JP3729537B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンカメラ等に用いられる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、感光性ターゲット面がＣＣＤ(charge coupled device) アレーによって作られているようなテレビジョンカメラである。その原理は、投射した光の強さに応じて発生した電子−正孔対のうち少数キャリヤがＣＣＤの電極の電位の井戸の中に蓄積され、この蓄積電荷はＣＣＤの非感光性の部分に転送され、さらに出力装置に移されてビデオ信号に変換される。転送は水平及び垂直の帰線期間と同期して行われるよう制御される。
【０００３】
図１１は従来の固体撮像装置の素子断面構造図である。図１１において、１がｎ型基板、２が受光部、３がｐ型埋め込み拡散層、４がｐ型不純物層、５が転送部、６がｐ型読み出し制御部、７がチャンネルストッパー、８が絶縁膜、９が導電型電極、１０がｐ型ウェルとなっている。
【０００４】
ｎ型基板１中にｐ型ウェル１０を有し、その中に信号電荷を生成、蓄積するｎ型の受光部２、同受光部２の横にｐ型不純物層４、同ｐ型不純物層４内に蓄積された信号電荷を転送するｎ型の転送部５がアレイ状に形成されている。以下この構造を縦型ＯＦＤ構造という。受光部２と転送部５との間の読み出し側は、しきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのｐ型読み出し制御部６により、非読み出し側はチャンネルストッパー７で分離されている。受光部２上と転送部５上には絶縁膜８が形成されており、導電型電極９により受光部２の電荷を転送部５に読み出せる構造になっている。また暗電流防止のため、受光部２と絶縁膜８との界面にはｐ型埋め込み拡散層３が形成されている。
【０００５】
縦型ＯＦＤ構造にすると、基板電圧を変化させることにより受光部２に蓄積された（過剰）電荷を基板裏面に排出することができるようになる。
図１２は従来のｐ型基板を用いた固体撮像装置の素子断面構造図である。図１２において、２が受光部、３がｐ型埋め込み拡散層、４がｐ型不純物層、５が転送部、６がｐ型読み出し制御部、７がチャンネルストッパー、８が絶縁膜、９が導電型電極、１１がｐ型基板、１２が横型過剰電荷制御部、１３がｎ型ドレイン部となっている。
【０００６】
ｐ型基板１１中に信号電荷を生成、蓄積するｎ型の受光部２、同受光部２の横にｐ型不純物層４、同ｐ型不純物層４内に蓄積された信号電荷を転送するｎ型の転送部５、および（過剰）電荷を排出するためのｎ型ドレイン部１３が転送部５の横に形成されている。以下この構造を横型ＯＦＤ構造という。受光部２と転送部５との間はしきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのｐ型読み出し制御部６によって、転送部５とｎ型ドレイン部１３間はチャンネルストッパー７によって、また受光部２とｎ型ドレイン部１３間は（過剰）電荷読み出しのためのしきい値電圧（Ｖｔ）を制御するための横型過剰電荷制御部１２によって分離されている。受光部２と転送部５上および受光部２とｎ型ドレイン部１３上には絶縁膜８が形成されており、導電型電極９により受光部２の電荷を転送部５に、また受光部２の（過剰）電荷をｎ型ドレイン部１３に読み出せる構造になっている。また暗電流防止のため、受光部２と絶縁膜８界面にはｐ型埋め込み拡散層３が形成されている。
【０００７】
横型ＯＦＤ構造にすると、受光部２とｎ型ドレイン部１３との間の導電型電極９の電圧を変化させることにより受光部２に蓄積された（過剰）電荷をｎ型ドレイン部１３に排出することができるようになる（米国特許明細書第５，２３３，４２９号）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法では、縦型ＯＦＤ構造にした場合、受光部２の基板深度で長波長光の吸収により生成した信号電荷はｎ型基板１側に排出されてしまい、感度特性を劣化させるという問題点がある。
【０００９】
また横型ＯＦＤ構造にすると、（過剰）電荷排出のためのｎ型ドレイン部１３が必要なため一般に受光部２、転送部５等の単位セル面積が大きくなり、微細化に際し不利であり、微細化にともない感度、飽和特性の劣化を伴うという問題点がある。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、受光部に蓄積された過剰電荷を排出できる構造にすることにより、長波長側の感度特性を向上させ、微細化を容易に行なうことができる固体撮像装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、半導体基板上に第１の導電型の不純物層と、入射光により生成した信号電荷を蓄積する前記不純物層内に形成された第２の導電型の受光部を少なくとも備えた固体撮像装置であって、前記受光部下方の位置を除く前記不純物層内の深部に前記受光部の過剰電荷を排出する第２の導電型のドレイン部を備え、前記ドレイン部の前記第１の導電型の不純物層に対する接合深さが前記受光部の前記第１の導電型の不純物層に対する接合深さよりも浅く形成されていることを特徴とする。
【００１２】
前記固体撮像装置においては、受光部が第２の導電型であることが好ましい。また前記固体撮像装置においては、基板がｐ型半導体基板であり、かつ受光部が信号を生成し蓄積するｎ型半導体であることが好ましい。
【００１３】
また前記固体撮像装置においては、断面方向から見て受光部の横の離れた位置の第１の導電型の不純物層内に別の第１の導電型の不純物層が存在し、前記別の第１の導電型の不純物層内に前記受光部に蓄積された信号電荷を転送する第２の導電型の転送部が存在し、前記転送部の下方の位置にドレイン部が存在していることが好ましい。
【００１４】
また前記固体撮像装置においては、受光部と転送部との間の読み出し側は、しきい値電圧（Ｖｔ）を制御するための第１の導電型の読み出し制御部で分離され、かつ非読み出し側はチャンネルストッパーで分離されていることが好ましい。
【００１５】
また前記固体撮像装置においては、受光部上と転送部上には絶縁膜が形成され、導電型電極により受光部の電荷を転送部に読み出しすることが好ましい。
また前記固体撮像装置においては、受光部と絶縁膜界面には、暗電流防止のための第１の導電型の埋め込み拡散層を備えたことが好ましい。
【００１６】
また前記固体撮像装置においては、転送部とドレイン部との間隔が、少なくとも受光部の過剰電荷を前記ドレイン部で排出でき、かつ前記転送部と前記ドレイン部との間でパンチスルーを起こさない距離としたことが好ましい。ここでパンチスルーとは、Ｐ型不純物層２４が空気化し、転送部とドレイン部との間にチャンネルを形成される現象をいう。また、前記転送部と前記ドレイン部との間でパンチスルーを起こさない距離としては、好ましくは２００ｎｍ以上である。
【００１７】
また前記固体撮像装置においては、ドレイン部の第１の導電型の不純物層に対する接合深さが受光部の第１の導電型の不純物層に対する接合深さよりも浅く形成されている。第１の導電型の不純物層の接合深さが受光部の接合深さよりも１０〜２０００ｎｍ程度浅く形成されているのが好ましい。
【００１８】
また前記固体撮像装置においては、受光部と転送部との間に第１の導電型の読み出し制御部を備え、前記受光部とドレイン部との間には第１の導電型の埋め込み型読み出し制御部を備えたことが好ましい。
【００２１】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に第１の導電型の不純物層と、入射光により生成した信号電荷を蓄積する前記不純物層内に形成された受光部を少なくとも備えた固体撮像装置の製造方法であって、第１の導電型の不純物層内に、第２の導電型となる不純物を注入して入射光により生成した信号電荷を蓄積する受光部を形成し、前記受光部下方の位置を除く前記不純物層内の深部に前記受光部の過剰電荷を排出する第２の導電型のドレイン部を形成し、前記受光部の形成と前記ドレイン部の形成との間に前記受光部内に蓄積された信号電荷を転送する第２の導電型の転送部を形成し、前記ドレイン部を形成した後、前記受光部と前記転送部との間に第１の導電型の読み出し制御部を形成し、前記受光部と前記ドレイン部との間に第１の導電型の制御部を形成することを特徴とする。
【００２３】
また前記方法においては、転送部とドレイン部の形成が、同一のレジストマスクでイオン注入によって行われることが好ましい。
【００２４】
また前記方法においては、制御部と読み出し制御部との形成が、同一のレジストマスクでイオン注入によって行われることが好ましい。
次に本発明の第２番目の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に第１の導電型の不純物層と、入射光により生成した信号電荷を蓄積する前記不純物層内に形成された受光部を少なくとも備えた固体撮像装置の製造方法であって、第１の導電型の不純物層と、前記不純物層内に、入射光により生成した信号電荷を蓄積しかつ蓄積された信号電荷を転送するための第２の導電型の受光転送部を形成し、前記受光転送部の過剰電荷を排出する前記受光転送部を除く基板深部に第２の導電型のドレイン部を形成したことを特徴とする。
【００２５】
前記方法においては、受光転送部とドレイン部との間隔が、少なくとも前記受光転送部の過剰電荷を前記ドレイン部で排出でき、かつ前記受光転送部と前記ドレイン部との間でパンチスルーを起こさない距離にすることが好ましい。
【００２６】
【作用】
前記した本発明の固体撮像装置及びその製造方法によれば、受光部の過剰電荷を排出するために、転送部より所定間隔下方に形成された、転送部と同導電型のドレイン部を備えることにより、受光部に蓄積された過剰電荷を排出できる構造にした上で、長波長側の感度特性を向上させ、微細化を容易に行なうことができる。
【００２７】
また本発明の構造においては、（過剰）電荷排出部であるドレイン部を、たとえばｎ型埋め込みドレイン部として転送部下方に形成しているため、従来の横型ＯＦＤ構造と違い単位セルの構成にドレイン部を必要としない。そのため、ドレイン部の大きさだけ単位セル当りの大きさを小さくすることができ、同一単位セルの大きさを取ると、受光部上の開口面積を大きくすることができる。このため、横型ＯＦＤ構造よりも物理的な入射光を多くすることができ、単位セル面積当りの感度を大きくすることができる。また逆に、開口面積を同一にした場合は、ドレイン部の大きさだけチップ面積を小さくでき、微細化に対して有利となる。
【００２８】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明の固体撮像装置における第１の実施例について、図１の断面図を参照して説明する。
【００２９】
図１において、２１がｐ型基板、２２が受光部、２３がｐ型埋め込み拡散層、２４がｐ型不純物層、２５が転送部、２６がｐ型読み出し制御部、２７がチャンネルストッパー、２８が絶縁膜、２９が導電型電極、３０がｎ型埋め込みドレイン部となっている。
【００３０】
ｐ型基板２１中に、信号電荷を生成、蓄積するｎ型の受光部２２、同受光部２２の横にｐ型不純物層２４、同ｐ型不純物層２４内に蓄積された信号電荷を転送するｎ型の転送部２５が形成されている。また、（過剰）電荷を排出するためのｎ型埋め込みドレイン部３０が転送部２５の下方に、ｐ型不純物層２４を介して形成されている。以下、上記構造をＢＨＯＤ（Buried Horizontal Overflow Drain）構造と称す。受光部２２と転送部２５との間の読み出し側は、しきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのｐ型読み出し制御部２６で分離され、また、非読み出し側はチャンネルストッパー２７で分離されている。受光部２２上と転送部２５上には絶縁膜２８が形成されており、導電型電極２９により受光部２２の電荷を転送部２５に読み出せる構造になっている。また暗電流防止のため、受光部２２と絶縁膜界面２８にはｐ型埋め込み拡散層２３が形成されている。
【００３１】
このとき、転送部２５とｎ型埋め込みドレイン部３０との間隔は、少なくとも受光部２２内の（過剰）電荷をｎ型埋め込みドレイン部３０で排出でき、かつ転送部２５とｎ型埋め込みドレイン部３０との間で（過剰）電荷を排出時にパンチスルーを起こさない位置に配置する。具体的には転送部２５とｎ型埋め込みドレイン部３０との間隔は、５００ｎｍ程度である。
【００３２】
ＢＨＯＤ構造にすると、ｎ型埋め込みドレイン部３０への印加電圧を変化させることにより、受光部２２に蓄積された（過剰）電荷をｎ型埋め込みドレイン部３０に排出することができるようになる。
【００３３】
またＢＨＯＤ構造においてはｐ型基板２１を用いているため、長波長光の吸収により生成した信号電荷は基板方向には拡散せず、ｎ型領域である受光部２２、もしくはｎ型埋め込みドレイン部３０へと拡散される。このことにより、長波長側の感度特性が向上し、図２（ｂ）に示すように、ｎ型基板を用いた縦型ＯＦＤ構造に比べて、特に長波長側において感度が向上する。一般に受光部２２の感度とは、図２（ａ）（ｂ）における各波長での感度（縦軸）の可視光領域内波長（横軸）に対する定積分値として下記式（数１）で求められる。
【００３４】
【数１】

【００３５】
ＢＨＯＤ構造にした場合、縦型ＯＦＤ構造に比べて同一開口面積で感度特性は約１.５倍に向上する。
またＢＨＯＤ構造においては、（過剰）電荷排出部であるドレイン部を、ｎ型埋め込みドレイン部３０として転送部２５下方に形成しているため、横型ＯＦＤ構造と違い単位セルの構成にドレイン部を必要としない。そのため、ドレイン部の大きさだけ単位セル当りの大きさを小さくすることができ、同一単位セルの大きさを取ると、受光部上の開口面積を大きくすることができる。このため、横型ＯＦＤ構造よりも物理的な入射光を多くすることができ、単位セル面積当りの感度を大きくすることができる。また逆に、開口面積を同一にした場合は、ドレイン部の大きさだけチップ面積を小さくでき、微細化に対して有利である。
【００３６】
（実施例２）
以下、本発明の固体撮像装置における第２の実施例について、図３の断面図を参照して説明する。
【００３７】
図３において、２１がｐ型基板、２７がチャンネルストッパー、２８が絶縁膜、２９が導電型電極、３０がｎ型埋め込みドレイン部、３１が受光転送部となっている。
【００３８】
ｐ型基板２１中に、信号電荷を生成、蓄積および信号電荷を転送するｎ型の受光転送部３１、同受光転送部３１の横にチャンネルストッパー２７が形成されている。また、（過剰）電荷を排出するためのｎ型埋め込みドレイン部３０がチャンネルストッパー２７下方に形成されている。受光転送部３１およびチャンネルストッパー２７上には絶縁膜２８が形成されており、導電型電極２９により受光転送部３１の電荷を転送できる構造になっている。
【００３９】
このとき、受光転送部３１とｎ型埋め込みドレイン部３０との間隔は、少なくとも受光転送部３１の（過剰）電荷をｎ型埋め込みドレイン部３０で排出でき、かつ受光転送部３１とｎ型埋め込みドレイン部３０との間で（過剰）電荷を排出時にパンチスルーを起こさない位置に配置する。
【００４０】
ＢＨＯＤ構造にすると、ｎ型埋め込みドレイン部３０への印加電圧を変化させることにより受光転送部３１に蓄積された（過剰）電荷をｎ型埋め込みドレイン部３０に排出することができるようになる。
【００４１】
またＢＨＯＤ構造においてはｐ型基板２１を用いているため、長波長光の吸収により生成した信号電荷は基板方向には拡散せず、ｎ型領域である受光転送部３１、もしくはｎ型埋め込みドレイン部３０へと拡散される。このことにより、長波長側の感度特性が向上し、図２（ｂ）に示すように、ｎ型基板を用いた縦型ＯＦＤ構造に比べて、特に長波長側において感度が向上する。一般に受光転送部の感度とは、図２（ａ）（ｂ）における各波長での感度（縦軸）の可視光領域内波長（横軸）に対する定積分値として（数１）で求められるが、ＢＨＯＤ構造にした場合、縦型ＯＦＤ構造に比べて同一セル面積で感度特性は約１.５倍に向上する。
【００４２】
また図２（ｂ）のＢＨＯＤ構造においては（過剰）電荷排出部であるドレイン部を、ｎ型埋め込みドレイン部３０として受光転送部３１下方に形成しているため、横型ＯＦＤ構造と違い単位セルの構成にドレイン部を必要としない。そのため、ドレイン部の大きさだけ単位セル当りの大きさを小さくすることができ、同一単位セルの大きさを取ると、受光部上の開口面積を大きくすることができる。このため、横型ＯＦＤ構造よりも物理的な入射光を多くすることができ、単位セル面積当りの感度を大きくすることができる。
【００４３】
（実施例３）
以下、本発明の固体撮像装置における第３の実施例について、図４の断面図を参照して説明する。
【００４４】
図４において、２１がｐ型基板、２２が受光部、２３がｐ型埋め込み拡散層、２４がｐ型不純物層、２５が転送部、２６がｐ型読み出し制御部、２７がチャンネルストッパー、２８が絶縁膜、２９が導電型電極、３０がｎ型埋め込みドレイン部となっている。
【００４５】
ｐ型基板２１中に、信号電荷を生成、蓄積するｎ型の受光部２２、同受光部２２の横にｐ型不純物層２４、同ｐ型不純物層２４内に蓄積された信号電荷を転送するｎ型の転送部２５が形成されている。また、（過剰）電荷を排出するためのｎ型埋め込みドレイン部３０が転送部２５の下方に、ｐ型不純物層２４を介して形成されている。
【００４６】
このとき、転送部２５とｎ型埋め込みドレイン部３０との間隔は、少なくとも受光部２２の（過剰）電荷をｎ型埋め込みドレイン部３０で排出でき、かつ転送部２５とｎ型埋め込みドレイン部３０との間で（過剰）電荷を排出時にパンチスルーを起こさない位置に配置し、かつ受光部２２とｐ型基板２１、ｎ型埋め込みドレイン部３０とｐ型基板２１との間の接合深さ（Ｄ）は、受光部２２とｐ型基板２１との間の接合深さの方が深くなるように形成されている。好ましい接合深さ（Ｄ）は、１０００〜３０００ｎｍの範囲である。
【００４７】
受光部２２と転送部２５との間の読み出し側は、しきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのｐ型読み出し制御部２６により、非読み出し側はチャンネルストッパー２７により分離されている。受光部２２と転送部２５上には絶縁膜２８が形成されており、導電型電極２９により受光部２２の電荷を転送部２５に読み出せる構造になっている。また暗電流防止のため、受光部２２と絶縁膜２８界面にはｐ型埋め込み拡散層２３が形成されている。
【００４８】
ＢＨＯＤ構造において、長波長光の吸収により生成した信号電荷は基板方向には拡散せず、ｎ型領域である受光部２２、もしくはｎ型埋め込みドレイン部３０へと拡散されることはすでに述べたが、上記構造に加えて受光部２２とｐ型基板２１との間の接合深さをｎ型埋め込みドレイン部３０とｐ型基板２１との間の接合深さよりも深くすることにより、長波長光の吸収により生成した信号電荷がｎ型埋め込み受光部２２へと拡散する確率が高くなる。
【００４９】
このことは、受光部２２とｐ型基板２１との間の接合深さをｎ型埋め込みドレイン部３０とｐ型基板２１との間の接合深さよりも深くすることにより、なおいっそう感度特性が向上することを意味する。
【００５０】
（実施例４）
以下、本発明の固体撮像装置における第４の実施例について、図５の断面図を参照して説明する。
【００５１】
図５において、２１がｐ型基板、２２が受光部、２３がｐ型埋め込み拡散層、２４がｐ型不純物層、２５が転送部、２６がｐ型読み出し制御部、２７がチャンネルストッパー、２８が絶縁膜、２９が導電型電極、３０がｎ型埋め込みドレイン部、３２が埋め込み型ｐ型読み出し制御部となっている。
【００５２】
ｐ型基板２１中に、信号電荷を生成、蓄積するｎ型の受光部２２、同受光部２２の横にｐ型不純物層２４、同ｐ型不純物層２４内に蓄積された信号電荷を転送するｎ型の転送部２５が形成されている。また、（過剰）電荷を排出するためのｎ型埋め込みドレイン部３０が転送部２５の下方に、ｐ型不純物層２４を介して形成されている。受光部２２と転送部２５との間の読み出し側は、しきい値電圧（Ｖｔ）を制御するためのｐ型読み出し制御部２６により、非読み出し側はチャンネルストッパー２７により分離されている。また、受光部２２とｎ型埋め込みドレイン部３０間は過剰電荷読み出しのためのしきい値電圧（Ｖｔ）を制御するための埋め込み型ｐ型読み出し制御部３２により分離されている。受光部２２と転送部２５上には絶縁膜２８が形成されており、導電型電極２９により受光部２２の電荷を転送部２５に読み出せる構造になっている。また暗電流防止のため、受光部と絶縁膜界面にはｐ型埋め込み拡散層２３が形成されている。
【００５３】
受光部２２とｎ型埋め込みドレイン部３０間は（過剰）電荷読み出しのためのしきい値電圧（Ｖｔ）を制御するための埋め込み型ｐ型読み出し制御部３２を形成することにより、分離を確実にし、受光部２２、ｎ型埋め込みドレイン部３０の取扱い電荷量を拡大させることができる。
【００５４】
（実施例５）
以下、本発明の固体撮像装置の製造方法における一実施例について、図６〜図１０の工程順断面図を参照して説明する。
【００５５】
図６〜図１０において、２１がｐ型基板、２２が受光部、２３がｐ型埋め込み拡散層、２４がｐ型不純物層、２５が転送部、２６がｐ型読み出し制御部、２７がチャンネルストッパー、２８が絶縁膜、２９が導電型電極、３０がｎ型埋め込みドレイン部、３２が埋め込み型ｐ型読み出し制御部、３３がレジストマスクとなっている。
【００５６】
まず図６に示すように、ｐ型基板２１中にｎ型不純物を注入することにより受光部２２を形成する。そして同受光部２２の横にｐ型不純物層２４を注入により形成した後、レジストマスク３３を用いｐ型不純物層２４内にｎ型不純物を注入することにより転送部２５を形成する。
【００５７】
次に図７に示すように、この転送部２５を形成したレジストマスク３３をそのまま用いて、転送部２５形成よりも高い加速エネルギーを用いて、転送部２５かつｐ型不純物層２４よりも深い領域にｎ型埋め込みドレイン部３０をイオン注入を用いて形成する。
【００５８】
その後図８に示すように、受光部２２と転送部２５との間の非読み出し側にチャンネルストッパー２７を形成し、受光部２２と転送部２５との間の読み出し側にはレジストマスク３３を用いイオン注入によりｐ型読み出し制御部２６を形成する。
【００５９】
次に図９に示すように、このｐ型読み出し制御部２６を形成したレジストマスク３３をそのまま用い、ｐ型読み出し制御部２６形成よりも高い加速エネルギーを用いて、ｐ型読み出し制御部２６よりも深く、かつ、受光部２２とｎ型埋め込みドレイン部３０との間に、埋め込み型ｐ型読み出し制御部３２をイオン注入により形成する。
【００６０】
その後図１０に示すように、絶縁膜２８形成後、導電型電極２９を形成し、受光部２２の電荷を転送部２５に読み出せる構造にする。また暗電流防止のため、受光部２２と絶縁膜２８界面にはｐ型埋め込み拡散層２３を形成する。
【００６１】
上記製造方法を用いることにより、ｎ型埋め込みドレイン部３０、埋め込み型ｐ型読み出し制御部３２形成に際し、マスク工程の削減が可能となる。
なお本発明の実施例では、ｐ型基板を用い、受光部、転送部、埋め込みドレイン部にｎ型領域を用いた構造において説明を行なったが、ｎ型基板を用い、受光部、転送部、埋め込みドレイン部にｐ型領域を用いた構造においても、同様の効果が認められる。
【００６２】
また本発明の実施例では、ｐ型基板を用い、受光部、転送部、埋め込みドレイン部にｎ型領域を用いた構造において説明を行なったが、受光部はｐ型のＭＯＳ型フォトダイオードであっても同様の効果が認められる。
【００６３】
また本発明の実施例では、受光部と転送部との間にｐ型読み出し制御部を用いた構造において説明を行なったが、読み出し部分に関しては読み出し構造を有する構造であれば、同様の効果が認められる。
【００６４】
また本発明の実施例では、ｎ型埋め込みドレイン部を、ｐ型不純物層を介して転送部の下方に形成した場合において説明を行なったが、受光部の下方以外の領域にｎ型埋め込みドレイン部を形成する場合、たとえばアレイ状にチャンネルストッパー下方に形成するような場合も、同様の効果が認められる。
【００６５】
また本発明を説明するにあたって使用した図１〜図１０は、本発明を理解するための概略図であるため、図中の各構成成分の寸法、各構成成分間の寸法比などは概略的であり、本発明は図示例にのみには限定されない。
【００６６】
また本発明中製造方法を説明するに当たり述べた工程順は一例であり、各構成成分形成順序は、本発明において説明した順序には限定されない。
また本発明中製造方法を説明するに当たり、各構成成分形成法に注入を用いて説明を行なったが、熱拡散等の公知のその他の方法を用いた場合も同様の効果が認められる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は、転送部より所定間隔下方の受光部の過剰電荷を排出する転送部と同導電型のドレイン部を備えることにより、受光部に蓄積された過剰電荷を排出できる構造にした上で、長波長側の感度特性を向上させ、微細化を容易に行なうことができる固体撮像装置を実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体撮像装置における第１の実施例の断面図
【図２】（ａ）（ｂ）は基板不純物種の違いによる波長別感度特性の違いを説明するための図
【図３】本発明の固体撮像装置における第２の実施例の断面図
【図４】本発明の固体撮像装置における第３の実施例の断面図
【図５】本発明の固体撮像装置における第４の実施例の断面図
【図６】本発明の固体撮像装置の製造方法における一実施例の工程順断面図
【図７】本発明の固体撮像装置の製造方法における一実施例の工程順断面図
【図８】本発明の固体撮像装置の製造方法における一実施例の工程順断面図
【図９】本発明の固体撮像装置の製造方法における一実施例の工程順断面図
【図１０】本発明の固体撮像装置の製造方法における一実施例の工程順断面図
【図１１】従来の固体撮像装置の断面図
【図１２】従来のｐ型基板を用いた固体撮像装置の断面図
【符号の説明】
１ ｎ型基板
２ 受光部
３ ｐ型埋め込み拡散層
４ ｐ型不純物層
５ 転送部
６ ｐ型読み出し制御部
７ チャンネルストッパー
８ 絶縁膜
９ 導電型電極
１０ ｐ型ウェル
１１ ｐ型基板
１２ 横型過剰電荷制御部
１３ ｎ型ドレイン部
２１ ｐ型基板
２２ 受光部
２３ ｐ型埋め込み拡散層
２４ ｐ型不純物層
２５ 転送部
２６ ｐ型読み出し制御部
２７ チャンネルストッパー
２８ 絶縁膜
２９ 導電型電極
３０ ｎ型埋め込みドレイン部
３１ 受光転送部
３２ 埋め込み型ｐ型読み出し制御部
３３ レジストマスク

Claims (11)

1. 半導体基板上に第１の導電型の不純物層と、入射光により生成した信号電荷を蓄積する前記不純物層内に形成された第２の導電型の受光部を少なくとも備えた固体撮像装置であって、前記受光部下方の位置を除く前記不純物層内の深部に前記受光部の過剰電荷を排出する第２の導電型のドレイン部を備え、
   前記ドレイン部の前記第１の導電型の不純物層に対する接合深さが前記受光部の前記第１の導電型の不純物層に対する接合深さよりも浅く形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記受光部が第２の導電型である請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 断面方向から見て前記受光部の横の離れた位置の第１の導電型の不純物層内に別の第１の導電型の不純物層が存在し、前記別の第１の導電型の不純物層内に前記受光部に蓄積された信号電荷を転送する第２の導電型の転送部が存在し、前記転送部の下方の位置にドレイン部が存在している請求項１に記載の固体撮像装置。
4. 前記受光部と前記転送部との間の読み出し側は、しきい値電圧（Ｖｔ）を制御するための第１の導電型の読み出し制御部で分離され、かつ非読み出し側はチャンネルストッパーで分離されている請求項４に記載の固体撮像装置。
5. 前記受光部上と前記転送部上には絶縁膜が形成され、導電型電極により前記受光部の電荷を転送部に読み出しする請求項３または４に記載の固体撮像装置。
6. 前記受光部と前記絶縁膜との界面には、暗電流防止のための第１の導電型の埋め込み拡散層を備えた請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 前記転送部と前記ドレイン部との間隔が、少なくとも前記受光部の過剰電荷を前記ドレイン部で排出でき、かつ前記転送部と前記ドレイン部との間でパンチスルーを起こさない距離とした請求項３に記載の固体撮像装置。
8. 前記受光部と前記転送部との間に第１の導電型の読み出し制御部を備え、前記受光部とドレイン部との間には第１の導電型の埋め込み型読み出し制御部を備えた請求項３に記載の固体撮像装置。
9. 半導体基板上に第１の導電型の不純物層と、入射光により生成した信号電荷を蓄積する前記不純物層内に形成された受光部を少なくとも備えた固体撮像装置の製造方法であって、第１の導電型の不純物層内に、第２の導電型となる不純物を注入して入射光により生成した信号電荷を蓄積する受光部を形成し、前記受光部下方の位置を除く前記不純物層内の深部に前記受光部の過剰電荷を排出する第２の導電型のドレイン部を形成し、
   前記受光部の形成と前記ドレイン部の形成との間に前記受光部内に蓄積された信号電荷を転送する第２の導電型の転送部を形成し、
   前記ドレイン部を形成した後、前記受光部と前記転送部との間に第１の導電型の読み出し制御部を形成し、前記受光部と前記ドレイン部との間に第１の導電型の制御部を形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
10. 前記転送部と前記ドレイン部の形成が、同一のレジストマスクでイオン注入によって行われる請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。
11. 前記制御部と前記読み出し制御部との形成が、同一のレジストマスクでイオン注入によって行われる請求項９に記載の固体撮像装置の製造方法。

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