JP2000299453A - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその製造方法Info
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Abstract
いて、暗電流の低減、光電変換効率の向上を図る。 【解決手段】 選択酸化による素子分離層34により画
素分離されたpn接合型のセンサ部113を有し、第1
導電型の第1の半導体ウエル領域32と素子分離層34
との間に第1導電型の第2の半導体ウエル領域351が
形成され、センサ部の電荷蓄積領域36と素子分離層3
4との間に第2の半導体ウエル領域351が延長して形
成されて成る。
Description
にMOS型あるいはC−MOS型の固体撮像装置及びそ
の製造方法に関する。
トダイオードによるセンサ部とスイッチング素子を有し
て構成され、光電変換によりセンサ部に蓄積された信号
電荷を読み出して、これを電圧又は電流に変換して出力
する、いわゆるMOS型、あるいはC−MOS型の固体
撮像装置が知られている。これらMOS型あるいはC−
MOS型の固体撮像装置は、例えば画素の選択を行うス
イッチング素子や、信号電荷を読み出すスイッチング素
子に、MOSトランジスタあるいはC−MOSトランジ
スタが用いられている。また、水平走査回路、垂直走査
回路等の周辺回路にMOSトランジスタあるいはC−M
OSトランジスタが用いられ、スイッチング素子と一連
の構成で製造を行うことができる利点を有している。
ドにpn接合型トランジスタを用いたMOS型あるいは
C−MOS型の固体撮像装置においては、その各画素の
センサ部が選択酸化による素子分離層、いわゆるLOC
OS(local oxidation of silicon)層によりXYマト
リックス状に画素分離されて形成される。
トダイオード1は、例えばn型のシリコン半導体基板2
にp型の半導体ウエル領域3を形成した後、選択酸化に
よる素子分離層(LOCOS層)4を形成し、次いで、
薄い絶縁膜(例えばSiO2膜)5を介してp型半導体
ウエル領域3の表面に例えばヒ素(As)又はリン
(P)等のn型不純物6をイオン注入しn型半導体層7
を形成して作成される。
センサ部(フォトダイオード)1では、より光電変換効
率を向上するために、空乏層を広げ、深い位置で光電変
換された信号電荷をも利用できるようにすることが望ま
れている。
の形成に際して、n型不純物6をドープするには、前述
の図16に示すように、素子分離層4上で位置合せした
フォトレジスト層8で他領域を保護してイオン注入する
ために、素子分離層4の端部Aにpn接合が現われてい
た。素子分離層4の端部Aには、応力で転位等の結晶欠
陥の発生があることが知られている。従って、pn接合
jに逆バイアスをかけて発生した空乏層が、この結晶欠
陥のある素子分離層端の領域に来ると、その電界により
リーク電流が増加する。センサ部(フォトダイオード)
1において、このリーク電流が増加すると、光が入射し
ていない状態でも信号電荷が発生し、暗電流となる。こ
の暗電流は、結晶欠陥により発生しているために、各セ
ンサ部1により発生量が異なり、画質上、むらとなって
表われる。
ける光電変換効率の向上を図った固体撮像装置を提供す
るものである。また、本発明は、リーク電流による暗電
流の低減を図った固体撮像装置及びその製造方法を提供
するものである。
置は、素子分離層により画素分離されたpn接合型のセ
ンサ部を有し、第1の半導体ウエル領域と素子分離層と
の間に第2の半導体ウエル領域を形成し、動作時にセン
サ部の空乏層がセンサ部下の第1の半導体ウエル領域ま
で広がるように構成する。
ル領域と素子分離層との間に第2の半導体ウエル領域が
形成され、センサ部の第1の半導体ウエル領域との間で
形成されるpn接合の位置が深くなり空乏層の広がり深
さが大きくなってセンサ部に於ける光電変換効率が増加
する。
よる素子分離層により画素分離されたpn接合型のセン
サ部を有し、センサ部の電荷蓄積領域と素子分離層との
間に、電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域を形成し
て構成する。
積領域と素子分離層との間に、電荷蓄積領域と逆導電型
の半導体領域が形成されるので、センサ部のpn接合が
素子分離層端から離れ、素子分離層端でのリーク電流の
発生が抑えられ、即ち、素子分離層との界面での空乏化
が防止され、この領域からのリーク電流の発生が抑えら
れ、暗電流が低減する。
離による素子分離層により画素分離されたpn接合型の
センサ部を有し、素子分離層から画素領域側にセンサ部
の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域を形成して構
成する。
素子分離領域から画素領域側にセンサ部の電荷蓄積領域
と逆導電型の半導体領域が形成されるので、センサ部の
pn接合がトレンチ素子分離層端から離れ、トレンチ素
子分離層との界面での空乏化が防止され、この領域から
のリーク電流の発生が抑えられ、暗電流が低減する。
センサ部を画素分離するための素子分離層を形成した
後、素子分離層の端部より離れたセンサ部側に終端が存
するように、センサ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半
導体領域をイオン注入で形成する。
後、イオン注入で半導体領域を形成するので、素子分離
層形成時の熱処理が先に行われ、半導体領域の再拡散を
防いでセンサ部の電荷蓄積領域と半導体領域とのpn接
合位置を正確に設定することができる。そして、この半
導体領域が素子分離層端とセンサ部の電荷蓄積領域との
間に形成されるので、センサ部のpn接合を転位等のリ
ーク電流発生要因が存在する素子分離層端から離すこと
ができ、暗電流の低減が図れる。
センサ部を画素分離するための素子分離層を形成し、読
み出し用トランジスタのゲート電極を形成した後、ゲー
ト電極を基準にして素子分離層の端部より離れたセンサ
部側に終端が存するように、センサ部の電荷蓄積領域と
は逆導電型の半導体領域をイオン注入で形成する。
し用トランジスタのゲート電極を形成した後、半導体領
域を形成するので、再拡散のない半導体領域がえられ
る。しかも、ゲート電極を基準に位置合せして半導体領
域を形成するので、ゲート電極と半導体領域の合せ精度
が向上し、ゲート電極と半導体領域間の距離が高精度に
得られる。これにより、センサ部の開口面積を拡げるこ
とができると共に、ロット間の特性バラツキが低減す
る。
pn接合型のセンサ部を画素分離するためのトレンチ分
離による素子分離層を囲うようにセンサ部の電荷蓄積領
域とは逆導電型の半導体領域を形成する。
囲ってセンサ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領
域を形成するので、この半導体領域によって、トレンチ
素子分離層との界面及びその近傍でのリーク電流の発生
を抑えることができる。
半導体基体に画素分離のための溝を形成し、この溝を囲
うようにセンサ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体
領域を形成した後、溝内に絶縁物を埋め込んで素子分離
層を形成する。
む前に、逆導電型の半導体領域を形成するので、溝の底
部にも他と同じ十分な深さで上記半導体領域を形成する
ことができ、溝を囲って一様の深さの上記半導体領域が
形成される。従って、溝との界面でのリーク電流の発生
を抑えることができる。
子分離層により画素分離されたpn接合型のセンサ部を
有し、第1導電型の第1の半導体ウエル領域と素子分離
層との間に第1導電型の第2の半導体ウエル領域が形成
され、動作時にセンサ部の空乏層がセンサ部下の第1の
半導体ウエル領域まで広がるようにした構成とする。
2の半導体ウエル領域を、C−MOSトランジスタにお
ける素子分離層形成後に形成される半導体ウエル領域と
同時に形成することができる。
よる素子分離層により画素分離されたpn接合型のセン
サ部を有し、センサ部の電荷蓄積領域と素子分離層との
間に、電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域が形成さ
れた構成とする。
子分離層と下層の第1の半導体ウエル領域との間に第2
の半導体ウエル領域を形成し、動作時にセンサ部の空乏
層がセンサ部下の第1の半導体ウエル領域まで広がるよ
うにした構成とすることができる。
て、センサ部の電荷蓄積領域と素子分離層間の上記半導
体領域が、素子分離層と下層の第1の半導体ウエル領域
との間に形成された第2の半導体ウエル領域の一部を延
長して形成された構成とすることができる。
離による素子分離層により画素分離されたpn接合型の
センサ部を有し、素子分離層から画素領域側にセンサ部
の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域が形成された
構成とする。
導電型の半導体領域が半導体ウエル領域の一部を延長し
て形成された構成とすることができる。
pn接合型のセンサ部を画素分離する選択酸化による素
子分離層を形成した後、素子分離層の端部より離れたセ
ンサ部側に終端が存するように、センサ部の電荷蓄積領
域とは逆導電型の半導体領域をイオン注入で形成する工
程を有する。
おいて、上記逆導電型の半導体領域を第1の半導体ウエ
ル領域と素子分離層との間に形成する第2の半導体ウエ
ル領域によって形成することができる。
おいて、素子分離層を形成した後で、素子分離層の下に
第1の半導体ウエル領域に達する第2の半導体ウエル領
域を形成する工程を経て、上記逆導電型の半導体領域を
形成することができる。
pn接合型のセンサ部を画素分離するためのトレンチ分
離による素子分離層を囲うように、センサ部の電荷蓄積
領域とは逆導電型の半導体領域を形成する工程を有す
る。
半導体基体にpn接合型のセンサ部を画素分離するため
の溝を形成し、この溝を囲うようにセンサ部の電荷蓄積
領域とは逆導電型の半導体領域を形成した後、溝内に絶
縁物を埋め込んで素子分離層を形成する工程を有する。
C−MOS型の固体撮像装置の一例の構成を示す。
フォトダイオード(即ちpn接合型のセンサ部)11と
画素を選択する垂直選択用スイッチ素子(例えばMOS
トランジスタ)13と読み出し用スイッチ素子(例えば
MOSトランジスタ)12とによって構成された単位画
素14がマトリックス状に複数配列されて成る撮像領域
と、各行毎に垂直選択用スイッチ素子13の制御電極
(いわゆるゲート電極)が共通に接続された垂直選択線
15に垂直走査パルスφV〔φV1 ,‥‥φVm,‥‥
φVm+k ,‥‥〕を出力する垂直走査回路16と、各列
毎に読み出し用スイッチ素子12の主電極が共通に接続
された垂直信号線17と、各列毎に垂直選択用スイッチ
素子13の主電極に接続された読み出しパルス線18
と、垂直信号線17と水平信号線19に主電極が接続さ
れた水平スイッチ素子(例えばMOSトランジスタ)2
0と、水平スイッチ素子20の制御電極(いわゆるゲー
ト電極)と読み出しパルス線18に接続された水平走査
回路21と、水平信号線19に接続されたアンプ22に
より構成される。
素子12の一方の主電極がフォトダイオード11に接続
され、その他方の主電極が垂直信号線17に接続され
る。また、垂直選択用スイッチ素子13の一方の主電極
が読み出し用スイッチ素子12の制御電極(いわゆるゲ
ート電極)に接続され、その他方の主電極が読み出しパ
ルス線18に接続され、その制御電極(いわゆるゲート
電極)が垂直選択線15に接続される。
20の制御電極(いわゆるゲート電極)に水平走査パル
スφH〔φH1 ,‥‥φHn ,φHn+1 ,‥‥〕が供給
されると共に、各読み出しパルス線18に水平読み出し
パルスφHR 〔φHR 1 ,‥‥φHR n ,φHR n+1 ,
‥‥〕が供給される。
うになる。垂直走査回路16からの垂直走査パルスφV
m と、水平走査回路21からの読み出しパルスφHR n
を受けた垂直選択用スイッチ素子13が、それらのパル
スφVm ,φHR n の積のパルスを作り、この積のパル
スで読み出し用スイッチ素子12の制御電極を制御し
て、フォトダイオード11で光電変換された信号電荷を
垂直信号線17に読み出す。この信号電荷は、水平映像
期間中に、水平走査回路21からの水平走査パルスφH
n により制御された水平スイッチ素子20を通して水平
信号線19に出て、これに接続されたアンプ22により
信号電圧に変換されて出力される。
限らず、例えば図2、図3、その他等の種々の構成を採
り得る。図2では、単位画素14が、フォトダイオード
11と之に接続された読み出し用MOSトランジスタ1
2で構成され、読み出し用MOSトランジスタ12の他
方の主電極が垂直信号線17に接続されると共に、その
ゲート電極が垂直選択線に接続される。
ード11と、読み出し用MOSトランジスタ21と、F
D(フローティングディフージョン)アンプMOSトラ
ンジスタ22と、FDリセットMOSトランジスタ23
と、垂直選択用MOSトランジスタ24で構成される。
そして、読み出し用MOSトランジスタ21の一方の主
電極がフォトダイオード11に接続されると共に他方の
主電極がFDリセットMOSトランジスタ23の一方の
主電極に接続される、FDリセットMOSトランジスタ
23の他方の主電極と垂直選択用MOSトランジスタ2
4の一方の主電極間にFDアンプMOSトランジスタ2
2が接続され、FDアンプMOSトランジスタ22のゲ
ート電極が、読み出し用MOSトランジスタ21とFD
リセットMOSトランジスタ23の接続中点であるFD
(フローティングディフージョン)部に接続される。読
み出し用MOSトランジスタ21のゲート電極は垂直読
み出し線25に接続され、FDリセットMOSトランジ
スタ23の他方の主電極が電源VDDに接続されると共
にそのゲート電極が水平リセット線28に接続され、垂
直選択用MOSトランジスタ24の他方の主電極が垂直
信号線26に接続され、そのゲート電極が垂直選択線2
7に接続される。
センサ部11の一実施の形態を示す。本実施の形態に係
るセンサ部(フォトダイオード)111は、第2導電
型、例えばn型のシリコン半導体基板31に第1導電型
の例えばp型の第1の半導体ウエル領域32を形成し、
この第1のp型半導体ウエル領域32上に高抵抗半導体
領域、例えば低濃度のn型半導体領域33を形成し、セ
ンサ部111を画素分離するように形成した選択酸化に
よる素子分離層(即ちLOCOS層)34下に、第1の
p型半導体ウエル領域32に達する第2のp型半導体ウ
エル領域35を形成し、素子分離層34で区画された低
濃度のn型半導体領域33の表面に高濃度のn型半導体
領域36を形成して、低濃度のn型半導体領域33と第
1のp型半導体ウエル領域32間でpn接合jを形成
し、動作時に、センサ部の空乏層が第1のp型半導体ウ
エル領域32まで広がるように構成される。
は、基板31の所定深さ位置に形成され、この第1のp
型半導体ウエル領域32で2分され基板31の表面側の
領域で低濃度のn型半導体領域33が形成される。ま
た、高濃度のn型半導体領域36が実質的な電荷蓄積領
域となる。なお、センサ部111のn型半導体領域36
の絶縁膜(例えばSiO2 膜)37との界面に、高濃度
のp型半導体領域38を形成するようにしたセンサ構造
とすることもできる。センサ部111のpn接合jは、
高濃度のn型半導体領域36と高濃度のp型半導体領域
38との間、低濃度のn型半導体領域33と第2のp型
半導体ウエル領域35との間にも形成される。
例えば周辺回路のC−MOSトランジスタにおけるp型
半導体ウエルと同時に形成することができる。C−MO
Sトランジスタは、図14に示すように、n型半導体基
板51の上面に選択酸化によるフィールド絶縁層(いわ
ゆる素子分離層)52を形成した後、フォトレジスト層
53をマスクに一方の素子形成領域に例えばボロン等の
p型不純物54をイオン注入してp型半導体ウエル領域
55を形成する(同図A参照)。
の素子形成領域であるn型半導体基板51上に夫々ゲー
ト絶縁膜56を介して例えば多結晶シリコンによるゲー
ト電極57を形成する(同図B参照)。次に、夫々のゲ
ート電極57をマスクにセルファラインによって、p型
半導体ウエル領域55にn型不純物をイオン注入してn
型のソース領域58S及びドレイン領域58Dを形成し
てnチャネルMOSトランジスタ59を形成し、またn
型半導体基板51にp型不純物をイオン注入してp型の
ソース領域61S及びドレイン領域61Dを形成してp
チャネルMOSトランジスタ62を形成し、C−MOS
トランジスタを得る。このフィールド絶縁層52を形成
した後、p型半導体ウエル領域55を形成するようにし
た工程を、レトログレートpウエルプロセスと云われて
いる。
ル領域35は、この図14のp型半導体ウエル領域55
と同時に形成することができ、製造工程を増すことな
く、後述する空乏層の広がりを深くして光電変換効率を
向上したセンサ部111の形成が可能となる。また、図
14に示すように、素子分離層34を形成した後、第2
のp型半導体ウエル領域35を形成するので、センサ形
成領域を除く素子分離層34下に第2のp型半導体ウエ
ル領域35を素子分離層形成時の熱処理による拡散の影
響を受けずに選択的に形成することが可能となる。
る固体撮像装置10によれば、センサ領域を除く素子分
離層34下のみに選択的に第1のp型半導体ウエル領域
32に達する第2のp型半導体ウエル領域35を形成
し、高濃度のn型半導体領域36及び低濃度のn型半導
体領域33と、第1のp型半導体ウエル領域32とによ
りpn接合を形成してフォトダイオード、即ちセンサ部
111を形成することにより、動作時に、センサ部11
1における空乏層の広がり深さが大きくなり、深い位置
で光電変換された信号電荷をも電荷蓄積領域となるn型
半導体領域36に蓄積することができる。従って、光電
変換効率が増加し、より高感度の固体撮像装置が得られ
る。
参照)の他の実施の形態を示す。本実施の形態に係るセ
ンサ部(フォトダイオード)112は、光電変換効率の
向上とリーク電流による暗電流の低減を図ったものであ
る。このセンサ部112は、前述と同様に、第2導電
型、例えばn型の半導体基板31に第1導電型の例えば
p型の第1の半導体ウエル領域32を形成し、この第1
のp型半導体ウエル領域32上に低濃度のn型半導体領
域33を形成し、選択酸化による素子分離層34により
画素分離された低濃度のn型半導体領域33の表面に高
濃度のn型半導体領域36を形成し、低濃度のn型半導
体領域33と第1のp型半導体ウエル領域32との間で
pn接合jを形成し、動作時にセンサ部の空乏層が第1
の半導体ウエル領域32まで広がるように構成される。
離するための素子分離層34下に、第1のp型半導体ウ
エル領域32に達する第2のp型半導体ウエル領域35
1を形成すると同時に、この第2のp型半導体ウエル領
域351の一部351aを、センサ部の実質的な電荷蓄
積領域となるn型半導体領域36と素子分離層34との
間に延長して構成される。
の終端は、素子分離層34の端部から離れたセンサ側に
存するように形成され、センサ部112の電荷蓄積領域
であるn型半導体領域36の端部は第2のp型半導体ウ
エル領域の延長部351aと接するようになされる。セ
ンサ部112のpn接合jは、両n型半導体領域33,
36と第2のp型半導体ウエル領域の延長部351aと
の間でも形成される。
を示す。先ず、図7Aに示すように、n型の半導体基板
31の表面に選択酸化となる素子分離層34を形成した
後、基板31のセンサ部を形成すべき領域を覆って素子
分離層34の端部から離れたセンサ部側(フォトダイオ
ードのアクティブ領域上)にレジスト端41aが存する
ような所定パターンのフォトレジスト層41を形成し、
このフォトレジスト層41をマスクにp型不純物42を
イオン注入して第2のp型半導体ウエル領域351を形
成する。この第2のp型半導体ウエル領域351は、そ
の終端、即ち延長部351aの終端が素子分離層34の
端部より離れたセンサ部を形成すべき領域側に形成され
ることになる。
ト層41を剥離した後、素子分離層34下を含んでセン
サ部を形成すべき領域の全面にp型不純物43をイオン
注入して、基板31の所定深さ位置に、第2のp型半導
体ウエル領域351の下部に接する第1のp型半導体ウ
エル領域32を形成する。この第1のp型半導体ウエル
領域32の形成によって、第1のp型半導体ウエル領域
32、第2のp型半導体ウエル領域351によって囲わ
れた領域に、基板31の分離された一部で構成される低
濃度のn型半導体領域33が形成される。
領域以外の他部上にフォトレジスト層44を形成し、n
型不純物45をイオン注入し、低濃度のn型半導体領域
33の表面に電荷蓄積領域となる高濃度のn型半導体領
域36を形成する。そして、このn型半導体領域33と
第1の半導体ウエル領域32との間、両n型半導体領域
36,33と第2のp型半導体ウエル領域の延長部35
1aとの間にpn接合jが形成されてなる目的のフォト
ダイオード、即ちセンサ部112を形成する。
ある。第2の半導体ウエル領域351>n型半導体領域
36。n型半導体領域36>n型半導体領域33。
置によれば、第2のp型半導体ウエル領域(いわゆるチ
ャネルストップ領域)351を、素子分離層34の端部
よりセンサ部側に延長して形成することにより、センサ
部112を形成するフォトダイオードのpn接合を、転
位等の結晶欠陥が存在する素子分離層34端、即ち素子
分離層34端の近傍の半導体領域から離すことができ、
pn接合に逆バイアスをかけたときに、空乏層を素子分
離層34端から離れた位置に発生させることができる。
従って、素子分離層34端付近でのリーク電流の発生が
抑制され、暗電流が低減する。
4と同様に、第2の半導体ウエル領域351によって、
フォトダイオードを構成する一方のn型半導体領域が、
領域36及び33で形成され、空乏層の広がり深さが大
きくなり、光電変換効率を高めることができる。
層34を形成した後、イオン注入で第2のp型半導体ウ
エル領域351を形成するので、素子分離層34の形成
の際の熱処理の影響を受けず、即ち、第2のp型半導体
ウエル領域351は再拡散されずに位置精度よく形成で
きる。また、素子分離層34端から離れたセンサ部側に
延長部351aを有する第2のp型半導体ウエル領域3
51の形成の際にも、素子分離層34との位置合せも容
易となり、第2のp型半導体ウエル領域351を容易且
つ正確に形成できる。また、本実施の形態では、この第
2のp型半導体ウエル領域351は、前述の図14に示
す周辺回路のC−MOSトランジスタの製造に際しての
p型ウエル領域55と同時形成できるので、製造工程数
が増加することがない。
参照)の他の実施の形態を示す。本実施の形態に係るセ
ンサ部(フォトダイオード)113は、前述の図5のセ
ンサ構造に、さらにその電荷蓄積領域となるn型半導体
領域36と表面の絶縁膜37との間に、第2のp型半導
体ウエル領域351に接するように、高濃度のp型半導
体領域38を形成して構成される。その他の構成は、図
5と同様であるので、対応する部分には同一符号を付し
て重複説明は省略する。
型半導体領域36をイオン注入で形成した後、図7Dに
示すように、さらにp型不純物46をイオン注入してn
型半導体領域36の表面にp型半導体領域38を形成す
るようにして製造できる。
た固体撮像装置によれば、n型半導体領域36の表面に
さらにp型半導体領域38を有するセンサ構造とするこ
とにより、図示さぜるも読み出し用MOSトランジスタ
のゲート端以外のpn接合を全てバルク中に設けること
ができる。即ち、このセンサ部113では、図5のセン
サ部112における効果に加えて、さらに空乏層がセン
サ部表面の絶縁膜37との界面、従ってSi−SiO2
界面からも離れた位置に来るため、より暗電流の低減が
図れる。
参照)の他の実施の形態を示す。本実施の形態に係るセ
ンサ部(フォトダイオード)114は、前述と同様に、
第2導電型、例えばn型の半導体基板31に第1導電型
の例えばp型の第1の半導体ウエル領域32を形成し、
この第1のp型半導体ウエル領域32上に低濃度のn型
半導体領域33を形成し、選択酸化による素子分離層3
4により画素分離された低濃度のn型半導体領域33の
表面に高濃度のn型半導体領域36を形成し、低濃度の
n型半導体領域33と第1のp型半導体ウエル領域32
との間でpn接合jを形成し、動作時にセンサ部の空乏
層が第1のp型半導体ウエル領域32まで広がるように
構成される。
離するための素子分離層34下に、素子分離層34の端
部より内方に端部352aを有し第1のp型半導体ウエ
ル領域32に達する第2のp型半導体ウエル領域352
を形成すると共に、素子分離層34の端部とセンサ部1
14の電荷蓄積領域となるn型半導体領域36との間
に、p型半導体領域、いわゆるp型プラグ領域39を形
成して構成される。このp型プラグ領域39は、第2の
p型半導体ウエル領域352に接続するように形成され
る。さらに、図8では、n型半導体領域36の表面に、
一部がp型プラグ領域39に接するように高濃度のp型
半導体領域38が形成される。なお、センサ部114の
pn接合jは、n型半導体領域36,33とp型半導体
領域38、第2のp型半導体ウエル領域352、p型プ
ラグ領域39との間にも形成される。
製造方法を示す。先ず、図9Aに示すように、n型の半
導体基板31の表面に選択酸化による素子分離層34を
形成した後、センサ部を形成すべき領域上を覆って素子
分離層34上に端部64aが存する所定パターンのフォ
トレジスト層64を形成し、このフォトレジスト層64
をマスクにp型不純物42をイオン注入して第2のp型
半導体ウエル領域352を形成する。この第2のp型領
域ウエル領域352は、その端部352aが素子分離層
34の端部より内方に位置して形成される。この第2の
p型半導体ウエル領域352は、前述と同様に周辺回路
のC−MOSトランジスタのp型半導体ウエル領域55
と同時工程で形成される。
ト層64を剥離後、素子分離層34下を含んでセンサ部
を形成すべき領域の全面にp型不純物43をイオン注入
して基板31の所定深さ位置に、第2のp型半導体ウエ
ル領域352の下部に接する第1のp型半導体ウエル領
域32を形成する。この第1のp型半導体ウエル領域3
2の形成によって、第1のp型半導体ウエル領域32、
第2のp型半導体ウエル領域352によって囲われた領
域に、基板31の分離された一部で構成される低濃度の
n型半導体領域33が形成される。
成すべき領域上を覆ってその端部65aが素子分離層3
4の端部から離れたセンサ部側(フォトダイオードのア
クティブ領域上)に存するような所定パターンのフォト
レジスト層65を形成し、このフォトレジスト層65を
マスクしてp型不純物66をイオン注入してp型プラグ
領域39を形成する。このp型プラグ領域39は、その
終端が素子分離層34の端部より離れたセンサ部形成領
域側に存するように、即ち素子分離層34端よりセンサ
部形成領域側にはみ出して形成される。
成領域以外の他部上に、フォトレジスト層44を形成
し、n型不純物45をイオン注入して低濃度のn型半導
体領域33の表面に電荷蓄積領域となる高濃度のn型半
導体領域36を形成する。
物46をイオン注入してn型半導体領域36の表面にp
型プラグ領域39に接するように高濃度のp型半導体領
域38を形成する。このようにして、n型半導体領域3
6,33と第1のp型半導体ウエル領域32とによって
主たるpn接合jが形成されてなる目的のフォトダイオ
ード、即ちセンサ部114が得られる。
ある。p型半導体領域38>n型半導体領域36。p型
半導体ウエル領域352>n型半導体領域33。p型プ
ラグ領域39>n型半導体領域36。
た固体撮像装置によれば、選択酸化による素子分離層3
4の端部とセンサ部114の電荷蓄積領域となるn型半
導体領域36との間にp型プラグ領域(チャネルストッ
プ領域となる)39を形成することにより、センサ部1
14を構成するフォトダイオードのpn接合を、転位等
の結晶欠陥が存在する素子分離層34端、即ち素子分離
層34端付近の半導体領域から離すことができ、pn接
合に逆バイアスをかけたときに、空乏層を素子分離層3
4から離れた位置に発生させることができる。従って、
素子分離層34端付近でのリーク電流の発生を抑制し、
暗電流を低減することができる。同時に、前述と同時に
空乏層の広がり深さが大きくなり、光電変換効率を高め
ることができる。
を素子分離層34の内方に形成し、素子分離層34の端
部とセンサ部114のn型半導体領域36との間にp型
プラグ領域39を形成した構成とするときは、読み出し
用MOSトランジスタのゲート端とp型プラグ領域39
の端部との間の距離をより正確に設定することが可能に
なる。
造と比較する。図8のセンサ部114の断面構造及び図
6のセンサ部113の断面構造を、夫々図11Aの撮像
領域の要部を示す平面図のA−A線上の断面構造とする
と、図11の読み出し用MOSトランジスタのゲート電
極71上を通るB−B線上の断面構造は、センサ部11
4の場合には図12に示す如くなり、センサ部113の
場合は図13に示す如くなる。なお、図11Bは図11
Aにおける単位画素の等価回路を示す。図11Aの平面
図において、斜線部分は選択酸化による素子分離層34
を示し、34aは素子分離層端を示す。逆斜線部分は、
第2のp型半導体ウエル領域351の延長部351a又
はp型プラグ領域39を示す。12は読み出し用MOS
トランジスタ、71はそのL字状に形成された読み出し
ゲート電極を示す。13は垂直選択用MOSトランジス
タで、そのゲート電極は垂直選択線15に接続されてい
る。171〜174は、各コンタクト部を示す。垂直信
号線17と読み出し用MOSトランジスタ12を構成す
る一方のソース・ドレイン領域73とがコンタクト部1
71で接続され、そのゲート電極71が図示せざる配線
(例えばAl配線)及びコンタクト部172及び173
を介して垂直選択用MOSトランジスタ13の一方のソ
ース・ドレイン領域に接続される。垂直選択用MOSト
ランジスタ13の他方のソース・ドレイン領域はコンタ
クト部174を介して読み出しパルス線18に接続され
る。
み出し用MOSトランジスタ12を構成するゲート電極
71直下のチャネル領域72は低濃度のp型不純物が導
入される。77はSiO2 等によるゲート絶縁膜、74
はSiO2 等によるサイドウォールを示す。
すように、形状が残らないイオン注入工程、即ち第2の
p型半導体ウエル領域351のイオン注入工程が先に行
われるため、素子分離層34に対して第2のp型半導体
ウエル領域351をマスク合わせし、素子分離層34に
対してゲート電極71をマスク合わせして夫々第2のp
型半導体ウエル領域351及びゲート電極71を形成し
ている。このため、第2の半導体ウエル領域351とゲ
ート電極71を直接位置合せすることができない。
導体ウエル領域351及びゲート電極71の形成の際の
マスク合せは、夫々形状として残る素子分離層34の端
部を基準点pとして行われるために、夫々の距離d1 ,
d2 に合せずれによるばらつきが生じ、精度を必要とす
るゲート電極71と第2のp型半導体ウエル領域351
間の距離D1 の精度が落ち、ロット間の特性ばらつきが
大きくなる懼れがある。
合、図12に示すように、読み出しゲート電極71を形
成した後、このゲート電極71端Qを基準にイオン注入
でp型プラグ領域39を形成するので、ゲート電極71
とp型プラグ領域39間のマスク合せ精度が向上し、ゲ
ート電極71とp型プラグ領域39間の距離D2 の精度
が向上する。これにより、合せマージンを減らして、セ
ンサ部の開口面積を拡げることができる。また、ロット
間の特性ばらつきを減らすことができる。
成では、n型半導体領域36の表面にp型半導体領域3
8を形成し、ゲート端以外のpn接合を全てバルク中に
設けるようにして暗電流の更なる低減を図るようにした
が、その他、このp型半導体領域38を省略した構成と
することもできる。
参照)のさらに他の実施の形態を示す。本実施の形態に
係るセンサ部115は、第2導電型、例えばn型の半導
体基板31に第1導電型の例えばp型の半導体ウエル領
域81を形成した後、選択酸化による素子分離層34を
形成し、素子分離された領域に電荷蓄積領域となるn型
半導体領域82を形成してこのn型半導体領域82とp
型半導体ウエル領域81間にpn接合を形成してフォト
ダイオードを形成すると共に、n型半導体領域82と素
子分離層34端との間にp型プラグ領域39を形成して
構成される。このセンサ部115は、前述の図16の構
成にp型プラグ領域39を付加した構成である。
置においても、n型半導体領域82と素子分離層34と
の間にp型プラグ領域39を形成することによって、素
子分離層34端でのリーク電流が抑制され、暗電流を低
減することができきる。
子分離層として、選択酸化による絶縁層34を用いた場
合である。
離、いわゆるSTI(Shallow Trench Isolation)によ
る素子分離層を用いた固体撮像装置にも適用できる。ト
レンチ素子分離は、選択酸化による素子分離に比べて、
画素の微細化、高集積化ができる。
素子分離を用いた固体撮像装置に適用した実施の形態を
説明する。
るセンサ部11の他の実施の形態を示す。本実施の形態
に係るセンサ部(フォトダイオード)116は、第2導
電型、例えばn型の半導体基板31に画素分離のため溝
91と溝91内に埋め込まれた例えばSiO2 膜等の絶
縁層92とによるトレンチ素子分離層93を形成し、n
型の半導体基板31の画素領域内に前述と同様に、第1
のp型半導体ウエル領域32と、その上の低濃度のn型
半導体領域33と、その上の電荷蓄積領域となるn型半
導体領域36と、その表面と絶縁膜37との間の高濃度
のp型半導体領域38を順次形成して構成される。
部116側を除くように第1のp型半導体ウエル領域3
2に達する第2のp型半導体ウエル領域94を形成する
と共に、この第2のp型半導体ウエル領域94の一部を
画素分離するためのトレンチ素子分離領域93の溝91
の界面を囲うようにして、画素領域のセンサ部116側
に張り出すように延長して形成する。
領域33に達する深さ程度に形成される。また、第1の
p型半導体ウエル領域32は、第2のp型半導体ウエル
領域94のトレンチ素子分離層93下に対応する部分で
終端するように形成される。第2のp型半導体ウエル領
域94は溝93が形成された状態で各部均一な深さをも
って形成される。
1参照)の他の実施の形態を示す。本実施の形態に係る
センサ部(フォトダイオード)117は、前述と同様
に、第2導電型、例えばn型の半導体基板31に画素分
離のための溝91と溝91内に埋め込まれた例えばSi
O2 等の絶縁層92とによるトレンチ素子分離層93を
形成し、n型の半導体基板31の画素領域内に、第1の
p型半導体ウエル領域32と、その上の低濃度のn型半
導体領域33と、その上の電荷蓄積領域となるn型半導
体領域36と、その表面と絶縁膜37との間の高濃度の
p型半導体領域38を順次形成して構成される。
部117側を除くように、第1のp型半導体ウエル領域
32に達する第2のp型半導体ウエル領域94を形成す
ると共に、この第2のp型半導体ウエル領域94の一部
をトレンチ素子分離層93の溝91の界面を囲うように
して画素領域のセンサ部117側に張り出すように延長
して形成する。この例では、第1のp型半導体ウエル領
域32が全域にわたって形成され、トレンチ素子分離層
93の溝91が第1のp型半導体ウエル領域32に達す
るように形成される。溝91は、その底部及び側部が第
1及び第2のp型半導体ウエル領域32及び94にて囲
まれる。
1参照)の他の実施の形態を示す。本実施の形態に係る
センサ部(フォトダイオード)118は、前述と同様
に、第2導電型、例えばn型の半導体基板31に画素分
離のための溝91と溝91内に埋め込まれた例えばSi
O2 等の絶縁層92とによるトレンチ素子分離層93を
形成し、溝91の界面に高濃度のp型プラグ領域95を
形成し、n型の半導体基板31の画素領域内に第1のp
型半導体ウエル領域32と、その上の低濃度のn型半導
体領域33と、その上の電荷蓄積領域36と、その表面
と絶縁膜37との間の高濃度のp型半導体領域38を順
次形成して構成される。高濃度のp型プラグ領域95に
よって、トレンチ部の絶縁層92とシリコン(Si)の
界面部がすべて囲われる。
118側を除くように、第1のp型半導体ウエル領域3
2に達する第2のp型半導体ウエル領域94を形成する
と共に、この第2のp型半導体領域94の一部をトレン
チ素子分離層93の溝91の界面を囲うようにして画素
領域のセンサ部118側に張り出すように延長して形成
する。この例では、溝91がn型の半導体基板31に達
するように形成され、第1のp型半導体ウエル領域32
が全域にわたって形成される。溝91は、その側部の全
周が第1及び第2のp型半導体ウエル領域32及び94
にて囲まれる。
16、117及び118を実現するための製造方法を示
す。
Aに示すように、n型の半導体基板31の面上に例えば
SiO2等からなる絶縁膜37を形成し、この絶縁膜3
7と共に半導体基板31にトレンチ分離用の溝91を形
成する。次いで、溝91の端縁より所定の距離d1 だけ
離れるように溝91で分離されたアクティブ領域、即ち
画素領域内にレジストマスク97を形成し、このレジス
トマスク97を介してp型不純物をイオン注入して一部
溝91から画素領域側に張り出すように、半導体基板3
1に第2のp型半導体領域94を形成する。
溝91の側部及び底部にわたって十分な幅及び深さで形
成され、溝91の側部及び底部の界面の全てを囲うよう
に形成される。
絶縁膜、例えばSiO2 膜92を例えばCVD(化学気
相成長)法により埋め込み、平坦化して、溝91及び埋
め込み絶縁膜92によるトレンチ素子分離層93を形成
する。この後、画素領域を除いて終端がトレンチ素子分
離層93上に存するようにレジストマスク99を形成
し、このレジストマスク99を介して画素領域に夫々選
択的にp型、n型不純物をイオン注入して、基板31の
深い位置に第2のp型半導体ウエル領域94と接続する
第1のp型半導体ウエル領域32を形成し、基板31の
表面側に電荷蓄積領域となるn型半導体領域36を形成
し、更に、n型半導体領域36の絶縁膜37との界面
に、第2のp型半導体ウエル領域94と接続されるよう
に高濃度のp型半導体領域38を形成する。表面側のn
型半導体領域36と第1のp型半導体ウエル領域32間
の基板31の部分が、低濃度のn型半導体領域33とな
る。
2、n型半導体領域36、高濃度のp型半導体領域38
のイオン注入を1つの図で示しているが、これは他の部
位の形成の都合上、別工程となる場合もある。
る。このセンサ部は、高濃度のp型半導体領域38と、
n半導体領域36,33と、第1のp型半導体ウエル領
域32とによって、いわゆるHAD(Hole Accumulatio
n Diode)センサとして構成される。
Aに示すように、n型の半導体基板31の面上に例えば
SiO2等からなる絶縁膜37を形成し、この絶縁膜3
7と共に半導体基板31にトレンチ分離用の溝91を形
成する。次いで、溝91及び溝91の端縁より所要の距
離d2 だけ離れた領域部を除いて、他部全面上にレジス
トマスク101を形成し、このレジストマスク101を
介してp型不純物をイオン注入して、後に形成する第1
のp型半導体ウエル領域32及び第2のp型半導体ウエ
ル領域32を継ぐための濃度の高いp型半導体層、いわ
ゆるp型半導体プラグ層95を形成する。p型半導体プ
ラグ層95は、溝91を囲うように溝91の側部及び底
部にわたって形成される。
絶縁膜、例えばSiO2 膜92を例えばCVD(化学気
相成長)法により埋め込み、平坦化して、溝91及び埋
め込み絶縁膜92によるトレンチ素子分離層93を形成
する。この後、画素領域を除いて終端がトレンチ素子分
離層93上に存するようにレジストマスク103を形成
し、このレジストマスク103を介して画素領域に夫々
選択的にp型、n型不純物をイオン注入して、基板31
の深い位置にp型半導体プラグ層95と接続する第1の
p型半導体ウエル領域32を形成し、基板31の表面側
に電荷蓄積領域となるn型半導体領域36を形成し、更
に、n型半導体領域36の絶縁膜37との界面に、p型
プラグ領域95と接続する高濃度のp型半導体領域38
を形成する。表面側のn型半導体領域36と第1のp型
半導体ウエル領域32間の基板31の部分が、低濃度の
n型半導体領域33となる。
2、n型半導体領域36、高濃度のp型半導体領域38
のイオン注入を1つの図で示しているが、これは他の部
位の形成の都合上、別工程となる場合もある。
子分離層93の溝91端縁よりp型フラグ領域95を越
えて所定の距離d1 だけ離れるように画素領域内にレジ
ストマスク104を形成し、このレジストマスク104
を介してp型不純物をイオン注入して一部トレンチ素子
分離層93より画素領域側に張り出すように第2のp型
半導体領域94を形成する。第1のp型半導体ウエル領
域32と第2のp型半導体ウエル領域94はp型プラグ
領域95を介して互に接続される。このようにして目的
のセンサ部を形成する。
Aに示すように、n型の半導体基板31の面上に例えば
SiO2等からなる絶縁膜37を形成し、この絶縁膜3
7と共に半導体基板31にトレンチ分離用の溝91を形
成する。次いで、溝91内に絶縁膜、例えばSiO2 膜
92を例えばCVD(化学気相成長)法により埋め込
み、平坦化して、溝91及び埋め込み絶縁膜92による
トレンチ素子分離層93を形成する。この後、トレンチ
素子分離層93で分離された画素領域を除いてレジスト
マスク105形成し、このレジストマスク105を介し
て画素領域に夫々選択的にイオン注入して、基板31の
表面側に電荷蓄積領域となるn型半導体領域38を形成
し、n型半導体領域38の表面に高濃度のp型半導体領
域38を形成する。
型半導体領域38のイオン注入を1つの図で示している
が、これは、他の部位の形成の都合上、別工程となる場
合もある。
子分離層93の溝91端縁より所定の距離d1 だけ離れ
るように画素領域内にレジストマスク106を形成し、
このレジストマスク106を介してp型不純物をイオン
注入して一部トレンチ素子分離層93より画素領域側に
張り出すように第2のp型半導体領域ウエル領域94を
形成する。
不純物をイオン注入して基板31の深い位置に、第2の
p型半導体ウエル領域94の下部と接続する第1のp型
半導体ウエル領域32を形成する。表面側のn型半導体
領域36と第1のp型半導体ウエル領域32間の基板3
1の部分が低濃度のn型半導体領域33となる。このよ
うにして、目的のセンサ部を形成する。
図19の製造例及び図20の製造例により製造すること
ができる。即ち、第2のp型半導体ウエル領域94の底
が第1のp型半導体ウエル領域32よりも浅くて間がn
- 半導体領域33となる場合に、第1及び第2のp型半
導体ウエル領域32及び94をつなぐために、図19で
はイオン注入を使い、図20ではプラグイオン注入を使
って製造することができる。上述の図17のセンサ部1
17は、例えば図21の製造例により製造することがで
きる。上述の図18のセンサ部118は、例えば、図2
0の製造例により製造することができる。
を備えた固体撮像装置によれば、トレンチ素子分離層9
3からセンサ部のn型半導体領域33,36側へ張り出
すようにp型半導体領域94、又は94と95が形成さ
れている。即ち、センサ部(フォトダイオード)11
6,117又は118を分離するトレンチ素子分離層9
3との半導体界面がp型半導体領域、例えば第2の半導
体ウエル領域94、又は第1及び第2の半導体ウエル領
域32及び94、又はp型プラグ領域95及び第2の半
導体ウエル領域94等によって囲まれた構成になってい
る。
は,転位等の結晶欠陥が存在するが、この結晶欠陥が存
在する界面がセンサ部の電荷蓄積領域であるn型半導体
領域36とは逆導電型のp型半導体領域内に取り込まれ
ることになる。
117又は118を構成するフォトダイオードのpn接
合を、リーク電流の発生原因となる転位等の結晶欠陥が
存在するトレンチ素子分離層93の界面から離すことが
でき、pn接合に逆バイアスをかけたときに、トレンチ
素子分離層93の界面及びその近傍が空乏化するのを防
ぐことができる。従って、この界面及びその近傍からの
リーク電流の発生を抑制することができ、暗電流を低減
することができる。
p型半導体領域38を形成した、いわゆるHADセンサ
とするときには、ゲート端以外のpn接合を全てバルク
中に設けることになり、暗電流を更に低減することがで
きる。
体撮像装置に適用した場合を説明したが、その他、MO
S型の固体撮像装置にも適用することができる。
1の半導体ウエル領域と素子分離層との間に第2の半導
体ウエル領域を形成し、センサ部のpn接合を第1の半
導体ウエル領域との間で形成するようにして、空乏層が
広がり深さを大きくするようにしたので、センサ部にお
ける光電変換効率を向上することができ、高感度の固体
撮像装置を提供できる。
MOSトランジスタにおける素子分離層形成後の半導体
ウエル領域と同時に形成するときは、従来のC−MOS
の製造工程で、高感度のセンサ部を形成することができ
る。
サ部の電荷蓄積領域と素子分離層との間に電荷蓄積領域
とは逆導電型の半導体領域を形成することにより、転位
等のリーク電流発生要因が存在する素子分離層端からセ
ンサ部のpn接合を離すことができ、リーク電流の発生
を抑制し、暗電流を低減することができる。
離層と下層の第1の半導体ウエル領域との間に第2の半
導体ウエル領域を形成し、センサ部のpn接合を第1の
半導体領域ウエル領域との間で形成するときは、光電変
換効率の向上と暗電流の低減を共に図ることができる。
導体ウエル領域の一部を延長して形成するときは、製造
工程を追加することなく、かかる高光電変換効率、低暗
電流のセンサ部を構成できる。
れば、pn接合型のセンサ部を画素分離する選択酸化に
よる素子分離層を形成した後、素子分離層の端部より離
れたセンサ部側に終端が存するようにセンサ部の電荷蓄
積領域とは逆導電型の半導体領域をイオン注入で形成す
るので、素子分離形成時の熱処理の影響を受けず、再拡
散のない高精度の上記逆導電型の半導体領域を形成する
ことができ、この半導体領域によって、素子分離層端で
の暗電流が低減した固体撮像装置を製造することができ
る。
半導体ウエル領域と素子分離層との間に形成する第2の
半導体ウエル領域によって形成するときとは、製造工程
を増すことなく、暗電流の低減を光電変換効率を向上し
た固体撮像装置を製造できる。
離層の下に第1の半導体ウエル領域に達する第2の半導
体ウエル領域を形成する工程を経て、上記逆導電型の半
導体領域を形成するときは、暗電流が低減し且つ光電変
換効率が向上した固体撮像装置を製造できる。
れば、pn接合型のセンサ部を画素分離する選択酸化に
よる素子分離層を形成し、読み出し用トランジスタのゲ
ート電極を形成した後に、ゲート電極を基準に、素子分
離層の端部より離れたセンサ部側に終端が存するよう
に、センサ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域
を形成するので、暗電流の低減を図ることができると共
に、ゲート電極と逆導電型の上記半導体領域のマスク合
せ精度が向上し、合せマージンを減らしてセンサ部の開
口面積を拡げることができる。また、ロット間の特性ば
らつきを減らすことができる。
ンチ分離による素子分離層から画素領域側に張り出すよ
うに、センサ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領
域を形成することにより、転位等のリーク発生原因が存
在するトレンチ素子分離領域端からセンサ部のpn接合
を離すことができ、リーク電流の発生を抑制し、暗電流
を低減することができる。
ル領域の一部を延長して形成するときは、製造工程を追
加することなく、低暗電流のセンサ部を構成できる。
れば、pn接合型のセンサ部を画素分離するためのトレ
ンチ分離による素子分離層を囲うように、センサ部の電
荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域を形成する工程を
有することにより、この半導体領域によって、トレンチ
素子分離層との界面及びその近傍でのリーク電流の発生
が抑えられ、暗電流が低減した固体撮像装置を製造する
ことができる。
れば、pn接合型のセンサ部を画素分離するための溝を
形成した後、溝を囲うようにセンサ部の電荷蓄積領域と
は逆導電型の半導体領域を形成し、次いで、溝内に絶縁
物を埋め込んでトレンチ素子分離層を形成することによ
り、逆導電型の半導体領域を溝の側部及び底部にわたっ
て形成することができる。従って、この半導体領域によ
って、トレンチ素子分離層との界面及びその近傍でのリ
ーク電流の発生が抑えられ、暗電流が低減した固体撮像
装置を製造することができる。
す構成図である。
他の例を示す構成図である。
他の例を示す構成図である。
の形態を示す要部の断面図である。
施の形態を示す断面図である。
施の形態を示す断面図である。
ある。
施の形態を示す要部の断面図である。
る。
装置の一例を示す要部の平面図である。B その単位画
素の等価回路図である。
有する場合の図11のB−B線上の断面図である。
有する場合の図11のB−B線上の断面図である。
C−MOSトランジスタの製造工程図である。
実施の形態を示す要部の断面図である。
実施の形態を示す断面図である。
実施の形態を示す断面図である。
実施の形態を示す断面図である。
たセンサ部の製造方法の一例の製造工程図である。
たセンサ部の製造方法の他の例の製造工程図である。
たセンサ部の製造方法の他の例の製造工程図である。
の断面図である。
12,113,114,115‥‥センサ部(フォトダ
イオード)、12‥‥読み出し用スイッチ素子(MOS
トランジスタ)、13‥‥垂直選択用スイッチ素子(M
OSトランジスタ)、14‥‥単位画素、31‥‥n型
半導体基板、32‥‥第1のp型半導体ウエル領域、3
3‥‥低濃度のn型半導体領域、34‥‥素子分離層
(LOCOS層)35,351,352‥‥第2のp型
半導体ウエル領域、36‥‥電荷蓄積領域となるn型半
導体領域、38‥‥p型半導体領域、39‥‥p型プラ
グ領域、71‥‥読み出し用MOSトランジスタのゲー
ト電極、91‥‥溝、92‥‥絶縁膜、93‥‥トレン
チ素子分離層、94‥‥第2のp型半導体ウエル領域、
95‥‥p型プラグ領域
Claims (13)
- 【請求項1】 素子分離層により画素分離れたpn接合
型のセンサ部を有し、 第1導電型の第1の半導体ウエル領域と前記素子分離層
との間に第1導電型の第2の半導体ウエル領域が形成さ
れ、 動作時に前記センサ部の空乏層が該センサ部下の前記第
1の半導体ウエル領域まで広がることを特徴とする固体
撮像装置。 - 【請求項2】 前記第2の半導体ウエル領域は、C−M
OSトランジスタにおける素子分離層形成後に形成され
る半導体ウエル領域と同時に形成されて成ることを特徴
とする請求項1に記載の固体撮像装置。 - 【請求項3】 選択酸化による素子分離層により画素分
離されたpn接合型のセンサ部を有し、 前記センサ部の電荷蓄積領域と前記素子分離層との間
に、該電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域が形成さ
れて成ることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項4】 前記素子分離層と下層の第1の半導体ウ
エル領域との間に第2の半導体ウエル領域が形成され、 動作時に前記センサ部の空乏層が該センサ部下の前記第
1の半導体ウエル領域まで広がることを特徴とする請求
項3に記載の固体撮像装置。 - 【請求項5】 前記半導体領域が、前記素子分離層と下
層の第1の半導体ウエル領域との間に形成された第2の
半導体ウエル領域の一部を延長して形成されて成ること
を特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。 - 【請求項6】 トレンチ分離による素子分離層により画
素分離されたpn接合型のセンサ部を有し、 前記素子分離層から画素領域側に張り出すように、セン
サ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域が形成さ
れて成ることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項7】 前記逆導電型の半導体領域が半導体ウエ
ル領域の一部を延長して形成されて成ることを特徴とす
る請求項6に記載の固体撮像装置。 - 【請求項8】 pn接合型のセンサ部を画素分離する選
択酸化による素子分離層を形成した後、 前記素子分離層の端部より離れた前記センサ部側に終端
が存するように前記センサ部の電荷蓄積領域とは逆導電
型の半導体領域をイオン注入で形成する工程を有するこ
とを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記半導体領域を、第1の半導体ウエル
領域と前記素子分離層との間に形成する第2の半導体ウ
エル領域によって形成することを特徴とする請求項6に
記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項10】 前記素子分離層を形成した後に、 前記素子分離層の下に第1の半導体ウエル領域に達する
第2の半導体ウエル領域を形成する工程を経て、 前記半導体領域を形成することを特徴とする請求項6に
記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項11】 pn接合型のセンサ部を画素分離する
ための選択酸化による素子分離層を形成し、前記センサ
部に接続する読み出し用トランジスタのゲート電極を形
成する工程と、 前記ゲート電極を基準に、前記素子分離層の端部より離
れた前記センサ部側に終端が有するように、前記センサ
部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域をイオン注
入で形成する工程を有することを特徴とする固体撮像装
置の製造方法。 - 【請求項12】 pn接合型のセンサ部を画素分離する
ためのトレンチ分離による素子分離層を囲うように、前
記センサ部の電荷蓄積領域とは逆導電型の半導体領域を
形成する工程を有することを特徴とする固体撮像装置の
製造方法。 - 【請求項13】 半導体基体にpn接合型のセンサ部を
画素分離するための溝を形成し、 前記溝を囲うようにセンサ部の電荷蓄積領域とは逆導電
型の半導体領域を形成した後、 前記溝内に絶縁物を埋め込んで素子分離層を形成する工
程を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
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