JP2006179728A - Solid state image sensor and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、埋め込みフォトダイオードを有する固体撮像素子及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device having an embedded photodiode and a manufacturing method thereof.
近年、ビデオカメラや電子カメラが広く一般に普及している。これらのカメラには、CCD型固体撮像素子やCMOS型などの増幅型固体撮像素子が使用されている。このような固体撮像素子では、受光部を有する画素がマトリクス状に複数配置され、各画素に入射する光は、受光部にて光電変換され信号電荷を生成する。受光部としては、埋め込みフォトダイオードが用いられている(例えば、下記特許文献1,2)。受光部で生成された信号電荷、または、この信号電荷に応じて増幅された電気信号は、CCDや信号線を介して外部に出力される。そして、これらの固体撮像素子では、埋め込みフォトダイオードの電荷蓄積領域から所定領域(例えば、CCD型固体撮像素子の場合はCCDのチャネル領域、増幅型固体撮像素子の場合はトランジスタ等の信号増幅部の領域。)への電荷転送を制御する転送ゲート電極が設けられている(特許文献1,2)。CCD型固体撮像素子の場合は、一般的に、前記転送ゲート電極が所定のCCD電極で兼用されている(特許文献1)。
In recent years, video cameras and electronic cameras have been widely used. In these cameras, a CCD solid-state image sensor or an amplifying solid-state image sensor such as a CMOS type is used. In such a solid-state imaging device, a plurality of pixels having a light receiving portion are arranged in a matrix, and light incident on each pixel is photoelectrically converted by the light receiving portion to generate a signal charge. An embedded photodiode is used as the light receiving unit (for example,
このような固体撮像素子を製造する場合、素子特性のばらつきを低減するべく、転送ゲート電極に対する埋め込みフォトダイオードの電荷蓄積領域及び空乏化防止領域の位置のばらつきを低減するため、基板上にポリシリコン等からなる転送ゲート電極を形成し、これをマスクとしてイオン注入を行うことで、電荷蓄積領域及び空乏化防止領域を転送ゲート電極に対してセルフアライン的に形成する(特許文献2)。 When manufacturing such a solid-state imaging device, in order to reduce variation in device characteristics, polysilicon is formed on the substrate in order to reduce variation in the position of the charge accumulation region and depletion prevention region of the embedded photodiode with respect to the transfer gate electrode. A charge gate region and a depletion prevention region are formed in a self-aligned manner with respect to the transfer gate electrode by forming a transfer gate electrode made of the like and performing ion implantation using this as a mask (Patent Document 2).
このような従来の固体撮像素子の製造方法では、転送ゲート電極のみをマスクとして、電荷蓄積領域及び空乏化防止領域を形成するためのイオン注入を行っていた。一方、電荷蓄積部を形成するには、深くまでイオンを到達させるため高加速電圧を用いる。このため、転送ゲート電極を突き抜けてその下側領域等にイオンが注入されてしまうことにより素子特性が損なわれるを防止するため、転送ゲート電極がイオン注入に対してマスクとして十分に機能するように、転送ゲート電極の厚さは、比較的厚くされていた。例えば、転送ゲート電極の厚さは400nm程度以上に設定されていた。
しかしながら、前述した従来技術では、転送ゲート電極が厚いことに起因して、以下に説明するような種々の不都合が生ずることが判明した。 However, it has been found that the conventional technology described above has various disadvantages as described below due to the thick transfer gate electrode.
第1に、同一面積当たりの画素数を増大させることが困難である。この点について以下に説明する。転送ゲート電極が厚いと、エッチングにより転送ゲート電極をパターニングする際に、転送ゲート電極自体の平面方向の寸法を狭めることが困難となる。したがって、この点から、画素の占有面積を小さくすることが困難である。また、転送ゲート電極上には一般的に層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜により平坦化され、層間絶縁層上に更に配線パターン等が形成されるが、転送ゲート電極が厚いと、平坦化のために層間絶縁膜も厚くせざるを得ない。よって、上側の配線パターンを転送ゲート電極等に接続するためのコンタクトホールを層間絶縁膜に形成する際に、コンタクトホールの深さが深くなる。エッチングにより深いコンタクトホールを形成するためには、コンタクトホールの平面方向の寸法を狭めることが困難であるため、コンタクトホールを小さくすることができない。このように、転送ゲート電極が厚いと、転送ゲート電極等を接続するためのコンタクトホールを小さくできないので、この点からも、画素の占有面積を小さくすることが困難である。以上の理由で、転送ゲート電極が厚いと、画素の占有面積を小さくすることができないので、同一面積当たりの画素数を増大させることが困難である。 First, it is difficult to increase the number of pixels per area. This will be described below. When the transfer gate electrode is thick, it is difficult to reduce the dimension in the planar direction of the transfer gate electrode itself when patterning the transfer gate electrode by etching. Therefore, from this point, it is difficult to reduce the area occupied by the pixels. In addition, an interlayer insulating film is generally formed on the transfer gate electrode and is flattened by the interlayer insulating film, and a wiring pattern and the like are further formed on the interlayer insulating layer. For this reason, the interlayer insulating film must be thick. Therefore, when the contact hole for connecting the upper wiring pattern to the transfer gate electrode or the like is formed in the interlayer insulating film, the depth of the contact hole is increased. In order to form a deep contact hole by etching, it is difficult to reduce the dimension of the contact hole in the planar direction, and thus the contact hole cannot be reduced. As described above, when the transfer gate electrode is thick, the contact hole for connecting the transfer gate electrode and the like cannot be made small. From this point, it is difficult to reduce the area occupied by the pixel. For the above reasons, if the transfer gate electrode is thick, it is difficult to increase the number of pixels per area because the occupied area of the pixels cannot be reduced.
第2に、転送ゲート電極が厚いと、受光部とマイクロレンズとの間の間隔が増大し、これにより、シェーディングやクロストークが増大する。一般的に、固体撮像素子では、集光率を向上させるために、受光部に入射光を集光させるマイクロレンズがオンチップに配置される。転送ゲート電極が厚いと、転送ゲート電極が厚い分だけ受光部とマイクロレンズとの間の間隔が増大するだけでなく、前述したように層間絶縁膜も厚くなるため、層間絶縁膜が厚くなる分によっても、マイクロレンズとの間の間隔が増大するのである。 Secondly, if the transfer gate electrode is thick, the distance between the light receiving portion and the microlens increases, which increases shading and crosstalk. Generally, in a solid-state imaging device, a microlens that collects incident light on a light receiving unit is disposed on-chip in order to improve a light collection rate. When the transfer gate electrode is thick, not only the distance between the light receiving portion and the microlens is increased by the thick transfer gate electrode, but also the interlayer insulating film is thickened as described above. This also increases the distance between the microlenses.
第3に、転送ゲート電極が厚いと、画素領域以外の周辺回路領域の占有面積が増大し、これにより、固体撮像素子全体の占有面積が増大し、ひいては、1枚のウエハから得られる固体撮像素子の数が少なくなって、コストアップを招く。前述したように、転送ゲート電極が厚いと、層間絶縁膜が厚くなって層間絶縁膜に形成するコンタクトホールを小さくすることができない。周辺回路領域においても同様にコンタクトホールを小さくすることができないことにより、周辺回路領域の占有面積が増大するのである。 Third, if the transfer gate electrode is thick, the occupied area of the peripheral circuit region other than the pixel region increases, thereby increasing the occupied area of the entire solid-state imaging device, and thus solid-state imaging obtained from one wafer. The number of elements decreases, leading to an increase in cost. As described above, when the transfer gate electrode is thick, the interlayer insulating film becomes thick and the contact hole formed in the interlayer insulating film cannot be reduced. Similarly, since the contact hole cannot be reduced in the peripheral circuit region, the area occupied by the peripheral circuit region increases.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、同一面積当たりの画素数を増大させたり、受光部とマイクロレンズとの間の間隔を狭めてシェーディングやクロストークを低減させたり、固体撮像素子全体の占有面積を低減させてコストダウンを図ったりすることができる固体撮像素子、及び、その製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, increasing the number of pixels per same area, reducing the interval between the light receiving unit and the microlens to reduce shading and crosstalk, An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of reducing the cost by reducing the area occupied by the entire imaging device, and a manufacturing method thereof.
前記課題を解決するため、本発明の第1の態様による固体撮像素子は、第1導電型の半導体領域中に設けられた第2導電型の電荷蓄積領域と、前記電荷蓄積領域と前記半導体領域表面との間に設けられ前記半導体領域表面に現れる第1導電型の空乏化防止領域と、を有する埋め込みフォトダイオードと、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷の前記電荷蓄積領域から所定領域への転送を制御する転送ゲート電極と、を備え、前記転送ゲート電極の厚さが100nm以下であるものである。 In order to solve the above problems, a solid-state imaging device according to a first aspect of the present invention includes a second conductivity type charge accumulation region provided in a first conductivity type semiconductor region, the charge accumulation region, and the semiconductor region. A buried photodiode having a first conductivity type depletion prevention region which is provided between the surface and appears on the surface of the semiconductor region; and charge accumulated in the charge accumulation region from the charge accumulation region to the predetermined region A transfer gate electrode for controlling transfer, and the thickness of the transfer gate electrode is 100 nm or less.
同一面積当たりの画素数を増大させたり、受光部とマイクロレンズとの間の間隔を狭めてシェーディングやクロストークを低減させたり、固体撮像素子全体の占有面積を低減させてコストダウンを図ったりするためには、前記転送ゲート電極の厚さは薄ければ薄いほど好ましい。したがって、前記第1の態様において、前記転送ゲート電極の厚さは、80nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることがより一層好ましい。この点は、後述する第3の態様についても同様である。 Increase the number of pixels per area, reduce the distance between the light receiving unit and the microlens to reduce shading and crosstalk, and reduce the total area of the solid-state image sensor to reduce costs Therefore, the thinner the transfer gate electrode, the better. Therefore, in the first aspect, the thickness of the transfer gate electrode is more preferably 80 nm or less, and further preferably 50 nm or less. This is the same for the third aspect described later.
本発明の第2の態様による固体撮像素子の製造方法は、第1導電型の半導体領域中に設けられた第2導電型の電荷蓄積領域、及び、前記電荷蓄積領域と前記半導体領域表面との間に設けられ前記半導体領域表面に現れる第1導電型の空乏化防止領域を有する埋め込みフォトダイオードと、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷の前記電荷蓄積領域から所定領域への転送を制御する転送ゲート電極とを備えた固体撮像素子の製造方法であって、(i)前記半導体領域上に絶縁膜が形成され前記絶縁膜上に前記転送ゲート電極を構成するべきパターニングされた導電膜が形成され更に前記導電膜上に1層以上からなるマスク補助膜が形成された半導体基板を用意する工程と、(ii)前記空乏化防止領域が前記転送ゲート電極に対してセルフアライン的に形成されるように、前記導電膜及び前記マスク補助膜をマスクの少なくとも一部として、前記半導体領域に第1導電型のイオンを注入する第1のイオン注入工程と、(iii)前記第1のイオン注入工程の前又は後に、前記電荷蓄積領域が前記転送ゲート電極に対してセルフアライン的に形成されるように、前記導電膜及び前記マスク補助膜をマスクの少なくとも一部として、前記半導体領域に第2導電型のイオンを注入する第2のイオン注入工程と、(iv)前記第1及び第2のイオン注入工程の後に、前記マスク補助膜の全部を除去するか、あるいは、前記マスク補助膜が薄くなるように前記マスク補助膜の厚さ方向の一部を除去する除去工程と、を備え、前記マスク補助膜は、イオン注入に対する前記導電膜のマスク機能を補助して当該マスク機能を高める膜であるものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid-state imaging device comprising: a second conductivity type charge accumulation region provided in a first conductivity type semiconductor region; and the charge accumulation region and the surface of the semiconductor region. A buried photodiode having a depletion prevention region of the first conductivity type that is provided in between and appears on the surface of the semiconductor region, and a transfer that controls transfer of charges accumulated in the charge accumulation region from the charge accumulation region to a predetermined region A method of manufacturing a solid-state imaging device including a gate electrode, wherein (i) an insulating film is formed on the semiconductor region, and a patterned conductive film to form the transfer gate electrode is formed on the insulating film. A step of preparing a semiconductor substrate having a mask auxiliary film formed of one or more layers on the conductive film; and (ii) the depletion prevention region is self-aligned with respect to the transfer gate electrode. A first ion implantation step of implanting ions of a first conductivity type into the semiconductor region using the conductive film and the mask auxiliary film as at least part of a mask so as to be formed; and (iii) the first Before or after the ion implantation step, the conductive film and the mask auxiliary film are used as at least part of a mask so that the charge storage region is formed in a self-aligned manner with respect to the transfer gate electrode. A second ion implantation step of implanting ions of the second conductivity type; and (iv) removing the entire mask auxiliary film after the first and second ion implantation steps, or the mask auxiliary film Removing a part of the mask auxiliary film in the thickness direction so that the mask auxiliary film becomes thin, and the mask auxiliary film assists the mask function of the conductive film with respect to ion implantation, and It is a film that enhances the function.
この第2の態様において、前記導電膜は、ポリシリコン層を含んでもよい。この場合、前記導電膜は、ポリシリコン層の1層のみで構成してもよいが、電気抵抗値を下げるため、前記導電膜を、例えば、ポリシリコン層とその上に形成したタングステンシリサイド膜とからなる2層膜で構成してもよい。 In the second aspect, the conductive film may include a polysilicon layer. In this case, the conductive film may be composed of only one layer of a polysilicon layer. However, in order to reduce the electrical resistance value, the conductive film is formed of, for example, a polysilicon layer and a tungsten silicide film formed thereon. You may comprise by the 2 layer film | membrane which consists of.
本発明の第3の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第2の態様において、前記導電膜の膜厚が100nm以下であるものである。 The manufacturing method of the solid-state imaging device according to the third aspect of the present invention is the method according to the second aspect, wherein the film thickness of the conductive film is 100 nm or less.
本発明の第4の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第2又は第3の態様において、前記マスク補助膜は、シリコン酸化物以外の材料からなる層を含むものである。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, the mask auxiliary film includes a layer made of a material other than silicon oxide.
本発明の第5の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第4の態様において、シリコン酸化物以外の材料からなる前記層は、前記導電膜のパターニングに用いたエッチングマスク用レジスト層であるものである。 In the solid-state imaging device manufacturing method according to the fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the layer made of a material other than silicon oxide is an etching mask resist layer used for patterning the conductive film. Is.
本発明の第6の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第4の態様において、シリコン酸化物以外の材料からなる前記層は、シリコン窒化膜であるものである。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the sixth aspect of the present invention, in the fourth aspect, the layer made of a material other than silicon oxide is a silicon nitride film.
本発明の第7の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第2乃至第6のいずれかの態様において、前記マスク補助膜は2層以上からなり、前記マスク補助膜の最も前記導電膜側の層は、シリコン酸化膜であり、前記半導体基板を用意する前記工程は、前記導電膜上に前記シリコン酸化膜を形成するシリコン酸化膜形成工程を含み、前記除去工程は、前記シリコン酸化膜の厚さ方向の少なくとも一部が残るように、前記マスク補助膜の他の層を除去する工程であるものである。 前記第7の態様では、前記シリコン酸化膜形成工程では、前記導電膜上に前記シリコン酸化膜をCVD法により形成してもよい。 According to a seventh aspect of the present invention, in the solid-state imaging device manufacturing method according to any one of the second to sixth aspects, the mask auxiliary film includes two or more layers, and the mask auxiliary film is closest to the conductive film. The step of preparing the semiconductor substrate includes a silicon oxide film forming step of forming the silicon oxide film on the conductive film, and the removing step of the silicon oxide film. This is a step of removing other layers of the mask auxiliary film so that at least a part of the thickness direction remains. In the seventh aspect, in the silicon oxide film forming step, the silicon oxide film may be formed on the conductive film by a CVD method.
本発明の第8の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第7の態様において、前記シリコン酸化膜形成工程で形成された前記シリコン酸化膜の膜厚が1nm以上であるものである。 The manufacturing method of a solid-state imaging device according to an eighth aspect of the present invention is the method according to the seventh aspect, wherein the silicon oxide film formed in the silicon oxide film forming step has a thickness of 1 nm or more.
本発明の第9の態様による固体撮像素子の製造方法は、前記第7又は第8の態様において、前記シリコン酸化膜形成工程で形成された前記シリコン酸化膜の膜厚が10nm以下であるものである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the seventh or eighth aspect, wherein the silicon oxide film formed in the silicon oxide film forming step has a thickness of 10 nm or less. is there.
本発明による固体撮像素子では、転送ゲート電極の厚さが100nm以下と薄いので、同一面積当たりの画素数を増大させたり、受光部とマイクロレンズとの間の間隔を狭めてシェーディングやクロストークを低減させたり、固体撮像素子全体の占有面積を低減させてコストダウンを図ったりすることができる。 In the solid-state imaging device according to the present invention, since the thickness of the transfer gate electrode is as thin as 100 nm or less, the number of pixels per the same area is increased, or the interval between the light receiving unit and the microlens is reduced to perform shading and crosstalk. The cost can be reduced by reducing the area occupied by the entire solid-state imaging device.
また、本発明による固体撮像素子の製造方法では、前記マスク補助膜を用いるので、埋め込みフォトダイオードの空乏化防止領域及び電荷蓄積領域を転送ゲート電極に対してセルフアライン的に形成するにも拘わらず、転送ゲート電極を突き抜けて下側領域等へイオンが注入されてしまう事態を防止しつつ、例えば転送ゲート電極単独であればイオン注入のマスクとしては十分に機能しないほど、転送ゲート電極を薄くすることができる。したがって、本発明による固体撮像素子の製造方法によれば、転送ゲート電極が薄くなり、これにより、同一面積当たりの画素数を増大させたり、受光部とマイクロレンズとの間の間隔を狭めてシェーディングやクロストークを低減させたり、固体撮像素子全体の占有面積を低減させてコストダウンを図ったりすることができる固体撮像素子を製造することができる。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, since the mask auxiliary film is used, the depletion prevention region and the charge storage region of the embedded photodiode are formed in a self-aligned manner with respect to the transfer gate electrode. For example, the transfer gate electrode is made thin so that it does not function as a mask for ion implantation if the transfer gate electrode alone is prevented, while preventing the situation that ions are implanted into the lower region through the transfer gate electrode. be able to. Therefore, according to the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the transfer gate electrode is thinned, thereby increasing the number of pixels per same area or reducing the interval between the light receiving unit and the microlens for shading. In addition, it is possible to manufacture a solid-state imaging device that can reduce crosstalk and reduce the area occupied by the entire solid-state imaging device to reduce the cost.
以下、本発明による固体撮像素子及びその製造方法について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施の形態] [First Embodiment]
図1は、本発明の第1の実施の形態による固体撮像素子1を模式的に示す概略平面図である。図2は、図1中のA−A’部の概略断面図である。図3は、図1中のB−B’部の概略断面図である。ただし、図2は大幅に簡略化して示し、図3は、埋め込みフォトダイオード2及び第1のポリシリコン電極17の付近のみを示している。
FIG. 1 is a schematic plan view schematically showing the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the A-A ′ portion in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the B-B ′ portion in FIG. 1. 2 is greatly simplified, and FIG. 3 shows only the vicinity of the embedded
本実施の形態による固体撮像素子1は、図1に示すように、CCD型固体撮像素子として構成され、受光部としての埋め込みフォトダイオード2と、埋め込みフォトダイオード2で生成された信号電荷を転送する垂直CCD3及び水平CCD4と、出力アンプ5とを有する。画素6は、埋め込みフォトダイオード2と垂直CCD3の一部とを有し、2次元状に複数配置されている。垂直CCD3の電極(電荷転送を制御するための電極)は、一般的なCCD型固体撮像素子と同様に、第1のポリシリコン電極17(図3参照)と、第2のポリシリコン電極(図示せず)とから構成されている。また、固体撮像素子1は、駆動パルス等を発生するための周辺回路等も有しているが、その図示は省略している。
As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment is configured as a CCD type solid-state imaging device, and transfers an embedded
図3に示すように、N型シリコン基板11上に第1導電型の半導体領域であるP型ウエル12が設けられている。P型ウエル12の表面全体に渡って、絶縁膜として、100nm以下の厚さのシリコン酸化膜13が配置されている。埋め込みフォトダイオード2は、P型ウエル12中に設けられた第2導電型であるN型の電荷蓄積領域14と、電荷蓄積領域14とP型ウエル12の表面との間に設けられP型ウエル12の表面に現れる第1導電型であるP型の空乏化防止領域15とによって、構成されている。また、垂直CCD3を構成するN型のチャネル領域16が、P型ウエル12中に設けられている。
As shown in FIG. 3, a P-
本実施の形態では、第1のポリシリコン電極17は、図3に示すように、埋め込みフォトダイオード2の電荷蓄積領域14から垂直CCD3のチャネル領域16への電荷転送を制御する転送ゲート電極としても、兼用されている。すなわち、第1のポリシリコン電極17が垂直CCD3の電極としての機能を担い、また前記転送ゲート電極としての機能を担うようになっている。
In the present embodiment, the
第1のポリシリコン電極17は、シリコン酸化膜13上に形成されている。第1のポリシリコン電極17は、シリコン酸化膜18で覆われている。図面には示していないが、前記第2のポリシリコン電極は、主としてシリコン酸化膜13上に形成され、部分的にシリコン酸化膜18を介して第1のポリシリコン電極17上に重なっている。シリコン酸化膜18によって、第1のポリシリコン電極17と前記第2のポリシリコン電極との間が電気的に絶縁されている。
The
なお、本実施の形態では、電極17は、ポリシリコン層の一層のみで構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、電気抵抗値を下げるため、ポリシリコン層とその上に形成したタングステンシリサイド膜とからなる2層膜で構成してもよい。
In the present embodiment, the
埋め込みフォトダイオード2に入射する光は光電変換され、これにより生成された信号電荷が電荷蓄積領域14に蓄積される。第1のポリシリコン電極17に所定のパルス電圧が印加されると、電荷蓄積領域14に蓄積されている電荷がチャネル領域16に転送される。そして、第1のポリシリコン電極17及び前記第2のポリシリコン電極に所定のパルス電圧が印加されて、電荷がチャネル領域16内を転送される。
Light incident on the embedded
図3には示していないが、シリコン酸化膜18上及びシリコン酸化膜13上には、層間絶縁膜20(図2参照)が形成されている。図2に示すように、層間絶縁膜20上には、埋め込みフォトダイオード2に対応した開口部21aを有する遮光膜21が設けられている。遮光膜21は、層間絶縁膜22で覆われている。図2には示していないが、層間絶縁膜20には、所定箇所においてコンタクトホールが形成され、このコンタクトホールによって、配線パターンを兼用する遮光膜21が、CCD電極や周辺回路の所定部分に電気的に接続されている。
Although not shown in FIG. 3, an interlayer insulating film 20 (see FIG. 2) is formed on the
図2に示すように、各埋め込みフォトダイオード2上には、RGBのカラーフィルタ層23R,23G,23Bのいずれかが層間絶縁膜22を介してオンチップに配置されている。図2においては、緑のカラーフィルタ層23G、青のカラーフィルタ層23Bが示されている。なお、カラーフィルタ層23R,23G,23Bの配列として、例えばベイヤー配列が採用されている。カラーフィルタ層23R,23G,23B上に平坦化膜24が積層され、更に平坦化膜24上にマイクロレンズ25が配置されている。マイクロレンズ25は、埋め込みフォトダイオード2に対応してオンチップに配置され、入射光を埋め込みフォトダイオード2に集光させる。
As shown in FIG. 2, any of the RGB color filter layers 23 R, 23 G, and 23 B is disposed on-chip via the
そして、本実施の形態による固体撮像素子1では、第1のポリシリコン電極17の厚さが、100nm以下に設定されている。したがって、第1のポリシリコン電極17の厚さは、前述した従来技術における400nm程度の厚さに比べてかなり薄くなっている。このため、第1のポリシリコン電極17自体の平面方向の寸法を狭めることができるとともに、層間絶縁膜20も薄くすることができることから前記コンタクトホール(ここでは、画素6の領域に設けられるコンタクトホール)を小さくすることができ、これらによって、画素6の占有面積を小さくすることができる。よって、本実施の形態によれば、同一面積当たりの画素数を増大させることができる。
In the solid-state imaging device 1 according to the present embodiment, the thickness of the
また、本実施の形態によれば、第1のポリシリコン電極17が薄いので、第1のポリシリコン電極17が薄い分と、層間絶縁膜20も前述したように薄くなる分とに応じて、埋め込みフォトダイオード2とマイクロレンズ25との間の間隔が狭まる。その結果、本実施の形態によれば、シェーディングやクロストークを低減することができる。
In addition, according to the present embodiment, since the
さらに、本実施の形態によれば、第1のポリシリコン電極17が薄いので、層間絶縁膜20も薄くすることができることから、前記コンタクトホール(ここでは、周辺回路領域に設けられるコンタクトホール)を小さくすることができる。したがって、本実施の形態によれば、画素領域以外の周辺回路領域の占有面積を小さくすることができ、ひいては、1枚のウエハから得られる固体撮像素子の数が多くなって、コストを低減させることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, since the
これらの利点をより増大させるためには、第1のポリシリコン電極17の厚さは薄ければ薄いほど好ましい。したがって、第1のポリシリコン電極17の厚さは、80nm以下であることがより好ましく、50nm以下であることがより一層好ましい。
In order to further increase these advantages, the thinner the
[第2の実施の形態] [Second Embodiment]
図4は、本発明の第2の実施の形態による固体撮像素子製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図であり、図3に対応している。
本実施の形態による製造方法は、前記第1の実施の形態による固体撮像素子1を製造する方法である。以下の説明では、主に、図3に示されている部分の製造工程について説明する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing each step of the solid-state imaging device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
The manufacturing method according to the present embodiment is a method for manufacturing the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment. In the following description, the manufacturing process of the portion shown in FIG. 3 will be mainly described.
まず、N型シリコン基板11上に、エピタキシャル成長によるP型ウエル12を形成する。次いで、P型ウエル12の表面全体に渡って、例えば厚さ80nmのシリコン酸化膜13を形成する。
First, a P-
その後、チャネル領域16及び周辺回路(図示せず)の各種拡散を行った後、導電膜であるポリシリコン膜を全面に成膜する。このポリシリコン膜は、後に第1のポリシリコン電極17となるが、ここではその膜厚を例えば100nmとする。
Thereafter, various diffusions of the
次に、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて第1のレジストパターン31を形成し、これをエッチングマスクとして前記ポリシリコン膜をエッチングして、第1のポリシリコン電極17を形成する。
Next, a first resist
次いで、マスク補助膜(イオン注入に対するポリシリコン電極17のマスク機能を補助して当該マスク機能を高める膜)として第1のレジストパターン31を第1のポリシリコン電極17上にそのまま残し、第1のレジストパターン31及び第1のポリシリコン電極17をマスクとして第1のイオン注入を行う。ただし、この第1のイオン注入の前には、第1のイオン注入が不要な他の領域(例えば、前記第2のポリシリコン電極を形成する領域)には、イオン注入に対するマスク用の第2のレジストパターン(図示せず)を形成しておく。
Next, the first resist
ここでは、前記第1のイオン注入として、ボロンイオンを斜め方向から打ち込み、表面の空乏化防止領域15を第1のポリシリコン電極17に対してセルフアライン的に形成する。この状態を示したのが図4(a)である。このようにイオンを斜め方向からイオンを注入しているのは、電荷蓄積領域14における第1のポリシリコン電極17との隣接部分を、P型ウエル12の表面に露出させるためである。ただし、斜めイオン注入によらなくても、例えばイオン注入後の熱処理時間の制御等によっても、同様な構造を形成することは可能である。
Here, as the first ion implantation, boron ions are implanted from an oblique direction, and the surface
第1のイオン注入の条件は、ここでは、例えば、加速電圧を40KeV、ドーズ量を3×1012cm−2とする。第1のポリシリコン電極17が薄いので、第1のポリシリコン電極17のみでは、イオン注入が阻止されずに、イオンが突き抜けて第1のポリシリコン電極17の下側領域等に注入されてしまうおそれがある。しかし、第1のポリシリコン電極17の上に、マスク補助膜として第1のレジストパターン31が配置されているので、イオンは第1のポリシリコン電極17を突き抜けない。
Here, the conditions for the first ion implantation are, for example, an acceleration voltage of 40 KeV and a dose of 3 × 10 12 cm −2 . Since the
次に、第1レジストパターン31及び前記第2のレジストパターンをそのまま残して、埋め込みフォトダイオード2の一部が覆われるように第3のレジストパターン33を形成する(図4(b))。
Next, leaving the first resist
そして、第1のポリシリコン電極17、第1及び第3のレジストパターン31,33、並びに前記第2のレジストパターンをマスクとして、第2のイオン注入を行う。ここでは、第2のイオン注入として、リンイオンをおよそ垂直方向から打ち込み、電荷蓄積領域14を第1のポリシリコン電極17に対してセルフアライン的に形成する(図4(c))。そのイオン注入の条件は、ここでは、例えば、加速電圧を300KeV、ドーズ量を3×1012cm−2とする。第2のイオン注入の場合も、第1のポリシリコン電極17の上に、マスク補助膜として第1のレジストパターン31が配置されているので、イオンは第1のポリシリコン電極17を突き抜けない。
Then, second ion implantation is performed using the
次に、第1及び第3のレジストパターン31,33並びに前記第2のレジストパターンを除去する(図4(d))。
Next, the first and third resist
その後、熱酸化により第1のポリシリコン電極17を覆うようにシリコン酸化膜18(図3参照)を形成した後、更に、前記第2のポリシリコン電極、層間絶縁膜20、遮光膜21、層間絶縁膜22、カラーフィルタ層23R,23G,23B、平坦化膜24及びマイクロレンズ25等の形成工程などを経て、前記第1の実施の形態による固体撮像素子1が完成する。
Thereafter, a silicon oxide film 18 (see FIG. 3) is formed so as to cover the
本実施の形態によれば、前述したように、前記第1及び第2のイオン注入の際に、マスク補助膜として第1のレジストパターン31が用いられているので、埋め込みフォトダイオード2の空乏化防止領域15及び電荷蓄積領域14を第1のポリシリコン電極17(特に、転送ゲート電極に相当する部分17a)に対してセルフアライン的に形成しながら、第1のポリシリコン電極17を薄くしたにも拘わらず、イオンがポリシリコン電極17を突き抜けるのを阻止することができる。したがって、本実施の形態によれば、このようなセルフアラインによる素子特性のばらつき低減効果と、イオン突き抜け防止による素子特性の低下防止効果とを併有しつつ、薄い第1のポリシリコン電極17を持ちこれによる種々の利点を有する固体撮像素子1を、製造することができる。
According to the present embodiment, as described above, since the first resist
また、本実施の形態では、前記マスク補助膜として、第1のポリシリコン電極17のパターニングに用いた第1のレジストパターン31が使用されているので、エッチングマスクとは別にマスク補助膜を形成する場合に比べて、製造が容易になるという利点も得られる。
In this embodiment, since the first resist
[比較例] [Comparative example]
ここで、前記第1の実施の形態による固体撮像素子1と比較される比較例による固体撮像素子100を、図5に示す。図5は、この固体撮像素子100の要部を模式的に示す概略断面図であり、図3に対応している。図5において、図3中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
Here, a solid-
この固体撮像素子100が第1の実施の形態によるこの固体撮像素子1と異なる所は、第1のポリシリコン電極17の厚さが400nm程度と厚くされている点と、これに応じて図2中の層間絶縁膜20に相当する層間絶縁膜(図示せず)の厚さも前記第1の実施の形態に比べて厚く形成されている点のみである。
The solid-
先の説明からわかるように、この固体撮像素子100では、固体撮像素子1に比べて、第1のポリシリコン電極17が厚いので、(i)同一面積当たりの画素数を増大させることが困難であり、(ii)シェーディングやクロストークが大きく、(iii)画素領域以外の周辺回路領域の占有面積が増大して、コストアップを免れない。
As can be seen from the above description, in this solid-
次に、前記第2の実施の形態による固体撮像素子製造方法と比較される比較例による固体撮像素子製造方法について、図6を参照して説明する。図6は、この比較例による固体撮像素子製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図であり、図5に対応している。また、図6(a)〜(d)は、図4(a)〜(d)にそれぞれ対応している。図6において、図4中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。 Next, a solid-state imaging device manufacturing method according to a comparative example compared with the solid-state imaging device manufacturing method according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing each step of the solid-state imaging device manufacturing method according to this comparative example, and corresponds to FIG. 6A to 6D correspond to FIGS. 4A to 4D, respectively. 6, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.
図6に示す比較例による製造方法は、図5に示す固体撮像素子100を製造する方法である。
The manufacturing method according to the comparative example shown in FIG. 6 is a method for manufacturing the solid-
図6に示す比較例による製造方法が図4に示す第2の実施の形態による製造方法と異なる所は、以下に説明する点である。この比較例では、前記第1のイオン注入の前に、第1のポリシリコン電極17のパターニングに用いた第1のレジストパターン31が除去され、第1のイオン注入に対するマスク(ここでは、空乏化防止領域15を第1のポリシリコン電極17に対してセルフアライン的に形成するためのマスク)として、第1のポリシリコン電極17のみが用いられ、前記マスク補助膜が用いられていない。また、この比較例では、第2のイオン注入に対するマスク(ここでは、電荷蓄積領域14を第1のポリシリコン電極17に対してセルフアライン的に形成するためのマスク)として、第1のポリシリコン電極17のみが用いられ、前記マスク補助膜が用いられていない。
The manufacturing method according to the comparative example shown in FIG. 6 is different from the manufacturing method according to the second embodiment shown in FIG. 4 in the following points. In this comparative example, the first resist
したがって、この比較例では、第1のポリシリコン電極17のみで第1及び第2のイオン注入に対してイオンの突き抜けを十分に阻止するために、第1のポリシリコン電極17の厚さが400nm程度と厚くされている。
Therefore, in this comparative example, the thickness of the
このように、この比較例による製造方法によれば、前記第2の実施の形態による製造方法と異なり前記マスク補助膜が用いられていないので、第1のポリシリコン電極17に対する空乏化防止領域15及び電荷蓄積領域14のセルフアラインによる素子特性のばらつき低減効果と、イオン突き抜け防止による素子特性の低下防止効果とを併有した固体撮像素子100を製造しようとすると、第1のポリシリコン電極17の厚さを厚くせざるを得ないのである。
Thus, according to the manufacturing method according to this comparative example, unlike the manufacturing method according to the second embodiment, the mask auxiliary film is not used, so the
[第3の実施形態] [Third Embodiment]
図7は、本発明の第3の実施形態による固体撮像素子製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図であり、図3に対応している。
本実施の形態による製造方法も、前記第2の実施の形態と同様に、前記第1の実施の形態による固体撮像素子1を製造する方法である。
FIG. 7 is a schematic sectional view schematically showing each step of the solid-state imaging device manufacturing method according to the third embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
The manufacturing method according to the present embodiment is also a method for manufacturing the solid-state imaging device 1 according to the first embodiment, similarly to the second embodiment.
本実施の形態が前記第2の実施の形態と異なる所は、主に、前記マスク補助膜として、第1のレジストパターン31に代えて、シリコン窒化膜41を用いる点と、空乏化防止領域15と電荷蓄積領域14の形成順序が逆になっている点である。
This embodiment differs from the second embodiment mainly in that a
本実施の形態においても、P型ウエル12の表面全体にシリコン酸化膜13を形成し、チャネル領域16及び周辺回路(図示せず)の各種拡散を行までの工程は、前記第2の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。
Also in the present embodiment, the
本実施の形態では、次に、例えば厚さ80nmのポリシリコン膜、及び、例えば厚さ200nmのシリコン窒化膜を、全面に連続的に積層させて形成し、これらをパターニングして、第1のポリシリコン電極17、及び、前記マスク補助膜としてのパターニングされたシリコン窒化膜41を形成する。このパターニングに際に用いたエッチングマスク用の第1のレジストパターン(図示せず)は、除去する。
In the present embodiment, next, for example, a polysilicon film having a thickness of 80 nm and a silicon nitride film having a thickness of 200 nm, for example, are continuously stacked on the entire surface, and these are patterned to form a first film
その後、埋め込みフォトダイオード2の一部が覆われるように、第2のレジストパターン42を形成する(図7(a))。この第2のレジストパターン42は、下記の第1のイオン注入が不要な他の領域(例えば、前記第2のポリシリコン電極を形成する領域)にも形成しておく。
Thereafter, a second resist
引き続いて、第1のポリシリコン電極17、マスク補助膜としてのシリコン窒化膜41及び第2のレジストパターン42をマスクとして、第1のイオン注入を行う。ここでは、第1のイオン注入として、リンイオンをおよそ垂直の方向から打ち込み、電荷蓄積領域14を第1のポリシリコン電極17に対してセルフアライン的に形成する。この状態を示したのが図7(b)である。そのイオン注入の条件は、ここでは、例えば、加速電圧を300KeV、ドーズ量を3×1012cm−2とする。第1のポリシリコン電極17が薄いので、第1のポリシリコン電極17のみでは、イオン注入が阻止されずに、イオンが突き抜けて第1のポリシリコン電極17の下側領域等に注入されてしまうおそれがある。しかし、第1のポリシリコン電極17の上に、マスク補助膜としてシリコン窒化膜41が配置されているので、イオンは第1のポリシリコン電極17を突き抜けない。
Subsequently, first ion implantation is performed using the
次に、第2のレジストパターン42を除去した後に、第1のポリシリコン電極17及びマスク補助膜としてのシリコン窒化膜41をマスクとして、第2のイオン注入を行う。ただし、この第2のイオン注入の前には、第2のイオン注入が不要な他の領域(例えば、前記第2のポリシリコン電極を形成する領域)には、イオン注入に対するマスク用の第3のレジストパターン(図示せず)を形成しておく。
Next, after removing the second resist
ここでは、前記第2のイオン注入として、ボロンイオンを斜め方向から打ち込み、表面の空乏化防止領域15を第1のポリシリコン電極17に対してセルフアライン的に形成する。この状態を示したのが図7(c)である。そのイオン注入の条件は、ここでは、例えば、加速電圧を40KeV、ドーズ量を3×1012cm−2とする。第2のイオン注入の場合も、第1のポリシリコン電極17の上に、マスク補助膜としてシリコン窒化膜41が配置されているので、イオンは第1のポリシリコン電極17を突き抜けない。
Here, as the second ion implantation, boron ions are implanted from an oblique direction, and the surface
さらに、前記第3のレジストパターンを除去した後に、シリコン窒化膜41を除去する(図7(d))。シリコン窒化膜41の除去は、ドライエッチングでもリン酸によるウエットエッチングでも良い。ただし、ウエットエッチングの方が、フォトダイオード2上のシリコン酸化膜13の表面にダメージが少ない点で好ましい。シリコン酸化膜は、シリコン窒化膜のウエットエッチングに対する選択比が高く、エッチングされる量が極めて少ない。したがって、シリコン窒化膜41をウエットエッチングにより除去するならば、受光面上のシリコン酸化膜13がエッチングされてダメージを受けるおそれが極めて小さく好適なのである。
Further, after removing the third resist pattern, the
その後、前記第2の実施の形態と同様に、熱酸化により第1のポリシリコン電極17を覆うようにシリコン酸化膜18(図3参照)を形成した後、更に、前記第2のポリシリコン電極、層間絶縁膜20、遮光膜21、層間絶縁膜22、カラーフィルタ層23R,23G,23B、平坦化膜24及びマイクロレンズ25等の形成工程などを経て、前記第1の実施の形態による固体撮像素子1が完成する。
Thereafter, as in the second embodiment, after the silicon oxide film 18 (see FIG. 3) is formed so as to cover the
本実施の形態によっても、マスク補助膜が用いられているので、前記第1の実施の形態と同様の利点が得られる。 Also in this embodiment, since the mask auxiliary film is used, the same advantages as those in the first embodiment can be obtained.
なお、本実施の形態のようにマスク補助膜とシリコン窒化膜41を用いた場合においても、空乏化防止領域15と電荷蓄積領域14の形成順序を前記第2の実施の形態と同様にしてもよい。
Even in the case where the mask auxiliary film and the
[第4の実施形態] [Fourth Embodiment]
図8は、本発明の第4の実施形態による固体撮像素子製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図であり、図3に対応している。また、図8(a)〜(d)は、図7(a)〜(d)にそれぞれ対応している。図8において、図7中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。 FIG. 8 is a schematic cross-sectional view schematically showing each step of the solid-state imaging device manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 8A to 8D correspond to FIGS. 7A to 7D, respectively. 8, elements that are the same as or correspond to those in FIG. 7 are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.
本実施の形態が前記第3の実施の形態と異なる所は、第1のポリシリコン電極17とシリコン窒化膜41との間に、例えば厚さ10nmのシリコン酸化膜51を設けた点である。すなわち、前記第3の実施の形態では、前記マスク補助膜がシリコン窒化膜41の1層で構成されているのに対し、本実施の形態では、前記マスク補助膜がシリコン窒化膜41とシリコン酸化膜51の2層で構成されている。
This embodiment differs from the third embodiment in that a
前記第3の実施形態において、図7(c)から図7(d)に至る工程において、シリコン窒化膜41をウエットエッチングにより除去する。このとき、わずかではあるが第1のポリシリコン電極17の表面がダメージを受けるおそれがある。これに対し、本実施の形態では、第1のポリシリコン電極17とシリコン酸化膜41との間にシリコン酸化膜51が形成されているので、ウエットエッチングによるシリコン窒化膜41の除去の際に、シリコン酸化膜51の厚さ方向の少なくとも一部が残るようにウエットエッチングすれば、第1のポリシリコン電極17の表面がダメージを受けるおそれがなくなる。
In the third embodiment, in the process from FIG. 7C to FIG. 7D, the
前述した第1のポリシリコン電極17の表面保護効果を比較的顕著に得るためには、シリコン酸化膜51の形成時の厚さは1nm以上であることが好ましい。シリコン酸化膜51の形成時の厚さがあまりに厚いと、ウエットエッチングによるシリコン窒化膜41の除去後における、シリコン酸化膜51の残存厚さが、厚くなってしまい、第1のポリシリコン電極17を薄くしたことによる前述した利点が減殺されてしまうので、好ましくない。そこで、シリコン酸化膜51の形成時の厚さは10nm以下であることが好ましい。
In order to obtain the above-described surface protection effect of the
なお、シリコン酸化膜51は、第1のポリシリコン電極17となるべきポリシリコン膜を形成した後に、このポリシリコン膜を熱酸化させて形成してもよいし、CVD法などによって形成してもよい。
The
なお、本実施の形態における図8(d)の後の工程は、前記第3の実施の形態における図7(d)の後の工程と同一である。 In addition, the process after FIG.8 (d) in this Embodiment is the same as the process after FIG.7 (d) in the said 3rd Embodiment.
本実施の形態によれば、前記第3の実施の形態と同様の利点が得られる他、前述したように、第1のポリシリコン電極17の表面保護効果が得られる。
According to the present embodiment, the same advantages as those of the third embodiment can be obtained, and the surface protection effect of the
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments.
例えば、前述した各実施の形態は、本発明をCCD型固体撮像素子及びその製造方法に適用した例であるが、本発明は、これに限定されず、例えば、増幅型固体撮像素子及びその製造方法にも適用することができる。 For example, each of the above-described embodiments is an example in which the present invention is applied to a CCD solid-state imaging device and a method for manufacturing the same. The method can also be applied.
CMOS型などの増幅型固体撮像素子においては、各画素に増幅部(画素アンプ)が配置され、CCD3,4の代わりに垂直信号線、水平信号線が設けられる。受光部にて生成された信号電荷は、転送ゲート電極により増幅部に転送される。そして、信号電荷に対応して増幅された電気信号は、各画素から出力される。
In an amplification type solid-state imaging device such as a CMOS type, an amplification unit (pixel amplifier) is disposed in each pixel, and vertical signal lines and horizontal signal lines are provided in place of the
例えば、特許文献2には、埋め込みフォトダイオードを受光部として有し、転送ゲート電極及び増幅部であるJFET(接合型電界効果トランジスタ)が画素に設けられた増幅型固体撮像素子が開示されている。この例においては、電荷蓄積領域、空乏化防止領域、及び、これらが設けられる半導体領域の導電型は、前述した各実施の形態によるCCD型固体撮像素子とは逆になっている。
For example,
本発明は、例えば、特許文献2に開示されているような増幅型固体撮像素子及びその製造方法にも適用することができる。この場合、P型ウエルはN型エピタキシャル層に、電荷蓄積領域はP型、空乏化防止領域はN型となる。本発明をこのような増幅型固体撮像素子の製造方法に適用する場合には、前記第2の実施の形態における前記第2のレジストパターンに相当するレジストパターンの形成や、前記第3の実施の形態における前記第3のレジストパターンに相当するレジストパターンの形成などは、必ずしも必要ではない。
The present invention can also be applied to, for example, an amplification type solid-state imaging device disclosed in
1 固体撮像素子
2 埋め込みフォトダイオード
3 垂直CCD
4 水平CCD
11 N型シリコン基板
12 P型ウエル
13 シリコン酸化膜
14 電荷蓄積領域
15 空乏化防止領域
16 チャネル領域
17 第1のポリシリコン電極
18,51 シリコン酸化膜
19 層間絶縁膜
25 マイクロレンズ
1 Solid-
4 Horizontal CCD
11 N-type silicon substrate 12 P-type well 13
Claims (9)
前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷の前記電荷蓄積領域から所定領域への転送を制御する転送ゲート電極と、
を備え、
前記転送ゲート電極の厚さが100nm以下であることを特徴とする固体撮像素子。 A second conductivity type charge accumulation region provided in the first conductivity type semiconductor region, and a first conductivity type depletion appearing on the surface of the semiconductor region provided between the charge accumulation region and the surface of the semiconductor region. A buried photodiode having a prevention region;
A transfer gate electrode for controlling transfer of charges accumulated in the charge accumulation region from the charge accumulation region to a predetermined region;
With
A solid-state imaging device, wherein the transfer gate electrode has a thickness of 100 nm or less.
前記半導体領域上に絶縁膜が形成され前記絶縁膜上に前記転送ゲート電極を構成するべきパターニングされた導電膜が形成され更に前記導電膜上に1層以上からなるマスク補助膜が形成された半導体基板を用意する工程と、
前記空乏化防止領域が前記転送ゲート電極に対してセルフアライン的に形成されるように、前記導電膜及び前記マスク補助膜をマスクの少なくとも一部として、前記半導体領域に第1導電型のイオンを注入する第1のイオン注入工程と、
前記第1のイオン注入工程の前又は後に、前記電荷蓄積領域が前記転送ゲート電極に対してセルフアライン的に形成されるように、前記導電膜及び前記マスク補助膜をマスクの少なくとも一部として、前記半導体領域に第2導電型のイオンを注入する第2のイオン注入工程と、
前記第1及び第2のイオン注入工程の後に、前記マスク補助膜の全部を除去するか、あるいは、前記マスク補助膜が薄くなるように前記マスク補助膜の厚さ方向の一部を除去する除去工程と、
を備え、
前記マスク補助膜は、イオン注入に対する前記導電膜のマスク機能を補助して当該マスク機能を高める膜であることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 A second conductivity type charge accumulation region provided in the first conductivity type semiconductor region, and a first conductivity type depletion provided between the charge accumulation region and the semiconductor region surface; A solid-state imaging device comprising: a buried photodiode having an anti-oxidation region; and a transfer gate electrode that controls transfer of charges accumulated in the charge accumulation region from the charge accumulation region to a predetermined region,
A semiconductor in which an insulating film is formed on the semiconductor region, a patterned conductive film to form the transfer gate electrode is formed on the insulating film, and a mask auxiliary film including one or more layers is formed on the conductive film Preparing a substrate;
Using the conductive film and the mask auxiliary film as at least part of a mask, ions of the first conductivity type are applied to the semiconductor region so that the depletion prevention region is formed in a self-aligned manner with respect to the transfer gate electrode. A first ion implantation step for implantation;
Before or after the first ion implantation step, using the conductive film and the mask auxiliary film as at least a part of a mask so that the charge storage region is formed in a self-aligned manner with respect to the transfer gate electrode, A second ion implantation step of implanting ions of a second conductivity type into the semiconductor region;
After the first and second ion implantation steps, the entire mask auxiliary film is removed or a part of the mask auxiliary film in the thickness direction is removed so that the mask auxiliary film becomes thin. Process,
With
The method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein the mask auxiliary film is a film that assists a mask function of the conductive film with respect to ion implantation and enhances the mask function.
前記マスク補助膜の最も前記導電膜側の層は、シリコン酸化膜であり、
前記半導体基板を用意する前記工程は、前記導電膜上に前記シリコン酸化膜を形成するシリコン酸化膜形成工程を含み、
前記除去工程は、前記シリコン酸化膜の厚さ方向の少なくとも一部が残るように、前記マスク補助膜の他の層を除去する工程であることを特徴とする請求項2乃至6のいずれかに記載の固体撮像素子の製造方法。 The mask auxiliary film comprises two or more layers,
The layer closest to the conductive film of the mask auxiliary film is a silicon oxide film,
The step of preparing the semiconductor substrate includes a silicon oxide film forming step of forming the silicon oxide film on the conductive film,
7. The removing process according to claim 2, wherein the removing step is a step of removing another layer of the mask auxiliary film so that at least a part of the silicon oxide film in the thickness direction remains. The manufacturing method of the solid-state image sensor of description.
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