JP3185339B2 - 電荷結合素子の製造方法 - Google Patents

電荷結合素子の製造方法

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JP3185339B2 JP09338292A JP9338292A JP3185339B2 JP 3185339 B2 JP3185339 B2 JP 3185339B2 JP 09338292 A JP09338292 A JP 09338292A JP 9338292 A JP9338292 A JP 9338292A JP 3185339 B2 JP3185339 B2 JP 3185339B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CCD素子の転送領域
を形成するのに利用される濃度勾配を有する不純物導入
領域を有する電荷結合素子の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のCCD素子の転送領域を形成する
方法を図5の製造工程図により説明する。図5の(1)
に示すように、通常のプロセスによって、半導体基板4
1の上面に、絶縁膜42を介して1層目の転送電極を形
成する膜(図示せず)を成膜する。その後通常のホトリ
ソグラフィーとエッチングとによって、1層目の転送電
極を形成する膜よりなる1層目の転送電極43,44を
形成する。そして、例えば1層目の転送電極43,44
間に形成される2層目の転送電極(図示せず)の転送領
域におけるポテンシャルを改善する場合には、前記1層
目の転送電極43,44を形成した後、レジスト膜(図
示せず)を成膜し、続いて通常のホトリソグラフィーに
よって、上記レジスト膜でレジストマスク61を形成す
る。
【0003】次いで図5の(2)に示す如く、上記レジ
ストマスク61と転送電極43,44とをイオン注入マ
スクにしたイオン注入法によって、半導体基板41の上
層に不純物45(例えばホウ素)をイオン注入する。そ
して、ポテンシャルが階段状になるような転送領域46
を形成する。次いでレジストマスク61を除去する。そ
の後図5の(3)に示すように、通常のプロセスによっ
て、2層目の転送電極を形成する膜(図示せず)を成膜
した後、通常のホトリソグラフィーとエッチングとによ
って、2層目の転送電極を形成する膜よりなる転送電極
47,48を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法によって形成したCCD素子では、例えば図6に示す
如く、前記図5で説明した転送電極47の下方の転送領
域46におけるポテンシャル51が階段状に変化する。
したがって、ポテンシャル51がほとんど変化しない領
域52,53が存在する。このため、この部分における
転送効率は十分に改善されない。特に高感度を要求され
るCCD素子の場合には、通常のCCD素子よりも高い
転送効率が求められているが、十分な転送効率が得られ
ない。したがって、高感度のCCD素子を形成すること
が困難になっている。
【0005】本発明は、CCD素子の転送効率を高める
ような濃度勾配を有する不純物導入領域形成する半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた電荷結合素子の製造方法である。
すなわち、半導体基板の転送領域上に所定の間隔で第1
転送電極を複数形成する工程と、前記第1転送電極及び
前記第1転送電極間の領域の前記転送領域の下流側の一
部のみを覆うようにレジストパターンを形成する工程
と、前記レジストパターンをリフローして、前記第1転
送電極間の領域において前記転送領域の上流側で薄く、
下流側で厚いイオン注入マスクを形成する工程と、前記
イオン注入マスクを用いて前記第1転送電極間の領域に
不純物領域を形成する工程と、前記イオン注入マスクを
除去して前記第1転送電極間の領域上に第2転送電極を
形成する工程とを有し、前記不純物領域は不純物濃度が
前記上流側で濃く、前記下流側で薄くなることにより前
記転送領域の転送方向に濃度勾配を有するように形成さ
れる電荷結合素子の製造方法である。
【0007】前記電荷結合素子の製造方法では、前記不
純物領域のポテンシャルが前記下流側で深くなるよう勾
配をもって形成される。
【0008】
【作用】上記電荷結合素子の製造方法では、第1転送電
極及び第1転送電極間の領域の転送領域の下流側の一部
のみを覆うようにレジストパターンを形成し、このレジ
ストパターンをリフローして、第1転送電極間の領域に
おいて、転送領域の上流側で薄く下流側で厚いイオン注
入マスクをし、このイオン注入マスクを用いて第1転送
電極間の領域に不純物領域を形成するため、イオン注入
マスクの厚い部分で覆われている半導体基板には、不純
物が導入されない。またイオン注入マスクが徐々に薄く
なるにしたがって、半導体基板に導入される不純物濃度
が濃くなる。この結果、半導体基板に形成される不純物
導入領域の不純物濃度は、転送領域の上流側で濃く、下
流側で薄くなるように、転送領域の転送方向に濃度勾配
を有する分布になる。
【0009】
【実施例】本発明の電荷結合素子の製造方法に係る実施
例を図1〜図4によって説明する。まず、図1によっ
てイオン注入マスクの製造方法を説明する。図1の
(1)に示す如く、第1の工程では、例えば通常のレジ
スト塗布技術によって、半導体基板11の上面にイオン
注入マスクを形成する膜として、例えばレジスト膜12
を成膜する。続いて通常のホトリソグラフィーによっ
て、上記レジスト膜12の2点鎖線で示す部分を除去
し、当該レジスト膜12でマスクパターン13を形成す
る。
【0010】次いで図1の(2)に示すように、第2の
工程を行う。この工程では、リフロー処理によって、マ
スクパターン13を軟化させる。そして当該マスクパタ
ーン13の表面張力を利用して、端面14を傾斜面に変
形加工して、イオン注入マスク15を形成する。
【0011】その後図1の(3)に示す如く、第3の工
程を行う。この工程では、上記形成したイオン注入マス
ク15を用いた通常のイオン注入法によって、例えば不
純物17としてホウ素(B+ )を、上記半導体基板11
に導入する。
【0012】上記方法では、イオン注入マスク15の端
面14を傾斜面に加工したことにより、イオン注入マス
ク15の厚さは、その端部16より徐々に厚くなる。こ
のため、イオン注入マスク15の厚い部分で覆われてい
る半導体基板11には、不純物17が導入されない。ま
たイオン注入マスク15が徐々に薄くなるにしたがっ
て、半導体基板11に導入される不純物17の濃度が濃
くなる。この結果、図2に示すように、半導体基板(1
1)に導入される不純物濃度は濃度勾配を有する分布に
なる。図2の縦軸は不純物濃度を示し、その横軸は前記
図1に示した半導体基板(11)における不純物導入位
置を示す。
【0013】次に上記図1によって説明した方法を利用
した電荷結合素子(以下CCD素子と記す)の製造方法
を、図3の製造工程図により説明する。なお上記図1に
よって説明したと同様の構成部品には同一符号を記す。
図3の(1)に示すように、半導体基板11の上面に
は、ゲート絶縁膜21が形成されている。このゲート絶
縁膜21の上面には、1層目の電極形成膜よりなる複数
の転送電極22,23が形成されている。ここでは、上
記転送電極22,23間の転送領域を、濃度勾配を有す
る状態に形成する方法を説明する。まず第1の工程とし
て、通常のレジスト塗布技術によって、各転送電極2
2,23を覆う状態に、イオン注入マスクを形成する膜
になるレジスト膜12を成膜する。続いて通常のホトリ
ソグラフィーによって、上記転送電極22,23のう
ち、例えば転送電極22にオーバラップする状態に、上
記レジスト膜12の2点鎖線で示す部分を除去して、マ
スクパターン13を形成する。
【0014】次いで図3の(2)に示すように、第2の
工程を行う。この工程では、リフロー処理によって、マ
スクパターン13を軟化させることによって変形させ、
当該マスクパターン13の表面張力を利用して、端面1
4を変形加工して傾斜面に形成する。この傾斜面は、例
えば30°程度の傾斜角度を有するように形成する。こ
のようにしてイオン注入マスク15を形成する。
【0015】続いて図3の(3)に示すように、第3の
工程を行う。この工程では、上記形成したイオン注入マ
スク15を用いた通常のイオン注入法によって、例えば
不純物17としてホウ素(B+ )を、上記半導体基板1
1に導入する。このとき、転送電極22,23もイオン
注入マスクの作用をする。そして半導体基板11の上層
に濃度勾配を有する転送領域18を形成する。
【0016】その後イオン注入マスク15を、例えばア
ッシャー処理により除去する。次いで図3の(4)に示
すように、例えば熱酸化法によって、転送電極22,2
3の各表面に絶縁膜24を形成する。続いて例えば通常
の化学的気相成長法によって、上記ゲート絶縁膜21と
上記絶縁膜24との上面に2層目の電極形成膜(25)
を成膜する。その後通常のホトリソグラフィーとエッチ
ングとによって、2層目の電極形成膜(25)の2点鎖
線で示す部分を除去して、転送電極26,27を形成す
る。上記のようにして、CCD素子20は形成される。
【0017】上記方法では、イオン注入マスク15の端
面14を傾斜面に形成したことにより、イオン注入マス
ク15の厚さは、図の(3)に示すように、その端部1
6より徐々に厚くなる、このため、ある一定以上の厚さ
を有する部分のイオン注入マスク15で覆われている半
導体基板11には不純物17が導入されない。またイオ
ン注入マスク15が徐々に薄くなるにしたがって、半導
体基板11に導入される不純物濃度は濃くなる。この結
果、図4に示すように、転送領域18のポテンシャルは
勾配を有する。よって、この部分における電荷の転送効
率は向上する。したがって、CCD素子20の転送効率
が向上する。図4の縦軸はポテンシャルを示し、その横
軸はCCD素子20の転送領域の位置を示す。
【0018】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
第1転送電極及び第1転送電極間の領域の転送領域の下
流側の一部のみを覆うようにレジストパターンを形成
し、このレジストパターンをリフローして、第1転送電
極間の領域において、転送領域の上流側で薄く下流側で
厚いイオン注入マスクをし、このイオン注入マスクを用
いて第1転送電極間の領域に不純物領域を形成する
で、半導体基板に形成した不純物導入領域の不純物濃度
、転送領域の上流側で濃く、下流側で薄くなるよう
に、転送領域の転送方向に濃度勾配を有する分布にな
る。この結果、例えばCCD素子の転送領域を、濃度勾
配を有する状態に形成することが可能になるので、CC
D素子の転送効率の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】イオン注入マスクの製造工程図である。
【図2】不純物濃度分布の説明図である。
【図3】CCD素子の転送領域の製造工程図である。
【図4】CCD素子のポテンシャルの説明図である。
【図5】従来例の製造工程図である。
【図6】課題の説明図である。
【符号の説明】
11 半導体基板 12 レジスト膜 13 マスクパターン 14 端面 15 イオン注入マスク 17 不純物 18 転送領域 20 CCD素子 22 転送電極 23 転送電極 26 転送電極 27 転送電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/148 (56)参考文献 特開 昭62−67876(JP,A) 特開 平3−16123(JP,A) 特開 昭61−222150(JP,A) 特開 平2−292824(JP,A) 特開 昭63−27024(JP,A) 特開 昭60−117632(JP,A) 特開 平2−58341(JP,A) 特開 昭61−179574(JP,A) 特開 平4−196439(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/762 H01L 21/265 H01L 27/148

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の転送領域上に所定の間隔で
    第1転送電極を複数形成する工程と、 前記第1転送電極及び前記第1転送電極間の領域の前記
    転送領域の下流側の一部のみを覆うようにレジストパタ
    ーンを形成する工程と、 前記レジストパターンをリフローして、前記第1転送電
    極間の領域において前記転送領域の上流側で薄く、下流
    側で厚いイオン注入マスクを形成する工程と、 前記イオン注入マスクを用いて前記第1転送電極間の領
    域に不純物領域を形成する工程と、 前記イオン注入マスクを除去して前記第1転送電極間の
    領域上に第2転送電極を形成する工程とを有し、 前記不純物領域は不純物濃度が前記上流側で濃く、前記
    下流側で薄くなることにより前記転送領域の転送方向に
    濃度勾配を有するように形成されることを特徴とする電
    荷結合素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記不純物領域のポテンシャルが前記下
    流側で深くなるよう勾配をもって形成されることを特徴
    とする請求項1記載の電荷結合素子の製造方法。
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JP3867312B2 (ja) * 1995-12-13 2007-01-10 ソニー株式会社 イオン注入方法
JP5178209B2 (ja) 2008-01-16 2013-04-10 岩手東芝エレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
JP2011197553A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Toshiba Corp 露光用マスク、不純物層を有する半導体装置の製造方法および固体撮像装置
JP5204184B2 (ja) * 2010-09-17 2013-06-05 株式会社東芝 半導体装置の製造方法

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