JP2853786B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置の製造方
法に関するものである。
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ビデオカメラに使用されているＣＣＤ固
体撮像装置の中のフォトダイオード部（光を光電変換に
より電荷として蓄える部分）について、その従来の製造
方法を図面を参照しながら説明する。図８〜１０は従来
の製造方法の工程順断面図を示す。
体撮像装置の中のフォトダイオード部（光を光電変換に
より電荷として蓄える部分）について、その従来の製造
方法を図面を参照しながら説明する。図８〜１０は従来
の製造方法の工程順断面図を示す。
【０００３】最初に図８に示すように、ｎ型シリコン
（以下、Ｓｉと記す）基板１に第１のｐ型ウエル２を形
成する。その後、第２のｐ型ウエル３やフォトダイオー
ド部のｎ型領域であるｎ型ウエル１０を形成する。次
に、図９に示すように、第２のｐ型ウエル３の中に垂直
電荷転送部（以下、垂直ＣＣＤと記す）であるｎ+型領
域４を形成する。この後、垂直ＣＣＤ４とｎ型ウエル１
０とを分離するためのチャンネルストッパー６と、読み
出し領域のしきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのチャ
ンネルドープ５をボロン（Ｂ）イオンのイオン注入で形
成する。チャンネルストッパー６は、ドーズ量が１０13
ｃｍ-2程度のＢを注入する。チャンネルドープ５はドー
ズ量が１０11ｃｍ-2程度のＢを注入するのが一般的であ
る。
（以下、Ｓｉと記す）基板１に第１のｐ型ウエル２を形
成する。その後、第２のｐ型ウエル３やフォトダイオー
ド部のｎ型領域であるｎ型ウエル１０を形成する。次
に、図９に示すように、第２のｐ型ウエル３の中に垂直
電荷転送部（以下、垂直ＣＣＤと記す）であるｎ+型領
域４を形成する。この後、垂直ＣＣＤ４とｎ型ウエル１
０とを分離するためのチャンネルストッパー６と、読み
出し領域のしきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのチャ
ンネルドープ５をボロン（Ｂ）イオンのイオン注入で形
成する。チャンネルストッパー６は、ドーズ量が１０13
ｃｍ-2程度のＢを注入する。チャンネルドープ５はドー
ズ量が１０11ｃｍ-2程度のＢを注入するのが一般的であ
る。
【０００４】次に、図１０に示すように、ゲート酸化膜
７を形成後、ポリシリコン電極８をドライエッチング法
で形成して、フォトダイオード部の電荷を垂直ＣＣＤ４
に読み出す構造にする。その後、暗電流対策のためにｎ
型ウエル１０とゲート酸化膜７との界面を、ドーズ量が
１０14ｃｍ-2程度のＢでイオン注入する。この際、埋め
込みフォトダイオードとなるｐ+型領域１３をポリシリ
コン電極８をマスクにして形成するのが一般的となって
いる。
７を形成後、ポリシリコン電極８をドライエッチング法
で形成して、フォトダイオード部の電荷を垂直ＣＣＤ４
に読み出す構造にする。その後、暗電流対策のためにｎ
型ウエル１０とゲート酸化膜７との界面を、ドーズ量が
１０14ｃｍ-2程度のＢでイオン注入する。この際、埋め
込みフォトダイオードとなるｐ+型領域１３をポリシリ
コン電極８をマスクにして形成するのが一般的となって
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来法では、読み出し
のポリシリコン電極８はｎ型ウエル１０及び垂直ＣＣＤ
４を形成した後に形成される。この時、読み出しのＶｔ
がポリシリコン電極８の垂直ＣＣＤ４から突き出したそ
の大きさや、チャンネルドープ５の濃度や大きさによ
り、微妙に変化する。このためＶｔを精度よく制御する
ことが非常に困難であった。しかも、チャンネルドープ
５のＶｔ値や不純物の深さの微妙な変化が固体撮像装置
の読み出し特性の１つである残像特性や電子シャッター
時の読み出し電圧に非常に大きな悪影響を与える。
のポリシリコン電極８はｎ型ウエル１０及び垂直ＣＣＤ
４を形成した後に形成される。この時、読み出しのＶｔ
がポリシリコン電極８の垂直ＣＣＤ４から突き出したそ
の大きさや、チャンネルドープ５の濃度や大きさによ
り、微妙に変化する。このためＶｔを精度よく制御する
ことが非常に困難であった。しかも、チャンネルドープ
５のＶｔ値や不純物の深さの微妙な変化が固体撮像装置
の読み出し特性の１つである残像特性や電子シャッター
時の読み出し電圧に非常に大きな悪影響を与える。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、フォトダイオ
ードの電荷を垂直ＣＣＤに読み出し易くなり、ＣＣＤの
残像特性や電子シャッター時の読み出し低電圧化の大幅
な改善ができ、フォトダイオード部と垂直ＣＣＤ部の分
離耐圧の向上が図られ、チャンネルストッパー領域の濃
度の低減が可能となり、垂直ＣＣＤの電荷容量の増加を
図りうることを目的とする固体撮像装置の製造方法を提
供するものである。
ードの電荷を垂直ＣＣＤに読み出し易くなり、ＣＣＤの
残像特性や電子シャッター時の読み出し低電圧化の大幅
な改善ができ、フォトダイオード部と垂直ＣＣＤ部の分
離耐圧の向上が図られ、チャンネルストッパー領域の濃
度の低減が可能となり、垂直ＣＣＤの電荷容量の増加を
図りうることを目的とする固体撮像装置の製造方法を提
供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置の製造方法は、一導電型の半導
体基板上に他導電型の第１の拡散領域からなる光電変換
部と、前記光電変換部からの信号電荷を読み出し転送す
る他導電型の第２の拡散領域を転送チャネルとする垂直
電荷転送部と、前記光電変換部と前記垂直転送部との間
であって前記光電変換部から前記垂直電荷転送部へ信号
電荷を読み出す一導電型の第３の拡散領域からなる読み
出し領域を備えた固体撮像装置において、前記半導体基
板上に前記第２および第３の拡散領域を形成後、前記半
導体基板上に絶縁膜、導電膜、レジストパターンを順次
形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記導電
膜をパターニングして前記垂直転送部の転送電極を形成
し、次いで、前記レジストパターンを残した前記転送電
極に対してセルフアラインで傾斜イオン注入を行うこと
により前記第１の拡散領域を前記第３の拡散領域に喰い
込むように形成する。
に本発明の固体撮像装置の製造方法は、一導電型の半導
体基板上に他導電型の第１の拡散領域からなる光電変換
部と、前記光電変換部からの信号電荷を読み出し転送す
る他導電型の第２の拡散領域を転送チャネルとする垂直
電荷転送部と、前記光電変換部と前記垂直転送部との間
であって前記光電変換部から前記垂直電荷転送部へ信号
電荷を読み出す一導電型の第３の拡散領域からなる読み
出し領域を備えた固体撮像装置において、前記半導体基
板上に前記第２および第３の拡散領域を形成後、前記半
導体基板上に絶縁膜、導電膜、レジストパターンを順次
形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記導電
膜をパターニングして前記垂直転送部の転送電極を形成
し、次いで、前記レジストパターンを残した前記転送電
極に対してセルフアラインで傾斜イオン注入を行うこと
により前記第１の拡散領域を前記第３の拡散領域に喰い
込むように形成する。
【０００８】また、一導電型の半導体基板上に他導電型
の第１の拡散領域からなる光電変換部と、前記光電変換
部からの信号電荷を読み出し転送する他導電型の第２の
拡散 領域を転送チャネルとする垂直電荷転送部と、前記
光電変換部と前記垂直転送部との間であって前記光電変
換部から前記垂直電荷転送部へ信号電荷を読み出す一導
電型の第３の拡散領域からなる読み出し領域を備えた固
体撮像装置において、前記半導体基板上に前記第２およ
び第３の拡散領域を形成後、前記半導体基板上に絶縁
膜、導電膜、レジストパターンを順次形成し、前記レジ
ストパターンをマスクとして前記導電膜をパターニング
して前記垂直転送部の転送電極を形成し、次いで、前記
レジストパターンを残した前記転送電極に対してセルフ
アラインで加速電圧の異なる２回のイオン注入を行うこ
とにより、かつ、該２回のイオン注入のうち少なくとも
１回を傾斜イオン注入とすることにより前記第１の拡散
領域を前記第３の拡散領域に喰い込むように形成する。
の第１の拡散領域からなる光電変換部と、前記光電変換
部からの信号電荷を読み出し転送する他導電型の第２の
拡散 領域を転送チャネルとする垂直電荷転送部と、前記
光電変換部と前記垂直転送部との間であって前記光電変
換部から前記垂直電荷転送部へ信号電荷を読み出す一導
電型の第３の拡散領域からなる読み出し領域を備えた固
体撮像装置において、前記半導体基板上に前記第２およ
び第３の拡散領域を形成後、前記半導体基板上に絶縁
膜、導電膜、レジストパターンを順次形成し、前記レジ
ストパターンをマスクとして前記導電膜をパターニング
して前記垂直転送部の転送電極を形成し、次いで、前記
レジストパターンを残した前記転送電極に対してセルフ
アラインで加速電圧の異なる２回のイオン注入を行うこ
とにより、かつ、該２回のイオン注入のうち少なくとも
１回を傾斜イオン注入とすることにより前記第１の拡散
領域を前記第３の拡散領域に喰い込むように形成する。
【０００９】
【作用】上記手段を用いることにより、フォトダイオー
ドの電荷を垂直ＣＣＤに読み出し易くなり、ＣＣＤの残
像特性や電子シャッター時の読み出し低電圧化の大幅な
改善が可能となる。また、１０度以上の大傾斜イオン注
入機を用いてフォトダイオードｎ領域を形成することに
より、フォトダイオード部と垂直ＣＣＤ部の分離耐圧の
向上を図ることが可能となり、チャンネルストッパー領
域の濃度の低減が可能となり、垂直ＣＣＤの電荷容量の
増加を図ることも可能である。
ドの電荷を垂直ＣＣＤに読み出し易くなり、ＣＣＤの残
像特性や電子シャッター時の読み出し低電圧化の大幅な
改善が可能となる。また、１０度以上の大傾斜イオン注
入機を用いてフォトダイオードｎ領域を形成することに
より、フォトダイオード部と垂直ＣＣＤ部の分離耐圧の
向上を図ることが可能となり、チャンネルストッパー領
域の濃度の低減が可能となり、垂直ＣＣＤの電荷容量の
増加を図ることも可能である。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例の工程順断面図を図１〜４
に示す。
に示す。
【００１１】図１に示すように、ｎ型Ｓｉ基板１に、熱
拡散法を用いて第１のｐ型ウエル２および第２のｐ型ウ
エル３を形成した後、リン（Ｐ）イオンを注入して垂直
ＣＣＤ４を形成する。その後、Ｂをドーズ量１０13ｃｍ
-2程度注入し、チャンネルストッパー６および１０11ｃ
ｍ-2程度注入してチャンネルドープ５を形成する。
拡散法を用いて第１のｐ型ウエル２および第２のｐ型ウ
エル３を形成した後、リン（Ｐ）イオンを注入して垂直
ＣＣＤ４を形成する。その後、Ｂをドーズ量１０13ｃｍ
-2程度注入し、チャンネルストッパー６および１０11ｃ
ｍ-2程度注入してチャンネルドープ５を形成する。
【００１２】次に、図２に示すように、Ｓｉ基板１表面
を約１０００Å程度熱酸化してゲート酸化膜７を形成す
る。その後、ゲート酸化膜７上に減圧ＣＶＤ法を用いて
約３０００Åポリシリコンを堆積させる。そして、読み
出し電極形成のため、レジスト９をパターニングする。
その後、レジスト９をマスクにドライエッチングを用い
てポリシリコン電極８を形成する。
を約１０００Å程度熱酸化してゲート酸化膜７を形成す
る。その後、ゲート酸化膜７上に減圧ＣＶＤ法を用いて
約３０００Åポリシリコンを堆積させる。そして、読み
出し電極形成のため、レジスト９をパターニングする。
その後、レジスト９をマスクにドライエッチングを用い
てポリシリコン電極８を形成する。
【００１３】次に、図３に示すように、レジスト９を残
したポリシリコン電極８をマスクとして、セルフアライ
ンで読み出しゲートに喰い込むような方向にイオン注入
を行う。すなわち基板に垂直な方向から１５度の傾きを
持つ注入角度でＰイオンを、加速電圧７００ｋｅＶで、
ドーズ量１０12ｃｍ-2程度注入する。このようにして、
フォトダイオードとなるｎ型ウエル１０を形成する。こ
の時、レジスト９の膜厚は、Ｐイオンが突き抜けないよ
うに約３μｍの厚さのレジストを使用する。
したポリシリコン電極８をマスクとして、セルフアライ
ンで読み出しゲートに喰い込むような方向にイオン注入
を行う。すなわち基板に垂直な方向から１５度の傾きを
持つ注入角度でＰイオンを、加速電圧７００ｋｅＶで、
ドーズ量１０12ｃｍ-2程度注入する。このようにして、
フォトダイオードとなるｎ型ウエル１０を形成する。こ
の時、レジスト９の膜厚は、Ｐイオンが突き抜けないよ
うに約３μｍの厚さのレジストを使用する。
【００１４】その後、埋め込みフォトダイオード形成を
行なうため、図４に示すように、レジスト９を除去した
後、ポリシリコン電極８をマスクにしてＢイオンを加速
電圧５０ｋｅＶ、ドーズ量１０14ｃｍ-2程度イオン注入
する。このようにして埋め込みフォトダイオードとなる
ｐ+型領域１３を形成する。
行なうため、図４に示すように、レジスト９を除去した
後、ポリシリコン電極８をマスクにしてＢイオンを加速
電圧５０ｋｅＶ、ドーズ量１０14ｃｍ-2程度イオン注入
する。このようにして埋め込みフォトダイオードとなる
ｐ+型領域１３を形成する。
【００１５】上記手法で作成した固体撮像装置は、読み
出しのＶｔ制御のチャンネルドープ５がフォトダイオー
ドであるｎ型ウエル１０と加わる。このため、不純物濃
度の薄い領域がフォトダイオードと垂直ＣＣＤ４との間
に形成される。このため、フォトダイオードの電荷を垂
直ＣＣＤ４へ読み出し易くなる。
出しのＶｔ制御のチャンネルドープ５がフォトダイオー
ドであるｎ型ウエル１０と加わる。このため、不純物濃
度の薄い領域がフォトダイオードと垂直ＣＣＤ４との間
に形成される。このため、フォトダイオードの電荷を垂
直ＣＣＤ４へ読み出し易くなる。
【００１６】また、フォトダイオードと垂直ＣＣＤ４と
の分離部は、大傾斜イオン注入を用いるため、隣のフォ
トダイオードのポリシリコン電極８マスクの蔭となる。
このためフォトダイオードのｎ型ウエル１０とチャンネ
ルストッパー６との距離が大きくなり、より分離耐圧が
向上するようになる。
の分離部は、大傾斜イオン注入を用いるため、隣のフォ
トダイオードのポリシリコン電極８マスクの蔭となる。
このためフォトダイオードのｎ型ウエル１０とチャンネ
ルストッパー６との距離が大きくなり、より分離耐圧が
向上するようになる。
【００１７】また、１５度の大傾斜イオン注入と通常の
７度または０度の注入角度のイオン注入を組み合わせる
ことにより、より残像特性や電子シャッターの読み出し
時の低電圧化された固体撮像装置を得ることができる。
７度または０度の注入角度のイオン注入を組み合わせる
ことにより、より残像特性や電子シャッターの読み出し
時の低電圧化された固体撮像装置を得ることができる。
【００１８】この工程順断面図を図１，２，５，６，７
の順に示す。ここでは、図６だけ説明を加える。図６
は、前記説明したように、レジスト９を残したポリシリ
コン電極８をマスクにして、Ｐイオンを最初通常の０度
の注入角度で加速電圧５００ｋｅＶ、ドーズ量１０12ｃ
ｍ-2程度注入する。このようにしてフォトダイオードと
なる第１のｎ型ウエル１１を形成後、同一マスクを使用
してＰイオンを注入する。この時、読み出しのポリシリ
コン電極８に喰い込む方向に１５度の大傾斜注入角度で
加速電圧３００ｋｅＶ、ドーズ量１０11ｃｍ-2程度注入
する。このようにしてフォトダイオードである第２のｎ
型ウエル１２を形成する。これによって、フォトダイオ
ードの電荷を読み出し易くする。
の順に示す。ここでは、図６だけ説明を加える。図６
は、前記説明したように、レジスト９を残したポリシリ
コン電極８をマスクにして、Ｐイオンを最初通常の０度
の注入角度で加速電圧５００ｋｅＶ、ドーズ量１０12ｃ
ｍ-2程度注入する。このようにしてフォトダイオードと
なる第１のｎ型ウエル１１を形成後、同一マスクを使用
してＰイオンを注入する。この時、読み出しのポリシリ
コン電極８に喰い込む方向に１５度の大傾斜注入角度で
加速電圧３００ｋｅＶ、ドーズ量１０11ｃｍ-2程度注入
する。このようにしてフォトダイオードである第２のｎ
型ウエル１２を形成する。これによって、フォトダイオ
ードの電荷を読み出し易くする。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明では、ＣＣＤ固体撮
像素子のフォトダイオードと垂直ＣＣＤの間の通常読み
出しゲートのＶｔ制御領域において、不純物濃度差によ
り電荷の読み出し易いような道を注入角度のパラメータ
ーの導入によって高精度に形成することにより、残像特
性や電子シャッター時の読み出し電圧の低電圧化の向上
を図ることが可能となる。
像素子のフォトダイオードと垂直ＣＣＤの間の通常読み
出しゲートのＶｔ制御領域において、不純物濃度差によ
り電荷の読み出し易いような道を注入角度のパラメータ
ーの導入によって高精度に形成することにより、残像特
性や電子シャッター時の読み出し電圧の低電圧化の向上
を図ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図２】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図３】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図４】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図５】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図６】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図７】本発明の一実施例の製造工程を示す工程順断面
図
図
【図８】従来の固体撮像装置の製造工程を示す工程順断
面図
面図
【図９】従来の固体撮像装置の製造工程を示す工程順断
面図
面図
【図１０】従来の固体撮像装置の製造工程を示す工程順
断面図
断面図
１ Ｓｉ基板 ２，３ ｐ型ウエル ４ 垂直ＣＣＤ ５ チャンネルドープ ６ チャンネルストッパー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768
Claims (2)
- 【請求項１】 一導電型の半導体基板上に他導電型の第
１の拡散領域からなる光電変換部と、前記光電変換部か
らの信号電荷を読み出し転送する他導電型の第２の拡散
領域を転送チャネルとする垂直電荷転送部と、前記光電
変換部と前記垂直転送部との間であって前記光電変換部
から前記垂直電荷転送部へ信号電荷を読み出す一導電型
の第３の拡散領域からなる読み出し領域を備えた固体撮
像装置の製造方法において、前記半導体基板上に前記第
２および第３の拡散領域を形成後、前記半導体基板上に
絶縁膜、導電膜、レジストパターンを順次形成し、前記
レジストパターンをマスクとして前記導電膜をパターニ
ングして前記垂直転送部の転送電極を形成し、次いで、
前記レジストパターンを残した前記転送電極に対してセ
ルフアラインで傾斜イオン注入を行うことにより前記第
１の拡散領域を前記第３の拡散領域に喰い込むように形
成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項２】 一導電型の半導体基板上に他導電型の第
１の拡散領域からなる光電変換部と、前記光電変換部か
らの信号電荷を読み出し転送する他導電型の第２の拡散
領域を転送チャネルとする垂直電荷転送部と、前記光電
変換部と前記垂直転送部との間であって前記光電変換部
から前記垂直電荷転送部へ信号電荷を読み出す一導電型
の第３の拡散領域からなる読み出し領域を備えた固体撮
像装置の製造方法において、前記半導体基板上に前記第
２および第３の拡散領域を形成後、前記半導体基板上に
絶縁膜、導電膜、レジストパターンを順次形成し、前記
レジストパターンをマスクとして前記導電膜をパターニ
ングして前記垂直転送部の転送電極を形成し、次いで、
前記レジストパターンを残した前記転送電極に対してセ
ルフアラインで加速電圧の異なる２回のイオン注入を行
うことにより、かつ、該２回のイオン注入のうち少なく
とも１回を傾斜イオン注入とすることにより前記第１の
拡散領域を前記第３の拡散領域に喰い込むように形成す
ることを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4064590A JP2853786B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4064590A JP2853786B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267638A JPH05267638A (ja) | 1993-10-15 |
| JP2853786B2 true JP2853786B2 (ja) | 1999-02-03 |
Family
ID=13262626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4064590A Expired - Fee Related JP2853786B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2853786B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000196060A (ja) | 1998-12-24 | 2000-07-14 | Nec Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| KR20040036087A (ko) | 2002-10-23 | 2004-04-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 광의 파장에 따라 포토다이오드의 깊이가 다른 씨모스이미지센서 및 그 제조 방법 |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4064590A patent/JP2853786B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05267638A (ja) | 1993-10-15 |
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