JP4488366B2 - Method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の画素部で電荷検出部を共有する場合に、各画素部での読み出し特性を均一にすることを可能とする固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a method of manufacturing the same that can make the readout characteristics uniform in each pixel unit when the charge detection unit is shared by a plurality of pixel units, and the solid-state imaging device as an imaging unit. The present invention relates to an electronic information apparatus having a digital camera such as a digital video camera and a digital still camera used, and an image input device such as an image input camera, a scanner, a facsimile, and a camera-equipped mobile phone device.

従来の固体撮像装置として、半導体基板上に、入射光を信号電荷に変換して蓄積する複数の受光部と、各受光部に蓄積された電荷を読み出すための転送部と、各受光部に蓄積された電荷の読み出しを制御するために転送部上に設けられた読み出しゲート電極と、読み出された電荷を検出するために2画素部以上の受光部に対して共通に設けられた電荷検出部とを、2次元状に複数設けたCMOS型(相補型金属酸化膜半導体)固体撮像装置が知られている。   As a conventional solid-state imaging device, on a semiconductor substrate, a plurality of light receiving units that convert incident light into signal charges and accumulate, a transfer unit for reading out the charges accumulated in each light receiving unit, and accumulation in each light receiving unit A read gate electrode provided on the transfer unit for controlling the readout of the read charge, and a charge detection unit provided in common for the light receiving units of two or more pixel units for detecting the read charge There are known CMOS (complementary metal oxide semiconductor) solid-state imaging devices in which a plurality of two-dimensionally are provided.

以下に、従来のCMOS型固体撮像装置について、図7〜図10を用いて説明する。まず、従来のCMOS型固体撮像装置の構成例について、図7を用いて詳細に説明する。   A conventional CMOS solid-state imaging device will be described below with reference to FIGS. First, a configuration example of a conventional CMOS solid-state imaging device will be described in detail with reference to FIG.

図7(a)は、従来の固体撮像装置の構成を示す上面図であり、図7(b)は、(a)のA−A’線断面図、図7(c)は、(a)のB−B’線断面図、図7(d)は、電荷転送時における(a)のA−A’線部分のポテンシャル図、図7(e)は、(a)のB−B’線部分のポテンシャル図である。   FIG. 7A is a top view showing a configuration of a conventional solid-state imaging device, FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 7A, and FIG. FIG. 7D is a potential diagram of the AA ′ line portion during charge transfer, and FIG. 7E is the BB ′ line of FIG. 7A. It is a potential diagram of a part.

図7(a)〜図7(c)において、従来の固体撮像装置100は、2画素部毎に、受光部101aおよび101bと、読み出しゲート電極102aおよび102bと、受光部101aおよび101bに共有された電荷検出部103とが設けられ、さらに、電荷検出部103の信号電荷をリセットするためのリセットゲート電極104およびリセットドレイン105とが設けられている。   7A to 7C, the conventional solid-state imaging device 100 is shared by the light receiving portions 101a and 101b, the read gate electrodes 102a and 102b, and the light receiving portions 101a and 101b every two pixel portions. And a reset gate electrode 104 and a reset drain 105 for resetting signal charges of the charge detection unit 103 are provided.

これらの受光部101aおよび101bとして、N型半導体基板110上のP型拡散層111にN型不純物領域からなる電荷蓄積領域113が設けられ、その表面側にP+領域114が設けられている。読み出しゲート電極102aおよび102bはそれぞれ、転送部を構成するP型不純物領域112上にゲート酸化膜116を介して設けられて、転送部の読み出し電圧などを制御するために設けられている。さらに、電荷検出部103は、N型不純物領域115によって構成されている。   As these light receiving portions 101a and 101b, a charge storage region 113 made of an N-type impurity region is provided in a P-type diffusion layer 111 on an N-type semiconductor substrate 110, and a P + region 114 is provided on the surface side thereof. The read gate electrodes 102a and 102b are each provided on the P-type impurity region 112 constituting the transfer portion via the gate oxide film 116, and are provided for controlling the read voltage of the transfer portion. Further, the charge detection unit 103 is configured by an N-type impurity region 115.

上記構成により、この従来のCMOS型固体撮像装置100の動作について説明する。   The operation of the conventional CMOS solid-state imaging device 100 having the above configuration will be described.

まず、CMOS型固体撮像装置100の撮像領域上に入射された光(被写体光)は、受光部101aおよび101bで信号電荷にそれぞれ光電変換される。各受光部101aおよび101bでそれぞれ光電変換された信号電荷は、受光部101aおよび101bの各電荷蓄積領域113にそれぞれ一旦蓄積される。   First, light (subject light) incident on the imaging region of the CMOS solid-state imaging device 100 is photoelectrically converted into signal charges by the light receiving units 101a and 101b. The signal charges photoelectrically converted by the light receiving portions 101a and 101b are temporarily stored in the charge storage regions 113 of the light receiving portions 101a and 101b, respectively.

次に、受光部101aおよび101bに蓄積された信号電荷は、読み出しゲート電極102aおよび102bに所定の電圧を加えて、転送部のP型不純物領域112を介して電荷検出部103側に読み出される。   Next, the signal charges accumulated in the light receiving portions 101a and 101b are read out to the charge detection portion 103 side via the P-type impurity region 112 of the transfer portion by applying a predetermined voltage to the read gate electrodes 102a and 102b.

この電荷検出部103に読み出された信号電荷に応じた電位を増幅することによって、撮像画像信号を得ることができる。   A captured image signal can be obtained by amplifying a potential corresponding to the signal charge read by the charge detection unit 103.

この従来のCMOS型固体撮像装置100の製造方法について、図7および図8を用いて説明する。   A method for manufacturing the conventional CMOS solid-state imaging device 100 will be described with reference to FIGS.

図8(a)〜図8(d)はそれぞれ、従来の固体撮像装置100の製造方法について説明するための上面図である。   8A to 8D are top views for explaining a method for manufacturing the conventional solid-state imaging device 100, respectively.

従来のCMOS型固体撮像装置100の製造において、まず、図7(b)および(c)に示すように、N型半導体基板110上にボロンなどのイオン注入処理と熱処理を行うことによってP型拡散層(Pウェル)111を形成する。   In manufacturing the conventional CMOS type solid-state imaging device 100, first, as shown in FIGS. 7B and 7C, P-type diffusion is performed by performing ion implantation treatment of boron or the like on the N-type semiconductor substrate 110 and heat treatment. A layer (P well) 111 is formed.

次に、図8(a)に示すように、P型拡散層(Pウェル)111上に、レジストパターン121(形状部分内が開口部)を用いて、活性化領域と不活性化領域を分離するための熱酸化膜(図示せず)を形成する。   Next, as shown in FIG. 8A, the activated region and the deactivated region are separated on the P-type diffusion layer (P well) 111 by using a resist pattern 121 (the inside of the shape portion is an opening). A thermal oxide film (not shown) is formed.

さらに、図8(b)に示すように、P型拡散層(Pウェル)111上に、レジストパターン122(形状部分内が開口部)を用いて、ボロンなどのイオン注入処理を行うことにより、図7(b)および図7(c)に示すように、転送部の読み出し電圧を制御するための不純物領域112を形成する。   Further, as shown in FIG. 8B, by performing ion implantation processing of boron or the like on the P-type diffusion layer (P well) 111 using the resist pattern 122 (the inside of the shape portion is an opening), As shown in FIGS. 7B and 7C, an impurity region 112 for controlling the read voltage of the transfer unit is formed.

さらに、このN型半導体基板の表面上に、1000℃〜1100℃の温度でOガスおよびHClガス雰囲気下で熱酸化処理を行うことにより、図7(b)および図7(c)に示すように、ゲート酸化膜116を形成する。 Further, by performing thermal oxidation treatment on the surface of the N-type semiconductor substrate at a temperature of 1000 ° C. to 1100 ° C. in an O 2 gas and HCl gas atmosphere, the results shown in FIGS. 7B and 7C are obtained. Thus, the gate oxide film 116 is formed.

その後、ポリシリコン膜とW(タングステン)膜の積層膜などをCVD(Chemical Vapour Deposition)法とスパッタリング法により形成し、ドライエッチングを行うことにより、図8(c)に示すように、読み出しゲート電極102aおよび102b、およびリセットゲート電極104を形成する。   Thereafter, a laminated film of a polysilicon film and a W (tungsten) film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method and a sputtering method, and dry etching is performed, as shown in FIG. 102a and 102b and the reset gate electrode 104 are formed.

さらに、図8(d)に示すように、ゲート酸化膜116上の受光部101aおよび101bに対応する位置に、レジストパターン123(形状部分内が開口部)を用いてリンまたはヒ素などのイオン注入処理と熱処理を行うことにより、図7(b)および図7(c)に示すように、受光部101aおよび101bの電荷蓄積領域113となるN型不純物領域を形成する。この各電荷蓄積領域113はそれぞれ、読み出しゲート電極102aおよび102bに対してセルフアライメントで形成される。   Further, as shown in FIG. 8D, ion implantation of phosphorus or arsenic is performed at a position corresponding to the light receiving portions 101a and 101b on the gate oxide film 116 using a resist pattern 123 (the inside of the shape portion is an opening). By performing the treatment and the heat treatment, as shown in FIGS. 7B and 7C, N-type impurity regions to be the charge storage regions 113 of the light receiving portions 101a and 101b are formed. Each charge storage region 113 is formed by self-alignment with respect to the read gate electrodes 102a and 102b.

さらに、図示しないパターンを用いてヒ素などのイオン注入処理を行うことにより、図7(a)〜図7(c)に示すように、電荷検出部103(N型不純物領域115)およびリセットドレイン部105を形成する。   Further, by performing an ion implantation process of arsenic using a pattern (not shown), as shown in FIGS. 7A to 7C, the charge detection unit 103 (N-type impurity region 115) and the reset drain unit 105 is formed.

その後、図示しないパターンを用いてボロンなどのイオン注入処理と熱処理を行うことにより、図7(a)〜図7(c)に示すように、受光部101aおよび101bの表面P+領域114を形成する。   Thereafter, ion implantation treatment of boron or the like and heat treatment are performed using a pattern (not shown) to form the surface P + regions 114 of the light receiving portions 101a and 101b as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (c). .

ここで、図7(a)〜図7(c)に示すように、電荷検出部103を上下二つの受光部101aおよび101b毎に共有した構造について説明する。   Here, as shown in FIGS. 7A to 7C, a structure in which the charge detection unit 103 is shared by the upper and lower light receiving units 101a and 101b will be described.

上下二つの受光部101aおよび101b毎に電荷検出部103を共有することによって、1画素毎に電荷検出部103を設けた場合に比べて、その共有した分だけ、受光部101aおよび101bの面積を大きく確保することが可能となり、入射光に対する感度特性を良好にすることができる。   By sharing the charge detection unit 103 for each of the two upper and lower light receiving units 101a and 101b, the area of the light receiving units 101a and 101b can be increased by the shared amount compared to the case where the charge detection unit 103 is provided for each pixel. A large amount can be secured, and the sensitivity characteristic with respect to incident light can be improved.

このように、複数の受光部101aおよび101bに電荷検出部103が共有されている従来の固体撮像装置100において、電荷読み出し動作を行う際には、電荷蓄積、電荷読み出しおよびリセット動作を上下二つの受光部101aおよび101bでタイミング良く制御することにより、良好な撮像画像信号を得ることができる。   As described above, in the conventional solid-state imaging device 100 in which the charge detection unit 103 is shared by the plurality of light receiving units 101a and 101b, when charge read operation is performed, charge accumulation, charge read, and reset operations are performed in two directions, upper and lower. By controlling the light receiving units 101a and 101b with good timing, a good captured image signal can be obtained.

例えば特許文献1には、受光部の電荷蓄積層と表面P+層とのオーバーラップを制御性良く形成することによって、電荷転送時の転送部におけるポテンシャルに窪み(図7(b)の窪み117に対応)が生じないようにして信号電荷を完全に転送し、残像の発生を抑制することが可能な固体撮像装置が開示されている。
特開平11−126893号公報
For example, in Patent Document 1, by forming the overlap between the charge storage layer of the light receiving portion and the surface P + layer with good controllability, a depression is formed in the potential in the transfer portion during charge transfer (in the depression 117 in FIG. 7B). In other words, a solid-state imaging device that can completely transfer signal charges without causing occurrence of afterimages and suppress the occurrence of afterimages is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-126893

上述した従来のCMOS型固体撮像装置において、受光部101aおよび101bから電荷検出部103への電荷読み出しは、転送部を構成するP型不純物領域112の形成状態から大きな影響を受けることが分かっている。これは、転送部のポテンシャルバリアの障壁高さによって、受光部に蓄積可能な電荷量や蓄積された電荷を読み出すための読み出し電圧が影響を受けるためである。したがって、転送部のP型不純物領域112の形成状態は、CMOS型固体撮像装置100の特性に大きな影響を与えることになる。   In the conventional CMOS solid-state imaging device described above, it has been found that the charge reading from the light receiving portions 101a and 101b to the charge detecting portion 103 is greatly affected by the formation state of the P-type impurity region 112 constituting the transfer portion. . This is because the amount of charge that can be accumulated in the light receiving unit and the read voltage for reading the accumulated charge are affected by the height of the potential barrier of the transfer unit. Therefore, the formation state of the P-type impurity region 112 in the transfer unit greatly affects the characteristics of the CMOS solid-state imaging device 100.

上記従来のCMOS型固体撮像装置100における、各受光部101aおよび101bの電荷蓄積領域113と転送部のP型不純物領域112との形成状態について、図9および図10を用いて説明する。   In the conventional CMOS solid-state imaging device 100, the formation state of the charge accumulation region 113 of each light receiving portion 101a and 101b and the P-type impurity region 112 of the transfer portion will be described with reference to FIGS.

図9(a)は、図7の固体撮像装置における受光部の電荷蓄積領域の形成状態について説明するための上面図、図9(b)は、(a)のA−A’線断面図、図9(c)は、(a)のB−B’線断面図である。図10(a)は、図7の固体撮像装置における転送部の不純物領域の形成状態について説明するための上面図、図10(b)は、(a)のA−A’線断面図、図10(c)は、(a)のB−B’線断面図である。   9A is a top view for explaining the formation state of the charge storage region of the light receiving unit in the solid-state imaging device of FIG. 7, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. FIG. 9C is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. 10A is a top view for explaining the formation state of the impurity region of the transfer portion in the solid-state imaging device of FIG. 7, FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 10 (c) is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.

従来のCMOS型固体撮像装置100の製造において、受光部101aおよび101bの電荷蓄積領域113と、転送部の不純物領域112とは、イオン注入処理により形成されている。このときのイオン注入処理は、図9および図10に示すように、レジストパターン122および123を用いて、基板平面に対して垂線方向から7度の傾斜角を有し、かつ、上下に並んだ受光部101aおよび101bに対して図面上の上から下の方向131から行われている。   In the manufacture of the conventional CMOS solid-state imaging device 100, the charge storage regions 113 of the light receiving portions 101a and 101b and the impurity region 112 of the transfer portion are formed by ion implantation processing. As shown in FIGS. 9 and 10, the ion implantation process at this time has a tilt angle of 7 degrees from the direction perpendicular to the substrate plane and is aligned vertically using resist patterns 122 and 123. The light receiving portions 101a and 101b are performed from the top 131 to the bottom 131 in the drawing.

この場合、上下の受光部101aおよび101bの電荷蓄積領域113と転送部の不純物領域112の読み出しゲート電極102aおよび102bに対する形成状況(位置)がそれぞれ異なってしまう。例えば、上側の受光部101aにおいて、電荷蓄積領域113は、図10(b)に示すように、読み出しゲート電極102a下に対して潜り込むような形で形成される。また、転送部の不純物領域112は、図9(b)に示すように、レジストパターン122のシャドウイングの影響により、電荷検出部103(不純物領域115)側に寄った形で形成される。一方、下側の受光部101bにおいて、電荷蓄積領域113は、図10(c)に示すように、レジストパターン123のシャドウイングの影響により、読み出しゲート電極102b(不純物領域112)に対して離れる方向で形成される。また、転送部の不純物領域112も、図9(c)に示すように、レジストパターン122のシャドウイングの影響により、受光部101b(電荷蓄積領域113)側に寄った形で形成される。   In this case, the formation states (positions) of the charge storage regions 113 of the upper and lower light receiving portions 101a and 101b and the impurity regions 112 of the transfer portion with respect to the read gate electrodes 102a and 102b are different. For example, in the upper light receiving portion 101a, the charge accumulation region 113 is formed so as to sink under the readout gate electrode 102a as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 9B, the impurity region 112 of the transfer portion is formed in a form close to the charge detection portion 103 (impurity region 115) due to the shadowing effect of the resist pattern 122. On the other hand, in the lower light receiving portion 101b, the charge accumulation region 113 is away from the read gate electrode 102b (impurity region 112) due to the shadowing effect of the resist pattern 123, as shown in FIG. Formed with. Further, as shown in FIG. 9C, the impurity region 112 of the transfer portion is also formed in a form close to the light receiving portion 101b (charge storage region 113) side due to the influence of shadowing of the resist pattern 122.

このように、電荷蓄積領域113と不純物領域112の形成位置に不均一が生じると、各受光部101aおよび101bからの読み出し特性が不均一になるという問題が生じる。この問題について、図7(d)および図7(e)を用いて説明する。   As described above, when nonuniformity occurs in the formation positions of the charge accumulation region 113 and the impurity region 112, there arises a problem that read characteristics from the light receiving portions 101a and 101b become nonuniform. This problem will be described with reference to FIGS. 7 (d) and 7 (e).

図7(d)および図7(e)において、縦軸は各断面に沿った部分のポテンシャルを示している。電荷転送時には、読み出しゲート電極102aおよび102bに所定の電圧を加えることによって転送部のポテンシャルが低くなるため、受光部(電荷蓄積領域113)に蓄積された信号電荷が転送部(不純物領域112)を通って電荷検出部103(不純物領域115)に読み出される。   In FIG. 7D and FIG. 7E, the vertical axis indicates the potential of the portion along each cross section. At the time of charge transfer, the potential of the transfer unit is lowered by applying a predetermined voltage to the read gate electrodes 102a and 102b, so that the signal charge accumulated in the light receiving unit (charge storage region 113) is transferred to the transfer unit (impurity region 112). Then, it is read out to the charge detection portion 103 (impurity region 115).

図7(b)に示すように、上側の受光部101aでは、電荷蓄積領域113が読み出しゲート電極102a下に対して潜り込むような形で形成され、転送部の不純物領域112が電荷検出部103(不純物領域115)側に寄った形で形成される。この場合、図7(d)に丸で囲んだように、上下の画素部で電荷転送時において、転送部に至る電荷蓄積領域113にポテンシャルの窪み117が生じる。このようなポテンシャルの窪み117が生じると、信号電荷が完全に電荷転送されず、残像が発生して撮像画面の状態が悪化するという問題が生じる。   As shown in FIG. 7B, in the upper light receiving portion 101a, the charge accumulation region 113 is formed so as to be embedded under the readout gate electrode 102a, and the impurity region 112 of the transfer portion is formed in the charge detection portion 103 ( It is formed in a shape close to the impurity region 115) side. In this case, as encircled in FIG. 7D, a potential dent 117 is generated in the charge accumulation region 113 reaching the transfer portion during charge transfer in the upper and lower pixel portions. When such a potential depression 117 is generated, the signal charge is not completely transferred, causing a problem that an afterimage is generated and the state of the imaging screen is deteriorated.

また、図7(c)に示すように、下側の受光部101bでは、電荷蓄積領域113が読み出しゲート電極102bに対して離れる方向で形成され、転送部の不純物領域112は受光部101b側に寄った形で形成される。この場合には、図7(e)に示すようにポテンシャルの窪みが生じず、上側の受光部101aのように電荷転送残りが生じず、上側の受光部101aと下側の受光部101bとで読み出し特性が異なることになる。   Further, as shown in FIG. 7C, in the lower light receiving portion 101b, the charge accumulation region 113 is formed in a direction away from the readout gate electrode 102b, and the impurity region 112 of the transfer portion is located on the light receiving portion 101b side. Formed in a closed form. In this case, as shown in FIG. 7E, no potential dent is generated, and no charge transfer residue is generated unlike the upper light receiving unit 101a, and the upper light receiving unit 101a and the lower light receiving unit 101b do not. The read characteristics will be different.

一方、特許文献1に開示されている固体撮像装置では、上述したように、受光部の電荷蓄積領域と表面P+領域のオーバーラップを制御よく形成することによって、電荷転送時において転送部にポテンシャルに窪みが生じないため、電荷を完全に転送し、残像の発生を制御することができる。   On the other hand, in the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1, as described above, by forming the overlap between the charge accumulation region of the light receiving unit and the surface P + region in a controlled manner, the transfer unit has a potential at the time of charge transfer. Since no depression is generated, the charge can be completely transferred and the occurrence of afterimage can be controlled.

しかしながら、この特許文献1には、電荷蓄積領域113および不純物領域112のイオン注入方向については何ら記載されておらず、図9および図10に示す注入方向131から電荷蓄積領域113および不純物領域112にイオン注入を行った場合、上下の画素部で各読み出しゲート電極に対する位置が不均一になり、同様の問題が生じる。   However, this Patent Document 1 does not describe any ion implantation direction of the charge accumulation region 113 and the impurity region 112, and the charge accumulation region 113 and the impurity region 112 are transferred from the implantation direction 131 shown in FIGS. 9 and 10. When ion implantation is performed, the position with respect to each readout gate electrode becomes uneven in the upper and lower pixel portions, and the same problem occurs.

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、各受光部からの読み出し特性を均一化すると共に、読み出し電圧を低減することができる固体撮像装置およびその製造方法、これを用いた電子情報機器を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and makes it possible to make the readout characteristics from each light receiving portion uniform, and reduce the readout voltage, a manufacturing method thereof, and an electronic information device using the same. The purpose is to provide.

本発明の固体撮像装置の製造方法は、入射光を信号電荷に光電変換する複数の受光部からそれぞれ、該複数の受光部毎に共有化された電荷検出部に、各読み出しゲート電極下の転送部をそれぞれ通して該信号電荷をそれぞれ読み出す固体撮像装置の製造方法において、該転送部の不純物領域と該不純物領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が該各読み出しゲート電極で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う転送部の不純物領域形成工程と、該転送部の不純物領域上にゲート酸化膜を介して該読み出しゲート電極を形成した後に、該受光部の電荷蓄積領域と該電荷蓄積領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が前記複数の受光部で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う電荷蓄積領域形成工程を有し、該電荷検出部が共有化されている複数の受光部が該半導体基板上で一列に並べられて形成されており、該転送部の不純物領域形成工程は、該各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行い、該電荷蓄積領域形成工程は、該複数の受光部を構成する各受光部の電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。また、本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板上に、入射光を信号電荷に変換して蓄積可能とする複数の受光部と、該複数の受光部にそれぞれ蓄積された各信号電荷を読み出すための各転送部と、該複数の受光部にそれぞれ蓄積された各信号電荷の読み出しを制御するために該各転送部上に設けられた読み出しゲート電極と、該各転送部をそれぞれ通して読み出された各信号電荷を検出するために複数の画素部の各受光部に対して共通に設けられた電荷検出部とを有する固体撮像装置の製造方法において、該各転送部の不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるようにイオン注入方向を設定してイオン注入処理を行って該各転送部の不純物領域をそれぞれ形成する転送部の不純物領域形成工程と、該転送部の不純物領域上にゲート酸化膜を介して該読み出しゲート電極を形成した後に、該各受光部の電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるようにイオン注入方向を設定してイオン注入処理を行って該各受光部の電荷蓄積領域をそれぞれ形成する電荷蓄積領域形成工程とを有し、該電荷検出部が共有化されている複数の受光部が該半導体基板上で一列に並べられて形成されており、該転送部の不純物領域形成工程は、該各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行い、該電荷蓄積領域形成工程は、該複数の受光部を構成する各受光部の電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行うものであり、そのことにより上記目的が達成される。
Method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, each of a plurality of light receiving portions for photoelectrically converting incident light into signal charges, the charge detection unit, which is shared for each light receiving portion of the plurality of transfer under each readout gate electrode In the method of manufacturing the solid-state imaging device that reads the signal charges through the respective sections, the positions of the end faces of the impurity region of the transfer section and the read gate electrode corresponding to the impurity area are the same in each read gate electrode from the ion implantation direction and the impurity region forming step of the transfer unit for performing ion implantation comprising, after forming the readout gate electrode via a gate oxide film on the impurity region of the transfer section, the charge accumulation region of the light receiving portion and said a charge storage region forming step the position of the respective end faces of the read gate electrodes corresponding to the charge accumulation region by ion implantation from ion implantation direction is the same in the plurality of light receiving portions Yes, and a plurality of light receiving portions charge detecting unit is shared are formed are arranged in a row on the semiconductor substrate, the impurity region forming step of the transfer unit constitutes a respective transfer unit From the direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving portions, and having a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the impurity region with respect to the readout gate electrode is constant Ion implantation is performed, and the charge accumulation region forming step is performed in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that the positions of the charge accumulation regions of the light receiving portions constituting the plurality of light receiving portions with respect to the readout gate electrode are constant. The ion implantation is performed from a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving portions and having a predetermined inclination angle, thereby achieving the above object. In addition, the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of light receiving units that can store incident light on a semiconductor substrate by converting the incident light into signal charges, and each signal charge stored in each of the plurality of light receiving units. Each of the transfer units for reading the signal, a read gate electrode provided on each of the transfer units for controlling the reading of each signal charge accumulated in each of the plurality of light receiving units, and each of the transfer units. In a manufacturing method of a solid-state imaging device having a charge detection unit provided in common to each light receiving unit of a plurality of pixel units in order to detect each signal charge read in this manner, the impurity region of each transfer unit An ion implantation direction is set so that each position with respect to the read gate electrode is constant, and an ion implantation process is performed to form an impurity region of each transfer unit, and an impurity region forming step of the transfer unit, Impure After forming the read-out gate electrode via a gate oxide film on the region, and the position relative to the readout gate electrode of the charge storage region of the light receiving elements is set the ion implantation direction to be constant ion implantation process go to have a charge accumulation region forming step of forming respectively a charge accumulation region of the light receiving elements, forming a plurality of light receiving portions charge detecting unit is shared is arranged in a row on said semiconductor substrate The step of forming the impurity region of the transfer unit is performed at a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the impurity region constituting the transfer unit with respect to the read gate electrode is constant. And the ion implantation is performed from a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving portions, and the charge accumulation region forming step includes charge accumulation of each light receiving portion constituting the plurality of light receiving portions. Ions from a direction perpendicular to the direction of the normal to the surface of the semiconductor substrate and perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving portions, so that each position of the region with respect to the readout gate electrode is constant Injection is performed , and the above-mentioned object is achieved thereby.

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記電荷検出部が共有化されている複数の受光部は、前記半導体基板上で上下方向または左右方向に配列されている。   Still preferably, in a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the plurality of light receiving units sharing the charge detection unit are arranged in the vertical direction or the horizontal direction on the semiconductor substrate.

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記電荷検出部が共有化されている複数の受光部前記半導体基板上で複数方向に並べられて形成されており、前記転送部の不純物領域形成工程は、前記各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行った後に、該半導体基板に対する相対的なイオン注入方向を180度変更してイオン注入を行い、前記電荷蓄積領域形成工程は、該複数の受光部を構成する電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の所定の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行った後に、該半導体基板に対する相対的なイオン注入方向を180度変更してイオン注入を行う。
Further, preferably, in the manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, it is formed a plurality of light-receiving portion to which the charge detecting unit is shared is arranged in a plurality of directions on the semiconductor substrate, the transfer unit The impurity region forming step has a predetermined inclination angle with respect to the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the impurity region constituting each transfer portion with respect to the read gate electrode is constant, and after the ion implantation from a direction perpendicular to the array direction of the plurality of light receiving portions, the relative ion implantation direction change by 180 degrees by ion implantation to said semiconductor substrate, said charge storage region formation step A predetermined angle of inclination from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the charge storage region constituting the plurality of light receiving portions with respect to the readout gate electrode is constant. A, and, after the ion implantation from a direction perpendicular to the predetermined arrangement direction of the light receiving portions of the plurality of ion implantation is performed by changing the relative 180 degrees of ion implantation direction with respect to the semiconductor substrate .

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記電荷検出部が共有化されている複数の受光部は、前記半導体基板上で上下方向および左右方向に配列されている。   Still preferably, in a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the plurality of light receiving units sharing the charge detection unit are arranged in the vertical direction and the horizontal direction on the semiconductor substrate.

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における転送部の不純物領域形成工程は、前記転送部の不純物領域が前記受光部側に隣接して形成されるように、前記読み出しゲート電極に対して該受光部とは反対側からの方向でイオン注入を行う。   Further preferably, in the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention, the impurity region forming step of the transfer unit may be performed on the readout gate electrode so that the impurity region of the transfer unit is formed adjacent to the light receiving unit side. On the other hand, ion implantation is performed in a direction from the side opposite to the light receiving unit.

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における電荷蓄積領域形成工程は、前記電荷蓄積領域が前記読み出しゲート電極下の前記転送部の不純物領域の下部に潜り込んで形成されるように、該読み出しゲート電極に対して受光部側からの方向によりイオン注入を行う。   Further preferably, the charge storage region forming step in the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention is such that the charge storage region is formed so as to sink under the impurity region of the transfer portion under the read gate electrode. Ion implantation is performed on the readout gate electrode in the direction from the light receiving portion side.

さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記受光部の電荷蓄積領域を形成するためにN型半導体基板上のP型拡散層にリンまたはヒ素をイオン注入し、前記転送部の不純物領域を形成するためにボロンをイオン注入する。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記転送部の不純物領域形成工程における前記垂直な方向と、前記電荷蓄積領域形成工程における前記垂直な方向とは互いに反対方向で互いに向き合う方向である。
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記転送部の不純物領域形成工程における前記イオン注入方向の変更と、前記電荷蓄積領域形成工程における前記イオン注入方向の変更とは、前記半導体基板またはイオン注入方向を回転させて行う。
Further preferably, in the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, phosphorus or arsenic is ion-implanted into a P-type diffusion layer on an N-type semiconductor substrate in order to form a charge storage region of the light-receiving unit, and the transfer unit Boron ions are implanted to form the impurity region.
Still preferably, in a method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the vertical direction in the impurity region forming step of the transfer unit and the vertical direction in the charge storage region forming step face each other in opposite directions. Direction.
Further preferably, in the method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the change of the ion implantation direction in the impurity region forming step of the transfer unit and the change of the ion implantation direction in the charge storage region forming step include This is performed by rotating the semiconductor substrate or the ion implantation direction.

上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。   The operation of the present invention will be described below with the above configuration.

本発明にあっては、複数の受光部毎に電荷検出部が共有された固体撮像装置において、各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する位置が一定となるようにイオン注入方向を設定してイオン注入を行う。また、各受光部を構成する電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する位置が一定となるようにイオン注入方向を設定してイオン注入を行う。   In the present invention, in the solid-state imaging device in which the charge detection unit is shared for each of the plurality of light receiving units, the ion implantation direction is set so that the position of the impurity region constituting each transfer unit with respect to the readout gate electrode is constant Then, ion implantation is performed. Further, ion implantation is performed by setting the ion implantation direction so that the position of the charge storage region constituting each light receiving portion with respect to the readout gate electrode is constant.

例えば、半導体基板表面に対して垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、各受光部の配列方向に対して垂直な方向からリンまたはヒ素などのイオン注入を行って、転送部の不純物領域を形成する。また、電荷検出部が共有されている各受光部が半導体基板上で2画素または3画素以上一列に並んで形成されている場合に、半導体基板表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、各受光部の配列方向に対して垂直な方向からボロンなどのイオン注入を行って、各受光部の電荷蓄積領域を形成する。   For example, the impurity region of the transfer unit is formed by implanting ions of phosphorus or arsenic from a direction perpendicular to the arrangement direction of each light receiving unit and having a predetermined inclination angle with respect to the surface of the semiconductor substrate. Form. In addition, when each light receiving unit sharing the charge detection unit is formed in a line of two pixels or three or more pixels on the semiconductor substrate, it has a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate, In addition, boron or the like is ion-implanted from a direction perpendicular to the arrangement direction of the light receiving portions to form a charge accumulation region of each light receiving portion.

さらに、電荷検出部が共有化されている複数の受光部が4画素以上で半導体基板上で複数方向に並んで形成されている場合には、半導体基板表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、受光部の所定の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入が行なわれるように、イオン注入方向を回転させながら順次イオン注入を行う。   Furthermore, when a plurality of light receiving parts sharing the charge detection part are formed in four or more pixels and arranged in a plurality of directions on the semiconductor substrate, they have a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate. In addition, the ion implantation is sequentially performed while rotating the ion implantation direction so that the ion implantation is performed from a direction perpendicular to a predetermined arrangement direction of the light receiving portions.

よって、各受光部を構成する電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する位置が一定となり、転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する位置も一定となるため、各受光部からの読み出し特性などを均一化することが可能となる。   Therefore, the position of the charge storage region constituting each light receiving portion with respect to the read gate electrode is constant, and the position of the impurity region constituting the transfer portion with respect to the read gate electrode is also constant, so the read characteristics from each light receiving portion are uniform. Can be realized.

さらに、各受光部の電荷蓄積領域を、読み出しゲート電極下部の転送部の不純物領域下に深く潜り込むような形で形成し、転送部の不純物領域を受光部側に寄ったような形で形成することによって、従来のポテンシャルの窪みを発生させることなく、蓄積電荷を完全に読み出して残像などの発生を抑制することが可能となる。また、受光部の電荷蓄積領域を読み出しゲート電極下部の転送部の不純物領域下に深く潜り込むような形で形成することによって、読み出し電圧を低減することが可能となる。   Further, the charge storage region of each light receiving portion is formed so as to be deeply buried under the impurity region of the transfer portion below the readout gate electrode, and the impurity region of the transfer portion is formed close to the light receiving portion side. As a result, it is possible to completely read out the accumulated charges and suppress the occurrence of afterimages without causing the conventional potential depression. Further, the read voltage can be reduced by forming the charge accumulation region of the light receiving portion so as to be deeply buried under the impurity region of the transfer portion below the read gate electrode.

以上により、本発明によれば、複数の受光部毎に電荷検出部が共有された固体撮像装置において、イオン注入方向を制御することによって、各受光部を構成する電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する位置を一定とし、転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する位置を一定とすることができるため、各受光部からの読み出し特性などを均一化することができる。   As described above, according to the present invention, in the solid-state imaging device in which the charge detection unit is shared for each of the plurality of light receiving units, by controlling the ion implantation direction, the charge storage region constituting each light receiving unit can be read Since the position can be made constant and the position of the impurity region constituting the transfer part with respect to the readout gate electrode can be made constant, the readout characteristics from each light receiving part can be made uniform.

また、受光部の電荷蓄積領域を読み出しゲート電極下部に深く潜り込むような形で形成し、転送部の不純物領域を受光部側に寄ったような形で形成することによって、従来のようなポテンシャルの窪みを発生させることなく、蓄積電荷を完全に読み出して残像などの発生を抑制することができる。また、受光部の電荷蓄積領域を読み出しゲート電極下部に深く潜り込むような形で形成することによって、読み出し電圧を低減することができる。   In addition, the charge accumulation region of the light receiving portion is formed so as to be deeply buried under the readout gate electrode, and the impurity region of the transfer portion is formed so as to be close to the light receiving portion side, so that the potential of the conventional potential can be obtained. It is possible to completely read out the accumulated charges without generating a dent and suppress the occurrence of afterimages. Further, the read voltage can be reduced by forming the charge accumulation region of the light receiving portion so as to be deeply buried under the read gate electrode.

以下に、本発明の固体撮像装置の実施形態1〜3について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Embodiments 1 to 3 of the solid-state imaging device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
本実施形態1では、二つの画素部の受光部で電荷検出部が共有されたCMOS型固体撮像装置について説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, a CMOS type solid-state imaging device in which a charge detection unit is shared by light receiving units of two pixel units will be described.

図1(a)は、本発明の実施形態1に係る固体撮像装置の構成例を示す上面図、図1(b)は、(a)のC−C’線断面図、図1(c)は、(a)のD−D’線断面図、図1(d)は、電荷転送時における(a)のC−C’線部分のポテンシャル図、図1(e)は、(a)のD−D’線部分のポテンシャル図である。   1A is a top view illustrating a configuration example of a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ in FIG. 1A, and FIG. FIG. 1D is a cross-sectional view taken along the line DD ′ of FIG. 1A, FIG. 1D is a potential diagram of the CC ′ line portion of FIG. 1A during charge transfer, and FIG. It is a potential diagram of a DD 'line part.

図1(a)〜図1(c)において、本実施形態1の固体撮像装置20は、半導体基板10上に、二つの画素部毎にそれぞれ、入射光を信号電荷に変換して蓄積する複数の受光部1aおよび1bと、各受光部1aおよび1bに蓄積された信号電荷を読み出すための転送部(不純物領域12)と、各受光部1aおよび1bに蓄積された信号電荷の読み出しを制御するために転送部上に設けられた読み出しゲート電極2aおよび2bと、読み出された信号電荷を検出するために受光部1aおよび1bに共有された電荷検出部3とが設けられ、さらに、電荷検出部3の信号電荷をリセットするためのリセットゲート電極4およびリセットドレイン5が設けられている。この固体撮像装置20においては、このような受光部1aおよび1bの対(二つの画素部)が撮像領域中に2次元状に複数設けられている。   1A to 1C, the solid-state imaging device 20 according to the first embodiment converts a plurality of incident light into signal charges and accumulates them for each of two pixel portions on a semiconductor substrate 10. The light receiving units 1a and 1b, the transfer unit (impurity region 12) for reading the signal charges accumulated in the light receiving units 1a and 1b, and the readout of the signal charges accumulated in the light receiving units 1a and 1b. For this purpose, read gate electrodes 2a and 2b provided on the transfer unit and a charge detection unit 3 shared by the light receiving units 1a and 1b for detecting the read signal charges are provided. A reset gate electrode 4 and a reset drain 5 for resetting the signal charges of the unit 3 are provided. In the solid-state imaging device 20, a plurality of such pairs of light receiving portions 1a and 1b (two pixel portions) are provided two-dimensionally in the imaging region.

これらの受光部1aおよび1bは、N型半導体基板10上のP型拡散層11にN型不純物領域からなる電荷蓄積領域13が設けられ、その表面側にP+領域14が設けられている。また、読み出しゲート電極2aおよび2bは、P型不純物領域12上にゲート酸化膜16を介して設けられ、この転送部の読み出し電圧を制御可能とする。さらに、電荷検出部3は、N型不純物領域15によって構成されている。   In these light receiving portions 1 a and 1 b, a charge storage region 13 made of an N-type impurity region is provided in a P-type diffusion layer 11 on an N-type semiconductor substrate 10, and a P + region 14 is provided on the surface side thereof. Further, the read gate electrodes 2a and 2b are provided on the P-type impurity region 12 via the gate oxide film 16, and the read voltage of the transfer portion can be controlled. Further, the charge detection unit 3 is configured by an N-type impurity region 15.

ここで、本実施形態1の固体撮像装置の製造方法について、図1および図2を用いて説明する。   Here, a method for manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図2(a)〜図2(d)は、図1の固体撮像装置20の製造方法の各工程について説明するための上面図である。なお、本実施形態1および以下の実施形態2および3において、各注入領域の形成パターン形状については、従来の固体撮像装置100の製造方法と同様である。   2A to 2D are top views for explaining each step of the method for manufacturing the solid-state imaging device 20 of FIG. In the first embodiment and the following second and third embodiments, the formation pattern shape of each implantation region is the same as the conventional method for manufacturing the solid-state imaging device 100.

本実施形態1の固体撮像装置20の製造では、まず、図1(b)および図1(c)に示すように、N型半導体基板10上にボロンなどのイオン注入処理と熱処理を行うことによってP型拡散層(Pウェル)11を形成する。   In the manufacture of the solid-state imaging device 20 of the first embodiment, first, as shown in FIGS. 1B and 1C, by performing ion implantation processing such as boron and heat treatment on the N-type semiconductor substrate 10. A P type diffusion layer (P well) 11 is formed.

次に、図2(a)に示すように、レジストパターン21(形状部分内が開口部)を用いて、活性化領域と不活性化領域を分離するための熱酸化膜(図示せず)を形成する。   Next, as shown in FIG. 2A, a thermal oxide film (not shown) for separating the activated region and the deactivated region is formed using the resist pattern 21 (the opening in the shape portion). Form.

さらに、図2(b)に示すように、レジストパターン22(形状部分内が開口部)を用いて、ボロンなどのイオン注入処理を行うことにより、図1(b)および図1(c)に示すように、転送部(P型不純物領域12)の読み出し電圧等を制御するための不純物領域12を形成する。このときのイオン注入は、半導体基板表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、受光部1aおよび1bの配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行う。本実施形態1では、電荷検出部3が共有されている受光部1aおよび1bが半導体基板上で上下に並んで形成されており、転送部の不純物領域12を受光部側に寄ったような形で形成するために、半導体基板平面の垂直方向に対して7度の傾斜を有し、かつ、図2に示すように、図2に対して右から左側の方向31からイオン注入を行う。これにより、転送部の不純物領域12は、上下の画素1aおよび1bで読み出しゲート電極に対して均一な位置に形成することができる。   Further, as shown in FIG. 2B, by performing ion implantation treatment of boron or the like using the resist pattern 22 (the inside of the shape portion is an opening), FIG. 1B and FIG. As shown, the impurity region 12 for controlling the read voltage of the transfer part (P-type impurity region 12) is formed. The ion implantation at this time is performed from a direction perpendicular to the arrangement direction of the light receiving portions 1a and 1b and having a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate. In the first embodiment, the light receiving portions 1a and 1b sharing the charge detecting portion 3 are formed side by side on the semiconductor substrate, and the impurity region 12 of the transfer portion is located closer to the light receiving portion side. Therefore, as shown in FIG. 2, ion implantation is performed from right to left direction 31 as shown in FIG. Thereby, the impurity region 12 of the transfer portion can be formed at a uniform position with respect to the read gate electrode in the upper and lower pixels 1a and 1b.

さらに、N型半導体基板10の表面上に、1000℃〜1100℃の温度でOガスおよびHClガス雰囲気下で熱酸化処理を行うことにより、図1(b)および図1(c)に示すようなゲート酸化膜16を形成する。 Furthermore, by performing thermal oxidation treatment on the surface of the N-type semiconductor substrate 10 at a temperature of 1000 ° C. to 1100 ° C. in an O 2 gas and HCl gas atmosphere, it is shown in FIGS. 1B and 1C. Such a gate oxide film 16 is formed.

その後、ポリシリコン膜とW(タングステン)膜の積層膜などをCVD(Chemical Vapour Deposition)法とスパッタリング法により形成し、ドライエッチングを行うことにより、図2(c)に示すように、読み出しゲート電極2aおよび2b、およびリセットゲート電極4を形成する。   Thereafter, a laminated film of a polysilicon film and a W (tungsten) film or the like is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method and a sputtering method, and dry etching is performed, as shown in FIG. 2a and 2b and the reset gate electrode 4 are formed.

さらに、図2(d)に示すように、レジストパターン23(形状部分内が開口部)を用いてリンまたはヒ素などのイオン注入処理と熱処理を行うことにより、図1(b)および図1(c)に示すように、受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13となるN型不純物領域を形成する。この電荷蓄積領域13は読み出しゲート電極2aおよび2bに対してセルフアライメントで形成される。このときのイオン注入は、半導体基板表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、受光部1aおよび1bの配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行う。本実施形態1では、電荷検出部3が共有されている受光部1aおよび1bが半導体基板上で上下に並んで形成されており、受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13を読み出しゲート電極2aおよび2bの下部に潜り込むような形で形成するために、半導体基板平面の垂直方向に対して7度の傾斜を有し、かつ、図2に示すように、図1および図2の図面に対して左から右側の方向32からイオン注入を行う。これにより、受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13は、上下の画素1aおよび1bで読み出しゲート電極2aおよび2bに対して均一な位置に形成することができる。   Further, as shown in FIG. 2D, by performing ion implantation processing such as phosphorus or arsenic and heat treatment using the resist pattern 23 (the inside of the shape portion is an opening), FIG. 1B and FIG. As shown in c), an N-type impurity region to be the charge storage region 13 of the light receiving portions 1a and 1b is formed. The charge storage region 13 is formed by self-alignment with respect to the read gate electrodes 2a and 2b. The ion implantation at this time is performed from a direction perpendicular to the arrangement direction of the light receiving portions 1a and 1b and having a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate. In the first embodiment, the light receiving portions 1a and 1b sharing the charge detecting portion 3 are formed side by side on the semiconductor substrate, and the charge accumulation regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b are read out and the gate electrode 2a and 2b has a slope of 7 degrees with respect to the vertical direction of the semiconductor substrate plane, and as shown in FIG. 2, with respect to the drawings of FIG. 1 and FIG. Ion implantation is performed from the direction 32 from the left to the right. Thereby, the charge accumulation regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b can be formed at uniform positions with respect to the readout gate electrodes 2a and 2b in the upper and lower pixels 1a and 1b.

さらに、図示しないレジストパターンを用いてヒ素などのイオン注入を行うことにより、図2(a)〜図2(c)に示すように、電荷検出部3(N型不純物領域15)およびリセットドレイン部5を形成する。   Furthermore, by performing ion implantation of arsenic or the like using a resist pattern (not shown), as shown in FIGS. 2A to 2C, the charge detection unit 3 (N-type impurity region 15) and the reset drain unit 5 is formed.

その後、図示しないレジストパターンを用いてボロンなどのイオン注入と熱処理を行うことにより、図1(b)に示すように、受光部の表面P+領域14を形成する。   Thereafter, ion implantation of boron or the like and heat treatment are performed using a resist pattern (not shown) to form a surface P + region 14 of the light receiving portion as shown in FIG.

次に、本実施形態1の固体撮像装置20における、受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13と転送部の不純物領域12との各形成の状態について、図3および図4を用いて詳細に説明する。   Next, in the solid-state imaging device 20 according to the first embodiment, the respective states of formation of the charge accumulation regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b and the impurity regions 12 of the transfer portion will be described in detail with reference to FIGS. To do.

図3(a)は、図1の固体撮像装置20における各受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13の形成状態について説明するための上面図であり、図3(b)は、(a)のC−C’線断面図、図3(c)は、(a)のD−D’線断面図である。図4(a)は、図1の本固体撮像装置における転送部の不純物領域12の形成状態について説明するための上面図、図4(b)は、(a)のC−C’線断面図、図4(c)は、(a)のD−D’線断面図である。   3A is a top view for explaining the formation state of the charge storage regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b in the solid-state imaging device 20 of FIG. 1, and FIG. 3B is a plan view of FIG. CC 'line sectional drawing and FIG.3 (c) are DD' line sectional drawings of (a). 4A is a top view for explaining the formation state of the impurity region 12 of the transfer portion in the solid-state imaging device of FIG. 1, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view taken along the line DD ′ in FIG.

本実施形態1のCMOS型固体撮像装置20の製造において、受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13と、転送部の不純物領域12とは、イオン注入処理により形成されている。   In the manufacture of the CMOS type solid-state imaging device 20 of Embodiment 1, the charge storage regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b and the impurity region 12 of the transfer portion are formed by ion implantation processing.

図3(a)〜図3(c)に示すように、転送部の不純物領域12に対するボロンのイオン注入処理は、図面右から左側への注入方向31で行われる。このため、レジストパターン22のシャドウイングの影響によって、転送部の不純物領域12は、読み出しゲート電極2aおよび2bに対して受光部1aおよび1b側にそれぞれ寄った形で形成され、上下の画素部で読み出しゲート電極2aおよび2bに対する位置が均一に形成される。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the boron ion implantation process for the impurity region 12 of the transfer portion is performed in the implantation direction 31 from the right side to the left side of the drawing. For this reason, due to the shadowing effect of the resist pattern 22, the impurity region 12 of the transfer portion is formed so as to be closer to the light receiving portions 1a and 1b with respect to the read gate electrodes 2a and 2b. The positions with respect to the read gate electrodes 2a and 2b are formed uniformly.

また、図4(a)〜図4(c)に示すように、受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13に対するヒ素やリンのイオン注入処理は、図面左から右側への注入方向32から行われる。このため、レジストパタ−ン23のシャドウイングの影響が軽減されて、受光部の電荷蓄積領域13は、読み出しゲート電極2aおよび2bに対してその下に潜り込むような形で形成され、上下の画素部で読み出しゲート電極2aおよび2bに対する位置が均一に形成される。   Further, as shown in FIGS. 4A to 4C, the arsenic or phosphorus ion implantation process for the charge storage regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b is performed from the implantation direction 32 from the left to the right in the drawing. . For this reason, the influence of shadowing of the resist pattern 23 is reduced, and the charge accumulation region 13 of the light receiving portion is formed so as to sink under the readout gate electrodes 2a and 2b. Thus, the positions relative to the read gate electrodes 2a and 2b are formed uniformly.

これによって、上下の画素部で転送部の不純物領域12と受光部1aおよび1bの電荷蓄積領域13との各位置が読み出しゲート電極2aおよび2bに対して均一に形成され、読み出し特性などを均一にすることができる。   As a result, the positions of the impurity region 12 of the transfer unit and the charge storage regions 13 of the light receiving units 1a and 1b are uniformly formed with respect to the read gate electrodes 2a and 2b in the upper and lower pixel units, and the read characteristics and the like are made uniform. can do.

図1(d)および図1(e)において、縦軸は、各断面に沿った部分のポテンシャルを示している。電荷転送時には、読み出しゲート電極2aおよび2bに所定の電圧を加えることによって転送部のポテンシャルが低くなるため、受光部1aおよび1bの各電荷蓄積領域13に蓄積された信号電荷が転送部(不純物領域12)を通って電荷検出部3(不純物領域15)に読み出される。   In FIG. 1D and FIG. 1E, the vertical axis indicates the potential of the portion along each cross section. At the time of charge transfer, the potential of the transfer unit is lowered by applying a predetermined voltage to the read gate electrodes 2a and 2b. Therefore, the signal charges accumulated in the charge storage regions 13 of the light receiving units 1a and 1b are transferred to the transfer unit (impurity region). 12) to be read out to the charge detector 3 (impurity region 15).

受光部1aおよび1bの各電荷蓄積領域13に対して、ヒ素やリンを注入方向32から注入し、転送部の不純物領域12に対してボロンを注入方向31から注入することによって、受光部1aおよび1bの各電荷蓄積領域13は、読み出しゲート電極2aおよび2b下の不純物領域12に対して、その下に潜り込むような形で形成され、転送部の不純物領域12は読み出しゲート電極2aおよび2bに対して受光部1aおよび1b側に寄った形で形成される。この場合、従来の固体撮像装置の製造方法において生じていたようなポテンシャルの窪み117が生じない。このため、受光部1aおよび1bに蓄積された電荷を完全に読み出して、残像などの発生を抑制することができる。さらに、受光部1aおよび1bの各電荷蓄積領域13が読み出しゲート電極2aおよび2b下の不純物領域12の下側に潜り込むような形で形成されているため、ポテンシャルの窪み117がなく、読み出しゲート電極2aおよび2bに印加される電圧の各電荷蓄積領域13への影響が軽減されて、読み出し電圧を低減することができる。   By injecting arsenic or phosphorus from the injection direction 32 into the charge storage regions 13 of the light receiving units 1a and 1b and injecting boron from the injection direction 31 into the impurity region 12 of the transfer unit, the light receiving units 1a and 1b Each charge storage region 13 of 1b is formed in such a manner as to be buried under the impurity region 12 below the read gate electrodes 2a and 2b, and the impurity region 12 of the transfer portion is formed with respect to the read gate electrodes 2a and 2b. Thus, the light receiving portions 1a and 1b are formed close to each other. In this case, the potential depression 117 that occurs in the conventional method for manufacturing a solid-state imaging device does not occur. For this reason, it is possible to completely read out the electric charges accumulated in the light receiving portions 1a and 1b and suppress the occurrence of afterimages. Further, since each charge storage region 13 of the light receiving portions 1a and 1b is formed so as to sink under the impurity region 12 below the read gate electrodes 2a and 2b, there is no potential depression 117, and the read gate electrode The influence of the voltage applied to 2a and 2b on each charge storage region 13 is reduced, and the read voltage can be reduced.

なお、本実施形態1では、図1(a)〜図1(c)に示すように、上下の画素部で電荷検出部3が共有される構造について説明したが、電荷検出部3が二つの受光部1aおよび1bで共有される構造において、画素部の配列方向は上下方向(または縦方向)に限らず、左右方向(または縦方向に交差する横方向)または斜め方向などであってもよい。転送部の不純物領域12の注入方向31が読み出しゲート電極2aおよび2bに対して受光部1aおよび1bに寄った形で形成される方向で、かつ、受光部1aおよび1bの各電荷蓄積領域13の注入方向32が読み出しゲート電極2aおよび2bに対してその下に潜り込むような形で形成される方向であれば、画素部の配列方向はどのような方向であっても適応可能である。
(実施形態2)
本実施形態2では、一列に並んだ3画素以上の受光部で電荷検出部が共有されたCMOS型固体撮像装置について説明する。
In the first embodiment, the structure in which the charge detection unit 3 is shared by the upper and lower pixel units as illustrated in FIGS. 1A to 1C has been described. However, the charge detection unit 3 includes two charge detection units 3. In the structure shared by the light receiving portions 1a and 1b, the arrangement direction of the pixel portions is not limited to the vertical direction (or the vertical direction) but may be the horizontal direction (or the horizontal direction intersecting the vertical direction) or the oblique direction. . The direction 31 in which the impurity region 12 of the transfer portion is implanted is formed in a direction near the light receiving portions 1a and 1b with respect to the read gate electrodes 2a and 2b, and the charge accumulation regions 13 of the light receiving portions 1a and 1b As long as the injection direction 32 is a direction formed so as to be embedded in the readout gate electrodes 2a and 2b, any arrangement direction of the pixel portions can be applied.
(Embodiment 2)
In the second embodiment, a CMOS type solid-state imaging device in which a charge detection unit is shared by light receiving units of three or more pixels arranged in a row will be described.

図5(a)は、本発明の実施形態2に係る固体撮像装置の構成例を示す上面図、(b)は、(a)のE−E’線断面図である。   5A is a top view illustrating a configuration example of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line E-E ′ of FIG.

図5(a)および図5(b)において、本実施形態2の固体撮像装置20Aは、半導体基板10上に、複数の受光部1a、1b、1c、・・・が上下方向に一列に並んでおり、各受光部1a、1b、1c、・・・に蓄積された信号電荷の読み出しを制御するために転送部(不純物領域12)上に設けられた読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・と、読み出された信号電荷を検出するために受光部1a、1b、1c、・・・に共有された電荷検出部3とが設けられている。この固体撮像装置20Aでは、撮像領域中に2次元状に、このような各受光部1a、1b、1c、・・・の組が複数設けられている。   5A and 5B, in the solid-state imaging device 20A of the second embodiment, a plurality of light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Are arranged in a line in the vertical direction on the semiconductor substrate 10. , And read gate electrodes 2a, 2b, 2c,... Provided on the transfer portion (impurity region 12) for controlling the reading of the signal charges accumulated in the light receiving portions 1a, 1b, 1c,. .. And a charge detection unit 3 shared by the light receiving units 1a, 1b, 1c,... For detecting the read signal charges. In the solid-state imaging device 20A, a plurality of such sets of light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Are provided in a two-dimensional manner in the imaging region.

各受光部1a、1b、1c、・・・はそれぞれ、N型半導体基板10上のP型拡散層11にN型不純物領域からなる電荷転送領域13が設けられ、その表面側にP+領域14が設けられている。また、読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・はそれぞれ、P型不純物領域12上にゲート酸化膜16を介して設けられ、転送部(不純物領域12)の読み出し電圧などを制御するために設けられている。さらに、電荷検出部3は、N型不純物領域15によって構成されている。   Each of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Is provided with a charge transfer region 13 made of an N-type impurity region in a P-type diffusion layer 11 on the N-type semiconductor substrate 10, and a P + region 14 on the surface side thereof. Is provided. Further, the read gate electrodes 2a, 2b, 2c,... Are provided on the P-type impurity region 12 via the gate oxide film 16 to control the read voltage of the transfer portion (impurity region 12) and the like. Is provided. Further, the charge detection unit 3 is configured by an N-type impurity region 15.

本実施形態2の固体撮像装置20Aにおいて、受光部1a、1b、1c、・・・が上下方向に並んでいるため、転送部の各不純物領域12に対するボロンのイオン注入処理は、図5(a)に示すように、図面右から左側への注入方向33から行われる。これにより、転送部の不純物領域12は、読み出しゲート電極3に対して受光部1a、1b、1c、・・・側に寄った形で形成され、複数の画素部で読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・に対する位置が均一に形成される。   In the solid-state imaging device 20A according to the second embodiment, since the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Are arranged in the vertical direction, boron ion implantation processing for each impurity region 12 of the transfer portion is performed as shown in FIG. As shown in FIG. 4, the injection is performed from the injection direction 33 from the right side to the left side of the drawing. Thereby, the impurity region 12 of the transfer part is formed in a shape close to the light receiving parts 1a, 1b, 1c,... With respect to the readout gate electrode 3, and the readout gate electrodes 2a, 2b,. The positions relative to 2c,... Are formed uniformly.

また、受光部1a、1b、1c、・・・が上下方向に並んでいるため、受光部1a、1b、1c、・・・の各電荷蓄積領域13に対するヒ素やリンのイオン注入処理は、図5(a)に示すように、図面左から右側への注入方向34で行われる。これにより、受光部1a、1b、1c、・・・の各電荷蓄積領域13は、読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・下の各不純物領域12に対してその下側に潜り込むような形で形成され、複数の画素部で読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・に対する位置が均一に形成される。   Further, since the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Are arranged in the vertical direction, arsenic or phosphorus ion implantation processing for each charge storage region 13 of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,. As shown in FIG. 5A, the injection is performed in the injection direction 34 from the left to the right in the drawing. As a result, the charge storage regions 13 of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Sink below the read impurity regions 12 below the read gate electrodes 2a, 2b, 2c,. Are uniformly formed in the plurality of pixel portions with respect to the readout gate electrodes 2a, 2b, 2c,.

したがって、複数の画素部で転送部の各不純物領域12と受光部1a、1b、1c、・・・の各電荷蓄積領域13との位置が読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・に対して均一に形成され、読み出し特性などを均一にすることができる。また、受光部1a、1b、1c、・・・の各電荷蓄積領域13は読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・下に対してより深く潜り込むような形で形成され、転送部の各不純物領域12は読み出しゲート電極2a、2b、2c、・・・に対して受光部1a、1b、1c、・・・側に寄った形でそれぞれ形成されるため、従来の固体撮像装置の製造方法で生じていたようなポテンシャルの窪み117が生じることなく、各受光部1a、1b、1c、・・・にそれぞれ蓄積された信号電荷を完全に読み出して、残像などの発生を抑制することができる。さらに、各受光部1a、1b、1c、・・・の各電荷蓄積領域13が読み出しゲート電極各受光部2a、2b、2c、・・・の下側により深く潜り込むような形で形成されているため、読み出し電圧を低減することができる。   Therefore, in the plurality of pixel portions, the positions of the impurity regions 12 of the transfer portion and the charge storage regions 13 of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Are relative to the read gate electrodes 2a, 2b, 2c,. It is possible to make the readout characteristics uniform. In addition, each charge storage region 13 of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Is formed so as to be deeply embedded below the readout gate electrodes 2a, 2b, 2c,. Since the impurity region 12 is formed in a form close to the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... With respect to the read gate electrodes 2a, 2b, 2c,. The signal charges accumulated in each of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Can be completely read out, and the occurrence of afterimages can be suppressed. . Further, the respective charge storage regions 13 of the light receiving portions 1a, 1b, 1c,... Are formed so as to be deeper and deeper below the light receiving portions 2a, 2b, 2c,. Therefore, the read voltage can be reduced.

なお、本実施形態2では、図5に示すように、上下の各画素部で電荷検出部3が共有される構造について説明したが、電荷検出部3が、三つ以上の受光部で共有される構造においても、画素部の配列方向は上下方向(または縦方向)に限らず、左右方向(または縦方向に交差する横方向)または斜め方向などであってもよい。転送部の各不純物領域12の注入方向が読み出しゲート電極2a,2b,2cに対して各受光部側に寄った形で形成される方向で、かつ、各受光部の各電荷蓄積領域13の注入方向が各読み出しゲート電極に対してその下深くに潜り込むような形で形成されるイオン注入方向であれば、各画素部の配列方向はどの様な配列方向であっても適応可能である。
(実施形態3)
本実施形態3では、4画素の受光部で電荷検出部が共有されたCMOS型固体撮像装置について説明する。
In the second embodiment, as shown in FIG. 5, the structure in which the charge detection unit 3 is shared by the upper and lower pixel units has been described. However, the charge detection unit 3 is shared by three or more light receiving units. Also in this structure, the arrangement direction of the pixel portions is not limited to the vertical direction (or vertical direction), but may be the horizontal direction (or the horizontal direction intersecting the vertical direction) or an oblique direction. The direction of implantation of each impurity region 12 in the transfer unit is a direction formed so as to be closer to each light receiving unit with respect to the read gate electrodes 2a, 2b, 2c, and the injection of each charge storage region 13 in each light receiving unit. As long as the direction of the ion implantation is such that the direction is deeply embedded in each readout gate electrode, any arrangement direction of the pixel portions can be applied.
(Embodiment 3)
In the third embodiment, a CMOS type solid-state imaging device in which a charge detection unit is shared by a four-pixel light receiving unit will be described.

図6(a)は、本発明の実施形態3に係る固体撮像装置の構成例を示す上面図、図6(b)は、(a)のF−F’線断面図である。   FIG. 6A is a top view illustrating a configuration example of the solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line F-F ′ in FIG.

図6(a)および図6(b)において、本実施形態3の固体撮像装置20Bは、半導体基板10上に、4画素部毎に、複数の受光部1a〜1dと、各受光部1a〜1dに蓄積された各信号電荷の読み出しを制御するために転送部上に設けられた読み出しゲート電極2a〜2dと、読み出された信号電荷を検出するために受光部1a〜1dに共有された電荷検出部3とが設けられている。この固体撮像装置20Bにおいて、このような受光部1a〜1dの組が2次元状に複数設けられている。   6A and 6B, the solid-state imaging device 20B according to the third embodiment includes a plurality of light receiving units 1a to 1d and each of the light receiving units 1a to 1d on the semiconductor substrate 10 every four pixel units. The read gate electrodes 2a to 2d provided on the transfer unit for controlling the reading of each signal charge accumulated in 1d, and the light receiving units 1a to 1d for detecting the read signal charge A charge detection unit 3 is provided. In the solid-state imaging device 20B, a plurality of sets of such light receiving portions 1a to 1d are provided in a two-dimensional manner.

各受光部1a〜1dはそれぞれ、N型半導体基板10上のP型拡散層11にN型不純物領域からなる各電荷転送領域13がそれぞれ設けられ、その表面側にP+領域14がそれぞれ設けられている。また、読み出しゲート電極2a〜2dはそれぞれ、P型不純物領域12上にゲート酸化膜16を介してそれぞれ設けられ、転送部の読み出し電圧などを制御する。さらに、電荷検出部3は、N型不純物領域15によって構成されている。   Each of the light receiving portions 1a to 1d is provided with a charge transfer region 13 made of an N-type impurity region in the P-type diffusion layer 11 on the N-type semiconductor substrate 10 and a P + region 14 on the surface side thereof. ing. The read gate electrodes 2a to 2d are provided on the P-type impurity region 12 via the gate oxide film 16, respectively, and control the read voltage of the transfer unit. Further, the charge detection unit 3 is configured by an N-type impurity region 15.

4画素部以上の受光部1a〜1d(本実施形態4では4画素部)によって電荷検出部3を共有する構造において、複数方向に画素部が並んでいる場合には、一つの注入方向からイオン注入することによって各画素部の転送部を構成する各不純物領域12と各受光部1a〜1dを構成する電荷蓄積領域13との位置を均一に形成することができない。   In the structure in which the charge detection unit 3 is shared by the light receiving units 1a to 1d (four pixel units in the fourth embodiment) having four or more pixel units, when the pixel units are arranged in a plurality of directions, ions are injected from one injection direction. By implantation, the positions of the impurity regions 12 constituting the transfer part of each pixel part and the charge storage regions 13 constituting the light receiving parts 1a to 1d cannot be formed uniformly.

よって、本実施形態3では、転送部の各不純物領域12と受光部1a〜1dの各電荷蓄積領域13の注入を行う際に、各画素部で転送部の不純物領域12と各受光部の電荷蓄積領域13の位置を読み出しゲート電極2a〜2dに対して均一に形成することができるように、基板を回転させてイオン注入方向を制御する。この場合、(1)各受光部1aおよび1bにイオン注入し、基板を180度回転後に各受光部1cおよび1dにイオン注入する方法が考えられる。なお、受光部の電荷蓄積領域13へのイオン注入も、これと同様に行う。   Therefore, in the third embodiment, when the impurity regions 12 of the transfer unit and the charge storage regions 13 of the light receiving units 1a to 1d are injected, the charge of the impurity region 12 of the transfer unit and the charge of each light receiving unit in each pixel unit. The substrate is rotated to control the ion implantation direction so that the position of the accumulation region 13 can be uniformly formed with respect to the read gate electrodes 2a to 2d. In this case, (1) a method in which ions are implanted into the light receiving portions 1a and 1b, and ions are implanted into the light receiving portions 1c and 1d after the substrate has been rotated 180 degrees. The ion implantation into the charge storage region 13 of the light receiving unit is performed in the same manner.

これにより、複数の画素部で転送部の各不純物領域12と各受光部1a〜1dの電荷蓄積領域13との位置が読み出しゲート電極2a〜2dに対して均一に形成され、読み出し特性などを均一にすることができる。   Thus, the positions of the impurity regions 12 of the transfer unit and the charge storage regions 13 of the light receiving units 1a to 1d are uniformly formed with respect to the read gate electrodes 2a to 2d in the plurality of pixel units, and the read characteristics and the like are uniform. Can be.

以上により、上記実施形態1〜3によれば、転送部の不純物領域12の形成時には、読み出しゲート電極2a,2bに対する位置が一定となり、受光部1a,1b側に寄って形成されるるように、半導体基板10の表面部に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、受光部1a,1bの配列方向に対して垂直な方向31からリンまたはヒ素などのイオン注入を行う。次に、例えば二つの受光部1a,1bの電荷蓄積領域13の形成時には、読み出しゲート電極2a,2bに対する位置が一定となり、読み出しゲート電極2a,2bの下部により深く潜り込んで形成されるように、半導体基板10の表面部に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、各受光部1a,1bの配列方向に対して垂直な方向32からボロンなどのイオン注入を行う。このように、イオン注入方向を制御することによって、複数の受光部で電荷検出部が共有された固体撮像装置において、各受光部からの読み出し特性を均一化することができると共に、読み出し電圧をより低減することができる。   As described above, according to the first to third embodiments, when the impurity region 12 of the transfer portion is formed, the position with respect to the read gate electrodes 2a and 2b is constant and is formed closer to the light receiving portions 1a and 1b. Ions such as phosphorus or arsenic are implanted from a direction 31 that has a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface portion of the semiconductor substrate 10 and is perpendicular to the arrangement direction of the light receiving portions 1a and 1b. Next, for example, when the charge storage regions 13 of the two light receiving portions 1a and 1b are formed, the positions with respect to the read gate electrodes 2a and 2b are constant, and the deeper portions of the read gate electrodes 2a and 2b are deeply submerged. Ions such as boron are implanted from a direction 32 having a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface portion of the semiconductor substrate 10 and perpendicular to the arrangement direction of the light receiving portions 1a and 1b. In this way, by controlling the ion implantation direction, in the solid-state imaging device in which the charge detection unit is shared by the plurality of light receiving units, the read characteristics from each light receiving unit can be made uniform and the read voltage can be further increased. Can be reduced.

なお、上記実施形態1〜3では、特に説明しなかったが、本発明は、入射光を信号電荷に光電変換する複数の受光部からそれぞれ、複数の受光部毎に共有化された電荷検出部に、各読み出しゲート電極下の転送部をそれぞれ通して信号電荷をそれぞれ読み出す固体撮像装置の製造方法において、この転送部の不純物領域とこの不純物領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が各読み出しゲート電極で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う転送部の不純物領域形成工程と、受光部の電荷蓄積領域とこの電荷蓄積領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が複数の受光部で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う電荷蓄積領域形成工程とを有するものであれば、各受光部からの読み出し特性を均一化すると共に、読み出し電圧を低減できる本発明の目的を達成することができる。この場合、この転送部の不純物領域形成工程において、複数の受光部の配列方向に対する垂直な方向と、この電荷蓄積領域形成工程において、複数の受光部の配列方向に対する垂直な方向とは、互いに反対方向で互いに向き合う方向であることが望ましい。
さらに、上記実施形態1〜3では、特に説明しなかったが、本発明は、入射光を信号電荷に光電変換する複数の受光部からそれぞれ、該複数の受光部毎に共有化された電荷検出部に、各読み出しゲート電極下の転送部をそれぞれ通して該信号電荷をそれぞれ読み出す固体撮像装置の製造方法において、該転送部の不純物領域と該不純物領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が該各読み出しゲート電極で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う転送部の不純物領域形成工程を有すれば、電荷蓄積領域形成工程において、受光部の電荷蓄積領域とこの電荷蓄積領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置関係が、複数の受光部で同じ位置関係にならないイオン注入方向からのイオン注入処理を行っても、従来技術に比べて、十分ではないが、各受光部からの読み出し特性を均一化すると共に、読み出し電圧を低減できる本発明の目的は達成され得る。
また、上記実施形態1〜3では、特に説明しなかったが、上記実施形態1〜3の固体撮像装置20,20Aおよび20Bの少なくともいずれかを撮像部に用いた例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの画像入力デバイスを有した電子情報機器について説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態1〜3の固体撮像装置20,20Aおよび20Bの少なくともいずれかを撮像部に用いて得た高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示手段と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信手段と、この画像データを印刷(印字)して出力(プリントアウト)する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
Although not particularly described in the first to third embodiments, the present invention is a charge detection unit shared by a plurality of light receiving units from a plurality of light receiving units that photoelectrically convert incident light into signal charges. In addition, in the method of manufacturing the solid-state imaging device that respectively reads the signal charges through the transfer units below the read gate electrodes, the positions of the end surfaces of the impurity region of the transfer unit and the read gate electrode corresponding to the impurity region are There are a plurality of impurity region forming steps in the transfer portion that perform ion implantation from the same ion implantation direction in each readout gate electrode, and a plurality of positions on each end face of the charge accumulation region of the light receiving portion and the readout gate electrode corresponding to this charge accumulation region If there is a charge accumulation region forming step in which ion implantation is performed from the same ion implantation direction in the light receiving portion, the read characteristics from each light receiving portion are made uniform. Together, we can achieve the object of the present invention which can reduce the reading voltage. In this case, the direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving portions in the impurity region forming step of the transfer portion is opposite to the direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving portions in the charge accumulation region forming step. It is desirable that the directions are opposite to each other.
Furthermore, although not specifically described in the first to third embodiments, the present invention is configured to detect charges shared by a plurality of light receiving units from a plurality of light receiving units that photoelectrically convert incident light into signal charges. In the method of manufacturing the solid-state imaging device, in which the signal charges are read out through the transfer units under the read gate electrodes, respectively, the end surfaces of the impurity regions of the transfer units and the read gate electrodes corresponding to the impurity regions If there is an impurity region forming step of the transfer portion that performs ion implantation from the ion implantation direction where the position is the same in each readout gate electrode, in the charge storage region forming step, the charge storage region of the light receiving portion and the charge storage region Even if ion implantation processing is performed from the ion implantation direction in which the positional relationship of each end face with the corresponding readout gate electrode does not become the same positional relationship in a plurality of light receiving portions, the conventional technology Compared to, but not enough, while homogenizing the reading characteristics of the respective light receiving portions, object of the present invention which can reduce the reading voltage can be achieved.
Although not specifically described in the first to third embodiments, for example, a digital video camera or a digital still camera using at least one of the solid-state imaging devices 20, 20A, and 20B of the first to third embodiments as an imaging unit. An electronic information device having an image input device such as a digital camera such as the above, an image input camera, a scanner, a facsimile, and a camera-equipped mobile phone device will be described. The electronic information device of the present invention provides a predetermined signal for recording high-quality image data obtained by using at least one of the solid-state imaging devices 20, 20A and 20B of the first to third embodiments of the present invention as an imaging unit. A memory unit such as a recording medium for recording data after processing, a display means such as a liquid crystal display device for displaying the image data on a display screen such as a liquid crystal display screen after processing a predetermined signal for display, and the image data At least one of communication means such as a transmission / reception device that performs communication processing after predetermined signal processing for communication and image output means for printing (printing) and outputting (printing out) the image data. is doing.

以上のように、本発明の好ましい実施形態1〜3を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態1〜3に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態1〜3の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。   As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable Embodiment 1-3 of this invention, this invention should not be limited and limited to this Embodiment 1-3. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments 1 to 3 of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.

本発明は、複数の画素部で電荷検出部を共有する場合に、各画素部での読み出し特性を均一にすることを可能とする固体撮像装置およびその製造方法、これを用いた電子情報機器の分野において、イオン注入方向を制御することによって、各受光部を構成する電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する位置を一定とし、転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する位置を一定とすることができるため、各受光部からの読み出し特性などを均一化することができる。   The present invention relates to a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same, and an electronic information device using the solid-state imaging device that can make the readout characteristics uniform in each pixel unit when the charge detection unit is shared by a plurality of pixel units. In the field, by controlling the ion implantation direction, the position of the charge storage region constituting each light receiving portion relative to the readout gate electrode can be made constant, and the position of the impurity region constituting the transfer portion relative to the readout gate electrode can be made constant. Therefore, it is possible to make the read characteristics from each light receiving unit uniform.

また、各受光部の電荷蓄積領域を読み出しゲート電極下部に深く潜り込むような形で形成し、転送部の不純物領域を受光部側に寄ったような形で形成することによって、従来のようなポテンシャルの窪みを発生させることなく、蓄積電荷を完全に読み出して残像などの発生を抑制することができる。また、受光部の電荷蓄積領域を読み出しゲート電極下部に深く潜り込むような形で形成することによって、読み出し電圧を低減することができる。   In addition, the charge accumulation region of each light receiving part is formed so as to be deeply embedded under the readout gate electrode, and the impurity region of the transfer part is formed so as to be close to the light receiving part side, so that the potential as in the prior art is obtained. The generation of afterimages can be suppressed by completely reading out the accumulated charges without generating any depressions. Further, the read voltage can be reduced by forming the charge accumulation region of the light receiving portion so as to be deeply buried under the read gate electrode.

(a)は、本発明の実施形態1に係る固体撮像装置の構成例を示す上面図、(b)は、(a)のC−C’線断面図、(c)は(a)のD−D’線断面図、(d)は、電荷転送時における(a)のC−C’線部分のポテンシャル図、(e)は、(a)のD−D’線部分のポテンシャル図である。(A) is a top view which shows the structural example of the solid-state imaging device concerning Embodiment 1 of this invention, (b) is CC 'sectional view taken on the line of (a), (c) is D of (a). -D 'sectional view, (d) is a potential diagram of the CC' line portion of (a) at the time of charge transfer, and (e) is a potential diagram of the DD 'line portion of (a). . (a)〜(d)は、図1の固体撮像装置の製造方法の各工程について説明するための上面図である。(A)-(d) is a top view for demonstrating each process of the manufacturing method of the solid-state imaging device of FIG. (a)は、図1の固体撮像装置における各受光部の電荷蓄積領域の形成状態について説明するための上面図、(b)は、(a)のC−C’線断面図、(c)は、(a)のD−D’線断面図である。(A) is a top view for explaining the formation state of the charge accumulation region of each light receiving unit in the solid-state imaging device of FIG. 1, (b) is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of (a), and (c). FIG. 3D is a sectional view taken along line DD ′ in FIG. (a)は、図1の転送部の不純物領域の形成状態について説明するための上面図、(b)は、(a)のC−C’線断面図、(c)は、(a)のD−D’線断面図である。(A) is a top view for explaining the formation state of the impurity region of the transfer section in FIG. 1, (b) is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of (a), and (c) is a cross-sectional view of (a). It is DD 'line sectional drawing. (a)は本発明の実施形態2に係る固体撮像装置の構成を示す上面図であり、(b)は(a)のE−E’断面図である。(A) is a top view which shows the structure of the solid-state imaging device concerning Embodiment 2 of this invention, (b) is E-E 'sectional drawing of (a). (a)は本発明の実施形態3に係る固体撮像装置の構成例を示す上面図であり、(b)は(a)のF−F’断面図である。(A) is a top view which shows the structural example of the solid-state imaging device which concerns on Embodiment 3 of this invention, (b) is F-F 'sectional drawing of (a). (a)は、従来の固体撮像装置の構成例を示す上面図であり、(b)は、(a)のA−A’線断面図、(c)は、(a)のB−B’線断面図、(d)は、電荷転送時における(a)のA−A’線部分のポテンシャル図、図7(e)は、(a)のB−B’線部分のポテンシャル図である。(A) is a top view which shows the structural example of the conventional solid-state imaging device, (b) is the sectional view on the AA 'line of (a), (c) is BB' of (a). FIG. 7D is a cross-sectional view of the line, FIG. 7D is a potential diagram of the AA ′ line portion of FIG. 7A during charge transfer, and FIG. 7E is a potential diagram of the BB ′ line portion of FIG. (a)〜(d)は、図7の固体撮像装置の製造方法の各工程について説明するための上面図である。(A)-(d) is a top view for demonstrating each process of the manufacturing method of the solid-state imaging device of FIG. (a)は、図7の固体撮像装置における受光部の電荷蓄積領域の形成状態について説明するための上面図、(b)は、(a)のA−A’線断面図、(c)は、(a)のB−B’線断面図である。(A) is a top view for explaining the formation state of the charge storage region of the light receiving unit in the solid-state imaging device of FIG. 7, (b) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of (a), and (c) is FIG. It is BB 'sectional view taken on the line of (a). (a)は、図7の固体撮像装置における転送部の不純物領域の形成状態について説明するための上面図、(b)は、(a)のA−A’線断面図、(c)は、(a)のB−B’線断面図である。(A) is a top view for explaining the formation state of the impurity region of the transfer section in the solid-state imaging device of FIG. 7, (b) is a cross-sectional view taken along line AA ′ of (a), and (c) is It is BB 'sectional view taken on the line of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1a、1b、1c、1d 受光部
2a、2b、2c、2d 読み出しゲート電極
3 電荷検出部
4 リセットゲート電極
5 リセットドレイン部
10 N型半導体基板
11 P型拡散層(Pウェル)
12 転送部のP型不純物領域
13 受光部の電荷蓄積領域
14 受光部表面のP+領域
15 N型不純物領域
16 ゲート酸化膜
20、20A、20B 固体撮像装置
21、22、23 レジストパターン
31、33 転送部の不純物領域形成時におけるイオン注入方向
32、34 受光部の電荷蓄積領域形成時におけるイオン注入方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a, 1b, 1c, 1d Light-receiving part 2a, 2b, 2c, 2d Read-out gate electrode 3 Charge detection part 4 Reset gate electrode 5 Reset drain part 10 N-type semiconductor substrate 11 P-type diffused layer (P well)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 P-type impurity area | region of a transfer part 13 Charge storage area | region of a light-receiving part 14 P + area | region of the light-receiving part surface 15 N-type impurity area | region 16 Gate oxide film 20, 20A, 20B Solid-state imaging device 21, 22, 23 Resist pattern 31, 33 Transfer Ion implantation direction when forming impurity region 32, 34 Ion implantation direction when forming charge accumulation region of light receiving portion

Claims (10)

入射光を信号電荷に光電変換する複数の受光部からそれぞれ、該複数の受光部毎に共有化された電荷検出部に、各読み出しゲート電極下の転送部をそれぞれ通して該信号電荷をそれぞれ読み出す固体撮像装置の製造方法において、
該転送部の不純物領域と該不純物領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が該各読み出しゲート電極で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う転送部の不純物領域形成工程と、
該転送部の不純物領域上にゲート酸化膜を介して該読み出しゲート電極を形成した後に、該受光部の電荷蓄積領域と該電荷蓄積領域に対応する読み出しゲート電極との各端面の位置が前記複数の受光部で同じになるイオン注入方向からイオン注入を行う電荷蓄積領域形成工程を有し、
該電荷検出部が共有化されている複数の受光部が該半導体基板上で一列に並べられて形成されており、
該転送部の不純物領域形成工程は、該各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行い、
該電荷蓄積領域形成工程は、該複数の受光部を構成する各受光部の電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行う固体撮像装置の製造方法。
Each signal charge is read out from a plurality of light receiving units that photoelectrically convert incident light into signal charges through a transfer unit under each readout gate electrode to a charge detection unit shared by each of the plurality of light receiving units. In the manufacturing method of the solid-state imaging device,
An impurity region forming step of the transfer unit that performs ion implantation from the ion implantation direction in which the position of each end face of the impurity region of the transfer unit and the read gate electrode corresponding to the impurity region is the same in each read gate electrode ;
After forming the read-out gate electrode via a gate oxide film on the impurity region of the transfer section, the position of each end face of the read gate electrodes corresponding to the charge accumulation region and the charge accumulation region of the light receiving portion is the plurality the have a charge accumulation region forming step of performing ion implantation from ion implantation direction is the same in the light receiving section,
A plurality of light receiving parts in which the charge detection parts are shared are formed in a line on the semiconductor substrate,
The impurity region forming step of the transfer unit has a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the impurity region constituting the transfer unit with respect to the read gate electrode is constant, And ion implantation is performed from a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving parts,
The charge accumulation region forming step includes a predetermined inclination angle from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the charge accumulation region of each of the light receiving portions constituting the plurality of light receiving portions with respect to the readout gate electrode is constant. And a method of manufacturing a solid-state imaging device that performs ion implantation from a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving units .
半導体基板上に、入射光を信号電荷に変換して蓄積可能とする複数の受光部と、該複数の受光部にそれぞれ蓄積された各信号電荷を読み出すための各転送部と、該複数の受光部にそれぞれ蓄積された各信号電荷の読み出しを制御するために該各転送部上に設けられた読み出しゲート電極と、該各転送部をそれぞれ通して読み出された各信号電荷を検出するために複数の画素部の各受光部に対して共通に設けられた電荷検出部とを有する固体撮像装置の製造方法において、
該各転送部の不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるようにイオン注入方向を設定してイオン注入処理を行って該各転送部の不純物領域をそれぞれ形成する転送部の不純物領域形成工程と、
該転送部の不純物領域上にゲート酸化膜を介して該読み出しゲート電極を形成した後に、該各受光部の電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるようにイオン注入方向を設定してイオン注入処理を行って該各受光部の電荷蓄積領域をそれぞれ形成する電荷蓄積領域形成工程とを有し、
該電荷検出部が共有化されている複数の受光部が該半導体基板上で一列に並べられて形成されており、
該転送部の不純物領域形成工程は、該各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行い、
該電荷蓄積領域形成工程は、該複数の受光部を構成する各受光部の電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行う固体撮像装置の製造方法。
A plurality of light receiving units that can store incident light by converting incident light into signal charges on a semiconductor substrate, each transfer unit for reading each signal charge stored in each of the plurality of light receiving units, and the plurality of light receiving units A read gate electrode provided on each transfer unit to control reading of each signal charge stored in each unit, and each signal charge read through each transfer unit, respectively. In a method of manufacturing a solid-state imaging device having a charge detection unit provided in common for each light receiving unit of a plurality of pixel units,
Impurity region formation of the transfer unit for forming the impurity region of each transfer unit by setting the ion implantation direction so that each position of the impurity region of each transfer unit with respect to the read gate electrode is constant. Process,
After the readout gate electrode is formed on the impurity region of the transfer portion via the gate oxide film , the ion implantation direction is set so that the positions of the charge storage regions of the light receiving portions with respect to the readout gate electrode are constant. by ion implantation process it has a charge accumulation region forming step of forming respectively a charge accumulation region of the light receiving elements Te,
A plurality of light receiving parts in which the charge detection parts are shared are formed in a line on the semiconductor substrate,
The impurity region forming step of the transfer unit has a predetermined inclination angle from the direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the impurity region constituting the transfer unit with respect to the read gate electrode is constant, And ion implantation is performed from a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving parts,
The charge accumulation region forming step includes a predetermined inclination angle from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the charge accumulation region of each of the light receiving portions constituting the plurality of light receiving portions with respect to the readout gate electrode is constant. And a method of manufacturing a solid-state imaging device that performs ion implantation from a direction perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving units .
前記電荷検出部が共有化されている複数の受光部は、前記半導体基板上で上下方向または左右方向、斜め方向に配列されている請求項1または2に記載の固体撮像装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the plurality of light receiving units sharing the charge detection unit are arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction on the semiconductor substrate. 前記電荷検出部が共有化されている複数の受光部前記半導体基板上で複数方向に並べられて形成されており、
前記転送部の不純物領域形成工程は、前記各転送部を構成する不純物領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行った後に、該半導体基板に対する相対的なイオン注入方向を180度変更してイオン注入を行い、
前記電荷蓄積領域形成工程は、該複数の受光部を構成する電荷蓄積領域の読み出しゲート電極に対する各位置が一定となるように、該半導体基板の表面に対する垂線方向から所定の傾斜角度を有し、かつ、該複数の受光部の所定の配列方向に対して垂直な方向からイオン注入を行った後に、該半導体基板に対する相対的なイオン注入方向を180度変更してイオン注入を行う請求項2または3に記載の固体撮像装置の製造方法。
Wherein the plurality of light receiving portions charge detection section is shared are formed are arranged in a plurality of directions on the semiconductor substrate,
The impurity region forming step of the transfer unit has a predetermined inclination angle from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the impurity region constituting each transfer unit with respect to the read gate electrode is constant, and, after the ion implantation from a direction perpendicular to the array direction of the light receiving portions of the plurality of, ion implantation is performed relative ion implantation direction with respect to the semiconductor substrate to change 180 degrees,
The charge storage region forming step has a predetermined inclination angle from a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate so that each position of the charge storage region constituting the plurality of light receiving portions with respect to the readout gate electrode is constant, and, according to claim 2 carried out after the ion implantation from a direction perpendicular to the predetermined arrangement direction of the light receiving portions of the plurality of the relative ion implantation direction change 180 degrees ion implantation to said semiconductor substrate Or a method for manufacturing the solid-state imaging device according to 3.
前記電荷検出部が共有化されている複数の受光部は、前記半導体基板上で上下方向および左右方向に配列されている請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。 5. The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4 , wherein the plurality of light receiving units sharing the charge detection unit are arranged in a vertical direction and a horizontal direction on the semiconductor substrate. 前記転送部の不純物領域形成工程は、前記転送部の不純物領域が前記受光部側に隣接して形成されるように、前記読み出しゲート電極に対して該受光部とは反対側からの方向でイオン注入を行う請求項1またはに記載の固体撮像装置の製造方法。 The impurity region forming step of the transfer unit includes ions in a direction from the side opposite to the light receiving unit with respect to the read gate electrode so that the impurity region of the transfer unit is formed adjacent to the light receiving unit side. The manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 1 or 2 , wherein injection is performed. 前記電荷蓄積領域形成工程は、前記電荷蓄積領域が前記読み出しゲート電極下の前記転送部の不純物領域の下部に潜り込んで形成されるように、該読み出しゲート電極に対して受光部側からの方向によりイオン注入を行う請求項1または2に記載の固体撮像装置の製造方法。 In the charge storage region forming step, the charge storage region is formed in a direction from the light receiving unit side with respect to the read gate electrode so that the charge storage region is formed under the impurity region of the transfer unit below the read gate electrode. The manufacturing method of the solid-state imaging device according to claim 1 or 2 , wherein ion implantation is performed. 前記受光部の電荷蓄積領域を形成するためにN型半導体基板上のP型拡散層にリンまたはヒ素をイオン注入し、前記転送部の不純物領域を形成するためにボロンをイオン注入する請求項1または2に記載の固体撮像装置の製造方法。 Claim 1, wherein the phosphorus or arsenic is ion-implanted into the P-type diffusion layer on the N-type semiconductor substrate to form a charge accumulation region of the light receiving portion, the boron ions are implanted to form the impurity region of the transfer section Or the manufacturing method of the solid-state imaging device of 2 . 前記転送部の不純物領域形成工程における前記垂直な方向と、前記電荷蓄積領域形成工程における前記垂直な方向とは互いに反対方向で互いに向き合う方向である請求項1または2に記載の固体撮像装置の製造方法。 3. The manufacturing of the solid-state imaging device according to claim 1, wherein the vertical direction in the impurity region forming step of the transfer unit and the vertical direction in the charge storage region forming step are directions opposite to each other. Method. 前記転送部の不純物領域形成工程における前記イオン注入方向の変更と、前記電荷蓄積領域形成工程における前記イオン注入方向の変更とは、前記半導体基板またはイオン注入方向を回転させて行う請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。
Wherein the change of the ion implantation direction in the transfer portion of the impurity region forming step, wherein the said ion implantation direction changes in the charge accumulation region forming step, according to claim 4, carried out by rotating the semiconductor substrate or the ion implantation direction Manufacturing method of solid-state imaging device.
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