JP2005175226A - Manufacturing method of semiconductor device, solid-state imaging element and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing method of a semiconductor device for forming a recombination layer which restrains a dark current, without raising the manufacturing cost, and to provide a manufacturing method of a solid-state image sensing element, and the solid-state imaging element. <P>SOLUTION: A resist mask, whose isolation layer is opened, is provided to the upper surface of the semiconductor substrate provided with an isolation layer, and an isolation diffusion layer, consisting of an impurity layer, is formed by implanting impurities to the lower side of the isolation layer, and impurities are implanted from the opening of the resist mask in an oblique direction to the semiconductor substrate. Consequently, a recombination layer, consisting of an impurity layer which is formed by extending the edge of the isolation diffusion impurity layer, is formed. Especially, the size of the recombination layer, consisting of the impurity layer, is adjusted by changing the end edge shape of the opening provided to the resist mask. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、及び固体撮像素子の製造方法、及び固体撮像素子に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a solid-state image sensor manufacturing method, and a solid-state image sensor.

従来、半導体装置となる半導体基板には所要の位置にLOCOS(local oxidation of silicon)やSTI(Shallow Trench Isolation)からなる素子分離層を形成し、さらにこの素子分離層の下側部分に不純物を注入して素子分離拡散層からなる不純物層を形成することにより、半導体基板上に形成した各素子を電気的に分離している。   Conventionally, an element isolation layer made of LOCOS (local oxidation of silicon) or STI (Shallow Trench Isolation) is formed at a required position on a semiconductor substrate to be a semiconductor device, and impurities are implanted into a lower portion of the element isolation layer. By forming an impurity layer composed of an element isolation diffusion layer, each element formed on the semiconductor substrate is electrically isolated.

ここで、素子分離層は酸化膜を用いて構成していることにより、素子分離層と半導体基板との境界部分には格子欠陥が生じやすく、この格子欠陥に基づいて電子あるいは正孔が発生することに起因してノイズ電流が生じることが知られている。   Here, since the element isolation layer is configured using an oxide film, lattice defects are likely to occur at the boundary between the element isolation layer and the semiconductor substrate, and electrons or holes are generated based on the lattice defects. It is known that noise current is generated due to this.

そこで、素子分離拡散層を形成する際には、素子分離拡散層を形成するために用いるレジストマスクに素子分離層の部分だけでなくその周囲まで不純物の注入が可能なように開口させた開口部を形成し、この開口部に不純物を注入することによって、素子分離層の周囲において電子あるいは正孔が発生すること抑止してノイズ電流を抑止している。   Therefore, when forming the element isolation diffusion layer, an opening is formed in the resist mask used to form the element isolation diffusion layer so that not only the element isolation layer portion but also the periphery thereof can be implanted with impurities. Is formed, and impurities are implanted into the opening to suppress generation of electrons or holes around the element isolation layer, thereby suppressing noise current.

このような半導体装置において、昨今、さらなる高集積化が要求されることによって、素子分離拡散層をノイズ電流の抑止に十分な大きさとすることが困難となってきており、ノイズ電流の抑制が困難となるおそれがあった。   In such a semiconductor device, due to the recent demand for higher integration, it has become difficult to make the element isolation diffusion layer sufficiently large to suppress the noise current, and it is difficult to suppress the noise current. There was a risk of becoming.

特に半導体装置が固体撮像素子である場合には、抑止できなかった暗電流によって画質劣化が生じるおそれがあった。しかも、固体撮像素子の場合には、素子分離層の周囲に拡張させて素子分離拡散層を設けることによって素子分離層に隣設したセンサ部の面積が抑制されることとなり、光電変換効率の低下を招くおそれもあった。   In particular, when the semiconductor device is a solid-state image sensor, there is a possibility that image quality deterioration may occur due to dark current that could not be suppressed. In addition, in the case of a solid-state imaging device, the area of the sensor portion adjacent to the element isolation layer is suppressed by providing an element isolation diffusion layer by extending the periphery of the element isolation layer, resulting in a decrease in photoelectric conversion efficiency. There was also a risk of inviting.

そこで、素子分離拡散層は素子分離層の直下方にのみ形成し、その後、素子分離層の直上部にレジストマスクを形成して、素子分離拡散層の形成に用いた不純物と同じ導電型の不純物を受光部の表層に注入して再結合層を形成し、この再結合層において格子欠陥に起因して発生した電子あるいは正孔を再結合させることが行われていた(例えば、特許文献1参照。)。
特開2001−28433号公報
Therefore, the element isolation diffusion layer is formed only immediately below the element isolation layer, and then a resist mask is formed immediately above the element isolation layer, so that the impurity having the same conductivity type as the impurity used for forming the element isolation diffusion layer is formed. Is injected into the surface layer of the light receiving portion to form a recombination layer, and electrons or holes generated due to lattice defects are recombined in the recombination layer (for example, see Patent Document 1). .)
JP 2001-28433 A

しかしながら、素子分離拡散層の形成後に再結合層形成のためのレジストマスクを形成する場合には、作業工程が増加することによる製造コストの高騰を招くという問題があった。   However, when the resist mask for forming the recombination layer is formed after the formation of the element isolation diffusion layer, there is a problem that the manufacturing cost increases due to an increase in the number of work steps.

しかも、素子分離拡散層の形成に用いるレジストマスクは、先に形成している素子分離層及び素子分離拡散層に対して位置ずれなく形成する必要があり、素子分離拡散層形成用のレジストマスクに位置ずれが生じた場合には、再結合層と素子分離拡散層との間に拡散させる不純物がない領域からなる薄い領域が生じるおそれがあり、この領域に起因してノイズ電流の抑制が困難となるおそれもあった。   In addition, the resist mask used for forming the element isolation diffusion layer must be formed without positional deviation with respect to the previously formed element isolation layer and element isolation diffusion layer. In the case of misalignment, there is a possibility that a thin region consisting of a region without impurities to diffuse between the recombination layer and the element isolation diffusion layer may be generated, and it is difficult to suppress noise current due to this region. There was also a risk of becoming.

そこで、本発明の半導体装置の製造方法では、素子分離層を設けた半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、このレジストマスクの開口から半導体基板に対して斜め方向にイオン注入することとした。さらに、レジストマスクに設けた開口の端縁形状を所望の形状に形成することによりイオン注入による注入範囲を調整することにも特徴を有するものである。   Therefore, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a resist mask having an element isolation layer portion opened is provided on the upper surface of a semiconductor substrate provided with an element isolation layer, and ions are obliquely formed with respect to the semiconductor substrate from the opening of the resist mask. It was decided to inject. Further, the present invention is characterized in that the implantation range by ion implantation is adjusted by forming the edge shape of the opening provided in the resist mask into a desired shape.

また、本発明の固体撮像素子の製造方法では、素子分離層を設けた半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、素子分離層の下側に不純物を注入することにより不純物層を形成する固体撮像素子の製造方法において、レジストマスクの開口から不純物を半導体基板に対して斜め方向に注入することにより不純物層の縁を伸延させた不純物層を形成することとした。さらに、レジストマスクに設けた開口の端縁形状を変更することにより不純物層のサイズあるいは形状を調整することにも特徴を有するものである。   In the solid-state imaging device manufacturing method of the present invention, a resist mask having an element isolation layer portion opened is provided on an upper surface of a semiconductor substrate provided with an element isolation layer, and impurities are implanted by injecting impurities below the element isolation layer. In the method for manufacturing a solid-state imaging device in which a layer is formed, an impurity layer is formed by extending the edge of the impurity layer by injecting impurities in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate from the opening of the resist mask. Further, the present invention is characterized in that the size or shape of the impurity layer is adjusted by changing the edge shape of the opening provided in the resist mask.

また、本発明の固体撮像素子では、素子分離層を設けた半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、素子分離層の下側に不純物を注入することにより不純物層を形成した固体撮像素子において、レジストマスクの開口から不純物を半導体基板に対して斜め方向に注入することにより不純物層の縁を伸延させた不純物層を形成した。   In the solid-state imaging device of the present invention, a resist mask having an element isolation layer portion opened is provided on the upper surface of a semiconductor substrate provided with an element isolation layer, and an impurity layer is formed by implanting impurities below the element isolation layer. In the solid-state imaging device, an impurity layer was formed by extending the edge of the impurity layer by injecting impurities in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate from the opening of the resist mask.

請求項1記載の発明によれば、素子分離層を設けた半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、このレジストマスクの開口から半導体基板に対して斜め方向にイオン注入することによって、レジストマスクで被覆された素子分離層の縁部分に、新たなレジストマスクを形成することなくイオン注入することができ、注入したイオンによって暗電流の発生を抑止できる。   According to the first aspect of the present invention, the resist mask having the element isolation layer portion opened is provided on the upper surface of the semiconductor substrate provided with the element isolation layer, and ions are implanted into the semiconductor substrate obliquely from the opening of the resist mask. Thus, ions can be implanted into the edge portion of the element isolation layer covered with the resist mask without forming a new resist mask, and generation of dark current can be suppressed by the implanted ions.

請求項2記載の発明によれば、レジストマスクに設けた開口の端縁形状を変更することによりイオン注入による注入範囲を調整することによって、素子分離層の縁部分に注入するイオンの分布を極めて容易に最適化することができる。   According to the second aspect of the invention, the distribution of ions to be implanted into the edge portion of the element isolation layer can be made extremely by adjusting the implantation range by ion implantation by changing the edge shape of the opening provided in the resist mask. It can be easily optimized.

請求項3記載の発明によれば、素子分離層を設けた半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、素子分離層の下側に不純物を注入することにより不純物層を形成する固体撮像素子の製造方法において、レジストマスクの開口から不純物を半導体基板に対して斜め方向に注入することにより不純物層の縁を伸延させた不純物層を形成することによって、再結合層を形成するためのレジストマスクを設けることなく再結合層となる不純物層を形成することができる。しかも、1つのレジストマスクで素子分離拡散層と再結合層とを不純物層によって形成することにより、再結合層と素子分離拡散層とを確実に接続させて形成することができるので、素子分離層を再結合層と素子分離拡散層とで確実に被覆して暗電流の発生を抑止できる。   According to the third aspect of the present invention, the resist mask having the element isolation layer portion opened is provided on the upper surface of the semiconductor substrate provided with the element isolation layer, and the impurity layer is formed by implanting the impurity below the element isolation layer. In the manufacturing method of a solid-state imaging device, a recombination layer is formed by forming an impurity layer in which an edge of the impurity layer is extended by injecting an impurity obliquely with respect to the semiconductor substrate from an opening of a resist mask Thus, an impurity layer that serves as a recombination layer can be formed without providing a resist mask. In addition, since the element isolation diffusion layer and the recombination layer are formed of the impurity layer with one resist mask, the recombination layer and the element isolation diffusion layer can be reliably connected to each other. Can be reliably covered with the recombination layer and the element isolation diffusion layer to suppress the generation of dark current.

請求項4記載の発明によれば、レジストマスクに設けた開口の端縁形状を変更することにより再結合層となる不純物層のサイズを調整することによって、再結合層の最適化を極めて容易に行うことができる。   According to the invention described in claim 4, the recombination layer can be optimized very easily by adjusting the size of the impurity layer to be the recombination layer by changing the edge shape of the opening provided in the resist mask. It can be carried out.

請求項5記載の発明によれば、素子分離層を設けた半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、素子分離層の下側に不純物を注入することにより不純物層を形成した固体撮像素子において、レジストマスクの開口から不純物を半導体基板に対して斜め方向に注入することにより不純物層の縁を伸延させた不純物層を形成したことによって、再結合層と素子分離拡散層とを不純物層で一体的に形成することができ、素子分離層を不純物層で構成した再結合層と素子分離拡散層とで確実に被覆して暗電流の発生を確実に抑止できる。しかも、再結合層となる不純物層を形成するためのレジストマスクを設けることなく再結合層を形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the resist mask having the element isolation layer portion opened is provided on the upper surface of the semiconductor substrate provided with the element isolation layer, and the impurity layer is formed by implanting impurities below the element isolation layer. In the solid-state imaging device, the recombination layer and the element isolation diffusion layer are formed by forming an impurity layer in which the edge of the impurity layer is extended by injecting impurities from the opening of the resist mask in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate. Can be formed integrally with the impurity layer, and the element isolation layer can be reliably covered with the recombination layer composed of the impurity layer and the element isolation diffusion layer, thereby reliably preventing the occurrence of dark current. In addition, the recombination layer can be formed without providing a resist mask for forming the impurity layer to be the recombination layer, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明の半導体装置の製造方法、特に固体撮像素子の製造方法では、半導体基板に素子分離構造を形成するために、半導体基板に酸化膜からなる素子分離層を形成し、この素子分離層の下側に所要の導電型となる不純物をイオン注入して不純物層からなる素子分離拡散層を形成しているものであって、イオン注入を行う際に、半導体基板の上面に素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、このレジストマスクの開口から半導体基板に対して斜め方向にもイオン注入を行っているものである。   In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, particularly the method for manufacturing a solid-state imaging device, an element isolation layer made of an oxide film is formed on the semiconductor substrate in order to form an element isolation structure on the semiconductor substrate. An element isolation diffusion layer made of an impurity layer is formed by ion implantation of an impurity having a required conductivity type on the side, and an element isolation layer portion is opened on the upper surface of the semiconductor substrate when ion implantation is performed. The resist mask is provided, and ion implantation is also performed obliquely with respect to the semiconductor substrate from the opening of the resist mask.

斜め方向にもイオン注入を行うことによって、不純物層からなる素子分離拡散層の縁を伸延させた不純物層を形成し、レジストマスクで被覆された素子分離層の縁部分にも新たなレジストマスクを形成することなく不純物層を形成して、不純物層からなる再結合層を形成することができる。   By implanting ions in an oblique direction, an impurity layer is formed by extending the edge of the element isolation diffusion layer made of the impurity layer, and a new resist mask is also applied to the edge of the element isolation layer covered with the resist mask. An impurity layer can be formed without forming a recombination layer made of an impurity layer.

したがって、従来であれば再結合層を形成するために設けていたレジストマスクの作成工程を省くことができ、製造コストの削減を図ることができる。   Therefore, it is possible to omit the process of creating a resist mask, which has been conventionally provided for forming the recombination layer, and to reduce the manufacturing cost.

しかも、再結合層と素子分離拡散層とを不純物層で一体的に形成していることにより、再結合層と素子分離拡散層とが互いに離隔することなく再結合層を形成することができるので、素子分離層を再結合層と素子分離拡散層とで確実に被覆して暗電流の発生を確実に抑止できる。   In addition, since the recombination layer and the element isolation diffusion layer are integrally formed from the impurity layer, the recombination layer and the element isolation diffusion layer can be formed without being separated from each other. The element isolation layer can be reliably covered with the recombination layer and the element isolation diffusion layer to reliably suppress the occurrence of dark current.

さらに、レジストマスクに設けた開口の端縁形状を変更した場合には、イオン注入による注入範囲を容易に調整することができ、イオンの注入範囲を容易に最適化することができる。   Furthermore, when the edge shape of the opening provided in the resist mask is changed, the implantation range by ion implantation can be easily adjusted, and the ion implantation range can be easily optimized.

レジストマスクに設けた開口の端縁形状は、レジストマスクのエッチング条件を調整することによって所要のテーパを有するように形成することができ、テーパの形状を調整することによってレジストマスクを横断してレジストマスク下の半導体基板に注入されるイオンの量を容易に調整できる。   The edge shape of the opening provided in the resist mask can be formed to have a required taper by adjusting the etching condition of the resist mask, and the resist can be formed across the resist mask by adjusting the taper shape. The amount of ions implanted into the semiconductor substrate under the mask can be easily adjusted.

また、開口の形成後にレジストマスクをリフローさせることにより、開口の端縁形状を傾斜面でなく所要の曲率を有する曲線形状とすることもできる。レジストマスクをリフローさせることによって、レジストマスクのエッチング処理におけるバラツキを解消することもでき、半導体基板全体にわたって均質な再結合層を形成可能とすることができる。   Further, by reflowing the resist mask after the opening is formed, the edge shape of the opening can be a curved shape having a required curvature instead of the inclined surface. By reflowing the resist mask, variations in the etching process of the resist mask can be eliminated, and a uniform recombination layer can be formed over the entire semiconductor substrate.

このようにイオン注入のマスクとしてレジストマスクを用いることによって、マスク下側の半導体基板へのイオン注入を行うことができるとともに、比較的低エネルギーでイオン注入を行うことができるので、半導体基板の表面に効率よく再結合層を形成できる。   By using a resist mask as a mask for ion implantation in this manner, ion implantation into the semiconductor substrate below the mask can be performed and ion implantation can be performed with relatively low energy. And a recombination layer can be formed efficiently.

以下において、図面に基づいて本発明の実施形態をさらに詳説する。ここでは、半導体装置として固体撮像素子、特にCMOSの製造プロセスで製造した固体撮像素子を用いて説明を行うが、固体撮像素子だけでなく、所要の半導体装置に適用可能である。また、固体撮像素子の光電変換部及び電荷蓄積部をN型不純物領域で構成したものとして説明を行うが、光電変換部及び電荷蓄積部をP型不純物領域で構成したものであってもよく、光電変換部及び電荷蓄積部をP型不純物領域で構成した場合には、以下において説明する導電型が全て逆となる。   In the following, embodiments of the present invention will be described in more detail based on the drawings. Here, a description will be given using a solid-state imaging device, particularly a solid-state imaging device manufactured by a CMOS manufacturing process, as a semiconductor device, but the present invention can be applied not only to a solid-state imaging device but also to a required semiconductor device. In addition, although the description will be made assuming that the photoelectric conversion unit and the charge storage unit of the solid-state imaging device are configured by the N-type impurity region, the photoelectric conversion unit and the charge storage unit may be configured by the P-type impurity region, When the photoelectric conversion unit and the charge storage unit are configured by P-type impurity regions, the conductivity types described below are all reversed.

図1に示すように、固体撮像素子は、表面にP型のウェル領域2を形成したN型の半導体基板1を用いて構成しており、半導体基板1には所要位置にLOCOSで形成した素子分離層3を設けている。素子分離層3はLOCOSで形成したものに限定するものではなく、STIで形成してもよい。   As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device is configured by using an N-type semiconductor substrate 1 having a P-type well region 2 formed on the surface, and the semiconductor substrate 1 is an element formed by LOCOS at a required position. A separation layer 3 is provided. The element isolation layer 3 is not limited to the one formed by LOCOS, and may be formed by STI.

素子分離層3の形成後、半導体基板1上には第1レジストマスク4を塗布し、この第1レジストマスク4の所要位置にセンサ部形成用開口4aを設け、このセンサ部形成用開口4aから半導体基板1にN型不純物をイオン注入してPN接合を形成することによりセンサ部5を形成している。   After the element isolation layer 3 is formed, a first resist mask 4 is applied onto the semiconductor substrate 1, and a sensor portion forming opening 4a is provided at a required position of the first resist mask 4, and the sensor portion forming opening 4a is provided. The sensor portion 5 is formed by ion implantation of N-type impurities into the semiconductor substrate 1 to form a PN junction.

センサ部5の形成後、第1レジストマスク4を除去し、図2に示すように、半導体基板1上には第2レジストマスク6を塗布し、この第2レジストマスク6の素子分離層3の直上部分に素子分離拡散層形成用開口6aを設け、この素子分離拡散層形成用開口6aから半導体基板1にP型不純物をイオン注入して素子分離層3の下側に素子分離拡散層7を形成している。この素子分離拡散層7と素子分離層3とで素子分離を行っており、この素子分離構造を、センサ部5を取り囲むように形成している。図2中、Aは不純物の注入方向を示す矢印である。   After the formation of the sensor unit 5, the first resist mask 4 is removed, and as shown in FIG. 2, a second resist mask 6 is applied on the semiconductor substrate 1, and the element isolation layer 3 of the second resist mask 6 is applied. An element isolation diffusion layer forming opening 6a is provided immediately above, and P type impurities are ion-implanted into the semiconductor substrate 1 from the element isolation diffusion layer forming opening 6a to form an element isolation diffusion layer 7 below the element isolation layer 3. Forming. The element isolation diffusion layer 7 and the element isolation layer 3 perform element isolation, and this element isolation structure is formed so as to surround the sensor unit 5. In FIG. 2, A is an arrow indicating the direction of impurity implantation.

素子分離拡散層7の形成後、さらに、図3に示すように、素子分離拡散層形成用開口6aから半導体基板1にP型不純物を、半導体基板に対して斜め方向にもイオン注入して、第2レジストマスク6の下側となっている素子分離層3の縁部分に再結合層8を形成している。図3中、A'は不純物の注入方向を示す矢印である。   After the formation of the element isolation diffusion layer 7, as shown in FIG. 3, a P-type impurity is ion-implanted into the semiconductor substrate 1 from the element isolation diffusion layer formation opening 6a in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate, A recombination layer 8 is formed on the edge portion of the element isolation layer 3 that is under the second resist mask 6. In FIG. 3, A ′ is an arrow indicating the direction of impurity implantation.

ここで、半導体基板に対して斜め方向に注入する不純物は、導電型が同じであれば素子分離拡散層7の形成に用いた不純物と同種の不純物であってもよいし、異種の不純物であってもよい。   Here, the impurity implanted obliquely with respect to the semiconductor substrate may be the same type of impurity as that used for forming the element isolation diffusion layer 7 or a different type of impurity as long as the conductivity type is the same. May be.

再結合層8を形成するための不純物の注入条件は、形成する再結合層8の大きさに合わせて適宜の加速電圧、注入方向等の条件としてよい。なお、注入方向は、第2レジストマスク6の厚み寸法、素子分離拡散層形成用開口6aの開口面積及び開口形状、製造装置にも規制されるが、注入方向と平板状の半導体基板1とのなす角が45〜85°となる程度が望ましい。ちなみに、素子分離拡散層7の形成時の注入方向が90°である。   Impurity implantation conditions for forming the recombination layer 8 may be conditions such as an appropriate acceleration voltage and implantation direction according to the size of the recombination layer 8 to be formed. The implantation direction is also limited by the thickness dimension of the second resist mask 6, the opening area and shape of the element isolation diffusion layer forming opening 6a, and the manufacturing apparatus. It is desirable that the angle formed is 45 to 85 °. Incidentally, the implantation direction when forming the element isolation diffusion layer 7 is 90 °.

本実施形態では素子分離拡散層7を形成した後に、不純物を半導体基板に対して斜め方向に注入して再結合層8を形成しているが、最初から不純物を半導体基板に対して斜め方向に注入することにより、素子分離拡散層7と再結合層8とを同時に形成してもよい。   In this embodiment, after the element isolation diffusion layer 7 is formed, the recombination layer 8 is formed by implanting impurities in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate. By implanting, the element isolation diffusion layer 7 and the recombination layer 8 may be formed simultaneously.

さらには、注入方向と平板状の半導体基板1とのなす角を逐次異ならせながら注入することにより、再結合層8の部分に注入した不純物の濃度を調整してもよい。   Further, the concentration of the impurity implanted into the recombination layer 8 may be adjusted by implanting while sequentially changing the angle formed by the implantation direction and the flat semiconductor substrate 1.

このように再結合層8を形成することによって、第2レジストマスク6で被覆された素子分離層3の縁部分にも新たなレジストマスクを形成することなく再結合層8を形成することができるので製造コストの低減を図ることができる。   By forming the recombination layer 8 in this way, the recombination layer 8 can be formed without forming a new resist mask also on the edge portion of the element isolation layer 3 covered with the second resist mask 6. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.

しかも、再結合層8と素子分離拡散層7とが互いに離隔することなく再結合層8を形成することができるので、素子分離層3を再結合層8と素子分離拡散層7とで確実に被覆して暗電流の発生を確実に抑止できる。   In addition, since the recombination layer 8 can be formed without separating the recombination layer 8 and the element isolation diffusion layer 7 from each other, the element isolation layer 3 can be reliably formed by the recombination layer 8 and the element isolation diffusion layer 7. It is possible to reliably suppress the generation of dark current by covering.

さらに、素子分離拡散層7を比較的小さく形成することができるので、固体撮像素子の場合には、センサ部5の減少を抑制することができ、一般的な半導体装置の場合には、集積度の向上を図ることができる。   Furthermore, since the element isolation diffusion layer 7 can be formed relatively small, the decrease in the sensor unit 5 can be suppressed in the case of a solid-state image sensor, and the integration degree in the case of a general semiconductor device. Can be improved.

上記したように再結合層8を形成した後、第2レジストマスク6を除去し、図4に示すように、半導体基板1の上面にはゲート酸化膜9を形成し、このゲート酸化膜9の上面に多結晶シリコン層を形成して、この多結晶シリコン層をパターンニングすることによりゲート電極10を形成している。   After the recombination layer 8 is formed as described above, the second resist mask 6 is removed, and a gate oxide film 9 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 as shown in FIG. A gate electrode 10 is formed by forming a polycrystalline silicon layer on the upper surface and patterning the polycrystalline silicon layer.

その後、固体撮像素子の読出領域部分にN型不純物を低濃度に注入した低不純物濃度領域11を形成し、この低不純物濃度領域11にN型不純物を高濃度に注入した高不純物濃度領域12を形成してNMOSトランジスタからなる読出スイッチを形成している。その後、層間絶縁膜(図示せず)及び適宜の配線(図示せず)を形成して、固体撮像素子を形成している。   Thereafter, a low impurity concentration region 11 in which N-type impurities are implanted at a low concentration is formed in the readout region portion of the solid-state imaging device, and a high impurity concentration region 12 in which N-type impurities are implanted at a high concentration is formed in the low impurity concentration region 11. Thus, a readout switch composed of an NMOS transistor is formed. Thereafter, an interlayer insulating film (not shown) and appropriate wiring (not shown) are formed to form a solid-state imaging device.

他の実施形態として、図5に示すように、第2レジストマスク6をエッチングして素子分離拡散層形成用開口6aを形成する際に、エッチング条件を調整することによって、素子分離拡散層形成用開口6aの端縁にテーパを形成することができ、特に、エッチング条件を調整することによって、このテーパの傾斜面6bの傾斜角度を適宜に変更することができる。   As another embodiment, as shown in FIG. 5, when the second resist mask 6 is etched to form the element isolation diffusion layer formation opening 6a, the etching conditions are adjusted to adjust the element isolation diffusion layer formation. A taper can be formed at the edge of the opening 6a. In particular, the inclination angle of the inclined surface 6b of the taper can be appropriately changed by adjusting the etching conditions.

傾斜面6bの傾斜角度を変更することによって、半導体基板に対して不純物を斜め方向に注入した場合に、第2レジストマスク6部分を通過する不純物の通過距離を調整することができ、再結合層8のサイズあるいは不純物濃度の分布を調整できる。   By changing the inclination angle of the inclined surface 6b, the impurity passing distance through the second resist mask 6 can be adjusted when impurities are implanted in the oblique direction with respect to the semiconductor substrate. 8 size or impurity concentration distribution can be adjusted.

したがって、第2レジストマスク6に設けた素子分離拡散層形成用開口6aの端縁形状を利用して再結合層8のサイズあるいは再結合層8における不純物濃度の分布を調整できるので、より最適化された再結合層8を極めて容易に行うことができる。   Therefore, the size of the recombination layer 8 or the distribution of impurity concentration in the recombination layer 8 can be adjusted by using the edge shape of the element isolation diffusion layer forming opening 6a provided in the second resist mask 6, so that the optimization is further improved. The recombination layer 8 thus made can be performed very easily.

素子分離拡散層形成用開口6aの端縁形状の変更は、エッチングによって傾斜面6bを形成するだけでなく、素子分離拡散層形成用開口6aの形成後に第2レジストマスク6をリフローさせることによって所定形状としてもよい。   The edge shape of the element isolation diffusion layer forming opening 6a is changed not only by forming the inclined surface 6b by etching but also by reflowing the second resist mask 6 after the element isolation diffusion layer forming opening 6a is formed. It is good also as a shape.

第2レジストマスク6をリフローした場合には、図6に示すように、素子分離拡散層形成用開口6aの端縁を曲面6cで構成することができ、比較的浅く不純物を注入することができる。   When the second resist mask 6 is reflowed, as shown in FIG. 6, the edge of the element isolation diffusion layer forming opening 6a can be constituted by a curved surface 6c, and impurities can be implanted relatively shallowly. .

本発明にかかる固体撮像素子の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the solid-state image sensor concerning this invention. 本発明にかかる固体撮像素子の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the solid-state image sensor concerning this invention. 本発明にかかる固体撮像素子の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the solid-state image sensor concerning this invention. 本発明にかかる固体撮像素子の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the solid-state image sensor concerning this invention. 他の実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of other embodiment. 他の実施形態の説明図である。It is explanatory drawing of other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体基板
2 ウェル領域
3 素子分離層
5 センサ部
6 第2レジストマスク
6a 素子分離拡散層形成用開口
7 素子分離拡散層
8 再結合層
9 ゲート酸化膜
10 ゲート電極
11 低不純物濃度領域
12 高不純物濃度領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor substrate 2 Well area | region 3 Element isolation layer 5 Sensor part 6 2nd resist mask
6a Element isolation diffusion layer formation opening 7 Element isolation diffusion layer 8 Recombination layer 9 Gate oxide film
10 Gate electrode
11 Low impurity concentration region
12 High impurity concentration region

Claims (5)

素子分離層を設けた半導体基板の上面に前記素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、このレジストマスクの開口から前記半導体基板に対して斜め方向にイオン注入することを特徴とする半導体装置の製造方法。   A semiconductor device comprising: a semiconductor substrate provided with an element isolation layer; and a resist mask having an opening in the element isolation layer portion is provided on an upper surface of the semiconductor substrate, and ions are implanted into the semiconductor substrate obliquely from the opening of the resist mask. Production method. 前記レジストマスクに設けた開口の端縁形状を変更することにより前記イオン注入による注入範囲を調整することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。   2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an implantation range by the ion implantation is adjusted by changing an edge shape of an opening provided in the resist mask. 素子分離層を設けた半導体基板の上面に前記素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、前記素子分離層の下側に不純物を注入することにより不純物層を形成する固体撮像素子の製造方法において、
前記レジストマスクの開口から不純物を前記半導体基板に対して斜め方向に注入することにより前記不純物層の縁を伸延させた不純物層を形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
In a method of manufacturing a solid-state imaging device, a resist mask having an opening for the element isolation layer is provided on an upper surface of a semiconductor substrate provided with an element isolation layer, and an impurity layer is formed by implanting impurities below the element isolation layer. ,
A method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein an impurity layer is formed by extending an edge of the impurity layer by implanting impurities in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate from an opening of the resist mask.
前記レジストマスクに設けた開口の端縁形状を変更することにより前記不純物層のサイズを調整することを特徴とする請求項3記載の固体撮像素子の製造方法。   4. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 3, wherein the size of the impurity layer is adjusted by changing an edge shape of an opening provided in the resist mask. 素子分離層を設けた半導体基板の上面に前記素子分離層部分を開口したレジストマスクを設け、前記素子分離層の下側に不純物を注入することにより不純物層を形成した固体撮像素子において、
前記レジストマスクの開口から不純物を前記半導体基板に対して斜め方向に注入することにより前記不純物層の縁を伸延させた不純物層を形成したことを特徴とする固体撮像素子。
In a solid-state imaging device in which a resist mask having an opening in the element isolation layer is provided on the upper surface of a semiconductor substrate provided with an element isolation layer, and an impurity layer is formed by injecting an impurity below the element isolation layer.
A solid-state imaging device, wherein an impurity layer is formed by extending an edge of the impurity layer by implanting impurities from the opening of the resist mask in an oblique direction with respect to the semiconductor substrate.
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