JP2010073902A - イオン注入方法、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、並びに電子機器 - Google Patents

イオン注入方法、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、並びに電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】微細パターンでも安定して倒れの生じないイオン注入マスクを用い、良好な環状のイオン注入領域を形成することができるイオン注入方法を提供する。
【解決手段】主マスク部２３がブリッジ部２４で連結されて、イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部２５を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入を行う工程を有する。この複数のイオン注入用マスクの組み合わせで複数の環状のイオン注入領域を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、固体撮像装置、半導体装置等の製造で適用されるイオン注入方法、このイオン注入方法を用いた固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、並びにカメラ等の電子機器に関する。
固体撮像装置は、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサに代表される電荷転送方固体撮像装置に大別される。これら固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに広く用いられている。また、近年、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのモバイル機器に搭載される固体撮像装置としては、電源電圧が低く、消費電力の観点などからＣＭＯＳイメージセンサが多くも用いられている。
ＣＭＯＳ固体撮像装置は、光電変換部となるフォトダイオードと複数の画素トランジスタからなる画素が２次元行列状に多数配列された画素部（撮像領域）と、周辺回路部とを有して構成される。画素を構成する画素トランジスタとしては、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの４トランジスタによる構成、あるいは選択トランジスタを省略した３トランジスタによる構成などが知られている。画素は、水平方向に延びた画素駆動配線によって駆動される。画素の信号は、アナログ信号であり、垂直方向に延びた垂直信号線に出力される。
周辺回路は、制御回路、垂直駆動回路、カラム信号処理回路、水平駆動回路、出力回路などを有して構成される。制御回路は、入力クロックと、動作モードなどの指令するデータを受け取り、また、固体撮像装置の内部情報などのデータを出力する。また、垂直駆動回路、カラム信号処理回路、水平駆動回路に、必要なクロックやパルスを供給する。
垂直駆動回路は、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に、画素を駆動するためのパルスを供給する。ある画素駆動配線を駆動すると、それに付随する１行の画素が同時に駆動される。
カラム信号処理回路は、画素の列毎に配置されている。各列の画素の信号を受けて、その信号にＣＤＳ（Correlated Double Sampling：固定パターンノイズ除去の処理）や信号増幅やＡＤ変換などの処理を行う。
水平駆動回路は、カラム信号処理回路を順番に選択し、その信号を水平信号線に導く、出力回路は、水平信号線の信号を処理して出力する。例えば、バッファリングだけする場合もあるし、その前に黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などを行うこともある。
図２４に、画素部の概略断面構造を示す。図２４では、半導体領域部分のみを示し、その他の、多層配線層、オンチップカラーフィルタ、オンチップマイクロレンズなどを省略している。画素部１０１では、画素トランジスタが形成されるｐ型半導体ウェル領域１０２とその下層のｐ型半導体ウェル領域（いわゆるプラグ半導体ウェル領域）１０３により、１画素１０４が仕切られている。ｐ型半導体ウェル領域１０３は、画素分離領域に相当する。ｐ型半導体ウェル領域１０２には、図示しないが画素トランジスタが形成されている。画素１０４を構成する光電変換部となるフォトダイオードＰＤは、表面のｐ型半導体領域１０５と、その下の信号電荷（電子）を蓄積するｎ型半導体領域１０６を有して構成される。電荷蓄積領域となるｎ型半導体領域１０６の下層は、深い部分において光電変換により発生した信号電荷（電子）を広く収拾するために不純物濃度が低いｎ型半導体領域１０７で形成される。
画素分離領域であるｐ型半導体ウェル領域１０３は、信号電荷（電子）が隣接するフォトダイオードＰＤに行かないように障壁となっている。さらに、ｐ型半導体ウェル領域１０３及び低濃度のｎ型半導体領域１０７の下層に裏面側の界面が空乏化しないようにするためのｐ型半導体領域１０８が形成される。
ｐ型半導体ウェル領域１０３は、図２５（図２４のＡ−Ａ線上の断面図）に示すように、格子状に形成されて画素１０４を分離している。
固体撮像装置において、その素子分離領域としてｐ型半導体領域を用いる構成は特許文献１に、チャネルストップ領域をイオン打ち込みによるｐ型チャネル領域を用いる構成は特許文献２に、それぞれ開示されている。また、固体撮像装置において、素子分離としてＳＴＩ構造を用いた構成は特許文献３に、深いｐ型半導体領域による素子分離領域の構成は特許文献４に、それぞれ開示されている。
特開２００６−９３３１９号公報 特開平１０−１１６９７５号公報 特開２００４−３９８３２号公報 特開２００６−２１６５７７号公報
上述した画素分離領域となるｐ型半導体ウェル領域１０３は、ｐ型不純物であるボロンをイオン注入して形成されるが、その深さが２μｍ〜３μｍ程度に達する。このため、ｐ型半導体ウェル領域１０３の形成には、打ち込みエネルギーがメガ電子ボルト（ＭｅＶ）のオーダーのイオン注入装置が要求される。
ｐ型半導体ウェル領域１０３を形成するには、図２６（平面図）及び図２７（断面図）に示すように、半導体基板１１０の表面上にイオン注入用マスクとなるレジストマスク１１１を形成し、このレジストマスク１１１を介してボロンをイオン注入する。このときのレジストマスク１１１は、各画素、図ではフォトダイオードＰＤに対応する部分に各独立するように柱状構造で形成される。レジストマスク１１１以外の領域、すなわちレジストマスク１１１を取り囲む格子状の領域にイオン注入がなされる。ｐ型半導体ウェル領域１０３は、半導体基板１１０の深い位置に、高打ち込みエネルギーでイオン注入して形成される。このため、レジストマスク１１１の膜厚ｈ１は、３μｍ〜５μｍ程度必要になる。
近年、画素ピッチは、１．７５μｍ以下になっているので、細い柱状ののっぽのレジストマスク１１１が、狭い間隔で多数、林立することになる。そうすると、図２８に示すように、レジストマスク１１１の一部の柱状部１１１ａが、現像やイオン注入などの工程で倒れてしまい、レジストマスク１１１のパターンが崩れるという不都合が生じていた。
この対策として、従来、ｐ型半導体ウェル領域１０３を形成するためのイオン注入法として、２回に分けてイオン注入する方法が知られている。この例を図２９〜図３３に示す。レジストマスクとして、２つのレジストマスクを用いる。１つは、図２９に示すように、水平方向に延びる複数のライン状部１１３を垂直方向に平行に配列し、ライン状部１１３間に水平方向に延びる第１の開口部１１４を有する第１のレジストマスク１２１である。もう１つは、図３０示すように、垂直方向に延びる複数のライン状部１１５を水平方向に平行に配列し、ライン状部１１５間に垂直方向に延びる第２の開口部１１６を有する第２のレジストマスク１２２である。
先ず、半導体基板１１０上に第１のレジストマスク１２１を形成し、この第１のレジストマスク１２１を介してボロンをイオン注入し、図３１（平面図）に示すように、互いに平行し水平方向に長い複数の水平イオン注入領域１３１を形成する。次に、半導体基板１１０上に第２のレジストマスク１２２を形成し、この第２のレジストマスク１２２を介してボロンをイオン注入し、図３２（平面図）に示すように、互いに平行し垂直方向に長い複数の垂直イオン注入領域１３２を形成する。この水平イオン注入領域１３１と垂直イオン注入領域１３２により、図３３に示すように、画素分離領域となる格子状のｐ型半導体ウェル領域１３３が形成される。
このイオン注入法は、レジストマスク１２１，１２２がライン状に形成されるので、図 ２７のレジストマスク１１１よりは倒れに対する耐性は向上する。しかし、ラインに垂直な断面で見ると、前述の図２８と同じ形状であるので、倒れの問題が起こっている。１μｍ台のピッチで、高さ５μｍ、長さが何ｍｍものライン状部１１３，１１５が何千本も並行した第１及び第２のレジストマスク１２１，１２２を、そのライン状部１１３，１１５が安定して倒れずに作ることは困難である。画素サイズがさらに微細化されてくると、さらにライン状部１１３，１１５の倒れが顕著になる。また、このイオン注入法では、図３３に示すように、交点部分１３４でイオン注入が２回なされる。この結果、ｐ型半導体ウェル領域１３３の濃度が均一でなくなったり、イオン注入に起因する欠陥が増えたりする不都合が生じる。
上述のような不都合は、固体撮像装置に限らず、半導体装置の製造において、格子状、その他の環状のイオン注入領域を形成する際にも起こり得る。
本発明は、上述の点に鑑み、微細パターンでも安定して倒れの生じないイオン注入マスクを用い、良好な環状のイオン注入領域を形成することができるイオン注入方法を提供するものである。
また、本発明は、かかるイオン注入方法を用いて良好な画素分離領域を形成する固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、並びにこの固体撮像装置を備えた電子機器を提供するものである。
本発明に係るイオン注入方法は、主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入を行う工程を有し、複数のイオン注入用マスクの組み合わせで複数の環状のイオン注入領域を形成する。
本発明のイオン注入方法では、イオン注入用マスクとして、主マスク部がブリッジ部で連結されたマスクを用いるので、主マスク部が倒れることがなく、微細パターンであっても安定したイオン注入用マスクとなる。イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入で環状のイオン注入領域を形成している。このため、環状のイオン注入領域では、全域にわたり略１回のイオン注入となり、不純物濃度が略均一となり、またイオン注入に起因する欠陥発生が抑制される。
本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入を行う工程を有し、複数のイオン注入用マスクの組み合わせで、光電変換部を含む画素を分離する環状の半導体分離領域を形成する。
本発明の固体撮像装置の製造方法では、イオン注入用マスクとして、主マスク部がブリッジ部で連結されたマスクを用いるので、主マスク部が倒れることがなく、微細パターンであっても安定したイオン注入用マスクとなる。イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入で画素分離する環状の半導体分離領域を形成している。このため、環状の半導体分離領域では、全域にわたり略１回のイオン注入となり、不純物濃度が略均一となり、またイオン注入に起因する欠陥発生が抑制される。
本発明に係る固体撮像装置は、光電変換部を含む複数の画素と、それぞれ、主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する開口部を有した第１及び第２のイオン注入用マスクを用いてイオン注入により形成された前記画素を分離する格子状の半導体分離領域とを有する。
本発明の固体撮像装置では、上記製法により製造されるので、画素が微細化されても、精度の良い画素分離領域及び画素を備えることができ、小型化、高画質化が図れる。
本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、撮像装置に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備える。固体撮像装置は、光電変換部を含む複数の画素と、それぞれ、主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する開口部を有した第１及び第２のイオン注入用マスクを用いてイオン注入により形成された前記画素を分離する格子状の半導体分離領域とを有する。
本発明の電子機器によれば、上記製法で製造された固体撮像装置を備えるので、画素の微細化が可能になり、小型化が図れる。
本発明に係るイオン注入方法によれば、良好な環状のイオン注入領域を形成することができる。
本発明に係る固体撮像装置の製造方法によれば、上記イオン注入方法を用いることにより、良好な画素分離領域の形成ができ、画素が微細化された高品質の固体撮像装置を製造することができる。
本発明に係る固体撮像装置によれば、画素が微細化された高品質の固体撮像装置を提供することができる。
本発明に係る電子機器によれば、固体撮像装置における画素の微細化が可能になり、小型化、高品質の電子機器を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、先ず、本発明のイオン注入方法と共に、固体撮像装置、すなわちＣＭＯＳ固体撮像装置の製造方法について説明する。
図１〜図３に、本発明に適用されるＣＭＯＳ固体撮像装置の一例の概略構成を示す。本例の固体撮像装置１は、図１に示すように、半導体基板１１例えばシリコン基板に複数の光電変換素子を含む画素２が規則的に２次元的に配列された画素部（いわゆる撮像領域）３と、周辺回路部とを有して構成される。画素２は、光電変換素子となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）を有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。その他、選択トランジスタ追加して４つのトランジスタで構成することもできる。単位画素の等価回路は通常と同様である。
周辺回路部は、垂直駆動回路４と、カラム信号処理回路５と、水平駆動回路６と、出力回路７と、制御回路８などを有して構成される。
制御回路８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像装置の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路８では、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、これらの信号を垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に入力する。
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。すなわち、垂直駆動回路４は、画素部３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素２の光電変換素子となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路５に供給する。
カラム信号処理回路５は、画素２の例えば列ごとに配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路５は、画素２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳや、信号増幅、ＡＤ変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０との間に接続されて設けられる。
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子１２は、外部と信号のやりとりをする。
図２に、画素部３の要部の概略断面構造を示す。図２では、半導体領域部分のみを示し、その他の、多層配線層、オンチップカラーフィルタ、オンチップマイクロレンズなどを省略している。画素部３は、フォトダイオードＰＤ及び画素トランジスタ（図示せず）からなる複数の画素２と、各画素２を分離する画素分離領域１５を有して構成される。１画素２は、画素トランジスタが形成される第１導電型、例えばｐ型の半導体ウェル領域１４とその下層のプラグ半導体ウェル領域と呼ばれるｐ型半導体ウェル領域で形成される画素分離領域（いわゆる半導体分離領域）１５により、仕切られている。ｐ型半導体ウェル領域１４には、図示しないが画素トランジスタが形成されている。画素２を構成する光電変換部となるフォトダイオードＰＤは、表面のｐ型半導体領域１６と、その下の信号電荷（電子）を蓄積するｎ型半導体領域１７を有して構成される。電荷蓄積領域となるｎ型半導体領域１７の下層には、フォトダイオードＰＤの光電変換部となる低不純物濃度のｎ型半導体領域１８が形成する。すなわち、半導体基板の深い部分において光電変換により発生した信号電荷（電子）を広く収拾するために不純物濃度が低いｎ型半導体領域１８が形成される。
画素分離領域１５は、信号電荷（電子）が隣接するフォトダイオードＰＤに行かないように障壁となっている。さらに、画素分離領域１５及び低濃度のｎ型半導体領域１８の下層に界面を空乏化させないためのｐ型半導体領域１９が形成されている。
画素分離領域１５は、図３（図２のＡ−Ａ線上の断面図）に示すように、画素２（図ではフォトダイオードＰＤ）を取り囲むように格子状に形成されて画素２を分離している。
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法では、深く形成されるｐ型半導体領域による画素分離領域１５の形成に、本発明のイオン注入方法が適用される。
［第１実施の形態：第１のイオン注入方法と固体撮像装置の製造方法の例］
第１実施の形態に係るイオン注入方法は、図４に示す第１のイオン注入用マスク２１と、図５に示す第２のイオン注入マスク２２を用いて、２回のイオン注入で、半導体基板の深い位置に上面から見て環状、本例では格子状のイオン注入領域を形成する。このイオン注入領域は、固体撮像装置では図２に示すｐ型半導体領域で構成される画素分離領域１５に相当する。第１及び第２のイオン注入用マスク２１及び２２としては、本例ではレジストマスクを用いる。以下、イオン注入用マスクをレジストマスクという。
第１及び第２のレジストマスク２１及び２２は、それぞれ主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する開口部を有して構成される。すなわち、第１のレジストマスク２１は、図４に示すように、一方向、本例では水平方向に延長する複数の帯状の主マスク部２３が水平方向と交差する垂直方向に所要間隔ｄ１を置いて平行に配列される。そして、第１のレジストマスク２１は、各隣り合う帯状の主マスク部３が第１のブリッジ部２４で連結され、主マスク部２３とブリッジ部２４とにより、複数に分割された横長の第１の開口部２５を形成するように構成される。
横長の第１の開口部２５を構成する上記所要の幅ｄ１は、形成されるべき格子状の画素分離領域（イオン注入領域）の辺の幅に対応する。ブリッジ部２４は、その水平方向の幅ｄ２が開口部２５の幅ｄ１と同じになるように形成される。第１の開口部２５は、その水平方向の長さｓ１が２画素にわたる長さとし、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当ように形成される。隣り合う主マスク部２３間を連結する各ブリッジ部２４は、互いのブリッジ部２４の応力が釣り合うように均等に形成される。本例では、帯状の主マスク部２３の両側のブリッジ部２４が、互いに水平方向に１／２ピッチずれるように形成される。これにより、互いのブリッジ４の応力が釣り合うように均等化され、各主マスク部２３は変形することがない。
第２のレジストマスク２２は、図５に示すように、一方向と交差する方向、本例では垂直方向に延長する複数の帯状の主マスク部２６が水平方向に所要間隔ｄ３を置いて平行に配列される。そして、第２のレジストマスク２２は、各隣り合う帯状の主マスク部２６が第２のブリッジ部２７で連結され、主マスク部２６とブリッジ部２７とにより、複数に分割された縦長の第２の開口部２８を形成するように構成される。
縦長の第２の開口部２８を構成する上記所要の幅ｄ３は、形成されるべき格子状の画素分離領域（イオン注入領域）の辺の幅に対応する。ブリッジ部２７は、その垂直方向の幅ｄ４が開口部２８の幅ｄ３と同じになるように形成される。第２の開口部２８は、その垂直方向の長さｓ２が２画素にわたる長さとし、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当ように形成される。隣り合う主マスク部２６間を連結する各ブリッジ部２７は、互いのブリッジ部２７の応力が釣り合うように均等に形成される。本例では、帯状の主マスク部２６の両側のブリッジ部２７が、互いに垂直方向に１／２ピッチずれるように形成される。これにより、互いのブリッジ部２７の応力が釣り合うように均等化され、各主マスク部２６は変形することがない。
第１のレジストマスク２１及び第２のレジストマスク２２のそれぞれの主マスク部２３及び２６の幅ｄ５は、互いに等しく１画素（図では１つのフォトダイオードＰＤ）分の幅に相当する。
第１のレジストマスク２１のブリッジ部２３と第２のレジストマスク２２のブリッジ部２７は、互いに相補的に形成される。相補的とは、互いの第１及び第２のブリッジ部２３及び２７が重ならないで、一方のレジストマスクのブリッジ部に対応する領域は、他方のレジストマスクによるイオン注入で不純物が注入されることをいう。すなわち、第１のレジストマスク２１のブリッジ部２４に対応する領域は、第２のレジストマスク２２によるイオン注入で不純物が注入され、第２のレジストマスク２２のブリッジ部２７に対応する領域は、第１のレジストマスク２１によるイオン注入で不純物が注入される。
第１実施の形態においては、先ず、図６Ａに示すように、半導体基板３１上に第１のレジストマスク２１をホトリソグラフィ技術を用いて形成する。そして、第１のレジストマスク２１を介して、第１導電型の不純物、本例ではｐ型不純物であるボロン３２をイオン注入し、第１のイオン注入領域３３を形成する。このときの打ち込みエネルギーを、例えばメガ電子ボルト（ＭｅＶ）のオーダーとすれば、半導体基板３１の深い位置にボロン３２をイオン注入することができる。この第１のイオン注入領域３３は、図６ＡのＢ−Ｂ線上の断面を見ると、図７に示すように、第１のレジストマスク２１の第１の開口部２５に相当した領域に形成される。すなわち、第１のイオン注入領域３３は、横長状に複数に分割して形成される。
次に、図６Ｂに示すように、第１のレジストマスク２１を除去し、半導体基板３１上に第２のレジストマスク２２をホトリソグラフィ技術を用いて形成する。そして、第２のレジストマスク２２を介して、第１導電型の不純物、本例ではｐ型不純物であるボロン３２をイオン注入し、第２のイオン注入領域３４を形成する。このときのボロン３２の打ち込むエネルギーは、図６Ａでの打ち込みエネルギーと同じにし、第２のイオン注入領域３４を、第１のイオン注入領域３３と同じ深さ位置に形成する。第２のレジストマスク２２でイオン注入したボロン濃度は、第１のレジストマスク２１でイオン注入したボロン濃度と同じにする。この第２のイオン注入領域３４は、図６ＢのＣ−Ｃ線上の第２のイオン注入領域３４のみの断面を見ると、図８に示すように、第２のレジストマスク２２の第２の開口部２８に相当した領域に形成される。すなわち、第２のイオン注入領域３４は、縦長状に複数に分割して形成される。
この第１のイオン注入領域３３と第２のイオン注入領域３４が組み合わされて、図９に示すように、画素２を形成する領域３６を取り囲むように格子状の画素分離領域（オン注入領域）１５が形成される。
なお、ボロン３２のイオン注入は、同じレジストマスクを用いて、複数回、例えば３回のイオン注入で目的のイオン注入領域を形成するようにしても良い。
これ以降は、通常のように、画素部においては、フォトダイオードＰＤ、ｐ型半導体ウェル領域１７、画素トランジスタ等を形成して、層間絶縁膜を介して多層の配線を形成した多層配線層を形成する。さらに表面照射型であれば、多層配線層上に平坦化膜を介してカラーフィルタ、オンチップマイクロレンズ等を形成する。裏面照射型であれば、多層配線層とは反対側の基板裏面上にカラーフィルタ、オンチップマイクロレンズ等を形成する。また、周辺回路部では、図１に示した制御回路、カラム信号処理回路、垂直駆動回路、水平駆動回路、出力部等を形成する。このようにして、目的の固体撮像装置を得る。
第１実施の形態に係るイオン注入方法及び固体撮像装置の製造方法によれば、第１のレジストマスク２１及び第２のレジストマスク２２が、共に、主マスク部２３及び２６をそれぞれブリッジ部２４及び２７により連結したパターン形状で形成される。これにより、レジストマスク２１，２２は、微細パターンで形成されても、安定した倒れのないイオン注入用マスクとなる。第１及び第２のレジストマスク２１及び２２は、それぞれのブリッジ部２４、２７が互いにブリッジ部２４、２７の応力が釣り合うように均等に形成されているので、主マスク部１３，２６に不要な力がかからず、正常状態を維持することができる。
そして、第１及び第２のレジストマスク２１、２２のブリッジ部２４，２７が互いに相補的に形成されているので、格子状に形成された画素分離領域（イオン注入領域）１５の全域にわたり、１回のイオン注入となり、不純物濃度を均一にした格子状の画素分離領域１５が形成される。すなわち、図９の格子状のコーナ部３７もイオン注入は１回となる。また、イオン注入工程は２回であるも、格子状の画素分離領域１５の各部では１回のイオン注入となるため、従来の２回のイオン注入に比べて、欠陥の発生を抑制することができる。
第１実施の形態において、２回のホトリソグラフィ技術を用いて、第１及び第２のレジストマスク２１及び２２を形成するが、ホトリソグラフィでのマスク合わせずれが生じた場合の例を図１０に示す。図１０に示すように、マスク合わせずれにより、第１のイオン注入領域３３と第２のイオン注入領域３４がずれて形成され、一部３８において、少許の隙間３９が発生する。しかし、第１実施の形態では、位置が少しずれるだけで、隣接する画素２と成る領域３６の面積は、同じになるという利点がある。
［第２実施の形態：第２のイオン注入方法と固体撮像装置の製造方法の例］
第２実施の形態に係るイオン注入方法は、図１１に示す第１のイオン注入用マスク４１と、図５に示す第２のイオン注入マスク４２を用いて、２回のイオン注入で、半導体基板の深い位置に上面から見て環状、本例では格子状のイオン注入領域を形成する。このイオン注入領域は、固体撮像装置では図２に示すｐ型半導体領域で構成される画素分離領域１５に相当する。第１及び第２のイオン注入用マスク４１及び４２としては、本例ではレジストマスクを用いる。以下、イオン注入用マスクをレジストマスクという。
第１及び第２のレジストマスク４１及び４２は、それぞれ複数の主マスク部がブリッジ部で連結された帯状部が複数、平行に配列されて、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する開口部を有して構成される。
すなわち、第１のレジストマスク４１は、図１１に示すように、２画素分に相当する幅ｗ１を有する四角形状、本例では正方形の複数の主マスク部４３がブリッジ部４４を介して連結され帯状部４５を複数配列して構成される。ブリッジブ４４は、主マスク部４３の辺の中央部に位置して形成され、帯状部４５は、一方向、図では垂直方向に延びるように形成される。複数の帯状部４５は、一方向と交差する方向、図では水平方向に所要間隔ｄ７を置いて平行に配列される。ブリッジ部４４の幅ｄ８と長さｄ９は、上記幅ｄ７と同じに設定される。そして、ブリッジ部４４を介して連結された各主マスク部４３間と、各隣り合う帯状部４５間とに、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する第１の開口部４６が形成される。
第１の開口部４６の幅に相当する上記ｄ７、ｄ９は、形成されるべき格子状の画素分離領域（イオン注入領域）の辺の幅に対応する。第１のレジストマスク部４１では、各主マスク部４３を連結する各ブリッジ部４４は、主マスク部４４を中心に上下対称に形成され、互いのブリッジ部４４の応力が釣り合うように均等に形成される。
第２のレジストマスク４２は、図１２に示すように、第１のレジストマスク４１と同様に、２画素分に相当する幅ｗ１を有する四角形状、本例では正方形の複数の主マスク部４７がブリッジ部４８を介して連結され帯状部４９を複数配列して構成される。また、ブリッジブ４８は、主マスク部４７の辺の中央部に位置して形成され、帯状部４９は、一方向、図では垂直方向に延びるように形成される。複数の帯状部４９は、一方向と交差する方向、図では水平方向に所要間隔ｄ７を置いて平行に配列される。ブリッジ部４８の幅ｄ８と長さｄ９は、上記幅ｄ７と同じに設定される。
この第２のレジストマスク４２は、帯状部４９自体、第１のレジストマスク４１の帯状部４５と同じ構成であるが、特に、ブリッジ部４８を垂直方向に関して、第１のレジストマスク４１のブリッジ部４４に対して、１／２ピッチずれて形成される。そして、ブリッジ部４８を介して連結された各主マスク部４７間と、各隣り合う帯状部４９間とに、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する第２の開口部５０が形成される。
第２の開口部５０の幅に相当する上記ｄ７、ｄ９は、形成されるべき格子状の画素分離領域（イオン注入領域）の辺の幅に対応する。第２のレジストマスク部４２では、各主マスク部４７を連結する各ブリッジ部４８は、主マスク部４７を中心に上下対称に形成され、互いのブリッジ部４８の応力が釣り合うように均等に形成される。
第１のレジストマスク４１の第１のブリッジ部４４と第２のレジストマスク４２の第２のブリッジ部４８は、第１実施の形態と同様に、互いに相補的に形成される。
第２実施の形態においては、先ず、図１３Ａに示すように、半導体基板３１上に第１のレジストマスク４１をホトリソグラフィ技術を用いて形成する。そして、第１のレジストマスク４１を介して、第１導電型の不純物、本例ではｐ型不純物であるボロン５２をイオン注入し、第１のイオン注入領域５３を形成する。このときの打ち込みエネルギーを、例えばメガ電子ボルト（ＭｅＶ）のオーダーとすれば、半導体基板３１の深い位置にボロン５２をイオン注入することができる。この第１のイオン注入領域５３は、図１３ＡのＤ−Ｄ線上の断面を見ると、図１４に示すように、第１のレジストマスク４１の第１の開口部４６に相当した領域に形成される。
第１のイオン注入領域５３は、２×２画素に相当する領域を一部囲うように、複数に分割されて形成される。すなわち、各垂直方向に延びる領域５３Ａと領域５３Ａに連続して２画素に相当するピッチで水平方向に左右対称にそれぞれ１画素に相当する長さで延びる領域５３Ｂと有する領域５３Ｃが複数に分割されて形成される。
次に、図１３Ｂに示すように、第１のレジストマスク４１を除去し、半導体基板３１上に第２のレジストマスク４２を、ホトリソグラフィ技術を用いて形成する。このとき、第２のレジストマスク４２は、第２の開口部５０が、第１のレジストマスク４２の第１の開口部４６に対して、垂直方向及び水平方向に関して、それぞれ１／２ピッチずれるように形成する。そして、第２のレジストマスク４２を介して、第１導電型の不純物、本例ではｐ型不純物であるボロン５２をイオン注入し、第２のイオン注入領域５４を形成する。このときのボロン５２の打ち込むエネルギーは、図１３Ａでの打ち込みエネルギーと同じにし、第２のイオン注入領域５４を、第１のイオン注入領域５３と同じ深さ位置に形成する。第２のレジストマスク４２でイオン注入したボロン濃度は、第１のレジストマスク４１でイオン注入したボロン濃度と同じにする。
この第２のイオン注入領域５４は、図１３ＢのＥ−Ｅ線上の第２のイオン注入領域５４のみの断面を見ると、図１５に示すように、第２のレジストマスク４２の第２の開口部５０に相当した領域に形成される。第２のイオン注入領域５４は、２×２画素に相当する領域を一部囲うように、複数に分割されて形成される。すなわち、各垂直方向に延びる領域５４Ａと領域５４Ａに連続して２画素に相当するピッチで水平方向に左右対称にそれぞれ１画素に相当する長さで延びる領域５４Ｂと有する領域５４Ｃが複数に分割されて形成される。このとき、第２のイオン注入領域５４は、その領域５４Ａが第１のイオン注入領域５３の領域５３Ａに対して、水平方向に１／２ピッチずれ、その領域５４Ｂが第１のイオン注入領域５３の領域５３Ｂに対して垂直方向に１／２ピッチずれて形成される。
この第１のイオン注入領域５３と第２のイオン注入領域５４が組み合わされて、図１６に示すように、画素２を形成する領域３６を取り囲むように格子状の画素分離領域（オン注入領域）１５が形成される。
これ以降は、通常のように、画素部においては、フォトダイオードＰＤ、ｐ型半導体ウェル領域１７、画素トランジスタ等を形成して、層間絶縁膜を介して多層の配線を形成した多層配線層を形成する。さらに表面照射型であれば、多層配線層上に平坦化膜を介してカラーフィルタ、オンチップマイクロレンズ等を形成する。裏面照射型であれば、多層配線層とは反対側の基板裏面上にカラーフィルタ、オンチップマイクロレンズ等を形成する。また、周辺回路部では、図１に示した制御回路、カラム信号処理回路、垂直駆動回路、水平駆動回路、出力部等を形成する。このようにして、目的の固体撮像装置を得る。
第２実施の形態に係るイオン注入方法及び固体撮像装置の製造方法によれば、第１のレジストマスク４１及び第２のレジストマスク４２が、共に、主マスク部４３及び４７をそれぞれブリッジ部４４及び４８により連結したパターン形状で形成される。これにより、レジストマスク４１、４２は、微細パターンで形成されても、安定した倒れのないイオン注入用マスクとなる。第１及び第２のレジストマスク４１及び４２は、それぞれのブリッジ部４４、４８が互いにブリッジ部４４、４８の応力が釣り合うように均等に形成されているので、主マスク部４３、４７に不要な力がかからず、正常状態を維持することができる。
そして、第１及び第２のレジストマスク４１、４２のブリッジ部４４、４８が互いに相補的に形成されているので、格子状に形成された画素分離領域（イオン注入領域）１５の全域にわたり、１回のイオン注入となり、不純物濃度を均一にした格子状の画素分離領域１５が形成される。イオン注入工程は２回であるも、格子状の画素分離領域１５の各部では１回のイオン注入となるため、従来の２回のイオン注入に比べて、欠陥の発生を抑制することができる。
第２実施の形態では、第１実施の形態に比べて、ブリッジ部を除けば、主マスク部４３、４７の最小幅ｗ１が２倍以上あるので、より微細なマスクパターンに対応できる利点がある。ただし、主マスク部４３、４７が垂直方向（縦方向）にしか連結されていないので、画素ピッチが半分以下になると倒れが発生する懼れがある。ブリッジ部としては、必ずしも完全に相補的でなくても、実用上の十分条件に配慮して多少増やし、主マスク部を水平方向（横方向）も一部連結するブリッジ部を設けることも可能である。
第２実施の形態において、２回のホトリソグラフィ技術を用いて、第１及び第２のレジストマスク４１及び４２を形成するが、ホトリソグラフィでのマスク合わせずれが生じた場合の例を図１７に示す。図１７に示すように、マスク合わせずれにより、第１のイオン注入領域５３と第２のイオン注入領域５４が水平方向にずれて形成されて少許の間隙３９が生じる。このとき、画素分離領域１５で囲まれる隣接する領域３６ａと領域３６ｂの面積が異なるようになる。この点は、第１実施の形態に比べて不利になる。
［第３実施の形態：第３のイオン注入方法と固体撮像装置の製造方法の例］
図１０、図１７に示すように、第１、第２実施の形態のいずれの場合においても、第１のレジストマスク及び第２レジストマスクを形成するための光学マスクを正確に、ぴったり作っておくと、マスク合わせずれの分隙間が生じることがある。実際には、イオン注入された後、イオンの拡散があるので、隙間は小さくなるが、のり代を有するように第１及び第２のレジストマスクを形成し、多少第１及び第２のイオン注入領域を重ねて形成しておくことが好ましい。
第３実施の形態は、のり代を有するようにイオン注入用マスクを形成するようになす。例えば、第１実施の形態と同様の第１、第２のレジストマスクパターンの場合には、図１８及び図１９に示すように、ブリッジ部の幅を狭くした第１及び第２のレジストマスク６１及び６２を形成する。すなわち、第１、第２のレジストマスク６１，６２のブリッジ部２４，２７は、レジストマスク６１，６２の合わせずれ分を補償する程度に細く形成される。
すなわち、第１のレジストマスク６１は、図１８に示すように、第１のブリッジ部２４の幅ｄ１０を図４の幅ｄ２より小さくする（ｄ１０＜ｄ２）。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第２のレジストマスク６２、図１９に示すように、第２のブリッジ部２７の幅ｄ１１を図５の幅ｄ４より小さくする（ｄ１１＜ｄ４）。その他の構成は、図５で説明したと同様であるので、図５と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
第３実施の形態の第１のレジストマスク６１及び第２のレジストマスク６２を用いて、イオン注入して得られる第１のイオン注入領域３３及び第２のイオン注入領域３４からなる画素分離領域１５を、図２０に示す。画素分離領域１５は、図２０に示すように、格子状の各交点部分６３において、第１のイオン注入領域３３と第２のイオン注入領域３４がのり代部６５により一部重なった状態で形成される。
従って、第３実施の形態によれば、第１及び第２のレジストマスク６１及び６２の形成の際の、水平方向の合わせずれがあっても、のり代部６５の存在で隙間が生じることはない。その他、第１実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。
なお、図示しないが、例えば、第２実施の形態と同様の第１、第２のレジストマスクパターンを用いた場合でも、図１１、図１２に示す第１、第２のレジストマスク４１、４２のそれぞれのブリッジ部４４、４８の幅ｄ８を狭くする。これによって、図１８〜図２０で示す第３実施の形態と同様の効果を奏する。
実際のレジストマスクの形状は、微細なパターンとしたときには、角の丸みが無視できなくなる。角に丸みを帯びたレジストマスクを用いてイオン注入で形成したときの、格子状の画素分離領域１５の様子を図２１及び図２２に示す。図２１は、前述の第１実施の形態での第１、第２のレジストマスクが丸みを帯びたときの、形成された第１、第２のイオン注入領域からなる画素分離領域のパターンを示す。図２２は、前述の第２施の形態での第１、第２のレジストマスクが丸みを帯びたときの、形成された第１、第２のイオン注入領域からなる画素分離領域のパターンを示す。
図２２に示す例では、２×２画素の並びの中では、各領域３６の形状が対称ではあるが、格子状の画素領域１５で囲まれた領域３６の形（向き）が異なる。例えば、領域３６１と領域３６２の形（向き）が異なる。また、角６７が丸みを帯びることにより、格子状の画素分離領域１５で囲まれた領域３６の面積が侵食され、縮小される。
これに対して、図２１に示す例では、格子状の画素分離領域１５で囲まれた核領域３６の形状が同じにすることができる。また、レジストマスクの丸みの影響による領域３６の面積の侵食はなく、面積が縮小されることがない等の利点を有する。
前述したレジストマスクのブリッジ部は、主マスク部が倒れないように支え合うのが第１の目的であるので、細くても良い。逆にブリッジ部が細い方が、合わせずれ対策の前述したのり代分を確保でき、合わせずれに強いレジストマスク、あるいは画素分離領域を形成できる。
［第４実施の形態：固体撮像装置の構成例］
本実施の形態に係る固体撮像装置は、上述した実施の形態に係る製造方法を用いて作製されて成る固体撮像装置である。
本実施の形態に係る固体撮像装置によれば、画素が微細化されても、精度の高い画素分離領域、均一な画素特性を有する画素を構成することができ、高品質の固体撮像装置を提供できる。
［第５実施の形態：電子機器の構成例］
本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器、等の電子機器に適用することができる。特に、微細な画素ができるので、小型の固体撮像装置を備えたカメラを製造することができる。
図２３に、本発明の電子機器の一例としてカメラに適用した実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラ７１は、光学系（光学レンズ）７２と、固体撮像装置７３と、信号処理回路７４とを備えてなる。固体撮像装置７３は、上述した各実施の形態のいずれか１つの固体撮像装置が適用される。光学系７２は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置７３の光電変換部において一定期間信号電荷が蓄積される。信号処理回路７４は、固体撮像装置７３の出力信号に対して種々の信号処理を施して出力する。本実施の形態のカメラ７１は、光学系７２、固体撮像装置７３、信号処理回路７４がモジュール化したカメラモジュールの形態を含む。
本発明は、図２３のカメラ、あるいはカメラモジュールを備えた例えば携帯電話に代表されるカメラ付き携帯機器などを構成することができる。
さらに、図２３の構成は、光学系７２、固体撮像装置７３、信号処理回路７４がモジュール化した撮像機能を有するモジュール、いわゆる撮像機能モジュ−ルとして構成することができる。本発明は、このような撮像機能モジュールを備えた電子機器を構成することができる。
本実施の形態に係る電子機器によれば、固体撮像装置において、高精度に画素の微細化、それに伴う小型化が可能となり、高画質が得られ、高品質の電子機器を提供することができる。
本発明に係る固体撮像装置は、上述したように、画素を１つのフォトダイオードと複数の画素トランジスタからなる単位画素を複数、配列した固体撮像装置や、複数のトランジスタ及び転送トランジスタと複数のフォトダイオードとからなる、いわゆる共有画素を複数、配列した固体撮像装置に適用することができる。
上述の本発明に係るイオン注入方法は、格子状の微細パターンのレジストマスクを形成できるので、ＣＭＯＳ固体撮像装置の製造以外にも、例えば半導体装置の製造方法に適用することができる。また、本発明に係るイオン注入用マスクは、格子状意外の環状のパターンにも応用することができる。イオン注入用マスクは、レジストマスク以外のマスク材、例えば無機マスク材により形成することもできる。
上例では，環状のイオン注入領域を形成するのに、第１及び第２のイオン注入用マスクの２枚を用いて行ったが、環状の形状に応じて２枚以上の複数のイオン注入用マスクを用いることができる。その場合も各イオン注入用マスクは、それぞれ主マスク部をブリッジ部で連結したパターンに形成される。
本発明に適用される固体撮像装置の一例を示す概略構成図である。 図１の画素部の要部を示す概略断面図である。 図２のＡ−Ａ線上の断面図である。 第１実施の形態に係るイオン注入方向、固体撮像装置の製造方法で用いる第１のイオン注入用マスクの平面図である。 第１実施の形態に係るイオン注入方向、固体撮像装置の製造方法で用いる第２のイオン注入用マスクの平面図である。 Ａ〜Ｂ 第１実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程図である。 第１実施の形態に係る第１のイオン注入用マスクを用いて形成された第１のイオン注入領域を示す平面図である。 第１実施の形態に係る第２のイオン注入用マスクを用いて形成された第２のイオン注入領域を示す平面図である。 第１実施の形態に係る第１及び第２のイオン注入領域を組み合わせて形成された格子状の画素分離領域を示す平面図である。 第１実施の形態に係る合わせずれがあった場合の画素分離領域を示す平面図である。 第２実施の形態に係るイオン注入方向、固体撮像装置の製造方法で用いる第１のイオン注入用マスクの平面図である。 第２実施の形態に係るイオン注入方向、固体撮像装置の製造方法で用いる第２のイオン注入用マスクの平面図である。 Ａ〜Ｂ 第２実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程図である。 第２実施の形態に係る第１のイオン注入用マスクを用いて形成された第１のイオン注入領域を示す平面図である。 第２実施の形態に係る第２のイオン注入用マスクを用いて形成された第２のイオン注入領域を示す平面図である。 第２実施の形態に係る第１及び第２のイオン注入領域を組み合わせて形成された格子状の画素分離領域を示す平面図である。 第２実施の形態に係る合わせずれがあった場合の画素分離領域を示す平面図である。 第３実施の形態に係るイオン注入方向、固体撮像装置の製造方法で用いる第１のイオン注入用マスクの平面図である。 第３実施の形態に係るイオン注入方向、固体撮像装置の製造方法で用いる第２のイオン注入用マスクの平面図である。 第３実施の形態に係る第１及び第２のイオン注入領域を組み合わせて形成された格子状の画素分離領域を示す平面図である。 第１実施の形態に係るイオン注入用マスクの角が丸みを帯びた場合の、第１及び第２のイオン注入領域を組み合わせて形成された格子状の画素分離領域を示す平面図である。 第２実施の形態に係るイオン注入用マスクの角が丸みを帯びた場合の、第１及び第２のイオン注入領域を組み合わせて形成された格子状の画素分離領域を示す平面図である。 本発明に係る電子機器の実施の形態を示す概略構成図である。 従来の説明に供する固体撮像装置の画素部の要部の断面図である。 図２４のＡ−Ａ線上の断面図である。 従来の格子状の画素分離領域を形成するための、一例のレジストマスクを示す平面図である。 従来の格子状の画素分離領域を形成するための、一例のレジストマスクを示す断面図である。 従来のレジストマスクが倒れる状態を示す断面図である。 従来の格子状の画素分離領域を形成するための、他の例の第１のレジストマスクを示す平面図である。 従来の格子状の画素分離領域を形成するための、他の例の第２のレジストマスクを示す平面図である。 図２９の第１のレジストマスクを用いて形成された第１のイオン注入領域を示す平面図である。 図３０の第２のレジストマスクを用いて形成された第２のイオン注入領域を示す平面図である。 図３１の第１のイオン注入領域と第３２の第２のイオン注入領域を組み合わせて形成された格子状の画素分離領域を示す平面図である。
符号の説明
１・・固体撮像装置、２・・画素、３・・画素部、４・・垂直駆動回路、５・・カラム信号処理回路、６・・水平駆動回路、７・・出力回路、８・・制御回路、９・・垂直信号線、１０・・水平信号線、１１・・基板、１２・・入出力端子、ＰＤ・・フォトダイオード、１４・・ｐ型半導体ウェル領域、１５・・画素分離領域、１６・・ｐ型半導体領域、１７・・ｎ型半導体領域、１８・・低濃度のｎ型半導体領域、１９・・ｐ型半導体ウェル領域、２１、４１・・第１のレジストマスク、２２、４２・・第２のレジストマスク、２３、２６、４３、４７・・主マスク部、２４、２７、４４、４８・・ブリッジ部、２５、２８、４６、５０・・開口部、３１・・半導体基板、３２・・ｐ型不純物、３３・・第１のイオン注入領域、３４・・第２のイオン注入領域、７１・・カメラ、７２・・光学系、７３・・固体撮像装置、７４・・信号処理回路

Claims (17)

  1. 主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入を行う工程を有し、
    前記複数のイオン注入用マスクの組み合わせで複数の環状のイオン注入領域を形成する
    イオン注入方法。
  2. 前記複数のイオン注入用マスクの前記ブリッジ部を互いに相補的に形成する
    請求項１記載のイオン注入方法。
  3. 前記複数のイオン注入用マスク内の各ブリッジ部を、互いのブリッジ部の応力が釣り合うように均等に形成する
    請求項１又は２記載のイオン注入方法。
  4. 前記イオン注入用マスクのブリッジ部の幅を、イオン注入用マスクの合わせずれ分を補償する程度に細く形成する
    請求項１記載のイオン注入方法。
  5. 前記複数のイオン注入用マスクは、
    一方向に延長する複数の帯状の主マスク部が該一方向と交差する方向に平行に配列され、隣り合う帯状の主マスク部が第１のブリッジ部で連結されて複数に分割された第１の開口部を有する第１のイオン注入用マスクと、
    前記交差する方向に延長する複数の帯状の主マスク部が前記一方向に平行に配列され、隣り合う帯状の主マスク部が第２のブリッジ部で連結されて複数に分割された第２の開口部を有する第２のイオン注入用マスクを用いる
    請求項１記載のイオン注入方法。
  6. 前記複数のイオン注入用マスクは、
    複数の主マスク部を第１のブリッジ部で一方向に連結した帯状部が、前記一方向と交差する方向に平行に複数配列され、前記第１のブリッジ部で複数に分割された第１の開口部を有する第１のイオン注入用マスクと、
    複数の主マスク部を前記一方向に関して前記第１のブリッジ部と半ピッチずれた第２のブリッジ部で連結した帯状部が、前記一方向と交差する方向に平行に複数配列され、前記代２のブリッジ部で複数に分割された第２の開口部を有する第２のイオン注入用マスクを用いる
    請求項１記載のイオン注入方法。
  7. 主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき環状の領域の一部に相当する開口部を有した複数のイオン注入用マスクを用いて、複数のイオン注入を行う工程を有し、
    前記複数のイオン注入用マスクの組み合わせで、光電変換部を含む画素を分離する環状の半導体分離領域を形成する
    固体撮像装置の製造方法。
  8. 前記複数のイオン注入用マスクとして、
    一方向に延長する複数の帯状の主マスク部が該一方向と交差する方向に平行に配列され、隣り合う帯状の主マスク部が第１のブリッジ部で連結されて複数に分割された第１の開口部を有する第１のイオン注入用マスクと、
    前記交差する方向に延長する複数の帯状の主マスク部が前記一方向に平行に配列され、隣り合う帯状の主マスク部が第２のブリッジ部で連結されて複数に分割された第２の開口部を有する第２のイオン注入用マスクを用い、
    光電変換部を含む画素を分離する格子状の前記半導体分離領域を形成する
    請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
  9. 前記複数のイオン注入用マスクとして、
    複数の主マスク部を第１のブリッジ部で一方向に連結した帯状部が、前記一方向と交差する方向に平行に複数配列され、前記第１のブリッジ部で複数に分割された第１の開口部を有する第１のイオン注入用マスクと、
    複数の主マスク部を前記一方向に関して前記第１のブリッジ部と半ピッチずれた第２のブリッジ部で連結した帯状部が、前記一方向と交差する方向に平行に複数配列され、前記第２のブリッジ部で複数に分割された第２の開口部を有する第２のイオン注入用マスクを用い、
    光電変換部を含む画素を分離する格子状の前記半導体分離領域を形成する
    請求項７記載の固体撮像装置の製造方法。
  10. 前記第１のイオン注入用マスクの第１のブリッジ部と、前記第２のイオン注入用マスクの第２のブリッジ部を、互いに相補的に形成する
    請求項８又は９記載の固体撮像装置の製造方法。
  11. 前記第１のイオン注入用マスクの第１のブリッジ部を、互いのブリッジ部の応力が釣り合うように均等に形成し、
    前記第２のイオン注入用マスクの第２のブリッジ部を、互いのブリッジ部の応力が釣り合うように均等に形成する
    請求項８又は９記載の固体撮像装置の製造方法。
  12. 前記第１及び第２のイオン注入用マスクの第１及び第２のブリッジ部の幅を、イオン注入用マスクの合わせずれ分を補償する程度に細く形成する
    請求項８又は９記載の固体撮像装置の製造方法。
  13. 光電変換部を含む複数の画素と、
    それぞれ、主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する開口部を有した第１及び第２のイオン注入用マスクを用いてイオン注入により形成された前記画素を分離する格子状の半導体分離領域と
    を有する固体撮像装置。
  14. 前記第１のイオン注入用マスクが、一方向に延長する複数の帯状の主マスク部が該一方向と交差する方向に平行に配列され、隣り合う帯状の主マスク部が第１のブリッジ部で連結されて複数に分割された第１の開口部を有し、
    前記第２のイオン注入用マスクが、前記交差する方向に延長する複数の帯状の主マスク部が前記一方向に平行に配列され、隣り合う帯状の主マスク部が第２のブリッジ部で連結されて複数に分割された第２の開口部を有する
    請求項１３記載の固体撮像装置。
  15. 前記第１のイオン注入用マスクが、複数の主マスク部を第１のブリッジ部で一方向に連結した帯状部が、前記一方向と交差する方向に平行に複数配列され、前記第１のブリッジ部で複数に分割された第１の開口部を有し、
    前記第２のイオン注入用マスクが、複数の主マスク部を前記一方向に関して前記第１のブリッジ部と半ピッチずれた第２のブリッジ部で連結した帯状部が、前記一方向と交差する方向に平行に複数配列され、前記第２のブリッジ部で複数に分割された第２の開口部を有する
    請求項１３記載の固体撮像装置。
  16. 前記第１及び第２のイオン注入マスクのブリッジ幅が、イオン注入用マスクの合わせずれを補償する程度に細く形成されている
    請求項１４又は１５記載の固体撮像装置。
  17. 固体撮像装置と、
    前記撮像装置に入射光を導く光学系と、
    前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備え、
    前記固体撮像装置は、
    光電変換部を含む複数の画素と、
    それぞれ、主マスク部がブリッジ部で連結されて、イオン注入すべき格子状の領域の一部に相当する開口部を有した第１及び第２のイオン注入用マスクを用いてイオン注入により形成された前記画素を分離する格子状の半導体分離領域と
    を有する
    電子機器。
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KR1020090088076A KR20100032837A (ko) 2008-09-18 2009-09-17 이온 주입 방법, 고체 촬상 장치의 제조 방법, 고체 촬상 장치, 및 전자 기기

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013258287A (ja) * 2012-06-13 2013-12-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
WO2014208201A1 (ja) * 2013-06-27 2014-12-31 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP2016181628A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8409909B2 (en) * 2010-07-06 2013-04-02 Aptina Imaging Corporation Range modulated implants for image sensors
JP6299058B2 (ja) * 2011-03-02 2018-03-28 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び電子機器
JP2012244125A (ja) * 2011-05-24 2012-12-10 Toshiba Corp 固体撮像装置及びその製造方法
US9312293B2 (en) 2013-08-27 2016-04-12 Semiconductor Components Industries, Llc Range modulated implants for image sensors
US9728573B2 (en) 2015-01-20 2017-08-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Backside illuminated image sensor and method of manufacturing the same
CN106449376A (zh) * 2016-10-24 2017-02-22 上海华力微电子有限公司 Cmos图像传感器深p型阱层的光刻工艺方法
CN109585482A (zh) * 2018-12-03 2019-04-05 德淮半导体有限公司 用于图像传感器的光刻

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10116975A (ja) 1996-10-14 1998-05-06 Sony Corp 固体撮像装置及び固体撮像装置のオーバーフローバリア形成方法
JP3479024B2 (ja) * 2000-03-28 2003-12-15 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 電子線露光用マスク及びそのパターン設計方法
JP3674573B2 (ja) * 2001-06-08 2005-07-20 ソニー株式会社 マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法
JP2004039832A (ja) 2002-07-03 2004-02-05 Sony Corp 光電変換装置及びその製造方法
JP3729814B2 (ja) * 2003-02-21 2005-12-21 松下電器産業株式会社 固体撮像装置
JP4595464B2 (ja) 2004-09-22 2010-12-08 ソニー株式会社 Ｃｍｏｓ固体撮像素子の製造方法
JP4742602B2 (ja) 2005-02-01 2011-08-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP5272281B2 (ja) * 2005-09-22 2013-08-28 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ
JP2008166677A (ja) * 2006-12-08 2008-07-17 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法並びにカメラ

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013258287A (ja) * 2012-06-13 2013-12-26 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
WO2014208201A1 (ja) * 2013-06-27 2014-12-31 三菱電機株式会社 半導体装置およびその製造方法
JPWO2014208201A1 (ja) * 2013-06-27 2017-02-23 三菱電機株式会社 半導体装置
US9704947B2 (en) 2013-06-27 2017-07-11 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and method for manufacturing same
JP2016181628A (ja) * 2015-03-24 2016-10-13 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法

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