JP2008300693A - Ｃｍｏｓ型固体撮像装置およびその製造方法、電子情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】素子分離絶縁膜と画素部の境界部に不純物を導入して、暗電圧や白傷の発生を抑え、撮像装置としての画質向上を図る。
【解決手段】トレンチ溝１ａのエッチング後に、従来のチルトイオン注入の代わりに、ボロンを多く含む固体拡散源膜５をトレンチ溝１ａ内に成膜する。このトレンチ溝１ａ内に成膜された固体拡散源膜５に含まれるＰ型不純物を熱処理によりシリコン基板側（トレンチ溝１ａ内の側壁および底面）に拡散させるための熱処理前に、Ｎ−ウェル８の形成部を開口させたフォトレジストマスクを形成してイオン注入を行うことによりＮ−ウェル領域８を形成し、同じフォトレジストマスクを用いて固体拡散源膜５をウェットエッチングなどによりエッチング除去して、Ｐ−ウェル領域７側の固体拡散源膜５のみを残す。その後の熱処理により、素子分離絶縁膜９と画素部の境界部に固体拡散源膜５からＰ型不純物を導入する。
【選択図】図１Ｄ

Description

本発明は、被写体からの画像光を光電変換して撮像するＣＭＯＳ型固体撮像装置およびその製造方法、このＣＭＯＳ型固体撮像装置を撮像部に用いたデジタルカメラや携帯電話装置などの電子情報機器に関する。

従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置では、半導体基板に光電変換素子としてのフォトダイオードがマトリックス状に複数設けられて複数の画素部が構成されている。互いに隣接する画素部間を素子分離のために、半導体基板にトレンチ溝が設けられ、そのトレンチ溝内に素子分離用の絶縁膜が設けられている。従来、この素子分離用のトレンチ溝を形成するときに、素子分離領域表面部においてシリコン基板の格子構造が損傷することにより、フォトダイオード部に漏洩電流が発生してノイズとなり、画素特性が低下するという問題が生じる。

この問題を解決するために、例えば特許文献１には、素子分離領域においてトレンチ内壁表面部のシリコン構造が損傷した部分に、不純物をチルト（斜め）イオン注入することにより、フォトダイオード部が損傷することを防ぎ、受光特性を向上させる方法が開示されている。

この特許文献１に開示されている従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造工程は、以下のようにして行われる。

まず、半導体基板上にパッド膜を形成して、素子分離領域のパッド膜を除去し、露出した半導体基板を選択的に除去してトレンチ溝を形成する。

次に、Ｐ型不純物をチルトイオン注入することにより、トレンチ溝内壁の半導体基板表面部分にＰ型不純物を導入させる。

続いて、トレンチ溝内に素子分離絶縁膜材料を埋め込み、パッド膜を除去する。

その後、画素部領域（撮像領域）およびその周辺回路領域が設けられるＰ−ウェル領域（ＮＭＯＳ領域）と周辺回路領域が設けられるＮ−ウェル領域（ＰＭＯＳ領域）を形成し、Ｐ−ウェル領域にＮ型不純物をイオン注入してフォトダイオード部を形成する。

一方、特許文献２には、斜めイオン注入により素子分離領域に隣接する補足拡散領域を形成することにより、素子分離絶縁膜およびその側面上に形成されるサイドウォールに影響されることなく、所望の不純物濃度領域を形成する方法が記載されている。
特開２００６−８０４７６号公報 特開２００３−７８１３３号公報

上記特許文献１に開示されている従来技術では、真上からではイオン注入させることができないトレンチ溝側壁の半導体基板部分に不純物を導入させるために、チルトイオン注入が行われる。しかしながら、トレンチ溝の幅が狭くて深いため、チルト角度を十分大きくすることができず、トレンチ溝の側壁部に十分な不純物量をイオン注入することはできない。

トレンチ溝側壁の半導体基板部分の表面に導入される不純物量を増やすためには、単純に注入量を増加させる方法が考えられる。しかしながら、トレンチ溝の側壁部に対して底面部の方が不純物イオンの注入角度が垂直に近いために注入量が多くなって、トレンチ底面部に不純物濃度が必要以上に高くなるため、その後の熱処理によって不純物が拡散すると、Ｎ型不純物をイオン注入させて形成されるフォトダイオード体積が小さくなるなどといった副作用が発生する。

また、従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置では、光電変換素子が配置された画素部と、その周辺回路部が同一チップに混載された構成となっている。周辺回路部はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）構造とされており、ＮＭＯＳ回路およびＰＭＯＳ回路の両方が形成される。

この場合、上記特許文献１、２に開示されている従来技術では、トレンチ溝側壁の半導体基板部分にチルトイオン注入により不純物が導入されているため、画素部および周辺回路部が形成されるＮＭＯＳ領域（Ｐ−ｗｅｌｌ領域）だけでなく、周辺回路部が形成されるＰＭＯＳ領域（Ｎ−ｗｅｌｌ領域）のトレンチ溝側壁部にも、ボロンなどのＰ型不純物が注入されてしまう。ＰＭＯＳ領域にはリンなどのＮ型不純物が注入されており、トレンチ溝側壁部にＰ型不純物が導入されると、リーク電流が増加するなど、トランジスタ特性が悪化する。このため、チルトイオン注入時にフォトレジストマスクを形成してＰＭＯＳチャネル領域にイオン注入されないようにする必要があり、製造時のマスク枚数が増えて製造工数および製造コストの増加につながるという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、トレンチ溝の側壁部と底面部とに不純物濃度を均等に形成でき、製造時のマスク枚数を増加なく、ＮＭＯＳ領域のみに不純物を導入できる固体撮像装置の製造方法および、この固体撮像装置の製造方法により製造されたＣＭＯＳ型固体撮像装置、このＣＭＯＳ型固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器を提供することを目的とする。

本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、素子分離領域における保護膜を選択的に除去する保護膜パターニング工程と、残された保護膜をマスクとして半導体基板をエッチングしてトレンチ溝を形成するトレンチ溝形成工程と、該トレンチ溝内に固体拡散源膜を成膜する固体拡散源膜成膜工程と、画素部および周辺回路部が形成されるＮＭＯＳ領域を開口したフォトレジストマスクを用いてイオン注入を行うことにより一方導電型のウェル領域を形成する一方導電型ウェル領域形成工程と、該フォトレジストマスクの除去後、周辺回路部が形成されるＰＭＯＳ領域を開口した他のフォトレジストマスクを用いてイオン注入を行うことにより他方導電型のウェル領域を形成する他方導電型ウェル領域形成工程と、該他のフォトレジストマスクを用いて該ＰＭＯＳ領域の固体拡散源膜をエッチングして除去する固体拡散源膜エッチング工程と、該他のフォトレジストマスクの除去後に、該トレンチ溝内に該素子分離絶縁膜を埋め込む工程と、
熱処理を行って該ＮＭＯＳ領域のトレンチ溝と画素部との境界の半導体基板にのみ固体拡散源膜から不純物を拡散させる不純物拡散工程とを有するものであり、そのことのにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における一方導電型ウェル領域形成工程は、ボロンイオンを注入することによりＰ−ウェル領域を形成する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における他方導電型ウェル領域形成工程は、リンイオンを注入することによりＮ−ウェル領域を形成する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における不純物拡散工程は、所定の熱処理温度で所定時間の熱処理を行うことにより、前記ＮＭＯＳ領域のトレンチ溝の側面および底面の半導体基板部分に前記固体拡散源膜からボロンを拡散させてＰ型不純物拡散領域を形成する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における不純物拡散工程後、前記Ｐ−ウェル領域にＮ型不純物をイオン注入して光電変換素子としてのフォトダイオード領域を形成するフォトダイオード領域形成工程をさらに有する。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記半導体基板に複数の光電変換素子がマトリックス状に形成されて複数の画素部が形成され、隣接する画素部間を素子分離するためのトレンチ溝が該半導体基板に形成されて該トレンチ溝内に素子分離絶縁膜が埋め込まれ、該素子分離絶縁膜と該画素部との境界部の半導体基板に不純物が導入される。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における固体拡散源膜としてＢＳＧ膜（ＢｏｒｏｎＳｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）またはＢＮ（窒化ホウ素）膜を用いる。

本発明の固体撮像装置は、本発明の上記ＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法により作製され、前記半導体基板に複数の光電変換素子がマトリックス状に設けられて複数の画素部が構成され、隣接する画素部間を素子分離するためのトレンチ溝が該半導体基板に設けられて該トレンチ溝内に素子分離絶縁膜が埋め込まれ、該素子分離絶縁膜と該画素部との境界部の半導体基板に不純物が導入されているものであり、そのことのにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記不純物が導入されている領域は、前記トレンチ溝の側面部と底面部において不純物濃度が同程度に導入されている。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における不純物はＰ型不純物である。

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における半導体基板には、前記画素部および周辺回路部が設けられるＰ−ウェル領域と、前記周辺回路部が設けられるＮ−ウェル領域とが存在し、該Ｐ−ウェル領域側のトレンチ溝の側面および底面にのみ選択的に前記不純物が導入されている。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記ＣＭＯＳ型固体撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことのにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。

本発明にあっては、トレンチ溝のエッチング後、例えばボロンを多く含む固体拡散源膜をトレンチ溝内に成膜することによって、トレンチ側面および底面に隣接する半導体基板部分にＰ型不純物を導入させる。固体拡散源としては、ＢＳＧやＢＮ（窒化ホウ素）などが挙げられる。この固体拡散源膜を用いることによって、従来のチルトイオン注入により不純物を導入させる特許文献１の従来技術に比べて、側面部と底面部における濃度差を生じさせることなく、不純物を導入させることが可能となる。

また、本発明にあっては、固体拡散源膜を形成した後に、Ｐ−ウェル領域およびＮ−ウェル領域を形成する。固体拡散源膜に含まれる例えばＰ型不純物は、熱処理によって拡散されるが、この熱処理前にＮ−ウェル形成部を開口させたフォトレジストマスクを形成してイオン注入を行うことによりＮ−ウェル領域を形成し、同じフォトレジストマスクを用いて固体拡散源膜をウェットエッチングなどによりエッチング除去する。これにより、マスク枚数を増加させることなく、Ｐ−ウェル領域のトレンチ溝の側面部および底面部に固体拡散源膜からＰ型不純物が導入され、Ｎ−ウェル領域のトレンチ溝の側面部および底面部にはＰ型不純物の導入が為されないため、ＰＭＯＳトランジスタの特性悪化を防ぐことが可能となる。

以上により、本発明によれば、素子分離絶縁膜と画素部の境界部において、トレンチ溝側面部と底面部の濃度を同程度として、十分な不純物を導入させることができる。また、マスク枚数を増加させることなく、上記不純物が必要とされるＮＭＯＳ領域だけに導入して、ＰＭＯＳチャネル領域には不純物を導入させないようにすることができる。これにより、暗電圧や白傷の発生を抑制し、撮像装置としての画質向上を図ることができる。

以下に、本発明の固体撮像装置の製造方法の実施形態を、ＣＭＯＳ型固体撮像装置に適用した場合について、図面を参照しながら説明する。

図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の実施形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法について説明するための断面図である。なお、図１Ａ〜図１Ｄでは、画素部および周辺回路部に形成されるＮＭＯＳ領域と、周辺回路部に形成されるＰＭＯＳ領域とが示されている。

まず、図１Ａ（ａ）に示すように、半導体基板としてのＳｉ（シリコン）基板１上に、熱酸化させることにより例えば膜厚１４ｎｍのＳｉＯ_２膜２を酸化形成し、その上に保護膜として、低圧ＣＶＤによりＳｉＮ膜（１０３ｎｍ；シリコンナイトライト膜）３を形成する。

次に、図１Ａ（ｂ）に示すように、例えばフォトダイオードを形成したい画素領域上に、フォトリソ技術を用いて、フォトレジストマスクをパターン形成し、このフォトレジストマスクを用いて素子分離領域におけるＳｉＯ_２膜２とＳｉＮ膜３をドライエッチングによりエッチング除去してパターニングする。

図１（ｃ）に示すように、ＳｉＮ膜３をマスクとしてＳｉ基板１をエッチングして例えば深さ３５０ｎｍのトレンチ溝１ａを形成する。

その後、図１Ａ（ｄ）に示すように、エッチングによる表面の欠陥層を除去するために、トレンチ溝１ａ内の表面部分を、酸素雰囲気中で摂氏８５０度で酸化させて例えば膜厚１４ｎｍの犠牲酸化膜４を形成し、その後、この犠牲酸化膜４を除去する。トレンチ溝１ａの形成時、トレンチ溝１ａ内の表面部分は荒れているが、トレンチ溝１ａの内部表面を酸化させて犠牲酸化膜４を形成し、この犠牲酸化膜４をフッ酸で取り除くことにより表面の結晶欠陥を取り除いて綺麗にすることができる。

図１Ｂ（ｅ）に示すように、トレンチ溝１ａ内に、固体拡散源膜として、例えばボロンを多く含む膜であるＢＳＧ膜５（ＢｏｒｏｎＳｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）をＣＶＤ法により膜厚１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度に成膜する。

図１Ｂ（ｆ）に示すように、画素部および周辺回路部に形成されるＮＭＯＳ領域（Ｐ−ｗｅｌｌ領域）を開口させるようにフォトレジストマスク６ａを形成し、６０〜２５０ｋｅＶのエネルギーと１Ｅ１３ｃｍ^−２程度の注入量でボロンイオン（Ｂ）を注入することによりＰ−ウェル領域７を形成し、フォトレジストマスク６ａを除去する。

図１Ｂ（ｇ）に示すように、周辺回路部に形成されるＰＭＯＳ領域（Ｎ−ウェル領域）を開口させるようにフォトレジストマスク６ｂを形成し、深い基板位置にイオン注入するための高エネルギー条件でリンイオンを注入することによりＮ−ウェル領域８を形成する。

図１Ｃ（ｈ）に示すように、フォトレジストマスク６ｂを用いてＰＭＯＳ領域のＢＳＧ膜５を、ドライエッチングまたはウェットエッチングでエッチング除去した後、フォトレジストマスク６ｂを除去する。これにより、ＮＭＯＳ領域のＢＳＧ膜５は残され、ＰＭＯＳ領域のＢＳＧ膜５は除去される。

図１Ｃ（ｉ）に示すように、素子分離絶縁膜として例えば膜厚５８０ｎｍのＨＤＰ（ＨｉｇｈＤｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ）膜９をＣＶＤ法により成膜してトレンチ溝を埋め込み、例えば１０５０℃で６０ｍｉｎの熱処理を行うことにより、ＨＤＰ膜９の密度を高くした状態で、ＢＳＧ膜５からトレンチ溝の側面および底面に隣接するＳｉ基板部分にボロン（Ｂ）を拡散させてＰ型不純物拡散領域１０を形成する。このとき、ＮＭＯＳ領域にはＢＳＧ膜５が形成されているためにＢＳＧ膜からＰ−ウェル領域７に選択的にボロンが拡散され、ＰＭＯＳ領域ではＢＳＧ膜５が除去されているためにＮ−ウェル領域８にはボロンは拡散されない。

図１Ｃ（ｊ）に示すように、ＣＭＰ法によりＨＤＰ膜９の研磨を行って基板表面を平坦化させると共にＳｉＮ膜３を除去する。

図１Ｄ（ｋ）に示すように、Ｐ−ウェル領域７上にＮ型不純物をマスクを用いてイオン注入して光電変換素子としてのＮ型不純物領域のフォトダイオード領域１１を形成する。また、Ｎ−ウェル領域８上にＰ型不純物を別のマスクを用いてイオン注入してトランジスタのドレインおよびソース領域としてのＰ型不純物領域を形成する。

その後の工程は図示していないが、一般的に行われている固体撮像装置の製造方法と同様にして、フォトダイオード領域１１から信号電荷を読み出すためのゲート電極部（図示せず）を形成し、埋め込みフォトダイオード構造とするためにフォトダイオード領域１１の表面にＰ型不純物領域を形成する。トランジスタのソース−ドレイン部を形成し、金属配線部および層間膜部を形成した後、フォトダイオード領域１１の上方にカラーフィルタおよびマイクロレンズを形成することにより、ＣＭＯＳ型固体撮像装置を製造することができる。

以上のようにして製造された本実施形態のＣＭＯＳ型固体撮像装置は、図１Ｄ（ｋ）に示すように、Ｓｉ基板１に複数のフォトダイオード領域１１がマトリックス状に設けられて各画素部がそれぞれ構成され、隣接する画素部間を素子分離するためのトレンチ溝１ａがＳｉ基板１に設けられている。トレンチ溝１ａ内にはＨＤＰ膜９が埋め込まれ、ＨＤＰ膜９と画素部との境界部に不純物拡散領域１０が形成されている。この不純物拡散領域１０は、トレンチ溝１ａの側面部とトレンチ溝１ａの底面部とに、不純物濃度が同程度、１Ｅ１７ｃｍ⁻³〜１Ｅ１８ｃｍ⁻³となるようにイオン注入されている。さらに、不純物拡散領域１０は、Ｐ−ウェル領域７に選択的に形成され、Ｎ−ウェル領域８には形成されていない。したがって、本実施形態によれば、マスク枚数を増加させることなく、Ｐ−ウェル領域７のトレンチ溝１ａの側面部および底面部に十分な量のＰ型不純物が導入されている。このために、フォトダイオード領域１１の受光特性が向上する。さらに、Ｎ−ウェル領域８のトレンチ溝１ａの側面部および底面部にはＰ型不純物が導入されていないため、ＰＭＯＳトランジスタの特性悪化を防ぐことができる。

以上により、トレンチ溝１ａのエッチング後に、従来のチルトイオン注入の代わりに、ボロンを多く含む固体拡散源膜５をトレンチ溝１ａ内に成膜する。このトレンチ溝１ａ内に成膜された固体拡散源膜５に含まれるＰ型不純物を熱処理によりシリコン基板側（トレンチ溝１ａ内の側壁および底面）に拡散させるための熱処理前に、Ｎ−ウェル８の形成部を開口させたフォトレジストマスクを形成してイオン注入を行うことによりＮ−ウェル領域８を形成し、同じフォトレジストマスクを用いて固体拡散源膜５をウェットエッチングなどによりエッチング除去して、Ｐ−ウェル領域７側の固体拡散源膜５のみを残す。その後の熱処理により、トレンチ溝１ａ内の側壁および底面、即ち、素子分離絶縁膜９と画素部の境界部に固体拡散源膜５からＰ型不純物を導入することができる。これによって、製造工程の増加なく、トレンチ溝の側壁部と底面部とに不純物濃度を均等に注入できかつ不純物注入量をより多く注入でき、したがって、暗電圧や白傷の発生を抑え、撮像装置としての画質向上を図ることができる。しかも、フォトトランジスタ（Ｎ型拡散領域）の表面Ｐ＋層の延長部分としてトレンチ溝の側壁にも表面Ｐ＋層を形成してフォトトランジスタを完全埋め込み式とすることができる。

なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態のＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法は、半導体基板１上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、素子分離領域における保護膜を選択的に除去する保護膜パターニング工程と、パターニングで残された保護膜をマスクとして半導体基板をエッチングしてトレンチ溝を形成するトレンチ溝形成工程と、該トレンチ溝内に固体拡散源膜を成膜する固体拡散源膜成膜工程と、画素部および周辺回路部が形成されるＮＭＯＳ領域を開口したフォトレジストマスクを用いてイオン注入を行うことにより一方導電型のウェル領域を形成する一方導電型ウェル領域形成工程と、フォトレジストマスクの除去後、周辺回路部が形成されるＰＭＯＳ領域を開口した他のフォトレジストマスクを用いてイオン注入を行うことにより他方導電型のウェル領域を形成する他方導電型ウェル領域形成工程と、他のフォトレジストマスクを用いて該ＰＭＯＳ領域の固体拡散源膜をエッチングして除去する固体拡散源膜エッチング工程と、他のフォトレジストマスクの除去後に、該トレンチ溝内に該素子分離絶縁膜を埋め込む工程と、熱処理を行って該ＮＭＯＳ領域のトレンチ溝と画素部との境界の半導体基板にのみ固体拡散源膜から不純物を拡散させる不純物拡散工程とを有する。これによって、トレンチ溝の側壁部と底面部とに不純物濃度を均等に形成でき、製造時のマスク枚数を増加なく、ＮＭＯＳ領域のみに不純物を導入できる本発明の目的を達成することができる。

なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態のＣＭＯＳ固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、監視カメラ、ドアホンカメラ、車載カメラ、テレビジョン電話用カメラおよび携帯電話用カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。

本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態のＣＭＯＳ固体撮像装置を撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有していてもよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、デジタルカメラなどの撮像部に用いられるＣＭＯＳ型固体撮像装置およびその製造方法の分野において、素子分離絶縁膜と画素部の境界部において、トレンチ溝側面部と底面部の濃度を同程度として、十分な不純物を導入させることができる。さらに、マスク枚数を増加させることなく、上記不純物が必要とされるＮＭＯＳ領域だけに導入させて、ＰＭＯＳチャネル領域には不純物を導入させないようにすることができる。これにより、暗電圧や白傷の発生を抑制し、撮像装置としての画質向上を図ることができる。

（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法（その１）について説明するための断面図である。 （ｅ）〜（ｇ）は、本発明の実施形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法（その２）について説明するための断面図である。 （ｈ）〜（ｊ）は、本発明の実施形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法（その３）について説明するための断面図である。 （ｋ）は、本発明の実施形態に係るＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法（その４）について説明するための断面図である。

符号の説明

１ シリコン基板
１ａ トレンチ溝
２ ＳｉＯ_２膜
３ ＳｉＮ膜
４ 犠牲酸化膜
５ 固体拡散源膜
６ａ、６ｂ フォトレジストマスク
７ Ｐ−ウェル領域
８ Ｎ−ウェル領域
９ ＨＤＰ膜
１０ 不純物拡散領域
１１ フォトダイオード領域

Claims (12)

1. 半導体基板上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
   素子分離領域における保護膜を選択的に除去する保護膜パターニング工程と、
   残された保護膜をマスクとして半導体基板をエッチングしてトレンチ溝を形成するトレンチ溝形成工程と、
   該トレンチ溝内に固体拡散源膜を成膜する固体拡散源膜成膜工程と、
   画素部および周辺回路部が形成されるＮＭＯＳ領域を開口したフォトレジストマスクを用いてイオン注入を行うことにより一方導電型のウェル領域を形成する一方導電型ウェル領域形成工程と、
   該フォトレジストマスクの除去後、周辺回路部が形成されるＰＭＯＳ領域を開口した他のフォトレジストマスクを用いてイオン注入を行うことにより他方導電型のウェル領域を形成する他方導電型ウェル領域形成工程と、
   該他のフォトレジストマスクを用いて該ＰＭＯＳ領域の固体拡散源膜をエッチングして除去する固体拡散源膜エッチング工程と、
   該他のフォトレジストマスクの除去後に、該トレンチ溝内に該素子分離絶縁膜を埋め込む工程と、
   熱処理を行って該ＮＭＯＳ領域のトレンチ溝と画素部との境界の半導体基板にのみ固体拡散源膜から不純物を拡散させる不純物拡散工程とを有するＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法。
2. 前記一方導電型ウェル領域形成工程は、ボロンイオンを注入することによりＰ−ウェル領域を形成する請求項１に記載のＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法。
3. 前記他方導電型ウェル領域形成工程は、リンイオンを注入することによりＮ−ウェル領域を形成する請求項２に記載のＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法。
4. 前記不純物拡散工程は、所定の熱処理温度で所定時間の熱処理を行うことにより、前記ＮＭＯＳ領域のトレンチ溝の側面および底面の半導体基板部分に前記固体拡散源膜からボロンを拡散させてＰ型不純物拡散領域を形成する請求項３に記載のＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法。
5. 前記不純物拡散工程後、前記Ｐ−ウェル領域にＮ型不純物をイオン注入して光電変換素子としてのフォトダイオード領域を形成するフォトダイオード領域形成工程をさらに有する請求項４に記載のＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法。
6. 前記半導体基板に複数の光電変換素子がマトリックス状に形成されて複数の画素部が形成され、隣接する画素部間を素子分離するためのトレンチ溝が該半導体基板に形成されて該トレンチ溝内に素子分離絶縁膜が埋め込まれ、該素子分離絶縁膜と該画素部との境界部の半導体基板に不純物が導入される請求項１に記載のＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法。
7. 前記固体拡散源膜としてＢＳＧ膜（Ｂｏｒｏｎ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）またはＢＮ（窒化ホウ素）膜を用いる請求項１に記載のＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のＣＭＯＳ型固体撮像装置の製造方法により作製され、
   前記半導体基板に複数の光電変換素子がマトリックス状に設けられて複数の画素部が構成され、隣接する画素部間を素子分離するためのトレンチ溝が該半導体基板に設けられて該トレンチ溝内に素子分離絶縁膜が埋め込まれ、該素子分離絶縁膜と該画素部との境界部の半導体基板に不純物が導入されているＣＭＯＳ型固体撮像装置。
9. 前記不純物が導入されている領域は、前記トレンチ溝の側面部と底面部において不純物濃度が同程度に導入されている請求項８に記載のＣＭＯＳ型固体撮像装置。
10. 前記不純物はＰ型不純物である請求項９に記載のＣＭＯＳ固体撮像装置。
11. 前記半導体基板には、前記画素部および周辺回路部が設けられるＰ−ウェル領域と、前記周辺回路部が設けられるＮ−ウェル領域とが存在し、該Ｐ−ウェル領域側のトレンチ溝の側面および底面にのみ選択的に前記不純物が導入されている請求項８〜１０のいずれかに記載のＣＭＯＳ型固体撮像装置。
12. ８〜１０のいずれかに記載のＣＭＯＳ型固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器。

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