JP2000260972A

JP2000260972A - 固体撮像装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2000260972A
Application number: JP11059060A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Ikeda; 田勝己池; Michihiro Ishikawa; 川通弘石
Original assignee: Toshiba Corp; Iwate Toshiba Electronics Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Japan Semiconductor Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】フォトダイオードの最大蓄積電荷量を維持し
つつ、過大な入射光に応じて発生する過剰電荷によるブ
ルーミングを抑制し得る固体撮像装置およびその製造方
法を提供する。【解決手段】半導体基板１の表面部にマトリクスをな
すように形成され、入射光に応じた蓄積電荷を発生させ
るフォトダイオード１５と、上記マトリクスの列内で隣
接するフォトダイオード１５間の素子分離領域に形成さ
れ、フォトダイオード１５を相互に素子分離するＰ⁺不
純物拡散層６と、上記マトリクスの列間に形成され、蓄
積電荷を転送する転送チャネルと、半導体基板１上に形
成された電極７，８とを備えた固体撮像装置２０におい
て、素子分離領域ではｐ不純物拡散層６の直下でこれに
接するように形成され、フォトダイオード１５の領域で
はその下方により深く形成された薄いウェル２を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置およ
びその製造方法に関し、特に、過剰電荷を光電変換部の
外部へ排出する縦型オーバーフロードレインを有する固
体撮像装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術による固体撮像装置について
図１３の断面図を参照して説明する。同図は、固体撮像
装置のフォトダイオードがマトリクス状に配列されてい
る部分を垂直転送レジスタに平行に切断した様子を示す
略示断面図である。

【０００３】同図に示すように、固体撮像装置５０は、
ｎ^-型の半導体基板１の表面部の深層部に形成された薄
いｐ型ウェル５２と、その上方の半導体基板１の表面部
にマトリクス状に形成されたｎ⁺型不純物拡散層３と、
このｎ⁺型不純物拡散層３の表面を覆うように基板表面
に形成されたｐ⁺型不純物拡散層４とを備えている。ｎ⁺
型不純物拡散層３およびｐ⁺型不純物拡散層４によるＰ
Ｎ接合は、入射した光に応じた信号電荷をその接合面で
発生させる光電変換部であるフォトダイオード１５を構
成する。ｐ⁺型不純物拡散層４はＧＮＤレベルに固定さ
れ、これにより結合の不安定な基板表面部をシールド
し、いわゆる暗電流の発生が抑制される。また、ｎ^-型
半導体基板１は電源に接続され、薄いｐ型ウエル５２を
反転させる逆バイアスが印加される。これにより、過剰
な入射光などによりフォトダイオード１５の蓄積容量を
超える過剰電荷が発生した場合に、この過剰電荷をｎ^-
型半導体基板１に掃出す、いわゆる縦型オーバーフロー
ドレインを形成している。

【０００４】図１３中でＢ’−Ｂ’切断線に沿ったフォ
トダイオード１５間の領域では、基板の表面部からやや
深層部までｐ⁺型不純物拡散層６が形成され、これによ
り隣接するフォトダイオード１５が素子分離される。

【０００５】さらに、半導体基板１上には電極７，８が
形成され、電極７はフォトダイオード１５で発生した信
号電荷を紙面垂直方向手前側または奥側で紙面左右の方
向に形成される転送チャネルに読出す読出電極をなし、
かつ、電極８とともに読出した電荷を転送する転送電極
をなす。電極７，８は絶縁層９によって絶縁分離され
る。

【０００６】電極７，８は多結晶シリコンを用いて形成
される場合が多い。また、電極７，８の上方にはフォト
ダイオード１５以外の領域に入射する光を遮る遮光層１
０が絶縁層９を介して形成されている。

【０００７】図１４は、図１３に示す固体撮像装置５０
が含む不純物の基板表面からの濃度分布図であり、同図
（ａ）は図１３のＡ−Ａ切断線に沿った各不純物拡散層
の濃度分布を示し、同図（ｂ）は図１３のＢ’−Ｂ’切
断線に沿った各不純物拡散層の濃度分布を示す。また、
図１５はこれらの切断線に沿った不純物拡散層の電位プ
ロファイルを半導体基板１の表面からの深さとの関係で
示す相関図である。図１５に示すように、切断線Ａ−Ａ
に沿った電位プロファイルＡのうち、深さＺ₂において
は、オーバーフロードレインをなす薄いウエル５２の部
分の電位Ｐａが示されている。これはウェル５２の電位
がｎ^-型半導体基板１に印加された逆バイアスにより反
転したものである。ウェル５２は、このような電位プロ
ファイルを有することにより、この電位Ｐａを超える信
号電荷がフォトダイオード１５に発生した場合に、半導
体基板１に過剰電荷として掃出すオーバーフロードレイ
ンとして動作する。

【０００８】電位Ｐａを越える信号電荷は基板１に掃出
されることから、ウェル５２が形成される位置は、基板
１の深さ方向において信号電荷を蓄える境界となり、基
板深さ方向の感光限界となる。この一方、入射光のうち
赤色等の波長の長い光に応じた信号電荷は基板の深層部
で発生するため、長波長に対する感度を高めて人間の視
覚に近づけるために、ウェル５２は基板の深層部で形成
しなければならない。

【０００９】そこで、イオン注入の加速エネルギーを高
め、図１３に示すように基板深層部に局在化させて薄い
ウェル５２を形成することが一般に行なわれている。こ
れは、こうした方法によりウェル５２を形成すれば、熱
拡散法を用いて不純物濃度プロファイルがなだらかなウ
ェルを形成する場合に比べ、フォトダイオード１５とウ
ェル５２との接合容量が低減されて、フォトダイオード
１５における蓄積電荷量の変化に基づくオーバーフロー
ドレインの電位変動が抑えられるからである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示される従来の固体撮像装置において、ウェル５２を
形成する位置は、基板表面から約３μｍの深さであり、
これは現状のフォトレジストによるイオン注入阻止の限
界を遥かに超えている。また、さらに厚い膜厚のレジス
トを使用したとしてもフォトエッチングのフォーカスマ
ージンが不足するため、形成変換差が大きくなり微細パ
ターンの形成上不利となる。さらに、そのような厚みを
有するために、イオン注入の方向が基板表面の垂線に対
して角度を有する場合では、フォトレジストの膜の陰に
なる領域が発生して適正な不純物注入ができなくなる、
などの不具合が生じる。そのため、ウェル５２はフォト
レジスト無しのイオン注入、即ち、全面打込みのイオン
注入にて形成せざるを得ない。

【００１１】この一方、ｐ⁺型不純物拡散層６は、前述
したとおり隣接するフォトダイオード１５のｎ⁺型不純
物拡散層３を相互に素子分離するため、図１３に示すよ
うに基板中のやや深層部まで局在化させる必要がある。
このため、ｐ⁺型不純物拡散層６の形成にはフォトレジ
ストを用いた選択形成が不可欠である。この時不純物拡
散層の形成される深さはフォトレジストのイオン注入阻
止限界にて制限されるため、ｐ⁺型不純物拡散層６とウ
ェル５２との間には、ｎ^-型半導体基板１のままの領域
Ｒ₀が生じる。このため、図１３における切断線Ｂ’−
Ｂ’に沿った電位ポテンシャルＢ’中で図１５に示され
るように、図１３における切断線Ａ−Ａに沿った電位プ
ロファイルＡ中の深さＺ₂（電位Ｐａ）よりも浅いＺ₁の
部分に、電位Ｐａより深い電位Ｐｂが現れる。この深い
電位Ｐｂの部分があるために、信号電荷が多い場合は過
剰電荷がｎ^-型半導体基板１に掃捨てられる前に、その
深い電位Ｐｂの部分を通って隣り合うフォトダイオード
１５に混入するという問題があった。このような過剰電
荷の混入の問題は列方向に隣接するフォトダイオード１
５間で発生するだけでなく、転送チャネルを跨って行方
向に隣接するフォトダイオード１５間でも発生する。

【００１２】また、この問題を回避するために電源の電
位を上げることにより半導体基板１に印加される逆バイ
アス電圧を高める方法もある。これによれば、図１６に
示すように、電位プロファイルＡ中の深さＺ₂の部分の
電位（Ｐ_C）を、電位プロファイルＢ’中の深さＺ₁の部
分の電位（Ｐｂ）よりも深くすることができるので、上
述した過剰電荷の混入の問題は解消される。

【００１３】しかしながら、電位プロファイルＡ中の深
さＺ₂の部分の電位が深くなると、図１６に示されるよ
うに、その分フォトダイオード１５の最大蓄積電荷量が
縮小し、ダイナミックレンジが低下する、という問題点
があった。

【００１４】このように、従来の技術においては隣り合
うフォトダイオード１５の素子分離が基板深層部におい
て不十分となるため、過大な量の光が入射した場合に隣
り合うフォトダイオード１５間で信号電荷の混入、いわ
ゆるブルーミングが発生し、あるいは基板の逆バイアス
電圧を高めてこうしたブルーミングを抑制した際に、フ
ォトダイオード１５の最大蓄積電荷量の減少即ちダイナ
ミックレンジの低下を招いていた。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、フォトダイオードの最大蓄積電荷
量を維持しつつ、過大な入射光により発生する過剰電荷
によるブルーミングを抑制し得る固体撮像装置およびそ
の製造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下の手段に
より上記課題の解決を図る。

【００１７】即ち、本発明によれば、半導体基板と、こ
の半導体基板の表面部にマトリクスをなすように形成さ
れ、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光電変換部
と、この光電変換部間の素子分離領域に形成され上記光
電変換部を列方向に相互に素子分離する第１の不純物拡
散層と、上記マトリックスの列の間に形成され、上記光
電変換部から読出された上記蓄積電荷を上記列方向に転
送する転送チャネルと、上記光電変換部間の素子分離領
域では上記第１の不純物拡散層の直下に第１の深さで形
成され、上記光電変換部の領域ではその下方に上記第１
の深さよりも深い第２の深さで形成され、上記光電変換
部で発生した過剰電荷をその外部へ排出する第２の不純
物拡散層と、を備えた固体撮像装置が提供される。

【００１８】また、本発明によれば、半導体基板と、こ
の半導体基板の表面部にマトリクスをなすように形成さ
れ、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光電変換部
と、上記マトリクスの列の間に形成され、上記光電変換
部から読出された上記蓄積電荷を列方向に転送する転送
チャネルと、この転送チャネルが形成される領域下では
第１の深さで形成され、上記光電変換部の領域ではその
下方に上記第１の深さよりも深い第２の深さで形成さ
れ、上記光電変換部で発生した過剰電荷をその外部へ排
出する不純物拡散層と、を備えた固体撮像装置が提供さ
れる。

【００１９】また、本発明によれば、半導体基板と、こ
の半導体基板の表面部にマトリクスをなすように形成さ
れ、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光電変換部
と、この光電変換部間の素子分離領域に形成され上記光
電変換部を列方向に相互に素子分離する第１の不純物拡
散層と、上記マトリクスの列の間に形成され、上記光電
変換部から読出された上記蓄積電荷を上記列方向に転送
する転送チャネルと、上記素子分離領域で上記第１の不
純物拡散層の真下に第１の深さで形成されるとともに、
上記転送チャネルが形成される領域下で上記第１の深さ
で形成され、上記光電変換部の領域ではその下方に上記
第１の深さよりも深い第２の深さで形成され、上記光電
変換部で発生した過剰電荷をその外部へ排出する第２の
不純物拡散層と、を備えた固体撮像装置が提供される。

【００２０】さらに、本発明によれば、第１導電型の半
導体基板上に、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光
電変換部を列方向に相互に分離する素子分離領域と対応
するように膜パターンを形成する工程と、この膜パター
ンごしに全面に第２導電型の不純物を注入し、上記膜パ
ターンが形成された領域では上記不純物が浅く分布し、
それ以外の領域では上記不純物が深く分布する第１の第
２導電型の不純物拡散層を形成する工程と、上記素子分
離領域に第２の第２導電型の不純物拡散層を上記第１の
第２導電型の不純物拡散層の上部に接するように形成す
る工程と、マトリクスをなすように上記素子分離領域の
間に光電変換部を形成する工程と、上記マトリクスの列
の間に電荷転送チャネルを形成する工程と、上記半導体
基板の上に電荷転送電極を形成する工程と、を備えた固
体撮像装置の製造方法が提供される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のいく
つかについて図面を参照しながら説明する。

【００２２】なお、以下の各図において、図１３ないし
図１６と同一の部分については、同一の参照番号を付し
てその説明を省略する。

【００２３】まず、本発明にかかる固体撮像装置の第１
の実施の形態を図面を参照しながら説明する。本実施形
態の特徴は、後述する第２図に示すように、オーバーフ
ロードレインをなす第２の不純物拡散層であるウェル２
の形状にあり、素子分離用の第１の不純物拡散層である
Ｐ⁺型不純物拡散層６の直下で、図１３に示したウェル
５２が形成された深さと略同一の第２の深さから、ｐ⁺
型不純物拡散層６の最深部である第１の深さ（第２の深
さよりも浅い）に至るまで形成された凸状部を備えてい
る点にある。

【００２４】図１は、本実施形態の固体撮像装置２０を
示す略示平面図である。同図には、ｎ^-型半導体基板１
の表面部にマトリクス状に形成された光電変換部である
フォトダイオード１５と紙面水平方向で互いに線対称の
平面形状を有する電極７，電極８が示されている。な
お、同図において点線斜線で示す電極７は、フォトダイ
オード１５で発生した信号電荷を転送チャネルに読み出
す読出電極であり、実線斜線で示す電極８は、電極７と
協働して転送チャネルに読出された電荷を転送する転送
電極をなす。

【００２５】図１のＣ−Ｃ切断面の断面図を図２に示
し、Ｄ−Ｄ切断面の断面図を図３に示す。図２に示すよ
うに、本実施形態の固体撮像装置２０は、図１のＣ−Ｃ
切断面において、ｐ⁺型不純物拡散層４およびｎ⁺型不純
物拡散層３で構成されるフォトダイオード１５の下方で
は第２の深さで略平坦に形成されているが、素子分離不
純物拡散層６の直下で第１の深さに至るまで半導体基板
１の表面に向かうように形成された凸状部を有する薄い
ウェル２を備えている。その他の点は図１３に示す固体
撮像装置５０と略同一である。なお、図３のＤ−Ｄ切断
面において転送チャネル１１の直下に形成されたｐ型不
純物拡散層１２は、転送チャネル１１とフォトダイオー
ド１５および半導体基板１とを電気的に分離している。

【００２６】図１に示す固体撮像装置２０が含む不純物
拡散層の基板表面からの濃度分布を図４に示す。図４
（ａ）は図２のＡ−Ａ切断線に沿った各不純物拡散層の
濃度分布を示し、また、図４（ｂ）は図２のＢ−Ｂ切断
線に沿った各不純物拡散層の濃度分布を示す。図４
（ａ）は図１４（ａ）と同一であるが、図４（ｂ）との
対比のため再度記載した。図４（ｂ）からも、本実施形
態の固体撮像装置２０において薄いウェル２が不純物拡
散層６に近接していることがわかる。

【００２７】図５は、各切断線に沿った電位プロファイ
ルＡ，Ｂであり、半導体基板１の表面からの深さと電位
ポテンシャルとの関係を示す相関図である。図１５との
対比において明らかなように、ウェル２の上述した形状
により、本実施形態の固体撮像装置２０のＰ⁺型不純物
拡散層６の下方領域においては、フォトダイオード１５
の下方における電位プロファイルＡの電位が電位Ｐａと
なる深さＺ₂よりも浅い領域で電位プロファイルＢがＰ
ａよりも深くなることが回避される。従って、過剰電荷
が発生しても、隣接するフォトダイオード１５に混入す
ることなく、確実に過剰電荷をオーバーフロードレイン
に掃捨てることができ、ブルーミングの発生を防止する
ことができる。またこれにより、半導体基板１に印加す
る逆バイアス電圧を高める必要もなく、フォトダイオー
ド１５の最大蓄積電荷量が縮小されることもない。これ
により、広いダイナミックレンジが確保された固体撮像
装置が提供される。

【００２８】このような効果を有する固体撮像装置２０
の製造方法について、本発明にかかる固体撮像装置の製
造方法の第１の実施の形態として図面を参照しながら説
明する。

【００２９】まず、図７に示すように、半導体基板１の
上にバッファ用のシリコン酸化膜１８を介してフォトレ
ジスト１３を塗布する。

【００３０】次に、図８に示すように、写真蝕刻法を用
いたパターニングにより、図６の平面図に示すように、
ｐ型不純物拡散層６の形成される素子分離領域のパター
ンと対応したレジスト膜パターン２４を形成する。

【００３１】次に、ｐ型の不純物イオンを従来の技術と
同様の加速電圧で全面に注入する。このときレジスト膜
パターン２４が形成された領域においても不純物イオン
がレジスト膜パターン２４を貫通して基板内部に到達す
るが、その到達深度はレジスト膜パターン２４の膜厚に
比例して浅くなる。

【００３２】その後、レジスト膜パターン２４を除去し
た後、熱処理の工程により不純物を活性化させると、図
９に示すように、素子分離領域で基板表面側に迫り上が
った凸状部を有するウェル２を形成することができる。

【００３３】その後は従来技術と同様の工程により、図
１ないし図３に示す固体撮像装置２０を製造することが
できる。

【００３４】本実施形態によれば、ウェル２の凸状部の
深さ（第１の深さ）をフォトレジスト１３の膜厚により
調整することができる。従って、フォトレジスト１３の
膜厚を選択することにより、ウェル２の凸状部がＰ⁺型
不純物拡散層６の底部に接するように、その深さを制御
することができる。

【００３５】次に、本発明にかかる固体撮像装置の第２
の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

【００３６】図１０は、本実施形態の固体撮像装置３０
を示す略示平面図であり、図１１は図１０のＤ−Ｄ切断
面の断面図である。

【００３７】図１１に示すように、本実施形態の固体撮
像装置３０の特徴は、図１０のＤ−Ｄ切断面において転
送チャネル１１の下に形成されたｐ型不純物拡散層１２
の底部に接する第２の凸状部をさらに有するウェル２を
備えている点にある。これにより、過剰電荷が発生した
場合に転送チャネル１１の下方のｎ型半導体基板１の領
域を跨いで過剰電荷が行方向に隣接するフォトダイオー
ド１５内に混入することが防止される。ウェル２は、転
送チャネル１１の下方の全領域、即ち、本実施形態にお
いては不純物拡散層１２の底部の全領域で浅く形成する
必要はなく、図１１に示すように行方向の少なくとも一
部で浅く形成すればよい。その他の点は図１に示す固体
撮像装置２０と同一である。なお、第１および第２の実
施形態である固体撮像装置２０，３０においては、Ｐ⁺
不純物拡散層６，１２はフォトダイオード１５の信号電
荷が読出されるチャネル以外のフォトダイオード１５の
周辺部に形成され、これによりフォトダイオード１５で
発生した信号電荷が一定の方向に読出されるようになっ
ている。

【００３８】固体撮像装置３０の製造方法について、本
発明にかかる固体撮像装置の製造方法の第２の実施の形
態として説明する。

【００３９】本実施形態の製造方法は、上述した本発明
にかかる固体撮像装置の製造方法の第１の実施の形態と
略同一であり、相違点は、フォトレジスト１３（図７参
照）のパターニングにより形成するレジストパターンの
形状のみである。即ち、図１２に示すように、半導体基
板１上に格子形状を有するレジストパターン１４を形成
する。これにより、不純物イオンの注入工程において転
送チャネル１１の領域内にもイオン注入阻止材を設ける
ことができ、ｐ型不純物拡散層１２の底部に接する第２
の凸状部をも有するウェル２を形成することができる。
なお、図１２に示すレジストパターン１４の幅は、フォ
トダイオード１５における蓄積電荷量の減少を防ぐた
め、フォトダイオード１５間のリークを防止できる範囲
で細い方が良い。

【００４０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記形態に限るものでなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上記実施形態ではフォトレジストをイオン注入阻止材と
して用いたが、これに限ることなく、例えば、多結晶シ
リコンやＳｉＯ₂のような酸化膜、ＳｉＮのような窒化
膜などを堆積した後、フォトエッチングによりパターン
を形成し、イオン注入阻止材として用いることによって
も、図２や図１１の形状を有するウェルを形成すること
ができる。また、基板の深層部の薄いｐ型ウェルとフォ
トダイオードにおけるｎ⁺型不純物拡散層との間の基板
のやや深層部に、ｐ型の不純物イオンを注入してこの部
分をｐ^-型バッファ領域とした場合であっても、同様の
効果を得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明は、以下の
効果を奏する。

【００４２】本発明にかかる固体撮像装置によれば、素
子分離領域で第１の不純物拡散層の直下に第１の深さで
形成された第２の不純物拡散層を備えるので、光電変換
部に過剰電荷が発生した場合に、ブルーミングの発生、
即ち、過剰電荷が基板に排出される前に隣接する光電変
換部へ混入する現象を防止することができる。しかもこ
れにより過剰電荷排出のために基板に印加される逆バイ
アス電圧を高める必要はなく、光電変換部の最大蓄積電
荷量が制限されることはない。また、光電変換部下にお
いて、この第２の不純物拡散層はより深い第２の深さで
形成されている。従って長波長の入射光に対しても高い
感度を有するので、ダイナミックレンジが広い固体撮像
装置を提供することができる。

【００４３】また、本発明にかかる固体撮像装置によれ
ば、転送チャネルが形成される領域下に第１の深さで形
成された第２の不純物拡散層を備えるので、過剰電荷が
排出される前に上記転送チャネルを跨いで行方向に隣接
する光電変換部へ上記過剰電荷が混入することが防止さ
れる。これにより、ブルーミング発生を防止する固体撮
像装置が提供される。

【００４４】また、本発明にかかる固体撮像装置によれ
ば、素子分離領域で第１の不純物拡散層の直下に第１の
深さで形成され、かつ転送チャネルが形成される領域下
に同じ第１の深さで形成された第２の不純物拡散層を備
えるので、光電変換部に過剰電荷が発生した場合に、こ
の過剰電荷が基板に排出される前に、列方向に隣接する
光電変換部へ混入することを防止するのみならず、上記
転送チャネルを跨いで行方向に隣接する光電変換部へ混
入することをも防止できる。これにより、ブルーミング
発生のおそれをさらに解消する固体撮像装置が提供され
る。

【００４５】また、本発明にかかる固体撮像装置の製造
方法によれば、光電変換部を相互に分離する素子分離領
域と対応した膜パターンを半導体基板上に形成する工程
と、この膜パターンごしに全面に不純物イオンを注入す
る工程とを備えているので、素子分離領域では第１の不
純物拡散層の直下に第１の深さで第２の不純物拡散層を
形成することができる。これにより、光電変換部で発生
した過剰電荷が隣接する光電変換部へ混入することを防
止しつつ、上記過剰電荷を安定して基板へ排出する固体
撮像装置を製造することができる。

【００４６】また、本発明にかかる固体撮像装置の製造
方法によれば、素子分離領域と電荷転送チャネルとなる
領域の少なくとも一部となる格子形状の膜パターンを形
成する工程と、この膜パターンごしに全面に不純物イオ
ンを注入する工程とを備えているので、上記効果に加え
て、過剰電荷が基板へ排出される前に上記転送チャネル
を跨いで行方向に隣接する光電変換部へ混入することを
も防止する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】本発明にかかる固体撮像装置の第１の実施の形
態を示す略示平面図である。

【図２】図１に示す固体撮像装置のＣ−Ｃ断面図であ
る。

【図３】図１に示す固体撮像装置のＤ−Ｄ断面図であ
る。

【図４】図１に示す固体撮像装置が含む不純物の基板表
面からの濃度分布図である。

【図５】図１に示す固体撮像装置の基板表面部における
電位プロファイル図である。

【図６】本発明にかかる固体撮像装置の製造方法の第１
の実施の形態を説明する略示平面図である。

【図７】本発明にかかる固体撮像装置の製造方法の第１
の実施の形態を説明する略示断面図である。

【図８】本発明にかかる固体撮像装置の製造方法の第１
の実施の形態を説明する略示断面図である。

【図９】本発明にかかる固体撮像装置の製造方法の第１
の実施の形態を説明する略示断面図である。

【図１０】本発明にかかる固体撮像装置の第２の実施の
形態を示す略示平面図である。

【図１１】図１０に示す固体撮像装置のＤ−Ｄ断面図で
ある。

【図１２】本発明にかかる固体撮像装置の製造方法の第
２の実施の形態を説明する略示平面図である。

【図１３】従来の技術による固体撮像装置の一例の要部
を示す略示断面図である。

【図１４】図１３に示す固体撮像装置が含む不純物の基
板表面からの濃度分布図である。

【図１５】図１３に示す固体撮像装置の基板表面部にお
ける電位プロファイル図である。

【図１６】従来の技術の問題点を説明するための電位プ
ロファイル図である。

【符号の説明】

１半導体基板２，５２ｐウェル３ｎ⁺型不純物拡散層（感光領域）４ｐ⁺型不純物拡散層６素子分離不純物拡散層７，８電極９絶縁層１０遮光膜１１転送チャネル１３フォトレジスト１５フォトダイオード１４，２４レジスト膜パターン２０，３０，５０固体撮像装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石川通弘岩手県北上市北工業団地６番６号岩手東芝エレクトロニクス株式会社内Ｆターム(参考） 4M118 AA02 AA05 AA10 AB01 BA10 CA04 CA18 DA03 EA01 EA06 EA15 FA06 FA13 FA26 FA35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板と、前記半導体基板の表面部にマトリクスをなすように形成
され、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光電変換部
と、前記光電変換部間の素子分離領域に形成され前記光電変
換部を列方向に相互に素子分離する第１の不純物拡散層
と、前記マトリックスの列の間に形成され、前記光電変換部
から読出された前記蓄積電荷を前記列方向に転送する転
送チャネルと、前記光電変換部間の素子分離領域では前記第１の不純物
拡散層の直下に第１の深さで形成され、前記光電変換部
の領域ではその下方に前記第１の深さよりも深い第２の
深さで形成され、前記光電変換部で発生した過剰電荷を
その外部へ排出する第２の不純物拡散層と、を備えた固
体撮像装置。
【請求項２】半導体基板と、前記半導体基板の表面部にマトリクスをなすように形成
され、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光電変換部
と、前記マトリクスの列の間に形成され、前記光電変換部か
ら読出された前記蓄積電荷を列方向に転送する転送チャ
ネルと、前記転送チャネルが形成される領域下では第１の深さで
形成され、前記光電変換部の領域ではその下方に前記第
１の深さよりも深い第２の深さで形成され、前記光電変
換部で発生した過剰電荷をその外部へ排出する不純物拡
散層と、を備えた固体撮像装置。
【請求項３】半導体基板と、前記半導体基板の表面部にマトリクスをなすように形成
され、入射光に応じた蓄積電荷を発生させる光電変換部
と、前記光電変換部間の素子分離領域に形成され前記光電変
換部を列方向に相互に素子分離する第１の不純物拡散層
と、前記マトリクスの列の間に形成され、前記光電変換部か
ら読出された前記蓄積電荷を前記列方向に転送する転送
チャネルと、前記素子分離領域で前記第１の不純物拡散層の真下に第
１の深さで形成されるとともに、前記転送チャネルが形
成される領域下で前記第１の深さで形成され、前記光電
変換部の領域ではその下方に前記第１の深さよりも深い
第２の深さで形成され、前記光電変換部で発生した過剰
電荷をその外部へ排出する第２の不純物拡散層と、を備
えた固体撮像装置。
【請求項４】第１導電型の半導体基板上に、入射光に応
じた蓄積電荷を発生させる光電変換部を列方向に相互に
分離する素子分離領域と対応するように膜パターンを形
成する工程と、前記膜パターンごしに全面に第２導電型の不純物を注入
し、前記膜パターンが形成された領域では前記不純物が
浅く分布し、それ以外の領域では前記不純物が深く分布
する第１の第２導電型の不純物拡散層を形成する工程
と、前記素子分離領域に第２の第２導電型の不純物拡散層を
前記第１の第２導電型の不純物拡散層の上部に接するよ
うに形成する工程と、マトリクスをなすように前記素子分離領域の間に光電変
換部を形成する工程と、前記マトリクスの列の間に電荷転送チャネルを形成する
工程と、前記半導体基板の上に電荷転送電極を形成する工程と、
を備えた固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】第１導電型の半導体基板上に、入射光に応
じた蓄積電荷を発生させる光電変換部を列方向に相互に
分離する素子分離領域部分と前記蓄積電荷を転送する電
荷転送チャネルとなる領域の少なくとも一部とでなる格
子形状の膜パターンを形成する工程と、前記膜パターンごしに全面に第２導電型の不純物を注入
し、前記膜パターンが形成された領域では前記不純物が
浅く分布し、それ以外の領域では前記不純物が深く分布
する第１の第２導電型の不純物拡散層を形成する工程
と、前記素子分離領域に第２の第２導電型の不純物拡散層を
前記第１の第２導電型の不純物拡散層の上部に接するよ
うに形成する工程と、マトリクスをなすように前記素子分離領域の間に光電変
換部を形成する工程と、前記マトリクスの列の間に電荷転送チャネルを形成する
工程と、前記半導体基板の上に電荷転送電極を形成する工程と、
を備えた固体撮像装置の製造方法。