JP2004274002A - Fabricating method of solid-state imaging device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the slight variation of the sensitivity of a light receiving part of each pixel in a solid state imaging device. <P>SOLUTION: The solid state imaging device includes a semiconductor substrate, a photoelectron conversion part, and a signal transfer part. The photoelectric conversion part has an impurity diffusion region and generates signal charges depending on the quantity of received light. The signal transfer part transfers the signal charges to a read circuit. According to the fabricating method of the solid-state imaging device of the present invention, the impurity diffusion region is formed by performing multiple times ion implantation using the same impurity ion in the same incident direction by changing a tilt angle. Performing the ion implantation twice by changing the tilt angle increases the probability for a first beam track to be different from a second beam track. Thus, a region less irradiated by the first implantation has a large probability of being more irradiated by the second implantation. Therefore, the density of the impurity implantated can be more homogenized as compared with prior cases, further reducing the slight variation of the sensitivity of each pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の製造方法に関する。具体的には、固体撮像素子において、画素毎の受光部の感度のバラツキを低減させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、固体撮像素子は、二次元マトリクス状に配置された多数の画素と、画素出力をそれぞれ読み出しアンプに転送する水平転送部とを有している。各画素は、受光量に応じた信号電荷を生成する受光部と、この信号電荷を水平転送部に順次転送する垂直転送部とで構成されている。
【0003】
受光部の構造は、例えば、半導体基板の表面側から順に、高濃度P型層、N型層、P型ウェル層を有するものである。高濃度P型層は、界面準位により生じる電荷の湧き出し(暗電流)がN型層に到達することを防止する。N型層は、高濃度P型層とP型層との間に形成され、光電変換により生成される信号電荷を蓄積する。P型ウェル層は、オーバーフローバリアを形成する。この構造では、通常、高濃度P型層及びN型層は、垂直転送部の転送電極(以下、垂直転送電極という)を形成後、この垂直転送電極をマスクとしたイオン注入により形成される。即ち、垂直転送電極の形状は、受光部の開口形状を決定する。
【0004】
垂直転送電極は、フォトリソグラフィ解像度などの精度上、形状的にくびれた部分を有していることがある。このため、一方向から不純物イオンを打ち込んだ場合、くびれた部分の下の領域には、不純物イオンが注入がされない。従って、くびれた部分の下の領域は、高濃度P型層として形成されず、不純物未形成領域となる。不純物未形成領域は、垂直転送電極の際に存在するため、垂直転送電極に正の電圧が印加された場合に空乏化しやすい。従って、不純物未形成領域は、暗電流を発生しやすくし、暗時の画質に悪影響を与えるおそれがある。
【0005】
そこで、特許文献1は、受光部を形成するイオン注入を、複数回に分けて多方向から行う方法を提案している。これにより、上述したくびれた部分の下の領域にも不純物拡散領域を形成することを試みている。
【特許文献1】
特開2001−308304号公報 (第2−4項、第3−8図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、固体撮像素子においては、画素毎の受光部の感度が均一であることが望ましい。画素毎の受光部の感度のバラツキが大きいと、撮像画像に僅かな輝度ムラが生じるおそれがあるからである。この感度のバラツキは、受光部の面積が大きい固体撮像素子ほど大きくなる。しかし、上述した特許文献1では、受光部の感度のバラツキに関しては、考慮されていない。
【0007】
そこで、本発明は、固体撮像素子において、画素毎の受光部の感度のバラツキを低減させる技術を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1〜請求項5の発明では、固体撮像素子は、半導体基板と、光電変換部と、信号転送部とを備えている。光電変換部は、半導体基板に形成された不純物拡散領域を有し、受光量に応じた信号電荷を生成する。信号転送部は、半導体基板に形成され、光電変換部が生成する信号電荷を、それぞれ読み出し回路に転送する。
【0009】
請求項1の固体撮像素子の製造方法は、同一の不純物イオンを用いて、同一の入射方向で、且つ、チルト角度を変えてイオン注入を複数回行う複数回注入工程により、不純物拡散領域を形成することを特徴とする。
請求項2の固体撮像素子の製造方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程とを有する複数回注入工程により、不純物拡散領域を形成することを特徴とする。第1工程は、半導体基板に対して、第1のチルト角度でイオン注入を行うものでる。第2工程は、第1工程の後、半導体基板を、半導体基板の中央部を中心として半導体基板の両面に平行に予め定められた角度回転させるものである。第3工程は、第2工程の後、回転後の停止した半導体基板に、第1のチルト角度とは異なる第2のチルト角度でイオン注入を行うものである。
【0010】
請求項3の固体撮像素子の製造方法は、第1工程と、第2工程とを有する複数回注入工程により、不純物拡散領域を形成することを特徴とする。第1工程では、第1のイオン注入装置により半導体基板に不純物イオンを注入する。第2工程では、第1のイオン注入装置とは別の第2のイオン注入装置により、第1工程で注入されたものと同一の不純物イオンを半導体基板に注入する。
【0011】
請求項4の固体撮像素子の製造方法は、請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の発明において、ドーズ量及び加速電圧を同一条件として複数回注入工程が行われることを特徴とする。
請求項5の固体撮像素子の製造方法は、請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の発明において、以下の3点を特徴とする。第1に、光電変換部は、半導体基板の表面側に形成された第1導電型の表面領域と、表面領域における半導体基板の内部側に隣接して形成された第2導電型の埋め込み領域とを有する埋め込み型フォトダイオードである。第2に、表面領域は、第1導電型のイオンを注入する複数回注入工程により形成される。第3に、埋め込み領域は、第2導電型のイオンを注入する複数回注入工程により形成される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明における固体撮像素子のブロック図を示している。本実施形態は、請求項1、請求項4、及び請求項5に対応する。図において、固体撮像素子10は、二次元マトリクス状に配置された多数の画素12と、水平CCD16と、読み出しアンプ18とで構成されている。
【0013】
各画素12は、センサ部22と、読み出しゲート領域23と、垂直CCD24とを有している。センサ部22は、受光量に応じた信号電荷を生成及び蓄積する。垂直CCD24は、センサ部22で生成された信号電荷(画素出力)を、水平CCD16に順次転送する。水平CCD16は、垂直CCD24から転送される信号電荷を、読み出しアンプ18に順次転送する。
【0014】
図2は、図1の固体撮像素子10の単位画素の断面模式図を示している。各画素12は、N型の半導体基板28上に形成されたP型ウェル領域30上に各部を形成することで構成されている。まず、センサ部22は、P型表面領域34及びN型埋め込み領域36からなる埋め込み型フォトダイオードとして形成されている。
【0015】
垂直CCD24は、N型の埋め込みチャネル領域40と、その下のP型領域42と、絶縁膜44を介して埋め込みチャネル領域40の上方に形成された転送電極46とで構成されている。転送電極46は、例えば、ポリシリコンにより、P型表面領域34の縁まで延在するように形成されている。N型埋め込み領域36に蓄積される信号電荷は、読み出しゲート領域23を介して、埋め込みチャネル領域40に転送される。
【0016】
また、センサ部22における読み出しゲート領域23と反対側には、P型のチャネルストップ領域54が形成されている。そして、垂直CCD24の転送電極46の上部は、絶縁膜44を介して、センサ部22が開口するように遮光膜58で覆われている。遮光膜58は、例えば、アルミニウムで形成されている。
以下、請求項と本実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
【0017】
請求項記載の光電変換部は、センサ部22に対応する。
請求項記載の信号転送部は、垂直CCD24及び水平CCD16に対応する。
請求項記載の読み出し回路は、読み出しアンプ18に対応する。
「N型半導体の導電型」及び「P型半導体の導電型」のうち、一方が請求項記載の「第1導電型」に対応し、他方が請求項記載の「第2導電型」に対応する。
【0018】
図3は、上述した固体撮像素子10の製造方法の要部を示す模式的工程断面図である。以下、図3を用いて、固体撮像素子10の製造方法を説明する。
まず、従来と同様の製造工程により、水平CCD16、垂直CCD24、チャネルストップ領域54などを形成する。
【0019】
次に、センサ部22のN型埋め込み領域36を形成するため、図示しないイオン注入装置を用いてイオン注入を2回行う。図3(a)は、この状態を示している。これら2回の注入において、注入条件はチルト角度のみを変え、入射方向その他を変えない。注入条件は、例えば、イオン種をP(原子量31のリン)、加速電圧を130keV、ドーズ量を2×1012cm−2、1回目の注入のチルト角度θ1を12°、2回目の注入のチルト角度θ2を16°にする。
【0020】
なお、本実施形態では、チルト角度(入射角度)は、「イオン注入の際、不純物イオンが照射される角度を、半導体基板の表面に垂直な方向(半導体基板の厚さ方向)から何度傾けるか」を意味する。また、本実施形態では、入射方向(注入方向)は、「イオン注入に際して、ウェハの状態の半導体基板を時計盤に見立てた場合、何時の向き(入射方向)から不純物イオンを注入するか」を意味する。
【0021】
次に、センサ部22のP型表面領域34を形成するため、注入条件のうちチルト角度のみを変えて、イオン注入を2回行う。図3(b)は、この状態を示している。注入条件は、例えば、イオン種をB(原子量11のボロン)、加速電圧を50keV、ドーズ量を5×1012cm−2、1回目の注入のチルト角度θ3を7°、2回目の注入のチルト角度θ4を10°にする。これら2回の注入において、入射方向は変えない。
【0022】
次に、熱処理によって各層の不純物イオンを活性化する。図3(c)は、この状態を示している。この後さらに、従来と同様の工程を実施し、図2に示した構造を形成する。
なお、イオン化したアクセプタ不純物(この例ではB)、及びイオン化したドナー不純物(この例ではP)のうち、一方が請求項記載の「第1導電型の不純物イオン」に対応し、他方が請求項記載の「第2導電型の不純物イオン」に対応する。
【0023】
以下、従来の製造方法と、本実施形態の製造方法との違いについて説明する。まず、従来の製造方法において画素毎の受光部の感度がばらつく理由を説明する。
図4(a)は、半導体ウェハの表面における、従来のイオン注入の軌跡を示す説明図である。図4(b)は、図4(a)において、1チップの固体撮像素子の領域を拡大した模式的平面図である。通常、イオン注入工程では、図4(a)に示すように、イオンビームが一筆書きのようにウェハ表面の全域に照射される。
【0024】
実際のイオンビームの軌跡は、図4(b)のように密であり、ウェハの一方の端から他方(反対側)の端に向けての1回の一筆書きの照射において、照射ムラが少なくなるように制御される。例えば、ビーム断面が円形である場合、ビーム断面の中心が通過する部分では、1回の横方向の走査(図4(a)参照)において、他の部分より照射を受ける時間が長くなる。この場合、例えば、ビームの横方向の軌跡が適切な程度で重なるように走査すれば、1回の一筆書きの照射において、照射ムラが少なくなる。実際は、ウェハの一方の端から他方(反対側)の端に向けての、或いは逆方向の一筆書きの照射を何回か行うことで、注入される不純物イオン濃度のバラツキを低減させている。
【0025】
しかしながら、それでも照射量の多い部分と、少ない部分とが生じる。照射量の多い部分の下の領域では、不純物濃度が濃くなる。この不純物濃度のばらつき方は、ビーム軌跡によるものであり、イオン注入装置毎に異なる。通常、注入される不純物濃度のバラツキは1%未満であるが、光電変換を行う不純物拡散領域の不純物濃度は、画素毎に僅かにばらつくことになる。そして、このバラツキが画素毎の受光部の感度を僅かにばらつかせることを、本発明者は解明した。
【0026】
固体撮像素子のように、1チップの全域に亘って極めて均一な特性を要求される半導体装置では、僅かなバラツキもないことが望ましい。そこで、本実施形態では、イオン注入装置固有のビーム軌跡による画素毎の不純物濃度の僅かなバラツキをさらに低減させるため、従来とは異なる製造方法を提案した。
図5は、本実施形態のようにチルト角度のみを変えてイオン注入を2回行う場合の、ビーム軌跡を示す平面模式図である。なお、前記したように実際のビーム軌跡は図5に示したものより密である。
【0027】
図5に示されるように、チルト角度を変えてイオン注入を2回行えば、2回目のビーム軌跡は、イオン注入装置固有の特性により、1回目のビーム軌跡と異なる確率が非常に高い。これは、チルト角度を変えているので、イオンビームの直射断面積が変化することにもよる。即ち、1回目の注入において照射量の少ない部分では、2回目の注入において照射量が1回目より多くなる可能性が高い。従って、ウェハの全域において、ビームの照射量、即ち、注入される不純物濃度を従来より均一にできる。この結果、イオン注入装置固有のビーム軌跡による、画素12毎のセンサ部22の感度の僅かなバラツキをさらに低減できる。
【0028】
<第2の実施形態>
図6は、本発明の第2の実施形態における、固体撮像素子の製造方法の要部を示している。本実施形態は、請求項2、請求項4、及び請求項5に対応する。第1の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、センサ部22のP型表面領域34及びN型埋め込み領域36を形成する工程が異なることを除いて、第1の実施形態と同じである。
【0029】
本実施形態におけるN型埋め込み領域36を形成する工程では、注入条件のうちチルト角度及び入射方向のみを変えて、イオン注入を2回行う。1回目、2回目の注入における入射方向以外の条件は、例えば、第1の実施形態で述べた1回目、2回目のリン注入とそれぞれ同じでよい。1回目の注入の入射方向は、例えば、図6(a)に示すように、オリエンテーションフラットの方向にする。2回目の注入では、図6(b)に示すように、半導体基板28を、基板の中心点を中心に120°回転させ、1回目の注入とは入射方向を120°ずらす。
【0030】
P型表面領域34を形成する工程も、同様に注入条件のうちチルト角度及び入射方向のみを変えて、イオン注入を2回行う。1回目、2回目の注入における入射方向以外の条件は、例えば、第1の実施形態で述べた1回目、2回目のボロン注入とそれぞれ同じでよい。上述と同様に、2回目の注入では、1回目の注入とは入射方向を120°ずらす。
【0031】
図7は、1つのウェハに形成された全ての固体撮像素子に均一な光を照射し、各画素からの出力を測定した結果の模式図である。但し、この測定結果は、各固体撮像素子を最終的に実装した後、受光面に均一な光を照射して各画素からの出力を測定したものである。図7(a)は、従来の製造方法により製造された固体撮像素子の測定結果に対応し、図7(b)は、本実施形態の製造方法により製造された固体撮像素子10の測定結果に対応する。
【0032】
図7(a)から明らかなように、従来の製造方法では、画素毎に感度がばらついている。そして、感度の高い領域は、イオン注入時の一筆書きのようなビーム軌跡により照射量が多くなった領域であると、ほぼ断定できる。一方、本実施形態の製造方法による固体撮像素子10では、図7(b)のように、感度のバラツキは殆どない。
【0033】
以上、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、2回目のイオン注入を、1回目とは120°ずれた別の方向から、チルト角度も変えて行う。このため、2回目のイオン注入のビーム軌跡は、1回目の軌跡と交差する。従って、1回目の注入においてビームの照射量の少ない部分が、2回目の注入において1回目より多く照射を受ける可能性は、さらに高くなる。この結果、ウェハの全域における不純物注入濃度、即ち、固体撮像素子10の画素12間のセンサ部22の感度を殆ど均一にできる。
【0034】
<第3の実施形態>
図8は、本発明の第3の実施形態における、固体撮像素子の製造方法の要部を示す流れ図である。本実施形態は、請求項3〜請求項5に対応する。第1の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施形態は、センサ部22のP型表面領域34及びN型埋め込み領域36を形成する工程が異なることを除いて、第1の実施形態と同じである。以下、図7に示すステップ番号に従って、本実施形態における固体撮像素子の製造方法を説明する。
【0035】
[ステップS1]
従来と同様の工程で、多数の半導体ウェハ(半導体基板28)に、水平CCD16、垂直CCD24、チャネルストップ領域54などを形成する。次に、これら半導体ウェハを、Aロット及びBロットの2つのグループに分ける。
[ステップS2]
Aロットの半導体ウェハにN型埋め込み領域36を形成するため、イオン注入装置66A(図示せず)を用いて、リンを注入する。このときの注入条件は、例えば、第1の実施形態で述べた1回目のリン注入と同じでよい。
【0036】
同時に、Bロットの半導体ウェハにN型埋め込み領域36を形成するため、イオン注入装置66Aとは異なるイオン注入装置66B(図示せず)を用いて、リンを注入する。このときの注入条件は、Aロットのものと同じにする。
[ステップS3]
N型埋め込み領域36の不純物濃度のムラを低減させるため、イオン注入装置66Bを用いて、Aロットの半導体ウェハにリンを注入する。同時に、イオン注入装置66Aを用いて、Bロットの半導体ウェハにリンを注入する。このときの注入条件は、どちらもステップS2と同じにする。
【0037】
[ステップS4]
ステップS2、S3と同様の工程で、P型表面領域34を形成する。まず、イオン注入装置66C(図示せず)を用いてAロットの半導体ウェハにボロンを注入し、イオン注入装置66D(図示せず)を用いてBロットの半導体ウェハにボロンを注入する。なお、イオン注入装置66C、66Dは、互いに異なるものである。次に、Aロットの半導体ウェハにイオン注入装置66Dを用いてボロンを注入し、Bロットの半導体ウェハにイオン注入装置66Cを用いてボロンを注入する。このときの注入条件は、全て同じにする。例えば、第1の実施形態で述べた1回目のボロン注入と同じ条件でよい。以下、従来と同様の工程を実施し、図2に示した構造を形成する。
【0038】
前述したように、ビーム軌跡はイオン注入装置固有のものであり、同じメーカー製の同じ型番の2つの装置を用いて同じ条件で照射しても、ビーム軌跡は僅かに異なる。これは、イオン注入装置を作製する上での加工精度上、例えば、ビーム照射口の形状、寸法、取り付け位置等が若干ばらつくためである。
このため、本実施形態のように、異なる2つのイオン注入装置により注入を2回行えば、2回目の注入のビーム軌跡は、1回目の軌跡と異なる可能性が非常に高い。従って、本実施形態においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ステップS2、S3での計4つのイオン注入を同じ条件で行い、ステップS4での計4つのイオン注入も同じ条件で行う。即ち、同一のイオン注入工程を、複数のイオン注入装置を用いて同時に行えるので、その時間を短縮できる。
【0039】
<本発明の補足事項>
なお、第1及び第2の実施形態では、1つの不純物拡散領域を形成するイオン注入を2回行う例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。1つの不純物拡散領域を形成するイオン注入を、毎回チルト角度を変えて3回以上行ってもよい。この場合、さらに不純物濃度の均一化を期待できる。
【0040】
第2の実施形態では、1回目と2回目のイオン注入において、入射方向を120°変える例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。1回目と2回目のビーム軌跡が確実に異なるような角度で、半導体基板28を回転させればよい。半導体基板28を回転させる角度を0°〜180°の範囲で定義すれば、この回転角度は、10°〜170°の範囲であることが望ましい。
【0041】
第2の実施形態では、半導体基板28を回転させることで、イオン注入の入射方向を変える例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。イオン注入装置のイオン照射口と半導体基板28との相対位置関係が保たれていれば、イオン照射口の位置(向き)を変えることで、イオン注入の入射方向を変えてもよい。
【0042】
第3の実施形態では、2つのイオン注入装置を用いて1つの不純物拡散領域を形成する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。1つの不純物拡散領域を形成するに際して、3つ(または4つ以上)のイオン注入装置を用いて、イオン注入を3回(または4回以上)行ってもよい。この場合、ウェハの全域において、注入される不純物濃度の僅かなバラツキを、さらに低減できる。
【0043】
第3の実施形態では、1つの不純物拡散領域を形成するために2つのイオン注入装置を用いてイオン注入を2回行うに際して、注入条件を全て同じにする例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。イオン注入装置毎に、チルト角度のみ、または入射方向のみを変えてイオン注入を行ってもよい。或いは、イオン注入装置毎に、チルト角度及び入射方向を変えてイオン注入を行ってもよい。
【0044】
第3の実施形態では、1つの不純物拡散領域を形成するために異なる2つのイオン注入装置を用いてイオン注入を2回行う例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。前記した理由により、同じメーカー製の同じ型番の2つのイオン注入装置を用いてもよい。
第1〜第3の実施形態では、N型埋め込み領域36を形成後、P型表面領域34を形成する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。P型表面領域34を形成後、N型埋め込み領域36を形成してもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明の固体撮像素子の製造方法に従えば、イオン注入装置固有のビーム軌跡による、注入される不純物濃度のバラツキを低減できる。このため、固体撮像素子における画素毎の受光部の感度の僅かなバラツキをさらに低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態における固体撮像素子のブロック図である。
【図2】第1の実施形態における固体撮像素子の単位画素の断面模式図である。
【図3】第1の実施形態における、固体撮像素子の製造方法の要部を示す模式的工程断面図である。
【図4】半導体ウェハの表面における、従来のイオン注入のビーム軌跡を示す説明図である。
【図5】第1の実施形態における、チルト角度を変えてイオン注入を行う場合のビーム軌跡を示す説明図である。
【図6】第2の実施形態における固体撮像素子の製造方法の要部を示す説明図である。
【図7】1つのウェハに形成された全ての固体撮像素子に均一な光を照射し、各画素から出力を測定した結果を示す平面模式図である。
【図8】第3の実施形態における固体撮像素子の製造方法を説明する流れ図である。
【符号の説明】
10 固体撮像素子
12 画素
16 水平CCD
18 読み出しアンプ
22 センサ部
23 読み出しゲート領域
24 垂直CCD
28 半導体基板
30 P型ウェル領域
34 P型表面領域
36 N型埋め込み領域
40 埋め込みチャネル領域
42 P型領域
44 絶縁膜
46 転送電極
54 チャネルストップ領域
58 遮光膜
66A、66B、66C、66D イオン注入装置
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device. Specifically, the present invention relates to a technique for reducing variation in sensitivity of a light receiving unit for each pixel in a solid-state imaging device.
[0002]
[Prior art]
In general, a solid-state imaging device includes a large number of pixels arranged in a two-dimensional matrix and a horizontal transfer unit that transfers pixel outputs to a read amplifier. Each pixel includes a light receiving unit that generates a signal charge corresponding to the amount of received light, and a vertical transfer unit that sequentially transfers the signal charge to a horizontal transfer unit.
[0003]
The structure of the light receiving portion has, for example, a high concentration P-type layer, an N-type layer, and a P-type well layer in order from the surface side of the semiconductor substrate. The high-concentration P-type layer prevents a charge spill (dark current) generated by the interface state from reaching the N-type layer. The N-type layer is formed between the high-concentration P-type layer and the P-type layer, and accumulates signal charges generated by photoelectric conversion. The P-type well layer forms an overflow barrier. In this structure, the high-concentration P-type layer and the N-type layer are usually formed by ion implantation using the vertical transfer electrode as a mask after forming a transfer electrode (hereinafter referred to as a vertical transfer electrode) of the vertical transfer portion. That is, the shape of the vertical transfer electrode determines the opening shape of the light receiving portion.
[0004]
The vertical transfer electrode may have a constricted portion in terms of accuracy such as photolithography resolution. For this reason, when impurity ions are implanted from one direction, the impurity ions are not implanted into the region below the constricted portion. Therefore, the region under the constricted portion is not formed as a high-concentration P-type layer but becomes an impurity-unformed region. Since the impurity-unformed region exists at the time of the vertical transfer electrode, it is easily depleted when a positive voltage is applied to the vertical transfer electrode. Therefore, the impurity-unformed region tends to generate a dark current and may adversely affect the image quality in the dark.
[0005]
Therefore, Patent Document 1 proposes a method of performing ion implantation for forming a light receiving portion in multiple directions in a plurality of times. Thus, an attempt is made to form an impurity diffusion region also in the region below the constricted portion.
[Patent Document 1]
JP-A-2001-308304 (Section 2-4, Fig. 3-8)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the solid-state imaging device, it is desirable that the sensitivity of the light receiving unit for each pixel is uniform. This is because if the variation in sensitivity of the light receiving unit for each pixel is large, slight luminance unevenness may occur in the captured image. The variation in sensitivity becomes larger as the solid-state imaging device has a larger area of the light receiving portion. However, in Patent Document 1 described above, no consideration is given to variations in sensitivity of the light receiving unit.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for reducing variation in sensitivity of a light receiving unit for each pixel in a solid-state imaging device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the first to fifth aspects of the invention, the solid-state imaging device includes a semiconductor substrate, a photoelectric conversion unit, and a signal transfer unit. The photoelectric conversion unit has an impurity diffusion region formed in the semiconductor substrate, and generates a signal charge corresponding to the amount of received light. The signal transfer unit is formed on the semiconductor substrate and transfers signal charges generated by the photoelectric conversion unit to the readout circuit.
[0009]
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1 forms an impurity diffusion region by a plurality of implantation steps in which ion implantation is performed a plurality of times using the same impurity ions in the same incident direction and with a different tilt angle. It is characterized by doing.
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 2 is characterized in that the impurity diffusion region is formed by a plurality of implantation steps including a first step, a second step, and a third step. In the first step, ion implantation is performed on the semiconductor substrate at a first tilt angle. In the second step, after the first step, the semiconductor substrate is rotated at a predetermined angle in parallel with both surfaces of the semiconductor substrate around the central portion of the semiconductor substrate. In the third step, after the second step, ion implantation is performed at a second tilt angle different from the first tilt angle on the semiconductor substrate that has stopped rotating.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the impurity diffusion region is formed by a plurality of implantation steps including a first step and a second step. In the first step, impurity ions are implanted into the semiconductor substrate by the first ion implantation apparatus. In the second step, the same impurity ions as those implanted in the first step are implanted into the semiconductor substrate by a second ion implantation device different from the first ion implantation device.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of the first to third aspects, wherein the implantation step is performed a plurality of times under the same conditions of the dose and the acceleration voltage. .
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a solid-state imaging device manufacturing method according to any one of the first to fourth aspects, characterized by the following three points. First, the photoelectric conversion unit includes a first conductivity type surface region formed on the surface side of the semiconductor substrate, and a second conductivity type buried region formed adjacent to the inner side of the semiconductor substrate in the surface region. Embedded photodiode having Second, the surface region is formed by a plurality of implantation steps for implanting ions of the first conductivity type. Third, the buried region is formed by a plurality of implantation steps for implanting ions of the second conductivity type.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a block diagram of a solid-state imaging device according to the present invention. This embodiment corresponds to claims 1, 4, and 5. In the figure, the solid-state imaging device 10 is composed of a large number of pixels 12 arranged in a two-dimensional matrix, a horizontal CCD 16, and a readout amplifier 18.
[0013]
Each pixel 12 includes a sensor unit 22, a read gate region 23, and a vertical CCD 24. The sensor unit 22 generates and accumulates signal charges corresponding to the amount of received light. The vertical CCD 24 sequentially transfers the signal charges (pixel output) generated by the sensor unit 22 to the horizontal CCD 16. The horizontal CCD 16 sequentially transfers signal charges transferred from the vertical CCD 24 to the read amplifier 18.
[0014]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a unit pixel of the solid-state imaging device 10 of FIG. Each pixel 12 is configured by forming each part on a P-type well region 30 formed on an N-type semiconductor substrate 28. First, the sensor unit 22 is formed as an embedded photodiode including a P-type surface region 34 and an N-type embedded region 36.
[0015]
The vertical CCD 24 includes an N-type buried channel region 40, a P-type region 42 below the N-type buried channel region 40, and a transfer electrode 46 formed above the buried channel region 40 with an insulating film 44 interposed therebetween. The transfer electrode 46 is formed by, for example, polysilicon so as to extend to the edge of the P-type surface region 34. Signal charges accumulated in the N-type buried region 36 are transferred to the buried channel region 40 via the read gate region 23.
[0016]
Further, a P-type channel stop region 54 is formed on the opposite side of the sensor portion 22 from the readout gate region 23. The upper part of the transfer electrode 46 of the vertical CCD 24 is covered with a light shielding film 58 through the insulating film 44 so that the sensor unit 22 is opened. The light shielding film 58 is made of, for example, aluminum.
The correspondence between the claims and the present embodiment will be described below. In addition, the correspondence shown below is one interpretation shown for reference, and does not limit the present invention.
[0017]
The photoelectric conversion unit described in the claims corresponds to the sensor unit 22.
The signal transfer unit described in claims corresponds to the vertical CCD 24 and the horizontal CCD 16.
The readout circuit described in the claims corresponds to the readout amplifier 18.
One of “N-type semiconductor conductivity type” and “P-type semiconductor conductivity type” corresponds to “first conductivity type” in claims, and the other corresponds to “second conductivity type” in claims. To do.
[0018]
FIG. 3 is a schematic process cross-sectional view showing the main part of the method for manufacturing the solid-state imaging device 10 described above. Hereinafter, the manufacturing method of the solid-state imaging device 10 will be described with reference to FIG.
First, the horizontal CCD 16, the vertical CCD 24, the channel stop region 54, etc. are formed by the same manufacturing process as in the prior art.
[0019]
Next, in order to form the N-type buried region 36 of the sensor unit 22, ion implantation is performed twice using an ion implantation apparatus (not shown). FIG. 3A shows this state. In these two injections, the injection condition changes only the tilt angle and does not change the incident direction and the like. As the implantation conditions, for example, the ion species is P + (phosphorus with an atomic weight of 31), the acceleration voltage is 130 keV, the dose amount is 2 × 10 12 cm −2 , the first implantation tilt angle θ1 is 12 °, and the second implantation. The tilt angle θ2 is set to 16 °.
[0020]
In this embodiment, the tilt angle (incident angle) is “an angle at which impurity ions are irradiated during ion implantation is tilted many times from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate (thickness direction of the semiconductor substrate). Means "?" In the present embodiment, the incident direction (implantation direction) is “when the ion-implanted semiconductor substrate in the state of a wafer is regarded as a clock face, from what direction (incident direction) from which impurity ions are implanted”. means.
[0021]
Next, in order to form the P-type surface region 34 of the sensor unit 22, ion implantation is performed twice while changing only the tilt angle among the implantation conditions. FIG. 3B shows this state. As the implantation conditions, for example, the ion species is B + (boron having an atomic weight of 11), the acceleration voltage is 50 keV, the dose is 5 × 10 12 cm −2 , the tilt angle θ3 of the first implantation is 7 °, and the second implantation. The tilt angle θ4 is set to 10 °. In these two injections, the incident direction is not changed.
[0022]
Next, impurity ions in each layer are activated by heat treatment. FIG. 3C shows this state. Thereafter, the same process as the conventional one is performed to form the structure shown in FIG.
Of the ionized acceptor impurities (B + in this example) and the ionized donor impurities (P + in this example), one corresponds to the “first conductivity type impurity ion” in the claims, and the other corresponds to This corresponds to “second conductivity type impurity ions” in the claims.
[0023]
Hereinafter, the difference between the conventional manufacturing method and the manufacturing method of this embodiment will be described. First, the reason why the sensitivity of the light receiving portion varies from pixel to pixel in the conventional manufacturing method will be described.
FIG. 4A is an explanatory diagram showing a conventional ion implantation locus on the surface of a semiconductor wafer. FIG. 4B is a schematic plan view in which a region of a one-chip solid-state imaging device is enlarged in FIG. In general, in the ion implantation process, as shown in FIG. 4A, an ion beam is irradiated on the entire surface of the wafer like a single stroke.
[0024]
The actual ion beam trajectory is dense as shown in FIG. 4B, and there is little irradiation unevenness in one-stroke irradiation from one end of the wafer to the other (opposite) end. It is controlled to become. For example, when the beam cross section is circular, in the portion where the center of the beam cross section passes, the time for receiving irradiation is longer than in other portions in one horizontal scanning (see FIG. 4A). In this case, for example, if scanning is performed so that the trajectories in the horizontal direction of the beams overlap with each other at an appropriate level, irradiation unevenness is reduced in one-stroke writing. Actually, variations in the concentration of implanted impurity ions are reduced by performing one-stroke irradiation from one end of the wafer toward the other end (opposite side) or in a reverse direction.
[0025]
However, there are still portions with a large amount of irradiation and portions with a small amount of irradiation. In the region below the portion where the irradiation amount is large, the impurity concentration is high. This variation in the impurity concentration is due to the beam trajectory, and is different for each ion implantation apparatus. Usually, the variation of the implanted impurity concentration is less than 1%, but the impurity concentration of the impurity diffusion region for photoelectric conversion varies slightly for each pixel. The inventors have clarified that this variation slightly varies the sensitivity of the light receiving unit for each pixel.
[0026]
In a semiconductor device that requires extremely uniform characteristics over the entire area of one chip, such as a solid-state imaging device, it is desirable that there is no slight variation. Therefore, in the present embodiment, a manufacturing method different from the conventional one has been proposed in order to further reduce slight variations in the impurity concentration for each pixel due to the beam trajectory unique to the ion implantation apparatus.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a beam trajectory when ion implantation is performed twice while changing only the tilt angle as in the present embodiment. As described above, the actual beam trajectory is denser than that shown in FIG.
[0027]
As shown in FIG. 5, if ion implantation is performed twice while changing the tilt angle, there is a very high probability that the second beam trajectory is different from the first beam trajectory due to the characteristics of the ion implantation apparatus. This is because the direct-angle cross section of the ion beam changes because the tilt angle is changed. That is, in a portion where the irradiation amount is small in the first injection, there is a high possibility that the irradiation amount in the second injection is larger than that in the first injection. Therefore, the irradiation amount of the beam, that is, the concentration of implanted impurities can be made uniform over the entire area of the wafer. As a result, slight variations in the sensitivity of the sensor unit 22 for each pixel 12 due to the beam trajectory unique to the ion implantation apparatus can be further reduced.
[0028]
<Second Embodiment>
FIG. 6 shows the main part of the method for manufacturing a solid-state imaging device in the second embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to claim 2, claim 4, and claim 5. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The present embodiment is the same as the first embodiment except that the process of forming the P-type surface region 34 and the N-type buried region 36 of the sensor unit 22 is different.
[0029]
In the step of forming the N-type buried region 36 in this embodiment, ion implantation is performed twice while changing only the tilt angle and the incident direction among the implantation conditions. Conditions other than the incident direction in the first and second implantations may be the same as those in the first and second phosphorus implantations described in the first embodiment, for example. The incident direction of the first implantation is, for example, the orientation flat direction as shown in FIG. In the second implantation, as shown in FIG. 6B, the semiconductor substrate 28 is rotated by 120 ° around the center point of the substrate, and the incident direction is shifted by 120 ° from the first implantation.
[0030]
Similarly, in the step of forming the P-type surface region 34, ion implantation is performed twice while changing only the tilt angle and the incident direction in the implantation conditions. Conditions other than the incident direction in the first and second implantations may be the same as those in the first and second boron implantations described in the first embodiment, for example. As described above, in the second injection, the incident direction is shifted by 120 ° from the first injection.
[0031]
FIG. 7 is a schematic diagram of a result of irradiating uniform light to all the solid-state imaging elements formed on one wafer and measuring the output from each pixel. However, this measurement result is obtained by measuring the output from each pixel by irradiating the light receiving surface with uniform light after each solid-state imaging device is finally mounted. FIG. 7A corresponds to the measurement result of the solid-state imaging device manufactured by the conventional manufacturing method, and FIG. 7B shows the measurement result of the solid-state imaging device 10 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment. Correspond.
[0032]
As is apparent from FIG. 7A, the sensitivity varies from pixel to pixel in the conventional manufacturing method. The highly sensitive region can be almost determined to be a region where the irradiation amount has increased due to the beam trajectory as in one stroke writing at the time of ion implantation. On the other hand, in the solid-state imaging device 10 according to the manufacturing method of the present embodiment, there is almost no variation in sensitivity as shown in FIG.
[0033]
As mentioned above, also in 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired. Furthermore, in the present embodiment, the second ion implantation is performed by changing the tilt angle from another direction shifted by 120 ° from the first time. For this reason, the beam trajectory of the second ion implantation intersects the first trajectory. Therefore, the possibility that the portion with a small amount of beam irradiation in the first injection is more likely to receive the irradiation in the second injection than in the first injection is further increased. As a result, the impurity implantation concentration over the entire area of the wafer, that is, the sensitivity of the sensor unit 22 between the pixels 12 of the solid-state imaging device 10 can be made almost uniform.
[0034]
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a flowchart showing the main part of the method for manufacturing a solid-state imaging device in the third embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to claims 3 to 5. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The present embodiment is the same as the first embodiment except that the process of forming the P-type surface region 34 and the N-type buried region 36 of the sensor unit 22 is different. Hereinafter, according to the step numbers shown in FIG. 7, the manufacturing method of the solid-state image sensor in this embodiment is demonstrated.
[0035]
[Step S1]
The horizontal CCD 16, the vertical CCD 24, the channel stop region 54, etc. are formed on a number of semiconductor wafers (semiconductor substrate 28) in the same process as before. Next, these semiconductor wafers are divided into two groups of A lot and B lot.
[Step S2]
In order to form the N-type buried region 36 in the semiconductor wafer of A lot, phosphorus is implanted using an ion implantation apparatus 66A (not shown). The implantation conditions at this time may be the same as the first phosphorus implantation described in the first embodiment, for example.
[0036]
At the same time, in order to form the N-type buried region 36 in the semiconductor wafer of B lot, phosphorus is implanted using an ion implanter 66B (not shown) different from the ion implanter 66A. The injection conditions at this time are the same as those for the A lot.
[Step S3]
In order to reduce the unevenness of the impurity concentration in the N-type buried region 36, phosphorus is implanted into the semiconductor wafer of A lot using the ion implantation apparatus 66B. At the same time, phosphorus is implanted into the semiconductor wafer of B lot using the ion implantation apparatus 66A. The injection conditions at this time are both the same as in step S2.
[0037]
[Step S4]
The P-type surface region 34 is formed by the same process as Steps S2 and S3. First, boron is implanted into the A-lot semiconductor wafer using an ion implanter 66C (not shown), and boron is implanted into the B-lot semiconductor wafer using an ion implanter 66D (not shown). The ion implanters 66C and 66D are different from each other. Next, boron is implanted into the semiconductor wafer of A lot using the ion implantation apparatus 66D, and boron is implanted into the semiconductor wafer of B lot using the ion implantation apparatus 66C. The injection conditions at this time are all the same. For example, the same conditions as those for the first boron implantation described in the first embodiment may be used. Thereafter, the same process as the conventional one is carried out to form the structure shown in FIG.
[0038]
As described above, the beam trajectory is unique to the ion implantation apparatus, and the beam trajectory is slightly different even when irradiation is performed under the same conditions using two apparatuses of the same model number manufactured by the same manufacturer. This is because, for example, the shape, size, mounting position, and the like of the beam irradiation port vary slightly due to processing accuracy in manufacturing the ion implantation apparatus.
For this reason, if implantation is performed twice by two different ion implantation apparatuses as in this embodiment, the beam trajectory of the second implantation is very likely to be different from the first trajectory. Therefore, also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, a total of four ion implantations in steps S2 and S3 are performed under the same conditions, and a total of four ion implantations in step S4 are also performed under the same conditions. That is, since the same ion implantation process can be simultaneously performed using a plurality of ion implantation apparatuses, the time can be shortened.
[0039]
<Supplementary items of the present invention>
In the first and second embodiments, the example in which ion implantation for forming one impurity diffusion region is performed twice has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. Ion implantation for forming one impurity diffusion region may be performed three or more times by changing the tilt angle each time. In this case, it is possible to further expect a uniform impurity concentration.
[0040]
In the second embodiment, the example in which the incident direction is changed by 120 ° in the first and second ion implantations has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. The semiconductor substrate 28 may be rotated at an angle such that the first and second beam trajectories are definitely different. If the angle at which the semiconductor substrate 28 is rotated is defined in the range of 0 ° to 180 °, this rotation angle is preferably in the range of 10 ° to 170 °.
[0041]
In the second embodiment, the example in which the incident direction of the ion implantation is changed by rotating the semiconductor substrate 28 has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. If the relative position relationship between the ion irradiation port of the ion implantation apparatus and the semiconductor substrate 28 is maintained, the incident direction of the ion implantation may be changed by changing the position (orientation) of the ion irradiation port.
[0042]
In the third embodiment, the example in which one impurity diffusion region is formed using two ion implantation apparatuses has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. When forming one impurity diffusion region, ion implantation may be performed three times (or four times or more) using three (or four or more) ion implantation apparatuses. In this case, slight variations in the concentration of implanted impurities can be further reduced over the entire area of the wafer.
[0043]
In the third embodiment, an example in which all the implantation conditions are the same when ion implantation is performed twice using two ion implantation apparatuses in order to form one impurity diffusion region has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. For each ion implantation apparatus, ion implantation may be performed by changing only the tilt angle or only the incident direction. Alternatively, ion implantation may be performed by changing the tilt angle and the incident direction for each ion implantation apparatus.
[0044]
In the third embodiment, an example has been described in which ion implantation is performed twice using two different ion implantation apparatuses in order to form one impurity diffusion region. The present invention is not limited to such an embodiment. For the reasons described above, two ion implanters of the same model and made by the same manufacturer may be used.
In the first to third embodiments, the example in which the P-type surface region 34 is formed after the N-type buried region 36 is formed has been described. The present invention is not limited to such an embodiment. After forming the P-type surface region 34, the N-type buried region 36 may be formed.
[0045]
【The invention's effect】
According to the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, it is possible to reduce variations in the concentration of implanted impurities due to the beam trajectory unique to the ion implantation apparatus. For this reason, the slight variation in the sensitivity of the light receiving unit for each pixel in the solid-state imaging device can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a solid-state imaging device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a unit pixel of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional process diagram illustrating a main part of a method for manufacturing a solid-state imaging device in the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a beam locus of conventional ion implantation on the surface of a semiconductor wafer.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a beam trajectory when ion implantation is performed while changing the tilt angle in the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a main part of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a second embodiment.
FIG. 7 is a schematic plan view showing the result of irradiating uniform light to all the solid-state imaging devices formed on one wafer and measuring the output from each pixel.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a solid-state imaging element according to a third embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Solid-state image sensor 12 Pixel 16 Horizontal CCD
18 Reading Amplifier 22 Sensor Unit 23 Reading Gate Area 24 Vertical CCD
28 Semiconductor substrate 30 P-type well region 34 P-type surface region 36 N-type buried region 40 Embedded channel region 42 P-type region 44 Insulating film 46 Transfer electrode 54 Channel stop region 58 Light-shielding film 66A, 66B, 66C, 66D Ion implantation apparatus

Claims (5)

半導体基板と、
前記半導体基板に形成された不純物拡散領域を有し、受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換部と、
前記半導体基板に形成され、前記光電変換部が生成する信号電荷を、読み出し回路に転送する信号転送部と
を備えた固体撮像素子の製造方法であって、
同一の不純物イオンを用いて、同一の入射方向で、且つ、チルト角度を変えてイオン注入を複数回行う複数回注入工程により、前記不純物拡散領域を形成する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
A semiconductor substrate;
A photoelectric conversion unit having an impurity diffusion region formed in the semiconductor substrate and generating a signal charge according to the amount of received light;
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a signal transfer unit that is formed on the semiconductor substrate and that transfers a signal charge generated by the photoelectric conversion unit to a readout circuit;
Manufacturing of a solid-state imaging device, wherein the impurity diffusion region is formed by a plurality of implantation steps in which ion implantation is performed a plurality of times using the same impurity ions in the same incident direction and with a different tilt angle. Method.
半導体基板と、
前記半導体基板に形成された不純物拡散領域を有し、受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換部と、
前記半導体基板に形成され、前記光電変換部が生成する信号電荷を、読み出し回路に転送する信号転送部と
を備えた固体撮像素子の製造方法であって、
前記半導体基板に対して、第1のチルト角度でイオン注入を行う第1工程と、
前記第1工程の後、前記半導体基板を、前記半導体基板の中央部を中心として前記半導体基板の両面に平行に予め定められた角度回転させる第2工程と、
回転後の停止した前記半導体基板に、前記第1のチルト角度とは異なる第2のチルト角度でイオン注入を行う第3工程とを有する複数回注入工程により、前記不純物拡散領域を形成する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
A semiconductor substrate;
A photoelectric conversion unit having an impurity diffusion region formed in the semiconductor substrate and generating a signal charge according to the amount of received light;
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a signal transfer unit that is formed on the semiconductor substrate and that transfers a signal charge generated by the photoelectric conversion unit to a readout circuit;
A first step of implanting ions into the semiconductor substrate at a first tilt angle;
After the first step, a second step of rotating the semiconductor substrate by a predetermined angle in parallel with both surfaces of the semiconductor substrate around the central portion of the semiconductor substrate;
Forming the impurity diffusion region in the semiconductor substrate after rotation by a plurality of implantation steps including a third step of performing ion implantation at a second tilt angle different from the first tilt angle; A method for manufacturing a solid-state imaging device.
半導体基板と、
前記半導体基板に形成された不純物拡散領域を有し、受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換部と、
前記半導体基板に形成され、前記光電変換部が生成する信号電荷を、読み出し回路に転送する信号転送部と
を備えた固体撮像素子の製造方法であって、
第1のイオン注入装置により前記半導体基板に不純物イオンを注入する第1工程と、
前記第1のイオン注入装置とは別の第2のイオン注入装置により、前記第1工程で注入されたものと同一の不純物イオンを前記半導体基板に注入する第2工程とを有する複数回注入工程により、前記不純物拡散領域を形成する
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
A semiconductor substrate;
A photoelectric conversion unit having an impurity diffusion region formed in the semiconductor substrate and generating a signal charge according to the amount of received light;
A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a signal transfer unit that is formed on the semiconductor substrate and that transfers a signal charge generated by the photoelectric conversion unit to a readout circuit;
A first step of implanting impurity ions into the semiconductor substrate by a first ion implantation apparatus;
A plurality of implantation steps including a second step of implanting the same impurity ions as those implanted in the first step into the semiconductor substrate by a second ion implantation device different from the first ion implantation device; The impurity diffusion region is formed by the method described above.
請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の固体撮像素子の製造方法において、
前記複数回注入工程は、ドーズ量及び加速電圧を同一条件として行われる
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state image sensing device according to any one of claims 1 to 3,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the multiple injection step is performed under the same conditions of a dose amount and an acceleration voltage.
請求項1〜請求項4のいずれか1項記載の固体撮像素子の製造方法において、
前記光電変換部は、前記半導体基板の表面側に形成された第1導電型の表面領域と、前記表面領域における前記半導体基板の内部側に隣接して形成された第2導電型の埋め込み領域とを有する埋め込み型フォトダイオードであり、
前記表面領域は、第1導電型の不純物イオンを注入する前記複数回注入工程により形成され、
前記埋め込み領域は、第2導電型の不純物イオンを注入する前記複数回注入工程により形成される
ことを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
In the manufacturing method of the solid-state image sensor of any one of Claims 1-4,
The photoelectric conversion unit includes a first conductivity type surface region formed on a surface side of the semiconductor substrate, and a second conductivity type buried region formed adjacent to the inner side of the semiconductor substrate in the surface region. Embedded photodiode having
The surface region is formed by the multiple implantation step of implanting impurity ions of the first conductivity type,
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the buried region is formed by the plurality of implantation steps of implanting second conductivity type impurity ions.
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