JP4274125B2 - 固体撮像素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
従来は、このCCD撮像素子のセンサ部を形成するイオン注入工程は、作業の効率化の観点からも1回のみの工程で行われてきた。
しかも、コストダウンをするためにウエハ径の拡大が図られており、このためウエハ面内の製造の均一性やロット毎の安定性の向上も要求度が厳しくなる一方である。
図1は、本発明の固体撮像素子の実施例、本例ではCCD固体撮像素子の撮像領域即ち有効画素領域を上から観た図であり、遮光膜を透視して、第1転送電極及び第2転送電極のパターンがわかるように表示している。
また、n型の不純物拡散領域13の上部にはp型の正電荷蓄積領域17、n型の転送チャネル領域15の下には第2のp型半導体ウエル領域18がそれぞれ形成されている。p型半導体ウエル領域12とn型不純物拡散領域13とp型の正電荷蓄積領域17によって、いわゆるHAD(ホールアキュミュレイテッドダイオード)センサによるセンサ部2が構成される。
A−B線上の断面では第2垂直転送電極5のみが形成され、C−D断面では第1垂直転送電極4上に層間絶縁膜20を介して第2垂直転送電極5が形成されている。転送チャネル領域15、ゲート絶縁膜19及び垂直転送電極4,5によって垂直転送レジスタ6が構成される。
さらに全体を覆って酸化膜等の透明な絶縁膜からなるパッシベーション膜22が形成され、その上にガラス等の透明な絶縁膜からなる平坦化膜23が形成されている。平坦化膜23の平坦化された表面の上にはオンチップカラーフィルター24が形成され、最上部にオンチップレンズ25が形成されて成る。
本例においては、不純物拡散領域13の幅W1を大きく、即ちセンサ部2を広く形成していることにより、センサ部全体の電荷蓄積量を大きくしている。
これによりCCD固体撮像素子1のダイナミックレンジを大きくすることができる。
通常、センサ部を形成するn型ドーパントの注入にイオン注入法を用いる場合には、チャネリング抑制のためウエハ法線(即ち、半導体ウエハの面に対して垂直方向の線)に対して5°以上傾斜させ、かつ結晶軸から20°以上回転させて施されるのが一般的である。
7°未満では傾斜させてイオン注入する効果が充分ではなく、45°を越えると、遮光膜21等に一部が遮られるため、いずれも好ましくない。
このとき、垂直転送方向(図1中C→D)に対する傾斜方向のなす角度は、ブルーミング耐性即ち隣接画素への信号電荷の漏れへの耐性や、読み出し等の電気特性で決定される。
これにより、図3に示したように、前述の図9の比較例と比較してセンサ部2の不純物拡散領域13が拡大し、取り扱い電荷量が増加する。ブルーミング耐性等の電気特性のバランスは、平面パターンの微細な調節で行えば良く、白傷発生数を増加させることなく飽和電荷量を増加させ、ダイナミックレンジを広げることができる。
この場合には、さらに読み出しゲート部14及び画素分離部16の幅が変化するので、読み出し特性やブルーミング耐性等の特性も変化する。これらの特性の変化が固体撮像素子において問題のない程度にイオン注入の傾斜角等の条件を設定する。
このように、2回以上のイオン注入のドーズの配分によって、電気特性を調整するという新しい機能も得られる。
即ち、例えば半導体ウエハ面での注入方向の角度を前回より20°小さくする等フィードバックを行って、これらの条件を調節することにより、製造の安定化や、ウエハ面内の均一性向上を図ることができる。
Claims (2)
- 半導体領域内にセンサ部を構成する不純物拡散領域がマトリックス状に形成され、
上記センサ部の各列に沿って、信号電荷の転送が行われる垂直転送レジスタが形成され、
上記垂直転送レジスタの電荷転送方向に隣接する上記センサ部の上記不純物拡散領域の間に、画素分離部が形成され、
各上記センサ部に対して、上記垂直転送レジスタが2つの垂直転送電極を有し、
上記センサ部を構成する上記不純物拡散領域が、上記垂直転送レジスタの電荷転送方向の順方向に深くなるポテンシャル勾配が形成され、
上記2つの垂直転送電極のうち、上記垂直転送レジスタの電荷転送方向の順方向側の垂直転送電極により読み出しが行われる
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 半導体領域内にセンサ部を構成する不純物拡散領域がマトリックス状に形成され、
上記センサ部の各列に沿って、信号電荷の転送が行われる垂直転送レジスタが形成され、
上記垂直転送レジスタの電荷転送方向に隣接する上記センサ部の上記不純物拡散領域の間に、画素分離部が形成され、
各上記センサ部に対して、上記垂直転送レジスタが2つの垂直転送電極を有する固体撮像素子を製造する方法であって、
上記センサ部を構成する不純物拡散領域を形成するイオン注入工程を、ウエハ法線から7°以上45°以下傾斜させて行い、
上記イオン注入工程を、上記ウエハ法線から傾斜した方向が、それぞれ上記垂直転送レジスタの電荷転送方向の互いに逆向きである、2回のイオン注入工程に分けて行い、
上記2回のイオン注入工程において、上記垂直転送レジスタの電荷転送方向の順方向のイオン注入工程に2/3のドーズ量を配分し、上記垂直転送レジスタの電荷転送方向の逆方向のイオン注入工程に1/3のドーズ量を配分する
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 |
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JP2005009503A JP4274125B2 (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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JP00579597A Division JP3707178B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-01-16 | 固体撮像素子 |
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JP2005123652A JP2005123652A (ja) | 2005-05-12 |
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2005
- 2005-01-17 JP JP2005009503A patent/JP4274125B2/ja not_active Expired - Lifetime
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