JP4789463B2 - 光電変換装置とその製造方法,及び撮像システム - Google Patents
光電変換装置とその製造方法,及び撮像システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4789463B2 JP4789463B2 JP2004379954A JP2004379954A JP4789463B2 JP 4789463 B2 JP4789463 B2 JP 4789463B2 JP 2004379954 A JP2004379954 A JP 2004379954A JP 2004379954 A JP2004379954 A JP 2004379954A JP 4789463 B2 JP4789463 B2 JP 4789463B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- conversion device
- angle
- ion implantation
- principal surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 70
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 44
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 39
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 29
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005465 channeling Effects 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/14689—MOS based technologies
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
イオンインプランテーション時のマスク酸化膜の薄膜化やPD形成後の熱処理による不純物プロファイルの活性化が、熱処理温度の低温化によってチャネリングを打ち消すほどの効果を発揮できなくなっていることである。
図1(a)は、本実施形態におけるCMOSセンサのPD領域形成方法を説明するための図であり、特に半導体基板の素子を形成するための一主面のオフアングル方向と、PD、転送ゲート及びFDの配置関係を示す図である。また、図1(b)はPD、転送ゲート及びFDの平面図及び該平面図のA−A‘の断面を示したものである。ここで、各PD領域はあらかじめ所望の不純物濃度プロファイルで形成されたP型のウエル領域内に形成され、LOCOS分離など素子分離領域17によって素子ごとに電気的に分離され、ポリシリコンまたはシリサイド材料をパターニングして転送ゲート2が形成されている。
図4は、本実施形態におけるCMOSセンサのPD領域形成方法、特に半導体基板の主面方位とPD、転送ゲート及びFDを示す図である。
本実施形態においては、実施形態1、2で説明した構成の両者を有する構成となっている。本実施形態におけるCMOSセンサのPD領域形成方法、特に半導体基板の主面方位とPD、転送ゲート及びFDを図5に示す。
図10は、本発明による光電変換装置をカメラに応用する場合の回路ブロックの例を示したものである。撮影レンズ1002の手前にはシャッター1001があり、露出を制御する。絞り1003により必要に応じ光量を制御し、光電変換装置1004に結像させる。光電変換装置1004から出力された信号は信号処理回路1005で処理され、A/D変換器1006によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部1007で演算処理される。処理されたディジタル信号はメモリ1010に蓄えられたり、外部I/F1013を通して外部の機器に送られる。光電変換装置1004、撮像信号処理回路1005、A/D変換器1006、信号処理部1007はタイミング発生部1008により制御される他、システム全体は全体制御部・演算部1009で制御される。記録媒体1012に画像を記録するために、出力ディジタル信号は全体制御部・演算部で制御される記録媒体制御I/F部1011を通して、記録される。
2、14 転送ゲート
3 フローティングディフュージョン
4 リセットMOSトランジスタ
5 選択MOSトランジスタ
6 ソースフォロアMOSトランジスタ
7 読み出し線
8 低電流源
11 N型シリコン基板
12 P型ウエル
13b ゲート酸化膜
15 N型電荷蓄積領域
16 表面P型層
17 選択酸化膜
18 N型高濃度領域
19 シリコン酸化膜
20 コンタクトプラグ
21 第1の配線層
22 第1の層間絶縁膜
23 第2の配線層
24 第2の層間絶縁膜
25 第3の配線層
26 パッシベーション膜
Claims (13)
- 所定方向に沿ってみたとき(100)面と成す角度が3.5°≦θ≦4.5°となる一主面を有するシリコン基板の前記一主面に複数の光電変換素子が配された光電変換装置の製造方法であって、
前記光電変換素子を構成する半導体領域を形成するためのイオン注入工程を有し、
前記イオン注入工程におけるイオン注入の方向は、
前記複数の光電変換素子のそれぞれに対して同一の角度であって、
前記一主面に垂直な方向に対して0°<φ≦45°を満たす、角度φを成し、
該注入方向の前記一主面へ投影した方向は、前記所定方向を主面へ投影した方向と、0°<α<90°を満たす、角度αを成すことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - 前記一主面はエピタキシャル層の表面であることを特徴とする請求項1または2に記載の光電変換装置の製造方法。
- 更に、前記光電変換素子からの電荷を電圧に変換するためのフローティングディフュージョンを形成する工程と、該フローティングディフュージョンへ電荷を転送するMOSトランジスタを形成する工程を有しており、前記フローティングディフュージョンは、前記転送MOSトランジスタのゲート電極を挟んで、前記光電変換素子と対向する位置に形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。
- 前記光電変換素子を構成する半導体領域を形成するためのイオン注入工程において、
前記光電変換素子を構成する半導体領域は、前記転送MOSトランジスタのゲート電極下の一部に延在するように形成され、
前記半導体領域の延在する方向は、前記所定方向を主面へ投影した方向と、40°≦α≦50°を満たす、角度αを成すことを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置の製造方法。 - (001)面方向あるいは
面方向に沿ってみたとき(100)面と成す角度が3.5°≦θ≦4.5°となる一主面を有するシリコン基板の前記一主面に、複数の光電変換素子と、該光電変換素子からの信号を転送する転送MOSトランジスタを有する光電変換装置の製造方法であって、
前記光電変換素子を構成する半導体領域を形成するためのイオン注入工程を有し、
前記イオン注入工程におけるイオン注入の方向は、
前記転送MOSトランジスタのゲート電極の下に少なくとも前記半導体領域の一部が延在するように、前記一主面に垂直な方向に対して0°<φ≦45°を満たす、角度φを成し、且つ、
該注入方向の前記一主面に投影した方向が、前記(001)面方向あるいは
面方向を前記一主面に投影した方向と、0°<α<90°を満たす、角度αを成すことを特徴とする光電変換装置の製造方法。 - 前記角度αは、40°≦α≦50°を満たすことを特徴とする請求項6に記載の光電変換装置の製造方法。
- 前記一主面はエピタキシャル層の表面であることを特徴とする請求項6または7に記載の光電変換装置の製造方法。
- 所定方向に沿ってみたとき(100)面と成す角度が3.5°≦θ≦4.5°となる一主面を有するシリコン基板の前記一主面に、複数の光電変換素子と、該光電変換素子からの信号を転送する転送MOSトランジスタを有する光電変換装置であって、
前記光電変換素子を構成する半導体領域が、前記転送MOSトランジスタのゲート電極下の一部に延在しており、該延在する方向は、前記所定方向を前記一主面に投影した方向と、0°<α<90°を満たす、角度αを成すことを特徴とする光電変換装置。 - 前記αは、40°≦α≦50°を満たすことを特徴とする請求項9または10に記載の光電変換装置。
- 前記一主面はエピタキシャル層の表面であることを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 請求項9〜12のいずれか1項に記載の光電変換装置と、該光電変換装置へ光を結像する光学系と、該光電変換装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004379954A JP4789463B2 (ja) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | 光電変換装置とその製造方法,及び撮像システム |
US11/318,930 US7541211B2 (en) | 2004-12-28 | 2005-12-28 | Photoelectric conversion device, its manufacturing method, and image pickup device |
US12/435,756 US7977760B2 (en) | 2004-12-28 | 2009-05-05 | Photoelectric conversion device, its manufacturing method, and image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004379954A JP4789463B2 (ja) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | 光電変換装置とその製造方法,及び撮像システム |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006186204A JP2006186204A (ja) | 2006-07-13 |
JP2006186204A5 JP2006186204A5 (ja) | 2008-01-31 |
JP4789463B2 true JP4789463B2 (ja) | 2011-10-12 |
Family
ID=36612207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004379954A Expired - Fee Related JP4789463B2 (ja) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | 光電変換装置とその製造方法,及び撮像システム |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7541211B2 (ja) |
JP (1) | JP4789463B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009065118A (ja) | 2007-08-09 | 2009-03-26 | Panasonic Corp | 固体撮像装置 |
JP4544360B2 (ja) * | 2008-10-24 | 2010-09-15 | トヨタ自動車株式会社 | Igbtの製造方法 |
JP5906463B2 (ja) | 2011-06-13 | 2016-04-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61144017A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-01 | Fujitsu Ltd | 半導体ウエハ |
JP2597976B2 (ja) * | 1985-03-27 | 1997-04-09 | 株式会社東芝 | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2540037B2 (ja) * | 1987-03-23 | 1996-10-02 | 日本電信電話株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JPS6433924A (en) | 1987-07-29 | 1989-02-03 | Sony Corp | Semiconductor wafer |
JPH02177426A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-10 | Hitachi Cable Ltd | 半導体ウェハの製造方法 |
JPH03248422A (ja) * | 1990-02-26 | 1991-11-06 | Nec Kansai Ltd | イオン注入方法 |
JPH04343479A (ja) | 1991-05-21 | 1992-11-30 | Nec Yamagata Ltd | 可変容量ダイオード |
JP3145851B2 (ja) * | 1993-12-20 | 2001-03-12 | 日本電気株式会社 | 半導体基板及び半導体装置 |
JPH11195618A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-21 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP3977285B2 (ja) * | 2003-05-15 | 2007-09-19 | キヤノン株式会社 | 固体撮像素子の製造方法 |
US7232712B2 (en) * | 2003-10-28 | 2007-06-19 | Dongbu Electronics Co., Ltd. | CMOS image sensor and method for fabricating the same |
JP2005191400A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Fuji Film Microdevices Co Ltd | 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 |
-
2004
- 2004-12-28 JP JP2004379954A patent/JP4789463B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-12-28 US US11/318,930 patent/US7541211B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-05-05 US US12/435,756 patent/US7977760B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20090218602A1 (en) | 2009-09-03 |
US7977760B2 (en) | 2011-07-12 |
US7541211B2 (en) | 2009-06-02 |
US20060141655A1 (en) | 2006-06-29 |
JP2006186204A (ja) | 2006-07-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5110831B2 (ja) | 光電変換装置及び撮像システム | |
US9762837B2 (en) | Photoelectric conversion device and image-pickup apparatus | |
JP4514188B2 (ja) | 光電変換装置及び撮像装置 | |
US7564079B2 (en) | Solid state imager device with leakage current inhibiting region | |
JP4916101B2 (ja) | 光電変換装置、固体撮像装置及び固体撮像システム | |
US7709869B2 (en) | Photoelectric conversion device, method of manufacturing the same, and image sensing system | |
KR101529094B1 (ko) | 고체 촬상 소자 및 카메라 | |
JP5539104B2 (ja) | 光電変換装置およびそれを用いた撮像システム | |
JP5188441B2 (ja) | 光電変換装置及び撮像システム | |
US20150325610A1 (en) | Photoelectric conversion device, method for producing photoelectric conversion device, and image pickup system | |
JP5487798B2 (ja) | 固体撮像装置、電子機器および固体撮像装置の製造方法 | |
JP4585964B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2010161236A (ja) | 光電変換装置の製造方法 | |
JP2010147193A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法、並びに電子情報機器 | |
JP2011159758A (ja) | 固体撮像装置とその製造方法、並びに電子機器 | |
JP4241527B2 (ja) | 光電変換素子 | |
JP2005347740A (ja) | 光電変換装置及び撮像システム | |
JP4789463B2 (ja) | 光電変換装置とその製造方法,及び撮像システム | |
JP4981216B2 (ja) | 光電変換装置及び撮像装置 | |
JP2007081015A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 | |
JP5478871B2 (ja) | 光電変換装置、撮像システム、及び光電変換装置の製造方法 | |
JP2006196729A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
JP6536627B2 (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 | |
JP6876240B2 (ja) | 固体撮像装置及び電子機器 | |
JP4490075B2 (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071207 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20071207 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100201 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20100630 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100727 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110307 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110607 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110627 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110712 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110719 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140729 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4789463 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |