JP2701720B2 - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像素子及びその製造方法Info
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Description
造方法に関する。
13、以後従来例1と略す)や特開平5−75089号
公報(特に図14、以後従来例2と略す)の固体撮像装
置の実施例においては、スミア抑制を図るために、完全
に基板中に埋め込まれた電荷蓄積領域が電荷転送領域の
下部に延在している。
に上げられた、電荷蓄積領域が電荷転送領域の下部に延
びている構造では、スミアを抑制する事ができるが、以
下の問題点を抱える。(1)製造工程が増えるため、歩
留まりが低下し、製造コストが掛かる。(2)電荷転送
領域下に逆導電型の濃い不純物領域がないために、転送
電荷量が小さくなる。(3)電荷蓄積部を転送方向に対
して分離する素子分離領域が存在しなければならない
が、そのために電荷転送部下であっても電荷蓄積領域が
延びていない所が存在する。従って、電荷転送領域の電
極に同一電圧を印加しても、電荷転送領域の空乏化電位
は一様でなく、電位のディップが発生し、電荷の転送不
良を起こす。
らすためには、フォトレジストの現像回数を減らすこと
が最善である。ところで、転送電荷量確保のために、電
荷転送領域化には逆導電型の濃い不純物領域が必要であ
ることから、この領域が素子分離領域を兼ねる構造とな
れば、フォトレジストの現像回数を1回減らすことがで
きる。前記の構造にすれば、電荷転送領域化から素子分
離領域に一様に不純物領域が広がることになるため、電
荷転送領域の空乏化電位も一様であり、電荷の転送不良
を抑制できる。
である。図1においては、半導体基板にシリコンを用
い、第1型をn型、第2型をp型として示している。
造方法を示す。以下に述べるプロセスでは、レジスト塗
布・現像・剥離は当然含んでいるものとし、その説明は
省略する。
し、基板にボロンイオンが連続して2度注入される。但
し、図12aに示す画素部分にはフォトレジストは無
く、ボロンイオンは全面に注入される。二度のボロン注
入の一方は1MeV以上のエネルギーで、もう一方は2
00keV以上のエネルギーで注入される。注入後アニ
ールを行う。これにより図1の2、4が形成される。
し、200keV以上のエネルギーで、基板にボロンが
注入される。注入後アニールを行う。これにより図1の
3bが形成される。
し、500keV以上のエネルギーで、基板にリンが注
入される。注入後アニールを行う。これにより図1の3
aが形成される。
し、200keV未満のエネルギーで、基板にリン乃至
ヒ素が注入される。注入後アニールを行う。これにより
図1の5aが形成される。
し、200keV未満のエネルギーで、基板に高濃度ボ
ロンが注入される。注入後アニールを行う。これにより
図1の5bが形成される。
であるために、図12a〜図12eのプロセスの順番は
任意であるが、図12a〜図12eの後に電極を形成し
て図1の素子となる。
積を行うn型領域である。3aのn型領域は2、4のp
型領域に挟まれ、B−B’の断面である図3に示すよう
に、周囲は3bのp型領域に囲まれ、他のn型領域と分
離されている。この構造によって、5aの電荷転送を行
うn型領域下に3bのp型の濃い不純物領域があること
になり、転送電荷量を確保出来る上に、3bが素子分離
領域として機能する。
層の上にあるn型の5aであり、A−A’の断面である
図2に示すように、転送方向である縦方向は隣接セルと
連続しているが、横方向は高濃度p型の5bで隣接セル
と分離している。
に読出し電圧を印加する事で、パンチスルー動作で行う
事が出来る。電荷転送領域下全面に電荷蓄積領域が広が
っている構造(例えば、従来例1の実施例1(図13)
や従来例2の実施例(図14))でなくても、パンチス
ルー読出しは可能である。また電荷転送時に3aから電
荷の読出しが起こらず、電荷読出し時のみ電荷を読出せ
るようにすることは、第4層のp型領域の濃度を調整す
ることで可能となる。図において、平坦化膜、遮光膜、
カバー膜は省略している。
の画素断面図である。3a・5aを延ばし、3b・5b
を縮めることで、蓄積電荷量、転送電荷量を増加させる
効果がある。3a・5aの領域は素子上面から見ると重
なっているが、5a領域に電位のディップが生じない限
りは重ねる事が出来る。電荷の読出しは図6のように行
われる。図において、平坦化膜、遮光膜、カバー膜は省
略している。
の画素断面図である。第2の実施例では、5aが延びる
ことによって、光の入射面積が狭くなるためマイクロレ
ンズを設置した。入射面積を確保する効果がある。図に
おいて、遮光膜は省略している。
の画素断面図である。5aのn型転送領域の中に更に濃
度濃いn型領域5cが存在することで、素子上面から見
て3a・5aが重なってから、3a・5aをある程度延
ばしても、電位のディップが生じ難くなっており、電荷
の転送不良を抑制する効果がある。図において、平坦化
膜、遮光膜、カバー膜は省略している。
の画素断面図である。5aのn型転送領域に5bのp型
領域が突出することで、素子上面から見て3a・5aが
重なってから、3a・5aをある程度延ばしても、電位
のディップが生じ難くなっており、電荷の転送不良を抑
制する効果がある。図において、平坦化膜、遮光膜、カ
バー膜は省略している。
例の画素断面図である。3aの深さを浅くしていること
で、第4層のp型領域の濃度によらず、電荷の読出し電
圧を下げる効果がある。図において、平坦化膜、遮光
膜、カバー膜は省略している。
例の画素断面図である。光電変換層3aが深くなるため
に、空乏層が基板の奥まで広がり、光感度が上がる効果
がある。3aが深くなるために、高くなる読出し電圧は
5aを深くすること低く抑えている。図において、平坦
化膜、遮光膜、カバー膜は省略している。
スミアを抑制する事ができる上に、製造工程数増・製造
コスト増を抑え、転送電荷量を確保することが出来、電
荷転送部の電位のディップを抑制し、電荷の転送不良抑
えることができる。
る。
ある。
ある。
である。
る。
である。
る。
る。
る。
ある。
ある。
ル断面図である。
である。
である。
型の不純物領域乃至ホトダイオードとなるn型層) 3b,15 p型素子分離領域 5a,16,46 n型電荷転送領域(チャネル層) 5b,20,44 高濃度p型半導体層 5c 濃度の異なるn型半導体層 6,18 絶縁膜 7,19,27 電極(転送電極乃至ゲート電極) 8 層間膜 9 マイクロレンズ 10 レジスト 13 n型のウェル領域 17,45 第2のp型ウェル領域(高濃度p型層) 28 遮光膜 35 斜め入射光
Claims (3)
- 【請求項1】 単位セルにおいて、第1導電型半導体基
板上の第2層は第2導電型の半導体により形成されてお
り、 第2層上に光電変換・電荷蓄積領域となる第1導電型半
導体領域と、この第1導電型半導体領域を囲んで他のセ
ルの光電変換・電荷蓄積領域となる第1導電型半導体領
域とを分離する、不純物濃度の高い第2導電型の半導体
よりなる素子分離領域を有する第3層が形成されてお
り、 第3層上に第2導電型の半導体からなる第4層が形成さ
れており、 第4層上に前記第3層の前記第1導電型半導体領域の上
域の大半を覆う形よりなる第2導電型半導体領域と、こ
の第2導電型半導体領域と接するかもしくは部分的に重
なり、前記第3層の前記素子分離領域の上域の大半を覆
う形よりなり電荷転送を担う第1導電型半導体領域から
形成された第5層が形成されており、 第5層上には絶縁膜が形成され、さらに絶縁膜上には導
電体よりなる電極が形成されていることを特徴とする固
体撮像素子。 - 【請求項2】 第1〜5層を形成するに当たって、第1
層は第1導電型半導体基板自体で形成し、第2層から第
5層は、層ごとの不純物の濃度のピークが互いに重なら
ないように、第2層には第2導電型イオンを1MeV以
上で、第3層の光電変換・電荷蓄積領域には第1導電型
イオンを500keV以上で、第3層の素子分離領域に
は第2導電型イオンを、第4層には第2導電型のイオン
を、それぞれ、200keV以上で注入し、第5層の第
1導電型領域には第1導電型イオンを、第2導電型領域
には第2導電型イオンを、それぞれ200keV未満の
イオン注入によって注入し、単位セル形成に関しては、
各イオン注入後には不純物活性化のためのアニールのみ
を行って所定の不純物層を形成する、すなわちノン・ド
ライブイン・プロセスを特徴とする請求項1記載の固体
撮像素子の製造方法。 - 【請求項3】 第2層・第4層を形成する第2導電型イ
オンの注入を、同一フォトレジスト・マスクを用いて連
続して行う事を特徴とする請求項2記載の固体撮像素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329362A JP2701720B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5329362A JP2701720B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07193208A JPH07193208A (ja) | 1995-07-28 |
JP2701720B2 true JP2701720B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=18220614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5329362A Expired - Lifetime JP2701720B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2701720B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100328278B1 (ko) | 1997-01-27 | 2002-03-16 | 가와모토 노부히코 | 열교환기 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5329362A patent/JP2701720B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07193208A (ja) | 1995-07-28 |
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