JP2021153161A - 固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021153161A JP2021153161A JP2020053696A JP2020053696A JP2021153161A JP 2021153161 A JP2021153161 A JP 2021153161A JP 2020053696 A JP2020053696 A JP 2020053696A JP 2020053696 A JP2020053696 A JP 2020053696A JP 2021153161 A JP2021153161 A JP 2021153161A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- solid
- contact
- pixel
- well
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 160
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 35
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 30
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 26
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 18
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 14
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 14
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 9
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 9
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 29
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 20
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 19
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 14
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 9
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002583 angiography Methods 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
【課題】固体撮像装置の特性を向上させるようにする。【解決手段】半導体基板の画素ごとに光電変換を行う光電変換領域が形成され、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトが配置される。そして、前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域が形成される。本技術は、例えば、裏面照射型CMOSイメージセンサに適用できる。【選択図】図4
Description
本技術は、固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法に関し、特に、固体撮像装置の特性を向上させるようにした固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法に関する。
特許文献1では、固体撮像素子であるCMOSイメージセンサにおいて、基板表面部に配置される画素トランジスタのジャンクションリークを低減する構造が開示されている。
固体撮像装置の特性を向上させ、画質を向上させることが一般的に望まれている。
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、固体撮像装置の特性を向上させるようにする。
本技術の第1の側面である固体撮像装置は、半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されるコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、を有する固体撮像装置である。
本技術の第1の側面である固体撮像装置においては、半導体基板の画素ごとに光電変換を行う光電変換領域が形成され、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトが配置される。そして、前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域が形成される。
本技術の第2の側面である固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されたコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、を有する固体撮像装置の前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された固体撮像装置の製造方法である。
本技術の第2の側面である固体撮像装置の製造方法においては、半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されたコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、を有する固体撮像装置の前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成される。
以下、図面を参照しながら本技術の実施の形態について説明する。
<<固体撮像装置の概略構成例>>
図1は、本技術を適用した固体撮像装置の概略構成を例示した図である。
図1は、本技術を適用した固体撮像装置の概略構成を例示した図である。
図1の固体撮像装置1は、半導体として例えばシリコン(Si)を用いた半導体基板12に、画素2が2次元アレイ状に配列された画素アレイ部3と、その周辺の周辺回路部とを有して構成される。周辺回路部には、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、水平駆動回路6、出力回路7、制御回路8などが含まれる。
画素2は、光電変換素子としてのフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ等を有する。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、及び、増幅トランジスタの4つのMOSトランジスタで構成される。ただし、画素トランジスタとして、転送トランジスタを有していない場合や他の用途の画素トランジスタを有している場合であってもよい。
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1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は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、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、制御回路8は、生成したクロック信号や制御信号を、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等に出力する。
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、所定の画素駆動配線10を選択し、選択された画素駆動配線10に画素2を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素2を駆動する。すなわち、垂直駆動回路4は、画素アレイ部3の各画素2を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素2の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線9を通してカラム信号処理回路5に供給させる。
カラム信号処理回路5は、画素2の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。例えば、カラム信号処理回路5は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)及びAD変換等の信号処理を行う。
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11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11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。出力回路7は、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13は、外部と信号のやりとりをする。
以上のように構成される固体撮像装置1は、CDS処理とAD変換処理を行うカラム信号処理回路5が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。
また、固体撮像装置1は、画素トランジスタが形成される半導体基板12の表面側と反対側の裏面側から光が入射される裏面照射型のMOS型固体撮像装置である。
<<画素2の回路構成例>>
図2は、画素2の等価回路を例示した図である。
図2は、画素2の等価回路を例示した図である。
図3は、画素アレイ部3の画素2の表面側に形成されている画素トランジスタ等の配置を例示した図である。
画素2は、光電変換素子としてのPD(フォトダイオード)21、転送トランジスタ24、FD(フローティングディフュージョン)25、リセットトランジスタ26、増幅トランジスタ27、及び、選択トランジスタ28を有する。
PD21は、受光量に応じた電荷(信号電荷)を生成し、蓄積する光電変換部(光電変換領域)である。PD21のアノード端子が接地されているとともに、カソード端子が転送トランジスタ24を介してFD25に接続されている。
転送トランジスタ24は、転送信号TRによりオンされたとき、PD21で生成された電荷を読み出し、FD25に転送する。
FD25は、PD21から読み出された電荷を保持する電荷保持部である。リセットトランジスタ26は、リセット信号RSTによりオンされたとき、FD25に保持されている電荷が定電圧源Vddに排出されることで、FD25の電位をリセットする。
増幅トランジスタ27は、FD25の電位に応じた画素信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ27は定電流源としての負荷MOS(不図示)とソースフォロワ回路を構成し、FD25に保持されている電荷に応じたレベルを示す画素信号が、増幅トランジスタ27から選択トランジスタ28を介してカラム信号処理回路5(図1)に出力される。
選択トランジスタ28は、選択信号SELにより画素2が選択されたときオンされ、画素2の画素信号を、垂直信号線9を介してカラム信号処理回路5に出力する。転送信号TR、リセット信号RST、及び、選択信号SELは、垂直駆動回路4によって制御され、画素駆動配線10(図1)を介して供給される。
図3のウェルコンタクト31は、画素2に所定の電位を与える。所定の電位とは、例えば、グランド電位であるがこれに限らない。
なお、画素2の回路構成としては、図2に示した構成に限定されるものではない。
<<画素2の構造例>>
<第1の実施の形態>
図4は、固体撮像装置1の第1の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。
<第1の実施の形態>
図4は、固体撮像装置1の第1の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。
図4において、画素2は、Si基板50を有する。Si基板50とは、画素2の構成要素のうちシリコンウェハから切り出された部分を意味する。Si基板50の内部には、画素2ごとのPD(フォトダイオード)51が形成される。PD51は、Si基板50の裏面側から照射された光に対して光電変換を行う光電変換領域であり、例えば、n型領域である。
PD51の周囲には、PD51を取り囲むように画素間遮光壁であるDTI(Deep Trench Isolation)54が形成される。
DTI54は、Si基板50を深さ方向(図中上下方向であり、基板表面から裏面への垂直方向)に貫く形状で形成される。DTI54は、例えば、充填剤71と側壁膜72とから形成される。充填剤71は、例えばポリシリコン又はドーピングポリシリコンにより形成される。側壁膜72は、例えばシリコン酸化膜(二酸化シリコン(SiO2))又はシリコン窒化膜(窒化シリコン(Si3N4))により形成される。
PD51の側面側のDTI54の内周側に沿った領域には、PD51を取り囲むように、p型拡散層55が形成される。p型拡散層55は、p型不純物が例えば固相拡散されたp型領域である。
PD51内の領域のp型拡散層55の内周側に沿った領域には、n型拡散層56が形成される。n型拡散層56は、n型不純物が例えば固相拡散されたn型領域であり、PD51よりもn型不純物の濃度が高い。
p型拡散層55とn型拡散層56との領域では、強電界領域が形成されるため、PD51において発生した電荷がPD51の領域内に保持される。
DTI54の裏面側(図面下側)であって、PD51の光入射側(図中下側であり、裏面側)には、p型領域52が形成される。p型領域52のさらに下層には、平坦化膜81が形成される。p型領域52によれば、Si基板50の裏面であるSi界面の付近にPD51(及びn型拡散層56)が存在しないため、Si界面付近におけるピニングの弱体化が抑止される。したがって、Si界面付近で発生した電荷がPD51に流れ込んでDark特性が悪化してしまうことが抑止される。
平坦化膜81において、互いに隣接するPD51の間には、遮光膜82が形成される。遮光膜82は、例えば、タングステン(W)等の金属材により形成される。この遮光膜82により、隣接する画素2への光の漏れ込みが抑止される。
平坦化膜81の下面には、入射光をPD51に集光させるOCL(オンチップレンズ)83が形成される。OCL83は、無機材料で形成され、無機材料としては、例えば、SiN、SiO、又は、SiOxNy(ただし、0<x≦1、0<y≦1である)が用いられる。
Si基板50の表面側(図面上側)には、p型のウェル領域(P-well)53が形成される。ウェル領域53には、画素トランジスタ等を分離する素子分離領域(STI(Shallow Trench Isolation))57が形成される。素子分離領域57には、シリコン酸化膜等の絶縁膜が埋め込まれる。
Si基板50の表面側には、シリコン酸化膜91が形成される。シリコン酸化膜91の上層には、絶縁膜92が形成される。絶縁膜92は、例えば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等である。
Si基板50の表面側においてPD51の上側には、画素2(ウェル領域53)に所定の電位を供給するウェルコンタクト31が形成される。PD51の上側とは、PD51の領域に対してSi基板50の表面側となる位置であり、かつ、Si基板50の深さ方向(図面上下方向)と直交する方向(図面左右方向)において、PD51の領域に重なる位置であることを意味する。言い換えると、PD51の上側とは、PD51の領域に対してSi基板50の表面側となる位置であり、かつ、PD51の領域内の任意位置を通る深さ方向の直線が通る位置である。なお、n型拡散層56もPD51の領域の一部であるとする。また、ウェルコンタクト31は例えば画素2ごとに形成せれるが、これに限らない。
ウェルコンタクト31は、コンタクト部材101とコンタクト領域102とを有する。
コンタクト部材101は、ウェル領域53と所定の電位の供給源とを接続する配線部材である。コンタクト部材101は、例えば、高濃度の不純物がドーピングされたポリシリコン(ドーピングポリシリコン)、又は、アルミニウム等の金属により形成される。コンタクト部材101の一端は、ウェル領域53のコンタクト領域102に接触する。コンタクト部材101の他端は、例えばグランド電位又は所定の電位の供給源に接続される。
コンタクト領域102は、ウェル領域53のコンタクト部材101が接触する部分に形成される。コンタクト領域102は、p型不純物が添加されたp型領域(p+領域)であり、ウェル領域53よりもp型不純物の濃度が高い。
コンタクト領域102によれば、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
Si基板50の表面側においてPD51の上側には、転送トランジスタ24が形成される。転送トランジスタ24は、Si基板50の深さ方向に延びる2つの凸状部位を含む転送ゲートTGを有する。転送ゲートTGの2本の凸状部位は、ウェル領域53の上面からPD51の上部領域の一部まで及ぶ2つの縦型トランジスタトレンチ58、59に配置される。また、ウェル領域53の表面及び縦型トランジスタトレンチ58、59の内面にはシリコン酸化膜91が形成される。このシリコン酸化膜91により、転送ゲートTGとウェル領域53及びPD51との間が絶縁される。
Si基板50の表面側において縦型トランジスタトレンチ58の側部のウェル領域53には、FD25が形成される。FD25は、n型不純物が拡散されたn型領域である不純物拡散層である。
Si基板50の表面側においてPD51の上側には、画素トランジスタ94が形成される。画素トランジスタ94は、縦型トランジスタである転送トランジスタ24を除く任意の画素トランジスタである。例えば、画素トランジスタ94は、リセットトランジスタ26、増幅トランジスタ27、及び、選択トランジスタ28のうちの任意の画素トランジスタである。なお、PD51の上側に、画素トランジスタ94が複数形成されていてもよいし、画素トランジスタ94が1つも形成されていなくてもよい。
画素トランジスタ94は、ドーピングポリシリコンにより形成されたゲート121を有する。ゲート121は、ウェル領域53に対してシリコン酸化膜91を介した位置に形成される。ウェル領域53においてゲート121に対向する領域の一方の側部には、画素トランジスタ94のソース領域122が形成される。他方の側部には、画素トランジスタ94のドレイン領域123が形成される。ソース領域122及びドレイン領域123は、n型不純物が拡散されたn型領域である。
ここで、ウェルコンタクト31のコンタクト領域102は、ウェル領域53に対してドーパント原子であるp型不純物として、例えば、ボロン(B:ホウ素)がウェル領域53よりも高濃度で添加された領域である。コンタクト領域102の形成方法として、イオン注入以外の方法、例えば、熱拡散(固相拡散、液相拡散、又は、気相拡散)、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられる。
コンタクト領域102をイオン注入により形成した場合、コンタクト領域102の下側に配置されているPD51の上部領域に格子欠陥が生じる可能性がある。PD51の領域に格子欠陥が生じた場合には、暗電流や白点が発生して画質の劣化が生じる可能性がある。このような不具合は、コンタクト領域102をイオン注入以外の方法で形成することにより未然に防止される。なお、コンタクト領域102には、イオン注入の方法では添加されない同一のドーパント原子の同位体が含まれる。例えば、コンタクト領域102に添加されるドーパント原子がホウ素原子(B)の場合には、コンタクト領域102には、質量数10のホウ素原子及び質量数11のホウ素原子が含まれる。
コンタクト領域102を熱拡散の方法で形成する場合、画素2が形成される過程において、コンタクト領域102の上方が開口されたレジストパターンがSi基板50の表面側に形成される。次いで、エッチングによりSi基板50の上面に形成されている絶縁層等にコンタクト領域102まで貫通する穴が形成される。そして、コンタクト領域102の上方の穴にボロンなどのp型不純物を含む固体(固相拡散の場合)、液体(液相拡散の場合)、又は、気体(気相拡散の場合)が堆積される。その後、熱拡散によりp型不純物を含む固体、液体、又は、気体からp型不純物がコンタクト領域102に拡散される。
コンタクト領域102をプラズマドーピングの方法で形成する場合、熱拡散の方法と同様に、Si基板50の上面に形成されている絶縁層等にコンタクト領域102まで貫通する穴が形成される。そして、コンタクト領域102の上面がボロンなどのp型不純物を含むプラズマに晒され、Si基板50にバイアス電圧が印加される。これにより、p型不純物がコンタクト領域102に添加される。
コンタクト領域102をエピタキシャル成長の方法で形成する場合、熱拡散の方法と同様に、Si基板50の上面に形成されている絶縁層等にコンタクト領域102まで貫通する穴が形成される。また、ウェル領域53のうち、コンタクト領域102となる部分がエッチングにより除去される。そして、p型不純物を含むコンタクト領域102が結晶成長により形成される。
また、図4の画素2において、PD51の上側に形成されるFD25、並びに、画素トランジスタ94のソース領域122及びドレイン領域123は、ウェル領域53に対してドーパント原子であるn型不純物として、例えば、リン(P)が添加されたn型領域である。FD25、ソース領域122、及び、ドレイン領域123を形成する方法として、イオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられてもよい。
FD25、ソース領域122、及び、ドレイン領域123をイオン注入の方法で形成した場合、FD25、ソース領域122、及び、ドレイン領域123がPD51の上側に配置されていることから、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質の劣化が生じる可能性がある。このような不具合は、コンタクト領域102と同様にFD25、ソース領域122、及び、ドレイン領域123をイオン注入以外の方法で形成することにより未然に防止される。
尚、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、及び、ドレイン領域123のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<第2の実施の形態>
図5は、固体撮像装置1の第2の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図5は、固体撮像装置1の第2の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図5の画素2は、図4の画素2の構成要素の全てを有する点で、図4の場合と共通する。但し、図5の画素2は、画素トランジスタ94において、ウェル領域53と異なる種類又は濃度の不純物が添加されたチャンネル領域124を新たに有する点で、図4の場合と相違する。
チャンネル領域124は、n型不純物又はp型不純物が添加されたn型領域又はp型領域である。チャンネル領域124に添加されるn型不純物又はp型不純物の濃度、及び、領域の大きさ等が調整されることにより、画素トランジスタ94をオンする閾値電圧Vt等の特性が調整される。なお、チャンネル領域124がp型領域である場合に、チャンネル領域124は、例えば、ウェル領域53とp型不純物の濃度が異なる領域として形成される。
チャンネル領域124を形成する方法としては、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、及び、ドレイン領域123と同様に、イオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられてもよい。
図5の画素2によれば、図4の場合と同様に、ウェルコンタクト31のコンタクト部材101と接触するコンタクト領域102のp型不純物の濃度がウェル領域53よりも高い。そのため、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
また、PD51の上側に配置される、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、チャンネル領域124がイオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長で形成されることにより、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質が劣化するという不具合が未然に防止される。ただし、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、チャンネル領域124のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<第3の実施の形態>
図6は、固体撮像装置1の第3の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図6は、固体撮像装置1の第3の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図6の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、DTI54、p型拡散層55、n型拡散層56、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、及び、MOSキャパシタ96を有する。したがって、図6の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、DTI54、p型拡散層55、n型拡散層56、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、及び、絶縁膜92を有する点で、図4の場合と共通する。ただし、図6の画素2は、画素トランジスタ94を有していない点、及び、MOSキャパシタ96を新たに有する点で、図4の場合と相違する。
図6のMOSキャパシタ96は、PD51の上側に形成され、例えば、FD25に電気的に接続される。FD25にMOSキャパシタ96が接続されることにより、FD25の容量が増加し、光電変換効率が下げられる。ただし、MOSキャパシタ96は、FD25の容量の増加(拡大)を図るものに限らない。
MOSキャパシタ96は、電極131、拡散層132、133を有する。電極131は、例えば、ドーピングポリシリコンにより形成される。拡散層132、133は、電極131に対してシリコン酸化膜91を介して対向するウェル領域53の側部に形成される。拡散層132、133は、n型不純物が添加されたn型領域である。なお、ウェル領域53の電極131に対向する領域と、拡散層132、133とを含む領域をキャパシタ領域というものとする。
キャパシタ領域における拡散層132、133のn型不純物の濃度、及び、領域の大きさ等が調整されることにより、MOSキャパシタ96の容量が調整される。
拡散層132、133を形成する方法としては、FD25、及び、コンタクト領域102と同様に、イオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられてもよい。
図6の画素2によれば、図4の場合と同様に、ウェルコンタクト31のコンタクト部材101と接触するコンタクト領域102のp型不純物の濃度がウェル領域53よりも高い。そのため、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
また、PD51の上側に配置される、FD25、コンタクト領域102、及び、拡散層132、133がイオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長で形成されることにより、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質が劣化するという不具合が未然に防止される。ただし、FD25、コンタクト領域102、及び、拡散層132、133のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<第4の実施の形態>
図7は、固体撮像装置1の第4の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図7は、固体撮像装置1の第4の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図7の画素2は、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、DTI54、p型拡散層55、n型拡散層56、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、画素トランジスタ94、及び、p型拡散層141を有する。したがって、図7の画素2は、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、DTI54、p型拡散層55、n型拡散層56、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、及び、画素トランジスタ94を有する点で、図4の場合と共通する。ただし、図7の画素2は、FD25と転送トランジスタ24とを有していない点、及び、p型拡散層141を新たに有する点で、図4の場合と相違する。
図7のPD51は、その領域の一部にSi基板50の表面近傍まで突出した凸部51Aを有する。凸部51Aの上部には、p型拡散層141が形成される。p型拡散層141は、p型不純物が添加されたp型領域である。
p型拡散層141を形成する方法としては、コンタクト領域102、ソース領域122、及び、ドレイン領域123と同様に、イオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられてもよい。
図7の画素2によれば、図4の場合と同様に、ウェルコンタクト31のコンタクト部材101と接触するコンタクト領域102のp型不純物の濃度がウェル領域53よりも高い。そのため、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
また、PD51の上側に配置される、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、p型拡散層141がイオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長で形成されることにより、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質が劣化するという不具合が未然に防止される。ただし、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、p型拡散層141のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<第5の実施の形態>
図8は、固体撮像装置1の第5の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図8は、固体撮像装置1の第5の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図8の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、及び、画素トランジスタ94を有する。したがって、図8の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、及び、画素トランジスタ94を有する点で、図4の場合と共通する。ただし、図8の画素2は、DTI54、p型拡散層55、及び、n型拡散層56を有していない点で、図4の場合と相違する。
図8の画素2によれば、図4の場合と同様に、ウェルコンタクト31のコンタクト部材101と接触するコンタクト領域102のp型不純物の濃度がウェル領域53よりも高い。そのため、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
また、PD51の上側に配置される、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、及び、ドレイン領域123がイオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長で形成されることにより、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質が劣化するという不具合が未然に防止される。ただし、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、及び、ドレイン領域123のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<第6の実施の形態>
図9は、固体撮像装置1の第6の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図9は、固体撮像装置1の第6の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図9の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、画素トランジスタ94、及び、p型拡散層141を有する。したがって、図9の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、及び、画素トランジスタ94を有する点で、図4の場合と共通する。ただし、図9の画素2は、DTI54、p型拡散層55、及び、n型拡散層56を有していない点、及び、p型拡散層141を新たに有する点で、図4の場合と相違する。また、図9の転送トランジスタ24の転送ゲートTGは、2つの凸状部位を有していない点で図4の場合と相違する。
図9のPD51は、その領域の一部にSi基板50の表面近傍まで突出した凸部51Aを有する。凸部51Aの上部には、p型拡散層141が形成される。p型拡散層141は、p型不純物が添加されたp型領域である。
p型拡散層141を形成する方法としては、イオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられてもよい。
図9の画素2によれば、図4の場合と同様に、ウェルコンタクト31のコンタクト部材101と接触するコンタクト領域102のp型不純物の濃度がウェル領域53よりも高い。そのため、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
また、PD51の上側に配置される、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、p型拡散層141がイオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長で形成されることにより、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質が劣化するという不具合が未然に防止される。ただし、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、p型拡散層141のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<第7の実施の形態>
図10は、固体撮像装置1の第7の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図10は、固体撮像装置1の第7の実施の形態における1画素分の画素2の垂直方向断面図である。なお、図中、図4の画素2と対応する部分については、同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
図10の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、画素トランジスタ94、及び、p型拡散層141を有する。したがって、図10の画素2は、転送トランジスタ24、FD25、ウェルコンタクト31、Si基板50、PD51、p型領域52、ウェル領域53、STI57、平坦化膜81、遮光膜82、OCL83、シリコン酸化膜91、絶縁膜92、及び、画素トランジスタ94を有する点で、図4の場合と共通する。ただし、図10の画素2は、DTI54、p型拡散層55、及び、n型拡散層56を有していない点、及び、p型拡散層141を新たに有する点で、図4の場合と相違する。また、図10の転送トランジスタ24の転送ゲートTGは、1つの凸状部位のみを有している点で図4の場合と相違する。
図10のPD51は、その領域の一部にSi基板50の表面近傍まで突出した凸部51Aを有する。凸部51Aの上部には、p型拡散層141が形成される。p型拡散層141は、p型不純物が添加されたp型領域である。
p型拡散層141を形成する方法としては、イオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長が用いられてもよい。
図10の画素2によれば、図4の場合と同様に、ウェルコンタクト31のコンタクト部材101と接触するコンタクト領域102のp型不純物の濃度がウェル領域53よりも高い。そのため、コンタクト部材101とコンタクト領域102との接触部分における接触抵抗が、コンタクト部材101をウェル領域53に直接接触させた場合の接触抵抗よりも低減される。したがって、画素2の電位が安定して一定に維持され、画素2の電位変動による画質の劣化が抑止される。
また、PD51の上側に配置される、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、p型拡散層141がイオン注入以外の方法、例えば、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長で形成されることにより、PD51の上部領域に格子欠陥が生じ、画質が劣化するという不具合が未然に防止される。ただし、FD25、コンタクト領域102、ソース領域122、ドレイン領域123、及び、p型拡散層141のうち、いずれか1又は複数の領域(例えば、コンタクト領域102)がイオン注入以外の方法で形成され、それ以外の領域がイオン注入の方法で形成されてもよい。
<電子機器への適用例>
本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部(光電変換部)に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部又は光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではない。即ち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像装置を用いる複写機など、画像取込部(光電変換部)に固体撮像装置を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像装置は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部又は光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
図11は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図11の撮像装置300は、レンズ群などからなる光学部301、図1の固体撮像装置1の構成が採用される固体撮像装置(撮像デバイス)302、及び、カメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路303を備える。また、撮像装置300は、フレームメモリ304、表示部305、記録部306、操作部307、及び、電源部308も備える。DSP回路303、フレームメモリ304、表示部305、記録部306、操作部307、及び、電源部308は、バスライン309を介して相互に接続されている。
光学部301は、被写体からの入射光(像光)を取り込んで固体撮像装置302の撮像面上に結像する。固体撮像装置302は、光学部301によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置302として、図1の固体撮像装置1、即ち、縦2画素×横2画素の4画素を同色の光を受光する同色単位として複数の色のカラーフィルタを配列するとともに、共有画素構造を有し、共有単位内の所定の1画素に共有画素トランジスタを集中配置させた固体撮像装置を用いることができる。
表示部305は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の薄型ディスプレイで構成され、固体撮像装置302で撮像された動画又は静止画を表示する。記録部306は、固体撮像装置302で撮像された動画又は静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
操作部307は、ユーザによる操作の下に、撮像装置300が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部308は、DSP回路303、フレームメモリ304、表示部305、記録部306、及び、操作部307の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
上述したように、固体撮像装置302として、上述した実施の形態を適用した固体撮像装置1を用いることで、フォトダイオード(PD)の面積を拡大させ、高感度を実現することができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置300においても、撮像画像の高画質化を図ることができる。
<イメージセンサの使用例>
図12は、上述の固体撮像装置1を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。
図12は、上述の固体撮像装置1を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。
上述の固体撮像装置1を用いたイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、
前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、
前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されるコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、
を有する
固体撮像装置。
(2)
前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
前記半導体基板は、
前記画素の間を遮光する画素間遮光壁
を有し、
前記ウェルコンタクトは、
前記画素ごとに配置される
(1)又は(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
前記半導体基板には、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に、フローティングディフュージョン、画素トランジスタ、及び、MOSキャパシタのうちの少なくともいずれか1つが形成された
(1)乃至(3)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(5)
前記フローティングディフュージョンは、不純物拡散層を含み、
前記フローティングディフュージョンの前記不純物拡散層は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)に記載の固体撮像装置。
(6)
前記光電変換領域から前記フローティングディフュージョンに電荷を転送する転送ゲートであって、前記半導体基板の表面から前記半導体基板の深さ方向に延びる転送ゲートが配置された
(5)に記載の固体撮像装置。
(7)
前記画素トランジスタは、不純物が添加されたソース領域及びドレイン領域を有し、
前記ソース領域及びドレイン領域の各々は、固相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)乃至(6)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(8)
前記画素トランジスタは、不純物が添加されたチャンネル領域を有し、
前記チャンネル領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)乃至(7)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(9)
前記画素トランジスタは、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及び、リセットトランジスタのうちの少なくとも1つである
(4)乃至(8)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(10)
前記MOSキャパシタは、不純物が添加されたキャパシタ領域を有し、
前記キャパシタ領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)乃至(9)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(11)
前記光電変換領域は、n型領域であり、
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記コンタクト領域は、p型領域である
(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(12)
隣接する前記画素の間に前記半導体基板を深さ方向に貫いて形成され、前記画素の間を遮光する画素間遮光壁と、
前記画素間遮光壁に隣接して形成されたp型領域と、
前記画素間遮光壁に隣接する前記p型領域に隣接して形成されたn型領域と
を有する
(11)に記載の固体撮像装置。
(13)
前記光電変換領域は、前記半導体基板の裏面側から照射された光を光電変換し、
前記ウェルコンタクトは、前記半導体基板の表面側に配置された
(1)乃至(12)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(14)
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記フローティングディフュージョンの前記不純物拡散層は、n型領域である
(5)又は(6)に記載の固体撮像装置。
(15)
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記画素トランジスタのソース領域及びドレイン領域は、n型領域である
(7)に記載の固体撮像装置。
(16)
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記チャンネル領域は、n型領域又は前記ウェル領域と不純物濃度が異なるp型領域である
(8)に記載の固体撮像装置。
(17)
前記コンタクト領域は、不純物として質量数10のホウ素原子及び質量数11のホウ素原子を含む
(11)又は(12)に記載の固体撮像装置。
(18)
半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、
前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、
前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されたコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、
を有する
固体撮像装置の
前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
固体撮像装置の製造方法。
(1)
半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、
前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、
前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されるコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、
を有する
固体撮像装置。
(2)
前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
前記半導体基板は、
前記画素の間を遮光する画素間遮光壁
を有し、
前記ウェルコンタクトは、
前記画素ごとに配置される
(1)又は(2)に記載の固体撮像装置。
(4)
前記半導体基板には、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に、フローティングディフュージョン、画素トランジスタ、及び、MOSキャパシタのうちの少なくともいずれか1つが形成された
(1)乃至(3)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(5)
前記フローティングディフュージョンは、不純物拡散層を含み、
前記フローティングディフュージョンの前記不純物拡散層は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)に記載の固体撮像装置。
(6)
前記光電変換領域から前記フローティングディフュージョンに電荷を転送する転送ゲートであって、前記半導体基板の表面から前記半導体基板の深さ方向に延びる転送ゲートが配置された
(5)に記載の固体撮像装置。
(7)
前記画素トランジスタは、不純物が添加されたソース領域及びドレイン領域を有し、
前記ソース領域及びドレイン領域の各々は、固相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)乃至(6)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(8)
前記画素トランジスタは、不純物が添加されたチャンネル領域を有し、
前記チャンネル領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)乃至(7)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(9)
前記画素トランジスタは、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及び、リセットトランジスタのうちの少なくとも1つである
(4)乃至(8)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(10)
前記MOSキャパシタは、不純物が添加されたキャパシタ領域を有し、
前記キャパシタ領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
(4)乃至(9)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(11)
前記光電変換領域は、n型領域であり、
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記コンタクト領域は、p型領域である
(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(12)
隣接する前記画素の間に前記半導体基板を深さ方向に貫いて形成され、前記画素の間を遮光する画素間遮光壁と、
前記画素間遮光壁に隣接して形成されたp型領域と、
前記画素間遮光壁に隣接する前記p型領域に隣接して形成されたn型領域と
を有する
(11)に記載の固体撮像装置。
(13)
前記光電変換領域は、前記半導体基板の裏面側から照射された光を光電変換し、
前記ウェルコンタクトは、前記半導体基板の表面側に配置された
(1)乃至(12)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(14)
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記フローティングディフュージョンの前記不純物拡散層は、n型領域である
(5)又は(6)に記載の固体撮像装置。
(15)
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記画素トランジスタのソース領域及びドレイン領域は、n型領域である
(7)に記載の固体撮像装置。
(16)
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記チャンネル領域は、n型領域又は前記ウェル領域と不純物濃度が異なるp型領域である
(8)に記載の固体撮像装置。
(17)
前記コンタクト領域は、不純物として質量数10のホウ素原子及び質量数11のホウ素原子を含む
(11)又は(12)に記載の固体撮像装置。
(18)
半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、
前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、
前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されたコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、
を有する
固体撮像装置の
前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
固体撮像装置の製造方法。
1 固体撮像素子, 24 転送トランジスタ, 25 FD(フローティングディフュージョン), 26 リセットトランジスタI, 27 増幅トランジスタ, 28 選択トランジスタ, 31 ウェルコンタクト, 50 Si基板, 51 PD(フォトダイオード), 52,55 p型領域, 53 ウェル領域, 56 n型領域, 57 素子分離領域, 94 画素トランジスタ, 96 MOSキャパシタ, 101 コンタクト部材, 102 コンタクト領域, 121 ゲート, 122 ソース領域, 123 ドレイン領域, 124 チャンネル領域
Claims (18)
- 半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、
前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、
前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されるコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、
を有する
固体撮像装置。 - 前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体基板は、
前記画素の間を遮光する画素間遮光壁
を有し、
前記ウェルコンタクトは、
前記画素ごとに配置される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記半導体基板には、前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に、フローティングディフュージョン、画素トランジスタ、及び、MOSキャパシタのうちの少なくともいずれか1つが形成された
請求項1の記載の固体撮像装置。 - 前記フローティングディフュージョンは、不純物拡散層を含み、
前記フローティングディフュージョンの前記不純物拡散層は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換領域から前記フローティングディフュージョンに電荷を転送する転送ゲートであって、前記半導体基板の表面から前記半導体基板の深さ方向に延びる転送ゲートが配置された
請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記画素トランジスタは、不純物が添加されたソース領域及びドレイン領域を有し、
前記ソース領域及びドレイン領域の各々は、固相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記画素トランジスタは、不純物が添加されたチャンネル領域を有し、
前記チャンネル領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記画素トランジスタは、転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、及び、リセットトランジスタのうちの少なくとも1つである
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記MOSキャパシタは、不純物が添加されたキャパシタ領域を有し、
前記キャパシタ領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換領域は、n型領域であり、
前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記コンタクト領域は、p型領域である
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 隣接する前記画素の間に前記半導体基板を深さ方向に貫いて形成され、前記画素の間を遮光する画素間遮光壁と、
前記画素間遮光壁に隣接して形成されたp型領域と、
前記画素間遮光壁に隣接する前記p型領域に隣接して形成されたn型領域と
を有する
請求項11に記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換領域は、前記半導体基板の裏面側から照射された光を光電変換し、
前記ウェルコンタクトは、前記半導体基板の表面側に配置された
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記フローティングディフュージョンの前記不純物拡散層は、n型領域である
請求項5に記載の固体撮像装置。 - 前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記画素トランジスタのソース領域及びドレイン領域は、n型領域である
請求項7に記載の固体撮像装置。 - 前記ウェル領域は、p型領域であり、
前記チャンネル領域は、n型領域又は前記ウェル領域と不純物濃度が異なるp型領域である
請求項8に記載の固体撮像装置。 - 前記コンタクト領域は、不純物として質量数10のホウ素原子及び質量数11のホウ素原子を含む
請求項11に記載の固体撮像装置。 - 半導体基板の画素ごとに形成された光電変換を行う光電変換領域と、
前記半導体基板の深さ方向と直交する方向において前記光電変換領域に重なる位置に配置され、前記光電変換領域に隣接するウェル領域に所定の電位を供給するウェルコンタクトと、
前記ウェル領域に対して前記ウェルコンタクトの配線部材が接触する部分に形成されたコンタクト領域であって、前記ウェル領域よりも不純物濃度が高いコンタクト領域と、
を有する
固体撮像装置の
前記コンタクト領域は、固相拡散、液相拡散、気相拡散、プラズマドーピング、又は、エピタキシャル成長により形成された
固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020053696A JP2021153161A (ja) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 |
PCT/JP2021/009731 WO2021193084A1 (ja) | 2020-03-25 | 2021-03-11 | 固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020053696A JP2021153161A (ja) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021153161A true JP2021153161A (ja) | 2021-09-30 |
Family
ID=77886783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020053696A Pending JP2021153161A (ja) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021153161A (ja) |
WO (1) | WO2021193084A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023095893A1 (ja) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
WO2023189882A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置及び電子機器 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6855287B2 (ja) * | 2017-03-08 | 2021-04-07 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置、および電子機器 |
JP6884647B2 (ja) * | 2017-06-19 | 2021-06-09 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像装置および電子機器 |
JP6526159B2 (ja) * | 2017-11-21 | 2019-06-05 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置およびカメラ |
-
2020
- 2020-03-25 JP JP2020053696A patent/JP2021153161A/ja active Pending
-
2021
- 2021-03-11 WO PCT/JP2021/009731 patent/WO2021193084A1/ja active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023095893A1 (ja) * | 2021-11-26 | 2023-06-01 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
WO2023189882A1 (ja) * | 2022-03-31 | 2023-10-05 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 撮像装置及び電子機器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021193084A1 (ja) | 2021-09-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10658412B2 (en) | Solid-state image pickup device having pixel separation wall | |
CN108475691B (zh) | 固态成像装置和电子设备 | |
US8716719B2 (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus | |
JP5471174B2 (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 | |
TWI466541B (zh) | 光感測器及固態攝影裝置 | |
CN110419107B (zh) | 摄像装置和电子设备 | |
JP6873905B2 (ja) | 固体撮像装置および電子機器 | |
JP2017183636A (ja) | 固体撮像素子、センサ装置、および電子機器 | |
JP2015053411A (ja) | 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法、および電子機器 | |
JP5326507B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 | |
JP2008270298A (ja) | 固体撮像素子及びこれを用いた撮像装置 | |
JP2016162917A (ja) | 固体撮像素子および電子機器 | |
TWI617014B (zh) | Solid-state imaging device, manufacturing method, and electronic device | |
WO2015198878A1 (ja) | 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器 | |
WO2021193084A1 (ja) | 固体撮像装置、及び、固体撮像装置の製造方法 | |
WO2017126332A1 (ja) | 半導体装置およびその製造方法、固体撮像素子、並びに電子機器 | |
WO2022158236A1 (ja) | 光検出装置及び電子機器 | |
JP7126826B2 (ja) | 固体撮像素子および固体撮像素子の製造方法、並びに電子機器 | |
TW201507117A (zh) | 固態攝像裝置、固態攝像裝置之製造方法以及相機模組 | |
WO2023157620A1 (ja) | 固体撮像装置および電子機器 | |
WO2017090455A1 (ja) | 半導体装置、製造方法 | |
JP2014078543A (ja) | 固体撮像装置および電子機器 | |
US20240089619A1 (en) | Light detection device and electronic apparatus | |
CN115956285A (zh) | 半导体装置、成像装置和电子设备 | |
JP2011009466A (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 |