JP2017103341A - 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置、及びそれを有する撮像システム - Google Patents
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Abstract
Description
基板内に、光電変換部の第1の半導体領域と、電荷保持部の第2の半導体領域を形成し、
前記基板上に、前記光電変換部の電荷を前記電荷保持部に転送する第1のトランジスタの第1のゲート電極、および前記電荷保持部から前記電荷を転送する第2のトランジスタの第2のゲート電極を形成し、
前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電極の形成後、前記基板上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜が前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域上に残るように、前記第2の絶縁膜をエッチングすることで、前記第1のゲート電極の側面および前記第2のゲート電極の側面に、前記第1の絶縁膜を介して、それぞれ、第1の構造体および第2の構造体を形成し、
前記第1の構造体および前記第2の構造体の形成後に膜を形成し、前記膜の一部をエッチングすることで、前記第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のゲート電極上に遮光膜を形成し、
前記第1の構造体の上部の側面は、前記第1のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有し、
前記第2の構造体の上部の側面は、前記第2のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有し、
前記光電変換部と、平面視において前記光電変換部と重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極の上面と前記基板との距離より小さい固体撮像装置の製造方法に関する。
第1の半導体領域を有する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタにより転送された電荷を保持し、第2の半導体領域を有する電荷保持部と、
前記電荷保持部の電荷を転送する第2のトランジスタと、
前記第1の半導体領域、前記第1のトランジスタの第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のトランジスタの第2のゲート電極上に設けられた第1の絶縁膜と、
前記第1のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第1のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第1の構造体と、
前記第2のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第2のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第2の構造体と、
前記第1の絶縁膜、前記第1の構造体、および前記第2の構造体の上に設けられた遮光膜と、
を有し、
平面視において、前記遮光膜は、前記第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のゲート電極と重なり、
前記光電変換部と、前記平面視において前記光電変換部と重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極の上面と前記基板との距離より小さい、固体撮像装置に関する。
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力を処理する信号処理部と、
を有し、
前記固体撮像装置は、
第1の半導体領域を有する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタにより転送された電荷を保持し、第2の半導体領域を有する電荷保持部と、
前記電荷保持部の電荷を転送する第2のトランジスタと、
前記第1の半導体領域、前記第1のトランジスタの第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のトランジスタの第2のゲート電極上に設けられた第1の絶縁膜と、
前記第1のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第1のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第1の構造体と、
前記第2のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第2のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第2の構造体と、
前記第1の絶縁膜、前記第1の構造体、および前記第2の構造体の上に設けられた遮光膜と、
を有し、
平面視において、前記遮光膜は、前記第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のゲート電極と重なり、
前記光電変換部と、前記平面視において前記光電変換部と重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極の上面と前記基板との距離より小さい、撮像システムに関する。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。
図4は、実施の形態1と別の実施の形態の固体撮像装置の一部の断面模式図である。ここでは、実施の形態1と同様な部分については説明を省略し、主に異なる部分について以下に説明する。
図6は、実施形態1及び2とは別の実施の形態にかかる固体撮像装置の一部の断面模式図である。ここでは、実施の形態1または2と同様な部分については説明を省略し、主に異なる部分について以下に説明する。
本発明の第4実施形態に係る撮像システムを説明する。撮像システムとして、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、デジタルカムコーダ、複写機、ファクシミリ、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などがあげられる。図8に、第4実施形態に係る撮像システムの例としてデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
上述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲は限定的に解釈されない。すなわち、本発明はその技術思想から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
403 電荷保持部
420、421 N型半導体領域
430、431 P型半導体領域
600、601、602、603、604、605、606 ゲート電極
701 絶縁膜
813、814 構造体
303 遮光膜
Claims (20)
- 基板内に、光電変換部の第1の半導体領域と、電荷保持部の第2の半導体領域を形成し、
前記基板上に、前記光電変換部の電荷を前記電荷保持部に転送する第1のトランジスタの第1のゲート電極、および前記電荷保持部から前記電荷を転送する第2のトランジスタの第2のゲート電極を形成し、
前記第1のゲート電極および前記第2のゲート電極の形成後、前記基板上に第1の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を形成し、
前記第1の絶縁膜が前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域上に残るように、前記第2の絶縁膜をエッチングすることで、前記第1のゲート電極の側面および前記第2のゲート電極の側面に、前記第1の絶縁膜を介して、それぞれ、第1の構造体および第2の構造体を形成し、
前記第1の構造体および前記第2の構造体の形成後に膜を形成し、前記膜の一部をエッチングすることで、前記第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のゲート電極上に遮光膜を形成し、
前記第1の構造体の上部の側面は、前記第1のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有し、
前記第2の構造体の上部の側面は、前記第2のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有し、
前記光電変換部と、平面視において前記光電変換部と重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極の上面と前記基板との距離より小さい固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1の構造体および前記第2の構造体の形成後、前記膜の形成前に、前記光電変換部、前記第1のトランジスタ、前記電荷保持部、及び前記第2のトランジスタを覆う第3の絶縁膜を形成し、
前記膜は、前記第3の絶縁膜の直上に形成される、請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第2の絶縁膜の形成前に、周辺回路部において前記第1の絶縁膜をエッチングすることで、周辺回路部の第3のトランジスタの第3のゲート電極の側面に、第3の構造体を形成し、
前記第3の構造体の上部の側面は、前記第3のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する、請求項1または2に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第3の構造体を形成後、前記第2の絶縁膜の形成前に、前記周辺回路部において、前記第3のゲート電極及び前記第3の構造体をマスクとして前記基板に不純物を導入する工程を有する請求項3に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2の絶縁膜を形成後、前記第1の構造体および前記第2の構造体の形成前に、前記周辺回路部においてシリサイド層を形成し、前記シリサイド層の形成直後に、第4の絶縁膜を形成する請求項3または4に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第1の構造体および前記第2の構造体の形成後、前記膜の形成前に、前記基板上に第5の絶縁膜を形成し、前記第5の絶縁膜をエッチングすることで、前記第1の構造体、前記第2の構造体、および前記第3の構造体の側面に、それぞれ、第4の構造体、第5の構造体、および第6の構造体を形成し、
前記第4の構造体、第5の構造体、および第6の構造体は、それぞれ、上部の側面が、対応するゲート電極側に曲率中心を有する曲面である請求項3乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1の構造体および前記第2の構造体の形成後、前記膜の形成前に、前記基板上に第5の絶縁膜を形成し、前記第5の絶縁膜をエッチングすることで、前記第1の構造体、前記第2の構造体、および前記第3の構造体の側面に、それぞれ、第4の構造体、第5の構造体、および第6の構造体を形成し、
前記第4の構造体、第5の構造体、および第6の構造体は、それぞれ、上部の側面が、対応するゲート電極側に曲率中心を有する曲面であり、
前記周辺回路部において、前記第6の構造体は、前記第4の絶縁膜を介して前記第3の構造体の側面に形成される請求項5に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1乃至第3の構造体形成のための前記第2の絶縁膜のエッチングは、ドライエッチングである請求項1乃至7のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。
- 第1の半導体領域を有する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタにより転送された電荷を保持し、第2の半導体領域を有する電荷保持部と、
前記電荷保持部の電荷を転送する第2のトランジスタと、
前記第1の半導体領域、前記第1のトランジスタの第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のトランジスタの第2のゲート電極上に設けられた第1の絶縁膜と、
前記第1のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第1のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第1の構造体と、
前記第2のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第2のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第2の構造体と、
前記第1の絶縁膜、前記第1の構造体、および前記第2の構造体の上に設けられた遮光膜と、
を有し、
平面視において、前記遮光膜は、前記第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のゲート電極と重なり、
前記光電変換部と、前記平面視において前記光電変換部を重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極の上面と前記基板との距離より小さい固体撮像装置。 - 前記基板と、前記平面視において前記光電変換部と重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極と前記基板との距離の半分以下である請求項9に記載の固体撮像装置。
- さらに、第3のゲート電極を有する第3のトランジスタと、
前記第3のゲート電極の側面に接している第3の構造体と、
を有する周辺回路部を有し、
前記第3の構造体の上部の側面は、前記第3の電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する、請求項9または10に記載の固体撮像装置。 - 前記第3の構造体の上に前記第3のトランジスタを覆う第2の絶縁膜を有する請求項11に記載の固体撮像装置。
- 前記第3の構造体の側面に、前記第2の絶縁膜を間に挟んで設けられた第4の構造体を有する、請求項12に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の構造体及び前記第2の構造体と、前記第1の絶縁膜は、主成分が異なる請求項9乃至13のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の構造体及び前記第2の構造体は主成分として酸化シリコンを含み、前記第1の絶縁膜は、主成分として窒化シリコンを含む、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第3の構造体及び前記第4の構造体と、前記第2の絶縁膜は、主成分が異なる、請求項13に記載の固体撮像装置。
- 前記第3の構造体及び前記第4の構造体は、主成分として酸化シリコンを含み、前記第2の絶縁膜は、主成分として窒化シリコンを含む、請求項13または16に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の半導体領域上に設けられ、前記第1の構造体、前記第2の半導体領域、及び前記第2の構造体と前記遮光膜との間に設けられた第3の絶縁膜を有する請求項9乃至17のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記遮光膜の端部が、前記第1の絶縁膜を介して前記光電変換部の上にある請求項9乃至17のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の出力を処理する信号処理部と、
を有し、
前記固体撮像装置は、
第1の半導体領域を有する光電変換部と、
前記光電変換部の電荷を転送する第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタにより転送された電荷を保持し、第2の半導体領域を有する電荷保持部と、
前記電荷保持部の電荷を転送する第2のトランジスタと、
前記第1の半導体領域、前記第1のトランジスタの第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のトランジスタの第2のゲート電極上に設けられた第1の絶縁膜と、
前記第1のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第1のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第1の構造体と、
前記第2のゲート電極の側面に前記第1の絶縁膜を介して設けられ、上部の側面が前記第2のゲート電極側に曲率中心を有する曲面形状を有する第2の構造体と、
前記第1の絶縁膜、前記第1の構造体、および前記第2の構造体の上に設けられた遮光膜と、
を有し、
平面視において、前記遮光膜は、前記第1のゲート電極、前記第2の半導体領域、および前記第2のゲート電極と重なり、
前記光電変換部と、前記平面視において前記光電変換部と重なる前記遮光膜の端部との距離が、前記第1のゲート電極の上面と前記基板との距離より小さい、撮像システム。
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