JP2870853B2 - 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
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、固体撮像素子及びその製造方法に関し、特
に、その光電変換部が埋込み型フォトダイオードとなさ
れた電荷結合素子型の固体撮像素子及びその製造方法に
関する。
に、その光電変換部が埋込み型フォトダイオードとなさ
れた電荷結合素子型の固体撮像素子及びその製造方法に
関する。
［従来の技術］ 光電変換部を埋込み型とする固体撮像素子は、1981年
テレビジョン学会全国大会講演予稿集45頁に提案された
ものであって、この構造のものは、光電変換領域が絶縁
膜と分離されているので、光電変換領域が絶縁膜と接し
ている場合に問題となる界面準位の影響が少なく、その
ためリーク電流や残像を抑制することができる。
テレビジョン学会全国大会講演予稿集45頁に提案された
ものであって、この構造のものは、光電変換領域が絶縁
膜と分離されているので、光電変換領域が絶縁膜と接し
ている場合に問題となる界面準位の影響が少なく、その
ためリーク電流や残像を抑制することができる。
第３図は、この種固体撮像素子の従来例を示す断面図
である。同図において、１はn-型半導体基板、２はｐ型
ウェル領域、３は、ｐ型ウェル領域２および後述するp+
型表面領域９とともにフォトダイオードを構成するｎ型
光電変換領域、４は、光電変換領域３から光電変換電荷
を受け取りこれを転送する電荷結合素子の埋め込みチャ
ネルを構成するｎ型電荷転送領域、５はp+型チャネルス
トップ領域、６は、ｎ型光電変換領域３の光電変換電荷
をｎ型電荷転送領域へ読み出すための読み出しゲート電
極を兼ねる電荷結合素子のゲート電極、７は半導体基板
表面を覆う絶縁膜、８は絶縁膜７上に形成された、ｎ型
光電変換領域３上で開口を有する遮光膜、９は、光電変
換領域３の表面を絶縁膜７から分離するために光電変換
領域３の表面にその一部分を残して形成されたp+型表面
領域である。
である。同図において、１はn-型半導体基板、２はｐ型
ウェル領域、３は、ｐ型ウェル領域２および後述するp+
型表面領域９とともにフォトダイオードを構成するｎ型
光電変換領域、４は、光電変換領域３から光電変換電荷
を受け取りこれを転送する電荷結合素子の埋め込みチャ
ネルを構成するｎ型電荷転送領域、５はp+型チャネルス
トップ領域、６は、ｎ型光電変換領域３の光電変換電荷
をｎ型電荷転送領域へ読み出すための読み出しゲート電
極を兼ねる電荷結合素子のゲート電極、７は半導体基板
表面を覆う絶縁膜、８は絶縁膜７上に形成された、ｎ型
光電変換領域３上で開口を有する遮光膜、９は、光電変
換領域３の表面を絶縁膜７から分離するために光電変換
領域３の表面にその一部分を残して形成されたp+型表面
領域である。
この固体撮像素子は、次のように製造される。ｐ型ウ
ェル領域２の表面領域内にp+型チャネルストップ領域
５、ｎ型光電変換領域３及びｎ型電荷転送領域４を形成
した後、半導体基板上に絶縁膜を介してゲート電極６を
形成する。そして、このゲート電極をマスクとしてｐ型
不純物を導入してp+型表面領域９を形成する。その後、
ゲート電極上に絶縁膜７を形成し、さらにその上に遮光
膜８を形成する。
ェル領域２の表面領域内にp+型チャネルストップ領域
５、ｎ型光電変換領域３及びｎ型電荷転送領域４を形成
した後、半導体基板上に絶縁膜を介してゲート電極６を
形成する。そして、このゲート電極をマスクとしてｐ型
不純物を導入してp+型表面領域９を形成する。その後、
ゲート電極上に絶縁膜７を形成し、さらにその上に遮光
膜８を形成する。
［発明が解決しようとする課題］ この種固体撮像素子において、光電変換領域３の表面
の一部をｐ型化することなくｎ型のままとしておくこと
は、光電変換電荷を読み出しを完全にするために必要な
ことである。しかしながら、光電変換領域のこの表面部
分は、絶縁膜と接していることからリーク電流や残像の
原因となる部分であるので、極力少なくすることが求め
られている。しかるに、従来の固体撮像素子にあって
は、p+型表面領域９をゲート電極６をマスクとして形成
していたので、ゲート電極６とｎ型光電変換領域３との
重なり長さＬ′が必要となり、この長さＬ′は、目合せ
精度やゲート電極のエッチング時の細りなどを考慮して
少なくとも１μｍ程度に設定する必要があった。そのた
め、従来の固体撮像素子においては、光電変換領域３の
絶縁膜と接触する部分が広くなり、リーク電流や残像を
小さくすることができなかった。
の一部をｐ型化することなくｎ型のままとしておくこと
は、光電変換電荷を読み出しを完全にするために必要な
ことである。しかしながら、光電変換領域のこの表面部
分は、絶縁膜と接していることからリーク電流や残像の
原因となる部分であるので、極力少なくすることが求め
られている。しかるに、従来の固体撮像素子にあって
は、p+型表面領域９をゲート電極６をマスクとして形成
していたので、ゲート電極６とｎ型光電変換領域３との
重なり長さＬ′が必要となり、この長さＬ′は、目合せ
精度やゲート電極のエッチング時の細りなどを考慮して
少なくとも１μｍ程度に設定する必要があった。そのた
め、従来の固体撮像素子においては、光電変換領域３の
絶縁膜と接触する部分が広くなり、リーク電流や残像を
小さくすることができなかった。
［課題を解決するための手段］ 本発明の固体撮像素子は、第１導電型の半導体領域の
表面領域内に第２導電型の光電変換領域と電荷転送領域
とが形成され、光電変換領域の表面は一部分を除いて第
１導電型の表面領域覆われており、半導体領域上には絶
縁膜を介してゲート電極が形成されたものであって、前
記表面領域は前記光電変換領域に自己整合されて形成さ
れており、かつ、前記光電変換領域の前記電荷転送領域
寄りの部分は基板表面に露出しており前記ゲート電極は
前記光電変換領域のその基板表面露出部上を覆って形成
されている。
表面領域内に第２導電型の光電変換領域と電荷転送領域
とが形成され、光電変換領域の表面は一部分を除いて第
１導電型の表面領域覆われており、半導体領域上には絶
縁膜を介してゲート電極が形成されたものであって、前
記表面領域は前記光電変換領域に自己整合されて形成さ
れており、かつ、前記光電変換領域の前記電荷転送領域
寄りの部分は基板表面に露出しており前記ゲート電極は
前記光電変換領域のその基板表面露出部上を覆って形成
されている。
［実施例］ 次に、本発明の実施例について、図面を参照して説明
する。
する。
第１図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施例の製造工
程を説明する半導体装置の断面図である。まず、n-型半
導体基板１上にｐ型ウェル領域２を形成し、該ｐ型ウェ
ル領域２の表面領域内にp+型チャネルストップ領域５を
周知の方法で作る〔第１図（ａ）〕。
程を説明する半導体装置の断面図である。まず、n-型半
導体基板１上にｐ型ウェル領域２を形成し、該ｐ型ウェ
ル領域２の表面領域内にp+型チャネルストップ領域５を
周知の方法で作る〔第１図（ａ）〕。
次に、絶縁膜10を熱酸化或は堆積法によって形成した
後、絶縁膜10のフォトダイオードを形成すべき部分をエ
ッチングして開口する。次に、絶縁膜10をマスクにして
リンをイオン注入し、これをドライブインしてｎ型光電
変換領域３を形成する〔第１図（ｂ）〕。
後、絶縁膜10のフォトダイオードを形成すべき部分をエ
ッチングして開口する。次に、絶縁膜10をマスクにして
リンをイオン注入し、これをドライブインしてｎ型光電
変換領域３を形成する〔第１図（ｂ）〕。
続いて、絶縁膜10をマスクにして、今度は、ボロンを
イオン注入してp+型表面領域９を形成する〔第１図
（ｃ）〕。
イオン注入してp+型表面領域９を形成する〔第１図
（ｃ）〕。
次いで、絶縁膜10を除去し、新たに絶縁膜11を形成
し、この膜の所定の部分を開口してからこの膜をマスク
としてリンをイオン注入し、ｎ型電荷転送領域４を形成
する〔第１図（ｄ）〕。
し、この膜の所定の部分を開口してからこの膜をマスク
としてリンをイオン注入し、ｎ型電荷転送領域４を形成
する〔第１図（ｄ）〕。
次に、絶縁膜11を除去して、ゲート絶縁膜7aを形成
し、その上にポリシリコンを堆積しこれをパターニング
してp+型表面領域９の一部分上にまで延在するゲート電
極６を形成する〔第１図（ｅ）〕。
し、その上にポリシリコンを堆積しこれをパターニング
してp+型表面領域９の一部分上にまで延在するゲート電
極６を形成する〔第１図（ｅ）〕。
最後に、絶縁膜７と遮光膜８を形成して、第１図
（ｆ）に示す撮像素子を製造する。
（ｆ）に示す撮像素子を製造する。
第２図は、本発明の他の実施例の製造工程を示す半導
体装置の断面図である。
体装置の断面図である。
まず、n-型半導体基板１の表面にｐ型ウェル領域２を
形成し、該ｐ型ウェル領域２の表面領域内にp+型チャネ
ルストップ領域５を形成する〔第２図（ａ）〕。
形成し、該ｐ型ウェル領域２の表面領域内にp+型チャネ
ルストップ領域５を形成する〔第２図（ａ）〕。
次に、半導体基板上に熱酸化或は堆積法により絶縁膜
10を形成する。続いて、その上にフォトレジスト12を形
成し、これをパターニングしてフォトダイオードを形成
すべき部分のフォトレジストを除去する。次に、フォト
レジスト12をマスクとして絶縁膜10をエッチングする。
このとき、絶縁膜10が0.3μｍ程度サイドエッチされる
ようにする。次に、フォトレジスト12をマスクにしてｐ
型不純物をイオン注入して、p+型表面領域９を形成する
〔第２図（ｂ）〕。
10を形成する。続いて、その上にフォトレジスト12を形
成し、これをパターニングしてフォトダイオードを形成
すべき部分のフォトレジストを除去する。次に、フォト
レジスト12をマスクとして絶縁膜10をエッチングする。
このとき、絶縁膜10が0.3μｍ程度サイドエッチされる
ようにする。次に、フォトレジスト12をマスクにしてｐ
型不純物をイオン注入して、p+型表面領域９を形成する
〔第２図（ｂ）〕。
次に、フォトレジスト12を除去し、絶縁膜10をマスク
にしてｎ型不純物をイオン注入し、ｎ型電荷転送領域３
を形成する。このとき、ｎ型不純物はp+型領域９を追越
すエネルギーで注入される。これ以降の工程は、先の実
施例の場合と同様である。
にしてｎ型不純物をイオン注入し、ｎ型電荷転送領域３
を形成する。このとき、ｎ型不純物はp+型領域９を追越
すエネルギーで注入される。これ以降の工程は、先の実
施例の場合と同様である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の固体撮像素子において
は、ｎ型光電変換領域上を覆うp+型表面領域が、ゲート
電極ではなく光電変換領域に対して自己整合されている
ので、本発明によれば、ゲート電極と重なる光電変換領
域の表面露出部分の寸法Ｌを精確にコントロールするこ
とができる。したがって、本発明によれば、光電変換電
荷の読み出し時に必要となる光電変換領域の表面露出部
分を確実に設けることができ、かつ、その表面露出部の
寸法を必要最小限にとどめることができるので、光電変
換電荷を確実に読み出すことができるとともにリーク電
流及び残像の発生を抑制することができる。
は、ｎ型光電変換領域上を覆うp+型表面領域が、ゲート
電極ではなく光電変換領域に対して自己整合されている
ので、本発明によれば、ゲート電極と重なる光電変換領
域の表面露出部分の寸法Ｌを精確にコントロールするこ
とができる。したがって、本発明によれば、光電変換電
荷の読み出し時に必要となる光電変換領域の表面露出部
分を確実に設けることができ、かつ、その表面露出部の
寸法を必要最小限にとどめることができるので、光電変
換電荷を確実に読み出すことができるとともにリーク電
流及び残像の発生を抑制することができる。
第１図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の一実施例の製造工程
を示す半導体装置の断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は、
本発明の他の実施例の製造工程を示す半導体装置の断面
図、第３図は、従来例を示す断面図である。 １……n-型半導体基板、２……ｐ型ウェル領域、３……
ｎ型光電変換領域、４……ｎ型電荷転送領域、５……p+
型チャネルストップ領域、６……ゲート電極、７、7a…
…絶縁膜、８……遮光膜、９……p+型表面領域、10、11
……絶縁膜、12……フォトレジスト。
を示す半導体装置の断面図、第２図（ａ）〜（ｃ）は、
本発明の他の実施例の製造工程を示す半導体装置の断面
図、第３図は、従来例を示す断面図である。 １……n-型半導体基板、２……ｐ型ウェル領域、３……
ｎ型光電変換領域、４……ｎ型電荷転送領域、５……p+
型チャネルストップ領域、６……ゲート電極、７、7a…
…絶縁膜、８……遮光膜、９……p+型表面領域、10、11
……絶縁膜、12……フォトレジスト。
Claims (3)
- 【請求項１】第１導電型の半導体領域の表面領域内に形
成された第２導電型の光電変換領域と、該光電変換領域
の表面に一部分を除いて形成された第１導電型の表面領
域と、前記第１導電型の半導体領域内に設けられ前記光
電変換領域内に蓄積された光電変換電荷の転送を受ける
電荷転送領域と、前記光電変換領域から前記電荷転送領
域への光電変換電荷の転送を制御するために前記半導体
領域上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを具備
する固体撮像素子において、前記表面領域は前記光電変
換領域に対して自己整合されて形成されており、かつ、
前記光電変換領域の前記電荷転送領域寄りの部分は基板
表面に露出しており、かつ、前記光電変換領域の基板表
面露出部分は前記ゲート電極によって覆われていること
を特徴とする固体撮像素子。 - 【請求項２】第１導電型の半導体領域の表面領域内に形
成された第２導電型の光電変換領域と、該光電変換領域
の表面に一部分を除いて形成された第１導電型の表面領
域と、前記第１導電型の半導体領域内に設けられ前記光
電変換領域内に蓄積された光電変換電荷の転送を受ける
電荷転送領域と、前記光電変換領域から前記電荷転送領
域への光電変換電荷の転送を制御するために前記半導体
領域上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを具備
する固体撮像素子の製造方法であって、第１導電型の半
導体領域上に所定の形状のマスク材を形成する工程と、
該マスク材を介して第２導電型の不純物を導入する工程
と、前工程で導入された第２導電型不純物のドライブイ
ンを行って光電変換領域を形成する工程と、前記マスク
材を介して第１導電型の不純物を導入して表面領域を形
成する工程と、前記光電変換領域の表面の一部分を覆う
ゲート電極を前記半導体領域上に絶縁膜を介して形成す
る工程とを具備し、前記ドライブインによって前記光電
変換領域の前記電荷転送領域寄りの部分が基板表面に露
出するようになされ、かつ、前記ゲート電極は前記光電
変換領域の基板表面露出部分を覆うように形成されるこ
とを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項３】第１導電型の半導体領域の表面領域内に形
成された第２導電型の光電変換領域と、該光電変換領域
の表面に一部分を除いて形成された第１導電型の表面領
域と、前記第１導電型の半導体領域内に設けられ前記光
電変換領域内に蓄積された光電変換電荷の転送を受ける
電荷転送領域と、前記光電変換領域から前記電荷転送領
域への光電変換電荷の転送を制御するために前記半導体
領域上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを具備
する固体撮像素子の製造方法であって、第１導電型の半
導体領域上に第１のマスク材と所定の形状の第２のマス
ク材とを積層して形成する工程と、第２のマスク材をマ
スクとして第１のマスク材を所定量サイドエッチされる
迄エッチングする工程と、前記第２のマスク材をマスク
として第１導電型の不純物を導入して第１導電型の表面
領域を形成する工程と、前記第２のマスク材を除去する
工程と、前記第１のマスク材をマスクとして第２導電型
の不純物を導入して光電変換領域を形成する工程と、前
記光電変換領域の表面の一部分を覆うゲート電極を前記
半導体領域上に絶縁膜を介して形成する工程とを具備
し、前記光電変換領域の前記電荷転送領域寄りの部分が
基板表面に露出するようになされ、かつ、前記ゲート電
極は前記光電変換領域の基板表面露出部分を覆うように
形成されることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1247341A JP2870853B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP1247341A JP2870853B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03108762A JPH03108762A (ja) | 1991-05-08 |
| JP2870853B2 true JP2870853B2 (ja) | 1999-03-17 |
Family
ID=17161967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1247341A Expired - Lifetime JP2870853B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2870853B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2970158B2 (ja) * | 1991-12-20 | 1999-11-02 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP1247341A patent/JP2870853B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03108762A (ja) | 1991-05-08 |
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