专利名称：半导体器件、其制造方法及摄影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件，其具有通过光电转换传输存储电荷的传输沟道部、在传输沟道部上形成的绝缘膜、用于通过上述绝缘膜将传输电压施加到上述传输沟道部的传输电极，还涉及上述半导体器件的制造方法和摄影机，特别是涉及一种改善的绝缘膜。
背景技术：
半导体器件的一种是CCD(Charge Coupled Device电荷耦合器件)固体摄像器件。CCD固体摄像器件包括按行列状排列的光电转换元件、读出并按垂直方向传输从各列的光电转换元件来的电荷的移位寄存器即多个垂直CCD、以及按水平方向传输来自多个垂直CCD的电荷的移位寄存器即多个水平CCD。各垂直CCD和水平CCD间隔着绝缘膜设置有成为传输电荷通道的传输沟道部、和用于对传输沟道部施加传输电压的两层的传输电极。通常，在垂直CCD的传输电极上施加四相传输电压，在水平的传输电极上施加二相传输电压。
图1为现有的CCD固体摄像器件的剖面图。此外，图2表示CCD固体摄像器件的平面图。图1表示在图2中所示的表示CCD固体摄像器件的传输电极的平面图中的X-X剖面。
在图2中，传输沟道部2和在其上交替形成的传输电极5及保护膜7形成垂直CCD。传输电极5兼作读出电极，用于读出从光电转换元件向传输沟道部2的电荷，当施加读出脉冲时，就从传输沟道部2读出存储在光电转换元件9中的电荷。从传输沟道部2读出的电荷通过施加在传输电极上的四相传输脉冲被顺序移位传输。
在图1中，例如，通过在p型阱1中注入n型杂质来形成传输沟道部2。在传输沟道部2之上间隔着绝缘膜3来形成传输电极5。绝缘膜3由氧化硅膜和氮化硅膜形成2层。在传输电极5之上间隔着保护膜7来形成遮光膜8。
此外，在日本特开平5-343440号公报中，公开了一种涉及改良现有固体摄像器件中的传输电极的发明。
但是，根据上述现有技术，存在所谓不使画质劣化且难于减薄绝缘膜的问题。
具体地，上述传输沟道部中能够大量存储电荷量，或者，为了完整地读出而不遗漏从光电转换元件到达传输沟道部的电荷，优选传输沟道部和传输电极之间的绝缘膜薄。
但是，如果绝缘膜变薄，就产生下面这样的恶劣影响。即，由于在传输电极和半导体基板之间形成强电场而产生热电子，其结果就会在图像中形成噪声使再现的画质劣化。并且，由于此热电子被绝缘膜俘获，相对于传输电压和读出电压就会发生阈值漂移。即，暂时发生阈值漂移，即使施加常规的传输电压也会在传输沟道部中遗漏读出的电荷，传输和读出就变得不完整。其结果，就会因图像整体感光度劣化，导致画质也劣化。
并且，由于近年来微细化的进展、对绝缘膜施加强电场，因而容易产生上述恶劣影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不使画质劣化、容易进行电荷完整传输和电荷完整读出的半导体器件、及其制造方法和摄影机。
为了解决上述课题，本发明的半导体器件的结构包括通过光电转换传输存储电荷的传输沟道部、在传输沟道部上形成的绝缘膜、用于通过上述绝缘膜将传输电压施加到上述传输沟道部的传输电极的半导体器件，上述绝缘膜具有第1膜厚和比上述第1膜厚薄的第2膜厚，通过传输沟道部在与电荷的传输方向垂直的方向上的传输电极的端部之下的上述绝缘膜的膜厚为第1膜厚，在与传输方向垂直的方向上的传输沟道部的中央部之上的上述绝缘膜的膜厚为第2膜厚。上述传输电极的下表面为沿上述绝缘膜向下的凸状。
根据此结构，由于至少在传输沟道部和传输电极之间的中央部分的绝缘膜的膜厚为已薄膜化的第2膜厚，所以能够增加在传输沟道部中可存储的电荷量，具有所谓的容易完整地读出通过光电转换而在传输沟道部中产生的电荷的效果。并且，由于在传输电极端的下面为比第2膜厚厚的第1膜厚，因此在传输电极和半导体基板之间就不会不产生强电场。其结果，由于没有产生热电子，所以具有所谓的不引起画质劣化的效果。
在此，上述绝缘膜中具有第2膜厚的部分也可以构成具有和与上述传输方向垂直的方向上的传输沟道部的宽度相同的宽度的结构。
根据此结构，可以兼用于形成传输沟道部的掩膜和用于形成第2膜厚部分的掩膜，能够提高位置重合的精度和套准的精度，能够容易实现微细化。
在此，上述绝缘膜也可以是氧化硅膜和氮化硅膜的两层结构。
根据此结构，第2膜厚部分能通过已薄膜化的氮化硅膜来形成，由于不需要再次氧化，因此就具有所谓的在绝缘膜上不会产生鸟嘴形的效果。
此外，上述绝缘膜中具有第2膜厚的部分的结构也可以包括比与上述传输方向垂直方向上的传输沟道部的宽度更宽的宽度，并且具有比与上述传输方向垂直方向上的传输电极的宽度更窄的宽度。
在此，上述绝缘膜也可以是包含氧化硅膜的结构。
根据此结构，第2膜厚部分能通过已薄膜化的氧化硅膜来形成，由于在该部分的氧化硅膜去除后再次氧化来进行薄膜化，即使产生鸟嘴形，也具有所谓的不会受其影响的效果。
在此，上述传输电极的结构也可包括用于将通过光电转换产生的电荷从传输沟道部读出的施加读出电压的电极。
此外，本发明的半导体器件具有通过光电转换传输存储电荷的传输沟道部、在传输沟道部上形成的绝缘膜、用于通过上述绝缘膜将传输电压施加到上述传输沟道部的传输电极，该半导体器件的制造方法包括在半导体基板上形成平坦的绝缘膜的绝缘膜形成步骤、对传输沟道部的宽度方向上的中央部之上的上述绝缘膜的膜厚进行薄膜化的薄膜化步骤、在已薄膜化的绝缘膜上形成传输电极的电极形成步骤。
根据此结构，由于至少对传输沟道部和传输电极之间的中央部分的绝缘膜的膜厚进行薄膜化，所以就能够增加在传输沟道部中电荷的存储量，具有所谓的容易完整地读出通过光电转换而在传输沟道部中产生的电荷的效果。并且，由于部对传输电极端的下表面进行薄膜化，因此就不会在传输电极和半导体基板之间产生强电场。其结果，由于没有产生热电子，所以就具有所谓的不引起画质劣化的效果。
在此，在上述薄膜化步骤中，也可以通过使与作为传输沟道部之上的绝缘膜的传输沟道部具有相同的宽度的部分薄膜化来进行。
根据此结构，可以兼用为形成传输沟道部用的掩膜和薄膜化步骤中用于薄膜化的掩膜，能够提高位置重合的精度和套准的精度，能够容易实现微细化。
在此，在上述薄膜化步骤中，也可构成对比与作为传输沟道部之上的绝缘膜的传输沟道部的宽度更宽、比传输电极的宽度更窄的部分进行薄膜化的结构。
在此，上述绝缘膜为氧化硅膜，在上述薄膜化步骤中，也可构成暂时去除绝缘膜的要薄膜化的部分的绝缘膜之后，通过使该部分变得比其他部分薄来形成绝缘膜的结构。
根据此结构，在去除之后，再次使硅氧化以形成氧化膜时，即使氧化硅膜产生鸟嘴形，由于沟道宽度比薄膜化部较宽，所以就具有所谓的不易受鸟嘴形影响的效果。
在此，上述绝缘膜为氧化硅膜，在上述薄膜化步骤中，也可构成利用半蚀刻方法来进行绝缘膜的要薄膜化的部分的绝缘膜的薄膜化的结构。
在此，在上述薄膜化步骤中，也可构成进一步利用半蚀刻在薄膜化的氧化硅膜之上形成氮化硅膜的结构。
在此，在上述绝缘膜形成步骤中，在半导体基板上形成氧化硅膜和氮化硅膜作为两层上述绝缘膜，上述薄膜化步骤也可构成具有暂时去除绝缘膜的要薄膜化的部分的氧化硅膜的去除子步骤、通过使去除的部分比绝缘膜的其他部分变薄来形成氮化硅膜的形成子步骤的结构。
此外，上述去除子步骤也可构成具有在氮化硅膜上形成氧化硅膜的第1子步骤、在绝缘膜的要薄膜化的部分去除该绝缘膜表面的氧化硅膜的第2子步骤、将通过去除方法而残留的氧化硅膜作为掩膜来使用去除绝缘膜的要薄膜化的部分的氮化硅膜的第3子步骤的结构。
根据此结构，由于未再次氧化就进行薄膜化，所以就具有所谓的在氧化硅膜中不会产生鸟嘴形的效果。
此外，对于本发明的摄影机，也包括与上述相同的方法。
如上所述，根据本发明，由于至少在传输沟道部和传输电极之间的中央部分的绝缘膜的膜厚为薄膜化的第2膜厚，所以具有所谓的容易完整地进行传输沟道部的电荷传输，容易完整地读出通过光电转换而在传输沟道部中产生的电荷的效果。
并且，由于传输电极端的之下的第2膜厚比第1膜厚更厚，所以在传输电极和半导体基板之间就不会产生强电场。其结果，由于没有产生热电子，因此就具有所谓的不会引起画质劣化的效果。
作为有关本申请技术背景的更多信息，在此引用并参考2003年9月4日申请的日本申请No.2003-312253。
通过以下结合附图而进行的说明，本发明的这些和其它目的、优点以及特点将变得明显，
了本发明的具体实施例，图1是现有的CCD固体摄像器件的剖面图。
图2是示出了CCD固体摄像器件的传输电极的平面图。
图3是示出了根据本发明的实施方式1的半导体器件的剖面图。
图4是根据实施方式1的半导体器件的第1制造方法的示意图。
图5是根据实施方式1的半导体器件的第2制造方法的示意图。
图6是根据实施方式1的半导体器件的第3制造方法的示意图。
图7是表示已形成二层绝缘膜的情况下的半导体器件的剖面图。
图8是示出了根据本发明的实施方式2的半导体器件的剖面图。
图9是根据实施方式2的半导体器件的第1制造方法的示意图。
图10是根据实施方式2的半导体器件的第2制造方法的示意图。
图11是表示形成二层绝缘膜的情况下的半导体器件的剖面图。
图12是示出了根据本发明的实施方式3的半导体器件的剖面图。
图13是根据实施方式3的半导体器件的第1制造方法的示意图。
图14是根据实施方式3的半导体器件的第2制造方法的示意图。
图15是根据实施方式3的半导体器件的第3制造方法的示意图。
具体实施例方式
(实施方式1)(半导体器件的结构)图3是根据本发明的实施方式1的半导体器件的剖面图。该图3是示出了沿图2中所示的CCD固体摄像器件的传输电极的平面图的X-X剖面。
如图3中所示，半导体器件具有在硅半导体基板11中形成的光电转换元件19和传输电荷的传输沟道部12，在硅半导体基板11上，具有在传输沟道部之上形成的绝缘膜13、用于将传输电压通过上述绝缘膜13施加到上述传输沟道部的传输电极15、保护膜16、及遮光膜18。
例如，利用p型硅半导体基板11中的n型杂质注入层来形成光电转换元件19。例如通过在硅半导体基板11中注入n型杂质来形成传输沟道部12。例如，由注入了高浓度磷的多晶硅来形成传输电极15。
由例如氧化硅膜形成的绝缘膜13具有第1膜厚t13(30～50nm)和比其薄的第2膜厚t12(15～25nm)。绝缘膜13中具有第2膜厚的部分是与传输方向(垂直于纸面的方向)垂直的方向(纸面的左右方向即传输沟道的宽度方向)上的传输沟道部12之上的部分，同一图中，形成与传输沟道部12相同的宽度W1。此宽度W1为与传输方向垂直的方向上的传输沟道部12的宽度。绝缘膜13中具有第1膜厚的部分为第2膜厚部分之外的部分。
上述传输电极15下表面的形状为沿绝缘膜13形成的向下的凸状。
如此这样，由于在传输沟道部12和传输电极15之间的绝缘膜的膜厚就成为了已薄膜化的第2膜厚，所以容易增加在传输沟道部12中的电荷存储量，此外，能够容易完整地读出由光电转换而在传输沟道部12中形成的电荷。并且，由于传输电极端之下为比第2膜厚更厚的第1膜厚，并且由于没有在传输电极15和硅半导体基板11形成强电场，所以就不会产生热电子。
<半导体器件的制造方法>
图3中示出的半导体器件的制造方法按照不同的制造工序可获得各种制造方法。说明第1～第3制造方法。
<第1制造方法>
图4(a)～(c)为按制造工序的顺序示出了有关实施方式1中的半导体器件的第1制造方法的剖面图。按以下的(11)～(15)来说明其制造工序。
(11)如图4(a)所示，首先，通过利用例如热氧化法来氧化半导体基板11的表面，由此形成氧化硅膜(约10～30nm)作为绝缘膜13。此时形成的氧化硅膜比第1膜厚(约30～50nm)薄。其次，在绝缘膜13上形成抗蚀剂图形r1。此抗蚀剂图形r1的形成是通过涂敷抗蚀剂、使用传输沟道部12形成用的掩膜图形进行曝光、显影来形成的。并且，例如，利用通过氧化硅膜13将砷这样的n型杂质注入到硅半导体基板11中来形成传输沟道部12。
(12)如图4(b)所示，在残留抗蚀剂图形r1的状态下，利用蚀刻去除传输沟道部12之上的氧化硅膜。此蚀刻通过利用例如氟酸的湿法蚀刻，去除没有被抗蚀剂图形r1覆盖部分的氧化硅膜。在此蚀刻中，由于使用抗蚀剂图形r1作为传输沟道部12形成用的掩膜图形，所以能够高精度地去除与传输沟道部12重合位置的氧化硅膜。
(13)如图4(c)所示，去除抗蚀剂图形r1后，通过利用例如热氧化法氧化整表面，再次形成氧化硅膜。由此，在上述(12)中，通过使未去除部分成为第1膜厚(约30～50nm)，使去除部分成为第2膜厚(约10～30nm)来形成氧化硅膜。由此，在传输沟道部12之上以与传输沟道部12相同的宽度，形成绝缘膜13中的具有第2膜厚的部分。
(14)如图4(c)所示，在去除抗蚀剂图形r1后，形成传输电极15。利用所谓的构图形成此传输电极15。即，通过形成传输电极材料有上述导电性的多晶硅后，涂敷抗蚀剂，使用传输电极15形成用的掩膜图形来进行曝光、经显影而形成。
(15)此后，如图3所示，形成保护膜16和遮光膜18。如此这样，就制造出图3中示出的半导体器件。
<第2制造方法>
图5(a)～(c)为按制造工序的顺序示出了有关实施方式1中的半导体器件的第2制造方法的剖面图。按以下的(21)～(24)来说明其制造工序。
(21)如图5(a)所示，形成绝缘膜13和抗蚀剂图形r1和传输沟道部12。此时，通过形成第1膜厚(约30～50nm)来形成绝缘膜13。除此之外由于与上述(11)相同，因而省略说明。
(22)如图5(b)所示，在残留了抗蚀剂图形r1的状态下，利用半蚀刻去除传输沟道部12之上的氧化硅膜。此半蚀刻(ハ-フエツチング)，例如，利用干法蚀刻，直至去除其间没有被抗蚀剂图形r1覆盖部分的氧化硅膜，即去除直至残留第2膜厚(约10～30nm)部分的氧化硅膜。在此蚀刻中，由于使用了抗蚀剂图形r1作为传输沟道部12形成用的掩膜图形，因此能够高精度地去除与传输沟道部12重合位置的氧化硅膜。
(23)如图5(c)所示，形成传输电极15。由于与上述(14)相同，因而省略此工序的详细说明。
(24)此后，如图3所示，形成保护膜16和遮光膜18。如此这样，就制造出图3中示出的半导体器件。
由此，与第1制造方法相比较，第2制造方法优点在于在绝缘膜13中(氧化硅膜)不形成鸟嘴形(bird’s beak)，而在第2膜厚的精度这一点上存在劣势。即，上述(13)中，用于形成第2膜厚的绝缘膜的热氧化中，在第2膜厚部分的端部产生鸟嘴形，而不会在第2制造方法中产生。此外，上述(22)中的半蚀刻中，由于根据干法蚀刻的时间来决定第2膜厚，所以与上述(13)相比，有可能增大其偏差。
<第3制造方法>
图6(a)～(d)为按制造工序的顺序示出了有关实施方式1中的半导体器件的第3制造方法的剖面图。按以下的(31)～(35)来说明其制造工序。在此第3制造方法中，与第1制造方法相比较，区别在于用上述(33)替代用上述(11)来进行传输沟道部12的形成。
(31)如图6(a)所示，形成绝缘膜13和抗蚀剂图形r11。由于此工序除在不形成传输沟道部12这一点和抗蚀剂图形r11为氮化硅这一点、绝缘膜13的膜厚为第1膜厚(约30～50nm)这一点之外，与上述(11)相同，所以省略。
(32)如图6(b)所示，在残留抗蚀剂图形r11状态下，利用蚀刻去除传输沟道部12形成预定区域之上的氧化硅膜。此工序由于与上述(12)相同，所以省略。
(33)如图6(c)所示，进一步地，在残留抗蚀剂图形r11的状态下，通过利用例如热氧化法进行氧化，在传输沟道部12形成预定区域之上形成氧化硅膜。此时，只形成第2膜厚(10～30nm)的氧化硅膜。由此，以与在传输沟道部12形成预定区域之上的传输沟道部12相同的宽度形成绝缘膜13中的具有第2膜厚的部分。接下来，利用例如通过氧化硅膜将砷这样的n型杂质离子注入到硅半导体基板11的方法来形成传输沟道部12。利用上述热氧化法，使作为抗蚀剂图形r11的氮化硅表面产生氧化，若利用磷酸去除氮化硅表面的氧化硅，就能够容易地去除抗蚀剂图形r11。
(34)如图6(d)所示，去除抗蚀剂图形r11后，形成传输电极15。由于此工序与上述(14)相同，所以省略。
(35)此后，如图3所示，形成保护膜16和遮光膜18。由此，就制造出图3中示出的半导体器件。
如此这样使用氮化硅作为抗蚀剂图形，就能够制造出半导体器件。
再有，即使在第2制造方法中，也可以不在薄膜化(第2膜厚的绝缘膜的形成)前，而在其后进行传输沟道部12的形成。
此外，在图3中示出了利用氧化硅膜形成绝缘膜13的例子，也可利用氧化硅膜和氮化硅膜两层来形成绝缘膜13。图7示出了以两层形成绝缘膜的情况下的半导体器件的剖面。图7与图3比较，区别在于以氧化硅膜13和氮化硅膜14两层来形成绝缘膜。此结构，在第1～第3的制造方法中的氧化硅膜的薄膜化(上述(13)(22)(33))中，可以追加在薄膜化后去除抗蚀剂图形，在氧化硅膜之上形成氮化硅膜的工序。此氮化硅膜例如可以利用减压CVD(化学汽相淀积)法来形成。此外，绝缘膜为两层结构的情况下，可通过使两层膜厚合计成为第1膜厚、第2膜厚来形成各个膜厚。由此，能够就制造出图7所示的半导体器件。
(实施方式2)<半导体器件的结构>
图8为表示本发明的实施方式2中的半导体器件的剖面图。同一图示出了图2中所示的CCD固体摄像器件的传输电极的平面图中的X-X剖面。图8的半导体器件与图3比较，区别在于以第2膜厚部分具有宽度W2的绝缘膜13来代替第2膜厚部分为宽度W1的绝缘膜13。以下，省略对与图3相同点的说明，重点说明不同点。
绝缘膜13的第2膜厚部分的宽度W2变得比传输沟道部12的宽度W1宽，比传输电极的宽度W3窄。此宽度W1、W3为与传输方向垂直的方向上的传输沟道部12、传输电极15的宽度。
根据此结构，即使在绝缘膜13中的第2膜厚部分中产生鸟嘴形，也不会受到来自传输电极15下面的宽度W2的电极边缘部分的影响。即，不会生成由热电子引起的暗电流。
<半导体器件的制造方法>
图8中所示的半导体器件的制造方法为按照不同的制造工序获得的各种制造方法。说明第1～第2制造方法。
<第1制造方法>
图9为按制造工序的顺序示出了有关实施方式2中的半导体器件的第1制造方法的剖面图。按以下的(41)～(45)来说明其制造工序。
(41)如图9(a)所示，形成绝缘膜13和抗蚀剂图形r2。与上述(11)不同之处在于此抗蚀剂图形r2是使用绝缘膜13中的第2膜厚部分形成用的掩膜图形来形成这点、及还未形成传输沟道部12这点。即，抗蚀剂图形r2不是使用传输沟道部12形成用的掩膜图形，而是使用用于第2膜厚部分形成的专用的掩膜图形来形成的。除此之外与上述(11)相同。
(42)如图9(b)所示，在形成抗蚀剂图形r2的状态下，通过蚀刻去除传输沟道部12形成预定区域之上的氧化硅膜。再进一步通过利用例如热氧化法来进行氧化，从而其上层叠氧化硅膜，以形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。
(43)如图9(c)所示，在去除抗蚀剂图形r2之后，形成抗蚀剂图形r1。利用传输沟道部形成用的掩膜图形来形成此抗蚀剂图形r1。在此状态下，利用通过氧化硅膜13向硅半导体基板11中离子注入例如砷这样的n型杂质的方法来形成传输沟道部12。
(44)如图9(d)所示，在去除抗蚀剂图形r1后，形成传输电极15。由于此工序与上述(14)相同而省略。
(45)此后，如图8所示，形成保护膜16和遮光膜18。由此，就制造出图8示出的半导体器件。
<第2制造方法>
图10为按制造工序的顺序示出了有关实施方式2中的半导体器件的第2制造方法的剖面图。相对于在图9示出的第1制造方法中在薄膜化(第2膜厚的绝缘膜13的形成)后形成传输沟道部12，在图10表示的第2制造方法中，在形成传输沟道部12后进行薄膜化，因而在工序上不同。按以下的(51)～(55)来说明其制造工序。
(51)如图10(a)所示，形成绝缘膜13和抗蚀剂图形r1和传输沟道部12。由于此工序与上述(11)相同，所以省略说明。
(52)如图10(b)所示，在去除传输沟道部12形成用的抗蚀剂图形r1后，形成绝缘膜13中的第2膜厚部分形成用的抗蚀剂图形r2。在此状态下，通过蚀刻，去除传输沟道部12之上的氧化硅膜。
(53)去除抗蚀剂图形r2后，进一步通过利用例如热氧化法进行氧化，形成氧化硅膜的第1膜厚部分和第2膜厚部分。由此，形成抗蚀剂图形r2的被去除部分的宽度W2和同宽度的第2膜厚部分。其结果，第2膜厚部分的宽度W2变为比传输沟道部12的宽度W1还要大的宽度(W1+2L2)。
(54)如图10(c)所示，去除抗蚀剂图形r2后，形成传输电极15。由于此工序与上述(14)相同而省略。由此，传输电极15的宽度W3变成比第2膜厚部分的宽度W2还要大的宽度(W2+2L1)。
(55)此后，如图8所示，形成保护膜16和遮光膜18。如此这样，就制造出8中示出的半导体器件。
再有，虽然图8中示出了利用氧化硅膜形成绝缘膜13的例子，但也可利用氧化硅膜和氮化硅膜两层来形成绝缘膜13。图11示出了以两层来形成绝缘膜的情况下的半导体器件的剖面。图11与图8比较，区别之处在于以氧化硅膜13a和氮化硅膜14两层来形成绝缘膜。此结构，在第1～第2的制造方法中的氧化硅膜的薄膜化(上述(43)(53))中，在薄膜化后去除抗蚀剂图形后，可以追加在氧化硅膜之上形成氮化硅膜的工序。例如，可以利用减压CVD法来形成此氮化硅膜。此外，绝缘膜为两层结构的情况下，可通过使两层膜厚合计成为第1膜厚、第2膜厚来形成各个膜厚。由此，能够就制造出11所示的半导体器件。
此外，上述第1、第2制造方法(图9、图10)中，在暂时去除传输沟道部12上的氧化硅膜之后，通过再次氧化来形成第2膜厚的氧化硅膜，也可代替此方法而利用半蚀刻来形成第2膜厚的氧化硅膜。
(实施方式3)在上述实施方式1、2中，相对于绝缘膜为一层(氧化硅膜)的情况下和绝缘膜为两层(氧化硅膜和氮化硅膜)的情况下，利用氧化硅膜的薄膜化，使绝缘膜成为具有第2膜厚部分的结构，而在本实施方式中，示出绝缘膜为两层的情况下，利用氮化硅膜的薄膜化、使绝缘膜成为具有第2膜厚部分的结构的例子。
图12示出了本发明的实施方式3中的半导体器件的剖面图。同一图示出了图2中所示的CCD固体摄像器件的传输电极的平面图中的X-X剖面。图12的半导体器件与图11示出的半导体器件比较，不同之处在于两层的绝缘膜中的氧化硅膜13a一样，而氮化硅膜14不一样有薄膜部分。即，绝缘膜的第1膜厚部分和第2膜厚部分中，不是氧化硅膜13a而是氮化硅膜14的膜厚不同。
根据此结构，由于不对氧化硅膜13a进行再氧化(例如图4(C)、图6(C)、图9(C)、图10(C))就可进行薄膜化，所以优点在于不会发生氧化硅膜的鸟嘴形，但增加了用于两层构造绝缘膜的工序。
<半导体器件的制造方法>
图12中示出的半导体器件的制造方法为按照不同的制造工序获得的各种制造方法。说明第1～第3制造方法。
<第1制造方法>
图13(a)～(c)为按制造工序的顺序示出了有关实施方式3中的半导体器件的第1制造方法的剖面图。按以下的(61)～(65)来说明其制造工序。
(61)如图13(a)所示，首先，通过利用例如热氧化法来氧化硅半导体基板11的表面，形成氧化硅膜13(约10nm左右)，利用减压CVD法形成氮化硅膜14(约20～40nm左右)。通过上述二层同样形成第1膜厚的绝缘膜。其次，在氮化硅膜上形成抗蚀剂图形r1。并且，利用通过氧化硅膜13和氮化硅膜14向硅半导体基板11中离子注入例如砷这样的n型杂质的方法来形成传输沟道部12。
(62)如图13(b)所示，在残留抗蚀剂图形r1的状态下，通过蚀刻去除传输沟道部12之上的氮化硅膜。由此，去除没有被抗蚀剂图形r1覆盖部分的氮化硅膜。在此蚀刻中，由于使用抗蚀剂图形r1作为传输沟道部12形成用的掩膜图形，所以能够高精度地去除与传输沟道部12位置重合的氮化硅膜。
(63)进一步，去除抗蚀剂图形r1，再一次利用氮化方法，进一步全面地形成氮化硅膜(约10nm左右)。由此，在二层绝缘膜上形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。如此这样，在传输沟道部12之上以与传输沟道部12相同的宽度，形成绝缘膜13中具有第2膜厚的部分。
(64)如图13(c)所示，形成传输电极15。
(65)此后，如图12所示，形成保护膜16和遮光膜18。如此这样就制造出图12示出的半导体器件。
<第2制造方法>
图14(a)～14(e)为按制造工序的顺序示出了有关实施方式3中的半导体器件的第2制造方法的剖面图。按以下的(71)～(75)来说明其制造工序。
(71)如图14(a)所示，首先，在硅半导体基板11的表面形成氧化硅膜13a(约20～40nm)、氮化硅膜14(30～50nm)、氧化硅膜13b(10nm以下)。接着，在氧化硅膜13a上形成抗蚀剂图形r1。并且，通过离子注入形成传输沟道部12。
(72)如图14(b)所示，在残留抗蚀剂图形r1的状态下，利用氟酸等通过蚀刻去除传输沟道部12之上的氧化硅膜13b。由此，去除没有被抗蚀剂图形r1覆盖部分的氧化硅膜。
(73)如图14(c)所示，去除抗蚀剂图形r1。如图14(d)所示，使用磷酸，将氧化硅膜13b作为掩膜，半蚀刻氮化硅膜14。由此，在二层绝缘膜形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。
(74)如图14(e)所示，形成传输电极15。
(75)此后，如图12所示，形成保护膜16和遮光膜18。如此这样，在残留着极薄氧化硅膜13b的状态下，就制造出图12中示出的半导体器件。
<第3制造方法>
图15(a)～(d)为按制造工序的顺序示出了有关实施方式3中的半导体器件的第3制造方法的剖面图。按以下的(81)～(84)来说明其制造工序。
(81)如图15(a)中所示，首先，形成氧化硅膜13a、氮化硅膜14、传输沟道部12。此工序与上述(61)相同。
(82)如图15(b)中所示，在残留抗蚀剂图形r1状态下，利用半蚀刻对传输沟道部12之上的氮化硅膜进行薄膜化。由此，在二层的绝缘膜形成第1膜厚部分和第2膜厚部分。在此蚀刻中，由于使用抗蚀剂图形r1作为传输沟道部12形成用的掩膜图形，所以能够高精度地去除与传输沟道部12的位置重合的氮化硅膜。
(83)如图15(c)所示，在去除抗蚀剂图形r1后，形成传输电极15。
(84)此后，如图12所示，形成保护膜16和遮光膜18。如此这样，就制造出12中所示的半导体器件。
如上所述，根据本实施方式中的半导体器件，通过对构成二层绝缘膜的氧化硅膜和氮化硅膜中的氮化硅膜进行薄膜化，以形成第2膜厚部分。由此，由于没有再氧化工序，因此就不会产生氧化硅膜的鸟嘴形，就能够形成具有第1膜厚和第2膜厚的绝缘膜。
再有，在图12所示的半导体器件中，第2膜厚部分的宽度为与传输沟道部12相同的宽度W1，也可与实施方式2一样，第2膜厚部分的宽度为比传输沟道部12的宽度W1宽、比传输电极15的宽度W3窄的宽度W2。
此外，虽然上述各实施方式中的传输沟道部12和传输电极15构成了垂直CCD，但本发明也适用于水平CCD中的传输沟道和传输电极。
此外，可在作为CCD固体摄像器件的摄影机中搭载上述各实施方式中的半导体器件。
尽管参照附图利用实施例已经全面地描述了本发明，但应当注意，本领域普通技术人员很显然可进行各种变化和修改。因此，只要不脱离本发明的范围的这种变化和修改都应包含在本发明中且都应构成本发明。
(产业上的可利用性)本发明适用于具有在半导体基板上形成的多个光电转换元件和传输沟道部的半导体器件、该半导体器件的制造方法、具有该半导体器件的摄影机，例如，适用于CCD图像传感器、数字摄影机、便携式电话机内置的摄影机、笔记本电脑内置的摄影机、与信息处理设备连接的摄影机单元等。
权利要求
1.一种半导体器件，具有通过光电转换来传输被存储的电荷的传输沟道部、在传输沟道部上形成的绝缘膜、用于通过上述绝缘膜将传输电压施加到上述传输沟道部的传输电极，其特征在于，上述绝缘膜具有第1膜厚和比上述第1膜厚薄的第2膜厚；通过传输沟道部在与电荷的传输方向垂直的宽度方向上的传输电极的端部之下的上述绝缘膜的膜厚为第1膜厚；在与传输方向垂直的宽度方向上的传输沟道部的中央部之上的上述绝缘膜的膜厚为第2膜厚。上述传输电极的下表面为沿上述绝缘膜向下的凸状。
2.根据权利要求1记载的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜中具有第2膜厚的部分，具有与上述传输方向垂直的宽度方向上的传输沟道部的宽度相同的宽度。
3.根据权利要求1记载的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜中具有第2膜厚的部分，具有比与上述传输方向垂直的宽度方向上的传输沟道部的宽度更宽的宽度，并且具有比与上述传输方向垂直方向上的传输电极的宽度更窄的宽度。
4.根据权利要求2记载的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜包含氧化硅膜。
5.根据权利要求2记载的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜包含氧化硅膜和氮化硅膜。
6.根据权利要求1记载的半导体器件，其特征在于，上述传输电极是施加读出电压的电极，上述读出电压用于从传输沟道部读出通过光电转换而产生的电荷。
7.根据权利要求6记载的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜中具有第2膜厚的部分，具有比与上述传输方向垂直的宽度方向上的传输沟道部的宽度更宽的宽度，并且具有比与上述传输方向垂直的方向上的传输电极的宽度更窄的宽度。
8.根据权利要求6记载的半导体器件，其特征在于，上述绝缘膜包含氧化硅膜。
9.根据权利要求6记载的半导体器件，上述绝缘膜包含氧化硅膜和氮化硅膜。
10.一种半导体器件的制造方法，该半导体器件具有通过光电转换传输被存储的电荷的传输沟道部、在传输沟道部上形成的绝缘膜、用于通过上述绝缘膜将传输电压施加到上述传输沟道部的传输电极，该制造方法的特征在于，包括绝缘膜形成步骤，在半导体基板上形成平坦的绝缘膜；薄膜化步骤，对传输沟道部的宽度方向的中央部上的上述绝缘膜的膜厚进行薄膜化；及电极形成步骤，在已薄膜化的绝缘膜上形成传输电极。
11.根据权利要求10记载的制造方法，其特征在于，在上述薄膜化步骤中，对传输沟道部之上的绝缘膜的、具有与传输沟道部相同宽度的部分进行薄膜化。
12.根据权利要求11记载的制造方法，其特征在于，在上述薄膜化步骤中，对作为传输沟道部之上的绝缘膜的部分进行薄膜化，该部分比传输沟道部的宽度更宽、比传输电极的宽度更窄。
13.根据权利要求11记载的制造方法，其特征在于，上述绝缘膜是氧化硅膜，在上述薄膜化步骤中，暂时去除绝缘膜的要薄膜化的部分的绝缘膜之后，形成绝缘膜使该部分比其他部分薄。
14.根据权利要求11记载的制造方法，其特征在于，上述绝缘膜是氧化硅膜，在上述薄膜化步骤中，利用半蚀刻使绝缘膜的要薄膜化的部分的绝缘膜薄膜化。
15.根据权利要求14记载的制造方法，其特征在于，在上述薄膜化步骤中，进一步利用半蚀刻在被薄膜化的氧化硅膜之上形成氮化硅膜。
16.根据权利要求11记载的制造方法，其特征在于，在上述绝缘膜形成步骤中，在半导体基板上形成氧化硅膜和氮化硅膜作为两层的上述绝缘膜，上述薄膜化步骤包括暂时去除绝缘膜的要薄膜化的部分的氧化硅膜的去除子步骤；及使去除的部分变得比绝缘膜的其他部分薄来形成氮化硅膜的形成子步骤。
17.根据权利要求16记载的制造方法，其特征在于，上述去除子步骤包括在氮化硅膜上形成氧化硅膜的第1子步骤；去除与绝缘膜的要薄膜化的部分相对应的绝缘膜表面的氧化硅膜的第2子步骤；及将经过去除而残留的氧化硅膜用作掩膜，来去除绝缘膜的要薄膜化的部分的氮化硅膜的第3子步骤。
18.根据权利要求11记载的制造方法，其特征在于，在上述绝缘膜形成步骤中，在半导体基板上形成氧化硅膜和氮化硅膜作为两层的上述绝缘膜，在上述薄膜化步骤中，利用半蚀刻方法，使绝缘膜的要薄膜化的部分的氮化硅膜薄膜化。
19.根据权利要求12记载的制造方法，其特征在于，上述绝缘膜为氧化硅膜，在上述薄膜化步骤中，暂时去除绝缘膜的要薄膜化的部分的绝缘膜之后，通过使该部分变得比其他部分薄来形成绝缘膜。
20.一种摄影机，包括固体摄像器件，上述固体摄像器件具有通过光电转换传输被存储的电荷的传输沟道部、在传输沟道部上形成的绝缘膜、用于通过上述绝缘膜将传输电压施加到上述传输沟道部的传输电极，上述摄影机的特征在于，上述绝缘膜具有第1膜厚和比上述第1膜厚薄的第2膜厚；在与基于传输沟道部的电荷的传输方向垂直的宽度方向上的传输电极的端部之下，上述绝缘膜的膜厚为第1膜厚；在与传输方向垂直的宽度方向上的传输沟道部的中央部之上，上述绝缘膜的膜厚为第2膜厚；上述传输电极的下表面为沿上述绝缘膜向下的凸状。
全文摘要
本发明提供半导体器件、其制造方法及摄影机。半导体器件具有通过光电转换传输存储电荷的传输沟道部(12)、在传输沟道部(12)上形成的绝缘膜(13)、用于通过绝缘膜(13)将传输电压施加到传输沟道部(12)的传输电极(15)，绝缘膜(13)具有第1膜厚和比第1膜厚薄的第2膜厚，在与传输沟道(12)的传输方向垂直的宽度方向上的传输电极(15)的端部之下的绝缘膜(13)的膜厚为第1膜厚，在与传输方向垂直的宽度方向上的传输沟道部(12)的中央部之上的绝缘膜(13)的膜厚为第2膜厚。
文档编号H04N5/372GK1591887SQ20041007520
公开日2005年3月9日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月4日
发明者田中浩司 申请人:松下电器产业株式会社