JP2010206178A5 - - Google Patents

Description

本発明の第１側面に係る光電変換装置は、半導体基板に配された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部を互いに電気的に分離する分離部と、を備え、前記光電変換部は、第１導電型と反対導電型の第２導電型の第１の半導体領域と、前記第１の半導体領域の下に配され、前記第１の半導体領域より不純物濃度の低い前記第２導電型の第２の半導体領域と、前記第２の半導体領域の下に配された、前記第１導電型の第３の半導体領域と、を含み、前記分離部は、前記半導体基板の少なくとも前記第１の半導体領域の側方に配された前記第１導電型の第１の分離領域と、前記第１の分離領域の下方であって少なくとも前記第２の半導体領域の側方に配された前記第１導電型の第２の分離領域と、を含み、前記第１の分離領域に含まれる不純物の拡散係数は、前記第２の分離領域に含まれる不純物の拡散係数より小さいことを特徴とする。

本発明の第３側面に係る光電変換装置の製造方法は、半導体基板を有する光電変換装置の製造方法であって、前記半導体基板における複数の光電変換部を互いに分離すべき領域に素子分離部を形成する第１の工程と、前記素子分離部が露出されるように形成された第１のレジストパターンをマスクとして第１導電型の第１の不純物を前記半導体基板に注入することにより、前記半導体基板における前記素子分離部の下に第１の分離領域を形成する第２の工程と、前記第１のレジストパターンをマスクとして前記第１導電型の第２の不純物を前記半導体基板に注入することにより、前記半導体基板における前記第１の分離領域の下方に第２の分離領域を形成する第３の工程と、複数の前記素子分離部の間の領域が露出されるように形成された第２のレジストパターンをマスクとして前記第１導電型と反対導電型の第２導電型の不純物を前記半導体基板に注入することにより、前記半導体基板における複数の前記素子分離部の間に前記光電変換部における電荷蓄積領域を形成する第４の工程と、を備え、前記第１の不純物の拡散係数は、前記第２の不純物の拡散係数より小さいことを特徴とする。

各光電変換部ＰＤは、光に応じた電荷対を発生させて一方の電荷（例えば、ホール）を蓄積する。各光電変換部ＰＤは、例えば、フォトダイオードである。各光電変換部ＰＤは、電荷蓄積領域（第１の半導体領域）１０７、有効感度領域（第２の半導体領域）１０９、及び埋め込み領域（第３の半導体領域）１０２を含む。１０２ａは有効感度領域１０９と埋め込み領域１０２とのＰＮ接合界面を示している。また、絶縁膜界面での暗電流を抑制するために表面領域（第４の半導体領域）１０８を設けて、埋め込み型のフォトダイオードとしても良い。

Claims (9)

1. 半導体基板に配された複数の光電変換部と、
   前記複数の光電変換部を互いに電気的に分離する分離部と、を備え、
   前記光電変換部は、
   第１導電型と反対導電型の第２導電型の第１の半導体領域と、
   前記第１の半導体領域の下に配され、前記第１の半導体領域より不純物濃度の低い前記第２導電型の第２の半導体領域と、
   前記第２の半導体領域の下に配された、前記第１導電型の第３の半導体領域と、を含み、
   前記分離部は、前記半導体基板の少なくとも前記第１の半導体領域の側方に配された前記第１導電型の第１の分離領域と、
   前記第１の分離領域の下方であって少なくとも前記第２の半導体領域の側方に配された前記第１導電型の第２の分離領域と、を含み、
   前記第１の分離領域に含まれる不純物の拡散係数は、前記第２の分離領域に含まれる不純物の拡散係数より小さいことを特徴とする光電変換装置。
2. 前記第１の分離領域に含まれる不純物の質量は、前記第２の分離領域に含まれる不純物の質量より大きいことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記分離部は、前記第１の分離領域の上に配された、絶縁物で形成されている素子分離部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
4. 前記分離部は、前記第１の分離領域の上に配された、拡散分離によって構成される素子分離部を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の光電変換装置。
5. 前記第１導電型は、Ｎ型であり、
   前記第１の分離領域に含まれる不純物は、砒素であり、
   前記第２の分離領域に含まれる不純物は、リンである
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光電変換装置。
6. 前記第１の半導体領域の上に配された、前記第１導電型の第４の半導体領域を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光電変換装置。
7. 前記半導体基板の裏面側から撮像光が入射するように配されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光電変換装置。
8. 請求項１に記載の光電変換装置と、
   前記光電変換装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
   前記光電変換装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、を備えたことを特徴とする撮像システム。
9. 半導体基板を有する光電変換装置の製造方法であって、
   前記半導体基板における複数の光電変換部を互いに分離すべき領域に素子分離部を形成する第１の工程と、
   前記素子分離部が露出されるように形成された第１のレジストパターンをマスクとして第１導電型の第１の不純物を前記半導体基板に注入することにより、前記半導体基板における前記素子分離部の下に第１の分離領域を形成する第２の工程と、
   前記第１のレジストパターンをマスクとして前記第１導電型の第２の不純物を前記半導体基板に注入することにより、前記半導体基板における前記第１の分離領域の下方に第２の分離領域を形成する第３の工程と、
   複数の前記素子分離部の間の領域が露出されるように形成された第２のレジストパターンをマスクとして前記第１導電型と反対導電型の第２導電型の不純物を前記半導体基板に注入することにより、前記半導体基板における複数の前記素子分離部の間に前記光電変換部における電荷蓄積領域を形成する第４の工程と、
   を備え、
   前記第１の不純物の拡散係数は、前記第２の不純物の拡散係数より小さいことを特徴とする光電変換装置の製造方法。