JP2002368204A - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法Info
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- JP2002368204A JP2002368204A JP2001173703A JP2001173703A JP2002368204A JP 2002368204 A JP2002368204 A JP 2002368204A JP 2001173703 A JP2001173703 A JP 2001173703A JP 2001173703 A JP2001173703 A JP 2001173703A JP 2002368204 A JP2002368204 A JP 2002368204A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトセンサのポテンシャルを深くすること
なく、ＣＣＤ転送レジスタへのブルーミングを防止す
る。 【解決手段】 ＣＣＤイメージセンサの垂直ＣＣＤ転送
レジスタ１２とフォトセンサ１３の間の読み出しゲート
部の下層に、ブルーミングストッパ部１７０を設ける。
ブルーミングストッパ部１７０は、基板表面より一定の
深さの領域を局部的にＰ型不純物濃度を高くしてポテン
シャルを浅く形成したものであり、ボロンのイオン注入
により形成する。このようなブルーミングストッパ部１
７０により、その上層領域では、フォトセンサ１３から
垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２に信号電荷が流れる読み出
しゲート部としての領域を確保するとともに、その下層
領域においてはフォトセンサ１３のＮ層１３１の深部で
溢れた信号電荷が垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２側に漏洩
するのを阻止する。
なく、ＣＣＤ転送レジスタへのブルーミングを防止す
る。 【解決手段】 ＣＣＤイメージセンサの垂直ＣＣＤ転送
レジスタ１２とフォトセンサ１３の間の読み出しゲート
部の下層に、ブルーミングストッパ部１７０を設ける。
ブルーミングストッパ部１７０は、基板表面より一定の
深さの領域を局部的にＰ型不純物濃度を高くしてポテン
シャルを浅く形成したものであり、ボロンのイオン注入
により形成する。このようなブルーミングストッパ部１
７０により、その上層領域では、フォトセンサ１３から
垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２に信号電荷が流れる読み出
しゲート部としての領域を確保するとともに、その下層
領域においてはフォトセンサ１３のＮ層１３１の深部で
溢れた信号電荷が垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２側に漏洩
するのを阻止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像画素を構成す
るフォトセンサから信号電荷転送用のＣＣＤ転送レジス
タに信号電荷が不正に漏洩するブルーミングを防止する
ための固体撮像素子及びその製造方法に関する。
るフォトセンサから信号電荷転送用のＣＣＤ転送レジス
タに信号電荷が不正に漏洩するブルーミングを防止する
ための固体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、ＣＣＤを用いた１次元リニア
センサや２次元イメージセンサといった各種の固体撮像
素子が提供されている。この固体撮像素子は、半導体基
板の素子領域に、撮像画素を構成する複数のフォトセン
サと、この複数のフォトセンサによって蓄積された信号
電荷を読み出しゲート部を介して読み出し、一方向に転
送するＣＣＤ転送レジスタとを設けたものである。ま
た、半導体基板の上面には、ＣＣＤ転送レジスタの上層
領域に転送電極が設けられており、その上層に遮光膜等
が配置されている。この遮光膜には、フォトセンサに対
応する開口部が形成されており、この開口部より受光し
た光をフォトセンサの光電荷変換部によって信号電荷に
変換し、所定のタイミングで読み出しゲート部を介して
ＣＣＤ転送レジスタ側に読み出し、転送電極に印加され
る転送用クロックに基づいて転送動作を行なう。フォト
センサでは、光の受光量が大きくなると、余剰の電荷を
半導体基板の中層に設けたオーバーフローバリアを超え
て半導体基板側に排出するようになっている。
センサや２次元イメージセンサといった各種の固体撮像
素子が提供されている。この固体撮像素子は、半導体基
板の素子領域に、撮像画素を構成する複数のフォトセン
サと、この複数のフォトセンサによって蓄積された信号
電荷を読み出しゲート部を介して読み出し、一方向に転
送するＣＣＤ転送レジスタとを設けたものである。ま
た、半導体基板の上面には、ＣＣＤ転送レジスタの上層
領域に転送電極が設けられており、その上層に遮光膜等
が配置されている。この遮光膜には、フォトセンサに対
応する開口部が形成されており、この開口部より受光し
た光をフォトセンサの光電荷変換部によって信号電荷に
変換し、所定のタイミングで読み出しゲート部を介して
ＣＣＤ転送レジスタ側に読み出し、転送電極に印加され
る転送用クロックに基づいて転送動作を行なう。フォト
センサでは、光の受光量が大きくなると、余剰の電荷を
半導体基板の中層に設けたオーバーフローバリアを超え
て半導体基板側に排出するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な固体撮像素子においては、光の受光量が大きくなって
フォトセンサにおける蓄積電荷量が大きくなると、この
蓄積電荷の一部が不正に読み出しゲート部を超えてＣＣ
Ｄ転送レジスタ側に漏洩するブルーミング現象が生じる
ことが知られている。図５は、このようなブルーミング
現象を説明するための素子領域におけるポテンシャル分
布を示す説明図であり、横軸は撮像素子を構成する各要
素領域（図示の例では２次元イメージセンサのフォトセ
ンサ（フォトダイオード）、読み出しゲート部、垂直Ｃ
ＣＤレジスタ）を示し、縦軸は各要素領域のポテンシャ
ル電位を示している。図示のように、読み出しゲート部
とフォトダイオードの間でポテンシャルの差が小さいた
め、図中斜線で示すように、フォトダイオードにおける
蓄積電荷が大きいと、信号電荷の一部が垂直ＣＣＤレジ
スタ側に漏洩して、ブルーミングが発生する。
な固体撮像素子においては、光の受光量が大きくなって
フォトセンサにおける蓄積電荷量が大きくなると、この
蓄積電荷の一部が不正に読み出しゲート部を超えてＣＣ
Ｄ転送レジスタ側に漏洩するブルーミング現象が生じる
ことが知られている。図５は、このようなブルーミング
現象を説明するための素子領域におけるポテンシャル分
布を示す説明図であり、横軸は撮像素子を構成する各要
素領域（図示の例では２次元イメージセンサのフォトセ
ンサ（フォトダイオード）、読み出しゲート部、垂直Ｃ
ＣＤレジスタ）を示し、縦軸は各要素領域のポテンシャ
ル電位を示している。図示のように、読み出しゲート部
とフォトダイオードの間でポテンシャルの差が小さいた
め、図中斜線で示すように、フォトダイオードにおける
蓄積電荷が大きいと、信号電荷の一部が垂直ＣＣＤレジ
スタ側に漏洩して、ブルーミングが発生する。
【０００４】そこで、このようなブルーミングを防止す
るための方法として、図６に示すように、フォトセンサ
のポテンシャルを深くする方法がある。これは、フォト
センサの光電変換部となるＮ型ウエル領域を半導体基板
の深い位置まで形成することで実現できる。これによ
り、読み出しゲート部におけるポテンシャルレベルＲＧ
と、フォトセンサの反対側のポテンシャルレベルＰＳと
の間でブルーミングマージンａを得ることができる。ま
た、フォトセンサのポテンシャルを深くすることで、オ
ーバーフローバリアＯＦＢのポテンシャルが深くなり、
読み出しゲート部におけるポテンシャルレベルＲＧと、
オーバーフローバリアＯＦＢとの間でブルーミングマー
ジンｂを得ることができる。しかしながら、このように
フォトセンサのポテンシャルを深くすると、図６に示す
ように、白点現象Ｗが生じる画素が多くなるという問題
が生じる。
るための方法として、図６に示すように、フォトセンサ
のポテンシャルを深くする方法がある。これは、フォト
センサの光電変換部となるＮ型ウエル領域を半導体基板
の深い位置まで形成することで実現できる。これによ
り、読み出しゲート部におけるポテンシャルレベルＲＧ
と、フォトセンサの反対側のポテンシャルレベルＰＳと
の間でブルーミングマージンａを得ることができる。ま
た、フォトセンサのポテンシャルを深くすることで、オ
ーバーフローバリアＯＦＢのポテンシャルが深くなり、
読み出しゲート部におけるポテンシャルレベルＲＧと、
オーバーフローバリアＯＦＢとの間でブルーミングマー
ジンｂを得ることができる。しかしながら、このように
フォトセンサのポテンシャルを深くすると、図６に示す
ように、白点現象Ｗが生じる画素が多くなるという問題
が生じる。
【０００５】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、フォトセンサ
のポテンシャルを深くすることなく、ＣＣＤ転送レジス
タへのブルーミングを防止することが可能な固体撮像素
子及びその製造方法を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、フォトセンサ
のポテンシャルを深くすることなく、ＣＣＤ転送レジス
タへのブルーミングを防止することが可能な固体撮像素
子及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板内
に撮像画素を構成する複数のフォトセンサと、前記複数
のフォトセンサによって蓄積された信号電荷を読み出し
ゲート部を介して読み出し、一方向に転送するＣＣＤ転
送レジスタとを設けた固体撮像素子において、前記半導
体基板の読み出しゲート部の下層領域に、局部的に不純
物濃度を高くしてポテンシャルを浅く形成したブルーミ
ングストッパ部を設けたことを特徴とする。また本発明
は、半導体基板内に撮像画素を構成する複数のフォトセ
ンサと、前記複数のフォトセンサによって蓄積された信
号電荷を読み出しゲート部を介して読み出し、一方向に
転送するＣＣＤ転送レジスタとを設けた固体撮像素子の
製造方法において、前記半導体基板の読み出しゲート部
の下層領域に、局部的に不純物イオン注入を行なうこと
によりブルーミングストッパ部を形成することを特徴と
する。
に撮像画素を構成する複数のフォトセンサと、前記複数
のフォトセンサによって蓄積された信号電荷を読み出し
ゲート部を介して読み出し、一方向に転送するＣＣＤ転
送レジスタとを設けた固体撮像素子において、前記半導
体基板の読み出しゲート部の下層領域に、局部的に不純
物濃度を高くしてポテンシャルを浅く形成したブルーミ
ングストッパ部を設けたことを特徴とする。また本発明
は、半導体基板内に撮像画素を構成する複数のフォトセ
ンサと、前記複数のフォトセンサによって蓄積された信
号電荷を読み出しゲート部を介して読み出し、一方向に
転送するＣＣＤ転送レジスタとを設けた固体撮像素子の
製造方法において、前記半導体基板の読み出しゲート部
の下層領域に、局部的に不純物イオン注入を行なうこと
によりブルーミングストッパ部を形成することを特徴と
する。
【０００７】本発明による固体撮像素子では、半導体基
板のフォトセンサとＣＣＤ転送レジスタとの間に設けら
れる読み出しゲート部の下層領域に、局部的に不純物濃
度を高くしてポテンシャルを浅く形成したブルーミング
ストッパ部を設けたことから、フォトセンサのポテンシ
ャルを深くすることなく、ブルーミングストッパ部によ
ってＣＣＤ転送レジスタへのブルーミングを防止するこ
とが可能となり、固体撮像素子の画質を改善することが
できる。また本発明による固体撮像素子の製造方法で
は、半導体基板のフォトセンサとＣＣＤ転送レジスタと
の間に設けられる読み出しゲート部の下層領域に、局部
的にイオン注入を行なうことにより、不純物濃度を高く
してポテンシャルを浅く形成したブルーミングストッパ
部を形成することから、フォトセンサのポテンシャルを
深くすることなく、ブルーミングストッパ部によってＣ
ＣＤ転送レジスタへのブルーミングを防止することが可
能となり、固体撮像素子の画質を改善することができ
る。
板のフォトセンサとＣＣＤ転送レジスタとの間に設けら
れる読み出しゲート部の下層領域に、局部的に不純物濃
度を高くしてポテンシャルを浅く形成したブルーミング
ストッパ部を設けたことから、フォトセンサのポテンシ
ャルを深くすることなく、ブルーミングストッパ部によ
ってＣＣＤ転送レジスタへのブルーミングを防止するこ
とが可能となり、固体撮像素子の画質を改善することが
できる。また本発明による固体撮像素子の製造方法で
は、半導体基板のフォトセンサとＣＣＤ転送レジスタと
の間に設けられる読み出しゲート部の下層領域に、局部
的にイオン注入を行なうことにより、不純物濃度を高く
してポテンシャルを浅く形成したブルーミングストッパ
部を形成することから、フォトセンサのポテンシャルを
深くすることなく、ブルーミングストッパ部によってＣ
ＣＤ転送レジスタへのブルーミングを防止することが可
能となり、固体撮像素子の画質を改善することができ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施
の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ま
しい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以
下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がな
い限り、これらの態様に限定されないものとする。
て図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施
の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ま
しい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以
下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がな
い限り、これらの態様に限定されないものとする。
【０００９】図１は、本発明の第１の実施の形態による
固体撮像素子の層構造を示す部分断面図であり、図２
は、図１に示す固体撮像素子の画素配置を示す概略平面
図である。なお、図１に示す層構造は図２を示すＡ−Ａ
線の断面図である。この固体撮像素子は、インタライン
転送方式を用いた２次元ＣＣＤイメージセンサとして構
成されたものであり、図２に示すように、画素領域１１
の内側に、それぞれ撮像画素を構成する多数のフォトセ
ンサ１３をマトリクス状に配置し、各フォトセンサ１３
の各列に対応して垂直転送方向に多数の垂直ＣＣＤ転送
レジスタ１２を配置している。また、画素領域１１の外
側（周辺領域１６）には、各垂直ＣＣＤ転送レジスタ１
２と直交する状態で水平ＣＣＤ転送レジスタ１４が設け
られ、この水平ＣＣＤ転送レジスタ１４の終端部に電荷
電圧変換等を行なう出力部１５が設けられている。そし
て、画素領域１１に受光した光を各フォトセンサ１３で
信号電荷に変換し、各フォトセンサ１３の信号電荷を各
垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２に読み出して垂直転送方向
に転送する。また、水平転送レジスタ１４に読み出した
信号電荷を水平転送方向に転送し、これを出力部１５に
よって電圧信号に変換し、撮像信号として出力する。
固体撮像素子の層構造を示す部分断面図であり、図２
は、図１に示す固体撮像素子の画素配置を示す概略平面
図である。なお、図１に示す層構造は図２を示すＡ−Ａ
線の断面図である。この固体撮像素子は、インタライン
転送方式を用いた２次元ＣＣＤイメージセンサとして構
成されたものであり、図２に示すように、画素領域１１
の内側に、それぞれ撮像画素を構成する多数のフォトセ
ンサ１３をマトリクス状に配置し、各フォトセンサ１３
の各列に対応して垂直転送方向に多数の垂直ＣＣＤ転送
レジスタ１２を配置している。また、画素領域１１の外
側（周辺領域１６）には、各垂直ＣＣＤ転送レジスタ１
２と直交する状態で水平ＣＣＤ転送レジスタ１４が設け
られ、この水平ＣＣＤ転送レジスタ１４の終端部に電荷
電圧変換等を行なう出力部１５が設けられている。そし
て、画素領域１１に受光した光を各フォトセンサ１３で
信号電荷に変換し、各フォトセンサ１３の信号電荷を各
垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２に読み出して垂直転送方向
に転送する。また、水平転送レジスタ１４に読み出した
信号電荷を水平転送方向に転送し、これを出力部１５に
よって電圧信号に変換し、撮像信号として出力する。
【００１０】また、図１において、Ｎ型シリコン基板１
００の中層には、オーバーフローバリアを形成するため
のＰ型ウエル層１１０が形成され、その上層にＰ＋型素
子領域１１１が設けられている。そして、この素子領域
１１１には、フォトセンサ（フォトダイオード）１３の
光電変換部となるＮ層１３１と、その上層の光受光部と
なるＰ＋層１３２が形成されている。また、素子領域１
１１には、垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２を構成するＮ型
層１２１が設けられている。そして、この垂直ＣＣＤ転
送レジスタ１２のＮ型層１２１と、フォトセンサ１３の
Ｎ層１３１との間のＰ＋領域がフォトセンサ１３から垂
直ＣＣＤ転送レジスタ１２に信号電荷を読み出すための
読み出しゲート部として構成され、読み出しゲートパル
スに基づいてフォトセンサ１３から垂直ＣＣＤ転送レジ
スタ１２に信号電荷が流れる領域となっている。
００の中層には、オーバーフローバリアを形成するため
のＰ型ウエル層１１０が形成され、その上層にＰ＋型素
子領域１１１が設けられている。そして、この素子領域
１１１には、フォトセンサ（フォトダイオード）１３の
光電変換部となるＮ層１３１と、その上層の光受光部と
なるＰ＋層１３２が形成されている。また、素子領域１
１１には、垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２を構成するＮ型
層１２１が設けられている。そして、この垂直ＣＣＤ転
送レジスタ１２のＮ型層１２１と、フォトセンサ１３の
Ｎ層１３１との間のＰ＋領域がフォトセンサ１３から垂
直ＣＣＤ転送レジスタ１２に信号電荷を読み出すための
読み出しゲート部として構成され、読み出しゲートパル
スに基づいてフォトセンサ１３から垂直ＣＣＤ転送レジ
スタ１２に信号電荷が流れる領域となっている。
【００１１】さらに、素子領域１１１の外側には、Ｐ＋
領域によるチャネルストップ領域１４１が設けれてい
る。また、半導体基板の上面には、絶縁膜（図示せず）
を介して垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２の転送電極１２２
や図示しない遮光膜等が積層されている。なお、転送電
極１２２は、多結晶（Ｐｏｌｙ）シリコン等によって形
成されている。
領域によるチャネルストップ領域１４１が設けれてい
る。また、半導体基板の上面には、絶縁膜（図示せず）
を介して垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２の転送電極１２２
や図示しない遮光膜等が積層されている。なお、転送電
極１２２は、多結晶（Ｐｏｌｙ）シリコン等によって形
成されている。
【００１２】そして、以上のような構成のＣＣＤイメー
ジセンサにおいて、上述した読み出しゲート部の下層に
は、ブルーミングストッパ部１７０が設けられている。
このブルーミングストッパ部１７０は、基板表面より一
定の深さの領域を局部的にＰ型不純物濃度を高くしてポ
テンシャルを浅く形成したものであり、Ｐ型不純物（例
えばボロン）をイオン注入することにより形成されたも
のである。なお、イオン注入するボロンの濃度として
は、例えば１Ｅ１６〜５Ｅ１７／ｃｍ3 とする。また、
例えば読み出しゲート部から０．１〜０．２μｍ程度下
の層における濃度より深い位置で濃度が高くなるように
する。このようなブルーミングストッパ部１７０によ
り、その上層領域では、フォトセンサ１３から垂直ＣＣ
Ｄ転送レジスタ１２に信号電荷が流れる読み出しゲート
部としての領域を確保するとともに、その下層領域にお
いてはフォトセンサ１３のＮ層１３１の深部で溢れた信
号電荷が垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２側に漏洩するのを
阻止している。
ジセンサにおいて、上述した読み出しゲート部の下層に
は、ブルーミングストッパ部１７０が設けられている。
このブルーミングストッパ部１７０は、基板表面より一
定の深さの領域を局部的にＰ型不純物濃度を高くしてポ
テンシャルを浅く形成したものであり、Ｐ型不純物（例
えばボロン）をイオン注入することにより形成されたも
のである。なお、イオン注入するボロンの濃度として
は、例えば１Ｅ１６〜５Ｅ１７／ｃｍ3 とする。また、
例えば読み出しゲート部から０．１〜０．２μｍ程度下
の層における濃度より深い位置で濃度が高くなるように
する。このようなブルーミングストッパ部１７０によ
り、その上層領域では、フォトセンサ１３から垂直ＣＣ
Ｄ転送レジスタ１２に信号電荷が流れる読み出しゲート
部としての領域を確保するとともに、その下層領域にお
いてはフォトセンサ１３のＮ層１３１の深部で溢れた信
号電荷が垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２側に漏洩するのを
阻止している。
【００１３】図３は、図１に示す固体撮像素子における
ポテンシャル分布を示す説明図であり、横軸は撮像素子
を構成する各要素領域（フォトセンサ１３、読み出しゲ
ート部、垂直ＣＣＤレジスタ１２）を示し、縦軸は各要
素領域のポテンシャル電位を示している。図示のよう
に、読み出しゲート部の下層にブルーミングストッパ部
１７０を設けたことから、読み出しゲート部におけるポ
テンシャルレベルＲＧは局部的に浅くなる。一方、その
他の領域のポテンシャルレベルは変わらず、フォトセン
サのポテンシャルレベルやオーバーフローバリアのポテ
ンシャルレベルＯＦＢ等は浅いままとなる。したがっ
て、従来例で説明した白点現象を生じることなく、ブル
ーミングを防止することが可能となる。
ポテンシャル分布を示す説明図であり、横軸は撮像素子
を構成する各要素領域（フォトセンサ１３、読み出しゲ
ート部、垂直ＣＣＤレジスタ１２）を示し、縦軸は各要
素領域のポテンシャル電位を示している。図示のよう
に、読み出しゲート部の下層にブルーミングストッパ部
１７０を設けたことから、読み出しゲート部におけるポ
テンシャルレベルＲＧは局部的に浅くなる。一方、その
他の領域のポテンシャルレベルは変わらず、フォトセン
サのポテンシャルレベルやオーバーフローバリアのポテ
ンシャルレベルＯＦＢ等は浅いままとなる。したがっ
て、従来例で説明した白点現象を生じることなく、ブル
ーミングを防止することが可能となる。
【００１４】次に、このようなブルーミングストッパ部
１７０を形成する方法について説明する。図１に示す例
は、ポリシリコンによる転送電極１２２をマスクに用い
て、ボロンのイオン注入を行なうものである。転送電極
１２２は、垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２に対応する領域
に設けられており、フォトセンサ１３の受光領域に対応
して開口している。そこで、この転送電極１２２の開口
部分から矢線Ａに示すように、斜めにイオン注入を行な
うことにより、転送電極１２２をセルフアラインとして
ブルーミングストッパ部１７０の位置にボロンイオンを
打ち込むものである。このような方法では、専用のレジ
ストマスクを用いることなく、ブルーミングストッパ部
１７０を形成でき、製造工程を複雑化せずに実施できる
という利点がある。なお、イオンの打ち込み角度、エネ
ルギ、ボロン濃度等については、固体撮像素子の形態
（セルサイズやデザイン等）により、それらのバランス
を考慮して決定されるものとする。
１７０を形成する方法について説明する。図１に示す例
は、ポリシリコンによる転送電極１２２をマスクに用い
て、ボロンのイオン注入を行なうものである。転送電極
１２２は、垂直ＣＣＤ転送レジスタ１２に対応する領域
に設けられており、フォトセンサ１３の受光領域に対応
して開口している。そこで、この転送電極１２２の開口
部分から矢線Ａに示すように、斜めにイオン注入を行な
うことにより、転送電極１２２をセルフアラインとして
ブルーミングストッパ部１７０の位置にボロンイオンを
打ち込むものである。このような方法では、専用のレジ
ストマスクを用いることなく、ブルーミングストッパ部
１７０を形成でき、製造工程を複雑化せずに実施できる
という利点がある。なお、イオンの打ち込み角度、エネ
ルギ、ボロン濃度等については、固体撮像素子の形態
（セルサイズやデザイン等）により、それらのバランス
を考慮して決定されるものとする。
【００１５】図４は、ブルーミングストッパ部１７０を
形成する第２の方法について説明する部分断面図であ
り、図２を示すＡ−Ａ線の断面図である。本例は、レジ
ストパターン１８０をマスクとしてボロンのイオン注入
を行なうものである。すなわち、上述した転送電極１２
２の形成前に、半導体基板上にフォトレジスト工程によ
ってレジストパターン１８０を形成し、このレジストパ
ターン１８０に設けた開口部１８０Ａから矢線Ｂに示す
ようにボロンのイオン注入を行ない、ブルーミングスト
ッパ部１７０を形成する。この後、レジストパターン１
８０を除去し、転送電極１２２等の上層膜を形成してい
く。このような方法では、斜めにイオン注入することな
くブルーミングストッパ部１７０を形成でき、容易かつ
安定的にブルーミングストッパ部１７０を形成すること
ができるという利点がある。なお、このような第２の方
法によって形成したブルーミングストッパ部１７０の作
用については、上述した図１の例と同様であるので説明
は省略する。
形成する第２の方法について説明する部分断面図であ
り、図２を示すＡ−Ａ線の断面図である。本例は、レジ
ストパターン１８０をマスクとしてボロンのイオン注入
を行なうものである。すなわち、上述した転送電極１２
２の形成前に、半導体基板上にフォトレジスト工程によ
ってレジストパターン１８０を形成し、このレジストパ
ターン１８０に設けた開口部１８０Ａから矢線Ｂに示す
ようにボロンのイオン注入を行ない、ブルーミングスト
ッパ部１７０を形成する。この後、レジストパターン１
８０を除去し、転送電極１２２等の上層膜を形成してい
く。このような方法では、斜めにイオン注入することな
くブルーミングストッパ部１７０を形成でき、容易かつ
安定的にブルーミングストッパ部１７０を形成すること
ができるという利点がある。なお、このような第２の方
法によって形成したブルーミングストッパ部１７０の作
用については、上述した図１の例と同様であるので説明
は省略する。
【００１６】なお、以上は本発明を２次元イメージセン
サに適用した場合について説明したが、本発明は例えば
１次元リニアセンサに適用してもよい。また、上述した
固体撮像素子では、ブルーミングストッパ部を形成する
ための不純物としてボロンを用いたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、他の不純物を用いてもよい。
サに適用した場合について説明したが、本発明は例えば
１次元リニアセンサに適用してもよい。また、上述した
固体撮像素子では、ブルーミングストッパ部を形成する
ための不純物としてボロンを用いたが、本発明はこれに
限定されるものではなく、他の不純物を用いてもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の固体撮像素
子によれば、半導体基板のフォトセンサとＣＣＤ転送レ
ジスタとの間に設けられる読み出しゲート部の下層領域
に、局部的に不純物濃度を高くしてポテンシャルを浅く
形成したブルーミングストッパ部を設けたことから、フ
ォトセンサのポテンシャルを深くすることなく、ブルー
ミングストッパ部によってＣＣＤ転送レジスタへのブル
ーミングを防止することが可能となり、固体撮像素子の
画質を改善することができる。また本発明による固体撮
像素子の製造方法によれば、半導体基板のフォトセンサ
とＣＣＤ転送レジスタとの間に設けられる読み出しゲー
ト部の下層領域に、局部的にイオン注入を行なうことに
より、不純物濃度を高くしてポテンシャルを浅く形成し
たブルーミングストッパ部を形成することから、フォト
センサのポテンシャルを深くすることなく、ブルーミン
グストッパ部によってＣＣＤ転送レジスタへのブルーミ
ングを防止することが可能となり、固体撮像素子の画質
を改善することができる。
子によれば、半導体基板のフォトセンサとＣＣＤ転送レ
ジスタとの間に設けられる読み出しゲート部の下層領域
に、局部的に不純物濃度を高くしてポテンシャルを浅く
形成したブルーミングストッパ部を設けたことから、フ
ォトセンサのポテンシャルを深くすることなく、ブルー
ミングストッパ部によってＣＣＤ転送レジスタへのブル
ーミングを防止することが可能となり、固体撮像素子の
画質を改善することができる。また本発明による固体撮
像素子の製造方法によれば、半導体基板のフォトセンサ
とＣＣＤ転送レジスタとの間に設けられる読み出しゲー
ト部の下層領域に、局部的にイオン注入を行なうことに
より、不純物濃度を高くしてポテンシャルを浅く形成し
たブルーミングストッパ部を形成することから、フォト
センサのポテンシャルを深くすることなく、ブルーミン
グストッパ部によってＣＣＤ転送レジスタへのブルーミ
ングを防止することが可能となり、固体撮像素子の画質
を改善することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による固体撮像素子
の層構造を示す部分断面図である。
の層構造を示す部分断面図である。
【図２】図１に示す固体撮像素子の画素配置を示す概略
平面図である。
平面図である。
【図３】図１に示す固体撮像素子におけるポテンシャル
分布を示す説明図である。
分布を示す説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による固体撮像素子
の層構造を示す部分断面図である。
の層構造を示す部分断面図である。
【図５】従来の固体撮像素子のポテンシャル分布の一例
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図６】従来の固体撮像素子のポテンシャル分布の他の
例を示す説明図である。
例を示す説明図である。
１１……画素領域、１２……垂直ＣＣＤ転送レジスタ、
１３……フォトセンサ、１４……水平ＣＣＤ転送レジス
タ、１５……出力部、１６……周辺領域、１００……Ｎ
型シリコン基板、１１０……Ｐ型ウエル層、１１１……
Ｐ＋型素子領域、１２１……Ｎ型層、１２２……転送電
極、１３１……Ｎ層、１３２……Ｐ＋層、１４１……チ
ャネルストップ領域、１７０……ブルーミングストッパ
部。
１３……フォトセンサ、１４……水平ＣＣＤ転送レジス
タ、１５……出力部、１６……周辺領域、１００……Ｎ
型シリコン基板、１１０……Ｐ型ウエル層、１１１……
Ｐ＋型素子領域、１２１……Ｎ型層、１２２……転送電
極、１３１……Ｎ層、１３２……Ｐ＋層、１４１……チ
ャネルストップ領域、１７０……ブルーミングストッパ
部。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4M118 AA05 AB01 BA13 CA04 DA03 EA03 EA06 EA16 FA06 FA08 FA13 FA26 FA35 5C024 CX12 CY47 GX01 GY01 5C051 AA01 BA02 DA03 DB01 DB13 DC07
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板内に撮像画素を構成する複数
のフォトセンサと、前記複数のフォトセンサによって蓄
積された信号電荷を読み出しゲート部を介して読み出
し、一方向に転送するＣＣＤ転送レジスタとを設けた固
体撮像素子において、 前記半導体基板の読み出しゲート部の下層領域に、局部
的に不純物濃度を高くしてポテンシャルを浅く形成した
ブルーミングストッパ部を設けた、 ことを特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】 Ｎ型基板にＰ型ウエル層を設け、前記Ｐ
型ウエル層の上層にＰ型受光層とＮ型電荷蓄積層よりな
るフォトセンサを設けるとともに、Ｎ型転送領域よりな
るＣＣＤ転送レジスタを設け、前記フォトセンサとＣＣ
Ｄ転送レジスタとの間にＰ型不純物の添加によるブルー
ミングストッパ部を設けたことを特徴とする請求項１記
載の固体撮像素子。 - 【請求項３】 前記ブルーミングストッパ部は、局部的
な不純物イオン注入によって形成されていることを特徴
とする請求項１記載の固体撮像素子。 - 【請求項４】 前記ブルーミングストッパ部は、局部的
なボロンのイオン注入によって形成されていることを特
徴とする請求項３記載の固体撮像素子。 - 【請求項５】 半導体基板内に撮像画素を構成する複数
のフォトセンサと、前記複数のフォトセンサによって蓄
積された信号電荷を読み出しゲート部を介して読み出
し、一方向に転送するＣＣＤ転送レジスタとを設けた固
体撮像素子の製造方法において、 前記半導体基板の読み出しゲート部の下層領域に、局部
的に不純物イオン注入を行なうことによりブルーミング
ストッパ部を形成する、 ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項６】 Ｎ型基板にＰ型ウエル層を設け、前記Ｐ
型ウエル層の上層にＰ型受光層とＮ型電荷蓄積層よりな
るフォトセンサを設けるとともに、Ｎ型転送領域よりな
るＣＣＤ転送レジスタを設け、前記フォトセンサとＣＣ
Ｄ転送レジスタとの間に局部的なＰ型不純物のイオン注
入を行ない、ブルーミングストッパ部を形成することを
特徴とする請求項５記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記ブルーミングストッパ部は、ボロン
の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記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記ブルーミングストッパ部は、半導体
基板上に設けられるＣＣＤ転送レジスタの転送電極をマ
スクとして用いたイオン注入によって形成することを特
徴とする請求項５記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記ブルーミングストッパ部は、半導体
基板上に設けられるＣＣＤ転送レジスタの転送電極を形
成する前に、ブルーミングストッパ部形成用のマスクを
用いたイオン注入によって形成することを特徴とする請
求項５記載の固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173703A JP2002368204A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001173703A JP2002368204A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002368204A true JP2002368204A (ja) | 2002-12-20 |
Family
ID=19015115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001173703A Pending JP2002368204A (ja) | 2001-06-08 | 2001-06-08 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002368204A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140013129A (ko) * | 2012-07-06 | 2014-02-05 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 씨모스 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| CN105023834A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-04 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 纵向抗晕ccd制作工艺 |
| CN111540760A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-14 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种成像均匀的tdiccd图像传感器 |
-
2001
- 2001-06-08 JP JP2001173703A patent/JP2002368204A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140013129A (ko) * | 2012-07-06 | 2014-02-05 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 씨모스 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| KR102013789B1 (ko) | 2012-07-06 | 2019-08-26 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 씨모스 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| CN105023834A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-11-04 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 纵向抗晕ccd制作工艺 |
| CN111540760A (zh) * | 2020-05-14 | 2020-08-14 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种成像均匀的tdiccd图像传感器 |
| CN111540760B (zh) * | 2020-05-14 | 2022-07-08 | 中国电子科技集团公司第四十四研究所 | 一种成像均匀的tdiccd图像传感器 |
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