JP2842066B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、垂直転送部と水平転送
部を有するＣＣＤ型固体撮像装置及びその製造方法に関
する。
部を有するＣＣＤ型固体撮像装置及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の固体撮像装置は、ＨＤＴＶ
システムに対応するための超高画素化及びムービーシス
テムに対応するための高画素化、小型化につれて垂直転
送部の領域が比例的に縮小されるため、例えば埋め込み
チャンネルＣＣＤを用いた固体撮像装置では、垂直転送
部を構成する，Ｐ型ウエル層内に形成されるＮ型半導体
領域の接合の深さを浅くすることにより、単位面積当た
りの電荷転送能力を向上し、その特性を保持し、一方水
平転送部は、高転送速度による転送効率劣化に備え垂直
転送部と逆に水平転送部を構成する，Ｐ型ウエル層内に
形成されるＮ型半導体領域の接合の深さを深く形成する
ことにより、フリンジ電界強度を増し、その特性を保持
してきた。
システムに対応するための超高画素化及びムービーシス
テムに対応するための高画素化、小型化につれて垂直転
送部の領域が比例的に縮小されるため、例えば埋め込み
チャンネルＣＣＤを用いた固体撮像装置では、垂直転送
部を構成する，Ｐ型ウエル層内に形成されるＮ型半導体
領域の接合の深さを浅くすることにより、単位面積当た
りの電荷転送能力を向上し、その特性を保持し、一方水
平転送部は、高転送速度による転送効率劣化に備え垂直
転送部と逆に水平転送部を構成する，Ｐ型ウエル層内に
形成されるＮ型半導体領域の接合の深さを深く形成する
ことにより、フリンジ電界強度を増し、その特性を保持
してきた。
【０００３】図９は、従来の固体撮像装置の一例を概略
的に示す平面図である。半導体基板の表面部に２次元的
に配置された光電変換部１１にて入射光を光電変換して
えられた信号電荷は、垂直転送部１２に読み出され、更
に、水平転送部１３を経て出力回路１４に転送され、出
力信号として取り出される。
的に示す平面図である。半導体基板の表面部に２次元的
に配置された光電変換部１１にて入射光を光電変換して
えられた信号電荷は、垂直転送部１２に読み出され、更
に、水平転送部１３を経て出力回路１４に転送され、出
力信号として取り出される。
【０００４】図１０〜図１３は、従来の固体撮像装置の
垂直転送部と水平転送部の接続部を主な製造工程順に示
す断面図であり、分図（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９の
Ｙ−Ｙ線，Ｘ−Ｘ線に沿う部分について示したものであ
る。
垂直転送部と水平転送部の接続部を主な製造工程順に示
す断面図であり、分図（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９の
Ｙ−Ｙ線，Ｘ−Ｘ線に沿う部分について示したものであ
る。
【０００５】まず、図１０に示すようにＮ型シリコン基
板１上に厚さ約５０ｎｍの第１の酸化シリコン膜２を成
長させ、写真食刻法を用いて形成された厚さ約１．０μ
ｍの第１のフォトレジスト膜４ａをマスクにイオン注入
（例えば入射角０°，１００ｋｅＶ，１．０×１０12ｃ
ｍ-2のホウ素）を行う。
板１上に厚さ約５０ｎｍの第１の酸化シリコン膜２を成
長させ、写真食刻法を用いて形成された厚さ約１．０μ
ｍの第１のフォトレジスト膜４ａをマスクにイオン注入
（例えば入射角０°，１００ｋｅＶ，１．０×１０12ｃ
ｍ-2のホウ素）を行う。
【０００６】次に、第１のフォトレジスト膜４ａ除去後
不純物の熱拡散（例えば１２００℃，５時間程度）に
て、図１１に示すように、水平転送部となる第１のＰ型
ウエル層５を形成し、続いて、写真食刻法を用いて少な
くとも第１のＰ型ウエル層５を被覆し、厚さ約１．０μ
ｍの第２のフォトレジスト膜４ｂをマスクにイオン注入
（例えば入射角０°，６０ｋｅＶ，３．０×１０12ｃｍ
-2のホウ素）を行う。
不純物の熱拡散（例えば１２００℃，５時間程度）に
て、図１１に示すように、水平転送部となる第１のＰ型
ウエル層５を形成し、続いて、写真食刻法を用いて少な
くとも第１のＰ型ウエル層５を被覆し、厚さ約１．０μ
ｍの第２のフォトレジスト膜４ｂをマスクにイオン注入
（例えば入射角０°，６０ｋｅＶ，３．０×１０12ｃｍ
-2のホウ素）を行う。
【０００７】次に、第２のフォトレジスト膜４ｂ除去後
不純物の熱拡散（例えば１１００℃，２時間程度）に
て、図１２に示すように垂直転送部となる第２のＰ型ウ
エル層６を形成し、続いて、写真食刻法を用いて厚さ約
１．０μｍの第３のフォトレジスト膜４ｃをマスクにイ
オン注入（例えば入射角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×
１０12ｃｍ-2のヒ素）を行い、垂直転送部の一部となる
第１のＮ型半導体領域７を形成する。
不純物の熱拡散（例えば１１００℃，２時間程度）に
て、図１２に示すように垂直転送部となる第２のＰ型ウ
エル層６を形成し、続いて、写真食刻法を用いて厚さ約
１．０μｍの第３のフォトレジスト膜４ｃをマスクにイ
オン注入（例えば入射角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×
１０12ｃｍ-2のヒ素）を行い、垂直転送部の一部となる
第１のＮ型半導体領域７を形成する。
【０００８】次に、写真食刻法を用いて図１３に示すよ
うに、少なくとも第１のＮ型半導体領域７の一部を被覆
し、厚さ約１．０μｍの第４のフォトレジスト膜４ｄを
マスクにイオン注入（例えば入射角０°，１５０ｋｅ
Ｖ，２．０×１０12ｃｍ-2のリン）を行い、垂直転送部
の一部となる第２のＮ型半導体領域８を形成する。
うに、少なくとも第１のＮ型半導体領域７の一部を被覆
し、厚さ約１．０μｍの第４のフォトレジスト膜４ｄを
マスクにイオン注入（例えば入射角０°，１５０ｋｅ
Ｖ，２．０×１０12ｃｍ-2のリン）を行い、垂直転送部
の一部となる第２のＮ型半導体領域８を形成する。
【０００９】以降、慣用の技術を用いて光電変換部、電
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、従来の固体撮像装置が得られる。
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、従来の固体撮像装置が得られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像装置では、垂直転送部を構成するＰ型ウエル層及びＮ
型半導体領域と水平転送部を構成するＰ型ウエル層及び
Ｎ型半導体領域は、それぞれ別の工程によって形成され
ているので、写真食刻法工程の位置合わせ誤差により、
垂直転送部と水平転送部の接続部を制御良く形成するこ
とが困難であるという欠点があった。
像装置では、垂直転送部を構成するＰ型ウエル層及びＮ
型半導体領域と水平転送部を構成するＰ型ウエル層及び
Ｎ型半導体領域は、それぞれ別の工程によって形成され
ているので、写真食刻法工程の位置合わせ誤差により、
垂直転送部と水平転送部の接続部を制御良く形成するこ
とが困難であるという欠点があった。
【００１１】例えば、垂直転送部を構成するＰ型ウエル
層と水平転送部を構成するＰ型ウエル層の重なり量が少
ないもしくは離れて形成された場合においては、接続部
上の電荷転送電極下に深いポテンシャル井戸が形成さ
れ、また逆に、垂直転送部を構成するＰ型ウエル層と水
平転送部を構成するＰ型ウエル層の重なり量が大きくな
った場合においては、電荷転送電極下にポテンシャル障
壁が形成され、いずれの場合においても垂直置転送部か
ら水平転送部への信号電荷のスムーズな転送が阻害され
るという欠点があった。
層と水平転送部を構成するＰ型ウエル層の重なり量が少
ないもしくは離れて形成された場合においては、接続部
上の電荷転送電極下に深いポテンシャル井戸が形成さ
れ、また逆に、垂直転送部を構成するＰ型ウエル層と水
平転送部を構成するＰ型ウエル層の重なり量が大きくな
った場合においては、電荷転送電極下にポテンシャル障
壁が形成され、いずれの場合においても垂直置転送部か
ら水平転送部への信号電荷のスムーズな転送が阻害され
るという欠点があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板の
表面部の第１導電型半導体装置の表面領域内にそれぞれ
形成された複数個の光電変換部、前記光電変換部より転
送されてくる全信号電荷パターンを一水平走査線毎に一
斉に転送する複数本の垂直転送部および前記垂直転送部
より一水平走査線毎に転送されてる信号電荷を信号出力
部に転送する水平転送部から構成される固体撮像装置に
おいて、前記第１導電型半導体層が、前記垂直転送部及
び水平転送部に対してそれぞれ自己整合的に異なる濃度
プロファイルで形成されているというものである。しか
して、前記垂直転送部及び水平転送部を構成する第２導
電型半導体領域が、垂直転送部及び水平転送部に対して
それぞれ自己整合的に異なる濃度プロファイルで形成さ
れている。
表面部の第１導電型半導体装置の表面領域内にそれぞれ
形成された複数個の光電変換部、前記光電変換部より転
送されてくる全信号電荷パターンを一水平走査線毎に一
斉に転送する複数本の垂直転送部および前記垂直転送部
より一水平走査線毎に転送されてる信号電荷を信号出力
部に転送する水平転送部から構成される固体撮像装置に
おいて、前記第１導電型半導体層が、前記垂直転送部及
び水平転送部に対してそれぞれ自己整合的に異なる濃度
プロファイルで形成されているというものである。しか
して、前記垂直転送部及び水平転送部を構成する第２導
電型半導体領域が、垂直転送部及び水平転送部に対して
それぞれ自己整合的に異なる濃度プロファイルで形成さ
れている。
【００１３】この固体撮像装置は、半導体基板の一表面
に第１の酸化シリコン膜と窒化シリコン膜を順次に被着
する工程と、前記窒化シリコン膜を第１のフォトレジス
ト膜をマスクとして選択的に除去した後、前記窒化シリ
コン膜と前記第１のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第１のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって水平転送部下の第１の第１導
電型半導体層を形成する工程と、前記窒化シリコン膜を
マスクに選択酸化を施し第２のシリコン酸化膜を成長
し、前記窒化シリコン膜を除去した後、前記第２の酸化
シリコン膜と第２のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第２のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって前記第１の第１導電型半導体
層と自己整合的に垂直転送部の第２の第１導電型半導体
層を形成する工程とにより製造することができる。更
に、前記第２の酸化シリコン膜と第３のフォトレジスト
膜をマスクにイオン注入法にて前記第１の第１導電型半
導体層と自己整合的に前記第２の第１導電型半導体層内
に垂直転送部の第１の第２導電型半導体領域を形成する
工程と、前記第２の酸化シリコン膜を除去した後、第１
及び第２の第１導電型半導体層内に第２の第２導電型半
導体領域を形成する工程とを追加してもよい。
に第１の酸化シリコン膜と窒化シリコン膜を順次に被着
する工程と、前記窒化シリコン膜を第１のフォトレジス
ト膜をマスクとして選択的に除去した後、前記窒化シリ
コン膜と前記第１のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第１のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって水平転送部下の第１の第１導
電型半導体層を形成する工程と、前記窒化シリコン膜を
マスクに選択酸化を施し第２のシリコン酸化膜を成長
し、前記窒化シリコン膜を除去した後、前記第２の酸化
シリコン膜と第２のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第２のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって前記第１の第１導電型半導体
層と自己整合的に垂直転送部の第２の第１導電型半導体
層を形成する工程とにより製造することができる。更
に、前記第２の酸化シリコン膜と第３のフォトレジスト
膜をマスクにイオン注入法にて前記第１の第１導電型半
導体層と自己整合的に前記第２の第１導電型半導体層内
に垂直転送部の第１の第２導電型半導体領域を形成する
工程と、前記第２の酸化シリコン膜を除去した後、第１
及び第２の第１導電型半導体層内に第２の第２導電型半
導体領域を形成する工程とを追加してもよい。
【００１４】また、半導体基板の一表面に第１の酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜を順次形成する工程と、前記
窒化シリコン膜を第１のフォトレジスト膜をマスクに選
択的に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第のフォ
トレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第１の
フォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行なっ
て水平転送部の第１の第１導電型半導体層を形成する工
程と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を施し酸
化シリコン膜を成長した後、第２のフォトレジスト膜を
マスクとして前記窒化シリコン膜を選択的に除去し、前
記第２のシリコン酸化膜と前記第２のフォトレジスト膜
及び前記窒化シリコン膜をマスクにイオン注入を行ない
前記第２のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡
散を行なって前記第１の第１導電型半導体層と自己整合
的に垂直転送部の第２の第１導電型半導体層を形成する
工程とにより製造することができる。更に、前記窒化シ
リコン膜及び前記第２の酸化シリコン膜をマスクにイオ
ン注入を行なって前記第１及び第２の第１導電型半導体
層と自己整合的に前記第２の第１導電型半導体層内に垂
直転送部の第１の第２導電型半導体領域を形成する工程
と、前記第２の酸化シリコン膜を除去した後、前記窒化
シリコン膜をマスクとして前記第１の酸化シリコン膜を
除去したのちイオン注入を行なって前記第１の第２導電
型半導体領域と自己整合的に、前記第１及び第２の第１
導電型半導体層内に第２の第２導電型半導体領域を形成
する工程とを追加してもよい。
リコン膜と窒化シリコン膜を順次形成する工程と、前記
窒化シリコン膜を第１のフォトレジスト膜をマスクに選
択的に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第のフォ
トレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第１の
フォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行なっ
て水平転送部の第１の第１導電型半導体層を形成する工
程と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を施し酸
化シリコン膜を成長した後、第２のフォトレジスト膜を
マスクとして前記窒化シリコン膜を選択的に除去し、前
記第２のシリコン酸化膜と前記第２のフォトレジスト膜
及び前記窒化シリコン膜をマスクにイオン注入を行ない
前記第２のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡
散を行なって前記第１の第１導電型半導体層と自己整合
的に垂直転送部の第２の第１導電型半導体層を形成する
工程とにより製造することができる。更に、前記窒化シ
リコン膜及び前記第２の酸化シリコン膜をマスクにイオ
ン注入を行なって前記第１及び第２の第１導電型半導体
層と自己整合的に前記第２の第１導電型半導体層内に垂
直転送部の第１の第２導電型半導体領域を形成する工程
と、前記第２の酸化シリコン膜を除去した後、前記窒化
シリコン膜をマスクとして前記第１の酸化シリコン膜を
除去したのちイオン注入を行なって前記第１の第２導電
型半導体領域と自己整合的に、前記第１及び第２の第１
導電型半導体層内に第２の第２導電型半導体領域を形成
する工程とを追加してもよい。
【００１５】
【実施例】次に、本発明を図面を参照して説明する。
【００１６】図１〜図４は、本発明第１の実施例の固体
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
で、分図（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９のＹ−Ｙ線およ
びＸ−Ｘ線に沿う部分について示したものである。
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
で、分図（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９のＹ−Ｙ線およ
びＸ−Ｘ線に沿う部分について示したものである。
【００１７】まず、図１に示すように、Ｎ型シリコン基
板１の表面に約５０ｎｍの第１の酸化シリコン膜２ａと
約２５０ｎｍの窒化シリコン膜３を順に成膜し、写真食
刻法及びプラズマエッチング法を用いて約１．０μｍの
第１のフォトレジスト膜４ａ及び窒化シリコン膜３から
なるマスクを形成し、イオン注入（例えば入射角６０
°，１００ｋｅＶ，１．０×１０12ｃｍ-2のホウ素）を
行う。
板１の表面に約５０ｎｍの第１の酸化シリコン膜２ａと
約２５０ｎｍの窒化シリコン膜３を順に成膜し、写真食
刻法及びプラズマエッチング法を用いて約１．０μｍの
第１のフォトレジスト膜４ａ及び窒化シリコン膜３から
なるマスクを形成し、イオン注入（例えば入射角６０
°，１００ｋｅＶ，１．０×１０12ｃｍ-2のホウ素）を
行う。
【００１８】次に、第１のフォトレジスト膜４ａ除去後
不純物の熱拡散（例えば１２００℃，５時間程度）に
て、図２に示すように、水平転送部となる第１のＰ型ウ
エル層５を形成し、続いて、窒化シリコン膜３をマスク
に選択酸化を施し、第１のＰ型ウエル層５上に約４００
ｎｍ程度の第２の酸化シリコン膜２ｂを成長し、ウエッ
トエッチング法を用いて窒化シリコン膜３を除去した
後、垂直転送部となる第２のＰ型ウエル層を形成するた
め写真食刻法を用いて形成した約１．０μｍの第２のフ
ォトレジスト膜４ｂと第２の酸化シリコン膜２ｂをマス
クにイオン注入（例えば入射角０°，６０ｋｅＶ，３．
０×１０12ｃｍ-2ホウ素）を行う。
不純物の熱拡散（例えば１２００℃，５時間程度）に
て、図２に示すように、水平転送部となる第１のＰ型ウ
エル層５を形成し、続いて、窒化シリコン膜３をマスク
に選択酸化を施し、第１のＰ型ウエル層５上に約４００
ｎｍ程度の第２の酸化シリコン膜２ｂを成長し、ウエッ
トエッチング法を用いて窒化シリコン膜３を除去した
後、垂直転送部となる第２のＰ型ウエル層を形成するた
め写真食刻法を用いて形成した約１．０μｍの第２のフ
ォトレジスト膜４ｂと第２の酸化シリコン膜２ｂをマス
クにイオン注入（例えば入射角０°，６０ｋｅＶ，３．
０×１０12ｃｍ-2ホウ素）を行う。
【００１９】次に、第２のフォトレジスト膜４ｂ除去後
不純物の熱拡散（例えば１１００℃，２時間程度）に
て、図３に示すように、第１のＰ型ウエル層５と自己整
合的に第２のＰ型ウエル層６を形成し、続いて、垂直転
送部となる第１のＮ型半導体領域７を写真食刻法を用い
て形成した第３のフォトレジスト膜４ｃと第２の酸化シ
リコン膜２ｂをマスクにイオン注入（例えば入射角０
°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃｍ-2のヒ素）に
て、第１のＰ型ウエル層５と自己整合的に第２のＰ型ウ
エル層６内に形成する。
不純物の熱拡散（例えば１１００℃，２時間程度）に
て、図３に示すように、第１のＰ型ウエル層５と自己整
合的に第２のＰ型ウエル層６を形成し、続いて、垂直転
送部となる第１のＮ型半導体領域７を写真食刻法を用い
て形成した第３のフォトレジスト膜４ｃと第２の酸化シ
リコン膜２ｂをマスクにイオン注入（例えば入射角０
°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃｍ-2のヒ素）に
て、第１のＰ型ウエル層５と自己整合的に第２のＰ型ウ
エル層６内に形成する。
【００２０】次に、第１，第２の酸化シリコン膜２ａ，
ｂをウエットエッチング法により除去し、図４に示すよ
うに、再度Ｎ型半導体基板１に熱酸化を施し約２０ｎｍ
の酸化シリコン膜２ｃを成長した後、垂直転送部となる
第２のＮ型半導体領域８ａ，８ｂをそれぞれ垂直転送部
および水平転送部に、写真食刻法を用いて形成した第４
のフォトレジスト膜４ｄをマスクにイオン注入（例えば
入射角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃｍ-2のリ
ン）にて第１及び第２のＰ型ウエル層５，６内に形成す
る。この場合、垂直転送部のＮ型半導体領域は、第１の
Ｎ型半導体領域７および第２のＮ型半導体領域８ａにて
形成されることになる。
ｂをウエットエッチング法により除去し、図４に示すよ
うに、再度Ｎ型半導体基板１に熱酸化を施し約２０ｎｍ
の酸化シリコン膜２ｃを成長した後、垂直転送部となる
第２のＮ型半導体領域８ａ，８ｂをそれぞれ垂直転送部
および水平転送部に、写真食刻法を用いて形成した第４
のフォトレジスト膜４ｄをマスクにイオン注入（例えば
入射角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃｍ-2のリ
ン）にて第１及び第２のＰ型ウエル層５，６内に形成す
る。この場合、垂直転送部のＮ型半導体領域は、第１の
Ｎ型半導体領域７および第２のＮ型半導体領域８ａにて
形成されることになる。
【００２１】以降、慣用の技術を用いて光電変換部、電
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第１の実施例の固体撮像装置が得られる。
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第１の実施例の固体撮像装置が得られる。
【００２２】垂直転送部と水平転送部との接続部は自己
整合的に形成されるため、マスクの位置合せ誤差により
この接続部に生じるポテンシャル井戸や障壁を防止し、
垂直転送部から水平転送部への信号電荷の転送を効率よ
く行える。
整合的に形成されるため、マスクの位置合せ誤差により
この接続部に生じるポテンシャル井戸や障壁を防止し、
垂直転送部から水平転送部への信号電荷の転送を効率よ
く行える。
【００２３】図５，図６は、本発明第２の実施例の固体
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
であり、分図（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９のＹ−Ｙ線
およびＸ−Ｘ線に沿う部分について示したものである。
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
であり、分図（ａ），（ｂ）はそれぞれ図９のＹ−Ｙ線
およびＸ−Ｘ線に沿う部分について示したものである。
【００２４】まず、図５に示すように、Ｎ型シリコン基
板１上に約５０ｎｍの第１の酸化シリコン膜２ａと約２
５０ｎｍの窒化シリコン膜３を順に成長させ、写真食刻
法及びプラズマエッチング法を用いて形成した約１．０
μｍの第１のフォトレジスト膜４ａ及び窒化シリコン膜
３をマスクにイオン注入（例えば入射角６０°，１００
ｋｅＶ，１．０×１０12ｃｍ-2のホウ素）を行う。
板１上に約５０ｎｍの第１の酸化シリコン膜２ａと約２
５０ｎｍの窒化シリコン膜３を順に成長させ、写真食刻
法及びプラズマエッチング法を用いて形成した約１．０
μｍの第１のフォトレジスト膜４ａ及び窒化シリコン膜
３をマスクにイオン注入（例えば入射角６０°，１００
ｋｅＶ，１．０×１０12ｃｍ-2のホウ素）を行う。
【００２５】次に、第１のフォトレジスト４ａ除去後不
純物の熱拡散（例えば１２００℃，５時間程度）にて、
図６に示すように、水平転送部となる第１のＰ型ウエル
層５を形成し、続いて、窒化シリコン膜３をマスクに選
択酸化を施し、第１のＰ型ウエル層５上に約４００ｎｍ
程度の第２の酸化シリコン膜２ｂを成長し、写真食刻法
を用いて窒化シリコン膜３を選択的に除去した後、垂直
転送部となる第２のＰ型ウエル層を形成するため約１．
０μｍの第２のフォトレジスト膜４ｂ，窒化シリコン膜
３及び第２の酸化シリコン膜２ｂをマスクにイオン注入
（例えば入射角０°６０ｋｅＶ，３．０×１０12ｃｍ-2
のホウ素）を行う。
純物の熱拡散（例えば１２００℃，５時間程度）にて、
図６に示すように、水平転送部となる第１のＰ型ウエル
層５を形成し、続いて、窒化シリコン膜３をマスクに選
択酸化を施し、第１のＰ型ウエル層５上に約４００ｎｍ
程度の第２の酸化シリコン膜２ｂを成長し、写真食刻法
を用いて窒化シリコン膜３を選択的に除去した後、垂直
転送部となる第２のＰ型ウエル層を形成するため約１．
０μｍの第２のフォトレジスト膜４ｂ，窒化シリコン膜
３及び第２の酸化シリコン膜２ｂをマスクにイオン注入
（例えば入射角０°６０ｋｅＶ，３．０×１０12ｃｍ-2
のホウ素）を行う。
【００２６】第２のフォトレジスト膜４ｂ除去後不純物
の熱拡散（例えば１１００℃，２時間程度）にて、図７
に示すように、第１のＰ型ウエル層５と自己整合的に第
２のＰ型ウエル層６を形成し、続いて、垂直転送部とな
る第１のＮ型半導体領域７を窒化シリコン膜３と第２の
酸化シリコン膜２ｂをマスクにイオン注入（例えば入射
角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃｍ-2のヒ素）
にて第１及び第２のＰ型ウエル層５，６と自己整合的に
第２のＰ型ウエル層６内に形成する。
の熱拡散（例えば１１００℃，２時間程度）にて、図７
に示すように、第１のＰ型ウエル層５と自己整合的に第
２のＰ型ウエル層６を形成し、続いて、垂直転送部とな
る第１のＮ型半導体領域７を窒化シリコン膜３と第２の
酸化シリコン膜２ｂをマスクにイオン注入（例えば入射
角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃｍ-2のヒ素）
にて第１及び第２のＰ型ウエル層５，６と自己整合的に
第２のＰ型ウエル層６内に形成する。
【００２７】次に、図８に示すように、窒化シリコン膜
３をマスクに酸化シリコン膜２ａ，ｂをウエットエッチ
ング法により除去し、再度Ｎ型シリコン基板１に熱酸化
を施し約２０ｎｍの第３の酸化シリコン膜２ｃを成長し
た後、垂直転送部および水平転送部に第２のＮ型半導体
領域８ａ，８ｂを窒化シリコン膜をマスクにイオン注入
（例えば入射角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃ
ｍ-2のリン）にて第１のＮ型半導体領域７と自己整合的
に、第１及び第２のＰ型ウエル層５，６内に形成する。
この場合、垂直転送部のＮ型半導体領域は前記第１及び
第２のＮ型半導体領域７，８ａにて形成されることにな
る。
３をマスクに酸化シリコン膜２ａ，ｂをウエットエッチ
ング法により除去し、再度Ｎ型シリコン基板１に熱酸化
を施し約２０ｎｍの第３の酸化シリコン膜２ｃを成長し
た後、垂直転送部および水平転送部に第２のＮ型半導体
領域８ａ，８ｂを窒化シリコン膜をマスクにイオン注入
（例えば入射角０°，１５０ｋｅＶ，２．０×１０12ｃ
ｍ-2のリン）にて第１のＮ型半導体領域７と自己整合的
に、第１及び第２のＰ型ウエル層５，６内に形成する。
この場合、垂直転送部のＮ型半導体領域は前記第１及び
第２のＮ型半導体領域７，８ａにて形成されることにな
る。
【００２８】以降、慣用の技術を用いて光電変換部、電
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第２の実施例の固体撮像装置が得られる。
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第２の実施例の固体撮像装置が得られる。
【００２９】本実施例は、垂直転送部と水平転送部との
接続部が自己整合的に形成されるばかりでなく、垂直転
送部と構成する第２のＰ型ウエル層６とＮ型半導体領域
７，８ａも図９のＸ−Ｘ方向に自己整合的に形成できる
利点がある。
接続部が自己整合的に形成されるばかりでなく、垂直転
送部と構成する第２のＰ型ウエル層６とＮ型半導体領域
７，８ａも図９のＸ−Ｘ方向に自己整合的に形成できる
利点がある。
【００３０】尚、上述した本発明の第１及び第２の実施
例では、約４００ｎｍ程度の第２の酸化シリコン膜２ｂ
をシリコン基板に形成したのち選択酸化を施してフィー
ルド酸化膜を形成する固体撮像装置の製造方法を示した
が、第１のシリコン酸化膜上に多結晶シリコン膜を堆積
したのちその多結晶シリコン膜を選択酸化するとか、第
１の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜、多結晶シリコ
ン膜および他の酸化シリコン膜を堆積して多結晶シリコ
ン膜選択酸化してもよい。
例では、約４００ｎｍ程度の第２の酸化シリコン膜２ｂ
をシリコン基板に形成したのち選択酸化を施してフィー
ルド酸化膜を形成する固体撮像装置の製造方法を示した
が、第１のシリコン酸化膜上に多結晶シリコン膜を堆積
したのちその多結晶シリコン膜を選択酸化するとか、第
１の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜、多結晶シリコ
ン膜および他の酸化シリコン膜を堆積して多結晶シリコ
ン膜選択酸化してもよい。
【００３１】また、上述した本発明の第１及び第２の実
施例では、電荷転送部として埋め込みチャンネルＣＣＤ
を有する固体撮像装置の製造方法を示したが、表面チャ
ンネルＣＣＤを有する固体撮像装置の製造法においても
同様にして適用できる。
施例では、電荷転送部として埋め込みチャンネルＣＣＤ
を有する固体撮像装置の製造方法を示したが、表面チャ
ンネルＣＣＤを有する固体撮像装置の製造法においても
同様にして適用できる。
【００３２】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の固体撮
像装置により、上述した課題が極めて容易に解決され
る。
像装置により、上述した課題が極めて容易に解決され
る。
【図１】本発明の第１の実施例を製造工程に沿って説明
するため図８のＹ−Ｙ線相当部、Ｘ−Ｘ線相当部を
（ａ），（ｂ）に分図して示す半導体チップの断面図で
ある。
するため図８のＹ−Ｙ線相当部、Ｘ−Ｘ線相当部を
（ａ），（ｂ）に分図して示す半導体チップの断面図で
ある。
【図２】図１に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す半導体チップ断面図
である。
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す半導体チップ断面図
である。
【図３】図２に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
【図４】図３に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施例を製造工程に沿って説明
するため図８のＹ−Ｙ線相当部、Ｘ−Ｘ線相当部を
（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
するため図８のＹ−Ｙ線相当部、Ｘ−Ｘ線相当部を
（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
【図６】図５に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
【図７】図６に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
【図８】図７に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図である。
【図９】固体撮像装置を概略的に示す平面図である。
【図１０】従来例を製造工程に沿って説明するため図８
のＹ−Ｙ線相当部、Ｘ−Ｘ線相当部を（ａ），（ｂ）に
分図して示す断面図である。
のＹ−Ｙ線相当部、Ｘ−Ｘ線相当部を（ａ），（ｂ）に
分図して示す断面図である。
【図１１】図１０に対応する工程の次工程の説明のた
め、同様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図であ
る。
め、同様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図であ
る。
【図１２】図１１に対応する工程の次工程の説明のた
め、同様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図であ
る。
め、同様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図であ
る。
【図１３】図１２に対応する工程の次工程の説明のた
め、同様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図であ
る。
め、同様に（ａ），（ｂ）に分図して示す断面図であ
る。
１ Ｐ型シリコン基板 ２ａ 第１の酸化シリコン膜 ２ｂ 第２の酸化シリコン膜 ２ｃ 第３の酸化シリコン膜 ３ 窒化シリコン膜 ４ａ 第１のフォトレジスト膜 ４ｂ 第２のフォトレジスト膜 ４ｃ 第３のフォトレジスト膜 ４ｄ 第４のフォトレジスト膜 ５ 第１のＰ型ウエル層 ６ 第２のＰ型ウエル層 ７ 第１のＮ型半導体層 ８ａ，８ｂ 第２のＮ型半導体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/339 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768 H04N 5/335
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板の表面部の第１導電型半導体
層の表面領域内にそれぞれ形成された複数個の光電変換
部、前記光電変換部より転送されてくる全信号電荷パタ
ーンを一水平走査線毎に一斉に転送する複数本の垂直転
送部および前記垂直転送部より一水平走査線毎に転送さ
れてくる信号電荷を信号出力部に転送する水平転送部か
ら構成される固体撮像装置において、前記水平転送部を
構成する第１の第１導電型半導体層と前記垂直転送部を
構成する第２の第１導電型半導体層とが互いに重ならな
いで接するように形成され、前記第２の第１導電型半導
体層の不純物濃度が前記第１の第１導電型半導体層の不
純物濃度より高くなるように設定され、且つ、前記第
１、第２の第１導電型半導体層の表面領域に第２導電型
半導体領域が形成され、前記第２の第１導電型半導体層
の表面領域に形成された第２導電型半導体領域の不純物
濃度が前記第１の第１導電型半導体層の表面領域に形成
された第２導電型半導体領域の不純物濃度より高くなる
ように設定されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 半導体基板の表面部の第１導電型半導体
層の表面領域内にそれぞれ形成された複数個の光電変換
部、前記光電変換部より転送されてくる全信号電荷パタ
ーンを一水平走査線毎に一斉に転送する複数本の垂直転
送部および前記垂直転送部より一水平走査線毎に転送さ
れてくる信号電荷を信号出力部に転送する水平転送部か
ら構成される固体撮像装置において、前記水平転送部を
構成する第１の第１導電型半導体層と前記垂直転送部を
構成する第２の第１導電型半導体層とが互いに重ならな
いで接するように形成され、前記第２の第１導電型半導
体層の不純物濃度が前記第１の第１導電型半導体層の不
純物濃度より高くなるように設定され、前記第２の第１
導電型半導体層の表面領域にのみ第１の第２導電型半導
体領域が形成されていることを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項３】 前記第１の第１導電型半導体層および前
記第２の第１導電型半導体層の表面領域に第２の第２導
電型半導体領域が形成されていることを特徴とする請求
項２記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 半導体基板の一表面に第１の酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜を順次に被着する工程と、前記窒
化シリコン膜を第１のフォトレジスト膜をマスクとして
選択的に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第１の
フォトレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第
１のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行
なって水平転送部下の第１の第１導電型半導体層を形成
する工程と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を
施し第２のシリコン酸化膜を成長し、前記窒化シリコン
膜を除去した後、前記第２の酸化シリコン膜と第２のフ
ォトレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第２
のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行な
って前記第１の第１導電型半導体層と自己整合的に垂直
転送部の第２の第１導電型半導体層を形成する工程とを
有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記第２の酸化シリコン膜と第３のフォ
トレジスト膜をマスクにイオン注入法にて前記第１の第
１導電型半導体層と自己整合的に前記第２の 第１導電型
半導体層内に垂直転送部の第１の第２導電型半導体領域
を形成する工程と、前記第２の酸化シリコン膜を除去し
た後、第１及び第２の第１導電型半導体層内に第２の第
２導電型半導体領域を形成する工程とを有することを特
徴とする特許請求の範囲第４項記載の固体撮像装置の製
造方法。 - 【請求項６】 半導体基板の一表面に第１の酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜を順次形成する工程と、前記窒化
シリコン膜を第１のフォトレジスト膜をマスクに選択的
に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第１のフォト
レジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第１のフ
ォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行なって
水平転送部の第１の第１導電型半導体層を形成する工程
と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を施し第２
の酸化シリコン膜を成長した後、第２のフォトレジスト
膜をマスクとして前記窒化シリコン膜を選択的に除去
し、前記第２の酸化シリコン膜と前記第２のフォトレジ
スト膜及び前記窒化シリコン膜をマスクにイオン注入を
行ない前記第２のフォトレジスト膜を除去した後不純物
の熱拡散を行なって前記第１の第１導電型半導体層と自
己整合的に垂直転送部の第２の第１導電型半導体層を形
成する工程とを有することを特徴とする固体撮像装置の
製造方法。 - 【請求項７】 前記窒化シリコン膜及び前記第２の酸化
シリコン膜をマスクにイオン注入を行なって前記第１及
び第２の第１導電型半導体層と自己整合的に前記第２の
第１導電型半導体層内に垂直転送部の第１の第２導電型
半導体領域を形成する工程と、前記第２の酸化シリコン
膜を除去した後、前記窒化シリコン膜をマスクとして前
記第１の酸化シリコン膜を除去したのちイオン注入を行
なって前記第１の第２導電型半導体領域と自己整合的
に、前記第１及び第２の第１導電型半導体層内に第２の
第２導電型半導体領域を形成する工程を有することを特
徴とする特許請求の範囲第６項記載の固体撮像装置の製
造方法。 - 【請求項８】 前記第１の第１導電型半導体層が、イオ
ン注入の入射角を制御することにより第１のフォトレジ
スト膜、窒化シリコン膜および第１の酸化シリコン膜か
らなるマスク材に対して所望の距離を置いて形成するこ
とを特徴とする請求項４，５，６または７記載の固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項９】 半導体基板の一表面に前記第１のシリコ
ン酸化膜を形成する 替りに酸化シリコン膜および多結晶
シリコン膜を堆積するか或いは酸化シリコン膜、窒化シ
リコン膜、多結晶シリコン膜および他の酸化シリコン膜
を堆積する工程を含む請求項４，５，６，７または８記
載の固体撮像装置の製造方法。
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