JP2001007318A - 電荷転送素子の製造方法 - Google Patents

電荷転送素子の製造方法

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JP2001007318A
JP2001007318A JP11180360A JP18036099A JP2001007318A JP 2001007318 A JP2001007318 A JP 2001007318A JP 11180360 A JP11180360 A JP 11180360A JP 18036099 A JP18036099 A JP 18036099A JP 2001007318 A JP2001007318 A JP 2001007318A
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charge transfer
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electrodes
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Akio Izumi
明男 泉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化による微細化繰り返しピッチ構造で
も、安定した転送特性の優れた電荷転送素子を容易に製
造可能な電荷転送素子の製造方法を提供する。 【解決手段】 第1電荷転送電極1と、第1電荷転送電
極1の中間位置から隣接するN型半導体層6の中間位置
にわたり形成されるフォトレジスト5を、マスクにする
P型不純物10aのイオン注入で、第1電荷転送電極1
の直下のN型半導体層6にN- 領域の第1相トランスフ
ァー部が形成され、第1電荷転送電極1をマスクにし、
先ずN型不純物11がイオン注入され、フォトレジスト
5の除去後に、P型不純物10bがイオン注入され、N
型半導体層6にN型半導体層6と同一電位レベルの第2
相ストレージ部が形成され、N- 領域とN領域を、第1
電荷転送電極1に自己整合的に形成し、小型化で微細化
繰り返しピッチ構造でも、優れた転送特性で信号電荷を
転送する電荷転送素子の容易な製造が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCD(char
ge coupled device)などの固体撮像
デバイスでの信号電荷を転送する電荷転送素子に関す
る。
【0002】
【従来の技術】CCDなどの固体撮像デバイスには、撮
像した信号電荷を転送する電荷転送素子が必要であり、
従来の電荷転送素子は、図3に示すような構成となって
いて、P型基板4に電荷転送領域となる埋込チャネルが
形成されるN型半導体層6が形成されており、N型半導
体層6の表面の所定位置には、電荷転送の第2の電位レ
ベルとなるN- 領域13が形成されている。また、N型
半導体層6上には、Si酸化膜によりゲート絶縁膜3が
形成され、このゲート絶縁膜3上には、N- 領域に対応
する位置に第2層電極8が、位置するようにして、第1
層電極7と第2層電極8とが交互に形成され、第1層電
極7と第2層電極8とは、Si酸化膜12によって互い
に絶縁されている。
【0003】さらに、隣接する第1層電極7と第2層電
極8との組が端子t1に接続されて第1電荷転送電極1
Aを構成し、第1電荷転送電極1Aに隣接する第1層電
極7と第2層電極8との組が端子t2に接続されて第2
電荷転送電極2Aを構成しており、N型半導体層6上に
は、ゲート絶縁膜3を介して、第1電荷転送電極1Aと
第2電荷転送電極1Bとが交互に配列されている。
【0004】そして、従来の電荷転送素子では、第1電
荷転送電極1Aと第2電荷転送電極1Bとに、位相の異
なる駆動信号Φ1、Φ2をそれぞれ印可することによ
り、第1電荷転送電極1Aと第2電荷転送電極とを、交
互に“H”バイアス状態と“L”バイアス状態とにし、
埋込チャネル内での信号電荷の転送が、図3に矢印で示
す方向に行われる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す従来の電荷
転送素子を製造するためには、P型基板4上に形成した
N型半導体層6の表面にゲート絶縁膜3を形成した後
に、基板全面にCVD(Chemical Vapor
Deposition;化学気相法)によって作成配
置した窒化膜を、フォトリゾグラフィの技術によってパ
ターニングすることにより所定形状の窒化膜を形成し、
この窒化膜をマスクとしてP型不純物を注入して、N型
半導体層6にN- 領域13を形成する。次いで、窒化膜
を除去した後に、基板全面に形成したポリシリコン層
を、同様にパターニングすることにより第1層電極7を
形成し、この第1層電極7を覆って全面に形成したポリ
シリコン層を、同様にパターニングすることにより第2
層電極8を形成する。
【0006】この従来の電荷転送素子の製造方法は、小
型化により繰り返しピッチが小さくなると、第1層電極
7と第2層電極8とのオーバラップを確保して、第1層
電極7と第2層電極8の間隔を保持することが、フォト
リゾグラフィの解像度の限界に達して困難になるという
製造上の問題がある。また、N型半導体層6内でのN-
領域とN領域に線幅のばらつきが生じたり、フォトリゾ
グラフィのずれによって、第1層電極7と第2層電極8
との配置ずれが生じると、転送方向ポテンシャルにディ
ップ或いはバリアが生じて、信号電荷の転送時に電位レ
ベルが変動し、信号電荷の転送特性が低下することがあ
る。
【0007】本発明は、前述したような従来の電荷転送
素子の製造方法の現状に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、小型化により微細化された繰り返しピッチ構
造でも、安定した転送特性の優れた電荷転送素子を容易
に製造することが可能な電荷転送素子の製造方法を提供
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、第2導電型の半導体基板上
に形成された第1導電型で所定濃度の電荷転送用半導体
層の表面に電荷転送領域が設けられ、それぞれ位相の異
なる駆動信号の印加によって、前記電荷転送領域におけ
る信号電荷の転送を行う第1電荷転送電極と第2電荷転
送電極とが、前記電荷転送領域上に交互に配列形成され
た電荷転送素子を製造する電荷転送素子の製造方法であ
り、前記電荷転送領域上に、所定の間隔で前記第1電荷
転送電極をパターン形成し、該第1電荷転送電極の中間
位置と、該第1電荷転送電極の一方に隣接する前記電荷
転送用半導体層の隣接領域の中間位置とにわたってレジ
ストを形成する第1の工程と、前記レジストをマスクと
して、前記電荷転送用半導体層に第2導電型の不純物を
注入し、前記第1の電荷転送電極の直下と、前記隣接領
域とに低濃度の第1導電型領域を形成する第2の工程
と、前記レジスト及び前記第1電荷転送電極をマスクと
して、前記隣接領域に第1導電型の不純物を注入し、前
記隣接領域を高濃度の第1導電型領域に変換する第3の
工程と、前記レジストを除去し、前記第1電荷転送電極
をマスクとして、前記電荷転送用半導体層に第2導電型
の不純物注入を行い、前記高濃度の第1導電型領域の濃
度を前記所定の濃度に低下させ、前記レジストの除去部
分に低濃度の第1導電型領域を形成する第4の工程と、
前記隣接領域に、前記第2の電荷転送電極をパターン形
成する第5の工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【0009】本発明によると、第1電荷転送電極をマス
クとする第2導電型の不純物の注入により、電荷転送領
域に低濃度の第1導電型領域が、第1電荷転送電極に対
して自己整合的に形成され、電荷転送素子が小型化によ
り微細化される繰り返しピッチ構造となっても、転送特
性の低下がなく優れた転送特性で信号電荷を転送する電
荷転送素子が容易に製造される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態
を、図1及び図2を参照して説明する。図1は本実施の
形態に係る製造工程の説明図、図2は同実施の形態で製
造される電荷転送素子の構成を示す説明図である。
【0011】本実施の形態に係る電荷転送素子の製造方
法では、図1(a)に示すように、P型基板4上に形成
されたN型半導体層6上に、Si酸化膜のゲート絶縁膜
3を介して、ポリシリコン層が形成され、このポリシリ
コン層をフォトリゾグラフィ技術によりパターニングし
て、第1電荷転送電極1が形成される。次いで、第1電
荷転送電極1を覆って基板全面にCVDによって窒化膜
を作成配置し、フォトリゾグラフィの技術によってパタ
ーニングすることにより、第1電荷転送電極1の中間位
置から、電荷転送方向におけるN型半導体層6の隣接領
域の中間位置にわたって、同図(b)に示すように、所
定形状のフォトレジスト5が形成され、第1電荷転送電
極1を透過し、フォトレジスト5を透過しないエネルギ
ーレベルで、フォトレジスト5をマスクとしてP型不純
物10aがイオン注入され、フォトレジスト5でマスク
されていない第1電荷転送電極1の領域の直下にN-
域が、セルフアライメントされた状態で自己整合的に形
成される。このN- 領域の形成と同時に、フォトレジス
ト5でマスクされていないN型半導体層6の隣接領域に
--領域14が形成される。
【0012】この状態で、同図(c)に示すように、第
1電荷転送電極1を透過しないエネルギーレベルで、第
1電荷転送電極1をマスクとして、N型不純物11がイ
オン注入され、N型半導体層6のN--領域14がN+
域15に変換される。次いで、同図(d)に示すよう
に、フォトレジスト5が除去された状態で、第1電荷転
送電極1を透過しないエネルギーレベルで、第1電荷転
送電極1をマスクとして、P型不純物10bがイオン注
入され、フォトレジスト5でマスクされていたN型半導
体層6の隣接領域にN- 領域13が形成され、同時に隣
接領域のN+ 領域15が、N型半導体層6の電位レベル
に戻される。
【0013】そして、同図(e)に示すように、第1電
荷転送電極1を覆って全面にSi酸化膜12を形成し、
その上に全面にわたってポリシリコン層を形成し、この
ポリシリコン層をフォトリゾグラフィ技術によりパター
ニングして、第2電荷転送電極2が形成され、図2に示
すような構成の電荷転送素子が製造される。
【0014】本実施の形態により製造された図2に示す
構成の電荷転送素子では、第1電荷転送電極1と第2電
荷転送電極1とに、位相の異なる駆動信号Φ1、Φ2を
それぞれ入力端子t1、t2を介して印加することによ
り、第1電荷転送電極1と第2電荷転送電極2とを、交
互に“H”バイアス状態と“L”バイアス状態にし、N
型半導体層6の埋込チャネル内で信号電荷の転送が行わ
れる。
【0015】以上に説明したように、本実施の形態によ
ると、第1電荷転送電極1と、第1電荷転送電極1の中
間位置から、第1電荷転送電極1に電荷転送方向で隣接
するN型半導体層6の隣接領域の中間位置にわたって形
成されるフォトレジスト5をマスクにして、P型不純物
10aをイオン注入することにより、第1電荷転送電極
1の直下のN型半導体層6に、N- 領域の第1相トラン
スファー部が形成され、このままの状態で、第1電荷転
送電極1をマスクにして、先ずN型不純物11がイオン
注入され、フォトレジスト5の除去後に、P型不純物1
0bがイオン注入されることにより、N型半導体層6の
隣接部に、N型半導体層6と同一の電位レベルの第2相
ストレージ部が形成されるので、N- 領域とN領域と
を、第1電荷転送電極1に自己整合的に形成し、電荷転
送素子が小型化により微細化された繰り返しピッチ構造
となっても、転送特性の低下がなく優れた転送特性で信
号電荷を転送する電荷転送素子を容易に製造することが
可能になる。
【0016】
【発明の効果】請求項1記載の発明によると、第1の工
程により、第2導電型の半導体基板上に形成される第1
導電型で所定濃度の電荷転送用半導体層の表面に設けら
れた電荷転送領域上に、所定の間隔で第1電荷転送電極
がパターン形成され、第1電荷転送電極の中間位置と、
第1電荷転送電極の一方に隣接する電荷転送用半導体層
の隣接領域の中間位置とにわたってレジストが形成さ
れ、第2の工程により、前記レジストをマスクとして、
電荷転送用半導体層への第2導電型の不純物の注入によ
って、第1の電荷転送電極の直下と、隣接領域とに低濃
度の第1導電型領域が形成され、第3の工程により、前
記レジスト及び第1電荷転送電極をマスクとする電荷転
送用半導体層の隣接領域への第1導電型の不純物の注入
によって、隣接領域が高濃度の第1導電型領域に変換さ
れ、第4の工程により、前記レジストが除去され、第1
電荷転送電極をマスクとして、電荷転送用半導体層に第
2導電型の不純物注入が行われ、高濃度の第1導電型領
域の濃度が所定の濃度に低下され、前記レジストの除去
部分に低濃度の第1導電型領域が形成され、第5の工程
により、電荷転送用半導体層の隣接領域に、第2の電荷
転送電極がパターン形成される。このように、請求項1
記載の発明によると、第1電荷転送電極をマスクとする
第2導電型の不純物の注入により、電荷転送領域に低濃
度の第1導電型領域が、第1電荷転送電極に対して自己
整合的に形成されるので、電荷転送素子が小型化により
微細化される繰り返しピッチ構造となっても、転送特性
の低下がなく優れた転送特性で信号電荷を転送する電荷
転送素子を容易に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る製造工程の説明図
である。
【図2】同実施の形態で製造される電荷転送素子の構成
を示す説明図である。
【図3】従来の電荷転送素子の構成を示す説明図であ
る。
【符号の説明】
1・・第1電荷転送電極、2・・第2電荷転送電極、3
・・ゲート絶縁膜、4・・P型基板、5・・フォトレジ
スト、6・・N型半導体層、10a、10b・・P型不
純物、11・・N型不純物、12・・Si酸化膜、13
・・N- 領域、14・・N--領域、15・・N+ 領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第2導電型の半導体基板上に形成された
    第1導電型で所定濃度の電荷転送用半導体層の表面に電
    荷転送領域が設けられ、それぞれ位相の異なる駆動信号
    の印加によって、前記電荷転送領域における信号電荷の
    転送を行う第1電荷転送電極と第2電荷転送電極とが、
    前記電荷転送領域上に交互に配列形成された電荷転送素
    子を製造する電荷転送素子の製造方法であり、 前記電荷転送領域上に、所定の間隔で前記第1電荷転送
    電極をパターン形成し、該第1電荷転送電極の中間位置
    と、該第1電荷転送電極の一方に隣接する前記電荷転送
    用半導体層の隣接領域の中間位置とにわたってレジスト
    を形成する第1の工程と、 前記レジストをマスクとして、前記電荷転送用半導体層
    に第2導電型の不純物を注入し、前記第1の電荷転送電
    極の直下と、前記隣接領域とに低濃度の第1導電型領域
    を形成する第2の工程と、 前記レジスト及び前記第1電荷転送電極をマスクとし
    て、前記隣接領域に第1導電型の不純物を注入し、前記
    隣接領域を高濃度の第1導電型領域に変換する第3の工
    程と、 前記レジストを除去し、前記第1電荷転送電極をマスク
    として、前記電荷転送用半導体層に第2導電型の不純物
    注入を行い、前記高濃度の第1導電型領域の濃度を前記
    所定の濃度に低下させ、前記レジストの除去部分に低濃
    度の第1導電型領域を形成する第4の工程と、 前記隣接領域に、前記第2の電荷転送電極をパターン形
    成する第5の工程とを有することを特徴とする電荷転送
    素子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007127044A3 (en) * 2006-04-26 2008-03-20 Eastman Kodak Co Method of manufacturing a ccd with improved charge transfer

Cited By (3)

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WO2007127044A3 (en) * 2006-04-26 2008-03-20 Eastman Kodak Co Method of manufacturing a ccd with improved charge transfer
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