JP2959504B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

固体撮像装置の製造方法

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JP2959504B2 JP9014535A JP1453597A JP2959504B2 JP 2959504 B2 JP2959504 B2 JP 2959504B2 JP 9014535 A JP9014535 A JP 9014535A JP 1453597 A JP1453597 A JP 1453597A JP 2959504 B2 JP2959504 B2 JP 2959504B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】固体撮像装置は、カメラ、ファクシミ
リ、イメージスキャナ等に広く用いられている。
【0003】従来の固体撮像装置の製造方法を、図5を
参照して説明する。図5(a)〜図5(d)は、周辺回
路に、LDD構造のトランジスタを用いた、固体撮像装
置の受光部及びトランジスタ部の断面を製造工程順に示
す図である。なお、図5では同一半導体基板上に形成さ
れる受光部とトランジスタ部とは、各工程毎に並置して
示されている。
【0004】まず図5(a)に示すように、P型シリコ
ン基板1内に光電変換部を構成するN型不純物層2、電
荷転送部を構成するN-型不純物層3を形成し、P型シ
リコン基板1上に酸化膜4、多結晶シリコンからなる電
荷転送ゲート電極5及びトランジスタのゲート電極6を
形成する。
【0005】次にフォトレジストを写真製版によってパ
ターニングして、ドーズ量2.0×1013cm-2のリン
イオン注入によりN+型不純物層7を形成した後、図5
(b)に示すように、化学的気相成長(CVD)により
厚さ200nm程度のCVD酸化膜8を堆積させる。
【0006】その後異方性のドライエッチングによるC
VD酸化膜8のエッチバックを行い、図5(c)に示す
ように、トランジスタのゲート電極6の側壁にサイドウ
ォールを形成する。
【0007】さらに図5(d)に示すようにフォトレジ
スト工程の後、1.0×1016cm-2のリンイオン注入
によりN++型不純物層9を形成し、LDD(Lightly
Doped Drain)構造のトランジスタを形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の製造方
法による固体撮像装置では、LDD構造のトランジスタ
を形成する過程における酸化膜のエッチバック時に、受
光部表面のシリコン基板がエッチングされることによ
り、リーク電流の発生源となる結晶欠陥が、受光部の半
導体基板表面に発生する。この受光部におけるリーク電
流は、暗時出力として出力され、固体撮像装置の特性を
劣化させている。
【0009】したがって、本発明は、上記問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的は、周辺回路にLD
D構造のトランジスタを用いた固体撮像装置において、
暗時出力の低減を行い得るようにする製造方法を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、同一半導体基板上にLDD構造のトラン
ジスタを具備する固体撮像装置の製造方法において、
板全面に形成された絶縁膜を、LDD構造のトランジス
タを形成するためにゲート電極側壁に前記絶縁膜よりな
るサイドウォールを形成するようにエッチバックする
に、受光部の前記半導体基板表面がエッチングのマスク
材により覆われており、前記受光部における前記エッチ
ングのマスク材をパターン加工することで前記受光部の
電荷転送ゲート電極が形成される、ことを特徴としたも
のである。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて以下に説明する。本発明は、その好ましい実施の形
態において、LDD構造のトランジスタを形成するため
のエッチバック工程時に、受光部のP型シリコン基板表
面を電荷転送ゲート電極(図1の5A)で覆われた構成
とし(図1(c)参照)、受光部の半導体基板表面がエ
ッチングされないようにしたものである。この結果、従
来CVD酸化膜のエッチバックの工程で発生していた、
受光部の半導体基板表面の結晶欠陥を抑制することが可
能になる。より詳細には、受光部の電荷転送ゲート電極
形成時に、電荷転送ゲート電極が受光部の半導体基板を
覆うように形成し(図1(a)参照)、トランジスタの
LDD構造を形成するための上記エッチバック工程時に
は、受光部の半導体基板表面は電荷転送ゲート電極に覆
われており(図1(c)参照)、LDD構造のトランジ
スタを形成した後、電荷転送ゲート電極を最終の形状に
する(図2(e)参照)。
【0012】また、本発明は、別の好ましい実施の形態
において、トランジスタのLDD構造を形成するための
エッチバック工程時には、受光部の半導体基板表面は電
荷転送ゲート電極に覆われており(図3(c)参照)、
LDD構造のトランジスタを形成した後に電荷転送ゲー
ト電極を最終の形状とし(図4(e)参照)、その後受
光部の光電変換部を構成するN型不純物層を形成する
(図4(f)参照)。
【0013】上記した本発明の実施の形態について更に
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
【0014】
【実施例】図1及び図2は、本発明の一実施例の製造方
法を説明するために断面を製造工程順に示した図であ
る。なお、図1及び図2は、単に図面作成の都合で分図
されたものである。なお、図1及び図2において、同一
半導体基板上に形成される受光部とトランジスタ部と
は、各工程毎に並置して示されている。
【0015】本実施例の製造方法が、図5に示した従来
の製造方法と相違する点は、LDDを形成するためのエ
ッチバック工程時に、受光部の上部は電荷転送ゲート電
極により覆われているので、受光部のシリコン基板表面
がエッチングされないという点である。以下に詳細に説
明する。
【0016】まず図1(a)に示すように、P型シリコ
ン基板1内に光電変換部を構成するN型不純物層2、電
荷転送部を構成するN-型不純物層3を形成し、P型シ
リコン基板1上に酸化膜4、多結晶シリコンからなる電
荷転送ゲート電極5A及びトランジスタのゲート電極6
を形成する。このとき電荷転送ゲート電極5Aは最終の
形状ではなく、受光部のP型シリコン基板1上を覆う形
状にする。
【0017】次にフォトレジストを写真製版によってパ
ターニングして、2.0×1013cm-2のリンイオン注
入によりN+型不純物層7を形成した後、図1(b)に
示すように、化学的気相成長(CVD)により厚さ20
0nm程度のCVD酸化膜8を堆積させる。
【0018】その後、異方性のドライエッチングによる
CVD酸化膜8のエッチバックを行い、図1(c)に示
すように、トランジスタのゲート電極6の側壁にサイド
ウォールを形成する。このとき受光部のP型シリコン基
板1上は電荷転送ゲート電極5Aにより覆われているの
で、受光部のP型シリコン基板1表面はエッチングされ
ない。
【0019】次に図1(d)に示すようにフォトレジス
ト工程の後、1.0×1016cm-2のリンイオン注入に
よりN++型不純物層9を形成する。
【0020】そして図2(e)に示すように、フォトレ
ジスト工程とエッチングにより受光部のP型シリコン基
板上の電荷転送ゲート電極5Aを除去し、最終の電荷転
送ゲート電極5の形状にする。このとき、電荷転送ゲー
ト電極5Aの多結晶シリコンのエッチングは、酸化膜に
対して高い選択比で行われるので、受光部表面の酸化膜
4はほとんどエッチングされない。
【0021】本実施例では、LDD構造を形成するため
の異方性のドライエッチングによるCVD酸化膜8のエ
ッチバック時に、受光部の半導体基板1は電荷転送ゲー
ト電極5Aにより覆われているので、電荷転送ゲート電
極5Aがマスク材となり受光部の半導体基板1表面はエ
ッチングされない。この結果、従来CVD酸化膜8のエ
ッチバックの工程で発生していた、受光部の半導体基板
1表面の結晶欠陥を抑制することが可能になる。
【0022】次に、本発明の他の実施例について図面を
参照して説明する。
【0023】図3及び図4は、本発明の他の実施例の製
造方法を説明するために断面を製造工程順に示した図で
ある。なお、図3及び図4は、単に図面作成の都合で分
図されたものである。なお、図3及び図4において、同
一半導体基板上に形成される受光部とトランジスタ部と
は、各工程毎に並置して示されている。
【0024】本実施例は、光電変換部を構成するN型不
純物層2をLDD構造のトランジスタを形成した後に形
成することを特徴としている。
【0025】まず図3(a)に示すように、P型シリコ
ン基板1内に電荷転送部を構成するN-型不純物層3を
形成し、P型シリコン基板1上に酸化膜4、多結晶シリ
コンからなる電荷転送ゲート電極5A及びトランジスタ
のゲート電極6を形成する。
【0026】次にフォトレジストを写真製版によってパ
ターニングして2.0×1013cm-2のリンイオン注入
によりN+型不純物層7を形成した後、図3(b)に示
すように、化学的気相成長(CVD)により厚さ200
nm程度のCVD酸化膜8を堆積させる。
【0027】その後、異方性ドライエッチングによるC
VD酸化膜8のエッチバックを行い、図3(c)に示す
ように、トランジスタのゲート電極6の側壁にサイドウ
ォールを形成する。
【0028】次に図3(d)に示すように、フォトレジ
スト工程後の1.0×1016cm-2のリンイオン注入に
よりN++型不純物層9を形成する。
【0029】そして図4(e)に示すようにフォトレジ
スト工程とエッチングにより受光部のP型シリコン基板
上に電荷転送ゲート電極5Aを除去し、最終の電荷転送
ゲート電極5の形状にする。
【0030】この後、図4(f)に示すように、フォト
レジスト工程の後2.3×1012cm-2のリンイオン注
入によりN型不純物層2を形成する。
【0031】本実施例では、N型不純物層2を電荷転送
ゲート電極5に対してセルフアラインで形成しているの
で、電荷転送ゲート電極5とN型不純物層2との位置関
係の最適化及び製造ばらつきの低減が可能になる。
【0032】したがって本実施例によれば、従来酸化膜
のエッチバックの工程で発生していた、受光部の半導体
基板表面の結晶欠陥を抑制するとともに、信号電荷の電
荷転送部への読出し特性を向上するという利点を有して
いる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受光部のリーク電流の発生源となる結晶欠陥を抑制して
いるので、暗時出力の低減ができ、画像欠陥の低減及び
S/N比(信号対雑音比)、ダイナミックレンジ等を向
上することを可能としている。このため、本発明によれ
ば、固体撮像装置の高性能化を可能とするという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の製造工程を示す断面図であ
る。
【図2】本発明の一実施例の製造工程を示す断面図であ
る。
【図3】本発明の他の実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
【図4】本発明の他の実施例の製造工程を示す断面図で
ある。
【図5】従来例の製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 N型不純物層 3 N-型不純物層 4 酸化膜 5、5A 電荷転送ゲート電極 6 トランジスタのゲート電極 7 N+型不純物層 8 CVD酸化膜 9 N++型不純物層
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一半導体基板上にLDD構造のトランジ
    スタを具備する固体撮像装置の製造方法において、基板全面に形成された絶縁膜を、 LDD構造のトランジ
    スタを形成するためにゲート電極側壁に前記絶縁膜より
    なるサイドウォールを形成するようにエッチバックする
    時に、受光部の前記半導体基板表面がエッチングのマス
    ク材により覆われており、前記受光部における前記エッ
    チングのマスク材をパターン加工することで前記受光部
    の電荷転送ゲート電極が形成される、ことを特徴とする
    固体撮像装置の製造方法。
  2. 【請求項2】同一半導体基板上にLDD構造のトランジ
    スタを具備する固体撮像装置の製造方法において、 (a)受光部の電荷転送ゲート電極及びトランジスタ部
    のゲート電極形成時に、前記受光部については前記電荷
    転送ゲート電極部材が前記受光部の半導体基板を覆うよ
    うに形成し、 (b)基板全面に絶縁膜を形成した後、前記LDD構造
    のトランジスタを形成するために前記絶縁膜をエッチバ
    ックして、前記絶縁膜からなる側壁を前記トランジスタ
    の前記ゲート電極に形成する時に、前記受光部の半導体
    基板表面は前記電荷転送ゲート電極部材に覆われてお
    り、 (c)前記LDD構造のトランジスタを形成した後に、
    前記受光部の半導体基板表面上に残されている前記電荷
    転送ゲート電極部材を電荷転送ゲート電極所望の最終
    形状に加工する、ことを特徴とする固体撮像装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】前記LDD構造のトランジスタを形成した
    後に、前記受光部の前記半導体基板を覆う前記電荷転送
    ゲート電極部材を電荷転送ゲート電極所望の最終形状
    とし、その後前記受光部の前記半導体基板内に光電変換
    部を構成する不純物層を形成する、ことを特徴とする請
    求項2記載の固体撮像装置の製造方法。
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