JP3248225B2 - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JP3248225B2 JP3248225B2 JP08733292A JP8733292A JP3248225B2 JP 3248225 B2 JP3248225 B2 JP 3248225B2 JP 08733292 A JP08733292 A JP 08733292A JP 8733292 A JP8733292 A JP 8733292A JP 3248225 B2 JP3248225 B2 JP 3248225B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像素子の製造方
法に関し、特にＣＣＤカメラ等に用いられる縦型オーバ
ーフロータイプのＣＣＤイメージセンサ等の製造に用い
て好適なものである。
法に関し、特にＣＣＤカメラ等に用いられる縦型オーバ
ーフロータイプのＣＣＤイメージセンサ等の製造に用い
て好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ＣＣＤカメラ等に用いられるＣ
ＣＤイメージセンサとしては、飽和電荷を横方向に掃き
捨てるタイプのもの（横型オーバーフローＣＣＤ）と基
板方向、即ち縦方向に掃き捨てるタイプのもの（縦型オ
ーバーフローＣＣＤ）とがある。
ＣＤイメージセンサとしては、飽和電荷を横方向に掃き
捨てるタイプのもの（横型オーバーフローＣＣＤ）と基
板方向、即ち縦方向に掃き捨てるタイプのもの（縦型オ
ーバーフローＣＣＤ）とがある。
【０００３】前者の横型オーバーフローＣＣＤは、セン
サ部の空乏層外で光電変換された電荷が垂直レジスタに
侵入し、偽信号（スミア）を発生させるという問題があ
るが、後者の縦型オーバーフローＣＣＤは、センサ部の
空乏層外で光電変換された電荷を基板側に掃き捨てるこ
とができるため、上記横型オーバーフローＣＣＤよりも
スミアの発生が少ない。
サ部の空乏層外で光電変換された電荷が垂直レジスタに
侵入し、偽信号（スミア）を発生させるという問題があ
るが、後者の縦型オーバーフローＣＣＤは、センサ部の
空乏層外で光電変換された電荷を基板側に掃き捨てるこ
とができるため、上記横型オーバーフローＣＣＤよりも
スミアの発生が少ない。
【０００４】従来の縦型オーバーフローＣＣＤによるイ
メージセンサの構成は、図６に示すように、Ｎ型シリコ
ン基板２１上のＰ型ウェル領域２２内にＮ型のセンサ部
２３と垂直レジスタ２４並びにＰ型のチャンネル・スト
ッパ領域２５が形成され、センサ部２３表面にＰ型の正
電荷蓄積領域２６が形成され、更に、Ｐ型ウェル領域２
２上にゲート絶縁膜２７を介して例えば多結晶シリコン
層による転送電極２８が選択的に形成され、この転送電
極２８上に層間絶縁膜２９を介してＡｌ遮光膜３０が形
成され、このＡｌ遮光膜３０を含む全面に例えばプラズ
マＳｉＮ膜による表面保護層３１が形成されて構成され
ている。そして、上記センサ部２３が多数マトリクス状
に配列されてイメージエリアが形成される。尚、センサ
部２３と垂直レジスタ２４間に形成されたＰ型領域３２
は、読出しゲート領域である。
メージセンサの構成は、図６に示すように、Ｎ型シリコ
ン基板２１上のＰ型ウェル領域２２内にＮ型のセンサ部
２３と垂直レジスタ２４並びにＰ型のチャンネル・スト
ッパ領域２５が形成され、センサ部２３表面にＰ型の正
電荷蓄積領域２６が形成され、更に、Ｐ型ウェル領域２
２上にゲート絶縁膜２７を介して例えば多結晶シリコン
層による転送電極２８が選択的に形成され、この転送電
極２８上に層間絶縁膜２９を介してＡｌ遮光膜３０が形
成され、このＡｌ遮光膜３０を含む全面に例えばプラズ
マＳｉＮ膜による表面保護層３１が形成されて構成され
ている。そして、上記センサ部２３が多数マトリクス状
に配列されてイメージエリアが形成される。尚、センサ
部２３と垂直レジスタ２４間に形成されたＰ型領域３２
は、読出しゲート領域である。
【０００５】また、上記Ａｌ遮光層３０は、センサ部２
３上において選択的にエッチング除去されており、光Ｌ
は、このエッチング除去によって形成された開口３３を
通じてセンサ部２３内に入射されるようになっている。
３上において選択的にエッチング除去されており、光Ｌ
は、このエッチング除去によって形成された開口３３を
通じてセンサ部２３内に入射されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＣＣＤイメージセンサにおいては、センサ部周辺の横方
向のポテンシャル図からもわかるように、センサ部２３
の静電ポテンシャルがほぼ平坦となるため、特にセンサ
部２３に蓄積されている信号電荷が少ない場合、当然、
センサ部２３中、読出しゲート領域３２から遠い領域の
信号電荷は読み出されにくい。従って、その遠い領域に
おいて、信号電荷が残存するという、いわゆる転送残り
が発生する。
ＣＣＤイメージセンサにおいては、センサ部周辺の横方
向のポテンシャル図からもわかるように、センサ部２３
の静電ポテンシャルがほぼ平坦となるため、特にセンサ
部２３に蓄積されている信号電荷が少ない場合、当然、
センサ部２３中、読出しゲート領域３２から遠い領域の
信号電荷は読み出されにくい。従って、その遠い領域に
おいて、信号電荷が残存するという、いわゆる転送残り
が発生する。
【０００７】これは、現在のプロセス技術でも、数十万
とあるセンサ部全ての信号電荷を完全に読み出せるよう
にすることは困難であり、その結果、上記のような転送
残りが発生し、再生画面の画質に大きな影響を与え、残
像等の画質の劣化を引き起こす。
とあるセンサ部全ての信号電荷を完全に読み出せるよう
にすることは困難であり、その結果、上記のような転送
残りが発生し、再生画面の画質に大きな影響を与え、残
像等の画質の劣化を引き起こす。
【０００８】また、現在、ＣＣＤイメージセンサの小型
化、高感度化に伴って、単位セル当たりのセンサ部２３
の占有面積が大きくなり、センサ部２３と下層のＰ型ウ
ェル領域２２との接合容量が大きくなってきている。
化、高感度化に伴って、単位セル当たりのセンサ部２３
の占有面積が大きくなり、センサ部２３と下層のＰ型ウ
ェル領域２２との接合容量が大きくなってきている。
【０００９】一般に、Ｐ型ウェル領域２２のポテンシャ
ル（オーバーフローバリアのポテンシャル）の変化Δφ
は、以下の数１で表される。
ル（オーバーフローバリアのポテンシャル）の変化Δφ
は、以下の数１で表される。
【数１】
【００１０】ここで、ΔＱはセンサ部２３に蓄積される
信号電荷の量を示し、Ｃ1 は正電荷蓄積領域とセンサ部
間の接合容量、Ｃ2 はセンサ部２３とＰ型ウェル領域２
２間の接合容量、Ｃ3 はＰ型ウェル領域２２とシリコン
基板２１間の接合容量を示す。また、負号は、ポテンシ
ャルの変化Δφが低い方へ移動することを表す。
信号電荷の量を示し、Ｃ1 は正電荷蓄積領域とセンサ部
間の接合容量、Ｃ2 はセンサ部２３とＰ型ウェル領域２
２間の接合容量、Ｃ3 はＰ型ウェル領域２２とシリコン
基板２１間の接合容量を示す。また、負号は、ポテンシ
ャルの変化Δφが低い方へ移動することを表す。
【００１１】上記数１からセンサ部２３とＰ型ウェル領
域２２間の接合容量Ｃ2 が大きくなると、蓄積電荷量Δ
Ｑに対するＰ型ウェル領域２２のオーバーフローバリア
ポテンシャルの変化Δφが大きくなる。従って、センサ
部２３内に蓄積される信号電荷量ΔＱの上昇につれて、
Ｐ型ウェル領域２２におけるオーバーフローバリアポテ
ンシャルが徐々に浅くなり（即ち、バリアが徐々に高く
なり）、飽和信号電荷量以上の信号電荷が、シリコン基
板２１側に掃き捨てられることなく、入射光量に依存し
てセンサ部２３内に蓄積されることになる。
域２２間の接合容量Ｃ2 が大きくなると、蓄積電荷量Δ
Ｑに対するＰ型ウェル領域２２のオーバーフローバリア
ポテンシャルの変化Δφが大きくなる。従って、センサ
部２３内に蓄積される信号電荷量ΔＱの上昇につれて、
Ｐ型ウェル領域２２におけるオーバーフローバリアポテ
ンシャルが徐々に浅くなり（即ち、バリアが徐々に高く
なり）、飽和信号電荷量以上の信号電荷が、シリコン基
板２１側に掃き捨てられることなく、入射光量に依存し
てセンサ部２３内に蓄積されることになる。
【００１２】従って、センサ部２３に蓄積された信号電
荷を垂直レジスタ２４に読み出したとき、その読み出し
た信号電荷の量が垂直レジスタ２４の最大取扱い電荷量
以上であった場合、垂直レジスタ２４がオーバーフロー
を起こすという問題が生じる。
荷を垂直レジスタ２４に読み出したとき、その読み出し
た信号電荷の量が垂直レジスタ２４の最大取扱い電荷量
以上であった場合、垂直レジスタ２４がオーバーフロー
を起こすという問題が生じる。
【００１３】即ち、従来のＣＣＤイメージセンサにおい
ては、上記のように、Ｐ型ウェル領域２２の電位が固定
しないため、図９の光電変換特性に示すように、飽和信
号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光量が
入射した場合、その過大光量の増加分ΔＩｋｎｅｅに対
する信号電荷の変化量（増加分）ΔＱｋｎｅｅが大きく
なって、入射光量に対する信号のリニアリティがなくな
り、比較的少ない過大光量に対しても垂直レジスタ２４
においてオーバーフローが生じるという不都合がある。
この垂直レジスタ２４において、オーバーフローが生じ
た場合、高輝度被写体の画像が白クリップされ、その部
分の画像が判別できなくなり、画質の劣化を引き起こす
（ブルーミング現象）。
ては、上記のように、Ｐ型ウェル領域２２の電位が固定
しないため、図９の光電変換特性に示すように、飽和信
号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光量が
入射した場合、その過大光量の増加分ΔＩｋｎｅｅに対
する信号電荷の変化量（増加分）ΔＱｋｎｅｅが大きく
なって、入射光量に対する信号のリニアリティがなくな
り、比較的少ない過大光量に対しても垂直レジスタ２４
においてオーバーフローが生じるという不都合がある。
この垂直レジスタ２４において、オーバーフローが生じ
た場合、高輝度被写体の画像が白クリップされ、その部
分の画像が判別できなくなり、画質の劣化を引き起こす
（ブルーミング現象）。
【００１４】本発明は、このような課題に鑑み成された
もので、その目的とするところは、センサ部での蓄積電
荷が少ない場合におけるセンサ部から垂直レジスタへの
転送効率を向上させることができると共に、信号電荷量
に対する信号のリニアリティを改善させることができる
固体撮像素子の製造方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、センサ部での蓄積電
荷が少ない場合におけるセンサ部から垂直レジスタへの
転送効率を向上させることができると共に、信号電荷量
に対する信号のリニアリティを改善させることができる
固体撮像素子の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、オーバーフロ
ーバリアを形成する第１導電型の領域２に、第２導電型
の光電変換領域３が複数の画素に対応して形成され、各
光電変換領域３の横方向に読出しゲート領域１２を介し
て第２導電型の電荷転送領域４が形成され、各光電変換
領域３の電荷転送領域４と反対側に位置するチャネルス
トッパ領域５が形成された固体撮像素子の製造方法であ
って、光電変換領域３を形成すべき領域に転送電極８を
マスクに第１の不純物導入を行った後、チャネルストッ
パ領域５に接する側の領域３ａが他の領域３ｂより低濃
度となるように、第１の不純物導入領域の一部に之と同
じ深さにわたって第２の不純物導入を行って、第２導電
型の光電変換領域３を形成する。
ーバリアを形成する第１導電型の領域２に、第２導電型
の光電変換領域３が複数の画素に対応して形成され、各
光電変換領域３の横方向に読出しゲート領域１２を介し
て第２導電型の電荷転送領域４が形成され、各光電変換
領域３の電荷転送領域４と反対側に位置するチャネルス
トッパ領域５が形成された固体撮像素子の製造方法であ
って、光電変換領域３を形成すべき領域に転送電極８を
マスクに第１の不純物導入を行った後、チャネルストッ
パ領域５に接する側の領域３ａが他の領域３ｂより低濃
度となるように、第１の不純物導入領域の一部に之と同
じ深さにわたって第２の不純物導入を行って、第２導電
型の光電変換領域３を形成する。
【００１６】
【作用】上述の本発明によれば、光電変換領域３中、チ
ャネルストッパ領域５に接する側の領域３ａの不純物濃
度を他の領域３ｂよりも低くするように形成したので、
チャネルストッパ領域５側の領域３ａの静電ポテンシャ
ルが他の領域３ｂよりも浅くなって、光電変換領域３の
静電ポテンシャルが電荷転送領域４に向かって下り傾斜
の分布を持つようになり、光電変換領域３に蓄積されて
いる信号電荷を電荷転送領域４に高速に読み出すことが
できる。光電変換領域３の形成に際し、第１の不純物導
入を行った後、第２の不純物導入を行って所定領域３ａ
の静電ポテンシャルのみ浅くするので、光電変換領域３
の静電ポテンシャルに勾配をつける際の制御が容易とな
る。また、転送電極８をマスクに第１の不純物導入を行
うので、ここでのレジストマスク形成工程が省略され、
無駄な工程数がなくなる。高濃度の領域３ｂと低濃度の
領域３ａを、共に同じ深さに形成するので、静電ポテン
シャルの勾配は光電変換領域３の深さ方向全域で一様に
形成され、長波長の光により光電変換領域３の深い部分
で光電変換された信号電荷も電荷転送領域４へ効率良く
転送され、光電変換領域内で光電変換された信号電荷全
体の電荷転送領域４への転送効率の向上が図れる。
ャネルストッパ領域５に接する側の領域３ａの不純物濃
度を他の領域３ｂよりも低くするように形成したので、
チャネルストッパ領域５側の領域３ａの静電ポテンシャ
ルが他の領域３ｂよりも浅くなって、光電変換領域３の
静電ポテンシャルが電荷転送領域４に向かって下り傾斜
の分布を持つようになり、光電変換領域３に蓄積されて
いる信号電荷を電荷転送領域４に高速に読み出すことが
できる。光電変換領域３の形成に際し、第１の不純物導
入を行った後、第２の不純物導入を行って所定領域３ａ
の静電ポテンシャルのみ浅くするので、光電変換領域３
の静電ポテンシャルに勾配をつける際の制御が容易とな
る。また、転送電極８をマスクに第１の不純物導入を行
うので、ここでのレジストマスク形成工程が省略され、
無駄な工程数がなくなる。高濃度の領域３ｂと低濃度の
領域３ａを、共に同じ深さに形成するので、静電ポテン
シャルの勾配は光電変換領域３の深さ方向全域で一様に
形成され、長波長の光により光電変換領域３の深い部分
で光電変換された信号電荷も電荷転送領域４へ効率良く
転送され、光電変換領域内で光電変換された信号電荷全
体の電荷転送領域４への転送効率の向上が図れる。
【００１７】また、光電変換領域３の一部３ａが低濃度
となっているため、光電変換領域３とオーバーフローバ
リアを形成する第１導電型領域２間の接合容量が小さく
なり、蓄積電荷に対するオーバーフローバリアポテンシ
ャルの変化が小さくなる。その結果、過大光量が入射し
ても、信号電荷の変化量はそれほど大きくなくなり、読
出し時における電荷転送領域４でのオーバーフローは生
じなくなる。即ち、信号電荷量に対する信号のリニアリ
ティが改善され、過大光量入射時におけるブルーミング
現象は生じなくなる。
となっているため、光電変換領域３とオーバーフローバ
リアを形成する第１導電型領域２間の接合容量が小さく
なり、蓄積電荷に対するオーバーフローバリアポテンシ
ャルの変化が小さくなる。その結果、過大光量が入射し
ても、信号電荷の変化量はそれほど大きくなくなり、読
出し時における電荷転送領域４でのオーバーフローは生
じなくなる。即ち、信号電荷量に対する信号のリニアリ
ティが改善され、過大光量入射時におけるブルーミング
現象は生じなくなる。
【００１８】
【実施例】以下、図１〜図５を参照しながら本発明の実
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤイメー
ジセンサの要部、特に光電変換を行うセンサ部周辺の構
成を示す断面図である。
施例を説明する。図１は、本実施例に係るＣＣＤイメー
ジセンサの要部、特に光電変換を行うセンサ部周辺の構
成を示す断面図である。
【００１９】このＣＣＤイメージセンサは、図示するよ
うに、Ｎ型シリコン基板１上のＰ型ウェル領域２内にＮ
型のセンサ部３と、Ｎ型領域及びＰ型領域からなるＢＣ
ＣＤの垂直レジスタ４、並びにＰ型のチャンネル・スト
ッパ領域５が形成され、センサ部３表面にはＰ型の正電
荷蓄積領域６が形成されている。
うに、Ｎ型シリコン基板１上のＰ型ウェル領域２内にＮ
型のセンサ部３と、Ｎ型領域及びＰ型領域からなるＢＣ
ＣＤの垂直レジスタ４、並びにＰ型のチャンネル・スト
ッパ領域５が形成され、センサ部３表面にはＰ型の正電
荷蓄積領域６が形成されている。
【００２０】また、Ｐ型ウェル領域２上にゲート絶縁膜
７を介して例えば多結晶シリコン層による転送電極８が
選択的に形成され、この転送電極８上に層間絶縁膜９を
介してＡｌ遮光膜１０が形成され、このＡｌ遮光膜１０
を含む全面に例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護層
１１が形成されてＣＣＤイメージセンサが構成されてい
る。そして、上記センサ部３が多数マトリクス状に配列
されてイメージエリアが形成される。尚、センサ部３と
垂直レジスタ４間に形成されたＰ型の領域１２は読出し
ゲート領域である。
７を介して例えば多結晶シリコン層による転送電極８が
選択的に形成され、この転送電極８上に層間絶縁膜９を
介してＡｌ遮光膜１０が形成され、このＡｌ遮光膜１０
を含む全面に例えばプラズマＳｉＮ膜による表面保護層
１１が形成されてＣＣＤイメージセンサが構成されてい
る。そして、上記センサ部３が多数マトリクス状に配列
されてイメージエリアが形成される。尚、センサ部３と
垂直レジスタ４間に形成されたＰ型の領域１２は読出し
ゲート領域である。
【００２１】上記Ａｌ遮光膜１０は、センサ部３上にお
いて選択的にエッチング除去されており、光Ｌは、この
エッチング除去によって形成されたセンサ部開口１３を
通じてセンサ部３内に入射されるようになっている。
いて選択的にエッチング除去されており、光Ｌは、この
エッチング除去によって形成されたセンサ部開口１３を
通じてセンサ部３内に入射されるようになっている。
【００２２】しかして、本例においては、センサ部３
中、垂直レジスタ４と反対側の領域３ａの不純物濃度を
他の領域３ｂよりも低くして構成されている。以下、上
記反対側の領域３ａを低濃度領域３ａとして記す。この
低濃度領域３ａの形成方法としては、例えばＮ型のセン
サ部３を形成した後、アクセプタ不純物を導入して上記
低濃度領域３ａを形成するか（第１の形成方法）、ある
いは、センサ部３を形成する段階で、そのセンサ部３が
形成される領域を分離し、低濃度領域３ａが形成される
部分へのドナー不純物の導入を他の領域３ｂよりも少な
くする（第２の形成方法）。
中、垂直レジスタ４と反対側の領域３ａの不純物濃度を
他の領域３ｂよりも低くして構成されている。以下、上
記反対側の領域３ａを低濃度領域３ａとして記す。この
低濃度領域３ａの形成方法としては、例えばＮ型のセン
サ部３を形成した後、アクセプタ不純物を導入して上記
低濃度領域３ａを形成するか（第１の形成方法）、ある
いは、センサ部３を形成する段階で、そのセンサ部３が
形成される領域を分離し、低濃度領域３ａが形成される
部分へのドナー不純物の導入を他の領域３ｂよりも少な
くする（第２の形成方法）。
【００２３】上記形成方法の具体例を図２及び図３に基
いて説明する。尚、図１と対応するものについては同符
号を記す。
いて説明する。尚、図１と対応するものについては同符
号を記す。
【００２４】図２は上記第１の形成方法を示すもので、
まず、図２Ａに示すように、Ｎ型シリコン基板１にＰ型
ウェル領域２を形成する。その後、Ｐ型の不純物を選択
的にイオン注入して画素毎に分離するためのチャネルス
トッパ領域５を形成する。その後、垂直レジスタ４とな
る部分にＮ型の不純物を選択的にイオン注入した後、そ
の表面にＰ型の不純物を選択的にイオン注入する。
まず、図２Ａに示すように、Ｎ型シリコン基板１にＰ型
ウェル領域２を形成する。その後、Ｐ型の不純物を選択
的にイオン注入して画素毎に分離するためのチャネルス
トッパ領域５を形成する。その後、垂直レジスタ４とな
る部分にＮ型の不純物を選択的にイオン注入した後、そ
の表面にＰ型の不純物を選択的にイオン注入する。
【００２５】このＰ型不純物の導入は、例えば２相の転
送パルスによって駆動される水平レジスタの形成におい
て、その転送電極下のポテンシャルを階段状に形成する
ための濃度調整に導入されるＰ型不純物と同時に導入す
るようにしてもよい。上記Ｎ型の不純物及びＰ型の不純
物の導入によって、垂直レジスタ４が形成される。
送パルスによって駆動される水平レジスタの形成におい
て、その転送電極下のポテンシャルを階段状に形成する
ための濃度調整に導入されるＰ型不純物と同時に導入す
るようにしてもよい。上記Ｎ型の不純物及びＰ型の不純
物の導入によって、垂直レジスタ４が形成される。
【００２６】次に、図２Ｂに示すように、垂直レジスタ
４及びチャネルストッパ領域５を含む上面にゲート絶縁
膜７を介して多結晶シリコン層による転送電極８を選択
的に形成した後、この転送電極８をマスクとしてＮ型の
不純物をイオン注入して垂直レジスタ４の横方向にセン
サ部３を形成した後、センサ部３の表面にＰ型の不純物
をイオン注入して正電荷蓄積領域６を形成する。
４及びチャネルストッパ領域５を含む上面にゲート絶縁
膜７を介して多結晶シリコン層による転送電極８を選択
的に形成した後、この転送電極８をマスクとしてＮ型の
不純物をイオン注入して垂直レジスタ４の横方向にセン
サ部３を形成した後、センサ部３の表面にＰ型の不純物
をイオン注入して正電荷蓄積領域６を形成する。
【００２７】次に、図２Ｃに示すように、全面にフォト
レジスト膜１４を形成した後、センサ部３中、垂直レジ
スタ４と反対側の領域３ａに対応した箇所に開口１４ａ
を形成する。その後、開口１４ａを通してセンサ部３に
Ｐ型の不純物をイオン注入してセンサ部３内に低濃度領
域３ａを形成する。
レジスト膜１４を形成した後、センサ部３中、垂直レジ
スタ４と反対側の領域３ａに対応した箇所に開口１４ａ
を形成する。その後、開口１４ａを通してセンサ部３に
Ｐ型の不純物をイオン注入してセンサ部３内に低濃度領
域３ａを形成する。
【００２８】その後、図１に示すように、上記フォトレ
ジスト膜１４を除去した後、転送電極８上に層間絶縁膜
９を介してＡｌ遮光膜１０を選択的に形成し、その後、
全面に例えばＳｉＮによる表面保護層１１を形成して本
例に係るＣＣＤイメージセンサを得る。
ジスト膜１４を除去した後、転送電極８上に層間絶縁膜
９を介してＡｌ遮光膜１０を選択的に形成し、その後、
全面に例えばＳｉＮによる表面保護層１１を形成して本
例に係るＣＣＤイメージセンサを得る。
【００２９】一方、図３は、上記第２の形成方法を示す
もので、まず、図３Ａに示すように、Ｐ型ウェル領域２
にＰ型のチャネルストッパ領域５と垂直レジスタ４を形
成する（この形成方法については、上記第１の形成方法
の特に図２Ａで示す工程を参照）。
もので、まず、図３Ａに示すように、Ｐ型ウェル領域２
にＰ型のチャネルストッパ領域５と垂直レジスタ４を形
成する（この形成方法については、上記第１の形成方法
の特に図２Ａで示す工程を参照）。
【００３０】次に、図３Ｂに示すように、垂直レジスタ
４及びチャネルストッパ領域５を含む上面にゲート絶縁
膜７を介して多結晶シリコン層による転送電極８を選択
的に形成した後、この転送電極８をマスクとして低濃度
のＮ型不純物をイオン注入して垂直レジスタ４の横方向
にセンサ部３を形成した後、センサ部３の表面にＰ型の
不純物をイオン注入して正電荷蓄積領域６を形成する。
上記低濃度のＮ型不純物の導入は、周辺回路（出力回路
等）における例えばディプレッション型のＮチャネルＭ
ＯＳトランジスタを形成する場合において、そのチャネ
ル領域への不純物導入と同時に行なうことができる。
４及びチャネルストッパ領域５を含む上面にゲート絶縁
膜７を介して多結晶シリコン層による転送電極８を選択
的に形成した後、この転送電極８をマスクとして低濃度
のＮ型不純物をイオン注入して垂直レジスタ４の横方向
にセンサ部３を形成した後、センサ部３の表面にＰ型の
不純物をイオン注入して正電荷蓄積領域６を形成する。
上記低濃度のＮ型不純物の導入は、周辺回路（出力回路
等）における例えばディプレッション型のＮチャネルＭ
ＯＳトランジスタを形成する場合において、そのチャネ
ル領域への不純物導入と同時に行なうことができる。
【００３１】次に、図３Ｃに示すように、全面にフォト
レジスト膜１４を形成した後、センサ部３中、垂直レジ
スタ４と反対側の領域３ａ以外の領域３ｂに対応した箇
所に開口１５ａを形成する。その後、開口１５ａを通し
てセンサ部３にＮ型の不純物をイオン注入する。センサ
部３中、このＮ型不純物が導入されない部分が低濃度領
域３ａとなる。
レジスト膜１４を形成した後、センサ部３中、垂直レジ
スタ４と反対側の領域３ａ以外の領域３ｂに対応した箇
所に開口１５ａを形成する。その後、開口１５ａを通し
てセンサ部３にＮ型の不純物をイオン注入する。センサ
部３中、このＮ型不純物が導入されない部分が低濃度領
域３ａとなる。
【００３２】その後、図１に示すように、転送電極８上
に層間絶縁膜９を介してＡｌ遮光膜１０を選択的に形成
した後、全面に例えばＳｉＮによる表面保護層１１を形
成して本例に係るＣＣＤイメージセンサを得る。
に層間絶縁膜９を介してＡｌ遮光膜１０を選択的に形成
した後、全面に例えばＳｉＮによる表面保護層１１を形
成して本例に係るＣＣＤイメージセンサを得る。
【００３３】上述のように、本例によれば、センサ部３
中、垂直レジスタ４と反対側の部分に低濃度領域３ａを
形成するようにしたので、図４のポテンシャル図に示す
ように、センサ部３中、この低濃度領域３ａの静電ポテ
ンシャルが他の領域３ｂよりも浅くなって、センサ部３
全体の静電ポテンシャルが垂直レジスタ４に向かって下
り傾斜の分布を持つようになり、センサ部３に蓄積され
ている信号電荷を垂直レジスタ４に高速に転送すること
ができる。
中、垂直レジスタ４と反対側の部分に低濃度領域３ａを
形成するようにしたので、図４のポテンシャル図に示す
ように、センサ部３中、この低濃度領域３ａの静電ポテ
ンシャルが他の領域３ｂよりも浅くなって、センサ部３
全体の静電ポテンシャルが垂直レジスタ４に向かって下
り傾斜の分布を持つようになり、センサ部３に蓄積され
ている信号電荷を垂直レジスタ４に高速に転送すること
ができる。
【００３４】また、センサ部３の一部に低濃度領域３ａ
を形成するようにしたので、センサ部３とオーバーフロ
ーバリアを形成するＰ型ウェル領域２間の接合容量が小
さくなり、蓄積電荷に対するオーバーフローバリアポテ
ンシャルの変化が小さくなる。その結果、過大光量が入
射しても、信号電荷の変化量はそれほど大きくなくな
り、読出し時における垂直レジスタ４でのオーバーフロ
ーは生じなくなる。
を形成するようにしたので、センサ部３とオーバーフロ
ーバリアを形成するＰ型ウェル領域２間の接合容量が小
さくなり、蓄積電荷に対するオーバーフローバリアポテ
ンシャルの変化が小さくなる。その結果、過大光量が入
射しても、信号電荷の変化量はそれほど大きくなくな
り、読出し時における垂直レジスタ４でのオーバーフロ
ーは生じなくなる。
【００３５】そのため、図５の曲線に示すように、飽
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合において、その過大光量の増加量ΔＩ
ｋｎｅｅに対する信号電荷ｅの変化量（増加量）ΔＱｋ
ｎｅｅが従来の場合（曲線で示す）と比べて大幅に減
少し、比較的多い過大光量に対しても垂直レジスタ４に
おいてオーバーフローが生じるということがなくなる。
和信号電荷量Ｑｓに対応する飽和光量Ｉｓ以上の過大光
量が入射した場合において、その過大光量の増加量ΔＩ
ｋｎｅｅに対する信号電荷ｅの変化量（増加量）ΔＱｋ
ｎｅｅが従来の場合（曲線で示す）と比べて大幅に減
少し、比較的多い過大光量に対しても垂直レジスタ４に
おいてオーバーフローが生じるということがなくなる。
【００３６】このように、本例に係るＣＣＤイメージセ
ンサは、信号電荷量に対する信号のリニアリティが改善
され、過大光量入射時におけるブルーミング現象が生じ
なくなり、画質の向上を図ることができる。
ンサは、信号電荷量に対する信号のリニアリティが改善
され、過大光量入射時におけるブルーミング現象が生じ
なくなり、画質の向上を図ることができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像素子の製造方法に
よれば、光電変換領域での蓄積電荷が少ない場合におけ
る光電変換領域から電荷転送領域への転送効率を向上さ
せることができると共に、信号電荷量に対する信号のリ
ニアリティが改善された固体撮像素子を容易に製造する
ことができる。光電変換領域内で光電変換された信号電
荷全体の電荷転送領域への転送効率を向上することがで
きる。電荷転送領域に向かって勾配をもつ静電ポテンシ
ャルを有する光電変換領域の形成に際して、その静電ポ
テンシャル制御が容易となり、この種の固体撮像素子の
製造の実用化を容易にすることができる。また、無駄な
工数をなくして作業効率を高めるとともに、精度の高い
固体撮像素子を製造することができる。
よれば、光電変換領域での蓄積電荷が少ない場合におけ
る光電変換領域から電荷転送領域への転送効率を向上さ
せることができると共に、信号電荷量に対する信号のリ
ニアリティが改善された固体撮像素子を容易に製造する
ことができる。光電変換領域内で光電変換された信号電
荷全体の電荷転送領域への転送効率を向上することがで
きる。電荷転送領域に向かって勾配をもつ静電ポテンシ
ャルを有する光電変換領域の形成に際して、その静電ポ
テンシャル制御が容易となり、この種の固体撮像素子の
製造の実用化を容易にすることができる。また、無駄な
工数をなくして作業効率を高めるとともに、精度の高い
固体撮像素子を製造することができる。
【図１】本実施例に係るＣＣＤイメージセンサのセンサ
部周辺の構成を示す断面図。
部周辺の構成を示す断面図。
【図２】本実施例に係るＣＣＤイメージセンサの第１の
形成方法を示す工程図。
形成方法を示す工程図。
【図３】本実施例に係るＣＣＤイメージセンサの第２の
形成方法を示す工程図。
形成方法を示す工程図。
【図４】本実施例に係るセンサ部周辺の横方向（図１の
Ａで示す方向）の静電ポテンシャル図。
Ａで示す方向）の静電ポテンシャル図。
【図５】本実施例に係るＣＣＤイメージセンサの光電変
換特性を示す特性図。
換特性を示す特性図。
【図６】従来例に係るＣＣＤイメージセンサのセンサ部
周辺の構成を示す断面図。
周辺の構成を示す断面図。
【図７】従来例に係るセンサ部周辺の横方向（図６のＢ
で示す方向）の静電ポテンシャル図。
で示す方向）の静電ポテンシャル図。
【図８】図６のＣ−Ｃ線上におけるポテンシャル図。
【図９】従来例に係るＣＣＤイメージセンサの光電変換
特性を示す特性図。
特性を示す特性図。
１ シリコン基板 ２ Ｐ型ウェル領域 ３ センサ部 ３ａ 低濃度領域 ３ｂ その他の領域 ４ 垂直レジスタ ５ チャネルストッパ領域 ６ 正電荷蓄積領域 ７ ゲート絶縁膜 ８ 転送電極 ９ 層間絶縁膜 １０ Ａｌ遮光膜 １１ 表面保護層 １２ 読出しゲート領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 27/148 H04N 5/335
Claims (1)
- 【請求項１】 オーバーフローバリアを形成する第１導
電型の領域に、第２導電型の光電変換領域が複数の画素
に対応して形成され、上記各光電変換領域の横方向に読
出しゲート領域を介して第２導電型の電荷転送領域が形
成され、上記各光電変換領域の上記電荷転送領域と反対
側に位置するチャネルストッパ領域が形成された固体撮
像素子の製造方法であって、上記光電変換領域を形成すべき領域に転送電極をマスク
に第１の不純物導入を行った後、チャネルストッパ領域
に接する側の領域が他の領域より低濃度となるように、
上記第１の不純物導入領域の一部に之と同じ深さにわた
って第２の不純物導入を行って、上記第２導電型の光電
変換領域を形成する 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 |
|---|---|---|---|
| JP08733292A JP3248225B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08733292A JP3248225B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05291553A JPH05291553A (ja) | 1993-11-05 |
| JP3248225B2 true JP3248225B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=13911923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08733292A Expired - Fee Related JP3248225B2 (ja) | 1992-04-08 | 1992-04-08 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3248225B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010003499A (ko) * | 1999-06-23 | 2001-01-15 | 김영환 | 고체 촬상 소자 및 그 제조방법 |
| JP4625605B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2011-02-02 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像装置 |
| KR100697701B1 (ko) * | 2005-01-25 | 2007-03-20 | (주)아이디에스 | Ｃｃｄ 고체촬상소자 및 그 제조방법 |
| KR20060086050A (ko) * | 2005-01-25 | 2006-07-31 | (주)아이디에스 | Ｃｃｄ 고체촬상소자 및 그 제조방법 |
| KR100697702B1 (ko) * | 2005-01-25 | 2007-03-20 | (주)아이디에스 | Ｃｃｄ 고체촬상소자 제조방법 |
| KR100697700B1 (ko) * | 2005-01-25 | 2007-03-20 | (주)아이디에스 | Ｃｃｄ 고체촬상소자 및 그 제조방법 |
| JP6387745B2 (ja) | 2014-08-29 | 2018-09-12 | セイコーエプソン株式会社 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-04-08 JP JP08733292A patent/JP3248225B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05291553A (ja) | 1993-11-05 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |