JP3103064B2 - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、信号の読み出しに
ＭＯＳ（metal oxide semiconductor）トランジスタを
用いたＭＯＳ型固体撮像装置およびその製造方法に関す
るものである。
ＭＯＳ（metal oxide semiconductor）トランジスタを
用いたＭＯＳ型固体撮像装置およびその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置は、信号の読み出し方式に
よって大きく二種類に分類される。信号電荷を順次転送
するＣＣＤ（charge coupled device；電荷結合素子）
型と、各画素に形成されたＭＯＳトランジスタを含む読
み出し回路を用いて、１画素づつ選択して信号を読み出
すＭＯＳ型である。近年、ＭＯＳ型固体撮像装置、特
に、ＣＭＯＳ（complementary MOS）プロセスで製造さ
れるいわゆるＣＭＯＳ型固体撮像装置は、低電圧・低消
費電力であり、周辺回路とワン・チップ化できるという
長所を有するため、ＰＣ用小型カメラなどの携帯機器の
画像入力素子として注目されている。
よって大きく二種類に分類される。信号電荷を順次転送
するＣＣＤ（charge coupled device；電荷結合素子）
型と、各画素に形成されたＭＯＳトランジスタを含む読
み出し回路を用いて、１画素づつ選択して信号を読み出
すＭＯＳ型である。近年、ＭＯＳ型固体撮像装置、特
に、ＣＭＯＳ（complementary MOS）プロセスで製造さ
れるいわゆるＣＭＯＳ型固体撮像装置は、低電圧・低消
費電力であり、周辺回路とワン・チップ化できるという
長所を有するため、ＰＣ用小型カメラなどの携帯機器の
画像入力素子として注目されている。
【０００３】ＭＯＳ型固体撮像装置は、各画素に形成さ
れる読み出し回路の回路形式によって、受光部に蓄積さ
れた信号電荷をそのまま出力回路に読み出すパッシブ型
と、信号電荷の蓄積によって生じる電位変化をアンプ回
路により増幅して出力するアクティブ型とに分類でき
る。
れる読み出し回路の回路形式によって、受光部に蓄積さ
れた信号電荷をそのまま出力回路に読み出すパッシブ型
と、信号電荷の蓄積によって生じる電位変化をアンプ回
路により増幅して出力するアクティブ型とに分類でき
る。
【０００４】図９および図１０に、従来のＭＯＳ型固体
撮像装置の画素構造の例を示す。図９および図１０は、
いずれもアクティブ型の固体撮像装置の画素構造を示し
たものである。図９は、信号電荷を受光部から検出部に
転送し、この検出部で生じる電位変化を出力する方式を
採用した固体撮像装置であり、各画素は、受光部と、転
送用、増幅用、リセット用および選択用の４個のトラン
ジスタとで構成されている。転送用トランジスタは、ｐ
型シリコン基板５０内に形成されたｎ型拡散領域である
受光部５３および検出部５４ａと、両領域の間のシリコ
ン基板上に絶縁膜５１を介して形成された転送ゲート電
極５２とで構成されたＭＯＳトランジスタであり、受光
部５３および検出部５４ａを各々ソースおよびドレイン
とする。図１０は、受光部で生じる電位変化を出力する
方式を採用した固体撮像装置であり、各画素は、受光部
と、増幅用、リセット用および選択用の３個のトランジ
スタとで構成されている。リセット用トランジスタは、
ｐ型シリコン基板６０内に形成されたｎ型拡散領域であ
る受光部６３および電荷排出部６４ａと、両領域の間の
シリコン基板上には絶縁膜６１を介して形成されたリセ
ットゲート電極６２とで構成されたＭＯＳトランジスタ
であり、受光部６３および電荷排出部６４ａを各々ソー
スおよびドレインとする。
撮像装置の画素構造の例を示す。図９および図１０は、
いずれもアクティブ型の固体撮像装置の画素構造を示し
たものである。図９は、信号電荷を受光部から検出部に
転送し、この検出部で生じる電位変化を出力する方式を
採用した固体撮像装置であり、各画素は、受光部と、転
送用、増幅用、リセット用および選択用の４個のトラン
ジスタとで構成されている。転送用トランジスタは、ｐ
型シリコン基板５０内に形成されたｎ型拡散領域である
受光部５３および検出部５４ａと、両領域の間のシリコ
ン基板上に絶縁膜５１を介して形成された転送ゲート電
極５２とで構成されたＭＯＳトランジスタであり、受光
部５３および検出部５４ａを各々ソースおよびドレイン
とする。図１０は、受光部で生じる電位変化を出力する
方式を採用した固体撮像装置であり、各画素は、受光部
と、増幅用、リセット用および選択用の３個のトランジ
スタとで構成されている。リセット用トランジスタは、
ｐ型シリコン基板６０内に形成されたｎ型拡散領域であ
る受光部６３および電荷排出部６４ａと、両領域の間の
シリコン基板上には絶縁膜６１を介して形成されたリセ
ットゲート電極６２とで構成されたＭＯＳトランジスタ
であり、受光部６３および電荷排出部６４ａを各々ソー
スおよびドレインとする。
【０００５】図示を省略しているが、図９および図１０
のいずれの固体撮像装置においても、受光部が形成され
た領域を含む半導体基板上には、シリコン酸化膜からな
る層間絶縁膜が形成されている。更に、層間絶縁膜上に
は受光部の上方に開口を有する金属遮光膜、表面保護膜
などが順次形成されている。
のいずれの固体撮像装置においても、受光部が形成され
た領域を含む半導体基板上には、シリコン酸化膜からな
る層間絶縁膜が形成されている。更に、層間絶縁膜上に
は受光部の上方に開口を有する金属遮光膜、表面保護膜
などが順次形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】固体撮像装置の高画素
化および小型化が進むに伴って、その感度の向上が課題
となっている。しかし、従来のＭＯＳ型固体撮像装置に
おいては受光部上には層間絶縁膜であるシリコン酸化膜
が形成されており、このような構造ではシリコン基板と
シリコン酸化膜の屈折率とが相違するため基板表面にお
いて光が反射し、受光部まで到達する入射光が減少する
ため固体撮像装置の感度が低下するという問題があっ
た。
化および小型化が進むに伴って、その感度の向上が課題
となっている。しかし、従来のＭＯＳ型固体撮像装置に
おいては受光部上には層間絶縁膜であるシリコン酸化膜
が形成されており、このような構造ではシリコン基板と
シリコン酸化膜の屈折率とが相違するため基板表面にお
いて光が反射し、受光部まで到達する入射光が減少する
ため固体撮像装置の感度が低下するという問題があっ
た。
【０００７】本発明は、高感度の固体撮像装置およびそ
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の固体撮像装置は、半導体基板内に形成され
た受光部および拡散領域と、前記受光部と前記拡散領域
との間の前記半導体基板上に絶縁膜を介して形成された
ゲート電極と、前記受光部または前記拡散領域と電気的
に接続された読み出し回路とを含む画素が複数配置され
た固体撮像装置であって、反射防止膜が、前記半導体基
板の上方に、前記拡散領域の少なくとも一部の上方を避
け、前記受光部の上方にあっては前記絶縁膜を介して存
在し、更に前記ゲート電極の少なくとも一部の上方に存
在するように形成されており、且つ、前記拡散領域が、
前記反射防止膜形成後のイオン注入を含む工程により形
成されていることを特徴とする。なお、前記読み出し回
路は、特に限定するものではないが、例えば、増幅器を
備えたアンプ回路である。
め、本発明の固体撮像装置は、半導体基板内に形成され
た受光部および拡散領域と、前記受光部と前記拡散領域
との間の前記半導体基板上に絶縁膜を介して形成された
ゲート電極と、前記受光部または前記拡散領域と電気的
に接続された読み出し回路とを含む画素が複数配置され
た固体撮像装置であって、反射防止膜が、前記半導体基
板の上方に、前記拡散領域の少なくとも一部の上方を避
け、前記受光部の上方にあっては前記絶縁膜を介して存
在し、更に前記ゲート電極の少なくとも一部の上方に存
在するように形成されており、且つ、前記拡散領域が、
前記反射防止膜形成後のイオン注入を含む工程により形
成されていることを特徴とする。なお、前記読み出し回
路は、特に限定するものではないが、例えば、増幅器を
備えたアンプ回路である。
【０００９】このような構成にしたことにより、受光部
上に絶縁膜を介して反射防止膜が存在するため、これら
の膜による光学的干渉作用を利用して基板表面での反射
による入射光の損失を低減でき、高感度の固体撮像装置
とすることができる。
上に絶縁膜を介して反射防止膜が存在するため、これら
の膜による光学的干渉作用を利用して基板表面での反射
による入射光の損失を低減でき、高感度の固体撮像装置
とすることができる。
【００１０】前記固体撮像装置においては、前記反射防
止膜が、前記拡散領域側の前記ゲート電極の側面に存在
しないように形成されていることが好ましい。この好ま
しい例によれば、前記拡散領域近傍に生じる電界内に反
射防止膜の段差や屈曲部などが存在しないため、反射防
止膜（特に、シリコン窒化膜）の応力の影響によって生
じる画質の低下を低減することができる。
止膜が、前記拡散領域側の前記ゲート電極の側面に存在
しないように形成されていることが好ましい。この好ま
しい例によれば、前記拡散領域近傍に生じる電界内に反
射防止膜の段差や屈曲部などが存在しないため、反射防
止膜（特に、シリコン窒化膜）の応力の影響によって生
じる画質の低下を低減することができる。
【００１１】また、前記固体撮像装置においては、前記
反射防止膜が、前記ゲート電極の一部の上方を避けるよ
うに形成されており、前記半導体基板が、水素供給処理
がなされた基板であることが好ましい。画質低下の原因
の一つである暗電流を低減するため、基板に水素を供給
する処理が一般に実施されるが、反射防止膜（特に、シ
リコン窒化膜）は水素を透過し難いため、この基板への
水素の供給を阻害してしまうがおそれある。しかし、こ
の好ましい例によれば、反射防止膜が形成されない領域
が確実に確保できるため、水素の供給を有効に進め、暗
電流による画質低下を抑制することができる。
反射防止膜が、前記ゲート電極の一部の上方を避けるよ
うに形成されており、前記半導体基板が、水素供給処理
がなされた基板であることが好ましい。画質低下の原因
の一つである暗電流を低減するため、基板に水素を供給
する処理が一般に実施されるが、反射防止膜（特に、シ
リコン窒化膜）は水素を透過し難いため、この基板への
水素の供給を阻害してしまうがおそれある。しかし、こ
の好ましい例によれば、反射防止膜が形成されない領域
が確実に確保できるため、水素の供給を有効に進め、暗
電流による画質低下を抑制することができる。
【００１２】前記固体撮像装置においては、前記反射防
止膜が、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、セリウム
酸化物、チタン酸化物、タンタル酸化物およびジルコニ
ウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つの物
質を含むことが好ましい。このような反射防止膜の例と
しては、前記物質を含む膜の単層体や、前記物質を含む
膜とシリコン酸化膜との積層体などが挙げられる。
止膜が、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、セリウム
酸化物、チタン酸化物、タンタル酸化物およびジルコニ
ウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つの物
質を含むことが好ましい。このような反射防止膜の例と
しては、前記物質を含む膜の単層体や、前記物質を含む
膜とシリコン酸化膜との積層体などが挙げられる。
【００１３】前記目的を達成するため、本発明の固体撮
像装置の製造方法は、半導体基板内に形成された受光部
および拡散領域と、前記受光部と前記拡散領域との間の
前記半導体基板上に絶縁膜を介して形成されたゲート電
極と、前記受光部または前記拡散領域と電気的に接続さ
れた読み出し回路とを含む画素が複数配置された固体撮
像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に前記絶
縁膜を形成する工程と、前記半導体基板上に前記絶縁膜
を介して前記ゲート電極を形成する工程と、前記半導体
基板内に前記受光部および前記拡散領域を形成する工程
と、前記ゲート電極、前記受光部および前記拡散領域を
含む領域の上方に、少なくとも前記受光部の上方におい
ては前記絶縁膜を介して、反射防止膜を形成する工程
と、前記反射防止膜を、前記受光部および前記ゲート電
極の上方に残存するように、前記拡散領域の少なくとも
一部の上方から除去した後、前記拡散領域にイオンを注
入する工程とを含むことを特徴とする。なお、前記読み
出し回路は、特に限定するものではないが、例えば、増
幅器を備えたアンプ回路である。
像装置の製造方法は、半導体基板内に形成された受光部
および拡散領域と、前記受光部と前記拡散領域との間の
前記半導体基板上に絶縁膜を介して形成されたゲート電
極と、前記受光部または前記拡散領域と電気的に接続さ
れた読み出し回路とを含む画素が複数配置された固体撮
像装置の製造方法であって、前記半導体基板上に前記絶
縁膜を形成する工程と、前記半導体基板上に前記絶縁膜
を介して前記ゲート電極を形成する工程と、前記半導体
基板内に前記受光部および前記拡散領域を形成する工程
と、前記ゲート電極、前記受光部および前記拡散領域を
含む領域の上方に、少なくとも前記受光部の上方におい
ては前記絶縁膜を介して、反射防止膜を形成する工程
と、前記反射防止膜を、前記受光部および前記ゲート電
極の上方に残存するように、前記拡散領域の少なくとも
一部の上方から除去した後、前記拡散領域にイオンを注
入する工程とを含むことを特徴とする。なお、前記読み
出し回路は、特に限定するものではないが、例えば、増
幅器を備えたアンプ回路である。
【００１４】このような製造方法によれば、基板表面で
の反射による入射光の損失が少く、感度の高い固体撮像
装置を製造することができる。
の反射による入射光の損失が少く、感度の高い固体撮像
装置を製造することができる。
【００１５】前記目的を達成するため、本発明の固体撮
像装置の製造方法の別の側面は、半導体基板上に絶縁膜
を介してゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極
の一方の側の前記半導体基板内に受光部を形成し、前記
ゲート電極の他方の側の前記半導体基板内に拡散領域を
形成する工程と、前記ゲート電極、前記受光部および前
記拡散領域を含む領域の上方に、少なくとも前記受光部
の上方においては前記絶縁膜を介して、反射防止膜を形
成する工程と、前記反射防止膜を、前記受光部および前
記ゲート電極の上方に残存するように、前記拡散領域の
少なくとも一部の上方から除去した後、前記拡散領域に
イオンを注入する工程とを含むことを特徴とする。この
ような製造方法によっても、基板表面での反射による入
射光の損失が少く、感度の高い固体撮像装置を製造する
ことができる。
像装置の製造方法の別の側面は、半導体基板上に絶縁膜
を介してゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極
の一方の側の前記半導体基板内に受光部を形成し、前記
ゲート電極の他方の側の前記半導体基板内に拡散領域を
形成する工程と、前記ゲート電極、前記受光部および前
記拡散領域を含む領域の上方に、少なくとも前記受光部
の上方においては前記絶縁膜を介して、反射防止膜を形
成する工程と、前記反射防止膜を、前記受光部および前
記ゲート電極の上方に残存するように、前記拡散領域の
少なくとも一部の上方から除去した後、前記拡散領域に
イオンを注入する工程とを含むことを特徴とする。この
ような製造方法によっても、基板表面での反射による入
射光の損失が少く、感度の高い固体撮像装置を製造する
ことができる。
【００１６】前記製造方法においては、前記反射防止膜
を、前記拡散領域側の前記ゲート電極の側面から除去す
ることが好ましい。
を、前記拡散領域側の前記ゲート電極の側面から除去す
ることが好ましい。
【００１７】また、前記製造方法においては、前記反射
防止膜を、前記ゲート電極の一部の上方から除去し、前
記半導体基板に対して水素供給処理を実施することが好
ましい。
防止膜を、前記ゲート電極の一部の上方から除去し、前
記半導体基板に対して水素供給処理を実施することが好
ましい。
【００１８】また、前記製造方法においては、前記反射
防止膜が、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、セリウ
ム酸化物、チタン酸化物、タンタル酸化物およびジルコ
ニウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つの
物質を含むことが好ましい。このような反射防止膜の例
としては、前記物質を含む膜の単層体や、前記物質を含
む膜とシリコン酸化膜との積層体などが挙げられる。
防止膜が、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、セリウ
ム酸化物、チタン酸化物、タンタル酸化物およびジルコ
ニウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つの
物質を含むことが好ましい。このような反射防止膜の例
としては、前記物質を含む膜の単層体や、前記物質を含
む膜とシリコン酸化膜との積層体などが挙げられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の固体撮像装置としては、
前述したように、各画素が、受光部および拡散領域と、
この両領域の間の半導体基板上に形成されたゲート電極
と、前記受光部または前記拡散領域と接続した読み出し
回路とを備えたＭＯＳ型固体撮像装置であれば、各画素
の回路形式については特に限定するものではない。例え
ば、画素内の読み出し回路が増幅器を備えたアンプ回路
であるアクティブ型、および、画素内の読み出し回路に
増幅器を備えていないパッシブ型のいずれの固体撮像装
置であってもよい。以下、本発明をアクティブ型の固体
撮像装置に適用した場合を例に挙げて、本発明の実施形
態を説明する。
前述したように、各画素が、受光部および拡散領域と、
この両領域の間の半導体基板上に形成されたゲート電極
と、前記受光部または前記拡散領域と接続した読み出し
回路とを備えたＭＯＳ型固体撮像装置であれば、各画素
の回路形式については特に限定するものではない。例え
ば、画素内の読み出し回路が増幅器を備えたアンプ回路
であるアクティブ型、および、画素内の読み出し回路に
増幅器を備えていないパッシブ型のいずれの固体撮像装
置であってもよい。以下、本発明をアクティブ型の固体
撮像装置に適用した場合を例に挙げて、本発明の実施形
態を説明する。
【００２０】（第１の実施形態）図１は、本発明の固体
撮像装置の一例を示す断面図である。この固体撮像装置
は、信号電荷を受光部から検出部に転送してこの検出部
で生じる電位変化を出力する方式を採用した固体撮像装
置であり、各画素は、受光部と、転送用、増幅用、リセ
ット用および選択用の４個のトランジスタとを含んでい
る。転送用トランジスタは、受光部１３をソースとする
トランジスタであり、そのドレインである拡散領域１４
ａが増幅用トランジスタのゲートと電気的に接続されて
いる。増幅用トランジスタは、ソースが電源電圧と、ド
レインが選択用トランジスタのソースと各々電気的に接
続されている。また、リセット用トランジスタは、ソー
スが拡散領域１４ａと、ドレインが電源電圧と各々電気
的に接続されている。また、選択用トランジスタは、ド
レインが出力線に接続されている。
撮像装置の一例を示す断面図である。この固体撮像装置
は、信号電荷を受光部から検出部に転送してこの検出部
で生じる電位変化を出力する方式を採用した固体撮像装
置であり、各画素は、受光部と、転送用、増幅用、リセ
ット用および選択用の４個のトランジスタとを含んでい
る。転送用トランジスタは、受光部１３をソースとする
トランジスタであり、そのドレインである拡散領域１４
ａが増幅用トランジスタのゲートと電気的に接続されて
いる。増幅用トランジスタは、ソースが電源電圧と、ド
レインが選択用トランジスタのソースと各々電気的に接
続されている。また、リセット用トランジスタは、ソー
スが拡散領域１４ａと、ドレインが電源電圧と各々電気
的に接続されている。また、選択用トランジスタは、ド
レインが出力線に接続されている。
【００２１】各トランジスタの役割を簡単に説明する
と、転送用トランジスタは、受光部１３で光電変換され
て発生した信号電荷を拡散領域１４ａに転送するための
トランジスタである。拡散領域１４ａは、信号電荷を保
持してその電荷に応じた電圧を増幅用トランジスタへ入
力するための検出部として機能する（以下、拡散領域１
４ａを「検出部」とする。）。増幅用トランジスタは、
検出部１４ａの電圧を増幅する機能を果たし、選択用ト
ランジスタは、増幅用トランジスタの出力を取り出すス
イッチであって信号を読み出す画素を選択する機能を果
たす。この固体撮像装置における画素内の読み出し回路
は、この増幅用トランジスタと選択用トランジスタとを
含むアンプ回路である。また、リセット用トランジスタ
は、検出部１４ａが保持している信号電荷を一定時間ご
とに電源電圧へ排出する機能を果たす。
と、転送用トランジスタは、受光部１３で光電変換され
て発生した信号電荷を拡散領域１４ａに転送するための
トランジスタである。拡散領域１４ａは、信号電荷を保
持してその電荷に応じた電圧を増幅用トランジスタへ入
力するための検出部として機能する（以下、拡散領域１
４ａを「検出部」とする。）。増幅用トランジスタは、
検出部１４ａの電圧を増幅する機能を果たし、選択用ト
ランジスタは、増幅用トランジスタの出力を取り出すス
イッチであって信号を読み出す画素を選択する機能を果
たす。この固体撮像装置における画素内の読み出し回路
は、この増幅用トランジスタと選択用トランジスタとを
含むアンプ回路である。また、リセット用トランジスタ
は、検出部１４ａが保持している信号電荷を一定時間ご
とに電源電圧へ排出する機能を果たす。
【００２２】以下、図１に断面図として示した、画素内
の転送用トランジスタが形成された領域、すなわち、受
光部１３、検出部１４ａおよびゲート電極１２（以下、
「転送ゲート電極」とする。）が形成された領域につい
て詳細に説明する。この領域には、ｐ型シリコン基板１
０内にｎ型不純物拡散領域である受光部１３および検出
部１４ａが形成されており、両領域間の上方には絶縁膜
１１を介して転送ゲート電極１２が形成されている。
の転送用トランジスタが形成された領域、すなわち、受
光部１３、検出部１４ａおよびゲート電極１２（以下、
「転送ゲート電極」とする。）が形成された領域につい
て詳細に説明する。この領域には、ｐ型シリコン基板１
０内にｎ型不純物拡散領域である受光部１３および検出
部１４ａが形成されており、両領域間の上方には絶縁膜
１１を介して転送ゲート電極１２が形成されている。
【００２３】受光部１３の不純物濃度は光電変換を行え
る範囲であれば特に限定されないが、好ましくは１０15
〜１０16ｃｍ-3程度である。また、拡散深さは０．５〜
２．０μｍ程度が好ましい。また、受光部１３は、暗電
流の低減のために表面に浅くｐ型不純物拡散領域を設
け、いわゆる埋め込み型フォトダイオードとしてもよ
い。この場合、受光部表面に形成するｐ型拡散領域は、
不純物濃度が１０17〜１０ 19ｃｍ-3程度、拡散深さ０．
２〜０．６μｍ程度とするのが適当である。
る範囲であれば特に限定されないが、好ましくは１０15
〜１０16ｃｍ-3程度である。また、拡散深さは０．５〜
２．０μｍ程度が好ましい。また、受光部１３は、暗電
流の低減のために表面に浅くｐ型不純物拡散領域を設
け、いわゆる埋め込み型フォトダイオードとしてもよ
い。この場合、受光部表面に形成するｐ型拡散領域は、
不純物濃度が１０17〜１０ 19ｃｍ-3程度、拡散深さ０．
２〜０．６μｍ程度とするのが適当である。
【００２４】検出部１４ａの不純物濃度は、金属配線に
よる接続が可能な濃度であればよく、好ましくは１０20
ｃｍ-3以上である。また、拡散深さは、０．２〜０．４
μｍ程度が適当である。また、検出部１４ａのゲート電
極側端部には、検出部１４ａよりも不純物濃度が低いｎ
型拡散領域（以下、「ＬＤＤ（lightly doped drain）
部」とする。）１４ｂが形成されていることが好まし
い。このＬＤＤ部の存在により素子特性の劣化を抑制で
きるからである。このＬＤＤ部の不純物濃度は、１０18
〜１０19ｃｍ-3程度が適当である。
よる接続が可能な濃度であればよく、好ましくは１０20
ｃｍ-3以上である。また、拡散深さは、０．２〜０．４
μｍ程度が適当である。また、検出部１４ａのゲート電
極側端部には、検出部１４ａよりも不純物濃度が低いｎ
型拡散領域（以下、「ＬＤＤ（lightly doped drain）
部」とする。）１４ｂが形成されていることが好まし
い。このＬＤＤ部の存在により素子特性の劣化を抑制で
きるからである。このＬＤＤ部の不純物濃度は、１０18
〜１０19ｃｍ-3程度が適当である。
【００２５】図示を省略するが前記基板上には、更に、
層間絶縁膜、受光部の上方に開口を有する金属遮光膜、
表面保護膜などが形成されている。
層間絶縁膜、受光部の上方に開口を有する金属遮光膜、
表面保護膜などが形成されている。
【００２６】以上は、図９に示す従来の固体撮像装置の
構造と実質的に同じであるが、本発明の固体撮像装置に
おいては、受光部１３の上方に絶縁膜１１を介して反射
防止膜１５ａが形成されている。これにより、この反射
防止膜１５ａと絶縁膜１１による干渉作用、更にはその
上の層間絶縁膜をも加えた干渉作用により、基板表面に
おける光の反射を抑制して感度を向上させることができ
る。
構造と実質的に同じであるが、本発明の固体撮像装置に
おいては、受光部１３の上方に絶縁膜１１を介して反射
防止膜１５ａが形成されている。これにより、この反射
防止膜１５ａと絶縁膜１１による干渉作用、更にはその
上の層間絶縁膜をも加えた干渉作用により、基板表面に
おける光の反射を抑制して感度を向上させることができ
る。
【００２７】例えば、図１に示す固体撮像装置におい
て、絶縁膜１１として膜厚９ｎｍのシリコン酸化膜を、
反射防止膜１５ａとして膜厚２０ｎｍのシリコン窒化膜
を使用した場合、基板表面での可視光の反射率は約１０
％であり、反射防止膜が形成されていないこと以外はこ
れと同様の構造を有する固体撮像装置の反射率の約２５
％という値に比べ、明らかに低い反射率を実現してい
る。
て、絶縁膜１１として膜厚９ｎｍのシリコン酸化膜を、
反射防止膜１５ａとして膜厚２０ｎｍのシリコン窒化膜
を使用した場合、基板表面での可視光の反射率は約１０
％であり、反射防止膜が形成されていないこと以外はこ
れと同様の構造を有する固体撮像装置の反射率の約２５
％という値に比べ、明らかに低い反射率を実現してい
る。
【００２８】反射防止膜１５ａは、受光部１３の少なく
とも一部を被覆するよう形成されていればよいが、反射
防止膜による受光部の被覆面積が大きいほど確実な感度
向上が図れるため、受光部１３の全体を、更にはゲート
電極１２の一部をも含む領域を被覆するように形成され
ることが好ましい。但し、このとき反射防止膜をゲート
電極全体を被覆するよう形成することもできるが、暗電
流の低減を図る手段として一般に実施される基板への水
素供給をより有効に進めることができるよう、ゲート電
極上の少くとも一部には反射防止膜を形成しないことが
好ましい。
とも一部を被覆するよう形成されていればよいが、反射
防止膜による受光部の被覆面積が大きいほど確実な感度
向上が図れるため、受光部１３の全体を、更にはゲート
電極１２の一部をも含む領域を被覆するように形成され
ることが好ましい。但し、このとき反射防止膜をゲート
電極全体を被覆するよう形成することもできるが、暗電
流の低減を図る手段として一般に実施される基板への水
素供給をより有効に進めることができるよう、ゲート電
極上の少くとも一部には反射防止膜を形成しないことが
好ましい。
【００２９】また、検出部１４ａの上方については特に
反射防止膜を形成する必要はなく、むしろ検出部１４ａ
の上方には反射防止膜を形成しないことが好ましい。検
出部１４ａは、金属配線による電気的な接続が可能な不
純物濃度を確保する必要があるため、後述するようにＬ
ＤＤ部などよりも多くの回数のイオン注入が実施される
が、検出部１４ａの上方に反射防止膜を形成するのであ
ればこれらすべてのイオン注入を反射防止膜形成前に行
う必要があるため製造プロセスの簡素化を図ることが困
難となるからである。
反射防止膜を形成する必要はなく、むしろ検出部１４ａ
の上方には反射防止膜を形成しないことが好ましい。検
出部１４ａは、金属配線による電気的な接続が可能な不
純物濃度を確保する必要があるため、後述するようにＬ
ＤＤ部などよりも多くの回数のイオン注入が実施される
が、検出部１４ａの上方に反射防止膜を形成するのであ
ればこれらすべてのイオン注入を反射防止膜形成前に行
う必要があるため製造プロセスの簡素化を図ることが困
難となるからである。
【００３０】反射防止膜１５ａとしては、屈折率が、シ
リコンの屈折率（約３．４９）とシリコン酸化膜の屈折
率（約１．４６）の間であって、成膜が可能な材料が使
用できる。そのような材料としては、例えば、シリコン
窒化膜、シリコン酸窒化膜、セリウム酸化膜、チタン酸
化膜、タンタル酸化膜、ジルコニウム酸化膜またはこれ
らの混合物からなる膜などが挙げられるが、特にシリコ
ン窒化膜を含むものが好ましい。また反射防止膜は、単
層構造でも多層構造を有するものであってもよく、多層
構造を有するものとしては前に例示したような膜が複数
積層したもののほかに、これらの膜とシリコン酸化膜と
が積層したものが挙げられる。
リコンの屈折率（約３．４９）とシリコン酸化膜の屈折
率（約１．４６）の間であって、成膜が可能な材料が使
用できる。そのような材料としては、例えば、シリコン
窒化膜、シリコン酸窒化膜、セリウム酸化膜、チタン酸
化膜、タンタル酸化膜、ジルコニウム酸化膜またはこれ
らの混合物からなる膜などが挙げられるが、特にシリコ
ン窒化膜を含むものが好ましい。また反射防止膜は、単
層構造でも多層構造を有するものであってもよく、多層
構造を有するものとしては前に例示したような膜が複数
積層したもののほかに、これらの膜とシリコン酸化膜と
が積層したものが挙げられる。
【００３１】また、図１の固体撮像装置においては、反
射防止膜１５ａ上にシリコン酸化膜１６ａが形成されて
いる。また、転送ゲート電極１２の検出部側の側壁に
は、反射防止膜１５ａと同じ材料からなる膜１５ｂと、
側壁部シリコン酸化膜１６ｂが形成されている。
射防止膜１５ａ上にシリコン酸化膜１６ａが形成されて
いる。また、転送ゲート電極１２の検出部側の側壁に
は、反射防止膜１５ａと同じ材料からなる膜１５ｂと、
側壁部シリコン酸化膜１６ｂが形成されている。
【００３２】図２は、本実施形態に係る固体撮像装置の
製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図
１の断面図に示した転送用トランジスタ部の形成工程に
ついて示したものである。なお、以下の製造方法の説明
において、「拡散領域」は図１の１４ａに相当する領域
を指し、「ＬＤＤ部」は図１の１４ｂに相当する領域を
指す。
製造方法の一例を説明するための工程断面図であり、図
１の断面図に示した転送用トランジスタ部の形成工程に
ついて示したものである。なお、以下の製造方法の説明
において、「拡散領域」は図１の１４ａに相当する領域
を指し、「ＬＤＤ部」は図１の１４ｂに相当する領域を
指す。
【００３３】まず、ｐ型シリコン基板１０上にゲート絶
縁膜１１ａおよびフィールド絶縁膜１１ｂ（共に、シリ
コン酸化膜である。）が熱酸化によって形成される。通
常、ゲート絶縁膜１１ａの膜厚は１０〜２０ｎｍ程度、
フィールド絶縁膜１１ｂの膜厚は３００〜５００ｎｍ程
度である。フィールド絶縁膜１１ｂは、シリコン窒化膜
でフィールド部分（素子を形成する部分）を被覆してか
ら熱酸化する部分酸化（ＬＯＣＯＳ；local oxidation
of silicon）によって形成できる。次いで、このシリコ
ン基板１０上に、膜厚２５０〜４００ｎｍ程度の多結晶
シリコン膜が減圧ＣＶＤ法によって堆積され、この多結
晶シリコン膜の一部がエッチングによって除去されて転
送ゲート電極１２が形成される。次に、このシリコン基
板１０に、ヒ素やリンなどのｎ型不純物がイオン注入さ
れて受光部１３が形成される。このこのイオン注入は、
例えば、加速電圧を６００ｋｅＶ、ドーズ量を１０11〜
１０12ｃｍ-2程度として実施される。
縁膜１１ａおよびフィールド絶縁膜１１ｂ（共に、シリ
コン酸化膜である。）が熱酸化によって形成される。通
常、ゲート絶縁膜１１ａの膜厚は１０〜２０ｎｍ程度、
フィールド絶縁膜１１ｂの膜厚は３００〜５００ｎｍ程
度である。フィールド絶縁膜１１ｂは、シリコン窒化膜
でフィールド部分（素子を形成する部分）を被覆してか
ら熱酸化する部分酸化（ＬＯＣＯＳ；local oxidation
of silicon）によって形成できる。次いで、このシリコ
ン基板１０上に、膜厚２５０〜４００ｎｍ程度の多結晶
シリコン膜が減圧ＣＶＤ法によって堆積され、この多結
晶シリコン膜の一部がエッチングによって除去されて転
送ゲート電極１２が形成される。次に、このシリコン基
板１０に、ヒ素やリンなどのｎ型不純物がイオン注入さ
れて受光部１３が形成される。このこのイオン注入は、
例えば、加速電圧を６００ｋｅＶ、ドーズ量を１０11〜
１０12ｃｍ-2程度として実施される。
【００３４】次に、先に形成した受光部１３をレジスト
１７ａで被覆した状態でｎ型不純物のイオン注入が実施
され、検出部およびＬＤＤ部が形成される（図２
（ａ））。なお、図２（ａ）では検出部とＬＤＤ部とを
合わせて１４と表示している。この段階での検出部の不
純物濃度はＬＤＤ部の不純物濃度と同等であり、好まし
くは１０18〜１０19ｃｍ-3程度に調整される。このイオ
ン注入は、例えば、加速電圧５０〜８０ｋｅＶ、ドーズ
量２×１０13ｃｍ-2程度の注入を、基板を９０°づつ回
転させながら４回繰り返して行われる。
１７ａで被覆した状態でｎ型不純物のイオン注入が実施
され、検出部およびＬＤＤ部が形成される（図２
（ａ））。なお、図２（ａ）では検出部とＬＤＤ部とを
合わせて１４と表示している。この段階での検出部の不
純物濃度はＬＤＤ部の不純物濃度と同等であり、好まし
くは１０18〜１０19ｃｍ-3程度に調整される。このイオ
ン注入は、例えば、加速電圧５０〜８０ｋｅＶ、ドーズ
量２×１０13ｃｍ-2程度の注入を、基板を９０°づつ回
転させながら４回繰り返して行われる。
【００３５】レジスト１７ａを除去した後、受光部１３
および検出部などが形成された上記シリコン基板１０上
にシリコン窒化膜１５、その上に更にシリコン酸化膜１
６が形成される（図２（ｂ））。シリコン窒化膜１５
は、例えば、減圧ＣＶＤ法によって形成され、その膜厚
は２０〜１００ｎｍ、好ましくは４０〜７０ｎｍ、更に
好ましくは６０ｎｍ程度である。また、シリコン酸化膜
１６は、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケ
イト）を使用した減圧ＣＶＤ法によって形成され、その
膜厚は１００〜２００ｎｍ、好ましくは１３０ｎｍ程度
である。
および検出部などが形成された上記シリコン基板１０上
にシリコン窒化膜１５、その上に更にシリコン酸化膜１
６が形成される（図２（ｂ））。シリコン窒化膜１５
は、例えば、減圧ＣＶＤ法によって形成され、その膜厚
は２０〜１００ｎｍ、好ましくは４０〜７０ｎｍ、更に
好ましくは６０ｎｍ程度である。また、シリコン酸化膜
１６は、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケ
イト）を使用した減圧ＣＶＤ法によって形成され、その
膜厚は１００〜２００ｎｍ、好ましくは１３０ｎｍ程度
である。
【００３６】次に、シリコン酸化膜１６およびシリコン
窒化膜１５の一部が、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ；reactive ion etching）などのドライエッチング
（プラズマエッチング）によって除去される（図２
（ｃ））。このとき残存させるシリコン酸化膜１６ａ、
１６ｂおよびシリコン窒化膜１５ａ、１５ｂは、後工程
である再度のイオン注入時のマスクとして機能する。こ
のエッチングは、受光部を除く領域、つまり、図示した
部分の基板に関して言えば、検出部、好ましくは検出部
および転送ゲート電極１２の少くとも一部の上方に形成
された酸化膜および窒化膜のみを対象とする。すなわ
ち、レジスト１７ｂを受光部を形成した領域の全体、更
には転送ゲート電極の一部をも被覆するように予め塗布
形成し、受光部の上方に存在する酸化膜および窒化膜を
保護した状態でエッチングが実施される。よって、受光
部上にはシリコン窒化膜１５ａが残存しこれが反射防止
膜として機能する。また、シリコン酸化膜１６ａは、後
工程のイオン注入が実施された後も除去されず、配線間
の層間絶縁膜の一部として機能する。
窒化膜１５の一部が、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ；reactive ion etching）などのドライエッチング
（プラズマエッチング）によって除去される（図２
（ｃ））。このとき残存させるシリコン酸化膜１６ａ、
１６ｂおよびシリコン窒化膜１５ａ、１５ｂは、後工程
である再度のイオン注入時のマスクとして機能する。こ
のエッチングは、受光部を除く領域、つまり、図示した
部分の基板に関して言えば、検出部、好ましくは検出部
および転送ゲート電極１２の少くとも一部の上方に形成
された酸化膜および窒化膜のみを対象とする。すなわ
ち、レジスト１７ｂを受光部を形成した領域の全体、更
には転送ゲート電極の一部をも被覆するように予め塗布
形成し、受光部の上方に存在する酸化膜および窒化膜を
保護した状態でエッチングが実施される。よって、受光
部上にはシリコン窒化膜１５ａが残存しこれが反射防止
膜として機能する。また、シリコン酸化膜１６ａは、後
工程のイオン注入が実施された後も除去されず、配線間
の層間絶縁膜の一部として機能する。
【００３７】また、このエッチングは、検出部の上方に
存在する酸化膜は除去され、且つ、ＬＤＤ部の上方に存
在する酸化膜は残存するように行なわれる。この酸化膜
１６ｂは、エッチング時間などの条件を適当に調整する
だけで、特にレジストなどを要することなく残存させる
ことができる。それは、減圧下でのＴＥＯＳの分解によ
って形成される酸化膜は基板に形成された段差のすべて
の面に対してほぼ一様に形成されるため、転送ゲート電
極に近接する部分（すなわちＬＤＤ部上）の酸化膜の膜
厚（基板表面から垂直方向に測定した膜厚）は他の部分
に比べて大きくなる。これに対して異方性エッチングで
あるドライエッチングを実施すれば、他の部分の酸化膜
が除去された時点でも、ＬＤＤ部上の酸化膜は膜厚が大
きい分だけ残存させることが可能となるからである。
存在する酸化膜は除去され、且つ、ＬＤＤ部の上方に存
在する酸化膜は残存するように行なわれる。この酸化膜
１６ｂは、エッチング時間などの条件を適当に調整する
だけで、特にレジストなどを要することなく残存させる
ことができる。それは、減圧下でのＴＥＯＳの分解によ
って形成される酸化膜は基板に形成された段差のすべて
の面に対してほぼ一様に形成されるため、転送ゲート電
極に近接する部分（すなわちＬＤＤ部上）の酸化膜の膜
厚（基板表面から垂直方向に測定した膜厚）は他の部分
に比べて大きくなる。これに対して異方性エッチングで
あるドライエッチングを実施すれば、他の部分の酸化膜
が除去された時点でも、ＬＤＤ部上の酸化膜は膜厚が大
きい分だけ残存させることが可能となるからである。
【００３８】レジスト１７ｂを除去した後、再度イオン
注入を行う（図２（ｄ））。このイオン注入によって検
出部１４ａの不純物濃度が増大する。このイオン注入
は、例えば、加速電圧を２０〜３０ｋｅＶ、ドーズ量を
５×１０15ｃｍ-2程度として行われる。ＬＤＤ部１４ｂ
は、シリコン酸化膜１６ｂがマスクとなりイオンが注入
されないため、当然不純物濃度がその他の領域に比べて
低くなる。以上の工程により本実施形態の固体撮像装置
の転送用トランジスタ部が形成される。
注入を行う（図２（ｄ））。このイオン注入によって検
出部１４ａの不純物濃度が増大する。このイオン注入
は、例えば、加速電圧を２０〜３０ｋｅＶ、ドーズ量を
５×１０15ｃｍ-2程度として行われる。ＬＤＤ部１４ｂ
は、シリコン酸化膜１６ｂがマスクとなりイオンが注入
されないため、当然不純物濃度がその他の領域に比べて
低くなる。以上の工程により本実施形態の固体撮像装置
の転送用トランジスタ部が形成される。
【００３９】転送用トランジスタ部が形成されたシリコ
ン基板上には、更に、層間絶縁膜が形成される。層間絶
縁膜としては、例えば、減圧ＣＶＤ法によって形成され
たシリコン酸化膜が使用される。次に、検出部１４ａ上
の層間絶縁膜にコンタクトを取るため貫通孔が形成され
た後、アルミニウムなどの金属膜が形成される。この金
属膜がエッチングによってパターニングされて金属配線
となる。この金属配線によって、検出部１４ａは、シリ
コン基板１０の別の領域に形成された増幅用トランジス
タのゲート電極に接続される。
ン基板上には、更に、層間絶縁膜が形成される。層間絶
縁膜としては、例えば、減圧ＣＶＤ法によって形成され
たシリコン酸化膜が使用される。次に、検出部１４ａ上
の層間絶縁膜にコンタクトを取るため貫通孔が形成され
た後、アルミニウムなどの金属膜が形成される。この金
属膜がエッチングによってパターニングされて金属配線
となる。この金属配線によって、検出部１４ａは、シリ
コン基板１０の別の領域に形成された増幅用トランジス
タのゲート電極に接続される。
【００４０】更に、受光部の上方に相当する部分に開口
を有する金属遮光膜、表面保護膜などが適宜形成され
る。特に限定するものではないが、金属遮光膜にはアル
ミニウム膜が、表面保護膜にはプラズマＣＶＤ法によっ
て形成されたシリコン窒化膜が各々適用され得る。
を有する金属遮光膜、表面保護膜などが適宜形成され
る。特に限定するものではないが、金属遮光膜にはアル
ミニウム膜が、表面保護膜にはプラズマＣＶＤ法によっ
て形成されたシリコン窒化膜が各々適用され得る。
【００４１】なお、以上の製造方法の説明においては、
反射防止膜としてシリコン窒化膜を含むものを使用した
場合を例示しているが、もちろん前述のその他の酸化膜
などを使用することもできる。また、上記製造方法にお
ける熱酸化やＣＶＤ法などの成膜およびエッチングは、
基本的に常法に従って実施すればよい。
反射防止膜としてシリコン窒化膜を含むものを使用した
場合を例示しているが、もちろん前述のその他の酸化膜
などを使用することもできる。また、上記製造方法にお
ける熱酸化やＣＶＤ法などの成膜およびエッチングは、
基本的に常法に従って実施すればよい。
【００４２】（第２の実施形態）第１の実施形態の固体
撮像装置においては、特に反射防止膜としてシリコン窒
化膜を含む材料を使用する場合、反射防止膜が検出部側
の転送ゲート電極側面に接触しないこと、換言すれば転
送ゲート電極近傍の検出部の上方に存在する反射防止膜
に段差や屈曲などの膜構造の不連続部分が存在しないこ
とが好ましい。更には、転送ゲート電極近傍の検出部の
上方に反射防止膜が存在しないことが好ましい。なぜな
ら、転送ゲート電極と検出部との間に生じる強い電界内
にシリコン窒化膜、特に段差や屈曲などを有する窒化膜
が存在すると、窒化膜の内部応力の影響によっていわゆ
る白傷発生などの画質低下を招くおそれがあるからであ
る。このような本発明の好ましい例を第２の実施形態と
して、以下に説明する。
撮像装置においては、特に反射防止膜としてシリコン窒
化膜を含む材料を使用する場合、反射防止膜が検出部側
の転送ゲート電極側面に接触しないこと、換言すれば転
送ゲート電極近傍の検出部の上方に存在する反射防止膜
に段差や屈曲などの膜構造の不連続部分が存在しないこ
とが好ましい。更には、転送ゲート電極近傍の検出部の
上方に反射防止膜が存在しないことが好ましい。なぜな
ら、転送ゲート電極と検出部との間に生じる強い電界内
にシリコン窒化膜、特に段差や屈曲などを有する窒化膜
が存在すると、窒化膜の内部応力の影響によっていわゆ
る白傷発生などの画質低下を招くおそれがあるからであ
る。このような本発明の好ましい例を第２の実施形態と
して、以下に説明する。
【００４３】図３は、この本発明の第２の実施形態に係
る固体撮像装置の一例を示す断面図である。第１の実施
形態と同様、受光部２３、検出部２４ａおよびＬＤＤ部
２４ｂが形成されたｐ型シリコン基板２０上に、絶縁膜
２１を介して転送ゲート電極２２が形成され、受光部２
３の上方には絶縁膜２１を介して反射防止膜２５が形成
されている。但し、第２の実施形態においては、検出部
２４ａだけでなく、ＬＤＤ部２４ｂの上方にも反射防止
膜が存在しない。つまり、第１の実施形態においてＬＤ
Ｄ部上方のゲート電極側面に存在していた反射防止膜
（図１の１５ｂ）が、完全に除去された構造を有するも
のである。それ以外の構造や使用される材料などについ
ては、実質的に第１の実施形態と同様である。
る固体撮像装置の一例を示す断面図である。第１の実施
形態と同様、受光部２３、検出部２４ａおよびＬＤＤ部
２４ｂが形成されたｐ型シリコン基板２０上に、絶縁膜
２１を介して転送ゲート電極２２が形成され、受光部２
３の上方には絶縁膜２１を介して反射防止膜２５が形成
されている。但し、第２の実施形態においては、検出部
２４ａだけでなく、ＬＤＤ部２４ｂの上方にも反射防止
膜が存在しない。つまり、第１の実施形態においてＬＤ
Ｄ部上方のゲート電極側面に存在していた反射防止膜
（図１の１５ｂ）が、完全に除去された構造を有するも
のである。それ以外の構造や使用される材料などについ
ては、実質的に第１の実施形態と同様である。
【００４４】図４は、本実施形態に係る固体撮像装置の
製造方法の一例を説明する工程断面図であり、図３の断
面図に示した転送用トランジスタ部の形成工程を示した
ものである。なお、以下の製造方法の説明において、
「拡散領域」は図３の２４ａに相当する領域を指し、
「ＬＤＤ部」は図３の２４ｂに相当する領域を指す。
製造方法の一例を説明する工程断面図であり、図３の断
面図に示した転送用トランジスタ部の形成工程を示した
ものである。なお、以下の製造方法の説明において、
「拡散領域」は図３の２４ａに相当する領域を指し、
「ＬＤＤ部」は図３の２４ｂに相当する領域を指す。
【００４５】シリコン酸化膜２１および転送ゲート電極
２２を形成したシリコン基板２０に、受光部２３、検出
部（但し、この段階で形成される検出部の不純物濃度は
最終的に必要とされる濃度より低く、ＬＤＤ部と同等の
濃度である。）およびＬＤＤ部を形成し、その基板２０
上にシリコン窒化膜２５およびシリコン酸化膜２６ａが
形成される。以上の工程に至るまでは、第１の実施形態
と同様に行うことができる（図４（ａ）、（ｂ））。但
し、第２の実施形態においては、図４（ｂ）工程で形成
されるシリコン酸化膜２６ａの膜厚は５０〜１００ｎｍ
程度が適当であり、好ましくは７０ｎｍ程度とする。
２２を形成したシリコン基板２０に、受光部２３、検出
部（但し、この段階で形成される検出部の不純物濃度は
最終的に必要とされる濃度より低く、ＬＤＤ部と同等の
濃度である。）およびＬＤＤ部を形成し、その基板２０
上にシリコン窒化膜２５およびシリコン酸化膜２６ａが
形成される。以上の工程に至るまでは、第１の実施形態
と同様に行うことができる（図４（ａ）、（ｂ））。但
し、第２の実施形態においては、図４（ｂ）工程で形成
されるシリコン酸化膜２６ａの膜厚は５０〜１００ｎｍ
程度が適当であり、好ましくは７０ｎｍ程度とする。
【００４６】次に、シリコン酸化膜２６ａおよびシリコ
ン窒化膜２５の一部がエッチングによって除去される
（図４（ｃ）、（ｄ））。このエッチングは、第１の実
施形態におけるエッチングと同様に受光部を除く領域を
対象とし、マスクを受光部を形成した領域、好ましくは
その全体、更には転送ゲート電極の一部をも被覆するよ
うに塗布形成した状態で実施される。但し、第２の実施
形態では、この段階でのエッチングは、マスクで被覆さ
れていない酸化膜および窒化膜は完全に除去されるま
で、つまりＬＤＤ部上に存在する酸化膜および窒化膜も
が除去されるまで実施される。よって、エッチング方法
としては等方性エッチングであるウェットエッチングを
適用することが好ましい。例えば、レジスト２７ａを受
光部２３の全体を被覆するように形成した状態でシリコ
ン酸化膜２６をフッ酸系のエッチング液を使用して除去
した（図４（ｃ））後、レジスト２７ａを除去して受光
部上に残存した酸化膜をマスクとして、シリコン窒化膜
２６をリン酸エッチング液を使用して温度１５５℃でエ
ッチングする（図４（ｄ））方法が適用できる。
ン窒化膜２５の一部がエッチングによって除去される
（図４（ｃ）、（ｄ））。このエッチングは、第１の実
施形態におけるエッチングと同様に受光部を除く領域を
対象とし、マスクを受光部を形成した領域、好ましくは
その全体、更には転送ゲート電極の一部をも被覆するよ
うに塗布形成した状態で実施される。但し、第２の実施
形態では、この段階でのエッチングは、マスクで被覆さ
れていない酸化膜および窒化膜は完全に除去されるま
で、つまりＬＤＤ部上に存在する酸化膜および窒化膜も
が除去されるまで実施される。よって、エッチング方法
としては等方性エッチングであるウェットエッチングを
適用することが好ましい。例えば、レジスト２７ａを受
光部２３の全体を被覆するように形成した状態でシリコ
ン酸化膜２６をフッ酸系のエッチング液を使用して除去
した（図４（ｃ））後、レジスト２７ａを除去して受光
部上に残存した酸化膜をマスクとして、シリコン窒化膜
２６をリン酸エッチング液を使用して温度１５５℃でエ
ッチングする（図４（ｄ））方法が適用できる。
【００４７】続いて、基板上に再度シリコン酸化膜２６
ｂが堆積される（図４（ｅ））。この酸化膜２６ｂは、
例えばＴＥＯＳを使用した減圧ＣＶＤ法によって形成さ
れ、膜厚は１５０〜２００ｎｍ程度、好ましくは１９０
ｎｍ程度である。この段階で受光部の上方の酸化膜は、
（ｂ）工程で堆積された酸化膜２６ａ上に更に新たに酸
化膜２６ｂが堆積されるため検出部上の酸化膜に比べて
膜厚が大きくなる。
ｂが堆積される（図４（ｅ））。この酸化膜２６ｂは、
例えばＴＥＯＳを使用した減圧ＣＶＤ法によって形成さ
れ、膜厚は１５０〜２００ｎｍ程度、好ましくは１９０
ｎｍ程度である。この段階で受光部の上方の酸化膜は、
（ｂ）工程で堆積された酸化膜２６ａ上に更に新たに酸
化膜２６ｂが堆積されるため検出部上の酸化膜に比べて
膜厚が大きくなる。
【００４８】次に、シリコン酸化膜２６ｂの一部がエッ
チングによって除去される（図４（ｆ））。この段階の
エッチングでは、第１の実施形態の図２（ｃ）工程と同
様、検出部の上方に存在する酸化膜は除去し、且つ、Ｌ
ＤＤ部の上方に存在する酸化膜は残存させる。よって、
エッチング方法としてはＲＩＥ法といったドライエッチ
ング（プラズマエッチング）法が適用される。前述した
ように受光部上の酸化膜は検出部上の酸化膜に比べて厚
膜であるため、検出部上の酸化膜が完全に除去されるま
でエッチングが実施されても、受光部上の酸化膜はいく
らか残存する。よって、エッチングは受光部上のシリコ
ン窒化膜にまでは及ばないので、シリコン窒化膜の反射
防止機能が損なわれるおそれがない。なお、残存させる
受光部上のシリコン酸化膜２６の膜厚は、２０〜３０ｎ
ｍ程度が適当である。
チングによって除去される（図４（ｆ））。この段階の
エッチングでは、第１の実施形態の図２（ｃ）工程と同
様、検出部の上方に存在する酸化膜は除去し、且つ、Ｌ
ＤＤ部の上方に存在する酸化膜は残存させる。よって、
エッチング方法としてはＲＩＥ法といったドライエッチ
ング（プラズマエッチング）法が適用される。前述した
ように受光部上の酸化膜は検出部上の酸化膜に比べて厚
膜であるため、検出部上の酸化膜が完全に除去されるま
でエッチングが実施されても、受光部上の酸化膜はいく
らか残存する。よって、エッチングは受光部上のシリコ
ン窒化膜にまでは及ばないので、シリコン窒化膜の反射
防止機能が損なわれるおそれがない。なお、残存させる
受光部上のシリコン酸化膜２６の膜厚は、２０〜３０ｎ
ｍ程度が適当である。
【００４９】続いて、第１の実施形態の図２（ｄ）の工
程と同様に再度イオン注入（図４（ｇ））が実施され、
転送用トランジスタ部が形成される。転送用トランジス
タが形成されたシリコン基板に、第１の実施形態と同様
にして層間絶縁膜および金属配線が形成され、更に、金
属遮光膜、表面保護膜などが適宜形成されて、固体撮像
装置が得られる。
程と同様に再度イオン注入（図４（ｇ））が実施され、
転送用トランジスタ部が形成される。転送用トランジス
タが形成されたシリコン基板に、第１の実施形態と同様
にして層間絶縁膜および金属配線が形成され、更に、金
属遮光膜、表面保護膜などが適宜形成されて、固体撮像
装置が得られる。
【００５０】なお、以上の製造方法においても、反射防
止膜としてはシリコン窒化膜のほかに、第１の実施形態
で例示したその他の酸化膜などを使用することもでき
る。また、上記製造方法における熱酸化やＣＶＤ法など
の成膜およびエッチングについても、第１の実施形態と
同様に基本的に常法に従って実施すればよい。
止膜としてはシリコン窒化膜のほかに、第１の実施形態
で例示したその他の酸化膜などを使用することもでき
る。また、上記製造方法における熱酸化やＣＶＤ法など
の成膜およびエッチングについても、第１の実施形態と
同様に基本的に常法に従って実施すればよい。
【００５１】この製造方法によれば、反射防止膜は受光
部上には形成されるが、検出部上のゲート電極近傍には
形成されないため、前述のような問題を回避することが
でき、反射防止による感度向上と、画質向上とを図るこ
とができる。
部上には形成されるが、検出部上のゲート電極近傍には
形成されないため、前述のような問題を回避することが
でき、反射防止による感度向上と、画質向上とを図るこ
とができる。
【００５２】（第３の実施形態）図５は、本発明の固体
撮像装置の別の一例を示す断面図である。この固体撮像
装置は、受光部で生じる電位変化を出力する方式を採用
した固体撮像装置であり、各画素は、受光部と、増幅
用、リセット用および選択用の３個のトランジスタとを
含んでいる。リセット用トランジスタは、受光部３３を
ソースとするトランジスタであり、そのドレインである
拡散領域３４ａが電源電圧と電気的に接続されている。
増幅用トランジスタは、ゲートが受光部３３と、ソース
が電源電圧と、ドレインが選択用トランジスタのソース
と各々電気的に接続されている。また、選択用トランジ
スタは、ドレインが出力線に接続されている。
撮像装置の別の一例を示す断面図である。この固体撮像
装置は、受光部で生じる電位変化を出力する方式を採用
した固体撮像装置であり、各画素は、受光部と、増幅
用、リセット用および選択用の３個のトランジスタとを
含んでいる。リセット用トランジスタは、受光部３３を
ソースとするトランジスタであり、そのドレインである
拡散領域３４ａが電源電圧と電気的に接続されている。
増幅用トランジスタは、ゲートが受光部３３と、ソース
が電源電圧と、ドレインが選択用トランジスタのソース
と各々電気的に接続されている。また、選択用トランジ
スタは、ドレインが出力線に接続されている。
【００５３】各トランジスタの役割を簡単に説明する
と、増幅用トランジスタは、受光部３３の電圧を増幅す
る機能を果たし、選択用トランジスタは、増幅用トラン
ジスタの出力を取り出すスイッチであって信号を読み出
す画素を選択する機能を果たす。この固体撮像装置にお
ける画素内の読み出し回路は、この増幅用トランジスタ
と選択用トランジスタとを含むアンプ回路である。ま
た、リセット用トランジスタは、受光部３３が保持して
いる信号電荷を、一定時間毎に電源電圧に接続した拡散
領域３４ａに排出する機能を果たす。すなわち、拡散領
域３４ａは電荷排出部として機能する（以下、拡散領域
３４ａを「電荷排出部」とする。）。
と、増幅用トランジスタは、受光部３３の電圧を増幅す
る機能を果たし、選択用トランジスタは、増幅用トラン
ジスタの出力を取り出すスイッチであって信号を読み出
す画素を選択する機能を果たす。この固体撮像装置にお
ける画素内の読み出し回路は、この増幅用トランジスタ
と選択用トランジスタとを含むアンプ回路である。ま
た、リセット用トランジスタは、受光部３３が保持して
いる信号電荷を、一定時間毎に電源電圧に接続した拡散
領域３４ａに排出する機能を果たす。すなわち、拡散領
域３４ａは電荷排出部として機能する（以下、拡散領域
３４ａを「電荷排出部」とする。）。
【００５４】以下、図５に断面図として示した、リセッ
ト用トランジスタが形成された領域、すなわち、受光部
３３、電荷排出部３４ａおよびゲート電極３２（以下、
「リセットゲート電極」とする。）が形成された領域に
ついて説明する。この領域の構造は、第１の実施形態に
おける転送用トランジスタが形成された領域の構造と実
質的に同様である。以下、簡単に説明する。
ト用トランジスタが形成された領域、すなわち、受光部
３３、電荷排出部３４ａおよびゲート電極３２（以下、
「リセットゲート電極」とする。）が形成された領域に
ついて説明する。この領域の構造は、第１の実施形態に
おける転送用トランジスタが形成された領域の構造と実
質的に同様である。以下、簡単に説明する。
【００５５】ｐ型シリコン基板３０内にｎ型不純物拡散
領域である受光部３３および電荷排出部３４ａが形成さ
れており、両領域間の上方には絶縁膜３１を介してリセ
ットゲート電極３２が形成されている。受光部３３の不
純物濃度は、光電変換を行える範囲であり金属配線によ
る接続が可能な濃度であれば特に限定されないが、好ま
しくは１０16〜１０17ｃｍ-3程度である。また、拡散深
さは０．５〜２．０μｍ程度が好ましい。また、受光部
３３には、その表面の一部に浅くｐ型不純物拡散領域を
設けてもよい。電荷排出部３４ａの不純物濃度は、金属
配線による接続が可能な濃度であればよく、好ましくは
１０20ｃｍ-3程度である。また、拡散深さは０．２〜
０．４μｍ程度が好ましい。また、電荷排出部３４ａの
リセットゲート電極３２側端部には、電荷排出部３４ａ
よりも不純物濃度が低いＬＤＤ部３４ｂが形成されてい
る。このＬＤＤ部３４ｂの不純物濃度は、１０18〜１０
19ｃｍ-3程度が適当である。図示を省略するが前記基板
上には、更に、層間絶縁膜、受光部の上方に開口を有す
る金属遮光膜、表面保護膜などが形成されている。
領域である受光部３３および電荷排出部３４ａが形成さ
れており、両領域間の上方には絶縁膜３１を介してリセ
ットゲート電極３２が形成されている。受光部３３の不
純物濃度は、光電変換を行える範囲であり金属配線によ
る接続が可能な濃度であれば特に限定されないが、好ま
しくは１０16〜１０17ｃｍ-3程度である。また、拡散深
さは０．５〜２．０μｍ程度が好ましい。また、受光部
３３には、その表面の一部に浅くｐ型不純物拡散領域を
設けてもよい。電荷排出部３４ａの不純物濃度は、金属
配線による接続が可能な濃度であればよく、好ましくは
１０20ｃｍ-3程度である。また、拡散深さは０．２〜
０．４μｍ程度が好ましい。また、電荷排出部３４ａの
リセットゲート電極３２側端部には、電荷排出部３４ａ
よりも不純物濃度が低いＬＤＤ部３４ｂが形成されてい
る。このＬＤＤ部３４ｂの不純物濃度は、１０18〜１０
19ｃｍ-3程度が適当である。図示を省略するが前記基板
上には、更に、層間絶縁膜、受光部の上方に開口を有す
る金属遮光膜、表面保護膜などが形成されている。
【００５６】以上は、図１０に示す従来の固体撮像装置
の構造と実質的に同じであるが、本発明の固体撮像装置
においては、受光部３３の上方に絶縁膜３１を介して反
射防止膜３５ａが形成されている。反射防止膜３５ａ
は、受光部３３の少なくとも一部を被覆するよう形成さ
れていればよいが、好ましくは、受光部３３の全体を被
覆するように形成される。但し、本実施形態において
は、受光部３３を金属配線によって増幅用トランジスタ
に接続する必要があるため、受光部３３上の反射防止膜
３５ａの一部にコンタクトをとるための貫通孔が存在す
る。
の構造と実質的に同じであるが、本発明の固体撮像装置
においては、受光部３３の上方に絶縁膜３１を介して反
射防止膜３５ａが形成されている。反射防止膜３５ａ
は、受光部３３の少なくとも一部を被覆するよう形成さ
れていればよいが、好ましくは、受光部３３の全体を被
覆するように形成される。但し、本実施形態において
は、受光部３３を金属配線によって増幅用トランジスタ
に接続する必要があるため、受光部３３上の反射防止膜
３５ａの一部にコンタクトをとるための貫通孔が存在す
る。
【００５７】また、反射防止膜３５ａは、リセットゲー
ト電極３２の一部をも含む領域を被覆することが好まし
いが、このときリセットゲート電極３２上の少くとも一
部には反射防止膜を形成しないことが好ましい。また、
電荷排出部３４ａの上方については特に反射防止膜を形
成する必要はなく、むしろ電荷排出部３４ａの上方には
反射防止膜を形成しないことが好ましい。また、反射防
止膜３５ａの材料としては、第１の実施形態で例示した
ものと同様の材料が使用できる。
ト電極３２の一部をも含む領域を被覆することが好まし
いが、このときリセットゲート電極３２上の少くとも一
部には反射防止膜を形成しないことが好ましい。また、
電荷排出部３４ａの上方については特に反射防止膜を形
成する必要はなく、むしろ電荷排出部３４ａの上方には
反射防止膜を形成しないことが好ましい。また、反射防
止膜３５ａの材料としては、第１の実施形態で例示した
ものと同様の材料が使用できる。
【００５８】次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製
造方法の一例を、図６を用いて説明する。本実施形態に
係る固体撮像装置のリセット用トランジスタは、第１の
実施形態における転送用トランジスタの形成工程と実質
的に同様の操作により形成することができる。なお、以
下の説明において、「電荷排出部」とは、図５の３４ａ
に相当する領域を指し、「ＬＤＤ部」とは、図５の３４
ｂに相当する領域を指す。
造方法の一例を、図６を用いて説明する。本実施形態に
係る固体撮像装置のリセット用トランジスタは、第１の
実施形態における転送用トランジスタの形成工程と実質
的に同様の操作により形成することができる。なお、以
下の説明において、「電荷排出部」とは、図５の３４ａ
に相当する領域を指し、「ＬＤＤ部」とは、図５の３４
ｂに相当する領域を指す。
【００５９】まず、ゲート絶縁膜３１およびリセットゲ
ート電極３２を形成したシリコン基板３０に受光部３３
が形成される。この受光部３３は、好ましくはドーズ量
１０ 12〜１０13ｃｍ-2程度、加速電圧６００ｋｅＶ程度
としたイオン注入により形成される。続いて、電荷排出
部（但し、この段階で形成される電荷排出部の不純物濃
度は最終的に必要とされる濃度より低く、ＬＤＤ部と同
等の濃度である。）およびＬＤＤ部が形成される（図６
（ａ））。このイオン注入は、例えば、加速電圧５０〜
８０ｋｅＶ、ドーズ量２×１０13ｃｍ-2程度の注入を４
回繰り返して行われる。
ート電極３２を形成したシリコン基板３０に受光部３３
が形成される。この受光部３３は、好ましくはドーズ量
１０ 12〜１０13ｃｍ-2程度、加速電圧６００ｋｅＶ程度
としたイオン注入により形成される。続いて、電荷排出
部（但し、この段階で形成される電荷排出部の不純物濃
度は最終的に必要とされる濃度より低く、ＬＤＤ部と同
等の濃度である。）およびＬＤＤ部が形成される（図６
（ａ））。このイオン注入は、例えば、加速電圧５０〜
８０ｋｅＶ、ドーズ量２×１０13ｃｍ-2程度の注入を４
回繰り返して行われる。
【００６０】この基板上にシリコン窒化膜３５およびシ
リコン酸化膜３６が形成され（図６（ｂ））、これらの
膜の一部がエッチングによって除去される（図６
（ｃ））。このエッチングは受光部３３を除く領域を対
象とし、レジスト３７を受光部３３を形成した領域、好
ましくはその全体、更にはリセットゲート電極３２の一
部をも被覆するように塗布形成した状態で実施される。
よって、電荷排出部上のシリコン窒化膜は除去される
が、受光部３０上のシリコン窒化膜３５ａは残存してこ
れが反射防止膜として機能する。また、このエッチング
は、ＬＤＤ部上のシリコン酸化膜３６ｂは残存するよう
に実施される。
リコン酸化膜３６が形成され（図６（ｂ））、これらの
膜の一部がエッチングによって除去される（図６
（ｃ））。このエッチングは受光部３３を除く領域を対
象とし、レジスト３７を受光部３３を形成した領域、好
ましくはその全体、更にはリセットゲート電極３２の一
部をも被覆するように塗布形成した状態で実施される。
よって、電荷排出部上のシリコン窒化膜は除去される
が、受光部３０上のシリコン窒化膜３５ａは残存してこ
れが反射防止膜として機能する。また、このエッチング
は、ＬＤＤ部上のシリコン酸化膜３６ｂは残存するよう
に実施される。
【００６１】次に、再度イオン注入を行って電荷排出部
の不純物濃度を所望の濃度まで増大させる。このイオン
注入は、例えば、加速電圧を２０〜３０ｋｅＶ、ドーズ
量を５×１０15ｃｍ-2程度として行われる（図６
（ｄ））。
の不純物濃度を所望の濃度まで増大させる。このイオン
注入は、例えば、加速電圧を２０〜３０ｋｅＶ、ドーズ
量を５×１０15ｃｍ-2程度として行われる（図６
（ｄ））。
【００６２】上記のようにしてリセット用トランジスタ
部が形成されたシリコン基板上に、更に、層間絶縁膜が
形成される。層間絶縁膜としては、例えば、減圧ＣＶＤ
法によって形成されたシリコン酸化膜が使用される。次
に、受光部３３上の反射防止膜３５ａ、シリコン酸化膜
３６ａおよび層間絶縁膜にエッチングによってコンタク
トをとるための貫通孔が形成された後、アルミニウムな
どの金属膜が形成される。この金属膜がエッチングによ
ってパターニングされて金属配線となる。この金属配線
によって、受光部３３は、シリコン基板の別の領域に形
成された増幅用トランジスタのゲート電極に接続され
る。また、電荷排出部３４ｂ上の層間絶縁膜には、コン
タクトをとるための貫通孔が形成された後、前記金属膜
とは別の金属膜が形成される。この金属膜は、パターニ
ングされて電荷排出部３４ｂと電源電圧とを接続するた
めの金属配線となる。更に、金属遮光膜、表面保護膜な
どが適宜形成される。
部が形成されたシリコン基板上に、更に、層間絶縁膜が
形成される。層間絶縁膜としては、例えば、減圧ＣＶＤ
法によって形成されたシリコン酸化膜が使用される。次
に、受光部３３上の反射防止膜３５ａ、シリコン酸化膜
３６ａおよび層間絶縁膜にエッチングによってコンタク
トをとるための貫通孔が形成された後、アルミニウムな
どの金属膜が形成される。この金属膜がエッチングによ
ってパターニングされて金属配線となる。この金属配線
によって、受光部３３は、シリコン基板の別の領域に形
成された増幅用トランジスタのゲート電極に接続され
る。また、電荷排出部３４ｂ上の層間絶縁膜には、コン
タクトをとるための貫通孔が形成された後、前記金属膜
とは別の金属膜が形成される。この金属膜は、パターニ
ングされて電荷排出部３４ｂと電源電圧とを接続するた
めの金属配線となる。更に、金属遮光膜、表面保護膜な
どが適宜形成される。
【００６３】以上の製造方法の説明においては、反射防
止膜としてシリコン窒化膜を含むものを使用した場合を
例示しているが、もちろん前述のその他の酸化膜などを
使用することもできる。また、上記製造方法における各
種の膜の形成およびエッチングは、第１の実施形態と同
様に実施することができる。
止膜としてシリコン窒化膜を含むものを使用した場合を
例示しているが、もちろん前述のその他の酸化膜などを
使用することもできる。また、上記製造方法における各
種の膜の形成およびエッチングは、第１の実施形態と同
様に実施することができる。
【００６４】（第４の実施形態）第３の実施形態の固体
撮像装置においては、反射防止膜が電荷排出部側のリセ
ットゲート電極側面に接触しないこと、更には、リセッ
トゲート電極近傍の電荷排出部の上方に反射防止膜が存
在しないことが好ましい。このような本発明の好ましい
例を第４の実施形態として以下に説明する。
撮像装置においては、反射防止膜が電荷排出部側のリセ
ットゲート電極側面に接触しないこと、更には、リセッ
トゲート電極近傍の電荷排出部の上方に反射防止膜が存
在しないことが好ましい。このような本発明の好ましい
例を第４の実施形態として以下に説明する。
【００６５】図７は、この本発明の第４の実施形態に係
る固体撮像装置の一例を示す断面図である。第３の実施
形態と同様、受光部４３、電荷排出部４４ａおよびＬＤ
Ｄ部４４ｂが形成されたｐ型シリコン基板４０上に、絶
縁膜４１を介してリセットゲート電極４２が形成され、
受光部４３の上方には絶縁膜４１を介して反射防止膜４
５が形成されている。但し、第４の実施形態において
は、電荷排出部４４ａだけでなく、ＬＤＤ部４４ｂの上
方にも反射防止膜が存在しない。つまり、第３の実施形
態においてＬＤＤ部４４ｂ上方に存在していた反射防止
膜（図５の３５ｂ）が、完全に除去された構造を有する
ものである。それ以外の構造や使用される材料などにつ
いては、実質的に第３の実施形態と同様である。
る固体撮像装置の一例を示す断面図である。第３の実施
形態と同様、受光部４３、電荷排出部４４ａおよびＬＤ
Ｄ部４４ｂが形成されたｐ型シリコン基板４０上に、絶
縁膜４１を介してリセットゲート電極４２が形成され、
受光部４３の上方には絶縁膜４１を介して反射防止膜４
５が形成されている。但し、第４の実施形態において
は、電荷排出部４４ａだけでなく、ＬＤＤ部４４ｂの上
方にも反射防止膜が存在しない。つまり、第３の実施形
態においてＬＤＤ部４４ｂ上方に存在していた反射防止
膜（図５の３５ｂ）が、完全に除去された構造を有する
ものである。それ以外の構造や使用される材料などにつ
いては、実質的に第３の実施形態と同様である。
【００６６】次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製
造方法の一例を、図８を用いて説明する。本実施形態に
係る固体撮像装置のリセット用トランジスタは、第２の
実施形態における転送用トランジスタの形成工程と実質
的に同様の操作により形成することができる。なお、以
下の説明において、「電荷排出部」とは図７の４４ａに
相当する領域を指し、「ＬＤＤ部」とは図７の４４ｂに
相当する領域を指す。
造方法の一例を、図８を用いて説明する。本実施形態に
係る固体撮像装置のリセット用トランジスタは、第２の
実施形態における転送用トランジスタの形成工程と実質
的に同様の操作により形成することができる。なお、以
下の説明において、「電荷排出部」とは図７の４４ａに
相当する領域を指し、「ＬＤＤ部」とは図７の４４ｂに
相当する領域を指す。
【００６７】絶縁膜４１およびリセットゲート電極４２
を形成したシリコン基板４０に、受光部４３、電荷排出
部（但し、この段階で形成される検出部の不純物濃度は
最終的に必要とされる濃度より低く、ＬＤＤ部と同等の
濃度である。）およびＬＤＤ部を形成したあと（図８
（ａ））、シリコン基板４０上にシリコン窒化膜４５お
よびシリコン酸化膜４６ａが形成される（図８
（ｂ））。
を形成したシリコン基板４０に、受光部４３、電荷排出
部（但し、この段階で形成される検出部の不純物濃度は
最終的に必要とされる濃度より低く、ＬＤＤ部と同等の
濃度である。）およびＬＤＤ部を形成したあと（図８
（ａ））、シリコン基板４０上にシリコン窒化膜４５お
よびシリコン酸化膜４６ａが形成される（図８
（ｂ））。
【００６８】次に、シリコン酸化膜４５およびシリコン
窒化膜４６ａの一部がエッチングによって除去される
（図８（ｃ）および（ｄ））。このエッチングは受光部
４３を除く領域を対象とし、レジスト４７ｂを受光部４
３を形成した領域、好ましくはその全体、更にはリセッ
トゲート電極４２の一部をも被覆するように塗布形成し
た状態で実施される。よって、電荷排出部上のシリコン
窒化膜は除去されるが、受光部４３上にはシリコン窒化
膜が残存してこれが反射防止膜として機能する。また、
このエッチングは、ＬＤＤ部上に存在するシリコン酸化
膜およびシリコン窒化膜もが除去されるまで実施され
る。
窒化膜４６ａの一部がエッチングによって除去される
（図８（ｃ）および（ｄ））。このエッチングは受光部
４３を除く領域を対象とし、レジスト４７ｂを受光部４
３を形成した領域、好ましくはその全体、更にはリセッ
トゲート電極４２の一部をも被覆するように塗布形成し
た状態で実施される。よって、電荷排出部上のシリコン
窒化膜は除去されるが、受光部４３上にはシリコン窒化
膜が残存してこれが反射防止膜として機能する。また、
このエッチングは、ＬＤＤ部上に存在するシリコン酸化
膜およびシリコン窒化膜もが除去されるまで実施され
る。
【００６９】基板上に再度シリコン酸化膜４６ｂが堆積
され（図８（ｅ））、続いてエッチングが実施される
（図８（ｆ））。このエッチングは、電荷排出部上のシ
リコン酸化膜は除去され、ＬＤＤ部上のシリコン酸化膜
は残存するように実施される。次に、再度イオン注入が
実施されて、電荷排出部の不純物濃度が所望の濃度まで
増大させられる。
され（図８（ｅ））、続いてエッチングが実施される
（図８（ｆ））。このエッチングは、電荷排出部上のシ
リコン酸化膜は除去され、ＬＤＤ部上のシリコン酸化膜
は残存するように実施される。次に、再度イオン注入が
実施されて、電荷排出部の不純物濃度が所望の濃度まで
増大させられる。
【００７０】上記のようにしてリセット用トランジスタ
を形成したシリコン基板に、第３の実施形態と同様にし
て層間絶縁膜および金属配線を形成し、更に、金属遮光
膜、表面保護膜などが適宜形成されて、固体撮像装置が
得られる。
を形成したシリコン基板に、第３の実施形態と同様にし
て層間絶縁膜および金属配線を形成し、更に、金属遮光
膜、表面保護膜などが適宜形成されて、固体撮像装置が
得られる。
【００７１】なお、以上の製造方法の説明においては、
反射防止膜としてシリコン窒化膜を含むものを使用した
場合を例示しているが、もちろん前述のその他の酸化膜
などを使用することもできる。また、上記製造方法にお
ける各種の膜の形成およびエッチングは、第２の実施形
態と同様に実施することができる。
反射防止膜としてシリコン窒化膜を含むものを使用した
場合を例示しているが、もちろん前述のその他の酸化膜
などを使用することもできる。また、上記製造方法にお
ける各種の膜の形成およびエッチングは、第２の実施形
態と同様に実施することができる。
【００７２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置は、半導体基板内に形成された受光部および拡散領
域と、前記受光部と前記拡散領域との間の前記半導体基
板上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記受
光部または前記拡散領域と電気的に接続された読み出し
回路とを含む画素が複数配置されており、反射防止膜
が、前記半導体基板の上方に、前記拡散領域の少なくと
も一部の上方を避け、前記受光部の上方にあっては前記
絶縁膜を介して存在し、更に前記ゲート電極の少なくと
も一部の上方に存在するように形成されており、且つ、
前記拡散領域が、前記反射防止膜形成後のイオン注入を
含む工程により形成されているため、基板表面での反射
による入射光の損失を低減することができ、高感度の固
体撮像装置とすることができる。
装置は、半導体基板内に形成された受光部および拡散領
域と、前記受光部と前記拡散領域との間の前記半導体基
板上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記受
光部または前記拡散領域と電気的に接続された読み出し
回路とを含む画素が複数配置されており、反射防止膜
が、前記半導体基板の上方に、前記拡散領域の少なくと
も一部の上方を避け、前記受光部の上方にあっては前記
絶縁膜を介して存在し、更に前記ゲート電極の少なくと
も一部の上方に存在するように形成されており、且つ、
前記拡散領域が、前記反射防止膜形成後のイオン注入を
含む工程により形成されているため、基板表面での反射
による入射光の損失を低減することができ、高感度の固
体撮像装置とすることができる。
【００７３】また、本発明の固体撮像装置の製造方法
は、半導体基板内に形成された受光部および拡散領域
と、前記受光部と前記拡散領域との間の前記半導体基板
上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記受光
部または前記拡散領域と電気的に接続された読み出し回
路とを含む画素が複数配置された固体撮像装置の製造方
法であって、前記半導体基板上に前記絶縁膜を形成する
工程と、前記半導体基板上に前記絶縁膜を介して前記ゲ
ート電極を形成する工程と、前記半導体基板内に前記受
光部および前記拡散領域を形成する工程と、前記ゲート
電極、前記受光部および前記拡散領域を含む領域の上方
に、少なくとも前記受光部の上方においては前記絶縁膜
を介して、反射防止膜を形成する工程と、前記反射防止
膜を、前記受光部および前記ゲート電極の上方に残存す
るように、前記拡散領域の少なくとも一部の上方から除
去した後、前記拡散領域にイオンを注入する工程とを含
むことにより、基板表面での反射による入射光の損失が
少く、高感度である固体撮像装置を製造することができ
る。
は、半導体基板内に形成された受光部および拡散領域
と、前記受光部と前記拡散領域との間の前記半導体基板
上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、前記受光
部または前記拡散領域と電気的に接続された読み出し回
路とを含む画素が複数配置された固体撮像装置の製造方
法であって、前記半導体基板上に前記絶縁膜を形成する
工程と、前記半導体基板上に前記絶縁膜を介して前記ゲ
ート電極を形成する工程と、前記半導体基板内に前記受
光部および前記拡散領域を形成する工程と、前記ゲート
電極、前記受光部および前記拡散領域を含む領域の上方
に、少なくとも前記受光部の上方においては前記絶縁膜
を介して、反射防止膜を形成する工程と、前記反射防止
膜を、前記受光部および前記ゲート電極の上方に残存す
るように、前記拡散領域の少なくとも一部の上方から除
去した後、前記拡散領域にイオンを注入する工程とを含
むことにより、基板表面での反射による入射光の損失が
少く、高感度である固体撮像装置を製造することができ
る。
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図２】 本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
【図３】 本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図４】 本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
【図５】 本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図６】 本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
【図７】 本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図８】 本発明の第４の実施形態に係る固体撮像装置
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
の製造方法の一例を断面図によって示した工程図であ
る。
【図９】 従来の固体撮像装置の構造の一例を示す断面
図である。
図である。
【図１０】 従来の固体撮像装置の構造の一例を示す断
面図である。
面図である。
１０、２０、５０ シリコン基板 １１、１１ａ、１１ｂ、２１、５１ 絶縁膜 １２、２２、５２ 転送ゲート電
極 １３、２３、５３ 受光部 １４ａ、２４ａ、５４ａ 検出部 １４ｂ、２４ｂ、５４ｂ 検出部のＬＤ
Ｄ部 １５ａ、１５ｂ、２５ 反射防止膜 １６ａ、１６ｂ、２６、２６ａ、２６ｂ、５６
シリコン酸化膜 １７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂ レジスト ３０、４０、６０ シリコン基板 ３１、３１ａ、３１ｂ、４１、６１ 絶縁膜 ３２、４２、６２ リセットゲー
ト電極 ３３、４３、６３ 受光部 ３４ａ、４４ａ、６４ａ 電荷排出部 ３４ｂ、４４ｂ、６４ｂ 電荷排出部の
ＬＤＤ部 ３５ａ、３５ｂ、４５ 反射防止膜 ３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、６６
シリコン酸化膜 ３７ａ、３７ｂ、４７ａ、４７ｂ レジスト
極 １３、２３、５３ 受光部 １４ａ、２４ａ、５４ａ 検出部 １４ｂ、２４ｂ、５４ｂ 検出部のＬＤ
Ｄ部 １５ａ、１５ｂ、２５ 反射防止膜 １６ａ、１６ｂ、２６、２６ａ、２６ｂ、５６
シリコン酸化膜 １７ａ、１７ｂ、２７ａ、２７ｂ レジスト ３０、４０、６０ シリコン基板 ３１、３１ａ、３１ｂ、４１、６１ 絶縁膜 ３２、４２、６２ リセットゲー
ト電極 ３３、４３、６３ 受光部 ３４ａ、４４ａ、６４ａ 電荷排出部 ３４ｂ、４４ｂ、６４ｂ 電荷排出部の
ＬＤＤ部 ３５ａ、３５ｂ、４５ 反射防止膜 ３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ、６６
シリコン酸化膜 ３７ａ、３７ｂ、４７ａ、４７ｂ レジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−14466（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−302798（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−46596（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−3588（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−152674（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−71172（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−198756（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−18957（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/146 H04N 5/335
Claims (9)
- 【請求項１】 半導体基板内に形成された受光部および
拡散領域と、前記受光部と前記拡散領域との間の前記半
導体基板上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記受光部または前記拡散領域と電気的に接続された読
み出し回路とを含む画素が複数配置された固体撮像装置
であって、反射防止膜が、前記半導体基板の上方に、前
記拡散領域の少なくとも一部の上方を避け、前記受光部
の上方にあっては前記絶縁膜を介して存在し、更に前記
ゲート電極の少なくとも一部の上方に存在するように形
成されており、且つ、前記拡散領域が、前記反射防止膜
形成後のイオン注入を含む工程により形成されているこ
とを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 前記反射防止膜が、前記拡散領域側の前
記ゲート電極の側面に存在しないように形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記反射防止膜が、前記ゲート電極の一
部の上方を避けるように形成されており、前記半導体基
板が、水素供給処理がなされた基板である請求項１また
は２に記載の固体撮像装置。 - 【請求項４】 前記反射防止膜が、シリコン窒化物、シ
リコン酸窒化物、セリウム酸化物、チタン酸化物、タン
タル酸化物およびジルコニウム酸化物からなる群より選
ばれる少なくとも１つの物質を含む請求項１〜３のいず
れかに記載の固体撮像装置。 - 【請求項５】 半導体基板内に形成された受光部および
拡散領域と、前記受光部と前記拡散領域との間の前記半
導体基板上に絶縁膜を介して形成されたゲート電極と、
前記受光部または前記拡散領域と電気的に接続された読
み出し回路とを含む画素が複数配置された固体撮像装置
の製造方法であって、 前記半導体基板上に前記絶縁膜を形成する工程と、前記
半導体基板上に前記絶縁膜を介して前記ゲート電極を形
成する工程と、前記半導体基板内に前記受光部および前
記拡散領域を形成する工程と、前記ゲート電極、前記受
光部および前記拡散領域を含む領域の上方に、少なくと
も前記受光部の上方においては前記絶縁膜を介して、反
射防止膜を形成する工程と、前記反射防止膜を、前記受
光部および前記ゲート電極の上方に残存するように、前
記拡散領域の少なくとも一部の上方から除去した後、前
記拡散領域にイオンを注入する工程とを含むことを特徴
とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項６】 半導体基板上に絶縁膜を介してゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極の一方の側の前記
半導体基板内に受光部を形成し、前記ゲート電極の他方
の側の前記半導体基板内に拡散領域を形成する工程と、
前記ゲート電極、前記受光部および前記拡散領域を含む
領域の上方に、少なくとも前記受光部の上方においては
前記絶縁膜を介して、反射防止膜を形成する工程と、前
記反射防止膜を、前記受光部および前記ゲート電極の上
方に残存するように、前記拡散領域の少なくとも一部の
上方から除去した後、前記拡散領域にイオンを注入する
工程とを含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。 - 【請求項７】 前記反射防止膜を、前記拡散領域側の前
記ゲート電極の側面から除去する請求項５または６に記
載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記反射防止膜を、前記ゲート電極の一
部の上方から除去し、前記半導体基板に対して水素供給
処理を実施する請求項５〜７のいずれかに記載の固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記反射防止膜が、シリコン窒化物、シ
リコン酸窒化物、セリウム酸化物、チタン酸化物、タン
タル酸化物およびジルコニウム酸化物からなる群より選
ばれる少なくとも１つの物質を含む請求項５〜８のいず
れかに記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10235826A JP3103064B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-08-21 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US09/295,061 US6166405A (en) | 1998-04-23 | 1999-04-20 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11335798 | 1998-04-23 | ||
| JP10-113357 | 1998-04-23 | ||
| JP10235826A JP3103064B2 (ja) | 1998-04-23 | 1998-08-21 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (2)
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|---|---|
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Family
ID=26452346
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6166405A (ja) |
| JP (1) | JP3103064B2 (ja) |
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| US6376868B1 (en) * | 1999-06-15 | 2002-04-23 | Micron Technology, Inc. | Multi-layered gate for a CMOS imager |
| TW414930B (en) * | 1999-06-21 | 2000-12-11 | Liu Chee Wee | The photo detector |
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