JP2000077645A

JP2000077645A - 固体撮像装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000077645A
Application number: JP10242051A
Authority: JP
Inventors: Keiji Tachikawa; 景士立川
Original assignee: Matsushita Electronics Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2000-03-14
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JP4008113B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スミアの発生を抑制した固体撮像装置および
その製造方法を提供する。【解決手段】ｐ型ウェル１１に、光電変換部１２と、
光電変換部１２上のｐ型ウェル１１の表層部に形成され
たｐ型拡散領域１３と、ｐ型ウェル１１の表層部のｐ型
拡散領域１３と離間させた領域に形成された電荷転送部
１４と、電荷転送部１４下に形成されたｐ型拡散領域１
５と、電荷転送部１４上に絶縁膜１６を介して形成され
た転送電極１７とを形成し、更に、光電変換部１２に接
し且つｐ型拡散領域１５の下に位置する領域に、光電変
換部１２よりも不純物濃度の高いｎ型拡散領域２１を形
成し、ｐ型拡散領域１３と電荷転送部１４との間に、ｐ
型拡散領域１３よりも不純物濃度の高いｐ型拡散領域２
２ａ、２２ｂを形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ（charge c
oupled device）を用いた固体撮像装置およびその製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、固体撮像装置を構成する固体撮像
素子の小型化・高画素化が進み、その製造技術について
も微細化が要求されている。また、このような動向に伴
って感度および画質などの特性向上が課題となってい
る。

【０００３】図５は、従来の固体撮像装置の画素部の構
造を示す断面図である。以下、図５に基づいて、従来の
固体撮像装置の構造について説明する。

【０００４】半導体基板４０に形成されたｐ型ウェル４
１内に、光電変換素子と電荷転送素子とが隣接するよう
に形成されている。光電変換素子と電荷転送素子は交互
に配列するように複数形成されており、１個の光電変換
素子と１個の電荷転送素子とによって１画素が構成され
ている。光電変換素子は、ｎ型不純物拡散領域である光
電変換部４２と、この光電変換部４２上の半導体基板表
層部に形成された高濃度のｐ型拡散領域４３とによって
構成されている。電荷転送素子は、ｎ型不純物拡散領域
であって電荷転送時にチャンネル領域として機能する電
荷転送部４４と、この電荷転送部４４上に絶縁膜４６を
介して形成された転送電極４７とによって構成されてい
る。更に、電荷転送素子は、電荷転送部４４の下端に接
するように形成されたｐ型拡散領域４５を備えている。
また、電荷転送素子の上方には層間絶縁膜４８を介して
遮光膜４９が形成されており、電荷転送素子を入射光か
ら遮蔽してスミアの発生を抑制している。なお、遮光膜
４９には、光電変換部４２の上方には開口部が形成され
ている。更に、遮光膜４９上には表面保護膜５０が形成
されている。

【０００５】上記の構造を有する固体撮像装置の動作に
ついて説明する。遮光膜４９の開口部から入射した光
が、光電変換部４２で信号電荷に変換され蓄積される。
読み出しゲート電極を兼ねた転送電極４７に電圧を印加
すると、電荷転送部４４からｐ型拡散領域４５を経由し
て光電変換部４２まで空乏層が広がり、ｐ型拡散領域４
３と電荷転送部４４との間の半導体基板表層部に読み出
しチャネルが形成される。光電変換部４２に蓄積された
信号電荷は、この読み出しチャネルを経由して電荷転送
部４４へ転送される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ｐ型拡散領域４３表面
に入射する光の大部分が光電変換部４２へ到達し、光電
変換部４２において電荷を発生させる。しかし、入射光
の一部は、ｐ型拡散領域４３で電荷を発生させる。ｐ型
拡散領域４３で電荷が発生すると、半導体基板表面にお
いてｐ型拡散領域４３から電荷転送部４４に向かって電
荷密度に勾配が生じるため、電荷が拡散して電荷転送部
４４へ流入することがあり、この電荷によってスミアが
発生するという問題があった。特に、従来の固体撮像装
置においては、ｐ型拡散領域４３がｐ型ウェル４１およ
びｐ型拡散領域４５に比べて高濃度であり、半導体基板
表面のポテンシャルがｐ型拡散領域４３から電荷転送部
４４に向かって高くなるため、電荷転送部４４への電荷
の流入が助長されスミアが増大していた（図６のポテン
シャル分布図を参照）。

【０００７】本発明は、スミアの発生を抑制した固体撮
像装置およびその製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【発明が解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置は、第１導電型の半導体基板
内に形成された第２導電型の光電変換部と、前記光電変
換部上の前記半導体基板の表層部に形成された第１導電
型の第１の拡散領域と、前記半導体基板の表層部の前記
第１の拡散領域と離間した領域に形成された第２導電型
の電荷転送部と、前記電荷転送部下に形成された第１導
電型の第２の拡散領域と、前記電荷転送部上に絶縁膜を
介して形成された転送電極とを備えた固体撮像装置であ
って、前記光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下
に位置する領域に、前記光電変換部よりも不純物濃度の
高い第２導電型の第３の拡散領域が形成されており、前
記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に、前記第１
の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の
拡散領域が形成されていることを特徴とする。

【０００９】このような構成にしたことにより、光電変
換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間に高濃度のｐ
型拡散領域が形成されるため、光電変換部上のｐ型拡散
領域と電荷転送部との間にポテンシャル障壁を形成し、
光電変換部上のｐ型拡散領域で発生した電荷が電荷転送
部に流入してスミアとなることを抑制することができ
る。

【００１０】光電変換部上のｐ型拡散領域から電荷転送
部への電荷の流入を抑制する手段としては、前述した従
来の固体撮像装置に、単に、ｐ型拡散領域４３と電荷転
送部４４との間にｐ型拡散領域４３よりも不純物濃度の
高いｐ型拡散領域を設けることも考えられる。しかし、
従来の固体撮像装置においては、読み出しチャネルがｐ
型拡散領域４３と電荷転送部４４との間の半導体基板表
層部、つまり、高濃度のｐ型拡散領域を形成すればよい
と考えられる領域に形成される。そのため、高濃度のｐ
型拡散領域を形成すると読み出しに高い電圧を要すると
いう不都合が生じる。

【００１１】しかし、本発明の固体撮像装置によれば、
電荷転送部の下方に高濃度のｎ型拡散領域が形成されて
いるため、電荷転送部の下方に信号電荷を蓄積すること
ができる。このような構成にすることで、読み出しチャ
ネルを、電荷転送部の下方に基板面に対して略垂直方向
に形成することができるため、読み出し電圧が、光電変
換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間に形成される
ｐ型拡散領域の濃度には依存しない構造とすることがで
きる。よって、このｐ型拡散領域を高濃度としても読み
出し電圧の増大という不都合を生じない。

【００１２】前記固体撮像装置においては、前記第４の
拡散領域の不純物濃度が、前記第２の拡散領域の不純物
濃度と異なることが好ましい。この好ましい例によれ
ば、第４の拡散領域の不純物濃度を高くしてスミアの発
生をより確実に抑制する一方で、第２の拡散領域を適度
な不純物濃度に保って読み出し電圧が増大することを回
避することができる。

【００１３】前記目的を達成するため、本発明の固体撮
像装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板内に第２
導電型の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板
の表層部に第１導電型の第１の拡散領域を前記光電変換
部上に位置するように形成する工程と、前記半導体基板
の表層部に第２導電型の電荷転送部を前記第１の拡散領
域から離間するように形成する工程と、第１導電型の第
２の拡散領域を前記電荷転送部下に位置するように形成
する工程と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して転送電
極を形成する工程とを含み、更に、前記光電変換部より
も不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域を、前
記光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置す
るように形成する工程と、前記第１の拡散領域よりも不
純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域を、前記第
１の拡散領域と前記電荷転送部との間に位置するように
形成する工程とを含むことを特徴とする。

【００１４】このような構成としたことにより、読み出
し電圧の増大という不都合を生じることなく、光電変換
部上のｐ型拡散領域で発生した電荷によるスミアを抑制
することができる固体撮像装置を製造することができ
る。

【００１５】前記製造方法においては、前記第４の拡散
領域の不純物濃度を、前記第２の拡散領域の不純物濃度
と相違させることが好ましい。第４の拡散領域の不純物
濃度を高くしてスミアの発生をより確実に抑制する一方
で、第２の拡散領域の不純物濃度を適正に保って読み出
し電圧が増大することを回避した固体撮像装置とするこ
とができるからである。

【００１６】また、前記製造方法においては、前記第２
の拡散領域を形成する工程が、前記半導体基板に、第１
導電型の不純物となるイオンを、１００ｋｅＶ以上の加
速電圧で注入することにより実施されることが好まし
い。第２の拡散領域の濃度および形成位置を好適に制御
できるからである。

【００１７】また、前記製造方法においては、前記第３
の拡散領域を形成する工程が、前記半導体基板に、第２
導電型の不純物となるイオンを、２００ｋｅＶ以上、更
には３００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより
実施されることが好ましい。第３の拡散領域の濃度およ
び形成位置を好適に制御できるからである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の固体
撮像装置について説明する。

【００１９】図１は、本発明の固体撮像装置の画素部の
構造の一例を示す断面図である。また、図２（ａ）〜
（ｃ）は、図１に示す固体撮像装置における半導体基板
内のポテンシャル分布を示す図である。

【００２０】半導体基板には１個の光電変換素子と１個
の電荷転送素子とによって構成される画素が二次元状に
配置されている。つまり、特定の方向に関していえば、
光電変換素子と電荷転送素子とが互いに隣接し、交互に
配列するように形成されている。各素子は、ｎ型半導体
基板１０内に形成されたｐ型ウェル１１に形成されてい
る。ｐ型ウェル１１の不純物濃度は、特に限定するもの
ではないが、好ましくは１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下に調整さ
れている。

【００２１】電荷転送素子は、ｎ型拡散領域である電荷
転送部１４と、ｐ型拡散領域１５とを備えている。電荷
転送部１４は半導体基板の表層部に形成され、その上方
には絶縁膜１６を介して転送電極１７が形成されてい
る。電荷転送部１４は、通常、不純物濃度１×１０¹⁶〜
５×１０¹⁷ｃｍ^-3程度、拡散深さ０．２〜０．５μｍ程
度が適当である。ｐ型拡散領域１５は電荷転送部１４の
下方に形成されている。このｐ型拡散領域１５には、電
荷蓄積時に電荷転送部１４と後述するｎ型拡散領域２１
の間にポテンシャル障壁を形成し得る程度の不純物濃度
が要求される。しかし、後述するように、ｐ型拡散領域
１５の濃度は読み出し電圧に影響し、不純物濃度が高す
ぎると読み出し電圧が増大するため好ましくない。よっ
て、ｐ型拡散領域１５の不純物濃度は、１×１０¹⁵〜５
×１０¹⁶ｃｍ^-3程度とすることが好ましい。

【００２２】光電変換素子は、ｎ型拡散領域である光電
変換部１２と、ｐ型拡散領域１３とを備えている。光電
変換部１２は、半導体基板表層部に形成されたｐ型拡散
領域１３によって、半導体基板の内部に完全に埋め込ま
れている。このような構造により、半導体基板表面で発
生する暗電流が光電変換部へ流入して蓄積されることを
抑制している。特に限定するものではないが、ｐ型拡散
領域１３の不純物濃度は、暗電流の流入を効果的に抑制
するため、通常５×１０¹⁷〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程度に調
整される。また、拡散深さは０．２〜０．５μｍ程度が
適当である。光電変換部１２の不純物濃度は、光電変換
を行える範囲であればよく、通常、１×１０¹⁵〜５×１
０¹⁶ｃｍ^-3程度に調整される。また、光電変換部１２
は、その拡散領域が広いほど感度を向上させることがで
きるため、１〜３μｍ程度の深さまで拡散させることが
好ましい。

【００２３】更に、光電変換部１２に接する領域にはｎ
型拡散領域２１が形成されている。このｎ型拡散領域２
１は電荷転送部１４の下方にまで延長しており、ｐ型拡
散領域１５の下端に接するように形成されている。ｎ型
拡散領域２１の不純物濃度は、光電変換部１２よりも高
くなるように調整される。その結果、図２（ｂ）に示す
ように、ｎ型拡散領域２１のポテンシャルが光電変換部
１２よりも高くなり、光電変換部１２で発生した電荷を
ｎ型拡散領域２１に移動させて蓄積することができる。
また、ｎ型拡散領域２１は光電変換部としても機能し、
遮光膜１９の開口部から斜めに入射してｎ型拡散領域２
１に到達した光はこの領域で電荷に変換されて蓄積され
る。また、ｎ型拡散領域２１の不純物濃度を電荷転送部
１４よりも高く調整すれば、ｐ型拡散領域１５で発生す
る電荷についてもｎ型拡散領域２１に捕獲することがで
き、スミアの発生を低減することができる。以上のこと
から、ｎ型拡散領域２１の不純物濃度は、１×１０¹⁶〜
７×１０¹⁷ｃｍ^-3程度の範囲で光電変換部１２の不純物
濃度よりも高く調整することが好ましい。

【００２４】また、光電変換素子と電荷転送素子との
間、具体的にはｐ型拡散領域１３と電荷転送部１４の間
の半導体基板の表層部に、ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂ
が形成されている。このｐ型拡散領域は、同一画素内に
形成されているｐ型拡散領域と電荷転送部との間（２２
ａの形成位置に相当する。）、および、隣接する別の画
素内に形成されているｐ型拡散領域と電荷転送部との間
（２２ｂの形成位置に相当する。）のいずれに形成され
てもよいが、その両方に形成されることが好ましい。図
２（ａ）に示すように、ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂ
は、光電変換素子と電荷転送素子とを分離するためのポ
テンシャル障壁を形成し、ｐ型拡散領域１３で発生した
電荷が電荷転送部１４に流入してスミアを発生させるこ
とを抑制する。ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂの不純物濃
度は、電荷転送部への電荷流入を効果的に抑制するた
め、ｐ型拡散領域１３よりも高く、好ましくは１×１０
¹⁸〜１×１０²¹ｃｍ^-3程度に調整される。また、拡散深
さは、好ましくは、ｐ型拡散領域１３および電荷転送部
１４よりも深くなるように、０．２〜１．０μｍ程度に
調整される。

【００２５】半導体基板上には、層間絶縁膜１８を介し
て遮光膜１９が形成されている。遮光膜１９は、電荷転
送素子を覆うように形成されており、光電変換素子の上
方には開口が形成されている。この遮光膜１９により、
電荷転送素子を入射光から遮蔽してスミアの発生を抑制
している。更に、遮光膜１９の上方には半導体基板全面
を覆うように表面保護膜２０が形成されている。

【００２６】上記の構造を有する固体撮像装置の動作
を、図２のポテンシャル分布図を用いて簡単に説明す
る。なお、図２の点Ａ〜Ｆは、図１中に示す点Ａ〜Ｆに
各々対応するものである。遮光膜１９の開口部から入射
した光は、光電変換部１２で信号電荷に変換される。ｎ
型拡散領域２１の方が光電変換部１２よりもポテンシャ
ルが高いので（図２（ｂ））、この信号電荷はｎ型拡散
領域２１に移動し蓄積される。また、斜め方向から入射
してｎ型拡散領域２１に到達した光は、ｎ型拡散領域２
１で信号電荷に変換されて蓄積される。つまり、信号電
荷は電荷転送部１４の下方に蓄積されることになる。図
２（ｃ）に示すように、電荷蓄積時には、ｐ型拡散領域
１５がポテンシャル障壁を形成するため、ｎ型拡散領域
２１から電荷転送部１４への電荷移動は実質的に起こら
ない。読み出し時には、読み出し電極を兼ねた転送電極
１７に電圧が印加されるため、図２（ｃ´）に示すよう
に、電荷転送部１４から空乏層が広がってｐ型拡散領域
１５のポテンシャルを変化させ、ｎ型拡散領域２１と電
荷転送部１４との間に形成されていたポテンシャル障壁
が消失する。その結果、ｎ型拡散領域２１に蓄積されて
いた電荷は、ｐ型拡散領域１５を経由して電荷転送部１
４へ読み出される。このように、本発明の固体撮像装置
において読み出しチャネルは、電荷転送部１４の下方
に、基板表面に対して略垂直方向に形成される。よっ
て、本発明の固体撮像装置において読み出し電圧は、ｐ
型拡散領域１５の不純物濃度および拡散深さには依存す
るが、ｐ型拡散領域２２ａの不純物濃度には依存しな
い。

【００２７】本発明の固体撮像装置によれば、ｐ型拡散
領域１３と電荷転送部１４との間にｐ型拡散領域２２
ａ、２２ｂが形成されているため、ｐ型拡散領域１３と
電荷転送部１４との間にポテンシャル障壁を形成し、ｐ
型拡散領域１３で発生した電荷が電荷転送部１４に流入
してスミアとなることを抑制することができる。また、
本発明の固体撮像装置においては、読み出し電圧はｐ型
拡散領域２２ａの濃度には依存しないため、読み出し電
圧の増大という不都合を生じることなく、ｐ型拡散領域
２２ａを高濃度に調整することができる。そのため、ｐ
型拡散領域１３と電荷転送部１４との間に形成されるポ
テンシャル障壁を大きく、例えば数十ｍＶ以上に設定し
て確実にスミアを抑制し、且つ、読み出しの低電圧化を
図ることも可能となる。

【００２８】また、図５に示すような従来の固体撮像装
置では、読み出しチャネルがｐ型拡散領域４３と電荷転
送部４４との間の半導体基板表層部に形成されるため、
ｐ型拡散領域４５の形成位置のばらつき（イオン注入マ
スク合わせのばらつき）により、各画素の特性にばらつ
きが生じるという問題があった。しかし、本発明の固体
撮像装置によれば、電荷転送部１４の下方にｎ型拡散領
域２１が存在してさえいればよく、イオン注入マスク合
わせに対して、従来の固体撮像装置ほどの厳密さを要求
されない。

【００２９】次に、本発明の固体撮像装置の製造方法に
ついて説明する。図３および図４は、本発明の固体撮像
装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、
この製造方法によって製造される固体撮像装置は、図１
に示すものと実質的に同様の構造を有するものである。

【００３０】まず、ｎ型シリコン基板１０に、ホウ素な
どのｐ型不純物をイオン注入してｐ型ウェル１１を形成
する（図３（ａ））。

【００３１】この半導体基板表面にフォトレジストを用
いてマスクを形成した後、ホウ素などのｐ型不純物をイ
オン注入し、ｐ型ウェル１１内の所定の領域にｐ型拡散
領域１５を形成する。このイオン注入は、好ましくは１
００ｋｅＶ以上、更に好ましくは２００〜７００ｋｅＶ
程度の加速電圧で実施する。また、ドーズ量は１×１０
¹¹〜５×１０¹²ｃｍ^-2程度が適当である。次に、新たに
マスクを形成した後、リンやヒ素などのｎ型不純物をイ
オン注入し、ｐ型拡散領域１５の表層部にｎ型拡散領域
である電荷転送部１４を形成する（図３（ｂ））。この
イオン注入は、ｐ型拡散領域形成のためのイオン注入よ
りも小さい加速電圧、好ましくは２０〜２００ｋｅＶ程
度の加速電圧で実施する。また、ドーズ量は１×１０¹²
〜５×１０¹³ｃｍ^-2程度が適当である。

【００３２】次に、半導体基板表面にフォトレジストを
用いてマスクを形成した後、ホウ素などのｐ型不純物を
イオン注入し、ｐ型ウェル１２の表層部の電荷転送部１
４の端部に接する領域にｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂを
形成する。このｐ型拡散領域は、好ましくは電荷転送部
１４の両端に形成される。このイオン注入は、ドーズ量
５×１０¹³〜５×１０¹⁵ｃｍ^-2程度、加速電圧１０〜１
００ｋｅＶ程度で実施するのが適当である。

【００３３】以上の工程においては、ｐ型拡散領域２２
ａ、２２ｂとｐ型拡散領域１５とを、一体化した１つの
領域として一度のイオン注入によって形成する方法も考
えられる。しかし、このような方法では、ｐ型拡散領域
２２ａ、２２ｂとｐ型拡散領域１５の不純物濃度を相違
させることができないので、読み出し電圧の増大を回避
しながらスミアの低減を図ることが困難となるため好ま
しくない。

【００３４】次に、熱酸化によって、半導体基板表面に
シリコン酸化膜であるゲート絶縁膜１６を形成する（図
３（ｃ））。なお、ゲート酸化膜１６の形成は、後述の
光電変換部およびｎ型拡散領域を形成した後に実施して
もよい。

【００３５】次に、半導体基板表面にフォトレジストを
用いてマスクを形成した後、リンなどのｎ型不純物をイ
オン注入して、ｐ型拡散領域１５の下方にｎ型拡散領域
２１を形成する。このイオン注入は、ｐ型拡散領域１５
形成のイオン注入よりも高い加速電圧２００〜１５００
ｋｅＶ程度で実施する。また、ドーズ量は５×１０¹¹〜
５×１０¹³ｃｍ^-2程度が適当である。次に、新たにマス
クを形成した後、リンなどのｎ型不純物をイオン注入す
ることにより、ｐ型ウェル１１内の電荷転送素子に隣接
する領域に、ｎ型拡散領域２１に接するように光電変換
部１２を形成する（図４（ｄ））。このとき、光電変換
部１２とｎ型拡散領域２１とを確実に接触させるため、
光電変換部１２を形成するためのマスクは、その開口部
（イオンが注入される部分）が、半導体基板表面におい
てｎ型拡散領域２１を形成するためのマスクの開口部が
形成されていた領域と若干（０．３μｍ以内とするのが
適当である。）重なるように形成することが好ましい。
このイオン注入は、形成される光電変換部１２の不純物
濃度がｎ型拡散領域２１よりも低くなるように、ドーズ
量１×１０¹¹〜１×１０¹³ｃｍ^-2程度で実施するのが適
当である。また、加速電圧は、２００〜１５００ｋｅＶ
程度とするのが適当である。

【００３６】なお、以上の各イオン注入工程を実施する
順序は、特に限定するものではない。例えば、電荷転送
部１４の形成をｐ型拡散領域１５の形成の前に実施する
こともでき、光電変換部１２の形成をｎ型拡散領域２１
の形成の前に実施することもできる。また、光電変換部
１２およびｎ型拡散領域２１の形成を、電荷転送部１
４、ｐ型拡散領域１５およびｐ型拡散領域２２ａ、２２
ｂを形成する前に実施することもできる。

【００３７】ゲート絶縁膜１６を形成したシリコン基板
表面に、例えば、減圧ＣＶＤ法によりポリシリコン膜を
形成し、このポリシリコン膜の一部をエッチングによっ
て除去することによって、電荷転送部１４の上方に転送
電極１７を形成する。続いて、このゲート電極１７をマ
スクとしてホウ素などのｐ型不純物をイオン注入し、光
電変換部１２の表層部にｐ型拡散領域１３を形成する
（図４（ｅ））。このイオン注入は、ｐ型拡散領域１３
の不純物濃度がｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂよりも低く
なるように、ドーズ量１×１０¹³〜２×１０¹⁵ｃｍ^-2程
度で実施するのが適当である。また、加速電圧は１０〜
１００ｋｅＶ程度が適当である。

【００３８】更に、層間絶縁膜１８、光電変換部の上方
に開口部を有するようにパターニングされた遮光膜１
９、表面保護膜２０を順に形成する（図４（ｆ））。特
に限定するものではないが、例えば、層間絶縁膜１８は
減圧ＣＶＤ法によりホウ素およびリンをドープしたシリ
コン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）を堆積することにより形成
し、遮光膜１９はスパッタリング法によりアルミニウム
膜を堆積することにより形成し、表面保護膜２０はプラ
ズマＣＶＤ法によって基板全面にシリコン窒化膜を堆積
してすることにより形成できる。

【００３９】なお、上記の製造方法において、マスクの
形成、イオン注入、熱酸化、各種ＣＤＶ法などは、基本
的に常法に従って実施することができる。

【００４０】上記の製造方法によれば、本発明の固体撮
像装置のような、読み出し電圧の増大という不都合を生
じることなく、ｐ型拡散領域で発生した電荷によるスミ
アを抑制することができる固体撮像装置を製造すること
ができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置によれば、第１導電型の半導体基板内に形成された
第２導電型の光電変換部と、前記光電変換部上の前記半
導体基板の表層部に形成された第１導電型の第１の拡散
領域と、前記半導体基板の表層部の前記第１の拡散領域
から離間させた領域に形成された第２導電型の電荷転送
部と、前記電荷転送部下に形成された第１導電型の第２
の拡散領域と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して形成
された転送電極とを含み、更に、前記光電変換部に接し
且つ前記電荷転送部の下方に及ぶ領域に、前記光電変換
部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域
が形成され、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との
間に、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１
導電型の第４の拡散領域が形成されているため、光電変
換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間にポテンシャ
ル障壁を形成し、このｐ型拡散領域で発生した電荷が電
荷転送部に流入してスミアとなることを抑制することが
できる。

【００４２】また、本発明の製造方法によれば、第１導
電型の半導体基板内に第２導電型の光電変換部を形成す
る工程と、前記半導体基板の表層部に第１導電型の第１
の拡散領域を前記光電変換部上に位置するように形成す
る工程と、前記半導体基板の表層部に第２導電型の電荷
転送部を前記第１の拡散領域から離間するように形成す
る工程と、第１導電型の第２の拡散領域を前記電荷転送
部下に位置するように形成する工程と、前記電荷転送部
上に絶縁膜を介して転送電極を形成する工程とを含み、
更に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電
型の第３の拡散領域を、前記光電変換部に接し且つ前記
電荷転送部の下方に位置するように形成する工程と、前
記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の
第４の拡散領域を、前記第１の拡散領域と前記電荷転送
部との間に位置するように形成する工程とを含むため、
光電変換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間にポテ
ンシャル障壁を形成し、このｐ型拡散領域で発生した電
荷によるスミアを抑制した固体撮像装置を製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の固体撮像装置の構造の一例を示す断
面図である。

【図２】図１に示す固体撮像装置における半導体基板
内のポテンシャル分布を示す図である。

【図３】本発明の固体撮像装置の製造方法の一例を説
明するための工程断面図である。

【図４】本発明の固体撮像装置の製造方法の一例を説
明するための工程断面図である。

【図５】従来の固体撮像装置の構造を示す断面図であ
る。

【図６】図５に示す固体撮像装置における半導体基板
内のポテンシャル分布を示す図である。

【符号の説明】

１０、４０ｎ型半導体基板１１、４１ｐ型ウェル１２、４２光電変換部１３、４３ｐ型拡散領域１４、４４電荷転送部１５、４５ｐ型拡散領域１６、４６ゲート絶縁膜１７、４７転送電極１８、４８層間絶縁膜１９、４９遮光膜２０、５０表面保護膜２１ｎ型拡散領域２２ａ、２２ｂ高濃度のｐ型拡散領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１導電型の半導体基板内に形成された
第２導電型の光電変換部と、前記光電変換部上の前記半
導体基板の表層部に形成された第１導電型の第１の拡散
領域と、前記半導体基板の表層部の前記第１の拡散領域
から離間させた領域に形成された第２導電型の電荷転送
部と、前記電荷転送部下に形成された第１導電型の第２
の拡散領域と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して形成
された転送電極とを備えた固体撮像装置であって、前記
光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置する
領域に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導
電型の第３の拡散領域が形成されており、前記第１の拡
散領域と前記電荷転送部との間に、前記第１の拡散領域
よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域が
形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】前記第４の拡散領域の不純物濃度が、前
記第２の拡散領域の不純物濃度と異なる請求項１に記載
の固体撮像装置。
【請求項３】第１導電型の半導体基板内に第２導電型
の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板の表層
部に第１導電型の第１の拡散領域を前記光電変換部上に
位置するように形成する工程と、前記半導体基板の表層
部に第２導電型の電荷転送部を前記第１の拡散領域から
離間するように形成する工程と、第１導電型の第２の拡
散領域を前記電荷転送部下に位置するように形成する工
程と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して転送電極を形
成する工程とを含み、更に、前記光電変換部よりも不純
物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域を、前記光電
変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置するよう
に形成する工程と、前記第１の拡散領域よりも不純物濃
度の高い第１導電型の第４の拡散領域を、前記第１の拡
散領域と前記電荷転送部との間に位置するように形成す
る工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。
【請求項４】前記第４の拡散領域の不純物濃度を、前
記第２の拡散領域の不純物濃度と相違させる請求項３に
記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】前記第２の拡散領域を形成する工程が、
前記半導体基板に、第１導電型の不純物となるイオンを
１００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより実施
される請求項３または４に記載の固体撮像装置の製造方
法。
【請求項６】前記第３の拡散領域を形成する工程が、
前記半導体基板に、第２導電型の不純物となるイオンを
２００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより実施
される請求項３〜５のいずれかに記載の固体撮像装置の
製造方法。