JP2012069641A - Solid-state imaging device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、固体撮像装置及びその製造方法に関し、例えば、デジタルカメラやビデオカメラ等に用いられる固体撮像装置における画素の構造に関する。 Embodiments described herein relate generally to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof, and, for example, to a pixel structure in a solid-state imaging device used for a digital camera, a video camera, or the like.
近年、光学開口を大きく取るため、裏面照射型のCMOSイメージセンサの開発が進められている。 In recent years, development of a back-illuminated CMOS image sensor has been promoted in order to increase the optical aperture.
一般に、裏面照射型のCMOSイメージセンサでは、画素分離が、基板の表面側からの高加速度イオン注入により制御される。こうしたイオン注入では、イオンの飛翔長が伸びれば伸びるほど、イオンの横方向への散乱が大きくなってしまう。これには、理想通りの画素分離の実現が困難となり、取得画像における混色が大きくなるという問題がある。 In general, in a back-illuminated CMOS image sensor, pixel separation is controlled by high acceleration ion implantation from the front surface side of the substrate. In such ion implantation, the longer the flight length of ions, the greater the scattering of ions in the lateral direction. This has the problem that it is difficult to realize ideal pixel separation, and color mixture in an acquired image becomes large.
これに対し、基板の裏面側からディープトレンチ(DT)を掘ることにより、画素分離を実現する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、ディープトレンチと基板との界面からリーク電流が発生しやすく、取得画像に白傷が発生しやすいことが問題となる。 On the other hand, a method for realizing pixel separation by digging a deep trench (DT) from the back side of the substrate has been proposed. However, this method has a problem that leakage current is likely to occur from the interface between the deep trench and the substrate, and white scratches are likely to occur in the acquired image.
本発明は、混色及び白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置及びその製造方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a solid-state imaging device capable of acquiring an image with less color mixing and white scratches and a method for manufacturing the same.
本発明の一の態様の固体撮像装置は例えば、第1の面及び第2の面を有する第1導電型の基板と、前記基板内の前記第2の面に格子状に形成された素子分離絶縁膜とを備える。更に、前記装置は、前記基板内において前記素子分離絶縁膜の側方に形成され、前記素子分離絶縁膜により互いに分離された第1導電型の複数の第1半導体領域と、前記基板内において前記素子分離絶縁膜上に格子状に形成され、画素分離領域として機能する第1導電型の第2半導体領域とを備える。更に、前記装置は、前記基板内において前記第2半導体領域の側方に形成され、前記第2半導体領域により互いに分離され、電荷蓄積領域として機能する第2導電型の複数の第3半導体領域と、前記基板内において前記第2及び第3半導体領域上に形成された第1導電型の第4半導体領域とを備える。更に、前記装置では、前記素子分離絶縁膜は、前記第1及び第2半導体領域により側壁面が覆われている。 The solid-state imaging device according to one aspect of the present invention includes, for example, a first conductivity type substrate having a first surface and a second surface, and element isolation formed in a lattice shape on the second surface in the substrate. And an insulating film. Further, the device includes a plurality of first semiconductor regions of a first conductivity type formed on the side of the element isolation insulating film in the substrate and separated from each other by the element isolation insulating film, and the substrate in the substrate. A first conductivity type second semiconductor region which is formed in a lattice shape on the element isolation insulating film and functions as a pixel isolation region; Further, the device includes a plurality of second semiconductor regions of a second conductivity type that are formed in the substrate at a side of the second semiconductor region, separated from each other by the second semiconductor region, and function as charge storage regions. And a fourth semiconductor region of a first conductivity type formed on the second and third semiconductor regions in the substrate. Furthermore, in the device, the element isolation insulating film has a side wall surface covered with the first and second semiconductor regions.
また、本発明の別の態様の固体撮像装置の製造方法では例えば、第1の面及び第2の面を有する第1導電型の基板を用意し、前記基板内に、第1導電型の第1半導体領域を形成する。更に、前記方法では、前記基板内の前記第2の面に、格子状に素子分離絶縁膜を形成し、前記基板内において、前記素子分離絶縁膜上に、格子状に第1導電型の第2半導体領域を形成する。更に、前記方法では、前記基板内において、前記第2半導体領域の側方に、前記第2半導体領域により互いに分離された第2導電型の複数の第3半導体領域を形成し、前記基板内において、前記第2及び第3半導体領域上に、第1導電型の第4半導体領域を形成する。更に、前記方法では、前記素子分離絶縁膜は、前記第1及び第2半導体領域により側壁面が覆われるよう形成される。 In the method of manufacturing a solid-state imaging device according to another aspect of the present invention, for example, a first conductivity type substrate having a first surface and a second surface is prepared, and the first conductivity type first substrate is provided in the substrate. 1 A semiconductor region is formed. Further, in the method, an element isolation insulating film is formed in a lattice shape on the second surface in the substrate, and the first conductivity type first electrode in a lattice shape is formed on the element isolation insulating film in the substrate. Two semiconductor regions are formed. Further, in the method, a plurality of second semiconductor regions of a second conductivity type separated from each other by the second semiconductor region are formed in the substrate at a side of the second semiconductor region, A fourth semiconductor region of the first conductivity type is formed on the second and third semiconductor regions. Furthermore, in the method, the element isolation insulating film is formed so that a side wall surface is covered with the first and second semiconductor regions.
本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態の固体撮像装置の構造を示す側方断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side sectional view showing the structure of the solid-state imaging device according to the first embodiment.
図1には、固体撮像装置を構成する基板101が示されている。図1では、基板101の表面がS1で示され、基板101の裏面がS2で示されている。本実施形態の固体撮像装置は、図1に示すように、基板101の裏面S2側を受光面とする裏面照射型のCMOSイメージセンサとなっている。基板101は、P型半導体基板、より詳細には、P型シリコン基板となっている。P導電型は、本開示の第1導電型の例である。また、基板101の表面S1及び裏面S2はそれぞれ、本開示の第1の面及び第2の面の例である。
FIG. 1 shows a
図1には更に、基板101内に形成された第1のP+型領域111と、第2のP+型領域112と、P型領域113と、N型領域114と、第3のP+型領域115と、第4のP+型領域116と、ディープトレンチ(DT)絶縁膜121が示されている。
1 further shows a first P +
以下、これらの領域及び絶縁膜について、図1及び図2を参照して説明する。図2は、第1実施形態の固体撮像装置の構造を示す平面図である。図2(A)は、図1に示す矢印Aにおける基板101の断面を表し、図2(B)は、図1に示す矢印Bにおける基板101の断面を表す。図2(A)及び(B)には、基板101の表面S1及び裏面S2に平行で、互いに直行するX方向及びY方向が示されている。
Hereinafter, these regions and insulating films will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a plan view showing the structure of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 2A shows a cross section of the
以下の説明では、基板101内において、基板101の表面S1に向かう方向を上方と呼び、基板101の裏面S2に向かう方向を下方と呼ぶ。
In the following description, in the
まず、DT絶縁膜121の構造について説明する。
First, the structure of the
DT絶縁膜121は、図1に示すように、基板101内の裏面S2に形成されている。DT絶縁膜121は、本開示の素子分離絶縁膜の例である。DT絶縁膜121は、基板101の裏面S2側から表面S1側に延びているが、基板101の表面S1には到達していない。図1では、DT絶縁膜121の上面と基板101の表面S1との距離が、Hで示されている。本実施形態では、距離Hは、0.2〜0.4μm、より詳細には、0.3μmに設定されている。
As shown in FIG. 1, the
また、DT絶縁膜121は、図2(A)に示すように、格子状に形成されている。DT絶縁膜121は、X方向に延びる複数の格子線部分と、Y方向に延びる複数の格子線部分からなる格子形状を有している。図2(A)では、DT絶縁膜121を構成する各格子線部分の幅が、W1で示されている。
In addition, the
図2(A)に示すように、基板101は、DT絶縁膜121によって複数の領域に区切られている。本実施形態では、これらの領域の各々が、固体撮像装置の1画素に相当する。DT絶縁膜121は、画素同士を分離する画素分離絶縁膜として機能する。
As shown in FIG. 2A, the
図1には、DT絶縁膜121によって区切られた3つの領域RR、RG、RBが示されている。領域RR、RG、RBはそれぞれ、固体撮像装置の赤色画素、緑色画素、青色画素に相当する。
FIG. 1 shows three regions R R , R G , and R B separated by the
なお、本実施形態では、DT絶縁膜121の材料として、基板101の材料よりも屈折率の低い絶縁膜を使用する。基板101がシリコン基板の場合、このような絶縁膜の例として、シリコン酸化膜(SiO2)、シリコン窒化膜(Si3N4)、チタン酸化膜(TiO)等が挙げられる。
In the present embodiment, an insulating film having a refractive index lower than that of the
次に、第1のP+型領域111、第2のP+型領域112、及び第3のP+型領域115の構造について説明する。
Next, the structures of the first P +
第1及び第2のP+型領域111,112は、図1に示すように、DT絶縁膜121の側方に形成されている。第1のP+型領域111は、基板101内の最下方に形成され、第2のP+型領域112は、第1のP+型領域111上に形成されている。また、第1のP+型領域111同士は、DT絶縁膜121により互いに分離され、同様に、第2のP+型領域112同士は、DT絶縁膜121により互いに分離されている。第1及び第2のP+型領域111,112(及び後述するP型領域113)は、本開示の第1半導体領域の例である。
The first and second P +
本実施形態では、第1のP+型領域111におけるP型不純物の不純物濃度は、1.0×1019cm-3に設定されている。また、第2のP+型領域112におけるP型不純物の不純物濃度は、1.0×1017cm-3に設定されている。
In the present embodiment, the impurity concentration of the P-type impurity in the first P +
第3のP+型領域115は、図1に示すように、DT絶縁膜121上に形成され、DT絶縁膜121と共に画素同士を分離する画素分離領域として機能する。第3のP+型領域115は、本開示の第2半導体領域の例である。第3のP+型領域115は、図1に示すように、DT絶縁膜121の上面だけでなく、DT絶縁膜121の一部の側壁面にも形成されている。なお、DT絶縁膜121は、第3のP+型領域115の上面には到達しないよう形成されている。
As shown in FIG. 1, the third P +
本実施形態では、第3のP+型領域115におけるP型不純物の不純物濃度は、1.0×1018cm-3に設定されている。
In the present embodiment, the impurity concentration of the P-type impurity in the third P +
また、第3のP+型領域115は、図2(B)に示すように、格子状に形成されている。第3のP+型領域115は、X方向に延びる複数の格子線部分と、Y方向に延びる複数の格子線部分からなる格子形状を有している。図2(B)では、第3のP+型領域115を構成する各格子線部分の幅が、W2で示されている。
Further, as shown in FIG. 2B, the third P +
本実施形態では、図2(A)及び(B)に示すように、第3のP+型領域115を構成する各格子線部分の幅W2は、DT絶縁膜121を構成する各格子線部分の幅W1よりも太く設定されている。その結果、第3のP+型領域115は、図1に示すように、DT絶縁膜121の上面上に加えて、一部、第2のP+型領域112の上面上にも形成されている。第3のP+型領域115は、DT絶縁膜121とN型領域114との間に介在しており、その結果、DT絶縁膜121とN型領域114は非接触となっている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, the width W 2 of each lattice line portion constituting the third P +
次に、P型領域113、N型領域114、及び第4のP+型領域116の構造について説明する。
Next, the structures of the P-
P型領域113及びN型領域114は、図1に示すように、第3のP+型領域115の側方に形成されている。P型領域113は、第2のP+型領域112上に形成され、N型領域114は、P型領域113上に形成されている。また、P型領域113同士は、第3のP+型領域115及びDT絶縁膜121により互いに分離され、同様に、N型領域114は、第3のP+型領域115により互いに分離されている。
The P-
本実施形態では、P型領域113におけるP型不純物の不純物濃度は、1.0×1016cm-3に設定されており、N型領域114におけるN型不純物の不純物濃度は、1.0×1016cm-3に設定されている。N型領域114は、基板101内で発生した電荷を蓄積する電荷蓄積領域として機能する。N導電型は、本開示の第2導電型の例であり、N型領域114は、本開示の第3半導体領域の例である。
In the present embodiment, the impurity concentration of the P-type impurity in the P-
第4のP+型領域116は、図1に示すように、第3のP+型領域115及びN型領域114上に形成されている。第4のP+型領域116は、本開示の第4半導体領域の例である。本実施形態では、第4のP+型領域116は、N型領域114と共にダイオードを形成している。また、本実施形態では、DT絶縁膜121が、第4のP+型領域116の下面に到達しておらず、第3のP+型領域115が、DT絶縁膜121の上面と第4のP+型領域116の下面との間に介在している。
As shown in FIG. 1, the fourth P +
本実施形態では、第4のP+型領域116におけるP型不純物の不純物濃度は、1.0×1019cm-3に設定されている。
In the present embodiment, the impurity concentration of the P-type impurity in the fourth P +
また、図1に示すように、DT絶縁膜121の側方では、第1のP+型領域111、第2のP+型領域112、及びP型領域113が、基板101の裏面S2とN型領域114の下面との間に形成されている。そして、第1のP+型領域111、第2のP+型領域112、及びP型領域113におけるP型不純物の不純物濃度は、それぞれ1.0×1019cm-3、1.0×1017cm-3、及び1.0×1016cm-3に設定されている。
Further, as shown in FIG. 1, at the side of the
即ち、DT絶縁膜121の側方の領域では、P型不純物の不純物濃度が、基板101の裏面S2からN型領域114の下面に向かうにつれて低くなるよう設定されている。これにより、本実施形態では、DT絶縁膜121の側方の領域で発生した電荷が、N型領域114へと移動しやすくなっている。
That is, in the region on the side of the
図1には更に、基板101の裏面S2に順に形成されたカラーフィルタ131及びマイクロレンズ132が示されている。本実施形態では、DT絶縁膜121によって区切られた各画素ごとに、1個のカラーフィルタ131と1個のマイクロレンズ132が形成されている。図1では、赤色画素用、緑色画素用、青色画素用のカラーフィルタ131がそれぞれ、領域RR、RG、RB内に形成されている。
FIG. 1 further shows a
図1には更に、基板101の表面S1側に形成された配線層141と、これらの配線層141が埋め込まれた層間絶縁膜142が示されている。
FIG. 1 further shows a
なお、本実施形態では、P型不純物として、B(ボロン)を使用するが、代わりにその他の不純物を使用しても構わない。また、本実施形態では、N型不純物として、P(リン)を使用するが、代わりにその他の不純物を使用しても構わない。 In this embodiment, B (boron) is used as the P-type impurity, but other impurities may be used instead. In this embodiment, P (phosphorus) is used as the N-type impurity, but other impurities may be used instead.
また、本実施形態では、図1に示すように、DT絶縁膜121の側壁面が、P型半導体及びN型半導体のうち、P型半導体のみで覆われている。具体的には、DT絶縁膜121の側壁面が、第1のP+型領域111、第2のP+型領域112、及び第3のP+型領域115で覆われている。このような構成の利点については、後述する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the sidewall surface of the
ここで、図3及び図4を参照しつつ、第1実施形態の固体撮像装置の効果について説明する。図3及び図4はそれぞれ、第1比較例及び第2比較例の固体撮像装置の構造を示す側方断面図である。 Here, effects of the solid-state imaging device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. 3 and 4 are side sectional views showing the structures of the solid-state imaging devices of the first comparative example and the second comparative example, respectively.
第1比較例では、図3に示すように、基板101内に、P+型領域201と、P型領域202と、N−型領域203と、N型領域204と、P型領域205と、P−型領域206と、P+型領域207が形成されている。
In the first comparative example, as shown in FIG. 3, a P +
第1比較例では、基板101の表面S1側からの高加速度イオン注入により、P−型領域206が形成され、これにより画素分離が実現される。しかしながら、このイオン注入では、イオンの飛翔長が伸びれば伸びるほど、イオンの横方向への散乱が大きくなってしまう。これには、理想通りの画素分離の実現が困難となり、取得画像における混色が大きくなるという問題がある。
In the first comparative example, the P −
図3には、イオンの横方向への散乱により形成されてしまったP型領域205が示されている。更には、領域RG内の電荷が、領域RRや領域RBにドリフトし、混色が発生する様子が示されている。
FIG. 3 shows a P-
これに対し、本実施形態では、基板101の裏面S2側からDT絶縁膜121を形成することで、画素分離を実現している(図1)。これにより、本実施形態では、高加速度イオン注入を必要とせずに画素分離を実現することが可能となり、混色の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。
On the other hand, in this embodiment, pixel separation is realized by forming the
また、第2比較例では、図4に示すように、基板101内に、P+型領域301と、P型領域302と、N−型領域303と、N型領域304と、P+型領域305と、ディープトレンチ(DT)絶縁膜311が形成されている。
In the second comparative example, as shown in FIG. 4, a P +
第2比較例では、基板101の裏面S2側からDT絶縁膜311を形成することで、画素分離を実現している。しかしながら、第2比較例では、DT絶縁膜311の側壁面に、N−型領域303とN型領域304が接しているため、DT絶縁膜311とこれらの領域との界面からリーク電流が発生しやすい(図4)。そのため、第2比較例では、取得画像に白傷が発生しやすいことが問題となる。
In the second comparative example, pixel separation is realized by forming the
これに対し、本実施形態では、DT絶縁膜121の側壁面が、P型半導体のみで覆われている(図1)。具体的には、DT絶縁膜121の側壁面が、第1から第3のP+型領域111,112,115で覆われている。これにより、本実施形態では、基板101とDT絶縁膜121との間の界面準位をホールでピニングし、界面準位からの電子発生を抑制することが可能となる。これにより、本実施形態では、DT絶縁膜121と基板101との界面におけるリーク電流の発生を抑制することが可能となり、白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。
On the other hand, in this embodiment, the side wall surface of the
このように、本実施形態によれば、混色及び白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a solid-state imaging device capable of acquiring an image with less color mixing and white scratches.
なお、本実施形態では、固体撮像装置は、裏面照射型のCMOSイメージセンサとしたが、本実施形態は、CMOSイメージセンサ以外の固体撮像装置や、表面照射型の固体撮像装置にも適用可能である。 In the present embodiment, the solid-state imaging device is a back-illuminated CMOS image sensor. However, the present embodiment can also be applied to a solid-state imaging device other than a CMOS image sensor and a front-illuminated solid-state imaging device. is there.
また、本実施形態では、各画素は、正方形の平面形状を有しているが、その他の平面形状(例えば長方形)を有していても構わない。 In the present embodiment, each pixel has a square planar shape, but may have another planar shape (for example, a rectangle).
また、本実施形態では、DT絶縁膜121や第3のP+型領域115は、正方格子状に形成されているが、その他の格子状(例えば千鳥格子状)に形成しても構わない。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、DT絶縁膜121の上面と基板101の表面S1との距離Hは、0.2〜0.4μmに設定されているが、その他の値に設定しても構わない。距離Hが長すぎると、第3のP+型領域115を深い位置に形成しなければならず、第3のP+型領域115を形成する際のイオンの横方向への散乱が問題となる。逆に、距離Hが短すぎると、DT絶縁膜121用のトレンチを形成する際に、トレンチが基板101の表面S1まで貫通してしまうおそれがある。そのため、距離Hは、これらを回避できる適切な値に設定することが望ましい。
In this embodiment, the distance H between the upper surface of the
また、本実施形態では、第3のP+型領域115は、DT絶縁膜121の上面だけでなく、DT絶縁膜121の一部の側壁面にも形成されている(図1)。これには、DT絶縁膜121と第3のP+型領域115との間に隙間が発生することを回避し、隙間から画素分離が破れることを回避できるという利点がある。また、DT絶縁膜121は、基板101の表面S1の空乏領域に達しないよう、第3のP+型領域115の上面には到達しないよう形成されている(図1)。
In the present embodiment, the third P +
また、本実施形態では、第3のP+型領域115を構成する各格子線部分の幅W2が、DT絶縁膜121を構成する各格子線部分の幅W1よりも太く設定されている。このことには、例えば、DT絶縁膜121とN型領域114を確実に非接触にし、DT絶縁膜121とN型領域114との接触によるリーク電流の発生を抑制できるという利点がある。
In the present embodiment, the width W 2 of each lattice line portion constituting the third P +
以上のように、本実施形態では、DT絶縁膜121及び第3のP+型領域115により画素分離が実現され、且つ、DT絶縁膜121の側壁面がP型半導体で覆われる。これにより、本実施形態では、混色及び白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。
As described above, in this embodiment, pixel isolation is realized by the
以下、第1実施形態の変形例である第2実施形態について、第1実施形態との相違点を中心に説明する。 Hereinafter, a second embodiment, which is a modification of the first embodiment, will be described focusing on differences from the first embodiment.
(第2実施形態)
図5及び図6は、第2実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す側方断面図である。本実施形態の方法では、図1に示す固体撮像装置が製造される。
(Second Embodiment)
5 and 6 are side cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the second embodiment. In the method of this embodiment, the solid-state imaging device shown in FIG. 1 is manufactured.
まず、基板101として、P型半導体基板を用意する(図5(A))。次に、基板101の裏面S2側からのイオン注入により、基板101内に、第1のP+型領域111と、第2のP+型領域112とを形成する(図5(A))。その結果、基板101内における第1及び第2のP+型領域111,112以外の領域が、P型領域113となる(図5(A))。
First, a P-type semiconductor substrate is prepared as the substrate 101 (FIG. 5A). Next, by ion implantation from the rear surface S 2 side of the
こうして、基板101内には、図5(A)に示すように、裏面S2から表面S1に向けて順に積層された第1のP+型領域111と、第2のP+型領域112と、P型領域113が形成される。
Thus, the
次に、基板101内の裏面S2に、格子状にDT絶縁膜121を形成する(図5(B))。DT絶縁膜121は例えば、RIE(Reactive Ion Etching)により、基板101の裏面S2にトレンチを格子状に形成し、次に、CVD(Chemical Vapor Deposition)等により、トレンチ内に絶縁膜を埋め込むことで形成される。
Next, a
なお、上記のRIEは、トレンチがP型領域113の下面に達した後も継続され、その結果、トレンチの一部の側壁面がP型領域113で覆われることとなる。また、上記のRIEは、基板101の表面S1とトレンチの上面との距離Hが、0.2〜0.4μm、より詳細には、0.3μmとなるよう実行される。本実施形態では、上記のRIEを停止するタイミングを、エッチング時間の計測結果を利用して制御する。
The RIE is continued even after the trench reaches the lower surface of the P-
次に、基板101の表面S1側からのイオン注入により、基板101内のDT絶縁膜121上に、第3のP+型領域115を形成する(図5(C))。これにより、P型領域113が各画素ごとに分割される。本実施形態では、第3のP+型領域115を形成する際のイオンの照射強度が、数10KeVに設定される。
Next, a third P +
次に、基板101の表面S1側からのイオン注入により、基板101内の各P型領域113上に、N型領域114を選択的に形成する(図6(A))。これにより、複数のN型領域114が、第3のP+型領域115の側方に、第3のP+型領域115により互いに分離された形で形成される。
Next, an N-
次に、基板101の表面S1側からのイオン注入により、基板101内の第3のP+型領域115及びN型領域114上に、第4のP+型領域116を形成する(図6(B))。
Next, by ion implantation from the surface S 1 side of the
その後、本実施形態では、図6(C)に示すように、基板101の裏面S2側に、カラーフィルタ131とマイクロレンズ132を形成する。更に、図1に示すように、基板101の表面S1側に、配線層141と層間絶縁膜142を形成する。こうして、図1に示す固体撮像装置が製造される。
Thereafter, in the present embodiment, as shown in FIG. 6C, the
ここで、図5及び図6を参照しつつ、第2実施形態の固体撮像装置の製造方法の効果について説明する。 Here, the effects of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
本実施形態では、図5(B)に示すように、基板101の裏面S2側からDT絶縁膜121を形成することで、画素分離を実現している。これにより、本実施形態では、高加速度イオン注入を必要とせずに画素分離を実現することが可能となり、混色の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, pixel separation is realized by forming the
また、本実施形態では、図5(B)に示すように、DT絶縁膜121を形成した時点で、DT絶縁膜121の側壁面は、P型半導体のみで覆われている。具体的には、DT絶縁膜121を形成した時点で、DT絶縁膜121の側壁面は、第1のP+型領域111、第2のP+型領域112、及びP型領域113で覆われている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5B, when the
その後、図5(C)に示すように、DT絶縁膜121の側壁面を覆うP型領域113は、第3のP+型領域115に置き換えられるが、固体撮像装置が完成した時点においても、DT絶縁膜121の側壁面は、P型半導体のみで覆われている(図1)。
Thereafter, as shown in FIG. 5C, the P-
このように、本実施形態では、DT絶縁膜121は、最終的にP型半導体のみで側壁面が覆われるよう形成される。これにより、本実施形態では、基板101とDT絶縁膜121との間の界面準位をホールでピニングし、界面準位からの電子発生を抑制することが可能となる。これにより、本実施形態では、DT絶縁膜121と基板101との界面におけるリーク電流の発生を抑制することが可能となり、白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。
Thus, in this embodiment, the
このように、本実施形態によれば、混色及び白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to realize a solid-state imaging device capable of acquiring an image with less color mixing and white scratches.
以上のように、本実施形態では、DT絶縁膜121及び第3のP+型領域115により画素分離が実現され、且つ、DT絶縁膜121の側壁面がP型半導体で覆われる。これにより、本実施形態では、混色及び白傷の少ない画像を取得可能な固体撮像装置を実現することが可能となる。
As described above, in this embodiment, pixel isolation is realized by the
以上、本発明の具体的な態様の例を、第1及び第2実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although the example of the specific aspect of this invention was demonstrated by 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to these embodiment.
101:基板、111:第1のP+型領域(第1半導体領域)、112:第2のP+型領域(第1半導体領域)、113:P型領域(第1半導体領域)、114:N型領域(第3半導体領域)、115:第3のP+型領域(第2半導体領域)、116:第4のP+型領域(第4半導体領域)、121:ディープトレンチ絶縁膜(素子分離絶縁膜)、131:カラーフィルタ、132:マイクロレンズ、141:配線層、142:層間絶縁膜、201:P+型領域、202:P型領域、203:N−型領域、204:N型領域、205:P型領域、206:P−型領域、207:P+型領域、301:P+型領域、302:P型領域、303:N−型領域、304:N型領域、305:P+型領域、311:ディープトレンチ絶縁膜 101: substrate, 111: first P + type region (first semiconductor region), 112: second P + type region (first semiconductor region), 113: P type region (first semiconductor region), 114: N type Region (third semiconductor region), 115: third P + type region (second semiconductor region), 116: fourth P + type region (fourth semiconductor region), 121: deep trench insulating film (element isolation insulating film) 131: Color filter, 132: Micro lens, 141: Wiring layer, 142: Interlayer insulating film, 201: P + type region, 202: P type region, 203: N− type region, 204: N type region, 205: P Type region, 206: P− type region, 207: P + type region, 301: P + type region, 302: P type region, 303: N− type region, 304: N type region, 305: P + type region, 311: Deep Trench insulation film
Claims (7)
前記基板内の前記第2の面に格子状に形成された素子分離絶縁膜と、
前記基板内において前記素子分離絶縁膜の側方に形成され、前記素子分離絶縁膜により互いに分離された第1導電型の複数の第1半導体領域と、
前記基板内において前記素子分離絶縁膜上に格子状に形成され、画素分離領域として機能する第1導電型の第2半導体領域と、
前記基板内において前記第2半導体領域の側方に形成され、前記第2半導体領域により互いに分離され、電荷蓄積領域として機能する第2導電型の複数の第3半導体領域と、
前記基板内において前記第2及び第3半導体領域上に形成された第1導電型の第4半導体領域とを備え、
前記素子分離絶縁膜は、前記第1及び第2半導体領域により側壁面が覆われていることを特徴とする固体撮像装置。 A first conductivity type substrate having a first surface and a second surface;
An element isolation insulating film formed in a lattice pattern on the second surface in the substrate;
A plurality of first semiconductor regions of a first conductivity type formed on the side of the element isolation insulating film in the substrate and separated from each other by the element isolation insulating film;
A second semiconductor region of a first conductivity type formed in a lattice shape on the element isolation insulating film in the substrate and functioning as a pixel isolation region;
A plurality of third semiconductor regions of a second conductivity type formed on the side of the second semiconductor region in the substrate, separated from each other by the second semiconductor region, and functioning as charge storage regions;
A first conductivity type fourth semiconductor region formed on the second and third semiconductor regions in the substrate;
The element isolation insulating film has a sidewall surface covered with the first and second semiconductor regions.
前記基板内に、第1導電型の第1半導体領域を形成し、
前記基板内の前記第2の面に、格子状に素子分離絶縁膜を形成し、
前記基板内において、前記素子分離絶縁膜上に、格子状に第1導電型の第2半導体領域を形成し、
前記基板内において、前記第2半導体領域の側方に、前記第2半導体領域により互いに分離された第2導電型の複数の第3半導体領域を形成し、
前記基板内において、前記第2及び第3半導体領域上に、第1導電型の第4半導体領域を形成する、
固体撮像装置の製造方法であって、
前記素子分離絶縁膜は、前記第1及び第2半導体領域により側壁面が覆われるよう形成されることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 Preparing a first conductivity type substrate having a first surface and a second surface;
Forming a first semiconductor region of a first conductivity type in the substrate;
Forming an element isolation insulating film in a lattice pattern on the second surface of the substrate;
In the substrate, a second semiconductor region of the first conductivity type is formed in a lattice shape on the element isolation insulating film,
Forming a plurality of third semiconductor regions of a second conductivity type separated from each other by the second semiconductor region in the substrate, lateral to the second semiconductor region;
Forming a fourth semiconductor region of a first conductivity type on the second and third semiconductor regions in the substrate;
A method of manufacturing a solid-state imaging device,
The element isolation insulating film is formed so that a side wall surface is covered with the first and second semiconductor regions.
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