JP2001168313A - 撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
撮像素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトセンサ部に影響する重金属類のゲッタ
リングを容易に行う。 【解決手段】 エピタキシャル成長基板１９の深層部に
は、各フォトセンサ部１に蓄積した信号電荷のオーバフ
ローを制限するオーバフローバリア１５が形成され、そ
の深層側に第１のゲッタ層１６と第２のゲッタ層２２が
形成されている。第１のゲッタ層１６は、基板１９の全
面に形成されており、エピタキシャル成長工程の前のイ
オン注入工程によって形成される。第２のゲッタ層２２
は、第１のゲッタ層１６とオーバフローバリア１５の中
間層に形成されており、各撮像画素（各フォトセンサ部
１）の境界部に配置されている。この第２のゲッタ層２
２は、２段階で行われるエピタキシャル成長工程の中間
でイオン注入工程によって形成される。フォトセンサ部
１に近い位置にゲッタ層２２を配置でき、フォトセンサ
部１の近辺の重金属類を取り込み易くなる。
リングを容易に行う。 【解決手段】 エピタキシャル成長基板１９の深層部に
は、各フォトセンサ部１に蓄積した信号電荷のオーバフ
ローを制限するオーバフローバリア１５が形成され、そ
の深層側に第１のゲッタ層１６と第２のゲッタ層２２が
形成されている。第１のゲッタ層１６は、基板１９の全
面に形成されており、エピタキシャル成長工程の前のイ
オン注入工程によって形成される。第２のゲッタ層２２
は、第１のゲッタ層１６とオーバフローバリア１５の中
間層に形成されており、各撮像画素（各フォトセンサ部
１）の境界部に配置されている。この第２のゲッタ層２
２は、２段階で行われるエピタキシャル成長工程の中間
でイオン注入工程によって形成される。フォトセンサ部
１に近い位置にゲッタ層２２を配置でき、フォトセンサ
部１の近辺の重金属類を取り込み易くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトセンサ部に
悪影響を及ぼす重金属を有効にゲッタリングすることが
できるゲッタ構造を有する撮像素子及びその製造方法に
関する。
悪影響を及ぼす重金属を有効にゲッタリングすることが
できるゲッタ構造を有する撮像素子及びその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、通常の撮像素子において、基
板のＳｉ中に取り込まれる重金属類（Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｏ等）が撮像部分の光電交換を行う
フォトセンサ部の近辺に存在すると、撮像画面上で白キ
ズの発生原因となる。これらの重金属は、撮像素子の製
造過程で加えられる熱により拡散するものである。そこ
で従来より、例えば図８に示すように、重金属類のフォ
トセンサ部１０１への影響をなくすため、ゲッタ層１１
６を設けるようにしている。この撮像素子の製造過程に
おいては、特に熱加工で熱拡散した重金属類がゲッタ層
１１６の領域にゲッタリングされ、フォトセンサ部１０
１への影響が軽減されるものである。
板のＳｉ中に取り込まれる重金属類（Ｆｅ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍｏ等）が撮像部分の光電交換を行う
フォトセンサ部の近辺に存在すると、撮像画面上で白キ
ズの発生原因となる。これらの重金属は、撮像素子の製
造過程で加えられる熱により拡散するものである。そこ
で従来より、例えば図８に示すように、重金属類のフォ
トセンサ部１０１への影響をなくすため、ゲッタ層１１
６を設けるようにしている。この撮像素子の製造過程に
おいては、特に熱加工で熱拡散した重金属類がゲッタ層
１１６の領域にゲッタリングされ、フォトセンサ部１０
１への影響が軽減されるものである。
【０００３】以下、図８に示す従来の撮像素子の構成に
ついて説明する。なお、図８（Ａ）は撮像素子を信号電
荷の水平転送方向に切断した状態を示す断面図であり、
図８（Ｂ）は撮像素子を信号電荷の垂直転送方向に切断
した状態を示す断面図である。図８において、エピタキ
シャル成長基板１１９の上層には、撮像画素に対応して
フォトセンサ部１０１が所定の間隔で形成され、このフ
ォトセンサ部１０１の水平方向に隣接して垂直転送レジ
スタ領域１０２が設けられている。また、各フォトセン
サ部１０１の周囲には、各フォトセンサ部１０１を分離
する画素分離領域１１４が設けられている。また、基板
１１９の深層部には、各フォトセンサ部１０１に蓄積し
た信号電荷のオーバフローを一定レベルのポテンシャル
で制限するオーバフローバリア１１５が形成されてお
り、さらにその深層側にゲッタ層１１６が形成されてい
る。また、基板１１９の上面には、絶縁膜１１３を介し
て信号転送用の第１、第２のＰｏｌｙＳｉ電極層１０
７、１０８や各フォトセンサ部１０１の受光領域を制限
する遮光膜１１２、さらには保護膜１１１及び層内レン
ズ１１０等が設けられている。なお、層内レンズ１１０
の上面には、さらにオンチップカラーフィルタやマイク
ロレンズ等が設けられているが、これらは省略してあ
る。
ついて説明する。なお、図８（Ａ）は撮像素子を信号電
荷の水平転送方向に切断した状態を示す断面図であり、
図８（Ｂ）は撮像素子を信号電荷の垂直転送方向に切断
した状態を示す断面図である。図８において、エピタキ
シャル成長基板１１９の上層には、撮像画素に対応して
フォトセンサ部１０１が所定の間隔で形成され、このフ
ォトセンサ部１０１の水平方向に隣接して垂直転送レジ
スタ領域１０２が設けられている。また、各フォトセン
サ部１０１の周囲には、各フォトセンサ部１０１を分離
する画素分離領域１１４が設けられている。また、基板
１１９の深層部には、各フォトセンサ部１０１に蓄積し
た信号電荷のオーバフローを一定レベルのポテンシャル
で制限するオーバフローバリア１１５が形成されてお
り、さらにその深層側にゲッタ層１１６が形成されてい
る。また、基板１１９の上面には、絶縁膜１１３を介し
て信号転送用の第１、第２のＰｏｌｙＳｉ電極層１０
７、１０８や各フォトセンサ部１０１の受光領域を制限
する遮光膜１１２、さらには保護膜１１１及び層内レン
ズ１１０等が設けられている。なお、層内レンズ１１０
の上面には、さらにオンチップカラーフィルタやマイク
ロレンズ等が設けられているが、これらは省略してあ
る。
【０００４】次に、以上のような撮像素子におけるゲッ
タ層１１６の形成工程を図９に基づき説明する。ここで
は一例として、イオン注入によってゲッタ層を形成する
場合について説明する。図９（Ａ）において、撮像素子
の製造で一般的に用いられているＳｉＣＺ基板１１７に
対し、イオン注入作業でのチャネリング防止のための酸
化作業を行い、ＳｉＯ２膜１１８を形成する。次に図９
（Ｂ）において、ＳｉＣＺ基板１１７に対してゲッタ層
形成のためのイオン注入を行う。これは例えばＣイオン
の注入（いわゆるＣインプラ工程）によって行う。その
後、アニール作業、及びエピタキシャル成長のため酸化
膜の剥離、洗浄作業を行う。次に図９（Ｃ）において、
エピタキシャル成長をさせる。これにより、エピタキシ
ャル成長基板（Ｓｉをエピタキシャル成長させた基板）
１１９が形成される。この基板１１９を用いて、通常の
撮像素子が製造され、図８に示すような電極等が配置さ
れる。
タ層１１６の形成工程を図９に基づき説明する。ここで
は一例として、イオン注入によってゲッタ層を形成する
場合について説明する。図９（Ａ）において、撮像素子
の製造で一般的に用いられているＳｉＣＺ基板１１７に
対し、イオン注入作業でのチャネリング防止のための酸
化作業を行い、ＳｉＯ２膜１１８を形成する。次に図９
（Ｂ）において、ＳｉＣＺ基板１１７に対してゲッタ層
形成のためのイオン注入を行う。これは例えばＣイオン
の注入（いわゆるＣインプラ工程）によって行う。その
後、アニール作業、及びエピタキシャル成長のため酸化
膜の剥離、洗浄作業を行う。次に図９（Ｃ）において、
エピタキシャル成長をさせる。これにより、エピタキシ
ャル成長基板（Ｓｉをエピタキシャル成長させた基板）
１１９が形成される。この基板１１９を用いて、通常の
撮像素子が製造され、図８に示すような電極等が配置さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なゲッタ層１１６は、通常、エピタキシャル成長前に形
成されるため、エピタキシャル成長の膜厚が厚い場合、
ゲッタ層１１６の位置は撮像素子表面より遠いものとな
る。一方、熱工程による熱履歴にはある程度の制約があ
り、無制限な加熱を行うことはできないため、重金属類
の拡散距離には一定の限界があり、ゲッタ層に取り込ま
れる有効範囲は比較的狭いものとなってしまう。また同
時に、近年における撮像素子の小型化、高密度化によ
り、熱工程の低温プロセス化が進み、熱拡散を押さえる
傾向がある。そのため、さらにゲッタ層に取り込まれる
有効範囲が狭くなっている。また、エピタキシャル成長
時には、一般的に重金属が基板に入り込み易い傾向があ
るので、その結果、特に重金属類がセンサ領域に影響を
与えやすく、白キズ等の不良となってしまう。
なゲッタ層１１６は、通常、エピタキシャル成長前に形
成されるため、エピタキシャル成長の膜厚が厚い場合、
ゲッタ層１１６の位置は撮像素子表面より遠いものとな
る。一方、熱工程による熱履歴にはある程度の制約があ
り、無制限な加熱を行うことはできないため、重金属類
の拡散距離には一定の限界があり、ゲッタ層に取り込ま
れる有効範囲は比較的狭いものとなってしまう。また同
時に、近年における撮像素子の小型化、高密度化によ
り、熱工程の低温プロセス化が進み、熱拡散を押さえる
傾向がある。そのため、さらにゲッタ層に取り込まれる
有効範囲が狭くなっている。また、エピタキシャル成長
時には、一般的に重金属が基板に入り込み易い傾向があ
るので、その結果、特に重金属類がセンサ領域に影響を
与えやすく、白キズ等の不良となってしまう。
【０００６】本発明は、以上のような実情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、フォトセンサ部に影響す
る重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ、重
金属類による白キズの発生を有効に抑制することができ
るゲッタ構造を有する撮像素子及びその製造方法を提供
することにある。
れたものであり、その目的は、フォトセンサ部に影響す
る重金属類のゲッタリングを容易に行うことができ、重
金属類による白キズの発生を有効に抑制することができ
るゲッタ構造を有する撮像素子及びその製造方法を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、重金属のゲッタリングを行うためのゲッタ層
を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセンサ部を
含む撮像画素を形成した撮像素子において、前記エピタ
キシャル成長基板のエピタキシャル成長前に形成された
第１のゲッタ層と、前記エピタキシャル成長を段階的に
分けて行うことにより、各エピタキシャル成長の中間に
形成された第２のゲッタ層とを有することを特徴とす
る。また本発明は、重金属のゲッタリングを行うための
ゲッタ層を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセ
ンサ部を含む撮像画素を形成した撮像素子の製造方法に
おいて、前記エピタキシャル成長基板を形成するための
エピタキシャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタ
キシャル成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層
の形成工程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設
けるようにしたことを特徴とする。また本発明は、重金
属のゲッタリングを行うためのゲッタ層を設けたエピタ
キシャル成長基板に、フォトセンサ部を含む撮像画素を
形成した撮像素子の製造方法において、前記エピタキシ
ャル成長基板を形成するためのエピタキシャル成長工程
を段階的に分けて行い、エピタキシャル成長の中間にゲ
ッタ層の形成工程を行うことにより、フォトセンサ部の
近傍にゲッタ層を設けるようにしたことを特徴とする。
するため、重金属のゲッタリングを行うためのゲッタ層
を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセンサ部を
含む撮像画素を形成した撮像素子において、前記エピタ
キシャル成長基板のエピタキシャル成長前に形成された
第１のゲッタ層と、前記エピタキシャル成長を段階的に
分けて行うことにより、各エピタキシャル成長の中間に
形成された第２のゲッタ層とを有することを特徴とす
る。また本発明は、重金属のゲッタリングを行うための
ゲッタ層を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセ
ンサ部を含む撮像画素を形成した撮像素子の製造方法に
おいて、前記エピタキシャル成長基板を形成するための
エピタキシャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタ
キシャル成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層
の形成工程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設
けるようにしたことを特徴とする。また本発明は、重金
属のゲッタリングを行うためのゲッタ層を設けたエピタ
キシャル成長基板に、フォトセンサ部を含む撮像画素を
形成した撮像素子の製造方法において、前記エピタキシ
ャル成長基板を形成するためのエピタキシャル成長工程
を段階的に分けて行い、エピタキシャル成長の中間にゲ
ッタ層の形成工程を行うことにより、フォトセンサ部の
近傍にゲッタ層を設けるようにしたことを特徴とする。
【０００８】本発明による撮像素子では、重金属のゲッ
タリングを行うためのゲッタ層がエピタキシャル成長前
に形成された第１のゲッタ層に加えて、段階的に分けて
行われる各エピタキシャル成長の中間に形成された第２
のゲッタ層を有する。したがって、特に第２のゲッタ層
によってフォトセンサ部の近辺の重金属類を有効に取り
込み易くなり、重金属類による白キズの発生を有効に抑
制することができる。
タリングを行うためのゲッタ層がエピタキシャル成長前
に形成された第１のゲッタ層に加えて、段階的に分けて
行われる各エピタキシャル成長の中間に形成された第２
のゲッタ層を有する。したがって、特に第２のゲッタ層
によってフォトセンサ部の近辺の重金属類を有効に取り
込み易くなり、重金属類による白キズの発生を有効に抑
制することができる。
【０００９】また、本発明による撮像素子の製造方法で
は、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層の形成工
程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設ける。し
たがって、フォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設け
ることが可能となり、フォトセンサ部の近辺の重金属類
を有効に取り込み易くなり、重金属類による白キズの発
生を有効に抑制することができる。
は、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層の形成工
程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設ける。し
たがって、フォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設け
ることが可能となり、フォトセンサ部の近辺の重金属類
を有効に取り込み易くなり、重金属類による白キズの発
生を有効に抑制することができる。
【００１０】また、本発明による撮像素子の製造方法で
は、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長の中間にゲッタ層の形成工程を行うことにより、フ
ォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設ける。これによ
り、フォトセンサ部の近辺の重金属類を有効に取り込み
易くなり、重金属類による白キズの発生を有効に抑制す
ることができる。
は、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長の中間にゲッタ層の形成工程を行うことにより、フ
ォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設ける。これによ
り、フォトセンサ部の近辺の重金属類を有効に取り込み
易くなり、重金属類による白キズの発生を有効に抑制す
ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による撮像素子及び
その製造方法の実施の形態について詳細に説明する。本
実施の形態による撮像素子は、エピタキシャル成長させ
た基板を用いる撮像素子のエピタキシャル成長途中にイ
オン注入によるゲッタ層形成を行うことにより、白キズ
抑制を行うことを目的としたものである。ここでは具体
例として、本発明をＣＣＤ撮像素子に適用した場合につ
いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態によ
る撮像素子の層構造を示す断面図であり、撮像素子を信
号電荷の垂直転送方向に切断した状態を示している。ま
た、図２は、図１に示す撮像素子を有するＣＣＤ固体撮
像素子の全体的な構造を示す概略平面図であり、図３
は、図２に示すＣＣＤ固体撮像素子の素子配置構造を示
す拡大平面図である。なお、図１は図３のα−α線断面
を示すものである。
その製造方法の実施の形態について詳細に説明する。本
実施の形態による撮像素子は、エピタキシャル成長させ
た基板を用いる撮像素子のエピタキシャル成長途中にイ
オン注入によるゲッタ層形成を行うことにより、白キズ
抑制を行うことを目的としたものである。ここでは具体
例として、本発明をＣＣＤ撮像素子に適用した場合につ
いて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態によ
る撮像素子の層構造を示す断面図であり、撮像素子を信
号電荷の垂直転送方向に切断した状態を示している。ま
た、図２は、図１に示す撮像素子を有するＣＣＤ固体撮
像素子の全体的な構造を示す概略平面図であり、図３
は、図２に示すＣＣＤ固体撮像素子の素子配置構造を示
す拡大平面図である。なお、図１は図３のα−α線断面
を示すものである。
【００１２】まず、図２、図３を用いてＣＣＤ固体撮像
素子の概要について説明する。図２に示すように、この
ＣＣＤ固体撮像素子は、基板３上に設けられた撮像領域
３Ａに光電交換を行う多数のフォトセンサ部１をマトリ
クス状に配置し、その垂直方向の各フォトセンサ部１に
沿って複数の垂直転送レジスタ２を設けるとともに、撮
像領域３Ａの側部に水平転送レジスタ４を設けたもので
ある。そして、各フォトセンサ部１に蓄積された信号電
荷を垂直転送レジスタ２によって垂直方向に転送して水
平転送レジスタ４に送り、これを水平転送レジスタ４に
よって水平方向に転送し、出力部５から画像信号として
出力する。また、図３に示すように、各フォトセンサ部
１には、それぞれ受光開口部９が設けられ、この受光開
口部９を通して受光される外光に対応する信号電荷を蓄
積する。また、垂直転送レジスタ２の上面には、Ｐｏｌ
ｙＳｉによる第１層と第２層からなる２つの転送電極
７、８が設けられており、これら転送電極７、８に与え
られる２相の転送クロックによって各フォトセンサ部１
から垂直転送レジスタ２に取り込んだ信号電荷を垂直方
向に転送する。
素子の概要について説明する。図２に示すように、この
ＣＣＤ固体撮像素子は、基板３上に設けられた撮像領域
３Ａに光電交換を行う多数のフォトセンサ部１をマトリ
クス状に配置し、その垂直方向の各フォトセンサ部１に
沿って複数の垂直転送レジスタ２を設けるとともに、撮
像領域３Ａの側部に水平転送レジスタ４を設けたもので
ある。そして、各フォトセンサ部１に蓄積された信号電
荷を垂直転送レジスタ２によって垂直方向に転送して水
平転送レジスタ４に送り、これを水平転送レジスタ４に
よって水平方向に転送し、出力部５から画像信号として
出力する。また、図３に示すように、各フォトセンサ部
１には、それぞれ受光開口部９が設けられ、この受光開
口部９を通して受光される外光に対応する信号電荷を蓄
積する。また、垂直転送レジスタ２の上面には、Ｐｏｌ
ｙＳｉによる第１層と第２層からなる２つの転送電極
７、８が設けられており、これら転送電極７、８に与え
られる２相の転送クロックによって各フォトセンサ部１
から垂直転送レジスタ２に取り込んだ信号電荷を垂直方
向に転送する。
【００１３】次に、本形態における撮像素子の層構造を
図１に基づき説明する。この撮像素子において、エピタ
キシャル成長基板１９の上層には、撮像画素に対応して
フォトセンサ部１が所定の間隔で形成され、このフォト
センサ部１の水平方向に隣接して垂直転送レジスタ領域
２が設けられている。また、各フォトセンサ部１の周囲
には、各フォトセンサ部１を分離する画素分離領域１４
が設けられている。また、基板１９の深層部には、各フ
ォトセンサ部１に蓄積した信号電荷のオーバフローを一
定レベルのポテンシャルで制限するオーバフローバリア
１５が形成されており、さらにその深層側に第１のゲッ
タ層１６及び第２のゲッタ層２２が形成されている。こ
のうち第１のゲッタ層１６は、従来のゲッタ層１１６と
同様のものであり、基板１９の全面に形成されており、
エピタキシャル成長工程の前に、例えばＣイオンのイオ
ン注入工程によって形成されたものである。また、第２
のゲッタ層２２は、第１のゲッタ層１６とオーバフロー
バリア１５の中間層に形成されており、各撮像画素（各
フォトセンサ部１）の境界部に配置されている。この第
２のゲッタ層２２は、後述のように２段階で行われるエ
ピタキシャル成長工程の中間で、例えばＣイオンのイオ
ン注入工程によって形成されたものである。
図１に基づき説明する。この撮像素子において、エピタ
キシャル成長基板１９の上層には、撮像画素に対応して
フォトセンサ部１が所定の間隔で形成され、このフォト
センサ部１の水平方向に隣接して垂直転送レジスタ領域
２が設けられている。また、各フォトセンサ部１の周囲
には、各フォトセンサ部１を分離する画素分離領域１４
が設けられている。また、基板１９の深層部には、各フ
ォトセンサ部１に蓄積した信号電荷のオーバフローを一
定レベルのポテンシャルで制限するオーバフローバリア
１５が形成されており、さらにその深層側に第１のゲッ
タ層１６及び第２のゲッタ層２２が形成されている。こ
のうち第１のゲッタ層１６は、従来のゲッタ層１１６と
同様のものであり、基板１９の全面に形成されており、
エピタキシャル成長工程の前に、例えばＣイオンのイオ
ン注入工程によって形成されたものである。また、第２
のゲッタ層２２は、第１のゲッタ層１６とオーバフロー
バリア１５の中間層に形成されており、各撮像画素（各
フォトセンサ部１）の境界部に配置されている。この第
２のゲッタ層２２は、後述のように２段階で行われるエ
ピタキシャル成長工程の中間で、例えばＣイオンのイオ
ン注入工程によって形成されたものである。
【００１４】また、基板１９の上面には、絶縁膜１３を
介して上述した信号転送用の第１、第２の転送電極層
７、８や各フォトセンサ部１の受光領域を制限する遮光
膜１２、さらには保護膜１１及び層内レンズ１０等が設
けられている。なお、層内レンズ１０の上面には、さら
にオンチップカラーフィルタやマイクロレンズ等が設け
られているが、これらは省略してある。
介して上述した信号転送用の第１、第２の転送電極層
７、８や各フォトセンサ部１の受光領域を制限する遮光
膜１２、さらには保護膜１１及び層内レンズ１０等が設
けられている。なお、層内レンズ１０の上面には、さら
にオンチップカラーフィルタやマイクロレンズ等が設け
られているが、これらは省略してある。
【００１５】以上のような撮像素子では、第２のゲッタ
層２２を設けたことから、フォトセンサ部１に近い位置
にゲッタ層を配置でき、フォトセンサ部１の近辺の重金
属類を取り込み易くなる。また、このようなゲッタ層２
２により、加熱量が少なくても重金属類の取り込みがで
きるので、微細加工、低温プロセスが可能となる。ま
た、フォトセンサ部１のみへの影響だけでなく、垂直転
送レジスタ２に対する重金属の影響を抑制できる。
層２２を設けたことから、フォトセンサ部１に近い位置
にゲッタ層を配置でき、フォトセンサ部１の近辺の重金
属類を取り込み易くなる。また、このようなゲッタ層２
２により、加熱量が少なくても重金属類の取り込みがで
きるので、微細加工、低温プロセスが可能となる。ま
た、フォトセンサ部１のみへの影響だけでなく、垂直転
送レジスタ２に対する重金属の影響を抑制できる。
【００１６】次に、以上のような撮像素子の製造方法に
ついて説明する。本発明では、段階的にエピタキシャル
成長を行うが、第１の実施の形態では、エピタキシャル
成長を２回に分けて行う場合について説明する。図４
は、本実施の形態における各ゲッタ層１６、２２の形成
工程を示す断面図である。ここでは一例として、イオン
注入によってゲッタ層を形成する場合について説明す
る。
ついて説明する。本発明では、段階的にエピタキシャル
成長を行うが、第１の実施の形態では、エピタキシャル
成長を２回に分けて行う場合について説明する。図４
は、本実施の形態における各ゲッタ層１６、２２の形成
工程を示す断面図である。ここでは一例として、イオン
注入によってゲッタ層を形成する場合について説明す
る。
【００１７】まず、図４（Ａ）において、撮像素子の製
造で一般的に用いられているＳｉＣＺ基板１７に対し、
イオン注入作業でのチャネリング防止のための酸化作業
を行い、ＳｉＯ２膜１８を形成する。次に図４（Ｂ）に
おいて、ＳｉＣＺ基板１７に対して第１のゲッタ層１６
を形成するための１回目のイオン注入を行う。これは例
えばＣイオンの注入（いわゆるＣインプラ工程）によっ
て行う。その後、アニール作業、及びエピタキシャル成
長のため酸化膜の剥離、洗浄作業を行う。
造で一般的に用いられているＳｉＣＺ基板１７に対し、
イオン注入作業でのチャネリング防止のための酸化作業
を行い、ＳｉＯ２膜１８を形成する。次に図４（Ｂ）に
おいて、ＳｉＣＺ基板１７に対して第１のゲッタ層１６
を形成するための１回目のイオン注入を行う。これは例
えばＣイオンの注入（いわゆるＣインプラ工程）によっ
て行う。その後、アニール作業、及びエピタキシャル成
長のため酸化膜の剥離、洗浄作業を行う。
【００１８】次に、図４（Ｃ）において、１回目のエピ
タキシャル成長を行う。例えば、全体のエピタキシャル
成長を８μｍ行う場合、１回目のエピタキシャル成長で
は、約３μｍほどエピタキシャル成長させ、エピタキシ
ャル層２１を形成する。そして、この１回目のエピタキ
シャル成長の後、その上面に酸化膜（ＳｉＯ２）２０を
設け、この酸化膜２０に対して図３に示す画素間部分の
領域βを深さ方向の延長した部分が抜きパターンとなる
ように、レジスト膜のパターンニングを行う。そして、
２回目のイオン注入を行う。これは例えばＣイオンの注
入によって行う。これにより、第２のゲッタ層２２を形
成する。その後、レジスト膜の剥離を行う。
タキシャル成長を行う。例えば、全体のエピタキシャル
成長を８μｍ行う場合、１回目のエピタキシャル成長で
は、約３μｍほどエピタキシャル成長させ、エピタキシ
ャル層２１を形成する。そして、この１回目のエピタキ
シャル成長の後、その上面に酸化膜（ＳｉＯ２）２０を
設け、この酸化膜２０に対して図３に示す画素間部分の
領域βを深さ方向の延長した部分が抜きパターンとなる
ように、レジスト膜のパターンニングを行う。そして、
２回目のイオン注入を行う。これは例えばＣイオンの注
入によって行う。これにより、第２のゲッタ層２２を形
成する。その後、レジスト膜の剥離を行う。
【００１９】図４（Ｄ）において、アニール作業、及び
酸化膜２０の剥離作業後に、第２回目のエピタキシャル
成長を約５μｍほど行い、エピタキシャル層２３を形成
する。これにより、合計で従来と同等の膜厚のエピタキ
シャル成長を行う。以上のようにして、従来よりも撮像
素子の表面近くに第２のゲッタ層２２が形成されること
になり、最終的に図１に示すよう構造の撮像素子を得る
ことができる。したがって、本形態では以下のような効
果を得ることができる。 （１）フォトセンサ近辺の重金属類を取り込み易くな
る。 （２）加熱量が少なくても重金属類の取り込みができる
ので、微細加工、低温プロセスが可能となる。 （３）フォトセンサのみの影響だけでなく、垂直レジス
タへ重金属の影響を抑制できる。 （４）エピタキシャル成長の膜厚の制御により、高エネ
ルギのイオン注入を使用することなく所望の位置にゲッ
タ層を形成できる。
酸化膜２０の剥離作業後に、第２回目のエピタキシャル
成長を約５μｍほど行い、エピタキシャル層２３を形成
する。これにより、合計で従来と同等の膜厚のエピタキ
シャル成長を行う。以上のようにして、従来よりも撮像
素子の表面近くに第２のゲッタ層２２が形成されること
になり、最終的に図１に示すよう構造の撮像素子を得る
ことができる。したがって、本形態では以下のような効
果を得ることができる。 （１）フォトセンサ近辺の重金属類を取り込み易くな
る。 （２）加熱量が少なくても重金属類の取り込みができる
ので、微細加工、低温プロセスが可能となる。 （３）フォトセンサのみの影響だけでなく、垂直レジス
タへ重金属の影響を抑制できる。 （４）エピタキシャル成長の膜厚の制御により、高エネ
ルギのイオン注入を使用することなく所望の位置にゲッ
タ層を形成できる。
【００２０】次に、上述した２回目のイオン注入作業の
条件について説明を行う。このイオン注入条件の内、イ
オン種としては、例えば、従来使用のＣ、Ｎ、Ｐ、Ｂ等
を使用できる。しかしながら、撮像素子の製造では、熱
工程の熱履歴が長いため、拡散し易いＰ、Ｂより、拡散
の少ないＣの方が制御し易く、所望の位置にゲッタ層を
配置できる。また、注入エネルギについて、設定深さ方
向は、１回目のエピタキシャル成長の膜厚によって制御
ができるため、任意のものでよく、エピタキシャル成長
の膜厚の組み合わせにより、所望の位置の条件を設定す
ることができる。さらに、イオン注入作業前の酸化膜２
２の膜厚は、イオン注入を阻止しすぎない限り、特に制
限はなく、任意に設定できる。
条件について説明を行う。このイオン注入条件の内、イ
オン種としては、例えば、従来使用のＣ、Ｎ、Ｐ、Ｂ等
を使用できる。しかしながら、撮像素子の製造では、熱
工程の熱履歴が長いため、拡散し易いＰ、Ｂより、拡散
の少ないＣの方が制御し易く、所望の位置にゲッタ層を
配置できる。また、注入エネルギについて、設定深さ方
向は、１回目のエピタキシャル成長の膜厚によって制御
ができるため、任意のものでよく、エピタキシャル成長
の膜厚の組み合わせにより、所望の位置の条件を設定す
ることができる。さらに、イオン注入作業前の酸化膜２
２の膜厚は、イオン注入を阻止しすぎない限り、特に制
限はなく、任意に設定できる。
【００２１】また、第２回目のゲッタ形成イオン注入の
パターンについては、本形態においては、一例として、
図５（Ａ）に示すように画素部の画素間のみにイオン注
入する場合（すなわち、図３の領域βにイオン注入する
場合）を述べたが、この他にも図５（Ｂ）に示すよう
に、画素分離領域の全部、または、画素分離領域の一部
にイオン注入するパターンも可能である。その他にも従
来と同様に、基板１９の全面にイオン注入を行うことも
可能である。また、１回目のイオン注入を行わず、２回
目の時に全面内にイオン注入する方法や、単純にエピタ
キシャル成長膜厚を薄くする方法もあるが、これらは、
ゲッタ効果の大きさ、ゲッタ層による電子、正孔対の発
生の影響がなく、白キズの発生のない条件により適宜選
択することができる。
パターンについては、本形態においては、一例として、
図５（Ａ）に示すように画素部の画素間のみにイオン注
入する場合（すなわち、図３の領域βにイオン注入する
場合）を述べたが、この他にも図５（Ｂ）に示すよう
に、画素分離領域の全部、または、画素分離領域の一部
にイオン注入するパターンも可能である。その他にも従
来と同様に、基板１９の全面にイオン注入を行うことも
可能である。また、１回目のイオン注入を行わず、２回
目の時に全面内にイオン注入する方法や、単純にエピタ
キシャル成長膜厚を薄くする方法もあるが、これらは、
ゲッタ効果の大きさ、ゲッタ層による電子、正孔対の発
生の影響がなく、白キズの発生のない条件により適宜選
択することができる。
【００２２】また、以上の形態では、２段階のエピタキ
シャル成長を行うようにしたが、その他にも、３段階、
４段階とエピタキシャル成長の回数を多くし、ゲッタ層
の種類を増加することも可能である。次に、３段階でエ
ピタキシャル成長を行い、３種類のゲッタ層を設ける第
２の実施の形態について説明する。
シャル成長を行うようにしたが、その他にも、３段階、
４段階とエピタキシャル成長の回数を多くし、ゲッタ層
の種類を増加することも可能である。次に、３段階でエ
ピタキシャル成長を行い、３種類のゲッタ層を設ける第
２の実施の形態について説明する。
【００２３】図６は、本発明の第２の実施の形態による
撮像素子の層構造を示す断面図であり、撮像素子を信号
電荷の垂直転送方向に切断した状態を示している。ま
た、図７は、図６に示す実施の形態における各ゲッタ層
の形成工程を示す断面図である。この実施の形態では、
エピタキシャル成長を３段階に分けて行うことにより、
ゲッタ層２２をオーバーフローバリア２７内に形成し、
撮像素子のより表面に近い位置にゲッタ層２２を配置で
きるようにしたものである。このような撮像素子の製造
工程では、まず、図４（Ａ）（Ｂ）に示したように、ゲ
ッタ層１６の形成後、１回目のエピタキシャル成長を行
う。その後、図７（Ａ）において、最下層のオーバーフ
ローバリア２４の形成のため、パターニング後、画素間
または画素分離領域以外へのイオン注入を行う。これに
より、最下層のオーバーフローバリア２４が形成され
る。そして、レジスト剥離、酸化膜剥離の後に、さらに
２回目のエピタキシャル成長を行う。その後、前述と同
様に、画素間ゲッタ層２２を形成するための２回目のイ
オン注入を行う。
撮像素子の層構造を示す断面図であり、撮像素子を信号
電荷の垂直転送方向に切断した状態を示している。ま
た、図７は、図６に示す実施の形態における各ゲッタ層
の形成工程を示す断面図である。この実施の形態では、
エピタキシャル成長を３段階に分けて行うことにより、
ゲッタ層２２をオーバーフローバリア２７内に形成し、
撮像素子のより表面に近い位置にゲッタ層２２を配置で
きるようにしたものである。このような撮像素子の製造
工程では、まず、図４（Ａ）（Ｂ）に示したように、ゲ
ッタ層１６の形成後、１回目のエピタキシャル成長を行
う。その後、図７（Ａ）において、最下層のオーバーフ
ローバリア２４の形成のため、パターニング後、画素間
または画素分離領域以外へのイオン注入を行う。これに
より、最下層のオーバーフローバリア２４が形成され
る。そして、レジスト剥離、酸化膜剥離の後に、さらに
２回目のエピタキシャル成長を行う。その後、前述と同
様に、画素間ゲッタ層２２を形成するための２回目のイ
オン注入を行う。
【００２４】次に、図７（Ｂ）に示すすように、酸化及
びパターニングを行って画素間ゲッタ層２２の周辺部に
ボロンをイオン注入する。これにより、ゲッタ層２２の
側部のオーバーフローバリア２５が形成される。また、
レジスト剥離、酸化膜剥離後、さらに３回目のエピタキ
シャル成長を行う。その後、図７（Ｃ）に示すように、
画素間または、画素分離領域及び周辺部を含めた範囲に
ボロンを注入し、ゲッタ層２２の上層のオーバーフロー
バリア２６を形成する。この結果、ゲッタ層２２を取り
囲むようなオーバーフローバリア２７を形成できる。そ
の後、レジスト、酸化膜剥離を行い、その後、４回目の
エピタキシャル成長を行う。これにより、図６に示すよ
うな、さらに素子表面の近くにゲッタ層２２を有する撮
像素子を得ることができ、より有効に重金属類のゲッタ
リング効果を得ることができる。
びパターニングを行って画素間ゲッタ層２２の周辺部に
ボロンをイオン注入する。これにより、ゲッタ層２２の
側部のオーバーフローバリア２５が形成される。また、
レジスト剥離、酸化膜剥離後、さらに３回目のエピタキ
シャル成長を行う。その後、図７（Ｃ）に示すように、
画素間または、画素分離領域及び周辺部を含めた範囲に
ボロンを注入し、ゲッタ層２２の上層のオーバーフロー
バリア２６を形成する。この結果、ゲッタ層２２を取り
囲むようなオーバーフローバリア２７を形成できる。そ
の後、レジスト、酸化膜剥離を行い、その後、４回目の
エピタキシャル成長を行う。これにより、図６に示すよ
うな、さらに素子表面の近くにゲッタ層２２を有する撮
像素子を得ることができ、より有効に重金属類のゲッタ
リング効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の撮像素子で
は、重金属のゲッタリングを行うためのゲッタ層がエピ
タキシャル成長前に形成された第１のゲッタ層に加え
て、段階的に分けて行われる各エピタキシャル成長の中
間に形成された第２のゲッタ層を有する。したがって、
特に第２のゲッタ層によってフォトセンサ部の近辺の重
金属類を有効に取り込み易くなり、重金属類による白キ
ズの発生を有効に抑制することができる。
は、重金属のゲッタリングを行うためのゲッタ層がエピ
タキシャル成長前に形成された第１のゲッタ層に加え
て、段階的に分けて行われる各エピタキシャル成長の中
間に形成された第２のゲッタ層を有する。したがって、
特に第２のゲッタ層によってフォトセンサ部の近辺の重
金属類を有効に取り込み易くなり、重金属類による白キ
ズの発生を有効に抑制することができる。
【００２６】また、本発明による撮像素子の製造方法で
は、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層の形成工
程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設ける。し
たがって、フォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設け
ることが可能となり、フォトセンサ部の近辺の重金属類
を有効に取り込み易くなり、重金属類による白キズの発
生を有効に抑制することができる。
は、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層の形成工
程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設ける。し
たがって、フォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設け
ることが可能となり、フォトセンサ部の近辺の重金属類
を有効に取り込み易くなり、重金属類による白キズの発
生を有効に抑制することができる。
【００２７】さらに、本発明による撮像素子の製造方法
では、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタ
キシャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャ
ル成長の中間にゲッタ層の形成工程を行うことにより、
フォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設ける。これに
より、フォトセンサ部の近辺の重金属類を有効に取り込
み易くなり、重金属類による白キズの発生を有効に抑制
することができる。
では、エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタ
キシャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャ
ル成長の中間にゲッタ層の形成工程を行うことにより、
フォトセンサ部に近い位置にゲッタ層を設ける。これに
より、フォトセンサ部の近辺の重金属類を有効に取り込
み易くなり、重金属類による白キズの発生を有効に抑制
することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による撮像素子の層
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図２】図１に示す撮像素子を有するＣＣＤ固体撮像素
子の全体的な構造を示す概略平面図である。
子の全体的な構造を示す概略平面図である。
【図３】図２に示すＣＣＤ固体撮像素子の素子配置構造
を示す拡大平面図である。
を示す拡大平面図である。
【図４】図１に示す撮像素子のゲッタ層の形成工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図５】図１に示す撮像素子における第２のゲッタ層の
配置パターンの例を示す説明図である。
配置パターンの例を示す説明図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態による撮像素子の層
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図７】図６に示す撮像素子のゲッタ層の形成工程を示
す断面図である。
す断面図である。
【図８】従来の撮像素子の層構造を示す断面図である。
【図９】図８に示す撮像素子におけるゲッタ層の形成工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
１……フォトセンサ部、２……垂直転送レジスタ、３…
…基板、４……水平転送レジスタ、５……出力部、９…
…受光開口部、７、８……転送電極、１０……層内レン
ズ、１１……保護膜、１２……遮光膜、１３……絶縁
膜、１４……画素分離領域、１５……オーバフローバリ
ア、１６……第１のゲッタ層、１８……ＳｉＯ２膜、１
９……エピタキシャル成長基板、２２……第２のゲッタ
層。
…基板、４……水平転送レジスタ、５……出力部、９…
…受光開口部、７、８……転送電極、１０……層内レン
ズ、１１……保護膜、１２……遮光膜、１３……絶縁
膜、１４……画素分離領域、１５……オーバフローバリ
ア、１６……第１のゲッタ層、１８……ＳｉＯ２膜、１
９……エピタキシャル成長基板、２２……第２のゲッタ
層。
Claims (14)
- 【請求項１】 重金属のゲッタリングを行うためのゲッ
タ層を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセンサ
部を含む撮像画素を形成した撮像素子において、 前記エピタキシャル成長基板のエピタキシャル成長前に
形成された第１のゲッタ層と、 前記エピタキシャル成長を段階的に分けて行うことによ
り、各エピタキシャル成長の中間に形成された第２のゲ
ッタ層と、 を有することを特徴とする撮像素子。 - 【請求項２】 前記第２のゲッタ層は、各撮像画素の境
界部に形成することを特徴とする請求項１記載の撮像素
子。 - 【請求項３】 前記第２のゲッタ層は、第１のゲッタ層
とオーバフローバリア層の中間部に形成することを特徴
とする請求項２記載の撮像素子。 - 【請求項４】 前記エピタキシャル成長を３段階に分け
て行うことにより、前記第２のゲッタ層をオーバフロー
バリア層内に形成することを特徴とする請求項１記載の
撮像素子。 - 【請求項５】 前記第２のゲッタ層は、各撮像画素の境
界部に形成することを特徴とする請求項４記載の撮像素
子。 - 【請求項６】 重金属のゲッタリングを行うためのゲッ
タ層を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセンサ
部を含む撮像画素を形成した撮像素子の製造方法におい
て、 前記エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長前とエピタキシャル成長の中間にゲッタ層の形成工
程を行うことにより、複数種類のゲッタ層を設けるよう
にした、 ことを特徴とする撮像素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記ゲッタ層は、イオン注入によって形
成することを特徴とする請求項６記載の撮像素子の製造
方法。 - 【請求項８】 前記エピタキシャル成長工程を３段階以
上に分けて行うことにより、前記第２のゲッタ層をオー
バフローバリア層内に形成することを特徴とする請求項
６記載の撮像素子の製造方法。 - 【請求項９】 低温プロセスによって各層を形成するこ
とを特徴とする請求項６記載の撮像素子の製造方法。 - 【請求項１０】 エピタキシャル成長の膜厚制御によっ
てゲッタ層の位置を制御することを特徴とする請求項６
記載の撮像素子の製造方法。 - 【請求項１１】 重金属のゲッタリングを行うためのゲ
ッタ層を設けたエピタキシャル成長基板に、フォトセン
サ部を含む撮像画素を形成した撮像素子の製造方法にお
いて、 前記エピタキシャル成長基板を形成するためのエピタキ
シャル成長工程を段階的に分けて行い、エピタキシャル
成長の中間にゲッタ層の形成工程を行うことにより、フ
ォトセンサ部の近傍にゲッタ層を設けるようにした、 ことを特徴とする撮像素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記ゲッタ層は、イオン注入によって
形成することを特徴とする請求項１１記載の撮像素子の
製造方法。 - 【請求項１３】 低温プロセスによって各層を形成する
ことを特徴とする請求項１１記載の撮像素子の製造方
法。 - 【請求項１４】 エピタキシャル成長の膜厚制御によっ
てゲッタ層の位置を制御することを特徴とする請求項１
１記載の撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35002899A JP2001168313A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35002899A JP2001168313A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 撮像素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001168313A true JP2001168313A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18407757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35002899A Pending JP2001168313A (ja) | 1999-12-09 | 1999-12-09 | 撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001168313A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004165225A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Sony Corp | 半導体基板の製造方法、固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置用の選別方法 |
| JP2004335674A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Sony Corp | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法 |
| JP2006093175A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| KR100788347B1 (ko) * | 2005-12-28 | 2008-01-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 수직형 씨모스 이미지 센서, 이의 제조 방법 및 이의 게터링 방법 |
| KR100788350B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2008-01-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 수직형 씨모스 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
| WO2017183383A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | パナソニック・タワージャズセミコンダクター株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| EP2242106B1 (en) * | 2009-02-06 | 2018-06-13 | Sony Corporation | Solid-state image pick-up device and manufacturing method thereof, image-pickup apparatus, semiconductor device and manufacturing method thereof. |
-
1999
- 1999-12-09 JP JP35002899A patent/JP2001168313A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004165225A (ja) * | 2002-11-08 | 2004-06-10 | Sony Corp | 半導体基板の製造方法、固体撮像装置の製造方法及び固体撮像装置用の選別方法 |
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| KR100788350B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2008-01-02 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 수직형 씨모스 이미지 센서 및 이의 제조 방법 |
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| WO2017183383A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | パナソニック・タワージャズセミコンダクター株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JPWO2017183383A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2019-01-17 | パナソニック・タワージャズセミコンダクター株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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