JP2002246580A - Image sensor and manufacturing method thereof - Google Patents

Image sensor and manufacturing method thereof

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JP2002246580A
JP2002246580A JP2001040374A JP2001040374A JP2002246580A JP 2002246580 A JP2002246580 A JP 2002246580A JP 2001040374 A JP2001040374 A JP 2001040374A JP 2001040374 A JP2001040374 A JP 2001040374A JP 2002246580 A JP2002246580 A JP 2002246580A
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image sensor
transistor
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channel region
forming
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase a unit area of a photodiode with no degradation in integration degree. SOLUTION: At a unit pixel, an amplifying transistor 26 and a selecting transistor 28 are stacked over a reading transistor 24 and resetting transistor 22 with an interlayer insulating film 37 in between. So, with a prescribed design rule applied, an element separation film 32 is allowed to be away from the reading transistor 24. By reducing an occupation area of a transistor region like this way, an occupation area of a photodiode is increased with no degradation in integration degree for improved optical sensitivity characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、サブミクロンC
MOS(相補型金属酸化膜半導体)技術を用いたCMOS
イメージセンサおよびその製造方法に関する。
The present invention relates to a submicron C
CMOS using MOS (complementary metal oxide semiconductor) technology
The present invention relates to an image sensor and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】CMOSイメージセンサは,既存のイメ
ージセンサ市場に加えて、デジタルスチルカメラ(DS
C),携帯電話,パソコン(PC),携帯端末(PDA)等の分
野での需要が急速に拡大しており、技術的重要性が高く
なっている。
2. Description of the Related Art In addition to the existing image sensor market, a CMOS image sensor is a digital still camera (DS).
Demands in the fields of C), mobile phones, personal computers (PC), personal digital assistants (PDAs) and the like are rapidly expanding, and their technical importance is increasing.

【0003】上記CMOSイメージセンサは、現在イメ
ージセンサとして広く使われているCCD(Charge Coup
led Device)イメージセンサに比べて、単一電源,低電圧
駆動,低消費電力の点で優れた特徴を有している。ま
た、駆動方式が簡便で多用なスキャニング方式の実用化
が可能であり、且つ、信号処理回路を単―のチップ上に
集積できるため製品の小型軽量化が実現できる。更に、
ロジックプロセスと同様のCMOS技術を使用するため
に、製造時においてもCCDイメージセンサのような専
用の製造ラインを必要とはしない。
The above-mentioned CMOS image sensor is a CCD (Charge Coup) which is widely used at present as an image sensor.
Compared to an image sensor (led Device), it has excellent features in single power supply, low voltage drive, and low power consumption. Further, the driving method is simple, and a versatile scanning method can be put to practical use, and the signal processing circuit can be integrated on a single chip, so that the product can be reduced in size and weight. Furthermore,
Since a CMOS technology similar to the logic process is used, a dedicated manufacturing line such as a CCD image sensor is not required even during manufacturing.

【0004】上記CMOSイメージセンサも上記CCD
と同様に多画素化が進んでおり、同一基板上に光電変換
素子とトランジスタとが併設された構成が採用されてい
る。そして、光電変換素子によって発生した信号電荷に
よって信号電荷蓄積部の電位を変調し、その電位によっ
て画素内部の増幅トランジスタを変調することで画素内
部に増幅機能を持たせている。
The above CMOS image sensor is also the above CCD.
In the same manner as described above, the number of pixels is increasing, and a configuration in which a photoelectric conversion element and a transistor are provided on the same substrate is employed. The signal charge generated by the photoelectric conversion element modulates the potential of the signal charge accumulating portion, and the potential modulates the amplifying transistor inside the pixel to provide an amplifying function inside the pixel.

【0005】上記CMOSイメージセンサの光電変換部
のフォトダイオードに関しても、上記CCDと同様に、
基板内に埋め込まれた構造で且つフォトダイオードの基
板表面部分をP型半導体層でシールドした構造が最近で
は主流になりつつある。図6に、従来のCMOSイメー
ジセンサにおける単位画素部の断面を示す。図6におい
て、単位画素部は、Pシリコン基板1上のP型エピタ
キシャル層2内における素子分離領域3によって規定さ
れた領域に形成された4つのトランジスタ4〜7とフォ
トダイオード8とから構成される。そして、フォトダイ
オード8は、基板表面のP型半導体層9とその下のN
領域10とを備えている。また、各トランジスタ4〜7
には、ソース・ドレイン領域としてのN領域11,12
が形成されている。
[0005] As for the photodiode of the photoelectric conversion unit of the CMOS image sensor, similarly to the above-mentioned CCD,
In recent years, a structure embedded in a substrate and a structure in which a substrate surface portion of a photodiode is shielded with a P-type semiconductor layer is becoming mainstream. FIG. 6 shows a cross section of a unit pixel portion in a conventional CMOS image sensor. In FIG. 6, the unit pixel portion includes four transistors 4 to 7 and a photodiode 8 formed in a region defined by an element isolation region 3 in a P-type epitaxial layer 2 on a P + silicon substrate 1. You. The photodiode 8 includes a P-type semiconductor layer 9 on the substrate surface and an N
And an area 10. In addition, each transistor 4-7
Have N + regions 11 and 12 as source / drain regions.
Are formed.

【0006】上記構成のCMOSイメージセンサでは、
上述したように、上記フォトダイオード8の表面をP型
半導体層9でシールドしているので、フォトダイオード
8の基板表面に存在する欠陥準位からの発生電流がフォ
トダイオード8に流れ込むのを防ぐことができ、その結
果として白傷等の欠陥を大幅に低減することができるの
である。
In the CMOS image sensor having the above configuration,
As described above, since the surface of the photodiode 8 is shielded by the P-type semiconductor layer 9, it is possible to prevent a current generated from a defect level existing on the substrate surface of the photodiode 8 from flowing into the photodiode 8. As a result, defects such as white scratches can be greatly reduced.

【0007】尚、13はチャネルストッパ領域であり、
14はゲート絶縁膜であり、15はゲート電極であり、
16はCVD(化学気相成長法)酸化膜であり、17はP
ウェルである。
Reference numeral 13 denotes a channel stopper region,
14 is a gate insulating film, 15 is a gate electrode,
16 is a CVD (Chemical Vapor Deposition) oxide film, and 17 is P
- it is well.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のCMOSイメージセンサにおいては、埋め込みフォ
トダイオード8が読み出しトランジスタ4と素子分離領
域3との間の一定の領域に形成されるために、埋め込み
フォトダイオード8の単位面積を増大させるには集積度
を落とさざるを得ないという問題がある。また、上記埋
め込みフォトダイオード8の面積はデザインルールが微
細化するに伴って縮小されて行くので、微細化に伴って
感度低下が顕著になるという問題もある。
However, in the above-mentioned conventional CMOS image sensor, the buried photodiode 8 is formed in a certain area between the readout transistor 4 and the element isolation region 3, so that the buried photodiode 8 is formed. In order to increase the unit area of No. 8, there is a problem that the degree of integration must be reduced. In addition, since the area of the embedded photodiode 8 is reduced as the design rule is miniaturized, there is a problem that the sensitivity is significantly reduced with the miniaturization.

【0009】また、集積度を落さずに単位面積を増大さ
せるために、半導体基板に形成されたトレンチの壁面に
沿って形成されたフォトダイオードが提案されている
(特開2000‐31455号公報)。しかしながら、こ
の場合には、トレンチ形成時のエッチングダメージやト
レンチ内に充填される絶縁膜等によるストレスに起因し
て、接合リーク電流が増大するという懸念がある。さら
に、凹凸部分へのP/N/P接合を精度良く形成するのは
難しく、斜めからのイオン注入を駆使した場合にはスル
ープットが長くなって生産効率が著しく悪くなるという
問題がある。
In order to increase the unit area without lowering the degree of integration, there has been proposed a photodiode formed along a wall surface of a trench formed in a semiconductor substrate.
(JP-A-2000-31455). However, in this case, there is a concern that junction leakage current may increase due to etching damage during the formation of the trench or stress due to an insulating film or the like filling the trench. Furthermore, it is difficult to accurately form a P / N / P junction on the concave / convex portion, and there is a problem in that when oblique ion implantation is used, the throughput is increased and the production efficiency is significantly deteriorated.

【0010】そこで、この発明の目的は、集積度を低下
させることなく且つ所定のデザインルールを用いてフォ
トダイオードの単位面積を増大させることが可能なCM
OSイメージセンサ、および、その製造方法を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide a CM capable of increasing the unit area of a photodiode using a predetermined design rule without lowering the degree of integration.
An object of the present invention is to provide an OS image sensor and a manufacturing method thereof.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、半導体基板上に形成された光電変換
素子とこの光電変換素子によって発生した信号電荷の選
択,増幅およびリセットを行う少なくとも3つのトラン
ジスタとを単位画素とするイメージセンサにおいて、上
記各トランジスタは、上記半導体基板上に形成された下
層のトランジスタと、この下層のトランジスタ上に層間
絶縁膜を介して積層された半導体層に形成された上層の
トランジスタとの二層構造になっていることを特徴とし
ている。
According to a first aspect of the present invention, a photoelectric conversion element formed on a semiconductor substrate and selection, amplification and reset of a signal charge generated by the photoelectric conversion element are performed. In the image sensor having at least three transistors as a unit pixel, each of the transistors includes a lower transistor formed on the semiconductor substrate and a semiconductor layer stacked on the lower transistor via an interlayer insulating film. It has a two-layer structure with the formed upper layer transistor.

【0012】上記構成によれば、単位画素において、光
電変換素子によって発生した信号電荷の選択,増幅およ
びリセットを行う少なくとも3つのトランジスタは、半
導体基板上に形成された下層のトランジスタと、この下
層のトランジスタ上に形成された上層のトランジスタと
の二層構造になっている。したがって、従来のイメージ
センサと同じデザインルールを適用すれば、トランジス
タ領域の占有面積が低減されて光電変換素子の占有面積
が増加され、光感度特性が改善される。あるいは、従来
のイメージセンサと同じ光感度特性を得るのであれば集
積度が向上される。
According to the above configuration, in the unit pixel, at least three transistors for selecting, amplifying, and resetting the signal charge generated by the photoelectric conversion element include a lower transistor formed on the semiconductor substrate and a lower transistor formed on the semiconductor substrate. It has a two-layer structure with an upper layer transistor formed on the transistor. Therefore, if the same design rule as that of the conventional image sensor is applied, the area occupied by the transistor region is reduced, the area occupied by the photoelectric conversion element is increased, and the light sensitivity characteristics are improved. Alternatively, if the same light sensitivity characteristics as those of a conventional image sensor are obtained, the degree of integration is improved.

【0013】また、第1の実施例は、上記第1の発明の
イメージセンサにおいて、上記半導体基板上には上記単
位画素間を分離するための素子分離領域が形成されてお
り、上記下層のトランジスタは,上記半導体基板表面上
に形成された第1チャネル領域と,上記第1チャネル領
域を含む上記半導体基板上に形成された第1ゲート絶縁
膜と,上記第1ゲート絶縁膜上に形成された第1ゲート
電極と,上記第1チャネル領域に隣接して上記半導体基
板に形成された第1高濃度不純物領域を有しており、上
記上層のトランジスタは,上記半導体層に形成された第
2チャネル領域と,上記第2チャネル領域を含む上記半
導体層上に形成された第2ゲート絶縁膜と,上記第2ゲ
ート絶縁膜上に形成された第2ゲート電極と,上記第2
チャネル領域に隣接して上記半導体層に形成された第2
高濃度不純物領域を有しており、上記光電変換素子は,
上記半導体基板上に形成された少なくとも第1導電型と
第2導電型との接合部で成るフォトダイオードであるこ
とを特徴としている。
According to a first embodiment, in the image sensor of the first invention, an element isolation region for separating the unit pixels is formed on the semiconductor substrate, and the lower transistor A first channel region formed on the semiconductor substrate surface, a first gate insulating film formed on the semiconductor substrate including the first channel region, and a first channel region formed on the first gate insulating film. A first gate electrode; and a first high-concentration impurity region formed in the semiconductor substrate adjacent to the first channel region, wherein the upper transistor includes a second channel formed in the semiconductor layer. A second gate insulating film formed on the semiconductor layer including the second channel region; a second gate electrode formed on the second gate insulating film;
A second layer formed in the semiconductor layer adjacent to the channel region;
It has a high concentration impurity region, the photoelectric conversion element,
The photodiode is characterized by being formed at least on a junction of the first conductivity type and the second conductivity type on the semiconductor substrate.

【0014】この実施例によれば、上記上層のトランジ
スタの第2チャネル領域および第2高濃度不純物領域
は、上記下層のトランジスタ上に層間絶縁膜を介して積
層された上記半導体層に形成されている。こうして、二
層構造のトランジスタが、従来からの成膜技術,ドーピ
ング技術およびフォトエッチング技術等によって簡単に
形成される。
According to this embodiment, the second channel region and the second high-concentration impurity region of the upper transistor are formed in the semiconductor layer laminated on the lower transistor via an interlayer insulating film. I have. Thus, a transistor having a two-layer structure can be easily formed by a conventional film forming technique, doping technique, photoetching technique, or the like.

【0015】また、第2の実施例は、上記第1の実施例
のイメージセンサにおいて、上記フォトダイオードは、
上記半導体基板の表面に形成されて基板界面を空乏化さ
せない高濃度不純物層から成る第1導電層と、上記第1
導電層の直下に形成された上記第1導電層とは異なる導
電型の第2導電層と、上記第2導電層の直下に形成され
た第1導電層と同じ導電型の第3導電層で構成されてい
ることを特徴としている。
According to a second embodiment, in the image sensor of the first embodiment, the photodiode is
A first conductive layer formed of a high-concentration impurity layer formed on the surface of the semiconductor substrate and not depleting the substrate interface;
A second conductive layer having a different conductivity type from the first conductive layer formed immediately below the conductive layer; and a third conductive layer having the same conductivity type as the first conductive layer formed immediately below the second conductive layer. It is characterized by being constituted.

【0016】この実施例によれば、上記半導体基板の表
面部分が、基板界面を空乏化させない高濃度不純物層か
ら成る第1導電層でシールドされている。したがって、
上記半導体基板表面に存在する欠陥準位からの発生電流
がフォトダイオードに流れ込むことが防止され、白傷等
の欠陥が低減される。
According to this embodiment, the surface portion of the semiconductor substrate is shielded by the first conductive layer made of a high-concentration impurity layer that does not deplete the substrate interface. Therefore,
A current generated from a defect level existing on the surface of the semiconductor substrate is prevented from flowing into the photodiode, and defects such as white scratches are reduced.

【0017】また、第2の発明のイメージセンサの製造
方法は、半導体基板表面上に絶縁膜から成る素子分離領
域を形成する工程と、上記半導体基板上に第1チャネル
領域を形成する工程と、上記第1チャネル領域を含む半
導体基板上に第1ゲート絶縁膜を形成する工程と、上記
第1ゲート絶縁膜上に第1ゲート電極を形成する工程
と、上記第1チャネル領域に隣接して上記半導体基板に
第1高濃度不純物領域を形成する工程と、上記第1ゲー
ト電極を含む上記半導体基板上に層間絶縁膜を介して半
導体層を形成する工程と、上記半導体層に第2チャネル
領域を形成する工程と、上記第2チャネル領域を含む上
記半導体層上に第2ゲート絶縁膜を形成する工程と、上
記第2ゲート絶縁膜上に第2ゲート電極を形成する工程
と、上記第2チャネル領域に隣接して上記半導体層に第
2高濃度不純物領域を形成する工程を含むことを特徴と
している。
According to a second aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing an image sensor, comprising: forming an element isolation region formed of an insulating film on a surface of a semiconductor substrate; and forming a first channel region on the semiconductor substrate. Forming a first gate insulating film on the semiconductor substrate including the first channel region, forming a first gate electrode on the first gate insulating film, and adjoining the first channel region. Forming a first high-concentration impurity region in the semiconductor substrate, forming a semiconductor layer on the semiconductor substrate including the first gate electrode via an interlayer insulating film, and forming a second channel region in the semiconductor layer. Forming; forming a second gate insulating film on the semiconductor layer including the second channel region; forming a second gate electrode on the second gate insulating film; Adjacent to the region is characterized by comprising the step of forming a second high-concentration impurity regions in the semiconductor layer.

【0018】上記構成によれば、光電変換素子によって
発生した信号電荷の選択,増幅およびリセットを行うト
ランジスタは、半導体基板上に形成された下層のトラン
ジスタと、この下層のトランジスタ上に形成された上層
のトランジスタとの二層構造になっている。したがっ
て、従来のイメージセンサと同じデザインルールを適用
すれば、トランジスタ領域の占有面積が低減されて光電
変換素子の占有面積が増加され、光感度特性が改善され
る。あるいは、従来のイメージセンサと同じ光感度特性
を得るのであれば集積度が向上される。
According to the above configuration, the transistor for selecting, amplifying, and resetting the signal charge generated by the photoelectric conversion element includes a lower transistor formed on the semiconductor substrate and an upper layer formed on the lower transistor. The transistor has a two-layer structure. Therefore, if the same design rule as that of the conventional image sensor is applied, the area occupied by the transistor region is reduced, the area occupied by the photoelectric conversion element is increased, and the light sensitivity characteristics are improved. Alternatively, if the same light sensitivity characteristics as those of a conventional image sensor are obtained, the degree of integration is improved.

【0019】その際における上記上層のトランジスタの
第2チャネル領域および第2高濃度不純物領域は、上記
下層のトランジスタ上に層間絶縁膜を介して積層された
上記半導体層に形成されている。こうして、二層構造の
トランジスタが、従来からの成膜技術,ドーピング技術
およびフォトエッチング技術等によって簡単に形成され
る。
In this case, the second channel region and the second high-concentration impurity region of the upper transistor are formed in the semiconductor layer laminated on the lower transistor via an interlayer insulating film. Thus, a transistor having a two-layer structure can be easily formed by a conventional film forming technique, doping technique, photoetching technique, or the like.

【0020】また、第3の実施例は、第2の発明のイメ
ージセンサの製造方法において、上記半導体層への上記
第2高濃度不純物領域の形成は、上記第2ゲート電極に
対して自己整合的に行うことを特徴としている。
According to a third embodiment, in the method for manufacturing an image sensor according to the second invention, the formation of the second high-concentration impurity region in the semiconductor layer is performed by self-alignment with the second gate electrode. It is characteristically performed.

【0021】また、第4の実施例は、第2の発明のイメ
ージセンサの製造方法において、上記第2チャネル領域
の少なくとも一側端に隣接して、上記半導体層に、上記
第2ゲート電極に対して自己整合的に低濃度不純物領域
を形成する工程を含むことを特徴としている。
A fourth embodiment is directed to a method of manufacturing an image sensor according to the second invention, wherein the semiconductor layer and the second gate electrode are adjacent to at least one end of the second channel region. On the other hand, the method includes a step of forming a low concentration impurity region in a self-aligned manner.

【0022】これらの実施例によれば、上記半導体層へ
の上記第2高濃度不純物領域の形成あるいは上記低濃度
不純物領域の形成が、上記第2ゲート電極に対して自己
整合的に行われる。こうして、比較的簡便な手法が用い
られることによって、微細化に対して容易に対処するこ
とが可能になる。
According to these embodiments, the formation of the second high-concentration impurity region or the formation of the low-concentration impurity region in the semiconductor layer is performed in a self-aligned manner with respect to the second gate electrode. Thus, by using a relatively simple method, it is possible to easily cope with miniaturization.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態のイメ
ージセンサであるCMOSイメージセンサにおける単位
画素部の構成を示す断面図である。また、図2は、上記
単位画素部の回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a unit pixel portion in a CMOS image sensor that is the image sensor according to the present embodiment. FIG. 2 is a circuit diagram of the unit pixel section.

【0024】図1に示すように、本実施の形態における
CMOSイメージセンサは、主として、半導体基板31
上に形成された素子分離用の絶縁膜32と、半導体基板
31上に形成されたトランジスタ22,24と、このト
ランジスタ22,24上に層間絶縁膜37を介して形成
された半導体層38と、この半導体層38に形成された
薄膜トランジスタ26,28と、半導体基板31の表面
に形成された少なくとも第1導電型と第2導電型の接合
部よりなるフォトダイオード25とから構成される。
As shown in FIG. 1, the CMOS image sensor according to the present embodiment mainly includes a semiconductor substrate 31.
An insulating film 32 for element isolation formed thereon, transistors 22 and 24 formed on the semiconductor substrate 31, a semiconductor layer 38 formed on the transistors 22 and 24 via an interlayer insulating film 37, It comprises thin film transistors 26 and 28 formed on the semiconductor layer 38 and a photodiode 25 formed on the surface of the semiconductor substrate 31 and having at least a junction of the first conductivity type and the second conductivity type.

【0025】そして、上記トランジスタ22,24は、
上記半導体基板31に形成された第1チャネル領域33
と、第1ゲート絶縁膜34と、この第1ゲート絶縁膜3
4上に形成された第1ゲート電極35と、第1チャネル
領域33に隣接するように半導体基板31の表面に形成
された第1高濃度不純物領域36から構成される。ま
た、薄膜トランジスタ26,28は、半導体層38内に
形成された第2チャネル領域38aと、第2ゲート絶縁
膜39と、この第2ゲート絶縁膜39上に形成された第
2ゲート電極40と、第2チャネル領域38aに隣接す
るように半導体層38内に形成された第2高濃度不純物
領域38bから構成される。
The transistors 22 and 24 are
First channel region 33 formed in semiconductor substrate 31
, A first gate insulating film 34, and the first gate insulating film 3
4 and a first high-concentration impurity region 36 formed on the surface of the semiconductor substrate 31 so as to be adjacent to the first channel region 33. The thin film transistors 26 and 28 include a second channel region 38 a formed in the semiconductor layer 38, a second gate insulating film 39, a second gate electrode 40 formed on the second gate insulating film 39, A second high-concentration impurity region 38b is formed in the semiconductor layer 38 so as to be adjacent to the second channel region 38a.

【0026】上記半導体基板31は、通常の半導体装置
を製造する際に使用される半導体基板であれば特に限定
されるものではなく、例えば、シリコン,ゲルマニウム
等の半導体基板や、SiC,GaAs,InGaAs等の化合物
半導体基板等が挙げられる。なかでもシリコン基板が好
ましく、SOI(シリコン・オン絶縁体)基板,貼り合わせ
SOIあるいはSIMOX(セパレーション・バイ・イン
プランテッド・オキシゲン)等の基板でもよい。
The semiconductor substrate 31 is not particularly limited as long as it is a semiconductor substrate used in manufacturing a normal semiconductor device. For example, a semiconductor substrate of silicon, germanium, etc., SiC, GaAs, InGaAs, etc. And the like. Among them, a silicon substrate is preferable, and a substrate such as an SOI (silicon-on-insulator) substrate, a bonded SOI or SIMOX (separation by implanted oxygen) may be used.

【0027】上記半導体基板31上に素子分離用に形成
される絶縁膜32はLOCOS(シリコン選択酸化)およ
びトレンチの何れを用いても構わない。但し、上記LO
COSを用いる場合には、酸化膜厚は250nm〜400
nm程度が好ましい。また、上記トレンチを用いる場合に
は、基板表面に対して側壁が75度〜85度程度のテー
パーを有するように形成してもよい。 尚、トレンチの
深さは、得ようとする素子分離耐圧等によって適宜調整
することができ、例えば250nm〜500nm程度が好ま
しい。また、トレンチ形成後に、表面および底部のコー
ナーを丸めて電界集中や結晶欠陥の発生等の影響を抑制
する目的で、10nm〜30nm程度の酸化を施すことが望
ましい。
The insulating film 32 formed on the semiconductor substrate 31 for element isolation may use either LOCOS (silicon selective oxidation) or a trench. However, the above LO
When COS is used, the oxide film thickness is 250 nm to 400 nm.
About nm is preferable. When the above-mentioned trench is used, the side wall may be formed to have a taper of about 75 to 85 degrees with respect to the substrate surface. Note that the depth of the trench can be appropriately adjusted depending on the element withstand voltage to be obtained and the like, and is preferably, for example, about 250 nm to 500 nm. After the trench is formed, it is desirable to perform oxidation of about 10 nm to 30 nm for the purpose of rounding the corners of the surface and the bottom to suppress the influence of electric field concentration and generation of crystal defects.

【0028】上記第1チャネル領域33は、読み出しト
ランジスタ24およびリセットトランジスタ22を構成
し、読み出しトランジスタ24およびリセットトランジ
スタ22を形成する半導体基板31の表面に形成され
る。この第1チャネル領域33は、イオン注入等によっ
て所望の導電型に適宜設定することができる。通常、読
み出しトランジスタ24およびリセットトランジスタ2
2の場合は、電荷伝導効率を高めるためにマイナスの閾
値を有するN型のディプリージョントランジスタで構成
される。
The first channel region 33 constitutes the read transistor 24 and the reset transistor 22, and is formed on the surface of the semiconductor substrate 31 on which the read transistor 24 and the reset transistor 22 are formed. The first channel region 33 can be appropriately set to a desired conductivity type by ion implantation or the like. Usually, the read transistor 24 and the reset transistor 2
In the case of No. 2, it is composed of an N-type depletion transistor having a negative threshold in order to increase the charge conduction efficiency.

【0029】上記第1ゲート絶縁膜34は、上記読み出
しトランジスタ24およびリセットトランジスタ22を
構成し、半導体基板31上の全面に形成される。通常、
ゲート絶縁膜として用いられる材料を所望の膜厚で熱酸
化等により成膜することによって形成することができ
る。その際の膜厚は、例えば3nm〜10nm程度が望まし
い。
The first gate insulating film 34 constitutes the read transistor 24 and the reset transistor 22 and is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 31. Normal,
The gate insulating film can be formed by forming a material having a desired thickness by thermal oxidation or the like. The thickness at this time is desirably, for example, about 3 nm to 10 nm.

【0030】上記第1ゲート電極35は、上記読み出し
トランジスタ24およびリセットトランジスタ22を構
成し、半導体基板31表面の第1ゲート絶縁膜34上に
形成される。第1ゲート電極35は、電極として機能す
る材料であればどのような材料で形成してもよいが、1
E+20個/cm3程度のオーダーの不純物濃度を有するポ
リシリコンで形成することが望ましい。また、膜厚は、
ゲート電極として機能することができる限り特に限定さ
れるものではないが、得ようとするトランジスタの能力
や配線抵抗等を考慮して適宜調整する必要がある。第1
ゲート電極35の膜厚としては、例えば100nm〜20
0nm程度が望ましい。
The first gate electrode 35 constitutes the read transistor 24 and the reset transistor 22 and is formed on the first gate insulating film 34 on the surface of the semiconductor substrate 31. The first gate electrode 35 may be formed of any material as long as it functions as an electrode.
It is desirable to form polysilicon having an impurity concentration on the order of E + 20 / cm 3 . The film thickness is
Although there is no particular limitation as long as it can function as a gate electrode, it is necessary to appropriately adjust the capacity of a transistor to be obtained, wiring resistance, and the like. First
The thickness of the gate electrode 35 is, for example, 100 nm to 20 nm.
About 0 nm is desirable.

【0031】尚、CVD酸化膜によるサイドウォールの
形成と合せて、上記第1チャネル領域33と第1高濃度
不純物領域(ソース・ドレイン領域)36との間に低濃度
不純物領域を形成することもできる。
It should be noted that a low-concentration impurity region may be formed between the first channel region 33 and the first high-concentration impurity region (source / drain region) 36 together with the formation of the sidewall by the CVD oxide film. it can.

【0032】上記第1高濃度不純物領域36は、上記読
み出しトランジスタ24およびリセットトランジスタ2
2とフォトダイオード25とを構成し、読み出しトラン
ジスタ24およびリセットトランジスタ22のソース・
ドレイン領域と、フォトダイオード25の領域の夫々に
形成される。
The first high-concentration impurity region 36 includes the read transistor 24 and the reset transistor 2.
2 and the photodiode 25, and the source and the source of the read transistor 24 and the reset transistor 22
The drain region and the region of the photodiode 25 are formed respectively.

【0033】増幅トランジスタ26および選択トランジ
スタ28が形成される半導体層38は、読み出しトラン
ジスタ24およびリセツトトランジスタ22の上に位置
するように層間絶縁膜37を介して形成される。この層
間絶縁膜37の膜厚は、例えば100nm〜300nm程度
が望ましい。半導体層38は、活性層として機能する材
料であればどのような材料で形成してもよいが、例えば
アモルファスシリコンを550℃〜620℃の窒素中で
のアニール或いはレーザーアニール等によって結晶化さ
せたポリシリコン層が望ましい。この半導体層38の膜
厚は、30nm〜70nm程度が好ましい。尚、半導体層3
8には、トランジスタの性能等を考慮してトランジスタ
の閾値に対応した不純物ドーピングが行なわれる。例え
ば、イオン注入の他に、アモルファスシリコンの堆積時
にIn‐situ(インサイチュウ)で不純物ドーピングを行な
ってもよい。1E+17個/cm3〜5E+17個/cm3程度
の不純物濃度が適当である。また、半導体層38には、
第2チャネル領域38aとソース・ドレイン領域になる第
2高濃度不純物領域38bとが形成される。
The semiconductor layer 38 on which the amplification transistor 26 and the selection transistor 28 are formed is formed via the interlayer insulating film 37 so as to be located on the read transistor 24 and the reset transistor 22. The thickness of the interlayer insulating film 37 is preferably, for example, about 100 nm to 300 nm. The semiconductor layer 38 may be formed of any material that functions as an active layer. For example, amorphous silicon is crystallized by annealing in nitrogen at 550 ° C. to 620 ° C. or laser annealing. A polysilicon layer is preferred. The thickness of the semiconductor layer 38 is preferably about 30 nm to 70 nm. The semiconductor layer 3
8, impurity doping corresponding to the threshold value of the transistor is performed in consideration of the performance and the like of the transistor. For example, in addition to ion implantation, impurity doping may be performed in-situ at the time of depositing amorphous silicon. An impurity concentration of about 1E + 17 / cm 3 to 5E + 17 / cm 3 is appropriate. In addition, the semiconductor layer 38 includes
A second channel region 38a and a second high-concentration impurity region 38b serving as source / drain regions are formed.

【0034】上記第2ゲート絶縁膜39は、上記増幅ト
ランジスタ26および選択トランジスタ28を構成し、
半導体層38の表面を被覆するように形成される。この
第2ゲート絶縁膜39は、通常CVD酸化シリコン膜が
主に用いられ、所望の膜厚で形成される。尚、第2ゲー
ト絶縁膜39の膜厚は、例えば20nm〜50nm程度が望
ましい。電気特性の観点から言えば、リーク電流を抑え
るために、下層のトランジスタ(読み出しトランジスタ
24およびリセットトランジスタ22)の特性に影響し
ない範囲内でできる限り高温の条件下で膜の緻密性を高
めることが望ましい。その場合の温度は、例えば700
℃〜800℃程度である。
The second gate insulating film 39 forms the amplification transistor 26 and the selection transistor 28,
It is formed so as to cover the surface of the semiconductor layer 38. The second gate insulating film 39 is usually formed mainly of a CVD silicon oxide film and has a desired thickness. The thickness of the second gate insulating film 39 is preferably, for example, about 20 nm to 50 nm. From the standpoint of electrical characteristics, in order to suppress leakage current, it is necessary to increase the film density under the highest possible temperature within a range that does not affect the characteristics of the underlying transistors (read transistor 24 and reset transistor 22). desirable. The temperature in that case is, for example, 700
C. to about 800.degree.

【0035】上記第2ゲート電極40は、上記増幅トラ
ンジスタ26及び選択トランジスタ28を構成し、第2
ゲート絶縁膜39上に形成される。第2ゲート電極40
は、電極として機能する材料であればどのような材料で
もよいが、1E+20個/cm3程度のオーダーの不純物濃
度を有するポリシリコンで形成することが望ましい。ま
た、その膜厚は、ゲート電極として機能することができ
る限り特に限定されるものではなく、例えば100nm〜
150nm程度が望ましい。
The second gate electrode 40 constitutes the amplification transistor 26 and the selection transistor 28,
It is formed on the gate insulating film 39. Second gate electrode 40
May be any material as long as it functions as an electrode, but is preferably formed of polysilicon having an impurity concentration on the order of about 1E + 20 / cm 3 . The thickness is not particularly limited as long as it can function as a gate electrode.
About 150 nm is desirable.

【0036】上記増幅トランジスタ26および選択トラ
ンジスタ28のソース・ドレイン領域となる第2高濃度
不純物領域38bは、第2ゲート電極40をマスクにし
て半導体層38内に形成される。その場合における不純
物濃度は、ソース・ドレイン領域として機能する不純物
濃度であれば特に限定されるものではなく、1E+19
個/cm3〜1E+20個/cm3程度の不純物濃度であればよ
い。
A second high-concentration impurity region 38b serving as a source / drain region of the amplification transistor 26 and the selection transistor 28 is formed in the semiconductor layer 38 using the second gate electrode 40 as a mask. The impurity concentration in that case is not particularly limited as long as the impurity concentration functions as a source / drain region, and 1E + 19
Impurity / cm 3 -1E + 20 impurities / cm 3 .

【0037】本CMOSイメージセンサにおける上記半
導体基板31上に形成されたトランジスタ22,24と
このトランジスタ22,24上の半導体層38に形成さ
れた薄膜トランジスタ26,28には、予め第1チャネ
ル領域33あるいは第2チャネル38aに隣接するよう
にして低濃度不純物領域が形成されていることが望まし
い。この低濃度不純物領域における不純物濃度はソース
・ドレイン領域のオフセット領域として機能できる不純
物濃度であれば特に限定されるものではなく、1E+1
8個/cm3〜1E+19個/cm3程度の不純物濃度が望まし
い。
In the present CMOS image sensor, the transistors 22 and 24 formed on the semiconductor substrate 31 and the thin film transistors 26 and 28 formed on the semiconductor layer 38 on the transistors 22 and 24 have the first channel region 33 or It is desirable that the low concentration impurity region is formed adjacent to the second channel 38a. The impurity concentration in this low-concentration impurity region is not particularly limited as long as it can function as an offset region of the source / drain region.
An impurity concentration of about 8 / cm 3 to 1E + 19 / cm 3 is desirable.

【0038】さらに、上記半導体層38に形成される薄
膜トランジスタ26,28は、上述したようなトップゲ
ート構造のトランジスタの他に、ボトムゲート構造やダ
ブルゲート構造のトランジスタで構成してもよい。
Further, the thin film transistors 26 and 28 formed in the semiconductor layer 38 may be constituted by a transistor having a bottom gate structure or a transistor having a double gate structure in addition to the transistor having a top gate structure as described above.

【0039】光電変換部となる上記フォトダイオード2
5としては一般にN/P接合が広く用いられている
が、その構造に関しては目的やデバイス仕様に応じて適
宜変更することができる。例えば、半導体基板31の表
面部分をP型半導体層でシールドしたP/N/P構造
であってもよい。この場合には、P型半導体層でシール
ドすることによって、フォトダイオードの基板表面に存
在する欠陥準位からの発生電流がフォトダイオードに流
れ込むのを防ぐことができ、白傷等の欠陥を低減するこ
とができるのである。
The photodiode 2 serving as a photoelectric conversion unit
Generally, an N + / P junction is widely used for 5, but its structure can be appropriately changed according to the purpose and device specifications. For example, a P + / N / P structure in which the surface portion of the semiconductor substrate 31 is shielded by a P-type semiconductor layer may be used. In this case, by shielding with a P-type semiconductor layer, it is possible to prevent a current generated from a defect level existing on the substrate surface of the photodiode from flowing into the photodiode, and reduce defects such as white defects. You can do it.

【0040】次に、図2に従って、上記構成を有するC
MOSイメージセンサの動作について説明する。先ず、
リセット線21の電圧レベルを「H」にしてリセットトラ
ンジスタ22をオンさせて、配線上に残っている電荷を
ドレイン線23に排出する。そうした後、リセットトラ
ンジスタ22をオフする。次に、読み出しトランジスタ
24をオンさせることによって、フォトダイオード25
の光電変換によって発生したキャリアが増幅トランジス
タ26のゲートに流れ込む。その際に、読み出しトラン
ジスタ24をオフすると、増幅トランジスタ26のゲー
トに電荷が蓄積されて、増幅トランジスタ26がオンす
る。同時に、アドレス線27のレベルを「H」にして選択
トランジスタ28をオンすると、信号線29に信号が読
み出されるのである。
Next, referring to FIG.
The operation of the MOS image sensor will be described. First,
The reset line 22 is turned on by setting the voltage level of the reset line 21 to “H”, and the charges remaining on the wiring are discharged to the drain line 23. After that, the reset transistor 22 is turned off. Next, by turning on the read transistor 24, the photodiode 25 is turned on.
The carriers generated by the photoelectric conversion flow into the gate of the amplification transistor 26. At this time, when the read transistor 24 is turned off, charges are accumulated in the gate of the amplification transistor 26, and the amplification transistor 26 is turned on. At the same time, when the level of the address line 27 is set to "H" to turn on the selection transistor 28, a signal is read out to the signal line 29.

【0041】ここで、図1において上記半導体基板31
上に形成されたトランジスタ22,24は、図2におけ
る読み出しトランジスタ24およびリセットトランジス
タ22に相当する。また、図1においてトランジスタ2
2,24上に層間絶縁膜37を介して形成された半導体
層38に形成された薄膜トランジスタ26,28は、図
2における増幅トランジスタ26および選択トランジス
タ28に相当する。また、図1において半導体基板31
の表面に形成されたフォトダイオード25は、図2にお
けるフォトダイオード25に相当する。
Here, the semiconductor substrate 31 shown in FIG.
The transistors 22 and 24 formed above correspond to the read transistor 24 and the reset transistor 22 in FIG. Also, in FIG.
The thin film transistors 26 and 28 formed in the semiconductor layer 38 formed on the layers 2 and 24 via the interlayer insulating film 37 correspond to the amplification transistor 26 and the selection transistor 28 in FIG. Also, in FIG.
2 corresponds to the photodiode 25 in FIG.

【0042】以下、上記構成のCMOSイメージセンサ
の製造方法について説明する。図3に示すように、本C
MOSイメージセンサは、0.01Ωcm〜0.1Ωcmの比
抵抗を持つPシリコン基板51上に形成されたP型エ
ピタキシャル層52内に形成される。P型エピタキシャ
ル層52の比抵抗は10Ωcm〜20Ωcmであり、その厚
さは5μm〜10μmである。P型エピタキシャル層52
の表面に、LOCOSによる素子分離膜53を200nm
〜400nmの膜厚で形成する。その後、選択酸化時のマ
スクとして用いた窒化シリコン膜(図示せず)と絶縁膜
(図示せず)とを順次除去する。
Hereinafter, a method of manufacturing the CMOS image sensor having the above configuration will be described. As shown in FIG.
The MOS image sensor is formed in a P-type epitaxial layer 52 formed on a P + silicon substrate 51 having a specific resistance of 0.01 Ωcm to 0.1 Ωcm. The P-type epitaxial layer 52 has a specific resistance of 10 Ωcm to 20 Ωcm, and a thickness of 5 μm to 10 μm. P-type epitaxial layer 52
LOCOS device isolation film 53
It is formed with a thickness of 400 nm. Then, a silicon nitride film (not shown) used as a mask during selective oxidation and an insulating film
(Not shown) are sequentially removed.

【0043】次に、上記P型エピタキシャル層52の表
面上に注入時のマスクとなる酸化シリコン膜(図示せず)
を10nm〜20nmの膜厚で形成する。そして、読み出し
トランジスタ54とリセットトランジスタ55を形成す
る領域に、1E+12cm-2〜1E+13cm-2程度の燐イ
オンを注入して第1チャネル領域56,56を形成す
る。次に、第1チャネル領域56,56上に第1ゲート
絶縁膜57,57を形成した後に、第1ゲート電極58,
58となるポリシリコンをCVD法によって堆積する。
そして、上記ポリシリコン中に燐をイオン注入して1E
+20個/cm3〜5E+20個/cm3程度の不純物濃度にド
ーピングを行う。そうした後、上記ポリシリコンを加工
して読み出しトランジスタ54およびリセットトランジ
スタ55の第1ゲート電極58,58を形成し、公知の
手法によって第1ゲート電極58,58の周囲に第1の
CVD酸化シリコン膜によるサイドウォール59を形成
する。
Next, a silicon oxide film (not shown) serving as a mask at the time of implantation is formed on the surface of the P-type epitaxial layer 52.
Is formed to a thickness of 10 nm to 20 nm. Then, phosphorus ions of about 1E + 12 cm −2 to 1E + 13 cm −2 are implanted into a region where the read transistor 54 and the reset transistor 55 are to be formed to form first channel regions 56, 56. Next, after forming the first gate insulating films 57, 57 on the first channel regions 56, 56, the first gate electrodes 58, 57 are formed.
The polysilicon to be 58 is deposited by the CVD method.
Then, phosphorus is ion-implanted into the polysilicon to obtain 1E.
Doping is performed to an impurity concentration of about + 20 / cm 3 to 5E + 20 / cm 3 . After that, the polysilicon is processed to form first gate electrodes 58, 58 of the read transistor 54 and the reset transistor 55, and a first CVD silicon oxide film is formed around the first gate electrodes 58, 58 by a known method. A sidewall 59 is formed.

【0044】次に、上記P型エピタキシャル層52にお
ける読み出しトランジスタ54及びリセットトランジス
タ55の形成領域に、40keV〜90keVで1E+15
cm-2〜5E+15cm-2程度の砥素をイオン注入して、ソ
ース・ドレインとなる第1高濃度不純物領域60,60を
形成する。その後に、P型エピタキシャル層52の表面
における素子分離膜53と読み出しトランジスタ54の
第1チャネル領域56との間のフォトダイオード61の
形成領域に、100keV〜200keVで1E+12cm-2
〜1E+14cm-2程度の燐をイオン注入して、N領域
62を形成する。さらに、20keV〜50keVで1E+
13cm-2〜1E+15cm-2程度の弗化ホウ素(BF2)をイ
オン注入して、N領域62の表面にP領域63を形
成する。尚、64は、チャネルストッパー領域である。
Next, 1E + 15 at 40 keV to 90 keV is applied to the formation region of the read transistor 54 and the reset transistor 55 in the P-type epitaxial layer 52.
The first high-concentration impurity regions 60 serving as the source / drain are formed by ion-implanting a grinding element of about cm −2 to 5E + 15 cm −2 . Thereafter, a region of the photodiode 61 between the element isolation film 53 and the first channel region 56 of the read transistor 54 on the surface of the P-type epitaxial layer 52 is applied with 1E + 12 cm −2 at 100 keV to 200 keV.
The N region 62 is formed by ion implantation of phosphorus of about 1E + 14 cm −2 . Further, 1E + at 20 keV to 50 keV
Boron fluoride (BF 2 ) of about 13 cm −2 to 1E + 15 cm −2 is ion-implanted to form a P + region 63 on the surface of the N region 62. Incidentally, 64 is a channel stopper region.

【0045】次に、図4に示すように、全面に層間絶縁
膜65として100nm〜300nm程度の膜厚で第2のC
VD酸化シリコン膜を形成する。そうした後、増幅トラ
ンジスタ66と選択トランジスタ67との活性層となる
半導体層68として、CVD法によってアモルファスシ
リコンを30nm〜70nm程度の膜厚で堆積し、拡散炉を
用いた550℃〜620℃の窒素中でのアニール或いは
レーザーアニールによってポリシリコン層とする。そし
て、フォトエッチによって読み出しトランジスタ54お
よびリセットトランジスタ55の上に位置する領域を残
して除去し、半導体層(活性層)68を形成する。この半
導体層68にはトランジスタの閾値に対応した不純物ド
ーピングを行うが、その場合の不純物ドーピングは、イ
オン注入を用いたり、アモルファスシリコンの堆積時に
In‐situドープを用いることによって行う。そして、例
えば1E+17個/cm3〜5E+17個/cm3程度のホウ素
が含まれる不純物濃度である第2チャネル領域68a
を、半導体層68内に形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a second C film having a thickness of about 100 to 300 nm is formed on the entire surface as an interlayer insulating film 65.
A VD silicon oxide film is formed. After that, amorphous silicon is deposited in a thickness of about 30 nm to 70 nm by a CVD method as a semiconductor layer 68 to be an active layer of the amplification transistor 66 and the selection transistor 67, and nitrogen at 550 ° C. to 620 ° C. using a diffusion furnace. A polysilicon layer is formed by annealing in the inside or laser annealing. Then, the semiconductor layer (active layer) 68 is formed by photoetching, leaving a region located above the read transistor 54 and the reset transistor 55. The semiconductor layer 68 is doped with impurities corresponding to the threshold value of the transistor. In this case, the impurity doping is performed by using ion implantation or by depositing amorphous silicon.
This is performed by using in-situ doping. The second channel region 68a has an impurity concentration of, for example, about 1E + 17 / cm 3 to 5E + 17 / cm 3.
Is formed in the semiconductor layer 68.

【0046】その後、上記第2チャネル領域68aを含
む半導体層68の表面上を被覆するように、20nm〜5
0nm程度の膜厚で第3のCVD酸化シリコン膜を堆積し
て第2ゲート絶縁膜69を形成する。その際に、第2ゲ
ート絶縁膜69とポリシリコンとの界面準位密度を低減
する目的で、上記第3CVD酸化シリコン膜を堆積する
前に、ポリシリコンでなる半導体層68の表面を4nm〜
10nm程度酸化して、第2ゲート絶縁膜69の一部とし
ても差し支えない。次に、100nm〜150nm程度の膜
厚で第2のポリシリコンを堆積した後、イオン注入によ
って1E+15cm-2〜1E+16cm-2程度の燐を上記
第2のポリシリコンが1E+20個/cm3〜5E+20個
/cm3程度の不純物濃度になるようにドーピングする。そ
うした後に、上記第2のポリシリコンに対してフォトエ
ッチを行って第2ゲート電極70,70を形成する。
Thereafter, a thickness of 20 nm to 5 nm is applied to cover the surface of the semiconductor layer 68 including the second channel region 68a.
A third gate oxide film 69 is formed by depositing a third CVD silicon oxide film with a thickness of about 0 nm. At this time, in order to reduce the interface state density between the second gate insulating film 69 and the polysilicon, before depositing the third CVD silicon oxide film, the surface of the semiconductor layer 68 made of polysilicon is reduced to 4 nm or more.
Oxidation of about 10 nm may be used as a part of the second gate insulating film 69. Then, after depositing a second polysilicon to a thickness of about 100 nm to 150 nm, the second polysilicon above the phosphorus of about 1E + 15cm -2 ~1E + 16cm -2 by ion implantation 1E + 20 atoms / cm 3 ~5E + 20 pieces
The impurity is doped to have an impurity concentration of about / cm 3 . After that, the second polysilicon is photoetched to form second gate electrodes 70,70.

【0047】次に、上記第2ゲート電極70,70をマ
スクとして、半導体層68内に1E+13cm−2〜1E
+14cm−2程度の燐をイオン注入して、半導体層68
内に、第2チャネル領域68aに隣接して低濃度不純物
領域68bを形成する。
Next, using the second gate electrodes 70, 70 as a mask, 1E + 13 cm −2 to 1E
About 14 cm −2 of phosphorus is ion-implanted to form a semiconductor layer 68.
Inside, a low-concentration impurity region 68b is formed adjacent to the second channel region 68a.

【0048】次に、図5に示すように、上記増幅トラン
ジスタ66と選択トランジスタ67とのドレイン領域と
なる一方の側の低濃度不純物領域68bにフォトレジス
トによってマスク(図示せず)を形成した後、半導体層6
8内に1E+14cm−2〜1E+15cm−2程度の燐をイ
オン注入して、半導体層68内に、第2チャネル領域6
8aに隣接してソース領域となる第2高濃度不純物領域
68cを形成する。こうすることによって、低濃度不純
物領域68bをトランジスタ66,67のドレイン領域側
に自己整合的に形成することができるのである。尚、上
記低濃度不純物領域68bおよび第2高濃度不純物領域
68cの形成には、上記燐の代わりに砒素等のN型のド
ーパントとなる不純物を用いてもよい。また、低濃度不
純物領域68bに関しては、所望のトランジスタ等の特
性に対応じて適宜形成すればよい。
Next, as shown in FIG. 5, after forming a mask (not shown) with a photoresist on the low concentration impurity region 68b on one side which is to be the drain region of the amplification transistor 66 and the selection transistor 67, , Semiconductor layer 6
8 is ion-implanted with phosphorus of about 1E + 14 cm −2 to 1E + 15 cm −2 , and the second channel region 6 is formed in the semiconductor layer 68.
A second high-concentration impurity region 68c serving as a source region is formed adjacent to 8a. Thus, the low-concentration impurity region 68b can be formed in a self-aligned manner on the drain region side of the transistors 66 and 67. In forming the low-concentration impurity region 68b and the second high-concentration impurity region 68c, an impurity serving as an N-type dopant such as arsenic may be used instead of the phosphorus. Further, the low-concentration impurity region 68b may be appropriately formed according to the characteristics of a desired transistor or the like.

【0049】次に、上記増幅トランジスタ66及び選択
トランジスタ67上を含む全面に、第4のCVD酸化シ
リコン膜71を500nm〜1000nm程度の膜厚で積層
して平坦化する。そうした後に、酸化シリコン膜71に
コンタクトホール72を開口し、全面にアルミニウム等
の金属層を積層した後フォトエッチを行って配線73を
形成する。
Next, a fourth CVD silicon oxide film 71 having a thickness of about 500 nm to 1000 nm is planarized over the entire surface including the above-mentioned amplification transistor 66 and the selection transistor 67. After that, a contact hole 72 is opened in the silicon oxide film 71, a metal layer such as aluminum is laminated on the entire surface, and then photoetching is performed to form a wiring 73.

【0050】以上のようにして、単位画素部において、
増幅トランジスタ66と選択トランジスタ67とが、層
間絶縁膜65を介して読み出しトランジスタ54とリセ
ットトランジスタ55との上に積み重ねて配置された構
造を有するCMOSイメージセンサが形成される。
As described above, in the unit pixel portion,
A CMOS image sensor having a structure in which the amplification transistor 66 and the selection transistor 67 are stacked on the reading transistor 54 and the reset transistor 55 via the interlayer insulating film 65 is formed.

【0051】上述したように、本実施の形態において
は、単位画素部において、増幅トランジスタ26,66
および選択トランジスタ28,67を、層間絶縁膜37,
65を介して読み出しトランジスタ24,54及びリセ
ットトランジスタ22,55の上に積み重ねて配置して
いる。したがって、所定のデザインルールを適用した場
合に、素子分離膜32,53と読み出しトランジスタ2
4,54との間の領域を、図6に示すように読み出しト
ランジスタ4,リセットトランジスタ7,増幅トランジス
タ5および選択トランジスタ6を同一層に配置した従来
のCMOSイメージセンサよりも広くすることができ
る。その結果、素子分離膜32,53と読み出しトラン
ジスタ24,54との間に形成されるフォトダイオード
25,61の領域を広くすることができ、感度を向上さ
せることができるのである。
As described above, in the present embodiment, the amplification transistors 26 and 66 are provided in the unit pixel portion.
And the select transistors 28 and 67 are connected to the interlayer insulating film 37,
It is arranged so as to be stacked on the read transistors 24 and 54 and the reset transistors 22 and 55 via 65. Therefore, when a predetermined design rule is applied, the element isolation films 32 and 53 and the read transistor 2
4 and 54 can be made wider than a conventional CMOS image sensor in which the read transistor 4, reset transistor 7, amplification transistor 5, and selection transistor 6 are arranged in the same layer as shown in FIG. As a result, the areas of the photodiodes 25 and 61 formed between the element isolation films 32 and 53 and the read transistors 24 and 54 can be widened, and the sensitivity can be improved.

【0052】すなわち、本実施の形態によれば、従来の
CMOSイメージセンサと同じデザインルールを適用す
るのであれば、トランジスタ領域の占有面積を低減して
フォトダイオードの占有面積を増加させることができ、
光感度特性を改善することができる。また、従来のCM
OSイメージセンサと同じ光感度特性を得るのであれ
ば、集積度を上げることができるのである。
That is, according to the present embodiment, if the same design rule as that of the conventional CMOS image sensor is applied, the area occupied by the transistor region can be reduced and the area occupied by the photodiode can be increased.
Light sensitivity characteristics can be improved. In addition, conventional CM
If the same light sensitivity characteristic as that of the OS image sensor is obtained, the degree of integration can be increased.

【0053】また、本実施の形態においては、上記増幅
トランジスタ26,66および選択トランジスタ28,6
7のソース・ドレイン領域は、下段に位置する読み出し
トランジスタ24,54およびリセットトランジスタ2
2,55の存在によって生ずる層間絶縁膜37,65の段
差における傾斜部に形成されている。したがって、上記
ソース・ドレイン領域と第2チャネル領域38a,68aと
の境界部の電解集中が緩和され易いという効果がある。
In this embodiment, the amplification transistors 26 and 66 and the selection transistors 28 and 6 are used.
The source / drain region 7 is composed of read transistors 24 and 54 and a reset transistor 2 located at the lower stage.
The interlayer insulating films 37, 65 formed by the presence of 2,55 are formed in the inclined portions at the steps. Therefore, there is an effect that the electrolytic concentration at the boundary between the source / drain region and the second channel region 38a, 68a is easily alleviated.

【0054】尚、上記4つのトランジスタのレイアウト
については、上下や組み合わせ等は必要に応じて自由に
設定することが可能である。すなわち、上記実施の形態
におけるフォトダイオード25,61はP/N/P接合型
であるが、N/P接合型であっても構わない。その場合
には、読み出しトランジスタ24,54を省略すること
が可能になる。つまり、この発明においては、単位画素
内に少なくとも3つのトランジスタを積層させた構造を
取ればよいのである。
The layout of the above-mentioned four transistors can be freely set up and down or in combination as needed. That is, although the photodiodes 25 and 61 in the above embodiment are of the P / N / P junction type, they may be of the N / P junction type. In that case, the reading transistors 24 and 54 can be omitted. That is, in the present invention, a structure in which at least three transistors are stacked in a unit pixel may be used.

【0055】上記実施の形態においては、この発明の好
ましい例を示したが、この発明は上記実施の形態に限定
されるものではなく、適宜変形しても構わない。例え
ば、上下のトランジスタを接続するコンタクトホールの
形成や、ポリシリコンからなる活性層38,68を有す
る薄膜トランジスタ26,66;28,67のスイッチン
グ特性を改善するための水素雰囲気中でのアニールや、
結晶欠陥等に起因した接合リークを抑制するためのイオ
ン注入後の窒素雰囲気中でのアニール等を追加すること
ができる。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment and may be modified as appropriate. For example, formation of contact holes connecting the upper and lower transistors, annealing in a hydrogen atmosphere to improve the switching characteristics of the thin film transistors 26, 66; 28, 67 having the active layers 38, 68 made of polysilicon,
Annealing in a nitrogen atmosphere after ion implantation for suppressing junction leakage due to crystal defects or the like can be added.

【0056】[0056]

【発明の効果】以上より明らかなように、第1の発明の
イメージセンサは、光電変換素子によって発生した信号
電荷の選択,増幅およびリセットを行う少なくとも3つ
のトランジスタを、上記半導体基板上に形成された下層
のトランジスタと、この下層のトランジスタ上に層間絶
縁膜を介して積層された半導体層に形成された上層のト
ランジスタとの二層構造に成したので、従来のイメージ
センサと同じデザインルールを適用すれば、トランジス
タ領域の占有面積を低減して光電変換素子の占有面積を
増加することができ、光感度特性を改善することができ
る。あるいは、従来のイメージセンサと同じ光感度特性
を得るのであれば、集積度を向上することができる。
As apparent from the above description, the image sensor according to the first aspect of the present invention has at least three transistors for selecting, amplifying and resetting signal charges generated by a photoelectric conversion element, formed on the semiconductor substrate. The same design rules as the conventional image sensor are applied because the transistor has a two-layer structure consisting of a lower-layer transistor and an upper-layer transistor formed on a semiconductor layer stacked on the lower-layer transistor via an interlayer insulating film. Then, the area occupied by the transistor region can be reduced, the area occupied by the photoelectric conversion element can be increased, and the light sensitivity characteristics can be improved. Alternatively, if the same light sensitivity characteristics as those of a conventional image sensor are obtained, the degree of integration can be improved.

【0057】また、第1の実施例のイメージセンサは、
上記下層のトランジスタは、上記半導体基板表面上に形
成された第1チャネル領域と、上記第1チャネル領域を
含む上記半導体基板上に形成された第1ゲート絶縁膜
と、上記第1ゲート絶縁膜上に形成された第1ゲート電
極と、上記第1チャネル領域に隣接して上記半導体基板
に形成された第1高濃度不純物領域を有しており、上記
上層のトランジスタは、上記半導体層に形成された第2
チャネル領域と、上記第2チャネル領域を含む上記半導
体層上に形成された第2ゲート絶縁膜と、上記第2ゲー
ト絶縁膜上に形成された第2ゲート電極と、上記第2チ
ャネル領域に隣接して上記半導体層に形成された第2高
濃度不純物領域を有しているので、上記二層構造を有す
るトランジスタを、従来からの成膜技術,ドーピング技
術およびフォトエッチング技術等によって簡単に形成す
ることができる。
The image sensor of the first embodiment is
The lower layer transistor includes a first channel region formed on the semiconductor substrate surface, a first gate insulating film formed on the semiconductor substrate including the first channel region, and a first gate insulating film formed on the first gate insulating film. And a first high-concentration impurity region formed in the semiconductor substrate adjacent to the first channel region. The upper transistor is formed in the semiconductor layer. The second
A channel region, a second gate insulating film formed on the semiconductor layer including the second channel region, a second gate electrode formed on the second gate insulating film, adjacent to the second channel region. Then, since the semiconductor layer has the second high-concentration impurity region formed in the semiconductor layer, the transistor having the two-layer structure can be easily formed by a conventional film forming technique, doping technique, photo etching technique, or the like. be able to.

【0058】また、第2の実施例のイメージセンサは、
上記フォトダイオードを、上記半導体基板の表面に形成
されて基板界面を空乏化させない高濃度不純物層から成
る第1導電層と、上記第1導電層の直下に形成された上
記第1導電層とは異なる導電型の第2導電層と、上記第
2導電層の直下に形成された第1導電層と同じ導電型の
第3導電層で構成したので、上記半導体基板表面に存在
する欠陥準位からの発生電流がフォトダイオードに流れ
込むことを防止して、白傷等の欠陥を低減できる。
The image sensor according to the second embodiment has
A first conductive layer formed of a high-concentration impurity layer formed on a surface of the semiconductor substrate and not depleting a substrate interface; and the first conductive layer formed immediately below the first conductive layer. Since it is composed of a second conductive layer of a different conductivity type and a third conductive layer of the same conductivity type as the first conductive layer formed immediately below the second conductive layer, the second conductive layer is formed from a defect level existing on the surface of the semiconductor substrate. Can be prevented from flowing into the photodiode, and defects such as white scratches can be reduced.

【0059】また、第2の発明のイメージセンサの製造
方法は、半導体基板上に、第1チャネル領域,第1ゲー
ト絶縁膜,第1ゲート電極および第1高濃度不純物領域
を形成し、上記第1ゲート電極を含む上記半導体基板上
に層間絶縁膜を介して半導体層を形成し、この半導体層
に、第2チャネル領域,第2ゲート絶縁膜,第2ゲート電
極および第2高濃度不純物領域を形成するので、光電変
換素子によって発生した信号電荷の選択,増幅およびリ
セットを行うトランジスタを、上記半導体基板上に形成
された下層のトランジスタとこの下層のトランジスタ上
に形成された上層のトランジスタとの二層構造にでき
る。
Further, in the method of manufacturing an image sensor according to the second invention, a first channel region, a first gate insulating film, a first gate electrode, and a first high-concentration impurity region are formed on a semiconductor substrate. A semiconductor layer is formed on the semiconductor substrate including the one gate electrode via an interlayer insulating film, and a second channel region, a second gate insulating film, a second gate electrode, and a second high-concentration impurity region are formed on the semiconductor layer. Therefore, a transistor for selecting, amplifying, and resetting the signal charge generated by the photoelectric conversion element is divided into a lower transistor formed on the semiconductor substrate and an upper transistor formed on the lower transistor. Can have a layered structure.

【0060】したがって、従来のイメージセンサと同じ
デザインルールを適用すれば、トランジスタ領域の占有
面積を低減して光電変換素子の占有面積を増加すること
ができ、光感度特性を改善することができる。あるい
は、従来のイメージセンサと同じ光感度特性を得るので
あれば、集積度を向上することができる。
Therefore, if the same design rule as that of the conventional image sensor is applied, the area occupied by the transistor region can be reduced, the area occupied by the photoelectric conversion element can be increased, and the light sensitivity characteristics can be improved. Alternatively, if the same light sensitivity characteristics as those of a conventional image sensor are obtained, the degree of integration can be improved.

【0061】さらに、上記上層のトランジスタの第2チ
ャネル領域および第2高濃度不純物領域を、上記下層の
トランジスタ上に層間絶縁膜を介して積層された上記半
導体層に形成するので、二層構造のトランジスタを従来
からの成膜技術,ドーピング技術およびフォトエッチン
グ技術等によって簡単に形成することができる。
Further, since the second channel region and the second high-concentration impurity region of the upper transistor are formed in the semiconductor layer laminated on the lower transistor via an interlayer insulating film, a two-layer structure is provided. The transistor can be easily formed by a conventional film forming technique, doping technique, photo etching technique and the like.

【0062】また、第3の実施例のイメージセンサの製
造方法は、上記半導体層への上記第2高濃度不純物領域
の形成を上記第2ゲート電極に対して自己整合的に行
い、第4の実施例のイメージセンサの製造方法は、上記
第2チャネル領域の少なくとも一側端に隣接して、上記
半導体層に上記第2ゲート電極に対して自己整合的に低
濃度不純物領域を形成するので、上記第2高濃度不純物
領域や低濃度不純物領域の形成に比較的簡便な手法を用
いることによって、微細化に容易に対処することができ
る。
In the method of manufacturing an image sensor according to the third embodiment, the second high-concentration impurity region is formed in the semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the second gate electrode. In the method of manufacturing an image sensor according to the embodiment, a low-concentration impurity region is formed in the semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the second gate electrode, at least adjacent to at least one side end of the second channel region. By using a relatively simple method for forming the second high-concentration impurity region and the low-concentration impurity region, it is possible to easily cope with miniaturization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明のイメージセンサとしてのCMOS
イメージセンサにおける単位画素部の断面図である。
FIG. 1 shows a CMOS as an image sensor according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a unit pixel unit in the image sensor.

【図2】 図1に示す単位画素部の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a unit pixel unit shown in FIG.

【図3】 図1に示すCMOSイメージセンサのある製
造過程における断面図である。
3 is a cross-sectional view of the CMOS image sensor shown in FIG. 1 in a certain manufacturing process.

【図4】 図3に続く製造過程における断面図である。FIG. 4 is a sectional view in the manufacturing process following FIG. 3;

【図5】 図4に続く製造過程における断面図である。FIG. 5 is a sectional view in the manufacturing process following FIG. 4;

【図6】 従来のCMOSイメージセンサにおける単位
画素部の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a unit pixel portion in a conventional CMOS image sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

22,55…リセットトランジスタ、 23…ドレイン線、 24,54…読み出しトランジスタ、 25,61…フォトダイオード、 26,66…増幅トランジスタ、 28,67…選択トランジスタ、 29…信号線、 31…半導体基板、 32…素子分離用絶縁膜、 33,56…第1チャネル領域、 34,57…第1ゲート絶縁膜、 35,58…第1ゲート電極、 36,60…第1高濃度不純物領域、 37,65…層間絶縁膜、 38,68…半導体層、 38a,68a…第2チャネル領域、 38b,68c…第2高濃度不純物領域、 39,69…第2ゲート絶縁膜、 40,70…第2ゲート電極、 51…Pシリコン基板、 52…P型エピタキシャル層、 53…素子分離膜、 59…サイドウォール、 62…N領域、 63…P領域、 68b…低濃度不純物領域、 71…酸化シリコン膜、 72…コンタクトホール、 73…配線。22, 55 ... reset transistor, 23 ... drain line, 24, 54 ... readout transistor, 25, 61 ... photodiode, 26, 66 ... amplification transistor, 28, 67 ... selection transistor, 29 ... signal line, 31 ... semiconductor substrate, 32: insulating film for element isolation, 33, 56: first channel region, 34, 57: first gate insulating film, 35, 58: first gate electrode, 36, 60: first high-concentration impurity region, 37, 65 ... interlayer insulating film, 38,68 ... semiconductor layer, 38a, 68a ... second channel region, 38b, 68c ... second high concentration impurity region, 39,69 ... second gate insulating film, 40,70 ... second gate electrode , 51 ... P + silicon substrate, 52 ... P-type epitaxial layer, 53 ... isolation layer, 59 ... side wall, 62 ... N - region, 63 ... P + regions, 68b ... low concentration impurity Frequency, 71 ... silicon oxide film, 72 ... contact hole 73 ... wiring.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA01 AA05 AA10 AB01 BA05 BA14 BA30 CA04 CB01 CB02 EA07 EA20 FA06 FA27 FA28 FA34 FA42 FA46 FB13 5F048 AB10 AC10 BA01 BA16 BB07 BF02 BG01 BG12 BH07 CB01 DA25 5F049 MA02 MB03 MB12 NA01 NB03 NB05 PA10 RA04 RA08 SS03 SS04  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M118 AA01 AA05 AA10 AB01 BA05 BA14 BA30 CA04 CB01 CB02 EA07 EA20 FA06 FA27 FA28 FA34 FA42 FA46 FB13 5F048 AB10 AC10 BA01 BA16 BB07 BF02 BG01 BG12 BH07 CB01 DA25 MB03 MB01 NB05 PA10 RA04 RA08 SS03 SS04

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に形成された光電変換素子
とこの光電変換素子によって発生した信号電荷の選択,
増幅およびリセットを行う少なくとも3つのトランジス
タとを単位画素とするイメージセンサにおいて、 上記トランジスタは、上記半導体基板上に形成された下
層のトランジスタと、この下層のトランジスタ上に層間
絶縁膜を介して積層された半導体層に形成された上層の
トランジスタとの二層構造になっていることを特徴とす
るイメージセンサ。
A photoelectric conversion element formed on a semiconductor substrate and a signal charge generated by the photoelectric conversion element;
In an image sensor having at least three transistors for performing amplification and reset as a unit pixel, the transistor is laminated on a lower transistor formed on the semiconductor substrate via an interlayer insulating film on the lower transistor. An image sensor having a two-layer structure with an upper transistor formed in a semiconductor layer.
【請求項2】 請求項1に記載のイメージセンサにおい
て、 上記上層のトランジスタは増幅トランジスタおよび選択
トランジスタであり、上記下層のトランジスタはリセッ
トトランジスタであることを特徴とするイメージセン
サ。
2. The image sensor according to claim 1, wherein the upper transistor is an amplification transistor and a selection transistor, and the lower transistor is a reset transistor.
【請求項3】 請求項2に記載のイメージセンサにおい
て、 上記下層のトランジスタとして、読み出しトランジスタ
を加えたことを特徴とするイメージセンサ。
3. The image sensor according to claim 2, wherein a readout transistor is added as the lower layer transistor.
【請求項4】 請求項1に記載のイメージセンサにおい
て、 上記半導体基板上には上記単位画素間を分離するための
素子分離領域が形成されており、 上記下層のトランジスタは、上記半導体基板表面上に形
成された第1チャネル領域と、上記第1チャネル領域を
含む上記半導体基板上に形成された第1ゲート絶縁膜
と、上記第1ゲート絶縁膜上に形成された第1ゲート電
極と、上記第1チャネル領域に隣接して上記半導体基板
に形成された第1高濃度不純物領域を有しており、 上記上層のトランジスタは、上記半導体層に形成された
第2チャネル領域と、上記第2チャネル領域を含む上記
半導体層上に形成された第2ゲート絶縁膜と、上記第2
ゲート絶縁膜上に形成された第2ゲート電極と、上記第
2チャネル領域に隣接して上記半導体層に形成された第
2高濃度不純物領域を有しており、 上記光電変換素子は、上記半導体基板上に形成された少
なくとも第1導電型と第2導電型との接合部で成るフォ
トダイオードであることを特徴とするイメージセンサ。
4. The image sensor according to claim 1, wherein an element isolation region for separating the unit pixels is formed on the semiconductor substrate, and the lower transistor is formed on the surface of the semiconductor substrate. A first channel region formed on the first substrate, a first gate insulating film formed on the semiconductor substrate including the first channel region, a first gate electrode formed on the first gate insulating film, A first high-concentration impurity region formed in the semiconductor substrate adjacent to the first channel region, wherein the upper transistor includes a second channel region formed in the semiconductor layer; A second gate insulating film formed on the semiconductor layer including the region,
A second gate electrode formed on a gate insulating film; and a second high-concentration impurity region formed in the semiconductor layer adjacent to the second channel region. An image sensor comprising a photodiode formed on a substrate and having at least a junction of a first conductivity type and a second conductivity type.
【請求項5】 請求項4に記載のイメージセンサにおい
て、 上記第1チャネル領域における少なくとも一側端に隣接
して上記半導体基板に形成された低濃度不純物領域を備
えたことを特徴とするイメージセンサ。
5. The image sensor according to claim 4, further comprising a low-concentration impurity region formed in said semiconductor substrate adjacent to at least one side end of said first channel region. .
【請求項6】 請求項4に記載のイメージセンサにおい
て、 上記第2チャネル領域における少なくとも一側端に隣接
して上記半導体層に形成された低濃度不純物領域を備え
たことを特徴とするイメージセンサ。
6. The image sensor according to claim 4, further comprising a low-concentration impurity region formed in said semiconductor layer adjacent to at least one side end of said second channel region. .
【請求項7】 請求項4に記載のイメージセンサにおい
て、 上記フォトダイオードは、 上記半導体基板の表面に形成されて基板界面を空乏化さ
せない高濃度不純物層から成る第1導電層と、 上記第1導電層の直下に形成された上記第1導電層とは
異なる導電型の第2導電層と、 上記第2導電層の直下に形成された第1導電層と同じ導
電型の第3導電層で構成されていることを特徴とするイ
メージセンサ。
7. The image sensor according to claim 4, wherein the photodiode is formed on a surface of the semiconductor substrate and includes a first conductive layer including a high-concentration impurity layer that does not deplete a substrate interface; A second conductive layer having a different conductivity type from the first conductive layer formed immediately below the conductive layer; and a third conductive layer having the same conductivity type as the first conductive layer formed immediately below the second conductive layer. An image sensor, comprising:
【請求項8】 半導体基板表面上に絶縁膜から成る素子
分離領域を形成する工程と、 上記半導体基板上に第1チャネル領域を形成する工程
と、 上記第1チャネル領域を含む半導体基板上に第1ゲート
絶縁膜を形成する工程と、 上記第1ゲート絶縁膜上に第1ゲート電極を形成する工
程と、 上記第1チャネル領域に隣接して上記半導体基板に第1
高濃度不純物領域を形成する工程と、 上記第1ゲート電極を含む上記半導体基板上に、層間絶
縁膜を介して半導体層を形成する工程と、 上記半導体層に第2チャネル領域を形成する工程と、 上記第2チャネル領域を含む上記半導体層上に第2ゲー
ト絶縁膜を形成する工程と、 上記第2ゲート絶縁膜上に第2ゲート電極を形成する工
程と、 上記第2チャネル領域に隣接して上記半導体層に第2高
濃度不純物領域を形成する工程を含むことを特徴とする
イメージセンサの製造方法。
8. A step of forming an element isolation region made of an insulating film on a surface of the semiconductor substrate, a step of forming a first channel region on the semiconductor substrate, and a step of forming a first channel region on the semiconductor substrate including the first channel region. Forming a first gate insulating film; forming a first gate electrode on the first gate insulating film; forming a first gate electrode on the semiconductor substrate adjacent to the first channel region;
Forming a high concentration impurity region, forming a semiconductor layer on the semiconductor substrate including the first gate electrode via an interlayer insulating film, and forming a second channel region in the semiconductor layer. Forming a second gate insulating film on the semiconductor layer including the second channel region, forming a second gate electrode on the second gate insulating film, adjoining the second channel region; Forming a second high-concentration impurity region in the semiconductor layer by the method described above.
【請求項9】 請求項8に記載のイメージセンサの製造
方法において、 少なくとも第1導電型と第2導電型との接合部よりなる
フォトダイオードを上記半導体基板表面に形成する工程
を含んでいることを特徴とするイメージセンサの製造方
法。
9. The method for manufacturing an image sensor according to claim 8, further comprising a step of forming a photodiode having at least a junction between the first conductivity type and the second conductivity type on the surface of the semiconductor substrate. A method for manufacturing an image sensor, comprising:
【請求項10】 請求項8に記載のイメージセンサの製
造方法において、 上記半導体層を形成する工程は、上記層間絶縁膜上にア
モルファスシリコン層を堆積した後に、拡散炉による窒
素雰囲気中での固相成長によって結晶化させる工程を含
んでいることを特徴とするイメージセンサの製造方法。
10. The method for manufacturing an image sensor according to claim 8, wherein the step of forming the semiconductor layer comprises: depositing an amorphous silicon layer on the interlayer insulating film; A method for manufacturing an image sensor, comprising a step of crystallizing by phase growth.
【請求項11】 請求項8に記載のイメージセンサの製
造方法において、 上記半導体層を形成する工程は、上記層間絶縁膜上にア
モルファスシリコン層を堆積した後にレーザーアニール
によって結晶化させる工程を含んでいることを特徴とす
るイメージセンサの製造方法。
11. The method for manufacturing an image sensor according to claim 8, wherein the step of forming the semiconductor layer includes a step of depositing an amorphous silicon layer on the interlayer insulating film and then crystallizing the layer by laser annealing. A method of manufacturing an image sensor.
【請求項12】 請求項8に記載のイメージセンサの製
造方法において、 上記半導体層への上記第2高濃度不純物領域の形成は、
上記第2ゲート電極に対して自己整合的に行うことを特
徴とするイメージセンサの製造方法。
12. The method for manufacturing an image sensor according to claim 8, wherein forming the second high-concentration impurity region in the semiconductor layer comprises:
A method for manufacturing an image sensor, wherein the method is performed in a self-aligned manner with respect to the second gate electrode.
【請求項13】 請求項8に記載のイメージセンサの製
造方法において、 上記第2チャネル領域の少なくとも一側端に隣接して、
上記半導体層に、上記第2ゲート電極に対して自己整合
的に低濃度不純物領域を形成する工程を含むことを特徴
とするイメージセンサの製造方法。
13. The method for manufacturing an image sensor according to claim 8, wherein at least one side edge of the second channel region is adjacent to the second channel region.
Forming a low-concentration impurity region in the semiconductor layer in a self-aligned manner with respect to the second gate electrode.
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