JP4764682B2 - Method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法に関し、特に、転送トランジスタとしてMOSトランジスタを有する固体撮像装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a manufacturing method of the solid-state imaging equipment, in particular, it relates to manufacturing methods of a solid-state imaging equipment having a MOS transistor as a transfer transistor.

固体撮像装置の1つとして、画素セル(単位セル)に増幅用MOSトランジスタを有する増幅型固体撮像装置が提案されている。増幅型固体撮像装置は、各画素セルにフォトダイオードと転送トランジスタと増幅用MOSトランジスタとを備える。フォトダイオードで生成された信号電荷は、転送トランジスタによって増幅用トランジスタに転送され、増幅トランジスタにおいて、信号電荷の電荷量に応じて増幅された所定の電位の画像信号を生成する。これにより、撮像を高感度で行える。   As one of solid-state imaging devices, an amplification-type solid-state imaging device having an amplification MOS transistor in a pixel cell (unit cell) has been proposed. The amplification type solid-state imaging device includes a photodiode, a transfer transistor, and an amplification MOS transistor in each pixel cell. The signal charge generated by the photodiode is transferred to the amplification transistor by the transfer transistor, and the amplification transistor generates an image signal having a predetermined potential that is amplified according to the charge amount of the signal charge. Thereby, imaging can be performed with high sensitivity.

ここで、増幅型固体撮像装置を一例として、従来の固体撮像装置について、図面を参照しながら説明する。図7は、従来の固体撮像装置の等価回路を表す概念的な回路図である。図7に示された固体撮像装置は、画像信号を生成するM×N個の画素セル10をM行N列のマトリックス状に配列させた画素部1と、画素部1からの画像信号の読み出しを行単位で制御する垂直選択回路部2と、垂直選択回路部2で選択された同一行内の各画素セル10からの画像信号を保持する行信号保持回路部3と、行信号保持回路部3に保持された複数の画像信号の読み出しを制御する水平選択回路部4と、負荷トランジスタ群5を備える。   Here, a conventional solid-state imaging device will be described with reference to the drawings, taking an amplification type solid-state imaging device as an example. FIG. 7 is a conceptual circuit diagram showing an equivalent circuit of a conventional solid-state imaging device. The solid-state imaging device shown in FIG. 7 includes a pixel unit 1 in which M × N pixel cells 10 that generate image signals are arranged in a matrix of M rows and N columns, and readout of image signals from the pixel unit 1. A vertical selection circuit unit 2 that controls image data in units of rows, a row signal holding circuit unit 3 that holds image signals from each pixel cell 10 in the same row selected by the vertical selection circuit unit 2, and a row signal holding circuit unit 3 A horizontal selection circuit unit 4 that controls reading of a plurality of image signals held in the memory and a load transistor group 5.

画素セル10は、光電変換によって信号電荷を生成し、かつ生成された信号電荷を蓄積するフォトダイオード11と、フォトダイオード11に蓄積された信号電荷の転送を制御する転送トランジスタ12と、転送トランジスタ12によって転送された信号電荷を増幅して画像信号を生成する増幅トランジスタ13と、画素セル10の外部への画像信号の読み出しを制御する選択トランジスタ14と、転送トランジスタ12のドレイン及び増幅トランジスタ13のゲートの電位をリセットするリセットトランジスタ15とを備える。   The pixel cell 10 generates a signal charge by photoelectric conversion and accumulates the generated signal charge, a transfer transistor 12 that controls transfer of the signal charge accumulated in the photodiode 11, and a transfer transistor 12 An amplifying transistor 13 for amplifying the signal charge transferred by the pixel cell 10 to generate an image signal, a selection transistor 14 for controlling reading of the image signal to the outside of the pixel cell 10, a drain of the transfer transistor 12, and a gate of the amplifying transistor 13. And a reset transistor 15 for resetting the potential.

転送トランジスタ12のゲートは、転送信号線21を介して垂直選択回路部2に接続されている。転送トランジスタ12は、垂直選択回路部2からの転送制御信号に応じて、フォトダイオード11で生成された信号電荷を増幅トランジスタ13のゲートに転送する。   The gate of the transfer transistor 12 is connected to the vertical selection circuit unit 2 via the transfer signal line 21. The transfer transistor 12 transfers the signal charge generated by the photodiode 11 to the gate of the amplification transistor 13 in response to the transfer control signal from the vertical selection circuit unit 2.

増幅トランジスタ13のゲートは、転送トランジスタ12のドレインに接続されている。増幅トランジスタ13のソースは、選択トランジスタ14のドレインに接続されている。また、増幅トランジスタ13のドレインは、ドレイン線22を介して画素電源(図示せず)に接続されている。増幅トランジスタ13は、増幅トランジスタ13のゲートに入力される転送トランジスタ12からの信号電荷に応じて、所定の電位の画像信号を生成し、生成された画像信号を選択トランジスタ14に送出する。なお、増幅トランジスタ13がソースフォロア回路として用いられているために、選択トランジスタ14のドレインに送出される画像信号は、増幅トランジスタ13のゲートの電位(信号電荷の電荷量)に応じて異なる増幅率で増幅されている。   The gate of the amplification transistor 13 is connected to the drain of the transfer transistor 12. The source of the amplification transistor 13 is connected to the drain of the selection transistor 14. The drain of the amplification transistor 13 is connected to a pixel power source (not shown) via the drain line 22. The amplification transistor 13 generates an image signal having a predetermined potential according to the signal charge from the transfer transistor 12 input to the gate of the amplification transistor 13, and sends the generated image signal to the selection transistor 14. Since the amplification transistor 13 is used as a source follower circuit, the image signal sent to the drain of the selection transistor 14 varies depending on the gate potential (amount of signal charge) of the amplification transistor 13. It is amplified by.

選択トランジスタ14のゲートは、行選択信号線24を介して、垂直選択回路部2に接続されている。選択トランジスタ14のソースは、垂直信号線23を介して、負荷トランジスタ群5と行信号保持回路部3とに接続されている。また、選択トランジスタ14のドレインは、増幅トランジスタ13のソースに接続されている。選択トランジスタ14は、垂直選択回路部2からの行選択信号に応じて、画像信号を垂直信号線23に送出する。   The gate of the selection transistor 14 is connected to the vertical selection circuit unit 2 via a row selection signal line 24. The source of the selection transistor 14 is connected to the load transistor group 5 and the row signal holding circuit unit 3 via the vertical signal line 23. The drain of the selection transistor 14 is connected to the source of the amplification transistor 13. The selection transistor 14 sends an image signal to the vertical signal line 23 in accordance with the row selection signal from the vertical selection circuit unit 2.

リセットトランジスタ15のゲートは、リセット信号線25を介して垂直選択回路部2に接続されている。リセットトランジスタ15のソースは、転送トランジスタ12のドレイン及び増幅トランジスタ13のゲートの双方に接続されている。また、リセットトランジスタ15のドレインは、ドレイン線22を介して画素電源に接続されている。リセットトランジスタ15は、垂直選択回路部2からのリセット信号に応じて、転送トランジスタ12のドレイン及び増幅トランジスタ13のゲートの電位を所定の初期値にリセットする。   The gate of the reset transistor 15 is connected to the vertical selection circuit unit 2 via the reset signal line 25. The source of the reset transistor 15 is connected to both the drain of the transfer transistor 12 and the gate of the amplification transistor 13. The drain of the reset transistor 15 is connected to the pixel power supply via the drain line 22. The reset transistor 15 resets the potential of the drain of the transfer transistor 12 and the gate of the amplification transistor 13 to a predetermined initial value in response to a reset signal from the vertical selection circuit unit 2.

ここで、図7に示された従来の固体撮像装置の駆動方法について説明する。図8は、従来の固体撮像装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。なお、図7及び図8を同時に参照しながら説明する。以下においては、第i行目の第j列目に位置する画素セルを「(i,j)画素セル」と略記する。   Here, a driving method of the conventional solid-state imaging device shown in FIG. 7 will be described. FIG. 8 is a timing chart for explaining an example of the operation of the conventional solid-state imaging device. The description will be made with reference to FIGS. 7 and 8 simultaneously. Hereinafter, the pixel cell located in the i-th row and the j-th column is abbreviated as “(i, j) pixel cell”.

固体撮像装置の駆動に際して、画素電源はLレベル(OFF状態)から高電位のHレベル(ON状態)にされ、駆動中においては、図8に示されたように常にHレベルを維持する。   When the solid-state imaging device is driven, the pixel power supply is changed from the L level (OFF state) to the high potential H level (ON state), and during the driving, the H level is always maintained as shown in FIG.

全画素セル10において、転送トランジスタ12、増幅トランジスタ13、選択トランジスタ14及びリセットトランジスタ15が全てOFF状態である状況下で、垂直選択回路部2が、第1行目の行選択信号線24のみに、図8に示されたように第1行選択信号S1を送出する。これにより、第1行目の各画素セル10((1,1)画素セル〜(1,n)画素セル)において、第1行選択信号S1がHレベルである期間中は選択トランジスタ14がON状態となり、増幅トランジスタ13と負荷トランジスタ群5とでソースフォロワ回路が構成される。   In all the pixel cells 10, the vertical selection circuit unit 2 applies only to the row selection signal line 24 of the first row under the condition that the transfer transistor 12, the amplification transistor 13, the selection transistor 14, and the reset transistor 15 are all OFF. The first row selection signal S1 is sent out as shown in FIG. As a result, in each pixel cell 10 ((1, 1) pixel cell to (1, n) pixel cell) in the first row, the selection transistor 14 is turned on during the period in which the first row selection signal S1 is at the H level. The amplifier transistor 13 and the load transistor group 5 constitute a source follower circuit.

垂直選択回路部2は、第1行選択信号S1がHレベルである期間内に、第1行目のリセット信号線25のみに、図8に示されたように第1リセット信号S2を送出する。これにより、第1行目の各画素セル10において、第1リセット信号S2がHレベルである期間中はリセットトランジスタ15がON状態となり、転送トランジスタ12のドレイン及び増幅トランジスタ13のゲートの電位が所定の初期値にリセットされる。   The vertical selection circuit unit 2 sends the first reset signal S2 only to the reset signal line 25 in the first row as shown in FIG. 8 within the period in which the first row selection signal S1 is at the H level. . As a result, in each pixel cell 10 in the first row, the reset transistor 15 is turned on while the first reset signal S2 is at the H level, and the potentials of the drain of the transfer transistor 12 and the gate of the amplification transistor 13 are predetermined. To the initial value of.

第1リセット信号によって初期化を行った後に、垂直選択回路部2は、第1行選択信号S1がHレベルである期間内に、第1行目の転送信号線21に、図8に示されたように第1転送信号S3を送出する。これにより、第1行目の各画素セル10において、第1転送信号S3がHレベルである期間中は転送トランジスタ12がON状態となり、信号電荷が増幅トランジスタ13のゲートに転送される。増幅トランジスタ13のゲートの電位は信号電荷の電荷量に応じた電位となる。このとき、第1行目の各画素セル10において、選択トランジスタ14がON状態であるために、選択トランジスタ14及び垂直信号線23を介して、増幅トランジスタ13のゲートの電位に応じて増幅された画像信号が、行信号保持部3に送出される。第1行目の各画素セルの画像信号は行信号保持部3に保持される。なお、第1行目の各画素セル10において、画像信号が送出された後に、第1行選択信号S1はLレベルにされ、垂直選択トランジスタ14がOFF状態になる。   After the initialization by the first reset signal, the vertical selection circuit unit 2 is shown in FIG. 8 in the transfer signal line 21 of the first row within the period in which the first row selection signal S1 is at the H level. As described above, the first transfer signal S3 is transmitted. As a result, in each pixel cell 10 in the first row, the transfer transistor 12 is turned on during the period in which the first transfer signal S3 is at the H level, and the signal charge is transferred to the gate of the amplification transistor 13. The potential of the gate of the amplification transistor 13 is a potential corresponding to the amount of signal charges. At this time, in each pixel cell 10 in the first row, since the selection transistor 14 is in the ON state, it is amplified according to the potential of the gate of the amplification transistor 13 via the selection transistor 14 and the vertical signal line 23. An image signal is sent to the row signal holding unit 3. The image signal of each pixel cell in the first row is held in the row signal holding unit 3. In each pixel cell 10 in the first row, after the image signal is transmitted, the first row selection signal S1 is set to the L level, and the vertical selection transistor 14 is turned off.

第1行選択信号S1がLレベルになった後に、水平選択回路部4は、列選択信号線26を介して、図8に示されたように第1列選択信号S10を行信号保持部3に送出する。これにより、行信号保持部3に保持されている第1列目の画素セル((1,1)画素セル)の画像信号が出力信号S13の一部として取り出される。引き続き、第1列目の画素セル10の場合と同様に、水平選択回路部4が、列選択信号(第2列選択信号S11〜第N列選択信号S12)を行信号保持部3に順次に送出することによって、第2列目〜第N列目までの各画素セル((1,2)画素セル〜(1,N)画素セル)の画像信号が出力信号S13の一部として取り出される。以上の過程を経て、出力信号S13において第1行目の各画素セル10に対応する出力(1行目出力)が、固体撮像装置の外部に送出される。   After the first row selection signal S1 becomes L level, the horizontal selection circuit unit 4 sends the first column selection signal S10 to the row signal holding unit 3 via the column selection signal line 26 as shown in FIG. To send. As a result, the image signal of the pixel cell ((1, 1) pixel cell) in the first column held in the row signal holding unit 3 is extracted as a part of the output signal S13. Subsequently, as in the case of the pixel cell 10 in the first column, the horizontal selection circuit unit 4 sequentially supplies column selection signals (second column selection signal S11 to Nth column selection signal S12) to the row signal holding unit 3. By sending the image signal, the image signal of each pixel cell ((1,2) pixel cell to (1, N) pixel cell) from the second column to the Nth column is extracted as a part of the output signal S13. Through the above process, an output (first row output) corresponding to each pixel cell 10 in the first row in the output signal S13 is sent to the outside of the solid-state imaging device.

上記の第1行目の場合と同様にして、図8に示されたように、第2行選択信号S4、第2リセット信号S5、第2転送信号S6、第1列選択信号S10〜第N列選択信号S12に応じて、第2行目の全ての画素セル10に対応する画像信号を出力信号S13の一部(2行目出力)として取り出す。以降、同様にして、第3行目から第M−1行目までに含まれる全ての画素セルに対応する画像信号を出力する。最後に、図8に示されたように、第M行選択信号S4、第Mリセット信号S5、第M転送信号S6、第1列選択信号S10〜第N列選択信号S12に応じて、第M行目の全ての画素セル10に対応する画像信号を出力信号S13の一部(M行目出力)として取り出す。これにより、1枚の画像(静止画像)の撮像が完了する。なお、動画の場合には、複数の画像の撮像を連続的に行う。   Similarly to the case of the first row, as shown in FIG. 8, the second row selection signal S4, the second reset signal S5, the second transfer signal S6, the first column selection signals S10 to Nth. In response to the column selection signal S12, image signals corresponding to all the pixel cells 10 in the second row are extracted as part of the output signal S13 (second row output). Thereafter, similarly, image signals corresponding to all the pixel cells included in the third row to the (M−1) th row are output. Finally, as shown in FIG. 8, the Mth row selection signal S4, the Mth reset signal S5, the Mth transfer signal S6, the first column selection signal S10 to the Nth column selection signal S12 Image signals corresponding to all the pixel cells 10 in the row are extracted as part of the output signal S13 (M-th row output). Thereby, the imaging of one image (still image) is completed. In the case of a moving image, a plurality of images are continuously captured.

フォトダイオード11に蓄積された信号電荷の読み出しにおいては、信号電荷の完全転送が行われることが好ましい。「完全転送」とは、フォトダイオード11から全ての信号電荷が転送され、転送後においてフォトダイオード11に残留する信号電荷が0個となることを意味する。画素電源の駆動電圧が10V(ボルト)を越えて大きな場合には、実質的に完全転送を実現できる。しかし、近年、転送トランジスタ12等のMOSトランジスタの微細化が進み、その微細化に伴って駆動電圧が減少してきた。実際、駆動電圧は2.5V程度まで減少しており、このように駆動電圧が小さい場合には完全転送が困難となる。   In reading the signal charge accumulated in the photodiode 11, it is preferable that the signal charge is completely transferred. “Complete transfer” means that all signal charges are transferred from the photodiode 11 and the signal charges remaining in the photodiode 11 after transfer are zero. When the driving voltage of the pixel power supply is large exceeding 10V (volt), substantially complete transfer can be realized. However, in recent years, MOS transistors such as the transfer transistor 12 have been miniaturized, and the drive voltage has decreased with the miniaturization. Actually, the drive voltage is reduced to about 2.5V, and complete transfer becomes difficult when the drive voltage is small as described above.

以下に、駆動電圧が減少するにつれて、完全転送が困難になる理由について説明する。図9は、従来の固体撮像装置の転送トランジスタ近傍の構造例を表す模式的な断面図である。   The reason why complete transfer becomes difficult as the drive voltage decreases will be described below. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure in the vicinity of a transfer transistor of a conventional solid-state imaging device.

図9に示されたように、p型半導体基板100上には、ゲート絶縁膜105を介して転送トランジスタ12(図7参照)のゲート(以下、「転送ゲート電極」と称する)106が形成されており、また、ゲート絶縁膜107を介してリセットトランジスタ15(図7参照)のゲート(以下、「リセットゲート電極」と称する)108が形成されている。   As shown in FIG. 9, the gate (hereinafter referred to as “transfer gate electrode”) 106 of the transfer transistor 12 (see FIG. 7) is formed on the p-type semiconductor substrate 100 via the gate insulating film 105. In addition, a gate (hereinafter referred to as “reset gate electrode”) 108 of the reset transistor 15 (see FIG. 7) is formed via the gate insulating film 107.

p型半導体基板100には、n型不純物を含有する深いフォトダイオード拡散層102と、深いフォトダイオード拡散層102よりも浅く、p型不純物を含有する浅いフォトダイオード拡散層103とが形成されている。深いフォトダイオード拡散層103の導電型はn型であり、浅いフォトダイオード拡散層103の導電型はp型である。ここで、拡散層とは、p型不純物又はn型不純物を含有する領域を意味する。また、拡散層の導電型とは、特定の機能を発現させるための主要部の導電型を意味することとする。なお、厳密には、拡散層において、導電型の異なる他の拡散層とオーバーラップしている部分やそのオーバーラップしている部分の境界近傍では、導電型が異なる場合がある。   In the p-type semiconductor substrate 100, a deep photodiode diffusion layer 102 containing an n-type impurity and a shallow photodiode diffusion layer 103 shallower than the deep photodiode diffusion layer 102 and containing a p-type impurity are formed. . The conductivity type of the deep photodiode diffusion layer 103 is n-type, and the conductivity type of the shallow photodiode diffusion layer 103 is p-type. Here, the diffusion layer means a region containing p-type impurities or n-type impurities. Further, the conductivity type of the diffusion layer means the conductivity type of the main part for expressing a specific function. Strictly speaking, in the diffusion layer, the conductivity type may be different in a portion overlapping with another diffusion layer having a different conductivity type or in the vicinity of the boundary between the overlapping portions.

p型半導体基板100と深いフォトダイオード拡散層102と浅いフォトダイオード拡散層103とによって、埋め込み型のpnp−フォトダイオード11(図7参照)が構成されている。具体的には、p型半導体基板100と深いフォトダイオード拡散層102との境界近傍においてpn接合界面が形成されている。また、深いフォトダイオード拡散層102と浅いフォトダイオード拡散層103との境界近傍にpn接合界面が形成されている。   The p-type semiconductor substrate 100, the deep photodiode diffusion layer 102, and the shallow photodiode diffusion layer 103 constitute an embedded pnp-photodiode 11 (see FIG. 7). Specifically, a pn junction interface is formed in the vicinity of the boundary between the p-type semiconductor substrate 100 and the deep photodiode diffusion layer 102. A pn junction interface is formed in the vicinity of the boundary between the deep photodiode diffusion layer 102 and the shallow photodiode diffusion layer 103.

浅いフォトダイオード拡散層103の転送ゲート電極106側の端(図9における浅いフォトダイオード拡散層103の右端)は、転送ゲート電極106から離れるように、深いフォトダイオード拡散層102の右端よりも左側に位置している。なお、深いフォトダイオード拡散層102は、pnp−フォトダイオードの一部だけでなく、転送トランジスタのドレインでもある。   The end of the shallow photodiode diffusion layer 103 on the transfer gate electrode 106 side (the right end of the shallow photodiode diffusion layer 103 in FIG. 9) is on the left side of the right end of the deep photodiode diffusion layer 102 so as to be away from the transfer gate electrode 106. positioned. The deep photodiode diffusion layer 102 is not only a part of the pnp-photodiode but also the drain of the transfer transistor.

p型半導体基板100において転送ゲート電極106下の領域には、転送トランジスタの閾値電圧(チャネル電位)を制御する閾値拡散層404が形成されている。閾値拡散層404の導電型はp型である。なお、図9に示された閾値拡散層404は、閾値電圧と共にパンチスルーを抑制するために、深い領域にまで形成されている。   A threshold diffusion layer 404 that controls the threshold voltage (channel potential) of the transfer transistor is formed in a region under the transfer gate electrode 106 in the p-type semiconductor substrate 100. The conductivity type of the threshold diffusion layer 404 is p-type. Note that the threshold diffusion layer 404 shown in FIG. 9 is formed in a deep region in order to suppress punch through together with the threshold voltage.

固体撮像装置の製造工程には、深いフォトダイオード拡散層102や閾値拡散層404等の各拡散層に注入された不純物を活性化させるための熱処理等、半導体基板を加熱する工程が含まれている。これらの加熱工程を経ることによって不純物が拡散し、各拡散層の形成領域は拡大する。   The manufacturing process of the solid-state imaging device includes a process of heating the semiconductor substrate, such as a heat treatment for activating impurities implanted in each diffusion layer such as the deep photodiode diffusion layer 102 and the threshold diffusion layer 404. . Through these heating steps, impurities are diffused, and the formation region of each diffusion layer is expanded.

p型半導体基板100において転送ゲート電極106とリセットゲート電極108との間の領域には、浮遊拡散層109が形成されている。浮遊拡散層109の導電型はp型である。浮遊拡散層109は、転送トランジスタのドレイン、リセットトランジスタのソース及びそれらと増幅トランジスタ13(図7参照)のゲートとを接続する配線を構成する。   A floating diffusion layer 109 is formed in a region between the transfer gate electrode 106 and the reset gate electrode 108 in the p-type semiconductor substrate 100. The conductivity type of the floating diffusion layer 109 is p-type. The floating diffusion layer 109 constitutes a wiring connecting the drain of the transfer transistor, the source of the reset transistor, and the gate of the amplification transistor 13 (see FIG. 7).

また、p型半導体基板100においてリセットゲート電極108が形成された領域に隣接する領域には、画素電源(図示せず)の駆動電圧が印加される電源拡散層110が形成されている。電源拡散層110の導電型はp型である。電源拡散層110は、リセットトランジスタのドレイン、増幅トランジスタのドレイン及びそれらと画素電源とを接続する配線を構成する。   A power supply diffusion layer 110 to which a drive voltage of a pixel power supply (not shown) is applied is formed in a region adjacent to the region where the reset gate electrode 108 is formed in the p-type semiconductor substrate 100. The conductivity type of power supply diffusion layer 110 is p-type. The power source diffusion layer 110 constitutes the drain of the reset transistor, the drain of the amplification transistor, and the wiring that connects them to the pixel power source.

電源拡散層110に駆動電圧が印加されており、転送トランジスタがOFF状態である状況下で、リセットゲート電極108に所定の電圧を印加してリセットトランジスタをON状態にすると、浮遊拡散層109が、駆動電圧と実質的に同一の電圧にリセットされる。その後、リセットトランジスタをOFF状態にして浮遊拡散層109を電気的に浮遊した状態にする。その後、転送ゲート電極106に所定の電圧を印加して転送トランジスタをON状態にすると、深いフォトダイオード拡散層102に蓄積されている信号電荷が浮遊拡散層109に転送され、浮遊拡散層109の電位が信号電荷に応じた信号電位となる。その後、転送トランジスタをOFF状態にすることによって、深いフォトダイオード拡散層102から浮遊拡散層109への信号電荷の転送が完了する。   When a driving voltage is applied to the power diffusion layer 110 and the transfer transistor is in an OFF state, when a predetermined voltage is applied to the reset gate electrode 108 to turn the reset transistor ON, the floating diffusion layer 109 is The voltage is reset to substantially the same voltage as the driving voltage. Thereafter, the reset transistor is turned off to make the floating diffusion layer 109 electrically floating. Thereafter, when a predetermined voltage is applied to the transfer gate electrode 106 to turn on the transfer transistor, the signal charge accumulated in the deep photodiode diffusion layer 102 is transferred to the floating diffusion layer 109, and the potential of the floating diffusion layer 109 is Becomes a signal potential corresponding to the signal charge. Thereafter, the transfer of the signal charge from the deep photodiode diffusion layer 102 to the floating diffusion layer 109 is completed by turning off the transfer transistor.

図9における破線矢印は、信号電荷の主転送経路及び信号電荷の転送方向を表している。「主転送経路」とは、信号電荷の転送経路のうち信号電荷が主に経由する経路を意味し、転送の際に信号電荷が通過する範囲内において、半導体基板の垂直方向の電位分布における最も電位の高い部位を、水平方向に沿って連ねた経路を意味する。また、「転送方向」とは、転送ゲート電極106下の近傍において、信号電荷が移動する方向を意味する。   The broken line arrows in FIG. 9 represent the main transfer path of signal charges and the transfer direction of signal charges. The “main transfer path” means a path through which signal charges mainly pass among transfer paths of signal charges, and is the most in the potential distribution in the vertical direction of the semiconductor substrate within a range through which the signal charges pass during transfer. It means a path in which high potential parts are connected along the horizontal direction. The “transfer direction” means a direction in which signal charges move in the vicinity under the transfer gate electrode 106.

ここで、信号電荷の転送開始直後における信号電荷の主転送経路に沿った電位分布について説明する。図10(A)及び(B)は、従来の固体撮像装置の信号電荷の転送における主転送経路に沿った電位分布の一例を説明するための説明図である。図10(A)は、駆動電圧が高電圧(例えば、10V)である場合を表し、図10(B)は、駆動電圧が低電圧(例えば、2.8V〜3.3V)である場合を表している。なお、以下においては、主転送経路に沿った電位分布を、単に、電位分布と略記する。   Here, the potential distribution along the main transfer path of the signal charge immediately after the start of the transfer of the signal charge will be described. 10A and 10B are explanatory diagrams for explaining an example of the potential distribution along the main transfer path in the signal charge transfer of the conventional solid-state imaging device. FIG. 10A shows a case where the drive voltage is a high voltage (for example, 10 V), and FIG. 10B shows a case where the drive voltage is a low voltage (for example, 2.8 V to 3.3 V). Represents. In the following, the potential distribution along the main transfer path is simply abbreviated as potential distribution.

図10(A)に示されたように、電位分布は、画素電源の駆動電圧(電源拡散層への印加電圧)を10V以上とした場合には、深いフォトダイオード拡散層102側から閾値拡散層404側に向かって単調に減少する分布を示す。なお、単調に減少するとは、増加する部分がないことを意味し、変化しない部分があってもよいことを意味することとする。   As shown in FIG. 10A, the potential distribution is such that when the driving voltage of the pixel power supply (voltage applied to the power supply diffusion layer) is 10 V or more, the threshold diffusion layer from the deep photodiode diffusion layer 102 side is obtained. A distribution monotonously decreasing toward the 404 side is shown. Note that “monotonically decreasing” means that there is no portion that increases, and that there may be portions that do not change.

しかし、駆動電圧を5V程度まで減少させた場合には、深いフォトダイオード拡散層102側から閾値拡散層404側に向かって単調に減少する分布を示さなくなる。さらに、駆動電圧を2.8V〜3.3V程度まで減少させた場合には、図10(B)に示されたように、3つの凹凸を有する分布を示すことが知られている(例えば、特許文献1参照)。また、駆動電圧が2.8V未満であれば、3つの凹凸間の落差が更に大きくなる。電位分布が凹凸を有する分布であれば、信号電荷の転送中においてトラップされ易くなる。なお、図10(B)においては、電位分布の特徴を明確にするために、凹部を角張った井戸状に表し、凸部を角張った壁状に表したが、実際には電位分布は滑らかな曲面で表される。   However, when the drive voltage is reduced to about 5 V, there is no distribution that monotonously decreases from the deep photodiode diffusion layer 102 side toward the threshold diffusion layer 404 side. Furthermore, it is known that when the driving voltage is reduced to about 2.8V to 3.3V, a distribution having three irregularities is shown as shown in FIG. 10B (for example, Patent Document 1). Moreover, if the drive voltage is less than 2.8 V, the drop between the three irregularities is further increased. If the potential distribution is uneven, it is likely to be trapped during signal charge transfer. In FIG. 10B, in order to clarify the characteristics of the potential distribution, the concave portion is represented as a square-shaped well and the convex portion is represented as a square-shaped wall. However, the potential distribution is actually smooth. It is represented by a curved surface.

以上、説明したように、電源電圧が減少するに伴って、トラップされる信号電荷が増加するために、完全転送が困難となる。以下において、電位分布における深部側の凹部を「深部側の電位ポケット」と称し、表面側の凹部を「表面側の電位ポケット」と称し、深部側の電位ポケットと表面側の電位ポケットとの間の凸部を「電位バリア」と称する。   As described above, since the signal charge to be trapped increases as the power supply voltage decreases, complete transfer becomes difficult. In the following, the concave portion on the deep side in the potential distribution is referred to as a “potential pocket on the deep side”, and the concave portion on the surface side is referred to as a “potential pocket on the front surface side”. The convex portion is referred to as a “potential barrier”.

一般的な構造の固体撮像装置では、図9に示されたように、深部側の電位ポケットが形成される部位Aは、深いフォトダイオード拡散層102の内部における閾値拡散層404の境界近傍であって、p型半導体基板100の表面から約0.7μmの深さに位置する。また、表面側の電位ポケットが形成される部位Cは、深いフォトダイオード拡散層102とp型の閾値拡散層404とによって形成されるpn接合界面の近傍であって、p型半導体基板100の表面から約0.2μmの深さに位置する。また、電位バリアが形成される部位Bは、部位Aと部位Cとの間の領域であって、p型半導体基板100の表面から約0.4μmの深さに位置する。   In the solid-state imaging device having a general structure, as shown in FIG. 9, the portion A where the deep potential pocket is formed is in the vicinity of the boundary of the threshold diffusion layer 404 inside the deep photodiode diffusion layer 102. Thus, it is located at a depth of about 0.7 μm from the surface of the p-type semiconductor substrate 100. The portion C where the surface side potential pocket is formed is in the vicinity of the pn junction interface formed by the deep photodiode diffusion layer 102 and the p-type threshold diffusion layer 404, and the surface of the p-type semiconductor substrate 100. To a depth of about 0.2 μm. The portion B where the potential barrier is formed is a region between the portion A and the portion C, and is located at a depth of about 0.4 μm from the surface of the p-type semiconductor substrate 100.

そこで、近年、主転送経路に沿った電位分布を制御することによって、駆動電圧が低くても完全転送を行える固体撮像装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。ここで、主転送経路に沿った電位分布を制御する方法について説明する。図11は、従来の固体撮像装置における転送トランジスタ近傍の構造の他の一例を表す模式的な断面図である。また、図12は、従来の固体撮像装置の信号電荷の転送における主転送経路に沿った電位分布の他の一例を説明するための説明図である。   Thus, in recent years, a solid-state imaging device has been proposed that can perform complete transfer even when the drive voltage is low by controlling the potential distribution along the main transfer path (see, for example, Patent Document 1). Here, a method for controlling the potential distribution along the main transfer path will be described. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing another example of the structure in the vicinity of the transfer transistor in the conventional solid-state imaging device. FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining another example of the potential distribution along the main transfer path in the signal charge transfer of the conventional solid-state imaging device.

図11に示されたように、図9に示された閾値拡散層404に相当する拡散層を、互いに深さが異なる3層の拡散層(深い拡散層414、中間拡散層424及び浅い拡散層434)からなる3層構造としている。深い拡散層414、中間拡散層424及び浅い拡散層434は、それぞれ、深部側の電位ポケットの形成される可能性がある部位A、電位バリアの形成される可能性がある部位B及び表面側の電位ポケットの形成される可能性がある部位Cの深さに合わせて形成されている。   As shown in FIG. 11, the diffusion layer corresponding to the threshold diffusion layer 404 shown in FIG. 9 is divided into three diffusion layers having different depths (a deep diffusion layer 414, an intermediate diffusion layer 424, and a shallow diffusion layer). 434). The deep diffusion layer 414, the intermediate diffusion layer 424, and the shallow diffusion layer 434 have a portion A where a potential pocket on the deep side may be formed, a portion B where a potential barrier may be formed, and a surface side, respectively. It is formed in accordance with the depth of the portion C where the potential pocket may be formed.

深い拡散層414を形成するためのp型不純物(深い拡散層用のp型不純物)の濃度は、深部側の電位ポケットを発生させないように調整されている。部位Aの近傍において、深い拡散層用のp型不純物の濃度を、従来の閾値拡散層404(図9参照)を形成するためのp型不純物(閾値拡散層用のp型不純物)の濃度よりも増加させれば、深部側の電位ポケットの底の電位が高くなる。したがって、深い拡散層用のp型不純物の濃度分布を適正に制御することによって、図12に示されたように、部位Aの近傍における深部側の電位ポケットの発生を抑制できる。   The concentration of the p-type impurity (p-type impurity for the deep diffusion layer) for forming the deep diffusion layer 414 is adjusted so as not to generate a potential pocket on the deep side. In the vicinity of the portion A, the concentration of the p-type impurity for the deep diffusion layer is higher than the concentration of the p-type impurity (p-type impurity for the threshold diffusion layer) for forming the conventional threshold diffusion layer 404 (see FIG. 9). If the voltage is also increased, the potential at the bottom of the potential pocket on the deep side increases. Therefore, by appropriately controlling the concentration distribution of the p-type impurity for the deep diffusion layer, the generation of the potential pocket on the deep side in the vicinity of the portion A can be suppressed as shown in FIG.

中間拡散層424を形成するためのp型不純物(中間拡散層用のp型不純物)又はn型不純物(中間拡散層用のn型不純物)の濃度は、電位バリアを発生させないように調整されている。部位Bの近傍において、中間拡散層用のp型不純物の濃度を従来の閾値拡散層用のp型不純物の濃度よりも実質的に減少させれば、電位バリアの頂上の電位が低くなる。したがって、中間拡散層の不純物の濃度分布を適正に制御することによって、図12に示されたように、部位Bの近傍における電位バリアの発生を抑制できる。ここで、部位Bの近傍において、p型不純物の濃度を実質的に減少させるとは、正孔キャリアの濃度が減少すればよいことを意味し、p型不純物の濃度を減少させてもよいし、n型不純物の濃度を増加させてもよい。   The concentration of the p-type impurity (p-type impurity for the intermediate diffusion layer) or the n-type impurity (n-type impurity for the intermediate diffusion layer) for forming the intermediate diffusion layer 424 is adjusted so as not to generate a potential barrier. Yes. If the concentration of the p-type impurity for the intermediate diffusion layer is substantially decreased from the concentration of the p-type impurity for the conventional threshold diffusion layer in the vicinity of the portion B, the potential at the top of the potential barrier is lowered. Therefore, by appropriately controlling the impurity concentration distribution in the intermediate diffusion layer, the generation of a potential barrier in the vicinity of the portion B can be suppressed as shown in FIG. Here, substantially reducing the concentration of the p-type impurity in the vicinity of the portion B means that the concentration of the hole carrier only needs to be decreased, and the concentration of the p-type impurity may be decreased. The n-type impurity concentration may be increased.

また、浅い拡散層434を形成するためのp型不純物(浅い拡散層用の不純物)の濃度は、表面側の電位ポケットを発生させないように調整されている。深い拡散層414の場合と同様に、浅い拡散層用のp型不純物の濃度分布を適正に制御することによって、図12に示されたように、部位Cの近傍における表面側の電位ポケットの発生を抑制できる。   The concentration of the p-type impurity (shallow diffusion layer impurity) for forming the shallow diffusion layer 434 is adjusted so as not to generate a potential pocket on the surface side. As in the case of the deep diffusion layer 414, by appropriately controlling the concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer, as shown in FIG. Can be suppressed.

上記のように、深部側の電位ポケット、電位バリア及び表面側の電位ポケットの発生を抑制することによって、深いフォトダイオード拡散層102側から浅い拡散層434側に向かって、電位分布を単調に減少させることができる。これにより、信号電荷の完全転送を実現できる。   As described above, the potential distribution monotonously decreases from the deep photodiode diffusion layer 102 side toward the shallow diffusion layer 434 side by suppressing the generation of the potential pocket on the deep side, the potential barrier, and the potential pocket on the surface side. Can be made. Thereby, complete transfer of signal charges can be realized.

ところで、固体撮像装置の撮像性能を向上させるため、暗電流を低減する技術が一般的に知られている。以下に、暗電流が低減された固体撮像装置について説明する。図13は、従来の固体撮像装置における転送トランジスタ近傍の他の構造例を部分的に表す模式的な断面図である。図13に示された固体撮像装置は、n型の深いフォトダイオード拡散層102を覆うようにp型半導体基板100の表面側に形成されたp型の表面ボロン層413を更に備えている。このような構成とすることで、暗電流が低減する。また、通常、n型の深いフォトダイオード拡散層102を形成するためのマスクは、p型の表面ボロン層413を形成するためのマスクとしても用いられる。そのため、図13に示されたように、n型の深いフォトダイオード拡散層102とp型の表面ボロン層413とは、実質的に同一の領域に深さを異ならせて形成される。   By the way, in order to improve the imaging performance of a solid-state imaging device, a technique for reducing dark current is generally known. Hereinafter, a solid-state imaging device with reduced dark current will be described. FIG. 13 is a schematic cross-sectional view partially showing another structural example in the vicinity of the transfer transistor in the conventional solid-state imaging device. The solid-state imaging device shown in FIG. 13 further includes a p-type surface boron layer 413 formed on the surface side of the p-type semiconductor substrate 100 so as to cover the n-type deep photodiode diffusion layer 102. With such a configuration, dark current is reduced. In general, a mask for forming the n-type deep photodiode diffusion layer 102 is also used as a mask for forming the p-type surface boron layer 413. Therefore, as shown in FIG. 13, the n-type deep photodiode diffusion layer 102 and the p-type surface boron layer 413 are formed in different depths in substantially the same region.

また、フォトダイオードの感度を向上させ、低電圧での完全転送を実現する固体撮像装置は、例えば、特許文献2にも開示されている。この従来の固体撮像装置では、半導体基板において浮遊拡散層の下からn型の深いフォトダイオード拡散層下までの範囲内の領域に形成されたp型の拡散層を更に備えている。この従来の固体撮像装置では、n型の深いフォトダイオード拡散層の深い部分で発生した信号電荷の転送効率を向上させることによって、フォトダイオードの感度を向上させ、かつ低電圧での転送効率を向上させる。
特開2004−253737号公報 特開2001−53260号公報
Further, for example, Patent Document 2 discloses a solid-state imaging device that improves the sensitivity of a photodiode and realizes complete transfer at a low voltage. This conventional solid-state imaging device further includes a p-type diffusion layer formed in a region in the semiconductor substrate from below the floating diffusion layer to below the n-type deep photodiode diffusion layer. In this conventional solid-state imaging device, the sensitivity of the photodiode is improved and the transfer efficiency at a low voltage is improved by improving the transfer efficiency of the signal charge generated in the deep part of the n-type deep photodiode diffusion layer. Let
JP 2004-253737 A JP 2001-53260 A

上述の特許文献1に開示された浅い拡散層を有する固体撮像装置に、付加拡散層(上記のp型表面ボロン層に相当)を更に形成すると、製品ごとに電位ポケットの発生の抑制にばらつきが生じるという問題があった。   When an additional diffusion layer (corresponding to the p-type surface boron layer) is further formed in the solid-state imaging device having the shallow diffusion layer disclosed in Patent Document 1 described above, there is variation in suppression of potential pocket generation for each product. There was a problem that occurred.

これは、付加拡散層を形成するためのボロン注入により、浅い拡散層の一部にまでボロン注入が行われることが原因である。これは、付加拡散層を形成する際のマスクと、浅い拡散層を形成する際のマスクとの位置ずれにより生じる。具体的には、付加拡散層と浅い拡散層との間に、それらが重なる領域が形成される。それにより、付加拡散層と浅い拡散層との間に、これらよりも不純物濃度が高い領域が生じてしまう。この不純物濃度が高い領域により、表面側の電位バリアが生じる。したがって、マスクの位置ずれ等の作製誤差等により、表面側の電位ポケットの発生・非発生は、大きなばらつきを生じる。これは、製造マージンが極めて小さく、量産性に適さないことを意味している。   This is because boron implantation is performed to a part of the shallow diffusion layer by boron implantation for forming the additional diffusion layer. This is caused by misalignment between the mask for forming the additional diffusion layer and the mask for forming the shallow diffusion layer. Specifically, a region where they overlap is formed between the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer. As a result, a region having an impurity concentration higher than these occurs between the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer. A region having a high impurity concentration causes a potential barrier on the surface side. Accordingly, the generation / non-occurrence of the potential pocket on the surface side causes a large variation due to a manufacturing error such as a mask misalignment. This means that the manufacturing margin is extremely small and not suitable for mass production.

また、上記の特許文献2に開示された固体撮像装置は、深いフォトダイオード拡散層の深い部分で発生した信号電荷を発生部から深いフォトダイオード拡散層の表面側まで転送する際の転送効率は向上できる。しかし、上記の特許文献2に開示された固体撮像装置は、上記の特許文献1に記載されている表面側の電位ポケットの発生を抑制することはできない。   Further, the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 2 has improved transfer efficiency when transferring signal charges generated in a deep portion of the deep photodiode diffusion layer from the generation portion to the surface side of the deep photodiode diffusion layer. it can. However, the solid-state imaging device disclosed in the above-mentioned Patent Document 2 cannot suppress the generation of the surface-side potential pocket described in the above-mentioned Patent Document 1.

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、フォトダイオードにおける暗電流が生じにくく、かつ主転送経路に沿った信号電荷の転送効率が高い上に、転送効率が作製誤差等に依存しない固体撮像装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. It is difficult for dark current to occur in a photodiode, the signal charge transfer efficiency along the main transfer path is high, and the transfer efficiency depends on manufacturing errors and the like. and to provide a manufacturing method of a solid-state imaging equipment not.

本発明に係る固体撮像装置の第1の製造方法は、半導体基板の上部における画素セル形成領域の一部、第1導電型の深いフォトダイオード拡散層を形成する工程(a)と、前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第2導電型の付加拡散層を形成する工程(b)と、前記画素セル形成領域の全体に、第2導電型の浅い拡散層を形成する工程(c)と、前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第2導電型の浅いフォトダイオード拡散層を形成する工程(d)と、前記半導体基板における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域の上に絶縁膜を形成する工程(e)と、前記絶縁膜の上に、転送ゲート電極を形成する工程(f)、前記絶縁膜及び前記転送ゲート電極を間に介在させ、前記深いフォトダイオード拡散層及び前記浅いフォトダイオード拡散層の双方と離隔するように、前記画素セル形成領域に浮遊拡散層を形成する工程(g)とを備え、前記深いフォトダイオード拡散層は、外光の入射によって発生する信号電荷を蓄積し、前記転送ゲート電極は、前記深いフォトダイオード拡散層から前記浮遊拡散層への前記信号電荷の転送を制御し、前記付加拡散層及び前記浅い拡散層は、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い。なお、以下において、この方法によって得られた固体撮像装置を「第1の固体撮像装置」とも称する。 The first manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention, a portion of the pixel cell forming region in the upper portion of the semiconductor substrate, a step of forming a deep photodiode diffusion layer of the first conductivity type (a), the deep to include at least part of the surface side of the photodiode diffusion layer, the pixel cell formation region, (b) forming an additional diffusion layer of the second conductivity type, the whole of the pixel cell forming region, the A second conductive type shallow photodiode diffusion layer in the pixel cell forming region so as to include a step (c) of forming a two conductive type shallow diffusion layer and a part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer; a step of forming a (d), and (e) forming an insulating film on a region adjacent to the deep photodiode diffusion layer before Symbol semiconductor substrate, on the insulating film, the transfer gate electrode formation to step (f When the insulating layer and is interposed between the transfer gate electrode, the deep photodiode so as to be separated with both diffusion layers and said shallow photodiode diffusion layer, forming a floating diffusion layer in the pixel cell forming region (g) and wherein the deep photodiode diffusion layer accumulates signal charges generated by the incidence of external light, the transfer gate electrode, the deep the signal charge from the photodiode diffusion layer to the floating diffusion layer The additional diffusion layer and the shallow diffusion layer are shallower than the shallow photodiode diffusion layer . In the following, the solid-state imaging device obtained by this method is also referred to as “first solid-state imaging device”.

また、本発明に係る固体撮像装置の第2の製造方法は、半導体基板の上部における画素セル形成領域の全体、第2導電型の付加拡散層を形成する工程(a)と、前記付加拡散層の一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第1導電型の深いフォトダイオード拡散層を形成する工程(b)と、前記画素セル形成領域における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域に、第2導電型の浅い拡散層を形成する工程(c)と、前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第2導電型の浅いフォトダイオード拡散層を形成する工程(d)と、前記半導体基板における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域の上に絶縁膜を形成する工程(e)と、前記絶縁膜の上に、転送ゲート電極を形成する工程(f)と、前記絶縁膜および前記転送ゲート電極を間に介在させ、前記深いフォトダイオード拡散層及び前記浅いフォトダイオード拡散層の双方と離隔するように、前記画素セル形成領域に浮遊拡散層を形成する工程(g)とを備え、前記浅い拡散層は、前記画素セル形成領域における前記転送ゲート電極下の領域を含み、前記深いフォトダイオード拡散層は、外光の入射によって発生する信号電荷を蓄積し、前記転送ゲート電極は、前記深いフォトダイオード拡散層から前記浮遊拡散層への前記信号電荷の転送を制御し、前記付加拡散層及び前記浅い拡散層は、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い。なお、以下において、この方法によって得られた固体撮像装置を「第2の固体撮像装置」とも称する。 The second manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention includes the step (a) of forming an additional diffusion layer of the second conductivity type over the entire pixel cell formation region on the semiconductor substrate, and the additional diffusion. A step (b) of forming a first conductivity type deep photodiode diffusion layer in the pixel cell formation region so as to include a part of the layer; and adjacent to the deep photodiode diffusion layer in the pixel cell formation region A step (c) of forming a second conductivity type shallow diffusion layer in the region , and a second conductivity type shallow region in the pixel cell formation region so as to include a part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer. A step (d) of forming a photodiode diffusion layer, a step (e) of forming an insulating film on a region of the semiconductor substrate adjacent to the deep photodiode diffusion layer, and a transfer gate on the insulating film. electrode And forming to step (f), the insulating film and is interposed between the transfer gate electrodes, to be separated and both the deep photodiode diffusion layer and the shallow photodiode diffusion layer, floating on the pixel cell forming region and forming a diffusion layer (g), the shallow diffusion layer includes a region under the transfer gate electrode in said pixel cell forming region, the deeper photodiode diffusion layer is produced by the incidence of outside light Signal charge is accumulated, the transfer gate electrode controls transfer of the signal charge from the deep photodiode diffusion layer to the floating diffusion layer, and the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer are the shallow photodiode diffusion. Shallow than layer . In the following, the solid-state imaging device obtained by this method is also referred to as “second solid-state imaging device”.

本発明によれば、フォトダイオードにおける暗電流が生じにくく、かつ主転送経路に沿った信号電荷の転送効率が高い上に、転送効率が作製誤差等に依存しない固体撮像装置の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, on the transfer efficiency of the dark current is hardly generated in the photodiode, and signal charges along the main transfer path is high, the manufacturing method of the solid-state imaging equipment that transfer efficiency does not depend on fabrication errors or the like Can be provided.

本発明に係る固体撮像装置の第1の製造方法によって得られる第1の固体撮像装置は、前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に形成され、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い第2導電型の付加拡散層と、前記画素セル形成領域の全体に形成され、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い第2導電型の浅い拡散層とを備えている。それにより、付加拡散層と浅い拡散層との境界付近において、これらよりも不純物濃度の高い領域が形成されることがない。つまり、付加拡散層と浅い拡散層とは隣接していて、それらの不純物の濃度は、場所によらず一定である。したがって、電位バリアが生じることがなく、付加拡散層が形成されていることから、暗電流が生じることもない。なお、この場合は、付加拡散層の方が、浅い拡散層に比べて不純物濃度が高くなる。 The first solid-state imaging device obtained by the first manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention is formed in the pixel cell formation region so as to include at least part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer. A second conductivity type additional diffusion layer shallower than the shallow photodiode diffusion layer and a second conductivity type shallow diffusion layer formed over the pixel cell formation region and shallower than the shallow photodiode diffusion layer. Yes. As a result, a region having a higher impurity concentration is not formed near the boundary between the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer. That is, the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer are adjacent to each other, and the concentration of these impurities is constant regardless of the location. Therefore, no potential barrier is generated, and no additional current is generated since the additional diffusion layer is formed. In this case, the additional diffusion layer has a higher impurity concentration than the shallow diffusion layer.

また、本発明に係る固体撮像装置の第2の製造方法によって得られる第2の固体撮像装置は、前記画素セル形成領域における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域に形成され、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い第2導電型の浅い拡散層と、半導体基板の上部における画素セル形成領域の全体に形成され、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い第2導電型の付加拡散層とを備えている。それにより、付加拡散層と浅い拡散層との境界付近において、これらよりも不純物濃度の高い領域が形成されることがない。つまり、付加拡散層と浅い拡散層とは隣接していて、それらの不純物の濃度は、場所によらず一定である。したがって、電位バリアが生じることがなく、付加拡散層が形成されていることから、暗電流が生じることもない。なお、この場合は、浅い拡散層の方が、付加拡散層に比べて不純物濃度が高くなる。 Further, the second solid-state imaging device obtained by the second manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present invention is formed in a region adjacent to the deep photodiode diffusion layer in the pixel cell formation region , and the shallow photodiode A shallow diffusion layer of the second conductivity type shallower than the diffusion layer, and an additional diffusion layer of the second conductivity type formed over the entire pixel cell formation region above the semiconductor substrate and shallower than the shallow photodiode diffusion layer. . As a result, a region having a higher impurity concentration is not formed near the boundary between the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer. That is, the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer are adjacent to each other, and the concentration of these impurities is constant regardless of the location. Therefore, no potential barrier is generated, and no additional current is generated since the additional diffusion layer is formed. In this case, the impurity concentration of the shallow diffusion layer is higher than that of the additional diffusion layer.

また、本発明の第1および第2の固体撮像装置は、MOS型固体撮像装置であってもよいし、CCD型固体撮像装置であってもよい。なお、本発明に係る固体撮像装置は、浅い拡散層及び付加拡散層以外については公知のいかなる固体撮像装置の構成と同一であってもよい。   Further, the first and second solid-state imaging devices of the present invention may be MOS type solid-state imaging devices or CCD type solid-state imaging devices. The solid-state imaging device according to the present invention may have the same configuration as any known solid-state imaging device except for the shallow diffusion layer and the additional diffusion layer.

なお、半導体基板に形成される各拡散層は、マスクの開口を通して半導体基板の表面から所定の深さまでの範囲に所定の不純物を注入することによって形成される。なお、拡散層において、不純物は、深さ方向(垂直方向)に対して、半導体基板の種類や不純物の種類及び注入エネルギーや注入量(ドーズ量)等に応じた所定の濃度分布で分布する。本明細書において、半導体基板に形成される各拡散層は、各拡散層を形成するために注入される不純物の濃度が1015cm-3以上である部分を意味する。各拡散層の境界は、SIMS等による濃度プロファイルの測定に基づいて決定することができる。 Each diffusion layer formed on the semiconductor substrate is formed by implanting a predetermined impurity in a range from the surface of the semiconductor substrate to a predetermined depth through the opening of the mask. In the diffusion layer, the impurities are distributed in a predetermined concentration distribution according to the type of semiconductor substrate, the type of impurities, the implantation energy, the implantation amount (dose amount), and the like in the depth direction (vertical direction). In this specification, each diffusion layer formed in a semiconductor substrate means a portion where the concentration of impurities implanted to form each diffusion layer is 10 15 cm −3 or more. The boundary of each diffusion layer can be determined based on the measurement of the concentration profile by SIMS or the like.

また、後述する「第1導電型不純物」とは、半導体基板の内部においてn型不純物(ドナーとして機能する元素)又はp型不純物(アクセプタとして機能する元素)を意味する。また、後述する「第2導電型不純物」とは、第1導電型不純物がn型不純物である場合にはp型不純物を意味し、第1導電型不純物がp型不純物である場合にはn型不純物を意味する。後述する第1の第2導電型不純物、第2の第2導電型不純物及び第3の第2導電型不純物は、全て同一種類の元素であってもよいし、少なくとも1つが他と異なる種類の元素であってもよい。 The “first conductivity type impurity” described later means an n-type impurity (an element that functions as a donor) or a p-type impurity (an element that functions as an acceptor) inside the semiconductor substrate. The “second conductivity type impurity” described later means a p-type impurity when the first conductivity type impurity is an n-type impurity, and n when the first conductivity type impurity is a p-type impurity. Means type impurities. First second conductivity type impurity to be described later, the second second conductivity type impurity and the third of the second conductivity type impurity, all may be the same kinds of elements, at least one differs from the other types of It may be an element.

半導体基板の内部の任意の部位における導電型は、その部位に含まれるp型不純物の濃度とn型不純物の濃度とによって決まる。以下においては、p型不純物による空孔キャリア濃度がn型不純物による電子キャリアの濃度よりも高い領域の導電型をp型と称し、逆の場合をn型と称する。   The conductivity type at an arbitrary portion inside the semiconductor substrate is determined by the concentration of the p-type impurity and the concentration of the n-type impurity contained in the portion. In the following, the conductivity type in the region where the vacancy carrier concentration due to the p-type impurity is higher than the concentration of electron carriers due to the n-type impurity is referred to as p-type, and the opposite case is referred to as n-type.

p型拡散領域にn型不純物を注入して深いフォトダイオード拡散層を形成する場合には、半導体基板として、p型半導体基板、p型ウェルの形成されたn型半導体基板又はp型ウェルの形成された真性半導体基板を用いることができる。逆の場合には、半導体基板として、n型半導体基板、n型ウェルの形成されたp型半導体基板又はn型ウェルの形成された真性半導体基板を用いることができる。   In the case where a deep photodiode diffusion layer is formed by implanting an n-type impurity into the p-type diffusion region, a p-type semiconductor substrate, an n-type semiconductor substrate having a p-type well formed thereon, or a p-type well is formed. An intrinsic semiconductor substrate can be used. In the opposite case, an n-type semiconductor substrate, a p-type semiconductor substrate in which an n-type well is formed, or an intrinsic semiconductor substrate in which an n-type well is formed can be used as the semiconductor substrate.

また、固体撮像装置の第1および第2の製造方法は、好ましくは、前記転送ゲート電極下の領域の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に前記浅い拡散層より深い第2導電型の深い拡散層を形成する工程(h)を更に備えている。それにより、転送トランジスタにおけるパンチスルーを低減できる。 In the first and second manufacturing methods of the solid-state imaging device, preferably, the second conductivity deeper than the shallow diffusion layer is formed in the pixel cell formation region so as to include at least a part of the region under the transfer gate electrode. The method further includes a step (h) of forming a deep diffusion layer. Thereby, punch-through in the transfer transistor can be reduced.

また、固体撮像装置の第1および第2の製造方法は、好ましくは、前記転送ゲート電極下の領域の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に、前記浅い拡散層より深く前記深い拡散層より浅い、第1導電型もしくは第2導電型の中間拡散層を形成する工程(i)を更に備えている。それにより、深い拡散層を形成したことで、発生し易くなった電位バリアを抑制又はその高さを低くすることができる。 In the first and second manufacturing methods of the solid-state imaging device, preferably, the pixel cell formation region is deeper than the shallow diffusion layer and deeper so as to include at least a part of the region under the transfer gate electrode. The method further includes a step (i) of forming an intermediate diffusion layer of the first conductivity type or the second conductivity type that is shallower than the diffusion layer. Thereby, the formation of the deep diffusion layer makes it possible to suppress or reduce the height of the potential barrier that is easily generated.

また、本発明の固体撮像装置の第1の製造方法において、好ましくは、前記半導体基板に対して斜めの方向からのイオン注入により、前記画素セル形成領域に、前記付加拡散層を形成する。それにより、前記付加拡散層を形成する際の前記第2導電型の不純物の入り込み量が一定になるため、前記付加拡散層を所定の深さとなるよう高精度で作製することができる。 In the first manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, preferably, the additional diffusion layer is formed in the pixel cell formation region by ion implantation from a direction oblique to the semiconductor substrate. Accordingly, since the amount of the second conductivity type impurity entering when the additional diffusion layer is formed becomes constant, the additional diffusion layer can be manufactured with high accuracy so as to have a predetermined depth.

また、本発明の固体撮像装置の第1の製造方法において、好ましくは、前記半導体基板の垂直方向に対して10°〜45°の角度を有する方向からのイオン注入により、前記画素セル形成領域に、前記付加拡散層を形成する。それにより、前記付加拡散層を形成する際の第2導電型の不純物の入り込み量が一定になるため、前記付加拡散層を所定の深さとなるよう高精度で作製することができる。 In the first manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, preferably, the pixel cell formation region is formed by ion implantation from a direction having an angle of 10 ° to 45 ° with respect to the vertical direction of the semiconductor substrate. The additional diffusion layer is formed. Accordingly, since the amount of the second conductivity type impurities entering when forming the additional diffusion layer becomes constant, the additional diffusion layer can be manufactured with high accuracy so as to have a predetermined depth.

以下、本発明に係る固体撮像装置及びその製造方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
実施の形態1では、本発明に係る第1の固体撮像装置について説明する。第1の固体撮像装置において、各画素セルにおける浅い拡散層及び付加拡散層以外については公知のいかなる固体撮像装置の構成と同一であってもよい。第1の固体撮像装置の等価回路は、図7に示された回路と同一である。図1は、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例を部分的に表す模式的な断面図である。なお、従来と実質的に同一の機能を有する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 1)
In Embodiment 1, a first solid-state imaging device according to the present invention will be described. In the first solid-state imaging device, the configuration of any known solid-state imaging device may be the same except for the shallow diffusion layer and the additional diffusion layer in each pixel cell. The equivalent circuit of the first solid-state imaging device is the same as the circuit shown in FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view partially showing a structural example in the vicinity of a transfer transistor in one pixel cell of a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. In addition, about the member which has the substantially same function as the past, the same referential mark is attached | subjected and the detailed description is abbreviate | omitted.

図1に示されたように、実施の形態1の固体撮像装置は、p型半導体基板(半導体基板)100と、n型不純物(第1の第1導電型不純物)を有する深いフォトダイオード拡散層102と、p型不純物(第1の第2導電型不純物)を有する浅いフォトダイオード拡散層103と、n型不純物を有する浮遊拡散層109と、ゲート絶縁膜(絶縁膜)105と、転送ゲート電極106とを有する。   As shown in FIG. 1, the solid-state imaging device of Embodiment 1 includes a p-type semiconductor substrate (semiconductor substrate) 100 and a deep photodiode diffusion layer having an n-type impurity (first first conductivity type impurity). 102, a shallow photodiode diffusion layer 103 having a p-type impurity (first second conductivity type impurity), a floating diffusion layer 109 having an n-type impurity, a gate insulating film (insulating film) 105, and a transfer gate electrode 106.

p型半導体基板100と深いフォトダイオード拡散層102と浅いフォトダイオード拡散層103とによって、埋め込み型のpnp−フォトダイオード11(図7参照)が構成されている。   The p-type semiconductor substrate 100, the deep photodiode diffusion layer 102, and the shallow photodiode diffusion layer 103 constitute an embedded pnp-photodiode 11 (see FIG. 7).

p型半導体基板100には、深いフォトダイオード拡散層102の表面側の少なくとも一部を含むように、p型不純物(第2の第2導電型不純物)を有する付加拡散層113が更に形成されている。また、p型半導体基板100には、その表面において転送ゲート電極106下の領域及び付加拡散層113を含むように、p型不純物(第3の第2導電型不純物)を有する浅い拡散層134が更に形成されている。浅い拡散層134及び付加拡散層113の双方は、浅いフォトダイオード拡散層103よりも浅い。図1には、付加拡散層113が浅い拡散層134よりも浅い場合が例示されているが、浅い拡散層134が付加拡散層113よりも浅くてもよい。また、浅い拡散層134のp型不純物の濃度分布及び付加拡散層113のp型不純物の濃度分布は、表面側の電位ポケットを発生させないように制御されていることが好ましい。これにより、信号電荷の転送効率が向上する。   An additional diffusion layer 113 having a p-type impurity (second second conductivity type impurity) is further formed on the p-type semiconductor substrate 100 so as to include at least part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer 102. Yes. The p-type semiconductor substrate 100 has a shallow diffusion layer 134 having a p-type impurity (third second conductivity type impurity) so as to include a region under the transfer gate electrode 106 and the additional diffusion layer 113 on the surface thereof. Further formed. Both the shallow diffusion layer 134 and the additional diffusion layer 113 are shallower than the shallow photodiode diffusion layer 103. Although FIG. 1 illustrates the case where the additional diffusion layer 113 is shallower than the shallow diffusion layer 134, the shallow diffusion layer 134 may be shallower than the additional diffusion layer 113. The concentration distribution of the p-type impurity in the shallow diffusion layer 134 and the concentration distribution of the p-type impurity in the additional diffusion layer 113 are preferably controlled so as not to generate a potential pocket on the surface side. This improves the signal charge transfer efficiency.

浅い拡散層134と付加拡散層113とは、どちらもp型不純物を含んでいるため、これらが重なっている領域の不純物濃度は、浅い拡散層134の不純物含有量及び付加拡散層113の不純物含有量により決まる。したがって、浅い拡散層134において、付加拡散層113が形成された領域と、付加拡散層113が形成されていない領域とでは、不純物濃度が異なる。そのため、浅い拡散層134の表面側における水平方向の不純物濃度は、転送ゲート電極106下の領域周辺において、付加拡散層113が形成された領域の端を境界として、異なる値となる。したがって、従来の固体撮像装置のように、付加拡散層と浅い拡散層との間にこれらよりも不純物の濃度が高い領域が生じることがなく、電位バリアが生じることがない。また、図1に示されたように、浅い拡散層134は、素子分離膜101で囲まれた領域の全面に形成されていることが好ましい。   Since both the shallow diffusion layer 134 and the additional diffusion layer 113 contain p-type impurities, the impurity concentration in the region where they overlap is the impurity content of the shallow diffusion layer 134 and the impurity content of the additional diffusion layer 113. It depends on the amount. Therefore, in the shallow diffusion layer 134, the impurity concentration differs between the region where the additional diffusion layer 113 is formed and the region where the additional diffusion layer 113 is not formed. For this reason, the horizontal impurity concentration on the surface side of the shallow diffusion layer 134 has different values around the region under the transfer gate electrode 106, with the end of the region where the additional diffusion layer 113 is formed as a boundary. Therefore, unlike the conventional solid-state imaging device, a region having a higher impurity concentration than the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer does not occur, and a potential barrier does not occur. Further, as shown in FIG. 1, the shallow diffusion layer 134 is preferably formed on the entire surface of the region surrounded by the element isolation film 101.

図1には、付加拡散層113の右端の位置と深いフォトダイオード拡散層102の右端の位置とが実質的に同一の場合が例示されている。ここで、それらの位置が実質的に同一とは、意図的にはそれらの位置を異ならせないことを意味し、それらの位置が作製誤差や拡散誤差等によって厳密には同一でない場合を含むことを意味する。なお、作製誤差とは、付加拡散層用のp型不純物を注入する際のレジストマスクと深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物を注入する際のレジストマスクとの位置合わせの誤差を意味し、拡散誤差とは、注入された不純物の種類によって熱処理における拡散速度が異なることに起因する拡散幅の誤差を意味する。   FIG. 1 illustrates a case where the right end position of the additional diffusion layer 113 and the right end position of the deep photodiode diffusion layer 102 are substantially the same. Here, that the positions are substantially the same means that the positions are not intentionally different, and includes the case where the positions are not exactly the same due to a manufacturing error, a diffusion error, or the like. Means. The production error means an alignment error between the resist mask when implanting the p-type impurity for the additional diffusion layer and the resist mask when implanting the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer. The diffusion error means a diffusion width error resulting from a difference in diffusion rate in the heat treatment depending on the type of implanted impurity.

実施の形態1の固体撮像装置は、付加拡散層113が形成されていることで、暗電流が低減される。良好に暗電流を低減させるためには、付加拡散層113は、図1に示されたように、実質的に、深いフォトダイオード拡散層102の表面側の全領域のみに形成されていることが好ましい。また、後述の製造工程において、深いフォトダイオード拡散層102及び付加拡散層113を形成するためのレジストマスクを兼用することができ、製造工程を簡素化できるという効果も奏する。また、良好に暗電流を低減させるためには、付加拡散層用のp型不純物はホウ素であることが好ましい。   In the solid-state imaging device according to the first embodiment, the dark current is reduced because the additional diffusion layer 113 is formed. In order to satisfactorily reduce the dark current, the additional diffusion layer 113 is formed substantially only in the entire region on the surface side of the deep photodiode diffusion layer 102 as shown in FIG. preferable. Further, in the manufacturing process described later, a resist mask for forming the deep photodiode diffusion layer 102 and the additional diffusion layer 113 can also be used, and the manufacturing process can be simplified. In order to satisfactorily reduce the dark current, the p-type impurity for the additional diffusion layer is preferably boron.

また、図1に示されたように、深い拡散層114が、転送ゲート電極106下の領域の少なくとも一部を含むようにp型半導体基板100に形成されていることが好ましい。深い拡散層114は、深い拡散層用のp型不純物(第4の第2導電型不純物)を含有し、浅い拡散層134よりも深く形成されている。深い拡散層114の導電型はp型である。深い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御することによって、転送トランジスタにおけるパンチスルーを低減できる。   Further, as shown in FIG. 1, the deep diffusion layer 114 is preferably formed in the p-type semiconductor substrate 100 so as to include at least a part of the region under the transfer gate electrode 106. The deep diffusion layer 114 contains a p-type impurity (fourth second conductivity type impurity) for the deep diffusion layer, and is formed deeper than the shallow diffusion layer 134. The conductivity type of the deep diffusion layer 114 is p-type. By controlling the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the deep diffusion layer, punch-through in the transfer transistor can be reduced.

深い拡散層114を形成した場合には電位バリアが発生し易くなるが、中間拡散層124を設けることで、電位バリアの発生を抑制する又はその高さを低くすることができる。中間拡散層124は、具体的には、図1に示されたように、転送ゲート電極106下の領域の少なくとも一部を含むようにp型半導体基板110に形成されていることが好ましい。中間拡散層124は、浅い拡散層134よりも深く、深い拡散層114よりも浅く形成されていて、中間拡散層用のp型不純物(第5の第2導電型不純物)又は中間拡散層用のn型不純物(第2の第1導電型不純物)を含有している。深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物の垂直濃度分布と深い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布とを考慮して、中間拡散層用の不純物を適正に選択すればよい。中間拡散層124の不純物の濃度分布を適正に制御することによって、電位バリアの発生を抑制できる。なお、中間拡散層124は、中間拡散層用のp型不純物又は中間拡散層用のn型不純物を含有していて、いずれの場合も、アクセプタ濃度からドナー濃度を引き算した結果としての導電型はp型である。   When the deep diffusion layer 114 is formed, a potential barrier is easily generated. However, by providing the intermediate diffusion layer 124, the generation of the potential barrier can be suppressed or the height thereof can be reduced. Specifically, as shown in FIG. 1, intermediate diffusion layer 124 is preferably formed on p-type semiconductor substrate 110 so as to include at least part of the region under transfer gate electrode 106. The intermediate diffusion layer 124 is formed deeper than the shallow diffusion layer 134 and shallower than the deep diffusion layer 114, and is used for the intermediate diffusion layer p-type impurity (fifth second conductivity type impurity) or intermediate diffusion layer. An n-type impurity (second first conductivity type impurity) is contained. The impurity for the intermediate diffusion layer may be appropriately selected in consideration of the vertical concentration distribution of the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer and the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the deep diffusion layer. By appropriately controlling the concentration distribution of impurities in the intermediate diffusion layer 124, generation of a potential barrier can be suppressed. The intermediate diffusion layer 124 contains a p-type impurity for the intermediate diffusion layer or an n-type impurity for the intermediate diffusion layer, and in either case, the conductivity type as a result of subtracting the donor concentration from the acceptor concentration is p-type.

また、中間拡散層124における不純物の垂直濃度分布を制御することによって、電位バリアの発生を抑制する又はその高さを低くすることができる。   In addition, by controlling the vertical concentration distribution of impurities in the intermediate diffusion layer 124, generation of a potential barrier can be suppressed or its height can be reduced.

なお、深い拡散層114及び中間拡散層124は本発明の必須構成要素ではない。しかし、信号電荷の完全転送を実現するためには、深い拡散層114及び中間拡散層124の双方、又は、深い拡散層114のみを形成することが好ましい。また、それでも電位ポケットの発生を抑制することができない場合は、深い拡散層114よりも更に深い拡散層を形成してもよい。   The deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124 are not essential components of the present invention. However, in order to realize complete transfer of signal charges, it is preferable to form both the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124 or only the deep diffusion layer 114. In addition, if the generation of the potential pocket cannot be suppressed, a deeper diffusion layer than the deep diffusion layer 114 may be formed.

また、p型半導体基板100の表面において、深い拡散層114の右端及び左端の位置は、図1に示されたように、それぞれ、中間拡散層124の右端及び左端の位置と実質的に同一であることが好ましい。この場合、後述の製造工程において、深い拡散層114及び中間拡散層124を形成するためのレジストマスクを兼用することができ、製造工程を簡素化できるという効果も奏する。   Further, on the surface of the p-type semiconductor substrate 100, the positions of the right end and the left end of the deep diffusion layer 114 are substantially the same as the positions of the right end and the left end of the intermediate diffusion layer 124, respectively, as shown in FIG. Preferably there is. In this case, a resist mask for forming the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124 can also be used in the manufacturing process described later, and the manufacturing process can be simplified.

なお、p型半導体基板100において、深い電位ポケットの発生する可能性がある部位(以下においては、「深い電位ポケット部位」と略記する)の位置と電位バリアが発生する可能性がある部位(以下においては、「電位バリア部位」と略記する)の位置は、垂直方向ばかりでなく、水平方向にもずれている。したがって、深い電位ポケット部位の位置と電位バリア部位の位置との水平方向の位置ずれが大きい場合には、深い拡散層114の左端の位置と中間拡散層124の左端の位置とを同一にしない方が好ましい場合もある。   Note that in the p-type semiconductor substrate 100, the position of a portion where a deep potential pocket may occur (hereinafter abbreviated as “deep potential pocket portion”) and a portion where a potential barrier may occur (hereinafter referred to as “deep potential pocket portion”). In FIG. 5, the position of “potential barrier portion” is shifted not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. Therefore, when the horizontal displacement between the position of the deep potential pocket part and the position of the potential barrier part is large, the left end position of the deep diffusion layer 114 and the left end position of the intermediate diffusion layer 124 are not the same. May be preferred.

なお、p型半導体基板100の表面において、深い拡散層114の右端の位置は、図1に示されたように、浮遊拡散層109の左端の位置よりも右側であることが好ましい。これにより、転送トランジスタのパンチスルーが良好に低減する。また、上記の特許文献2に記載されているように、深いフォトダイオード拡散層102の深い部分で発生した信号電荷の転送効率が向上し、深いフォトダイオード拡散層102の感度が向上する。   Note that, on the surface of the p-type semiconductor substrate 100, the position of the right end of the deep diffusion layer 114 is preferably on the right side of the position of the left end of the floating diffusion layer 109 as shown in FIG. As a result, punch-through of the transfer transistor is favorably reduced. Further, as described in Patent Document 2 described above, the transfer efficiency of signal charges generated in a deep portion of the deep photodiode diffusion layer 102 is improved, and the sensitivity of the deep photodiode diffusion layer 102 is improved.

このように、実施の形態1の固体撮像装置は、暗電流が生じにくく、かつ主転送経路に沿った信号電荷の転送効率が高い。したがって、撮像画像の品位が高い。また、作製誤差等による転送効率のばらつきが生じにくいため、量産性に適している。   As described above, the solid-state imaging device according to the first embodiment is unlikely to generate dark current and has high signal charge transfer efficiency along the main transfer path. Therefore, the quality of the captured image is high. In addition, it is suitable for mass production because variations in transfer efficiency due to manufacturing errors and the like hardly occur.

なお、実施の形態1の固体撮像装置は、暗電流の低減に寄与する深いフォトダイオード拡散層102の表面近傍に位置する付加拡散層113のp型不純物の濃度を、閾値電圧の調整に寄与するゲート電極106下の表面近傍に位置する浅い拡散層134のp型不純物の濃度よりも高濃度にしたい場合に好ましい構造である。   In the solid-state imaging device of the first embodiment, the concentration of the p-type impurity in the additional diffusion layer 113 located near the surface of the deep photodiode diffusion layer 102 that contributes to the reduction of dark current contributes to the adjustment of the threshold voltage. This is a preferable structure when it is desired to make the concentration higher than the concentration of the p-type impurity in the shallow diffusion layer 134 located near the surface under the gate electrode 106.

ここで、図1に示された実施の形態1の固体撮像装置の製造方法について説明する。図2(A)〜(D)は、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の製造方法の一例を説明するための模式的な工程別断面図である。図2(A)〜(D)には、1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例が部分的に表されている。   Here, a method for manufacturing the solid-state imaging device of the first embodiment shown in FIG. 1 will be described. 2A to 2D are schematic cross-sectional views for each process for explaining an example of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. 2A to 2D partially show structural examples in the vicinity of the transfer transistor in one pixel cell.

まず、図2(A)に示されたように、p型半導体基板100に素子分離膜101を形成する。素子分離膜101を形成した後に、レジストマスク141を形成する。レジストマスク141の開口を通して、p型半導体基板100に深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物をイオン注入する。これにより、深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、深いフォトダイオード拡散層102が形成される。引き続き、p型半導体基板100に、レジストマスク141の開口を通して、付加拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、付加拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、付加拡散層113が形成される。深いフォトダイオード拡散層102及び付加拡散層113を形成した後に、レジストマスク141を除去する。   First, as shown in FIG. 2A, an element isolation film 101 is formed on a p-type semiconductor substrate 100. After the element isolation film 101 is formed, a resist mask 141 is formed. An n-type impurity for a deep photodiode diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 141. Thereby, the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer is implanted in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth with a predetermined concentration distribution. In this way, the deep photodiode diffusion layer 102 is formed. Subsequently, the p-type impurity for the additional diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 141. Thereby, the p-type impurity for the additional diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the additional diffusion layer 113 is formed. After forming the deep photodiode diffusion layer 102 and the additional diffusion layer 113, the resist mask 141 is removed.

次に、図2(B)に示されたように、レジストマスク142を形成する。レジストマスク142を形成した後に、レジストマスク142の開口を通して、p型半導体基板100に深い拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、深い拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、深い拡散層114が形成される。引き続き、p型半導体基板100に、レジストマスク142の開口を通して、中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物をイオン注入する。これにより、中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、中間拡散層124が形成される。深い拡散層114及び中間拡散層124を形成した後に、レジストマスク142を除去する。   Next, as shown in FIG. 2B, a resist mask 142 is formed. After the resist mask 142 is formed, a p-type impurity for a deep diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 142. Thus, the p-type impurity for the deep diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the deep diffusion layer 114 is formed. Subsequently, a p-type impurity or n-type impurity for the intermediate diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 142. Thereby, p-type impurities or n-type impurities for the intermediate diffusion layer are implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the intermediate diffusion layer 124 is formed. After forming the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124, the resist mask 142 is removed.

次に、画素セルの形成領域の全体を開口とするレジストマスク(図示せず)を形成する。レジストマスクを形成した後に、p型半導体基板100に、レジストマスクの開口を通して、浅い拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、浅い拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入されて、図2(C)に示されたように、浅い拡散層134が形成される。浅い拡散層134を形成した後に、レジストマスクを除去する。浅い拡散層134を形成するためのイオン注入時に、付加拡散層113にも、浅い拡散層用のp型不純物がイオン注入される。それにより、付加拡散層113の濃度分布が変化する。すなわち、付加拡散層113の最終的な濃度分布は浅い拡散層134形成時に決定される。したがって、図2(B)に示された製造工程においては、図2(C)の製造工程におけるイオン注入を考慮して、付加拡散層113の不純物濃度分布を調整する。実施の形態1の固体撮像装置では、付加拡散層113の濃度が、浅い拡散層134の濃度よりも高い。   Next, a resist mask (not shown) having an opening in the entire pixel cell formation region is formed. After forming the resist mask, p-type impurities for shallow diffusion layers are ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask. As a result, the p-type impurity for the shallow diffusion layer is implanted in a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth, and as shown in FIG. Layer 134 is formed. After the shallow diffusion layer 134 is formed, the resist mask is removed. At the time of ion implantation for forming the shallow diffusion layer 134, the p-type impurity for the shallow diffusion layer is also ion-implanted into the additional diffusion layer 113. As a result, the concentration distribution of the additional diffusion layer 113 changes. That is, the final concentration distribution of the additional diffusion layer 113 is determined when the shallow diffusion layer 134 is formed. Therefore, in the manufacturing process shown in FIG. 2B, the impurity concentration distribution of the additional diffusion layer 113 is adjusted in consideration of ion implantation in the manufacturing process of FIG. In the solid-state imaging device of the first embodiment, the concentration of the additional diffusion layer 113 is higher than the concentration of the shallow diffusion layer 134.

前述のように、作製誤差等により付加拡散層113の形成位置がずれれば、付加拡散層113と浅い拡散層134との境界位置にずれが生じる。しかし、作製誤差等により、付加拡散層113と浅い拡散層134との境界付近における濃度分布がばらつくことはない。つまり、付加拡散層113の不純物濃度は、いずれの個所においても浅い拡散層134の不純物濃度よりも高くなる。そのため、電位バリアが生じることはなく、実施の形態1の固体撮像装置の動作に問題が生じることがない。なお、作製誤差等により生じる、付加拡散層113と浅い拡散層134との境界位置のずれは、実施の形態1の固体撮像装置の動作において問題にはならない程度のものである。   As described above, if the formation position of the additional diffusion layer 113 is shifted due to a manufacturing error or the like, the boundary position between the additional diffusion layer 113 and the shallow diffusion layer 134 is shifted. However, the concentration distribution in the vicinity of the boundary between the additional diffusion layer 113 and the shallow diffusion layer 134 does not vary due to manufacturing errors or the like. That is, the impurity concentration of the additional diffusion layer 113 is higher than the impurity concentration of the shallow diffusion layer 134 at any location. Therefore, a potential barrier does not occur, and no problem occurs in the operation of the solid-state imaging device of the first embodiment. Note that the shift of the boundary position between the additional diffusion layer 113 and the shallow diffusion layer 134 caused by a manufacturing error or the like is such that it does not cause a problem in the operation of the solid-state imaging device of the first embodiment.

なお、浅い拡散層用及び付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は、それぞれ暗電流が低減しかつ転送トランジスタの閾値電圧が所望の範囲内の値となるよるにする。また、これらの濃度分布は、主転送経路に沿った電位分布における表面側の電位バリアが発生しない又は表面側の電位バリアの高さが低くなるように最適化すればよい。   Note that the vertical concentration distributions of the p-type impurities for the shallow diffusion layer and the additional diffusion layer are such that the dark current is reduced and the threshold voltage of the transfer transistor becomes a value within a desired range. In addition, these concentration distributions may be optimized so that the surface-side potential barrier in the potential distribution along the main transfer path does not occur or the height of the surface-side potential barrier is low.

暗電流は、浅い拡散層用のp型不純物の濃度分布を考慮して主に付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御することによって調整される。なお、付加拡散層113には、付加拡散層用のp型不純物や浅い拡散層用のp型不純物ばかりではなく、付加拡散層113と重なる他の拡散層用の不純物も含まれる。そこで、他の拡散層用の不純物の垂直濃度分布をも考慮して、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御すればよい。具体的には、図1に示された構成の場合、浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布のみを考慮して、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御するのではない。他に、深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物の垂直濃度分布や浅いフォトダイオード拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布をも考慮して、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御する。   The dark current is adjusted mainly by controlling the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer in consideration of the concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer. The additional diffusion layer 113 includes not only the p-type impurity for the additional diffusion layer and the p-type impurity for the shallow diffusion layer, but also impurities for other diffusion layers overlapping the additional diffusion layer 113. Therefore, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer may be controlled in consideration of the vertical concentration distribution of the impurity for the other diffusion layer. Specifically, in the case of the configuration shown in FIG. 1, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer is controlled only in consideration of the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer. Absent. In addition, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer is also considered in consideration of the vertical concentration distribution of the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer and the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow photodiode diffusion layer. To control.

一方、転送トランジスタの閾値電圧は、主に浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御することによって調整される。なお、転送ゲート電極106下において浅い拡散層134と重なる他の拡散層が形成される場合、浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は、他の拡散層用の不純物の垂直濃度分布をも考慮して制御される。例えば、図1に示された構成の場合、浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布、深い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布及び中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物の垂直濃度分布等を考慮して制御される。   On the other hand, the threshold voltage of the transfer transistor is adjusted mainly by controlling the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer. When another diffusion layer overlapping the shallow diffusion layer 134 is formed under the transfer gate electrode 106, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer is the vertical concentration distribution of the impurity for the other diffusion layer. Control is also taken into account. For example, in the case of the configuration shown in FIG. 1, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer is the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer and the vertical concentration of the p-type impurity for the deep diffusion layer. It is controlled in consideration of the distribution and the vertical concentration distribution of the p-type impurity or n-type impurity for the intermediate diffusion layer.

次に、p型半導体基板100にレジストマスク(図示せず)を形成して、浅いフォトダイオード拡散層用のp型不純物をイオン注入する。図2(D)に示されたように、浅いフォトダイオード拡散層103を形成し、レジストマスクは除去する。浅いフォトダイオード拡散層103を形成した後に、ゲート絶縁膜105、転送ゲート電極106、ゲート絶縁膜107及びリセットゲート電極108を形成する。なお、転送ゲート電極106及びリセットゲート電極108と同時に、増幅トランジスタのゲート電極(図示せず)や選択トランジスタのゲート電極(図示せず)等も形成すればよい。転送ゲート電極106及びリセットゲート電極108を形成した後に、レジストマスク(図示せず)を形成する。形成されたレジストマスクの開口を通して、n型不純物をイオン注入し、浮遊拡散層109及び電源拡散層110を一括して形成する。なお、浮遊拡散層109及び電源拡散層110の形成において、転送ゲート電極106又はリセットゲート電極108をマスクの一部として用いる。それにより、浮遊拡散層109における転送ゲート電極106側及びリセットゲート電極108側の端、並びに、電源拡散層110のリセットゲート電極108側の端を、転送ゲート電極106又はリセットゲート電極108に対して自己整合的に位置決めできる。   Next, a resist mask (not shown) is formed on the p-type semiconductor substrate 100, and p-type impurities for shallow photodiode diffusion layers are ion-implanted. As shown in FIG. 2D, a shallow photodiode diffusion layer 103 is formed and the resist mask is removed. After forming the shallow photodiode diffusion layer 103, a gate insulating film 105, a transfer gate electrode 106, a gate insulating film 107, and a reset gate electrode 108 are formed. Note that the gate electrode (not shown) of the amplification transistor, the gate electrode (not shown) of the selection transistor, and the like may be formed simultaneously with the transfer gate electrode 106 and the reset gate electrode 108. After the transfer gate electrode 106 and the reset gate electrode 108 are formed, a resist mask (not shown) is formed. Through the opening of the formed resist mask, n-type impurities are ion-implanted, and the floating diffusion layer 109 and the power source diffusion layer 110 are formed in a lump. Note that the transfer gate electrode 106 or the reset gate electrode 108 is used as part of the mask in the formation of the floating diffusion layer 109 and the power supply diffusion layer 110. Accordingly, the end of the floating diffusion layer 109 on the transfer gate electrode 106 side and the reset gate electrode 108 side, and the end of the power supply diffusion layer 110 on the reset gate electrode 108 side are connected to the transfer gate electrode 106 or the reset gate electrode 108. Can be positioned in a self-aligning manner.

以上の過程を経ることによって、実施の形態1の固体撮像装置の画素セルの主要部を作製できる。なお、実施の形態1の固体撮像装置の製造においては、公知のいかなる技術を用いてもよい。また、深いフォトダイオード拡散層102、浅いフォトダイオード拡散層103、付加拡散層113、深い拡散層114、中間拡散層124及び浅い拡散層134の形成順序は、適宜変更することができる。   Through the above process, the main part of the pixel cell of the solid-state imaging device of Embodiment 1 can be manufactured. In manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment, any known technique may be used. The order of forming the deep photodiode diffusion layer 102, the shallow photodiode diffusion layer 103, the additional diffusion layer 113, the deep diffusion layer 114, the intermediate diffusion layer 124, and the shallow diffusion layer 134 can be changed as appropriate.

例えば、転送ゲート電極106を形成した後に、付加拡散層113を形成してもよい。それにより、転送ゲート電極106がレジストマスクの代わりをするため、転送ゲート電極106の設置位置に対して自己整合的に、付加拡散層113の位置決めができる。この製造方法について、以下に説明する。   For example, the additional diffusion layer 113 may be formed after the transfer gate electrode 106 is formed. Thereby, since the transfer gate electrode 106 serves as a resist mask, the additional diffusion layer 113 can be positioned in a self-aligned manner with respect to the installation position of the transfer gate electrode 106. This manufacturing method will be described below.

図3(A)〜(D)は、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の製造方法の別の一例を説明するための模式的な工程別断面図である。図3(A)〜(D)には、1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例が部分的に表されている。   3A to 3D are schematic cross-sectional views for each process for explaining another example of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 3A to 3D partially illustrate structural examples in the vicinity of the transfer transistor in one pixel cell.

まず、図3(A)に示されたように、p型半導体基板100に素子分離膜101を形成する。素子分離膜101を形成した後に、レジストマスク141を形成する。p型半導体基板100に、レジストマスク141の開口を通して、深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物をイオン注入する。これにより、深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、深いフォトダイオード拡散層102が形成される。深いフォトダイオード拡散層102を形成した後に、レジストマスク141を除去する。   First, as shown in FIG. 3A, an element isolation film 101 is formed on a p-type semiconductor substrate 100. After the element isolation film 101 is formed, a resist mask 141 is formed. An n-type impurity for a deep photodiode diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 141. Thereby, the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer is implanted in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth with a predetermined concentration distribution. In this way, the deep photodiode diffusion layer 102 is formed. After forming the deep photodiode diffusion layer 102, the resist mask 141 is removed.

次に、図3(B)に示されたように、レジストマスク142を形成する。レジストマスク142を形成した後に、p型半導体基板100に、レジストマスク142の開口を通して、深い拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、深い拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、深い拡散層114が形成される。引き続き、p型半導体基板100に、レジストマスク142の開口を通して、中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物をイオン注入する。これにより、中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、中間拡散層124が形成される。深い拡散層114及び中間拡散層124を形成した後に、レジストマスク142を除去する。   Next, as shown in FIG. 3B, a resist mask 142 is formed. After forming the resist mask 142, p-type impurities for deep diffusion layers are ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the openings of the resist mask 142. Thus, the p-type impurity for the deep diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the deep diffusion layer 114 is formed. Subsequently, a p-type impurity or n-type impurity for the intermediate diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 142. Thereby, p-type impurities or n-type impurities for the intermediate diffusion layer are implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the intermediate diffusion layer 124 is formed. After forming the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124, the resist mask 142 is removed.

次に、画素セルの形成領域の全体を開口とするレジストマスク(図示せず)を形成する。レジストマスクを形成した後に、p型半導体基板100に、レジストマスクの開口を通して、浅い拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、浅い拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入されて、図3(C)に示されたように、浅い拡散層134が形成される。浅い拡散層134を形成した後に、レジストマスクを除去する。   Next, a resist mask (not shown) having an opening in the entire pixel cell formation region is formed. After forming the resist mask, p-type impurities for shallow diffusion layers are ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask. As a result, the p-type impurity for the shallow diffusion layer is implanted in a predetermined concentration distribution in the range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to the predetermined depth, and the shallow diffusion is performed as shown in FIG. Layer 134 is formed. After the shallow diffusion layer 134 is formed, the resist mask is removed.

次に、図3(D)に示されたように、ゲート絶縁膜105、転送ゲート電極106、ゲート絶縁膜107及びリセットゲート電極108を形成し、付加拡散層113も形成する。なお、転送ゲート電極106及びリセットゲート電極108と同時に、増幅トランジスタのゲート電極(図示せず)や選択トランジスタのゲート電極(図示せず)等も形成すればよい。転送ゲート電極106及びリセットゲート電極108を形成した後に、レジストマスク(図示せず)を形成する。形成されたレジストマスクの開口を通して、p型半導体基板100に、付加拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、付加拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、付加拡散層113が形成される。なお、付加拡散層113の形成において、転送ゲート電極106をマスクの一部として用いればよい。それにより、付加拡散層113における転送ゲート電極106側の端を、転送ゲート電極106に対して自己整合的に位置決めすることができる。また、浅い拡散層134がすでに形成されている個所にさらにイオン注入されて付加拡散層113が形成されるので、付加拡散層113と浅い拡散層134との境界において、それらの濃度分布が所定の値から異なることはない。なお、付加拡散層113を形成するためのイオン注入は、浅い拡散層134の濃度を考慮して、その濃度を決める。このように、転送ゲート電極106の位置に対して、自己整合的に付加拡散層113と浅い拡散層134との境界位置が決定される。また、付加拡散層113と浅い拡散層134との境界の濃度分布が所定の値となる。これらのことから、電位ポケットが生じることがなく、実施の形態1の固体撮像装置の動作に問題が生じることはない。   Next, as shown in FIG. 3D, a gate insulating film 105, a transfer gate electrode 106, a gate insulating film 107, and a reset gate electrode 108 are formed, and an additional diffusion layer 113 is also formed. Note that the gate electrode (not shown) of the amplification transistor, the gate electrode (not shown) of the selection transistor, and the like may be formed simultaneously with the transfer gate electrode 106 and the reset gate electrode 108. After the transfer gate electrode 106 and the reset gate electrode 108 are formed, a resist mask (not shown) is formed. A p-type impurity for the additional diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the formed resist mask. Thereby, the p-type impurity for the additional diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the additional diffusion layer 113 is formed. Note that the transfer gate electrode 106 may be used as part of the mask in the formation of the additional diffusion layer 113. Thereby, the end of the additional diffusion layer 113 on the transfer gate electrode 106 side can be positioned in a self-aligned manner with respect to the transfer gate electrode 106. Further, since the additional diffusion layer 113 is formed by further ion-implanting the portion where the shallow diffusion layer 134 has already been formed, the concentration distribution of the additional diffusion layer 113 and the shallow diffusion layer 134 has a predetermined distribution at the boundary. There is no difference from the value. Note that the concentration of ion implantation for forming the additional diffusion layer 113 is determined in consideration of the concentration of the shallow diffusion layer 134. As described above, the boundary position between the additional diffusion layer 113 and the shallow diffusion layer 134 is determined in a self-aligned manner with respect to the position of the transfer gate electrode 106. Further, the concentration distribution at the boundary between the additional diffusion layer 113 and the shallow diffusion layer 134 has a predetermined value. For these reasons, no potential pocket is generated, and no problem occurs in the operation of the solid-state imaging device of the first embodiment.

なお、付加拡散層113を形成するためのイオン注入を、p型半導体基板100に対して、角度をつけて注入いわゆる斜め注入すればよい。これにより、不純物の入り込み量が一定になるため、付加拡散層113を所定の深さとなるよう高精度で作製することができる。具体的には、例えば、p型半導体基板100の垂線に対して、45°の角度でイオンビームを入射させることで、斜め注入がなされる。なお、イオン注入の加速エネルギーは15eV程度とすればよい。このとき、付加拡散層113の端部は、転送ゲート電極106側に転送ゲート電極106の端部に対して約0.1μm程度入り込む。イオン注入の角度は、p型半導体基板100の垂線に対して7°以上とすればよい。好ましくは、イオン注入の角度は、p型半導体基板100の垂線に対して10°〜45°とすればよい。例えば、イオン注入の角度は、p型半導体基板100の垂線に対して25°及び45°で行われている。   Note that ion implantation for forming the additional diffusion layer 113 may be performed at an angle with respect to the p-type semiconductor substrate 100, that is, so-called oblique implantation. Thereby, since the amount of impurities entering is constant, the additional diffusion layer 113 can be manufactured with high accuracy so as to have a predetermined depth. Specifically, for example, the ion beam is incident at an angle of 45 ° with respect to the perpendicular of the p-type semiconductor substrate 100, whereby the oblique implantation is performed. Note that the ion implantation acceleration energy may be about 15 eV. At this time, the end portion of the additional diffusion layer 113 enters the transfer gate electrode 106 side by about 0.1 μm with respect to the end portion of the transfer gate electrode 106. The angle of ion implantation may be 7 ° or more with respect to the normal of the p-type semiconductor substrate 100. Preferably, the angle of ion implantation may be 10 ° to 45 ° with respect to the normal of the p-type semiconductor substrate 100. For example, the angle of ion implantation is 25 ° and 45 ° with respect to the normal of the p-type semiconductor substrate 100.

付加拡散層113を形成した後、図3(E)に示されているように、浮遊拡散層109及び電源拡散層110を形成する。まず、p型半導体基板100にレジストマスク(図示せず)を形成する。形成されたレジストマスクの開口を通してn型不純物を注入し、浮遊拡散層109及び電源拡散層110を一括して形成する。なお、浮遊拡散層109及び電源拡散層110の形成において、転送ゲート電極106又はリセットゲート電極108をマスクの一部として用いればよい。それにより、浮遊拡散層109における転送ゲート電極106側の端及びリセットゲート電極108側の端、並びに、電源拡散層110のリセットゲート電極108側の端を、転送ゲート電極106又はリセットゲート電極108に対して自己整合的に位置決めすることができる。   After forming the additional diffusion layer 113, the floating diffusion layer 109 and the power source diffusion layer 110 are formed as shown in FIG. First, a resist mask (not shown) is formed on the p-type semiconductor substrate 100. An n-type impurity is implanted through the opening of the formed resist mask, and the floating diffusion layer 109 and the power source diffusion layer 110 are collectively formed. Note that in forming the floating diffusion layer 109 and the power supply diffusion layer 110, the transfer gate electrode 106 or the reset gate electrode 108 may be used as part of the mask. Accordingly, the end on the transfer gate electrode 106 side and the end on the reset gate electrode 108 side in the floating diffusion layer 109 and the end on the reset gate electrode 108 side in the power source diffusion layer 110 are transferred to the transfer gate electrode 106 or the reset gate electrode 108. It can be positioned in a self-aligning manner.

ここで、深い拡散層114及び中間拡散層124の変形例について説明する。図4は、本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置における転送トランジスタ近傍の構造の変化例を部分的に表す模式的な断面図である。浅い電位ポケットの発生する可能性がある部位(以下においては、「浅い電位ポケット部位」と略記する)の位置から深い電位ポケット部位の位置又は電位バリア部位の位置までの水平方向の位置ずれが大きい場合に好ましい構成である。   Here, modified examples of the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124 will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view partially showing a change example of the structure in the vicinity of the transfer transistor in the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. Large horizontal displacement from the position of a potential shallow potential pocket (hereinafter abbreviated as “shallow potential pocket”) to the position of a deep potential pocket or potential barrier This is a preferred configuration in some cases.

図4に示されたように、p型半導体基板100の表面において、深い拡散層214の左端の位置は、浅いフォトダイオード拡散層103の右端の位置よりも左側であることが好ましい。これにより、深い拡散層214の端部が深部側の電位ポケット部位から水平方向の左側に遠ざかる。したがって、浅い電位ポケット部位と深い電位ポケット部位との水平方向の位置ずれが大きい場合でも、深部側の電位ポケットの発生を良好に抑制できる。また、深部側の電位ポケット部位の近傍において、深い拡散層用のp型不純物の水平濃度分布の均一性が向上する。したがって、浅い電位ポケット部位と深い電位ポケット部位との水平方向の位置ずれが大きくても、信号電荷の転送効率における作製誤差等の依存性を低減できる。このように、深部側の電位ポケットの発生・非発生の個体差を更に良好に抑制することができる。   As shown in FIG. 4, the left end position of the deep diffusion layer 214 is preferably on the left side of the right end position of the shallow photodiode diffusion layer 103 on the surface of the p-type semiconductor substrate 100. As a result, the end portion of the deep diffusion layer 214 moves away from the potential pocket portion on the deep side to the left side in the horizontal direction. Therefore, even when the horizontal displacement between the shallow potential pocket portion and the deep potential pocket portion is large, the generation of the potential pocket on the deep side can be satisfactorily suppressed. In addition, the uniformity of the horizontal concentration distribution of the p-type impurity for the deep diffusion layer is improved in the vicinity of the deep potential pocket portion. Therefore, even if the horizontal displacement between the shallow potential pocket portion and the deep potential pocket portion is large, the dependency of the signal charge transfer efficiency, such as manufacturing error, can be reduced. Thus, the individual difference between generation and non-occurrence of the potential pocket on the deep side can be further suppressed.

また、p型半導体基板100の表面において、深い拡散層214の左端の位置が、深いフォトダイオード拡散層102の左端の位置と実質的に同一又はそれよりも左側であることが更に好ましい。これにより、深いフォトダイオード拡散層102において浅いフォトダイオード拡散層103の真下の部分の光電変換効率を概ね場所に依存せずに均一にできる。   Further, it is more preferable that the left end position of the deep diffusion layer 214 is substantially the same as the left end position of the deep photodiode diffusion layer 102 or the left side of the deep diffusion layer 214 on the surface of the p-type semiconductor substrate 100. Thereby, in the deep photodiode diffusion layer 102, the photoelectric conversion efficiency of the portion directly below the shallow photodiode diffusion layer 103 can be made uniform almost independently of the place.

なお、深い拡散層214の左端は、浅いフォトダイオード拡散層103の右端の位置から深いフォトダイオード拡散層102の左端の位置までの間に位置しないほうがよい。このような配置とすることで、深い拡散層用のp型不純物を含む部分と深い拡散層用のp型不純物を含まない部分とが形成され、それらの部分で光電変換効率が変化してしまい、撮像画像の画質が劣化するためである。   It should be noted that the left end of the deep diffusion layer 214 should not be positioned between the right end position of the shallow photodiode diffusion layer 103 and the left end position of the deep photodiode diffusion layer 102. With such an arrangement, a portion containing the p-type impurity for the deep diffusion layer and a portion not containing the p-type impurity for the deep diffusion layer are formed, and the photoelectric conversion efficiency changes in those portions. This is because the image quality of the captured image deteriorates.

また、図4に示されたように、p型半導体基板100の表面において、中間拡散層224の左端の位置は、浅いフォトダイオード拡散層103の右端の位置よりも左側であることが好ましい。これにより、電位バリア部位の近傍において、中間拡散層用の不純物の水平濃度分布の均一性が向上する。したがって、浅い電位ポケット部位と電位バリア部位との水平方向の位置ずれが大きい場合でも、信号電荷の転送効率における作製誤差等の依存性を低減できる。更に好ましくは、p型半導体基板100の表面において、中間拡散層224の左端の位置が、深いフォトダイオード拡散層102の左端の位置と実質的に同一又はその位置よりも左側とすればよい。それにより、上記の深い拡散層214の場合と同様に、深いフォトダイオード拡散層102において浅いフォトダイオード拡散層103の真下の部分の光電変換効率を概ね場所に依存せずに均一にできる。   As shown in FIG. 4, the left end position of the intermediate diffusion layer 224 is preferably on the left side of the right end position of the shallow photodiode diffusion layer 103 on the surface of the p-type semiconductor substrate 100. This improves the uniformity of the horizontal concentration distribution of the impurity for the intermediate diffusion layer in the vicinity of the potential barrier region. Therefore, even when the horizontal displacement between the shallow potential pocket portion and the potential barrier portion is large, the dependency of the signal charge transfer efficiency such as the manufacturing error can be reduced. More preferably, on the surface of the p-type semiconductor substrate 100, the position of the left end of the intermediate diffusion layer 224 may be substantially the same as the position of the left end of the deep photodiode diffusion layer 102 or the left side of the position. As a result, as in the case of the deep diffusion layer 214 described above, the photoelectric conversion efficiency of the portion immediately below the shallow photodiode diffusion layer 103 in the deep photodiode diffusion layer 102 can be made uniform regardless of the location.

(実施の形態2)
実施の形態2では、本発明に係る第2の固体撮像装置について説明する。実施の形態2の固体撮像装置において、浅い拡散層及び付加拡散層以外は上記の実施の形態1に係る固体撮像装置と同一の構成である。したがって、上記の実施の形態1と実質的に同一の機能を有する部材については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。図5は、本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例を部分的に表す模式的な断面図である。
(Embodiment 2)
In Embodiment 2, a second solid-state imaging device according to the present invention will be described. The solid-state imaging device according to the second embodiment has the same configuration as the solid-state imaging device according to the first embodiment except for the shallow diffusion layer and the additional diffusion layer. Therefore, members having substantially the same functions as those of the first embodiment are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof are omitted. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view partially showing a structural example in the vicinity of the transfer transistor in one pixel cell of the solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention.

図5に示されたように、p型半導体基板100には、転送ゲート電極106下の領域の少なくとも一部を含むように、互いに深さの異なる深い拡散層114、中間拡散層124及び浅い拡散層234が形成されている。また、p型半導体基板100には、深いフォトダイオード拡散層102の表面側の少なくとも一部及び転送ゲート電極106下の領域を含むように、付加拡散層213が形成されている。実施の形態2の固体撮像装置では、付加拡散層213を形成したことによって、実施の形態1の固体撮像装置と同様に暗電流を低減できる。良好に暗電流を低減するためには、深いフォトダイオード拡散層102の表面側の全領域が付加拡散層213と重なっていることが好ましい。図5に示されたように、付加拡散層213が画素領域の全体に形成されている場合には、深いフォトダイオード拡散層102と付加拡散層213とは、深いフォトダイオード拡散層102の表面側の全領域で確実に重なる。   As shown in FIG. 5, the p-type semiconductor substrate 100 includes a deep diffusion layer 114, an intermediate diffusion layer 124, and a shallow diffusion having different depths so as to include at least a part of the region under the transfer gate electrode 106. Layer 234 is formed. Further, in the p-type semiconductor substrate 100, an additional diffusion layer 213 is formed so as to include at least part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer 102 and a region under the transfer gate electrode 106. In the solid-state imaging device of the second embodiment, dark current can be reduced by forming the additional diffusion layer 213 as in the solid-state imaging device of the first embodiment. In order to satisfactorily reduce the dark current, it is preferable that the entire region on the surface side of the deep photodiode diffusion layer 102 overlaps with the additional diffusion layer 213. As shown in FIG. 5, when the additional diffusion layer 213 is formed in the entire pixel region, the deep photodiode diffusion layer 102 and the additional diffusion layer 213 are on the surface side of the deep photodiode diffusion layer 102. It overlaps reliably in all areas.

また、転送ゲート電極106下の領域には、浅い拡散層234と付加拡散層213とが重なっている領域が形成されていて、この領域の不純物の水平濃度分布は実質的に均一である。これにより、転送トランジスタの閾値電圧を良好に制御できる。また、浅い拡散層用の不純物の濃度分布及び付加拡散層用の不純物の濃度分布は、表面側の電位ポケットが発生しないように制御することが好ましい。それにより、信号電荷の転送効率が向上する。   In addition, a region where the shallow diffusion layer 234 and the additional diffusion layer 213 overlap is formed in the region under the transfer gate electrode 106, and the horizontal concentration distribution of impurities in this region is substantially uniform. Thereby, the threshold voltage of the transfer transistor can be favorably controlled. Further, the impurity concentration distribution for the shallow diffusion layer and the impurity concentration distribution for the additional diffusion layer are preferably controlled so as not to generate a potential pocket on the surface side. Thereby, the transfer efficiency of the signal charge is improved.

浅い拡散層234と付加拡散層213とは、どちらもp型不純物を含んでいるため、これらが重なっている個所の不純物濃度は、浅い拡散層234の不純物含有量及び付加拡散層213の不純物含有量により決まる。したがって、付加拡散層213において、浅い拡散層234が形成された領域と、浅い拡散層234が形成されていない領域とでは、不純物濃度が異なる。そのため、付加拡散層213の表面側における水平方向の不純物濃度は、転送ゲート電極106下の領域周辺において、浅い拡散層234が形成された領域の端を境界として、異なる値となる。このように、従来の固体撮像装置のように、付加拡散層と浅い拡散層との間にこれらよりも不純物の濃度が高い個所が生じることがなく、所定の濃度分布を実現できるため、電位ポケットが生じることがない。また、付加拡散層213が形成されていることから、暗電流が生じることもない。   Since both the shallow diffusion layer 234 and the additional diffusion layer 213 contain p-type impurities, the impurity concentration of the portion where they overlap is the impurity content of the shallow diffusion layer 234 and the impurity content of the additional diffusion layer 213. It depends on the amount. Therefore, in the additional diffusion layer 213, the impurity concentration differs between the region where the shallow diffusion layer 234 is formed and the region where the shallow diffusion layer 234 is not formed. Therefore, the horizontal impurity concentration on the surface side of the additional diffusion layer 213 has different values around the region under the transfer gate electrode 106, with the edge of the region where the shallow diffusion layer 234 is formed as a boundary. Thus, unlike the conventional solid-state imaging device, there is no portion where the concentration of impurities is higher between the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer, and a predetermined concentration distribution can be realized. Will not occur. Further, since the additional diffusion layer 213 is formed, no dark current is generated.

また、実施の形態2の固体撮像装置では、実施の形態1の固体撮像装置の場合と同様に、深い拡散層114と中間拡散層124との双方又は深い拡散層114のみが形成されていることが好ましい。実施の形態1と同様に、p型半導体基板100の表面において、深い拡散層114の右端及び左端の位置は、図5に示されたように、それぞれ、中間拡散層124の右端及び左端の位置と実質的に同一であることが好ましい。また、図5に示されたように、浅い拡散層234の右端及び左端の位置も、深い拡散層114の右端及び左端の位置ならびに中間拡散層124の右端及び左端と実質的に同一であることが好ましい。この場合、後述の製造工程において、深い拡散層114、中間拡散層124及び浅い拡散層234を形成するためのレジストマスクを兼用することができ、製造工程を簡素化できるという効果を奏する。   Further, in the solid-state imaging device of the second embodiment, both the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124 or only the deep diffusion layer 114 are formed, as in the case of the solid-state imaging device of the first embodiment. Is preferred. As in the first embodiment, the positions of the right end and the left end of the deep diffusion layer 114 on the surface of the p-type semiconductor substrate 100 are the positions of the right end and the left end of the intermediate diffusion layer 124, respectively, as shown in FIG. And substantially the same. Further, as shown in FIG. 5, the right end and left end positions of the shallow diffusion layer 234 are substantially the same as the right end and left end positions of the deep diffusion layer 114 and the right end and left end of the intermediate diffusion layer 124. Is preferred. In this case, a resist mask for forming the deep diffusion layer 114, the intermediate diffusion layer 124, and the shallow diffusion layer 234 can be used in the manufacturing process described later, and the manufacturing process can be simplified.

なお、p型半導体基板100において、深い電位ポケット部位の位置と電位バリア部位の位置と浅い電位ポケット部位の位置は、垂直方向ばかりでなく水平方向にもずれている。したがって、それらの位置ずれが大きい場合には、深い拡散層114の左端の位置、中間拡散層124の左端の位置及び浅い拡散層234の左端の位置の少なくとも1つの位置を異ならせる方が好ましい場合がある。   In the p-type semiconductor substrate 100, the position of the deep potential pocket part, the position of the potential barrier part, and the position of the shallow potential pocket part are shifted not only in the vertical direction but also in the horizontal direction. Therefore, when the positional deviation is large, it is preferable that at least one of the left end position of the deep diffusion layer 114, the left end position of the intermediate diffusion layer 124, and the left end position of the shallow diffusion layer 234 is different. There is.

なお、深い拡散層114及び中間拡散層124は、実施の形態1の固体撮像装置の場合と同様に、実施の形態2の固体撮像装置においても必須構成要素ではない。   Note that the deep diffusion layer 114 and the intermediate diffusion layer 124 are not essential components in the solid-state imaging device of the second embodiment as in the case of the solid-state imaging device of the first embodiment.

実施の形態2の固体撮像装置は、暗電流の低減に寄与する深いフォトダイオード拡散層102の表面近傍に位置する付加拡散層213のp型不純物の濃度を、閾値電圧の調整に寄与するゲート電極106下の表面近傍に位置する浅い拡散層234のp型不純物の濃度よりも低濃度にしたい場合に好ましい構造である。   In the solid-state imaging device according to the second embodiment, the concentration of the p-type impurity in the additional diffusion layer 213 located in the vicinity of the surface of the deep photodiode diffusion layer 102 that contributes to the reduction of dark current is used to adjust the threshold voltage. This is a preferable structure when it is desired to make the concentration lower than the concentration of the p-type impurity in the shallow diffusion layer 234 located near the surface under 106.

ここで、図6に示された実施の形態2の固体撮像装置の製造方法について説明する。図6(A)〜(D)は、本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の製造方法の一例を説明するための模式的な工程別断面図である。図6(A)〜(D)には、1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例が部分的に表されている。   Here, a method for manufacturing the solid-state imaging device of the second embodiment shown in FIG. 6 will be described. 6A to 6D are schematic cross-sectional views by process for explaining an example of a method for manufacturing the solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention. 6A to 6D partially show structural examples in the vicinity of the transfer transistor in one pixel cell.

まず、図6(A)に示されたように、p型半導体基板100に素子分離膜101を形成する。素子分離膜101を形成した後に、画素セルの形成領域の全体を開口とするレジストマスク(図示せず)を形成する。p型半導体基板100に、レジストマスクの開口を通して、付加拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、付加拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、付加拡散層213が形成される。付加拡散層213を形成した後に、レジストマスクを除去する。   First, as shown in FIG. 6A, an element isolation film 101 is formed on a p-type semiconductor substrate 100. After the element isolation film 101 is formed, a resist mask (not shown) having the entire pixel cell formation region as an opening is formed. A p-type impurity for the additional diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask. Thereby, the p-type impurity for the additional diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the additional diffusion layer 213 is formed. After forming the additional diffusion layer 213, the resist mask is removed.

次に、図6(B)に示されたように、レジストマスク141を形成する。レジストマスク141を形成した後に、レジストマスク141の開口を通して、p型半導体基板100に深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物をイオン注入する。これにより、深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、深いフォトダイオード拡散層102が形成される。深いフォトダイオード拡散層102を形成した後に、レジストマスク141を除去する。   Next, as shown in FIG. 6B, a resist mask 141 is formed. After forming the resist mask 141, n-type impurities for deep photodiode diffusion layers are ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 141. Thereby, the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer is implanted in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth with a predetermined concentration distribution. In this way, the deep photodiode diffusion layer 102 is formed. After forming the deep photodiode diffusion layer 102, the resist mask 141 is removed.

次に、図6(C)に示されたように、レジストマスク142を形成する。レジストマスク142を形成した後に、レジストマスク142の開口を通して、p型半導体基板100に深い拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、深い拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入される。このようにして、深い拡散層114が形成される。引き続き、レジストマスク142の開口を通して、p型半導体基板100に中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物をイオン注入する。これにより、中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物がp型半導体基板の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入されて、中間拡散層124が形成される。引き続き、レジストマスク142の開口を通して、p型半導体基板100に浅い拡散層用のp型不純物をイオン注入する。これにより、浅い拡散層用のp型不純物がp型半導体基板100の表面から所定の深さまでの範囲に所定の濃度分布で注入されて、浅い拡散層234が形成される。深い拡散層114、中間拡散層124及び浅い拡散層234を形成した後に、レジストマスク142を除去する。なお、深い拡散層114、中間拡散層124及び浅い拡散層234は、それぞれ任意の順序で形成されてもよい。   Next, as shown in FIG. 6C, a resist mask 142 is formed. After the resist mask 142 is formed, a p-type impurity for a deep diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 142. Thus, the p-type impurity for the deep diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth. In this way, the deep diffusion layer 114 is formed. Subsequently, a p-type impurity or an n-type impurity for the intermediate diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 142. Thereby, the p-type impurity or the n-type impurity for the intermediate diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate to a predetermined depth, so that the intermediate diffusion layer 124 is formed. Subsequently, a p-type impurity for a shallow diffusion layer is ion-implanted into the p-type semiconductor substrate 100 through the opening of the resist mask 142. As a result, the p-type impurity for the shallow diffusion layer is implanted with a predetermined concentration distribution in a range from the surface of the p-type semiconductor substrate 100 to a predetermined depth, so that the shallow diffusion layer 234 is formed. After the deep diffusion layer 114, the intermediate diffusion layer 124, and the shallow diffusion layer 234 are formed, the resist mask 142 is removed. Note that the deep diffusion layer 114, the intermediate diffusion layer 124, and the shallow diffusion layer 234 may be formed in any order.

なお、p型半導体基板100の表面において、浅い拡散層234を形成する個所には、付加拡散層213が形成されているため、すでにp型不純物がイオン注入されている。したがって、浅い拡散層234において、付加拡散層213と重なって形成された個所は、付加拡散層213の濃度分布に影響を受けて、高濃度となる。そこで、浅い拡散層234に注入する不純物の量は、このことを考慮して決定する。この場合は、付加拡散層213の濃度が、浅い拡散層234の濃度よりも低くなる。付加拡散層213と浅い拡散層234とはこの濃度の差により決定される。   Note that, on the surface of the p-type semiconductor substrate 100, since the additional diffusion layer 213 is formed at the place where the shallow diffusion layer 234 is formed, the p-type impurity has already been ion-implanted. Therefore, the portion of the shallow diffusion layer 234 that is formed so as to overlap with the additional diffusion layer 213 is affected by the concentration distribution of the additional diffusion layer 213 and has a high concentration. Therefore, the amount of impurities implanted into the shallow diffusion layer 234 is determined in consideration of this. In this case, the concentration of the additional diffusion layer 213 is lower than the concentration of the shallow diffusion layer 234. The additional diffusion layer 213 and the shallow diffusion layer 234 are determined by the difference in concentration.

前述のように、作製誤差等により浅い拡散層234の形成位置がずれれば、付加拡散層213と浅い拡散層234との境界位置にずれが生じる。しかし、作製誤差等により、付加拡散層213と浅い拡散層234との境界における濃度分布がばらつくことはない。つまり、浅い拡散層234の不純物濃度は、水平方向におけるいずれの個所においても付加拡散層213の不純物濃度よりも高くなる。そのため、電位ポケットが生じることはなく、実施の形態2の固体撮像装置の動作に問題が生じることがない。なお、作製誤差等により生じる、付加拡散層213と浅い拡散層234との境界位置のずれは、実施の形態2の固体撮像装置の動作において問題にはならない程度のものである。   As described above, if the formation position of the shallow diffusion layer 234 is shifted due to a manufacturing error or the like, the boundary position between the additional diffusion layer 213 and the shallow diffusion layer 234 is shifted. However, the concentration distribution at the boundary between the additional diffusion layer 213 and the shallow diffusion layer 234 does not vary due to manufacturing errors or the like. That is, the impurity concentration of the shallow diffusion layer 234 is higher than the impurity concentration of the additional diffusion layer 213 at any location in the horizontal direction. Therefore, no potential pocket is generated, and no problem occurs in the operation of the solid-state imaging device of the second embodiment. Note that the deviation of the boundary position between the additional diffusion layer 213 and the shallow diffusion layer 234 caused by a manufacturing error or the like is such that it does not cause a problem in the operation of the solid-state imaging device of the second embodiment.

なお、浅い拡散層用のp型不純物の濃度分布及び付加拡散層用のp型不純物の濃度分布は、それぞれ暗電流が低減しかつ転送トランジスタの閾値電圧が所望の範囲の値となるようにする。また、これらの濃度分布は、主転送経路に沿った電位分布における表面側の電位ポケットが発生しない又は表面側の電位ポケットの深さが浅くなるように最適化すればよい。   The concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer and the concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer are such that the dark current is reduced and the threshold voltage of the transfer transistor is in a desired range. . These concentration distributions may be optimized so that no potential pockets on the surface side in the potential distribution along the main transfer path are generated or the depth of the potential pockets on the surface side is shallow.

暗電流は、主に付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御することによって調整される。なお、付加拡散層213と重なる他の拡散層が形成される場合、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は、他の拡散層用の不純物の垂直濃度分布をも考慮して制御される。例えば、図5に示された構成であれば、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は、深いフォトダイオード拡散層用のn型不純物の垂直濃度分布や浅いフォトダイオード拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布をも考慮して制御される。   The dark current is adjusted mainly by controlling the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer. When another diffusion layer overlapping with the additional diffusion layer 213 is formed, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer is controlled in consideration of the vertical concentration distribution of the impurity for the other diffusion layer. The For example, in the configuration shown in FIG. 5, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer is the vertical concentration distribution of the n-type impurity for the deep photodiode diffusion layer or the p concentration for the shallow photodiode diffusion layer. It is controlled in consideration of the vertical concentration distribution of the type impurities.

一方、転送トランジスタの閾値電圧は、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を考慮して浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布を制御することによって調整される。なお、転送ゲート電極106下において、付加拡散層213以外に、浅い拡散層234と重なる他の拡散層が形成される場合、それら他の拡散層用の不純物の垂直濃度分布をも考慮して浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は制御される。例えば、図5に示された固体撮像装置には、深い拡散層114や中間拡散層124が形成されている。この場合、浅い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布は、付加拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布、深い拡散層用のp型不純物の垂直濃度分布及び中間拡散層用のp型不純物又はn型不純物の垂直濃度分布等を考慮して制御される。   On the other hand, the threshold voltage of the transfer transistor is adjusted by controlling the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer in consideration of the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer. In the case where other diffusion layers overlapping the shallow diffusion layer 234 are formed under the transfer gate electrode 106 in addition to the additional diffusion layer 213, the diffusion concentration is shallow considering the vertical concentration distribution of impurities for the other diffusion layers. The vertical concentration distribution of the p-type impurity for the diffusion layer is controlled. For example, in the solid-state imaging device shown in FIG. 5, a deep diffusion layer 114 and an intermediate diffusion layer 124 are formed. In this case, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the shallow diffusion layer includes the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the additional diffusion layer, the vertical concentration distribution of the p-type impurity for the deep diffusion layer, and the p-type impurity for the intermediate diffusion layer. It is controlled in consideration of the vertical concentration distribution of impurities or n-type impurities.

次に、図6(D)に示されたように、上記の実施の形態1の場合と同様にして、ゲート絶縁膜105、転送ゲート電極106、ゲート絶縁膜107、リセットゲート電極108、浅いフォトダイオード拡散層103、浮遊拡散層109及び電源拡散層110を形成する。   Next, as shown in FIG. 6D, similarly to the first embodiment, the gate insulating film 105, the transfer gate electrode 106, the gate insulating film 107, the reset gate electrode 108, the shallow photo A diode diffusion layer 103, a floating diffusion layer 109, and a power source diffusion layer 110 are formed.

以上の過程を経ることによって、実施の形態2の固体撮像装置の画素セルの主要部を作製できる。なお、深いフォトダイオード拡散層102、浅いフォトダイオード拡散層103、付加拡散層213、深い拡散層114、中間拡散層124及び浅い拡散層234の形成順序は、適宜変更することができる。また、実施の形態2の固体撮像装置の製造においては、公知のいかなる技術を用いてもよい。   Through the above process, the main part of the pixel cell of the solid-state imaging device of Embodiment 2 can be manufactured. Note that the order of forming the deep photodiode diffusion layer 102, the shallow photodiode diffusion layer 103, the additional diffusion layer 213, the deep diffusion layer 114, the intermediate diffusion layer 124, and the shallow diffusion layer 234 can be changed as appropriate. Any known technique may be used in the manufacture of the solid-state imaging device according to the second embodiment.

上記の実施の形態1及び2においては、第1導電型不純物がn型であり第2導電型不純物がp型である場合について説明したが、それらは逆の導電型であってもよい。   In the first and second embodiments, the case where the first conductivity type impurity is n-type and the second conductivity type impurity is p-type has been described, but they may be of the opposite conductivity type.

また、上記の実施の形態1及び2においては、増幅型固体撮像装置を一例として説明したが、他の構造の固体撮像装置であってもよい。また、上記においてはMOS型固体撮像装置について説明したが、フォトダイオードから転送トランジスタにかけての部分の構造はCCD型固体撮像装置でも概ね同一であるために、本発明は、CCD型固体撮像装置に適用することもできる。   In the first and second embodiments, the amplification type solid-state imaging device has been described as an example, but a solid-state imaging device having another structure may be used. Although the MOS type solid-state imaging device has been described above, the structure from the photodiode to the transfer transistor is almost the same in the CCD type solid-state imaging device. Therefore, the present invention is applied to the CCD solid-state imaging device. You can also

本発明は、固体撮像装置において、暗電流を低減すると共に、信号電荷の転送効率における作製誤差等の依存性を低減するために利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a solid-state imaging device in order to reduce dark current and reduce dependency of production error and the like on signal charge transfer efficiency.

本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例を部分的に表す模式的な断面図1 is a schematic cross-sectional view partially showing a structural example near a transfer transistor in one pixel cell of a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の製造方法の一例を説明するための模式的な工程別断面図Schematic sectional view for explaining an example of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置の製造方法の別の一例を説明するための模式的な工程別断面図Schematic sectional view for explaining another example of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る固体撮像装置における転送トランジスタ近傍の構造の変化例を部分的に表す模式的な断面図Schematic cross-sectional view partially showing an example of a change in the structure in the vicinity of the transfer transistor in the solid-state imaging device according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の1つの画素セルにおける転送トランジスタ近傍の構造例を部分的に表す模式的な断面図Schematic sectional view partially showing a structural example in the vicinity of a transfer transistor in one pixel cell of a solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態2に係る固体撮像装置の製造方法の一例を説明するための模式的な工程別断面図Schematic sectional view for explaining an example of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to Embodiment 2 of the present invention 従来の固体撮像装置の等価回路を表す概念的な回路図Conceptual circuit diagram showing equivalent circuit of conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の動作の一例を説明するためのタイミングチャートTiming chart for explaining an example of operation of a conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の転送トランジスタ近傍の構造例を表す模式的な断面図Schematic sectional view showing an example of the structure in the vicinity of a transfer transistor of a conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の信号電荷の転送における主転送経路に沿った電位分布の一例を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating an example of the electric potential distribution along the main transfer path | route in the transfer of the signal charge of the conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置における転送トランジスタ近傍の構造の他の一例を表す模式的な断面図Schematic sectional view showing another example of the structure in the vicinity of the transfer transistor in the conventional solid-state imaging device 従来の固体撮像装置の信号電荷の転送における主転送経路に沿った電位分布の他の一例を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating another example of the potential distribution along the main transfer path | route in transfer of the signal charge of the conventional solid-state imaging device. 従来の固体撮像装置における転送トランジスタ近傍の他の構造例を部分的に表す模式的な断面図Schematic sectional view partially showing another structural example in the vicinity of the transfer transistor in the conventional solid-state imaging device

符号の説明Explanation of symbols

1 画素部
2 垂直選択回路部
3 行信号保持回路部
4 水平選択回路部
5 負荷トランジスタ群
10 画素セル
11 フォトダイオード
12 転送トランジスタ
13 増幅トランジスタ
14 選択トランジスタ
15 リセットトランジスタ
21 転送信号線
22 ドレイン線
23 垂直信号線
24 行選択信号線
25 リセット信号線
26 列選択信号線
100 p型半導体基板
101 素子分離膜
102 深いフォトダイオード拡散層
103 浅いフォトダイオード拡散層
105 ゲート絶縁膜
106 転送ゲート電極
107 ゲート絶縁膜
108 リセットゲート電極
109 浮遊拡散層
110 電源拡散層
112、212 オーバーラップ部
113、213 付加拡散層
114、214、414 深い拡散層
124、224、424 中間拡散層
134、234、434 浅い拡散層
141、142 レジストマスク
404 閾値拡散層
413 表面ボロン層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pixel part 2 Vertical selection circuit part 3 Row signal holding circuit part 4 Horizontal selection circuit part 5 Load transistor group 10 Pixel cell 11 Photodiode 12 Transfer transistor 13 Amplification transistor 14 Selection transistor 15 Reset transistor 21 Transfer signal line 22 Drain line 23 Vertical Signal line 24 Row selection signal line 25 Reset signal line 26 Column selection signal line 100 p-type semiconductor substrate 101 element isolation film 102 deep photodiode diffusion layer 103 shallow photodiode diffusion layer 105 gate insulating film 106 transfer gate electrode 107 gate insulating film 108 Reset gate electrode 109 Floating diffusion layer 110 Power source diffusion layer 112, 212 Overlap portion 113, 213 Additional diffusion layer 114, 214, 414 Deep diffusion layer 124, 224, 424 Intermediate diffusion layer 134, 34,434 shallow diffusion layers 141 and 142 resist mask 404 threshold diffusion layer 413 surface boron layer

Claims (7)

半導体基板の上部における画素セル形成領域の一部、第1導電型の深いフォトダイオード拡散層を形成する工程(a)と、
前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第2導電型の付加拡散層を形成する工程(b)と、
前記画素セル形成領域の全体に、第2導電型の浅い拡散層を形成する工程(c)と、
前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第2導電型の浅いフォトダイオード拡散層を形成する工程(d)と、
記半導体基板における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域の上に絶縁膜を形成する工程(e)と、
前記絶縁膜の上に、転送ゲート電極を形成する工程(f)
前記絶縁膜及び前記転送ゲート電極を間に介在させ、前記深いフォトダイオード拡散層及び前記浅いフォトダイオード拡散層の双方と離隔するように、前記画素セル形成領域に浮遊拡散層を形成する工程(g)とを備え
前記深いフォトダイオード拡散層は、外光の入射によって発生する信号電荷を蓄積し、
前記転送ゲート電極は、前記深いフォトダイオード拡散層から前記浮遊拡散層への前記信号電荷の転送を制御し、
前記付加拡散層及び前記浅い拡散層は、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い、固体撮像装置の製造方法。
A step (a) of forming a deep photodiode diffusion layer of the first conductivity type in a part of the pixel cell formation region on the semiconductor substrate;
Forming a second conductivity type additional diffusion layer in the pixel cell formation region so as to include at least part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer;
A step (c) of forming a shallow diffusion layer of the second conductivity type over the entire pixel cell formation region;
A step (d) of forming a shallow photodiode diffusion layer of a second conductivity type in the pixel cell formation region so as to include a part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer;
And (e) forming an insulating film on a region adjacent to the deep photodiode diffusion layer before Symbol semiconductor substrate,
On the insulating film, and (f) forming a transfer gate electrode,
Forming a floating diffusion layer in the pixel cell formation region so as to be separated from both the deep photodiode diffusion layer and the shallow photodiode diffusion layer with the insulating film and the transfer gate electrode interposed therebetween (g) ) and equipped with a,
The deep photodiode diffusion layer accumulates signal charges generated by incident external light,
The transfer gate electrode controls transfer of the signal charge from the deep photodiode diffusion layer to the floating diffusion layer,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer are shallower than the shallow photodiode diffusion layer .
前記工程(c)を前記工程(e)の前に実施し、
前記工程(b)を前記工程(f)の後で、前記絶縁膜及び前記転送ゲート電極をマスクとして実施する請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。
Performing the step (c) before the step (e) ;
The method of manufacturing a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the step (b) is performed after the step (f) using the insulating film and the transfer gate electrode as a mask.
半導体基板の上部における画素セル形成領域の全体、第2導電型の付加拡散層を形成する工程(a)と、
前記付加拡散層の一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第1導電型の深いフォトダイオード拡散層を形成する工程(b)と、
前記画素セル形成領域における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域に、第2導電型の浅い拡散層を形成する工程(c)と、
前記深いフォトダイオード拡散層の表面側の一部を含むように、前記画素セル形成領域に、第2導電型の浅いフォトダイオード拡散層を形成する工程(d)と、
前記半導体基板における前記深いフォトダイオード拡散層に隣接する領域の上に絶縁膜を形成する工程(e)と、
前記絶縁膜の上に、転送ゲート電極を形成する工程(f)と、
前記絶縁膜および前記転送ゲート電極を間に介在させ、前記深いフォトダイオード拡散層及び前記浅いフォトダイオード拡散層の双方と離隔するように、前記画素セル形成領域に浮遊拡散層を形成する工程(g)とを備え
前記浅い拡散層は、前記画素セル形成領域における前記転送ゲート電極下の領域を含み、
前記深いフォトダイオード拡散層は、外光の入射によって発生する信号電荷を蓄積し、
前記転送ゲート電極は、前記深いフォトダイオード拡散層から前記浮遊拡散層への前記信号電荷の転送を制御し、
前記付加拡散層及び前記浅い拡散層は、前記浅いフォトダイオード拡散層より浅い、固体撮像装置の製造方法。
A step (a) of forming an additional diffusion layer of the second conductivity type over the entire pixel cell formation region on the semiconductor substrate;
A step (b) of forming a first conductivity type deep photodiode diffusion layer in the pixel cell formation region so as to include a part of the additional diffusion layer;
Forming a shallow diffusion layer of the second conductivity type in a region adjacent to the deep photodiode diffusion layer in the pixel cell formation region;
A step (d) of forming a shallow photodiode diffusion layer of a second conductivity type in the pixel cell formation region so as to include a part of the surface side of the deep photodiode diffusion layer;
Forming an insulating film on a region of the semiconductor substrate adjacent to the deep photodiode diffusion layer (e);
Forming a transfer gate electrode on the insulating film (f);
Forming a floating diffusion layer in the pixel cell formation region so as to be spaced apart from both the deep photodiode diffusion layer and the shallow photodiode diffusion layer with the insulating film and the transfer gate electrode interposed therebetween (g) ) and equipped with a,
The shallow diffusion layer includes a region under the transfer gate electrode in the pixel cell formation region,
The deep photodiode diffusion layer accumulates signal charges generated by incident external light,
The transfer gate electrode controls transfer of the signal charge from the deep photodiode diffusion layer to the floating diffusion layer,
The method for manufacturing a solid-state imaging device, wherein the additional diffusion layer and the shallow diffusion layer are shallower than the shallow photodiode diffusion layer .
前記転送ゲート電極下の領域の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に前記浅い拡散層より深い第2導電型の深い拡散層を形成する工程(h)を更に備えた請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。 The step (h) of forming a deep diffusion layer of a second conductivity type deeper than the shallow diffusion layer in the pixel cell formation region so as to include at least a part of the region under the transfer gate electrode is further provided. The manufacturing method of the solid-state imaging device of any one of -3. 前記転送ゲート電極下の領域の少なくとも一部を含むように、前記画素セル形成領域に、前記浅い拡散層より深く前記深い拡散層より浅い、第1導電型もしくは第2導電型の中間拡散層を形成する工程(i)を更に備えた請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。 An intermediate diffusion layer of the first conductivity type or the second conductivity type that is deeper than the shallow diffusion layer and shallower than the deep diffusion layer is formed in the pixel cell formation region so as to include at least a part of the region under the transfer gate electrode. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 4, further comprising a step (i) of forming. 前記半導体基板に対して斜めの方向からのイオン注入により、前記画素セル形成領域に、前記付加拡散層を形成する請求項1又は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 additional diffusion layer is formed in the pixel cell formation region by ion implantation from an oblique direction with respect to the semiconductor substrate. 前記半導体基板の垂直方向に対して10°〜45°の角度を有する方向からのイオン注入により、前記画素セル形成領域に、前記付加拡散層を形成する請求項1又は2に記載の固体撮像装置の製造方法。 3. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the additional diffusion layer is formed in the pixel cell formation region by ion implantation from a direction having an angle of 10 ° to 45 ° with respect to a vertical direction of the semiconductor substrate. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6159184B2 (en) 2013-07-25 2017-07-05 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device and imaging system
JP6308864B2 (en) * 2014-05-15 2018-04-11 キヤノン株式会社 Imaging device
JP6541361B2 (en) * 2015-02-05 2019-07-10 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274450A (en) * 1998-03-19 1999-10-08 Toshiba Corp Solid-state image pick up device
JP3934827B2 (en) * 1999-06-30 2007-06-20 株式会社東芝 Solid-state imaging device
JP4449106B2 (en) * 1999-07-14 2010-04-14 ソニー株式会社 MOS type solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP4406964B2 (en) * 1999-08-05 2010-02-03 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP3635279B2 (en) * 2003-02-21 2005-04-06 松下電器産業株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and interline transfer type CCD image sensor
JP4313789B2 (en) * 2005-07-29 2009-08-12 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 Semiconductor imaging device and manufacturing method thereof

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