form the p-type diffusion layer 52. At this time, the diffusion depth of the p-type diffusion layer 52 is about 5 μm.

【0114】つぎに、シリコン基板51表面を熱酸化
し、シリコン酸化膜83を50nmの膜厚に形成する。
その後、シリコン酸化膜83上に減圧CVD法によりシ
リコン窒化膜84を形成する。シリコン窒化膜84の膜
厚は、120nmである。この後、通常のフォトリソグ
ラフィを用いて、分離領域54となる部分以外の領域を
覆ったレジストパターンを形成する。このレジストパタ
ーンをマスクにして、シリコン窒化膜84をエッチング
除去する。
Next, the surface of the silicon substrate 51 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 83 with a film thickness of 50 nm.
Then, a silicon nitride film 84 is formed on the silicon oxide film 83 by the low pressure CVD method. The film thickness of the silicon nitride film 84 is 120 nm. After that, a resist pattern covering a region other than the portion to be the isolation region 54 is formed by using normal photolithography. Using this resist pattern as a mask, the silicon nitride film 84 is removed by etching.

【0115】さらに、シリコン酸化膜83を除去して、
シリコン基板51表面が露出するようにする。この後、
レジストパターンを除去する。このようにシリコン窒化
膜84とシリコン酸化膜83が除去されたシリコン基板
51を、熱酸化して分離領域54を成長させる。分離領
域54は、LOCOSと呼ばれ、膜厚が約500nmの
酸化膜が形成される。
Further, the silicon oxide film 83 is removed,
The surface of the silicon substrate 51 is exposed. After this,
The resist pattern is removed. Thus, the silicon substrate 51 from which the silicon nitride film 84 and the silicon oxide film 83 have been removed is thermally oxidized to grow the isolation region 54. The isolation region 54 is called LOCOS, and an oxide film with a film thickness of about 500 nm is formed.

【0116】つぎに、図10(b)に示すように、半導
体基板51全面に形成されたシリコン窒化膜84をエッ
チング除去する。この後、通常のフォトリソグラフィを
用いて、MISトランジスタを形成する領域にレジスト
パターンを形成する(図示せず)。この後、半導体基板
51全面にイオン注入を行う。この後、レジストパター
ンを除去する。
Next, as shown in FIG. 10B, the silicon nitride film 84 formed on the entire surface of the semiconductor substrate 51 is removed by etching. After that, a resist pattern is formed in a region where the MIS transistor is to be formed (not shown) by using ordinary photolithography. After that, ion implantation is performed on the entire surface of the semiconductor substrate 51. After that, the resist pattern is removed.

【0117】さらに、熱処理を行って転送チャンネルと
なるn型拡散層53を形成する。この時、n型拡散層5
3の拡散深さは0.5μmにしている。さらに表面保護
膜として用いたシリコン酸化膜83をエッチング除去す
る。つぎに、図10(c)に示すように、半導体基板5
1を熱酸化してシリコン酸化膜56を80nmの厚さで
形成する。
Further, heat treatment is performed to form an n-type diffusion layer 53 which will be a transfer channel. At this time, the n-type diffusion layer 5
The diffusion depth of 3 is 0.5 μm. Further, the silicon oxide film 83 used as the surface protection film is removed by etching. Next, as shown in FIG. 10C, the semiconductor substrate 5
1 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 56 with a thickness of 80 nm.

【0118】さらに、減圧CVD法で厚さ40nmのシ
リコン窒化膜57をシリコン酸化膜56上に成長する。
その後、通常のフォトリソグラフィを用いて、周辺回路
部の第1のMISトランジスタを形成する領域を開口し
たレジストパターンを形成する(図示せず)。このレジ
ストパターンをマスクにしてシリコン窒化膜57をプラ
ズマエッチング法で除去する。こうして第1のMISト
ランジスタを形成する領域のシリコン窒化膜57を取り
除く。
Further, a silicon nitride film 57 having a thickness of 40 nm is grown on the silicon oxide film 56 by the low pressure CVD method.
Then, using a normal photolithography, a resist pattern having an opening in the region where the first MIS transistor is formed in the peripheral circuit portion is formed (not shown). The silicon nitride film 57 is removed by plasma etching using this resist pattern as a mask. Thus, the silicon nitride film 57 in the region for forming the first MIS transistor is removed.

【0119】さらに、この領域に露出したシリコン酸化
膜56を弗酸と弗化アンモニウムの混合液でウエットエ
ッチングして除去する。シリコン酸化膜56のエッチン
グは、プラズマエッチング法を用いてもよいことは言う
までもない。ここで、MISトランジスタを形成する領
域はシリコン基板51が露出している。つぎに、レジス
トパターンを除去する。
Further, the silicon oxide film 56 exposed in this region is removed by wet etching with a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. It goes without saying that a plasma etching method may be used for etching the silicon oxide film 56. Here, the silicon substrate 51 is exposed in the region where the MIS transistor is formed. Next, the resist pattern is removed.

【0120】この後、図10(d)に示すように、熱酸
化を行って露出した半導体基板51上にシリコン酸化膜
71を形成する。この時、埋め込み型電荷転送部には、
シリコン酸化膜56とシリコン窒化膜57の2層膜が形
成されている。上層のシリコン窒化膜57は酸化速度が
低いため膜厚が増加することによる影響はない。このた
め、MISトランジスタのゲート絶縁膜となるシリコン
酸化膜71の膜厚は自由に設定できる。ここでは膜厚を
50nmに設定した。
Thereafter, as shown in FIG. 10D, thermal oxidation is performed to form a silicon oxide film 71 on the exposed semiconductor substrate 51. At this time, the embedded charge transfer unit is
A two-layer film including a silicon oxide film 56 and a silicon nitride film 57 is formed. Since the upper silicon nitride film 57 has a low oxidation rate, it is not affected by the increase in film thickness. Therefore, the film thickness of the silicon oxide film 71 which becomes the gate insulating film of the MIS transistor can be freely set. Here, the film thickness was set to 50 nm.

【0121】この時、同時に電荷転送部のシリコン窒化
膜57上には膜厚約5nm程度のシリコン酸化膜70が
成長する。この後、第1の多結晶シリコン膜を蒸着しリ
ンをドープして低抵抗とし、フォトエッチングで電荷転
送素子の第1の転送電極58と周辺回路部のゲート電極
72とを同時に形成する。この時、第1のMISトラン
ジスタのゲート酸化膜となるシリコン酸化膜71をゲー
ト電極72のエッチングと同時に行う。
At this time, at the same time, a silicon oxide film 70 having a film thickness of about 5 nm is grown on the silicon nitride film 57 of the charge transfer portion. After that, a first polycrystalline silicon film is vapor-deposited and doped with phosphorus to have a low resistance, and the first transfer electrode 58 of the charge transfer element and the gate electrode 72 of the peripheral circuit portion are simultaneously formed by photoetching. At this time, the silicon oxide film 71 to be the gate oxide film of the first MIS transistor is formed simultaneously with the etching of the gate electrode 72.

【0122】その後、通常のフォトリソグラフィを用い
て、周辺回路部の第2のMISトランジスタを形成する
領域を開口したレジストパターンを形成する(図示せ
ず)。そして、図10(e)に示すように、このレジス
トパターンをマスクにして周辺回路部のシリコン窒化膜
57をプラズマエッチング法で除去する。こうして第2
のMISトランジスタを形成する領域のシリコン窒化膜
57を取り除く。
After that, a resist pattern having an opening in the region for forming the second MIS transistor in the peripheral circuit portion is formed by using ordinary photolithography (not shown). Then, as shown in FIG. 10E, the silicon nitride film 57 in the peripheral circuit portion is removed by plasma etching using this resist pattern as a mask. Thus the second
The silicon nitride film 57 in the region for forming the MIS transistor is removed.

【0123】さらに、この領域に露出したシリコン酸化
膜56を弗酸と弗化アンモニウムの混合液でウエットエ
ッチングして除去する。ここで、MISトランジスタを
形成する領域はシリコン基板51が露出している。つぎ
に、レジストパターンを除去する。この後、熱酸化を行
って露出した半導体基板51上にシリコン酸化膜73を
形成する。この酸化工程によって、転送電極58の多結
晶シリコン膜もまた酸化され、シリコン酸化膜59が形
成される。これによって第1の転送電極が第2の転送電
極と電気的に絶縁される。
Further, the silicon oxide film 56 exposed in this region is removed by wet etching with a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. Here, the silicon substrate 51 is exposed in the region where the MIS transistor is formed. Next, the resist pattern is removed. Then, thermal oxidation is performed to form a silicon oxide film 73 on the exposed semiconductor substrate 51. By this oxidation step, the polycrystalline silicon film of the transfer electrode 58 is also oxidized and a silicon oxide film 59 is formed. This electrically insulates the first transfer electrode from the second transfer electrode.

【0124】この時、埋め込み型電荷転送部の第1の転
送電極58が形成されていない領域はシリコン酸化膜7
0が形成されている。この第2のMISトランジスタの
ゲート絶縁膜であるシリコン酸化膜73の形成で、シリ
コン酸化膜70はさらに成長する。しかし、ここでもや
はり下層のシリコン窒化膜57は酸化速度が低いため、
膜厚が増加することによる影響はない。このため、MI
Sトランジスタのゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜7
3の膜厚は自由に設定できる。ここでは膜厚を80nm
に設定した。
At this time, the silicon oxide film 7 is formed in the region of the buried charge transfer portion where the first transfer electrode 58 is not formed.
0 is formed. By forming the silicon oxide film 73 which is the gate insulating film of the second MIS transistor, the silicon oxide film 70 is further grown. However, again, since the lower silicon nitride film 57 has a low oxidation rate,
There is no effect due to increased film thickness. Therefore, MI
Silicon oxide film 7 to be the gate insulating film of S transistor
The film thickness of 3 can be set freely. Here, the film thickness is 80 nm
Set to.

【0125】この後、第2の多結晶シリコン膜を蒸着し
リンをドープして低抵抗とし、フォトエッチングで電荷
転送素子の第2の転送電極60と周辺回路部のゲート電
極74とを同時に形成する。この時、第2のMISトラ
ンジスタのゲート酸化膜となるシリコン酸化膜73をゲ
ート電極74のエッチングと同時に行う。つぎに、図1
0(f)に示すように、第2のゲート電極74はフォト
エッチングで形成する。この時同時に第1の転送電極5
8と第2の転送電極60の下部以外の領域のシリコン窒
化膜は、これらをマスクとしてセルフアラインでエッチ
ング除去する。
After that, a second polycrystalline silicon film is vapor-deposited and doped with phosphorus to have a low resistance, and the second transfer electrode 60 of the charge transfer element and the gate electrode 74 of the peripheral circuit portion are simultaneously formed by photoetching. To do. At this time, the silicon oxide film 73 to be the gate oxide film of the second MIS transistor is formed at the same time as the etching of the gate electrode 74. Next, FIG.
As shown in 0 (f), the second gate electrode 74 is formed by photoetching. At this time, at the same time, the first transfer electrode 5
8 and the silicon nitride film in regions other than the lower portion of the second transfer electrode 60 are removed by self-alignment using these as a mask.

【0126】以上説明したように、50nmの第1の周
辺回路部、80nmの第2の周辺回路部の2種類の膜厚
を有し、界面準位が少なく、膜中のトラップ準位の少な
い表面チャンネルトランジスタを形成するには最適のゲ
ート絶縁膜を有する周辺回路部が形成される。なお、こ
の実施例では50nmと80nmのシリコン酸化膜を形
成しているが、絶縁耐圧が許される限度内で、酸化膜厚
を任意に変更することができる。
As described above, the film has two kinds of film thickness, that is, the first peripheral circuit portion of 50 nm and the second peripheral circuit portion of 80 nm, the interface state is small, and the trap level in the film is small. A peripheral circuit portion having an optimum gate insulating film is formed for forming the surface channel transistor. Although the silicon oxide films of 50 nm and 80 nm are formed in this embodiment, the oxide film thickness can be arbitrarily changed within the limit of withstand voltage.

【0127】この後、絶縁膜を形成した後、アルミニウ
ム配線を行って、電荷転送素子が完成する。なお、3層
ゲート以上の素子の場合でも、同様にして周辺回路部の
シリコン窒化膜を除去してシリコン酸化膜を形成でき
る。以上のように、周辺回路部のシリコン窒化膜を除去
しているので、界面準位の影響が少ない部分にMISト
ランジスタを形成することができる。このため、応力に
よるしきい値電圧Vthの劣下が生じない。
Then, after forming an insulating film, aluminum wiring is performed to complete the charge transfer element. Even in the case of an element having three or more layers of gates, the silicon nitride film in the peripheral circuit portion can be similarly removed to form a silicon oxide film. Since the silicon nitride film in the peripheral circuit portion is removed as described above, it is possible to form the MIS transistor in the portion where the influence of the interface state is small. Therefore, the threshold voltage V th is not degraded by the stress.

【0128】また、シリコン窒化膜を上面とする電荷転
送部に周辺回路部のゲート絶縁膜を同時に形成するた
め、工程が簡単であり、ゲート絶縁膜の膜厚を目的に合
わせて変更できる。さらに、電荷転送部の第1の転送電
極と周辺回路部のゲート電極をセルフアラインで形成で
きるため工程が容易である。
Further, since the gate insulating film of the peripheral circuit portion is simultaneously formed in the charge transfer portion whose upper surface is the silicon nitride film, the process is simple and the film thickness of the gate insulating film can be changed according to the purpose. Furthermore, the first transfer electrode of the charge transfer section and the gate electrode of the peripheral circuit section can be formed by self-alignment, which facilitates the process.

【0129】さらに、周辺回路部のゲート絶縁膜を形成
する時、電荷転送部の上層にはシリコン窒化膜が形成さ
れた状態である。この状態でゲート絶縁膜の酸化を行う
とシリコン窒化膜は変化せず、すなわち5nm程度のシ
リコン酸化膜が形成されるだけで、同時に周辺回路部の
ゲート絶縁膜の形成ができる。
Furthermore, when the gate insulating film of the peripheral circuit portion is formed, the silicon nitride film is formed in the upper layer of the charge transfer portion. If the gate insulating film is oxidized in this state, the silicon nitride film does not change, that is, only a silicon oxide film of about 5 nm is formed, and the gate insulating film of the peripheral circuit portion can be formed at the same time.

【0130】[0130]

【発明の効果】この発明によれば、前記周辺回路部は単
層の絶縁膜を介して形成されたゲート電極を有し、前記
積層絶縁膜が少なくとも下層が膜厚10nm〜200n
mのシリコン酸化膜で構成されるとともに、上層が膜厚
10nm〜100nmのシリコン窒化膜で構成されてい
るので、所定の不純物濃度を持つ拡散層を形成すること
によって所定の絶縁耐圧をもち、転送効率およびCCD
のチャンネルの信号電荷に対する飽和特性に劣下のない
電荷転送素子が得られる。
According to the present invention, the peripheral circuit portion has a gate electrode formed through a single-layer insulating film, and at least the lower layer of the laminated insulating film has a thickness of 10 nm to 200 n.
m silicon oxide film and the upper layer is a silicon nitride film having a film thickness of 10 nm to 100 nm, a diffusion layer having a predetermined impurity concentration is formed to have a predetermined withstand voltage and transfer. Efficiency and CCD
It is possible to obtain a charge transfer device which is not deteriorated in the saturation characteristic with respect to the signal charge of the channel.

【0131】また、上記のような膜厚を有する絶縁膜を
ゲート絶縁膜として使用しているため、駆動電圧の低電
圧側の値(φL )が低くなりすぎることはなく、転送効
率が劣下することがない。また、駆動電圧の高電圧側の
値(φH )が高くなりすぎることもなく、駆動するため
のパルスジェネレータを高耐圧なものにする必要がな
い。
Further, since the insulating film having the above-mentioned film thickness is used as the gate insulating film, the value (φ L ) on the low voltage side of the driving voltage does not become too low and the transfer efficiency is poor. There is nothing to give down. Further, the value (φ H ) on the high voltage side of the driving voltage does not become too high, and it is not necessary to make the pulse generator for driving high withstand voltage.

【0132】さらに、上記のような膜厚設定の結果、膜
形成の安定性がよく、電荷転送素子の信頼性を高めるこ
とができ、また、電荷転送素子を長時間使用しても、C
CDのチャンネルに印加される実効電圧が変化すること
がない。さらに、この発明の電荷転送素子では、シリコ
ン酸化膜の下部以外のシリコン窒化膜をなくすことによ
って電荷転送素子全体にかかる応力を低減することがで
きる。また、この電荷転送素子を固体撮像装置として利
用する場合でも、シリコン窒化膜がないので、フォトダ
イオードに入射する光を減衰させることがない。
Further, as a result of setting the film thickness as described above, the stability of film formation is good, the reliability of the charge transfer element can be improved, and even if the charge transfer element is used for a long time, C
The effective voltage applied to the CD channel does not change. Further, in the charge transfer device of the present invention, the stress applied to the entire charge transfer device can be reduced by eliminating the silicon nitride film other than under the silicon oxide film. Further, even when this charge transfer element is used as a solid-state image pickup device, since there is no silicon nitride film, light incident on the photodiode is not attenuated.

【0133】また、MISトランジスタのゲート絶縁膜
にシリコン酸化膜を単層で設けているので、界面準位や
絶縁膜中に存在しているトラップ準位によってトランジ
スタ特性が劣下することがない。このため、界面準位密
度が増加することによるMISトランジスタのノイズ特
性および周波数特性の劣化は生じない。また膜中のトラ
ップ密度が増加することによるMISトランジスタのし
きい値電圧Vthのシフトや相互コンダクタンスgm の劣
化がない。
Since the gate insulating film of the MIS transistor is provided with the silicon oxide film as a single layer, the transistor characteristics are not deteriorated by the interface level and the trap level existing in the insulating film. Therefore, the noise characteristic and the frequency characteristic of the MIS transistor are not deteriorated due to the increase of the interface state density. Further, the threshold voltage V th of the MIS transistor is not shifted and the mutual conductance g m is not deteriorated due to the increase of the trap density in the film.

【0134】さらに、この発明の電荷転送素子のMIS
トランジスタは、アンプノイズが低く、従来の積層構造
のゲート絶縁膜を有するMISトランジスタに比べて約
2/5倍程度に抑えることができる。このため、電荷転
送素子の動作を行った時、微小な信号電荷を充分に増幅
することができる。また、周波数特性は、この実施例の
MISトランジスタは、従来の積層構造のゲート絶縁膜
を有するMISトランジスタに比べて約1.4倍程度高
くすることができる。
Furthermore, the MIS of the charge transfer device of the present invention.
The transistor has a low amplifier noise and can be suppressed to about 2/5 times that of a conventional MIS transistor having a gate insulating film having a laminated structure. Therefore, when the charge transfer element operates, a minute signal charge can be sufficiently amplified. Further, the frequency characteristics of the MIS transistor of this embodiment can be improved by about 1.4 times as compared with the conventional MIS transistor having a gate insulating film having a laminated structure.

【0135】さらに、MISトランジスタのゲート絶縁
膜の膜厚は、用途によって周辺回路部内で最適な値にで
きる。このため、素子の縮小や素子特性の最適化を容易
に行うことができる。さらに、MISトランジスタのゲ
ート絶縁膜の膜厚を任意に選ぶことができるので、スイ
ッチング時のオン抵抗を小さくし、ノイズを減少させる
トランジスタと、ロードトランジスタのように抵抗とし
てのみ用いるトランジスタとを併存させることができ
る。このため、相互コンダクタンスgm が大きくなった
り、トランジスタのサイズを大きくする必要がない。ま
た、附加容量が増大し高周波特性が劣下するのを防ぐこ
とができる。
Furthermore, the film thickness of the gate insulating film of the MIS transistor can be set to an optimum value in the peripheral circuit section depending on the application. Therefore, it is possible to easily reduce the size of the device and optimize the device characteristics. Furthermore, since the thickness of the gate insulating film of the MIS transistor can be arbitrarily selected, a transistor that reduces ON resistance at the time of switching to reduce noise and a transistor such as a load transistor that is used only as a resistor are present together. be able to. Therefore, it is not necessary to increase the transconductance g m or increase the size of the transistor. In addition, it is possible to prevent the high frequency characteristic from being deteriorated due to the increase of the added capacitance.

【0136】さらに、周辺回路部のシリコン窒化膜を除
去しているので、界面準位の影響が少ない部分にMIS
トランジスタを形成することができる。このため、応力
によるしきい値電圧Vthの劣下が生じない。また、この
発明の電荷転送素子の製造方法では、シリコン窒化膜を
上面とする電荷転送部に周辺回路部のゲート絶縁膜を同
時に形成するため、工程が簡単であり、ゲート絶縁膜の
膜厚を目的に合わせて変更できる。
Further, since the silicon nitride film in the peripheral circuit portion is removed, the MIS is formed in a portion where the influence of the interface state is small.
A transistor can be formed. Therefore, the threshold voltage V th is not degraded by the stress. Further, in the method of manufacturing a charge transfer device according to the present invention, the gate insulating film of the peripheral circuit portion is simultaneously formed in the charge transfer portion having the silicon nitride film as an upper surface, so that the process is simple and the film thickness of the gate insulating film is Can be changed according to the purpose.

【0137】さらに、電荷転送部の第1の転送電極と周
辺回路部のゲート電極をセルフアラインで形成できるた
め、工程が容易である。また、周辺回路部に目的の異な
るトランジスタを形成するとき、電荷転送部に周辺回路
のゲート絶縁膜と、電荷転送部の第1の転送電極および
周辺回路部のゲート電極とをセルフアラインで形成し、
さらに目的の異なるトランジスタのゲート絶縁膜を、第
1の転送電極を電気的に分離するための絶縁膜と同時に
形成できる。このとき、目的の異なるトランジスタのゲ
ート電極と第2の転送電極を同時に形成することができ
る。このため工程が容易である。
Further, since the first transfer electrode of the charge transfer section and the gate electrode of the peripheral circuit section can be formed by self-alignment, the process is easy. When forming transistors having different purposes in the peripheral circuit section, the gate insulating film of the peripheral circuit, the first transfer electrode of the charge transfer section and the gate electrode of the peripheral circuit section are formed in the charge transfer section by self-alignment. ,
Further, the gate insulating film of the transistor having a different purpose can be formed at the same time as the insulating film for electrically isolating the first transfer electrode. At this time, the gate electrodes and the second transfer electrodes of the transistors having different purposes can be formed at the same time. Therefore, the process is easy.

【0138】また、この発明の電荷転送素子の製造方法
では、周辺回路部のゲート絶縁膜を形成するのに、シリ
コン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜を除去する。この
ため、工程が従来のものに比べて簡単である。さらに、
周辺回路部のゲート絶縁膜を形成する時、電荷転送部の
上層にはシリコン窒化膜が形成された状態である。この
状態でゲート絶縁膜の酸化を行うとシリコン窒化膜は変
化せず、すなわち5nm程度のシリコン酸化膜が形成さ
れるだけで、同時に周辺回路部のゲート絶縁膜の形成が
できる。
Further, in the method of manufacturing the charge transfer device according to the present invention, the laminated film of the silicon oxide film and the silicon nitride film is removed to form the gate insulating film of the peripheral circuit portion. Therefore, the process is simpler than the conventional process. further,
When the gate insulating film of the peripheral circuit portion is formed, the silicon nitride film is formed on the upper layer of the charge transfer portion. If the gate insulating film is oxidized in this state, the silicon nitride film does not change, that is, only a silicon oxide film of about 5 nm is formed, and the gate insulating film of the peripheral circuit portion can be formed at the same time.

【0139】このため、第1の転送電極直下の絶縁膜の
膜厚と第2の転送電極直下の絶縁膜の膜厚がほぼ均一に
なる。
Therefore, the film thickness of the insulating film immediately below the first transfer electrode and the film thickness of the insulating film immediately below the second transfer electrode become substantially uniform.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例の電荷転送素子の断面
図である。
FIG. 1 is a sectional view of a charge transfer device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第1の実施例の電荷転送素子を固体
撮像装置に応用したときの素子断面図である。
FIG. 2 is an element cross-sectional view when the charge transfer element according to the first embodiment of the present invention is applied to a solid-state imaging device.

【図3】この発明の電荷転送素子のアンプノイズ特性と
周波数特性とを説明する特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating an amplifier noise characteristic and a frequency characteristic of the charge transfer device according to the present invention.

【図4】この発明の第2の実施例の電荷転送素子の断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view of a charge transfer device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】この発明の第3の実施例の電荷転送素子の断面
図である。
FIG. 5 is a sectional view of a charge transfer device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】この発明の電荷転送素子の周辺回路部周辺部の
平面図である。
FIG. 6 is a plan view of a peripheral portion of a peripheral circuit portion of the charge transfer device according to the present invention.

【図7】この発明の第4の実施例の電荷転送素子の断面
図である。
FIG. 7 is a sectional view of a charge transfer device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】この発明の電荷転送素子をFIT型のCCD固
体撮像素子に応用した平面図である。
FIG. 8 is a plan view in which the charge transfer device of the present invention is applied to a FIT type CCD solid-state imaging device.

【図9】この発明の第1の実施例の電荷転送素子の製造
方法を示す工程順断面図である。
FIG. 9 is a step-by-step cross-sectional view showing the method of manufacturing the charge transfer element according to the first embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第2の実施例の電荷転送素子の製
造方法を示す工程順断面図である。
FIG. 10 is a step-by-step cross-sectional view showing the method of manufacturing the charge transfer element according to the second embodiment of the present invention.

【図11】従来の電荷転送素子の断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional charge transfer element.

【図12】従来の電荷転送素子の製造方法を示す工程順
断面図である。
FIG. 12 is a step-by-step cross-sectional view showing the method of manufacturing the conventional charge transfer device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 シリコン基板 52 p型拡散層 53 n型拡散層 54 分離領域 55 n型拡散層 56 シリコン酸化膜 57 シリコン窒化膜 58 転送電極 59 シリコン酸化膜 60 転送電極 68 シリコン酸化膜 69 ゲート電極 51 Silicon substrate 52 p-type diffusion layer 53 n-type diffusion layer 54 Separation area 55 n-type diffusion layer 56 Silicon oxide film 57 Silicon nitride film 58 transfer electrode 59 Silicon oxide film 60 transfer electrodes 68 Silicon oxide film 69 Gate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 祐二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yuji Matsuda             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electronics             Industry Co., Ltd.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に電荷転送部と周辺回路部と
が形成された電荷転送素子であって、前記電荷転送部は
積層絶縁膜を介して形成された転送電極を有し、前記周
辺回路部は単層の絶縁膜を介して形成されたゲート電極
を有し、前記積層絶縁膜が少なくとも下層が膜厚10n
m〜200nmのシリコン酸化膜で構成されるととも
に、上層が膜厚10nm〜100nmのシリコン窒化膜
で構成されていることを特徴とする電荷転送素子。
1. A charge transfer device comprising a semiconductor substrate on which a charge transfer section and a peripheral circuit section are formed, the charge transfer section having a transfer electrode formed through a laminated insulating film, and the peripheral circuit. Has a gate electrode formed via a single-layer insulating film, and the laminated insulating film has a film thickness of at least 10 n at the lower layer.
A charge transfer device comprising a silicon oxide film of m to 200 nm and an upper layer of a silicon nitride film having a film thickness of 10 to 100 nm.
【請求項2】 積層絶縁膜を構成するシリコン窒化膜上
に、膜厚5nmのシリコン酸化膜が形成されていること
を特徴とする請求項1記載の電荷転送素子。
2. The charge transfer device according to claim 1, wherein a silicon oxide film having a film thickness of 5 nm is formed on the silicon nitride film forming the laminated insulating film.
【請求項3】 周辺回路部に形成される複数個のトラン
ジスタのゲート絶縁膜の膜厚が異なっていることを特徴
とする請求項1記載の電荷転送素子。
3. The charge transfer device according to claim 1, wherein the gate insulating films of the plurality of transistors formed in the peripheral circuit portion have different film thicknesses.
【請求項4】 周辺回路部に形成される複数個のトラン
ジスタの中に少なくとも抵抗となるロードトランジスタ
が存在することを特徴とする請求項1記載の電荷転送素
子。
4. The charge transfer device according to claim 1, wherein at least a load transistor serving as a resistance is present in the plurality of transistors formed in the peripheral circuit section.
【請求項5】 半導体基板に形成された電荷転送部とフ
ォトダイオード部が形成された固体撮像装置であって、
前記電荷転送部は積層絶縁膜を介して形成された転送電
極を有し、前記フォトダイオード部は前記半導体基板上
に形成された単層の絶縁膜を有し、前記積層絶縁膜が少
なくとも下層がシリコン酸化膜で構成されるとともに、
上層がシリコン窒化膜で構成され、かつ前記単層の絶縁
膜がシリコン酸化膜で構成されていることを特徴とする
固体撮像装置。
5. A solid-state imaging device having a charge transfer section and a photodiode section formed on a semiconductor substrate, comprising:
The charge transfer section has a transfer electrode formed via a laminated insulating film, the photodiode section has a single-layer insulating film formed on the semiconductor substrate, and the laminated insulating film has at least a lower layer. Composed of silicon oxide film,
A solid-state imaging device, wherein an upper layer is composed of a silicon nitride film, and the single-layer insulating film is composed of a silicon oxide film.
【請求項6】 半導体基板に電荷転送部と周辺回路部が
形成された電荷転送素子であって、前記電荷転送部と前
記周辺回路部とを分離する方形の分離領域と、前記周辺
回路部で前記分離領域より内側で、かつ間隙をあけて形
成された単層の絶縁膜の領域と、前記領域内のほぼ中央
部に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極の両側で
かつ前記領域内に設けられたソース・ドレインのコンタ
クトホールとを備えた電荷転送素子。
6. A charge transfer device having a charge transfer section and a peripheral circuit section formed on a semiconductor substrate, wherein a rectangular separation region separating the charge transfer section and the peripheral circuit section, and the peripheral circuit section are provided. A region of a single-layer insulating film formed inside the isolation region and with a gap, a gate electrode formed substantially in the center of the region, and on both sides of the gate electrode and in the region. A charge transfer device having a source / drain contact hole provided.
【請求項7】 前記間隙が、前記分離領域の端部から、
ほぼ前記分離領域の膜厚に相当する距離以上離れている
ことを特徴とする請求項6記載の電荷転送素子。
7. The gap is formed from an end of the separation area.
7. The charge transfer device according to claim 6, wherein the charge transfer devices are separated from each other by a distance corresponding to a film thickness of the separation region or more.
【請求項8】 半導体基板主面の所定領域に分離領域を
成長する工程と、前記半導体基板上に第1のシリコン酸
化膜を形成する工程と、前記第1のシリコン酸化膜上に
シリコン窒化膜を形成する工程と、周辺回路部となる第
1の領域の前記シリコン窒化膜を除去する工程と、つい
で前記第1の領域の前記第1のシリコン酸化膜を除去す
る工程と、電荷転送部となる第2の領域上面に前記シリ
コン窒化膜が全面に露出した状態で第2のシリコン酸化
膜を形成する工程と、前記電荷転送部となる第1の領域
に第1の転送電極を形成すると同時に前記第2のシリコ
ン酸化膜を介して前記周辺回路部のゲート電極を形成す
る工程と、前記第1の転送電極を酸化し第3のシリコン
酸化膜を形成する工程と、前記第3のシリコン酸化膜を
介して第2の転送電極を形成する工程とを含む電荷転送
素子の製造方法。
8. A step of growing an isolation region in a predetermined region of a main surface of a semiconductor substrate, a step of forming a first silicon oxide film on the semiconductor substrate, and a silicon nitride film on the first silicon oxide film. And a step of removing the silicon nitride film in the first region to be a peripheral circuit section, a step of removing the first silicon oxide film in the first area, and a charge transfer section. Forming a second silicon oxide film on the upper surface of the second region with the entire surface of the silicon nitride film exposed, and forming a first transfer electrode in the first region serving as the charge transfer portion at the same time. Forming a gate electrode of the peripheral circuit portion via the second silicon oxide film, forming a third silicon oxide film by oxidizing the first transfer electrode, and forming a third silicon oxide film. A second transfer charge through the membrane A method of manufacturing a charge transfer device, comprising the step of forming a pole.
【請求項9】 第1の転送電極と第2の転送電極の直下
に形成された窒化シリコン膜の膜厚がほぼ等しいことを
特徴とする電荷転送素子の製造方法。
9. A method of manufacturing a charge transfer device, wherein the film thickness of a silicon nitride film formed directly below a first transfer electrode and a second transfer electrode is substantially equal.
【請求項10】 半導体基板主面の所定領域に分離領域
を成長する工程と、ついで前記半導体基板上に第1のシ
リコン酸化膜を形成する工程と、ついで前記第1のシリ
コン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成する工程と、つい
で周辺回路部となる第1の領域の前記シリコン窒化膜を
除去する工程と、ついで前記第1の領域の前記第1のシ
リコン酸化膜を除去する工程と、ついで電荷転送部とな
る第2の領域上面に前記シリコン窒化膜が全面に露出し
た状態で第2のシリコン酸化膜を形成する工程と、つい
で前記電荷転送部となる第2の領域に第1の転送電極を
形成すると同時に前記第1の領域内の第3の領域に前記
第2のシリコン酸化膜を介して第1のゲート電極を形成
する工程と、ついで前記第1の転送電極を酸化すると同
時に前記第1の領域内の第4の領域に第3のシリコン酸
化膜を形成する工程と、ついで前記第3のシリコン酸化
膜を介して前記電荷転送部となる第2の領域に第2の転
送電極を形成すると同時に前記第3のシリコン酸化膜を
介して前記第4の領域に第2のゲート電極を形成する工
程とを含む電荷転送素子の製造方法。
10. A step of growing an isolation region in a predetermined region of a main surface of a semiconductor substrate, a step of forming a first silicon oxide film on the semiconductor substrate, and a step of forming silicon on the first silicon oxide film. A step of forming a nitride film, a step of removing the silicon nitride film in the first region to be a peripheral circuit portion, a step of removing the first silicon oxide film in the first region, Forming a second silicon oxide film on the upper surface of the second region to be the charge transfer portion with the silicon nitride film exposed to the entire surface; and then performing a first transfer to the second region to be the charge transfer portion. Forming an electrode and forming a first gate electrode in a third region in the first region through the second silicon oxide film at the same time, and then oxidizing the first transfer electrode and at the same time First area A step of forming a third silicon oxide film in a fourth region therein, and then forming a second transfer electrode in the second region which will be the charge transfer portion through the third silicon oxide film. Forming a second gate electrode in the fourth region via the third silicon oxide film.
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