JP4867309B2 - 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラに関し、特に、埋め込みフォトダイオードからなる受光部をもつ固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラに関する。

ＣＣＤ（Charge Coupled Device）の受光部として、埋め込みフォトダイオードが採用されている。埋め込みフォトダイオードでは、ｐｎ接合がすべて基板中に存在するため、暗電流が抑制される。埋め込みフォトダイオードからなる受光部は、ｎ型領域と、ｎ型領域の表層に形成されたｐ^＋領域とを有する（特許文献１参照）。

暗電流を抑制するため、ｐ^＋領域は高濃度に設計される。その際、チャネルストップ領域とｐ^＋領域が重なる部位において、局所的にｐ^＋濃度が上昇する。この構造の場合、読み出し電圧印加時に、局所的にｐ^＋濃度が高い部位において、強電界が発生することになる。最近のＣＣＤイメージセンサの場合、セルサイズのシュリンクに伴い、電位勾配が極めて狭い領域に印加されるため、上記、局所的なｐ^＋濃度の濃い部位に発生する電界も高く、それが要因となり、白キズが発生する現象が起こる。

この現象を回避するためには、受光部表面のＰ^＋濃度を低く設計する必要があるが、これは暗電流の増加を招くため困難である。一方、チャネルストップ領域のｐ^＋の濃度を低下させることも可能では有るが、受光部のｐ^＋領域に比べ濃度が低く、効果が得られないのが現状である。

また、受光部表面のｐ^＋領域の形成は、電極開口に対してセルフアラインで設計されるため、濃度の高いｐ^＋領域が読み出しゲート付近に注入されることになる。この際、読み出しゲート付近のバリアが高くなり、読み出し電圧の上昇を引き起こす要因となっている。

また、チャネルストップ領域近傍のｐ^＋濃度の上昇は、垂直転送部を構成するｎ^＋の転送チャネルのポテンシャルに影響するため、実効的な垂直転送路のＷ／Ｌの悪化を誘発する。このため、良好な垂直転送特性を確保するためには、チャネルストップ領域近傍のｐ^＋濃度の低減が必要となる。
特許第３３２０５８９号公報

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、暗電流を低減し、かつ、読み出し電圧の低減および受光部周囲の電界緩和を図ることができる固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、基板に行列状に形成された複数の受光部と、前記受光部の列の間において前記基板に形成された第１導電型の転送チャネルと、前記受光部の周囲に配置され、かつ、前記転送チャネルを被覆する転送電極とを有し、前記受光部は、前記基板に形成された第１導電型領域と、前記基板の表面に形成された第２導電型領域とを有し、前記第２導電型領域は、前記受光部の全面に形成された第１領域と、両側の前記転送電極に対して行方向に離れて形成され、前記第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃い第２領域とを有する。

上記の目的を達成するため、本発明の固体撮像装置の製造方法は、基板に第１導電型の転送チャネルを形成する工程と、前記基板の受光部となる領域に第１導電型領域を形成する工程と、前記転送チャネル上であって前記受光部を除く領域に、転送電極を形成する工程と、前記基板の受光部となる領域に第２導電型領域を形成する工程とを有し、前記第２導電型領域を形成する工程は、前記転送電極をマスクとして第２導電型不純物をイオン注入して、前記受光部の全面に第１領域を形成する工程と、前記イオン注入マスクを用いて前記第２導電型不純物をイオン注入して、前記第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃く、行方向に隣接する前記転送電極に対して離れた第２領域を形成する工程とを有する。

上記の目的を達成するため、本発明のカメラは、固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像面に光を結像させる光学系と、前記固体撮像装置からの出力信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路とを有し、前記固体撮像装置は、基板に行列状に形成された複数の受光部と、前記受光部の列の間において前記基板に形成された第１導電型の転送チャネルと、前記受光部の周囲に配置され、かつ、前記転送チャネルを被覆する転送電極とを有し、前記受光部は、前記基板に形成された第１導電型領域と、前記基板の表面に形成された第２導電型領域とを有し、前記第２導電型領域は、前記受光部の全面に形成された第１領域と、両側の前記転送電極に対して行方向に離れて形成され、前記第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃い第２領域とを有する。

上記の本発明では、受光部の第２導電型領域は、受光部の全面に形成された第１領域と、両側の転送電極に対して行方向に離れて形成され、第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃い第２領域とを有する。この結果、第２導電型領域の読み出し側および非読み出し側の濃度が低くなる。従って、読み出し側の領域の第２導電型不純物濃度の上昇が抑制され、読み出し電圧の上昇が抑制される。また、非読み出し側の領域の第２導電型不純物濃度の上昇が抑制され、電界集中が緩和される。

本発明によれば、暗電流を低減し、かつ、読み出し電圧の低減および受光部周囲の電界緩和を図った固体撮像装置およびカメラを実現することができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付してある。本実施形態では、本発明をインターライントランスファ方式のＣＣＤ（Charge Coupled Device）型の固体撮像装置に適用した例について説明する。ただし、転送方式に特に限定はない。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成図である。本実施形態に係る固体撮像装置１は、撮像部２と、水平転送部３と、出力部４とを有する。

撮像部２には、画素毎に行列状に配置された複数の受光部５と、受光部５の列毎に配置された垂直転送部７と、受光部５と垂直転送部７との間に配置された読み出しゲート部６とを有する。

受光部５は、例えば埋め込みフォトダイオードからなり、被写体から入射する像光（入射光）をその光量に応じた電荷量の信号電荷に光電変換して蓄積する。読み出しゲート部６は、受光部５に蓄積された信号電荷を垂直転送部７に読み出す。

垂直転送部７は、例えば４相の転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４によって駆動され、受光部５から読み出された信号電荷を垂直方向（図中、下方向）に転送する。なお、転送パルスとしては、４相に限定されるものではない。転送パルスφＶ１〜φＶ４は、例えば０Ｖあるいは−７Ｖである。

水平転送部３は、２相の転送パルスφＨ１，φＨ２によって駆動され、垂直転送部７から垂直転送された信号電荷を、水平方向（図中、左方向）に転送する。

垂直転送部７および水平転送部３は、基板に形成された転送方向に伸びる転送チャネルと、転送チャネル上に絶縁膜を介在させた状態で、転送方向に並べて形成された複数の転送電極とを有する。

出力部４は、水平転送部３により水平転送された信号電荷を電気信号に変換して出力する。出力部４は、例えばフローティングディフュージョンアンプにより構成される。出力部４は、フローティングディフュージョンＦＤとリセットゲートＲＧとリセットドレインＲＤからなるトランジスタ４ａと、アンプ４ｂと、出力端子４ｃとを有する。

水平転送部により水平転送された信号電荷量に応じてフローティングディフュージョンＦＤの電圧が変化する。フローティングディフュージョンＦＤの電圧はアンプ４ｂにより増幅されて、出力端子４ｃによりアナログ画像信号として取り出される。その後、リセットゲートＲＧにリセットパルスが入力されて、トランジスタ４ａがオン状態となり、フローティングディフュージョンＦＤの信号電荷がリセットドレインＲＤに掃き捨てられる。なお、リセットドレインＲＤには電源電圧Ｖｄｄが印加されている。

図２は、撮像部２における要部平面図である。図２では、１つの画素のみを図解している。本例では、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とした例について説明する。

受光部５は、図示はしないが、基板深部にまで形成されたｎ型の信号電荷蓄積領域（第１導電型領域）を有する。受光部５の表面領域には、ｐ^＋の正孔蓄積領域（第２導電型領域）１３が形成されている。

本実施形態では、正孔蓄積領域１３は２層構造からなり第１領域１３ａと、第１領域１３ａよりもｐ型不純物濃度の高い第２領域１３ｂとを有する。第１領域１３ａは、受光部５の全面に形成されている。第１領域１３ａは、受光部５の中央部のみにストライプ状に形成されている。

受光部５の行方向における両側には、２つのｎ型の転送チャネル１４が配置されている。本例では、受光部５は、左側の転送チャネル１４に読み出される。受光部５と、読み出し側の転送チャネル１４との間の基板領域には、ｐ型の読み出しゲート領域１６が配置されている。

受光部５の周囲のうち、読み出しゲート領域１６以外の部位には、ｐ型のチャネルストップ領域１７が配置されている。すなわち、受光部５と非読み出し側（右側）の転送チャネル１４との間、受光部５と列方向（上下方向）に隣接する他の受光部との間には、チャネルストップ領域１７が配置されている。チャネルストップ領域１７は、所定の電位、例えば接地電位に固定される。第２領域１３ｂの列方向の端部は、チャネルストップ領域１７と重なっている。これにより、第２領域１３ｂとチャネルストップ領域１７とが電気的に接続され、第２領域１３ｂが所定の電位に固定される。

受光部５の周囲における基板上には、絶縁膜を介して転送電極２０が形成されている。本実施形態では、転送電極２０は、第１転送電極２１と第２転送電極２２からなる。第１転送電極２１および第２転送電極２２を区別する必要がない場合には、単に転送電極２０と称する。

転送電極２０は２層構造であり、例えば２層のポリシリコン層により形成される。本実施形態では、各受光部５に対応して２つの転送電極２１，２２が配置されている。ただし、転送電極２０は、単層構造あるいは３層以上の構造であってもよい。また、１つの受光部５に対して３つ以上の転送電極が形成されていてもよい。

第１転送電極２１は、１層目のポリシリコン層からなる。第１転送電極２１は、転送チャネル１４、読み出しゲート領域１６、チャネルストップ領域１７を覆っている。行方向の複数の第１転送電極２１は互いに接続されている。

第２転送電極２２は、２層目のポリシリコン層からなる。第２転送電極２２は、転送チャネル１４、読み出しゲート領域１６、チャネルストップ領域１７を覆っている。転送チャネル１４上において、第２転送電極２２の端部は第１転送電極２１の端部に重なっている。列方向に隣接する受光部５間において、第２転送電極２２は第１転送電極２１上に絶縁膜を介して配置されている。

読み出し時には、第２転送電極２２に正の読み出し電圧が印加される。読み出し電圧は、例えば＋１０〜＋１５Ｖである。読み出し電圧の印加により、受光部５に蓄積された信号電荷（電子）は、第２転送電極２２下の転送チャネル１４へ読み出される。

読み出し後の垂直転送の際には、垂直方向に交互に並ぶ第１転送電極２１および第２転送電極２２に０Ｖあるいは負電圧の転送パルスφＶ１〜φＶ４が印加される。転送パルスφＶ１〜φＶ４は、例えば０Ｖあるいは−７Ｖである。

本実施形態では、正孔蓄積領域１３は第１領域１３ａおよび第２領域１３ｂの２層構造からなり、第１領域１３ａは転送電極２０に対して自己整合的に形成される。第１領域１３ａのｐ型不純物濃度は、読み出しゲート領域１６およびチャネルストップ領域１７に比べて高い。第２領域１３ｂは、その両側の転送電極２０に対して距離（例えば０．１〜０．３μｍ）を隔てて配置されている。また、第２領域１３ｂの列方向の端部は、チャネルストップ領域１７と重なっている。また、チャネルストップ領域１７のうち受光部５側の部位は、転送電極２０からはみ出している。

図３は、図２のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図４は、図２のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。なお、図示の簡略化のため遮光膜の上層については、図３のみに図解している。

例えば、ｎ型のシリコン基板１０（以下、基板１０という）に、ｐ型ウェル１１が形成されている。ｐ型ウェル１１は、オーバーフローバリアを形成する。

受光部５は、ｐ型ウェル１１に形成されたｎ型の信号電荷蓄積領域１２と、信号電荷蓄積領域１２の表層に形成されたｐ^＋の正孔蓄積領域１３を有する。正孔蓄積領域１３は、信号電荷蓄積領域１２の表面近くで発生し、雑音源となる暗電流を抑制するために設けられている。本実施形態では、正孔蓄積領域１３は、ｐ^＋の第１領域１３ａと、第１領域１３ａよりもｐ型不純物の高い第２領域１３ｂを有する。

受光部５には、信号電荷蓄積領域１２、ｐ型ウェル１１および基板１０により、ｎｐｎ構造が形成されている。このｎｐｎ構造は、受光部５に強い光が入射して過剰に発生した信号電荷がｐ型ウェル１１により形成されるオーバーフローバリアを超えると、当該信号電荷を基板１０側に排出する縦型オーバーフロードレイン構造を構成する。

また、上記の受光部５は電子シャッタの機能を備えている。すなわち、基板１０に供給される基板電位を高レベル（例えば＋１２Ｖ）にすることにより、ｐ型ウェル１１の電位障壁が下がり、信号電荷蓄積領域１２に蓄積された電荷が当該電位障壁を乗り越えて、縦方向すなわち基板１０に掃き捨てられる。これにより露光期間を調整することができる。

垂直転送部７は、信号電荷蓄積領域１２と所定間隔を隔ててｐ型ウェル１１に形成されたｎ型の転送チャネル１４と、転送チャネル１４上に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３０を介して形成された例えばポリシリコンからなる転送電極２１，２２により構成されている。転送チャネル１４の下には、比較的高濃度のｐ型ウェル１５が形成されている。ｐ型ウェル１５は、転送チャネル１４の下に電位障壁を形成する。このため、基板１０の深部で光電変換された信号電荷が転送チャネル１４へ入ることが防止され、スミアの発生が抑制される。

読み出しゲート部６は、信号電荷蓄積領域１２と転送チャネル１４との間のｐ型の読み出しゲート領域１６と、読み出しゲート領域１６上にゲート絶縁膜３０を介して形成された転送電極２０により構成されている。読み出しゲート領域１６は、ｎ型の信号電荷蓄積領域１２と転送チャネル１４との間に、電位障壁を形成する。読み出し時には、第１転送電極２１に正の読み出し電圧（例えば＋１２Ｖ）が印加されて、読み出しゲート領域１６の電位障壁が引き下げられて、信号電荷は信号電荷蓄積領域１２から転送チャネル１４へと読み出される。

信号電荷蓄積領域１２に対して読み出し側とは反対側には、ｐ型のチャネルストップ領域１７が形成されている。また、列方向に隣接する受光部５の間であって第１転送電極２１下には、チャネルストップ領域１７が形成されている（図４参照）。チャネルストップ領域１７は、信号電荷に対して電位障壁を形成し、信号電荷の流出入を防止する。正孔蓄積領域１３の第２領域１３ｂは、列方向に隣接するチャネルストップ領域１７に対してオーバーラップするように配置されている。このため、第１転送電極２１下において、チャネルストップ領域１７と第２領域１３ｂが繋がっている。

第１転送電極２１および第２転送電極２２上には、酸化シリコンからなる絶縁膜３１を介して遮光膜５０が形成されている。遮光膜５０は、例えばタングステンなどの高融点金属からなる。遮光膜５０には、受光部５に光を入射させる開口部５０ａが形成されている。

遮光膜５０上には、例えばＢＰＳＧ（Boron Phosphorous Silicate glass）からなる層間絶縁膜６１が形成されている。層間絶縁膜６１上には、例えば窒化シリコンからなるパッシベーション膜６２が形成されている。パッシベーション膜６２の表面は、平坦化されている。

パッシベーション膜６２上には、カラーフィルタ７０が形成されている。カラーフィルタ７０は例えば原色タイプであり、グリーンカラーフィルタと、ブルーカラーフィルタと、レッドカラーフィルタとを有する。補色タイプの場合には、カラーフィルタ７０はシアン、マゼンタ、イエロー、グリーンのカラーフィルタにより形成される。

カラーフィルタ７０上には、例えばアクリル熱硬化樹脂からなる平坦化膜８０が形成されている。平坦化膜８０上には、マイクロレンズ９０が形成されている。

上記の固体撮像装置では、入射光は、マイクロレンズ９０により集光されて各カラーフィルタ７０に到達する。所定の波長領域の光のみが各カラーフィルタを通過し、受光部５に入射する。受光部５に入射した光は、入射光量に応じた信号電荷に光電変換されて、信号電荷蓄積領域１２に蓄積される。その後、転送チャネル１４に読み出されて、垂直転送部７により垂直方向に転送される。

次に、上記の本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について、図５〜図１０を参照して説明する。図５〜図１０は、固体撮像装置の製造における工程断面図である。

図５（ａ）に示すように、ｎ型のシリコンからなる基板１０に、イオン注入法によりｐ型ウェル１１を形成する。基板１０としては、例えばｎ型ＣＺ基板上に２０〜４０Ωｃｍ程度の抵抗率のｎ型エピタキシャル層を数μｍ〜数十μｍ程度形成した基板を用いる。

次に、図５（ｂ）に示すように、基板１０にイオン注入法により、ｎ型の転送チャネル１４、ｐ型ウェル１５、ｐ型の読み出しゲート領域１６、ｐ型のチャネルストップ領域１７を形成する。これらのイオン注入の順序に限定はない。

次に、図６（ａ）に示すように、イオン注入法により、基板１０の受光部となる領域にｎ型の信号電荷蓄積領域１２を形成する。互いに重なるように、信号電荷蓄積領域１２とチャネルストップ領域１７が形成される。

次に、図６（ｂ）に示すように、熱酸化法により基板１０上に酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜３０を形成する。なお、ゲート絶縁膜３０として、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜の積層膜を形成してもよい。

続いて、基板１０上にゲート絶縁膜３０を介して転送電極２０を形成する。例えば基板１０上にポリシリコン層を堆積し、リソグラフィ技術およびエッチング技術によりポリシリコン層を加工することにより、第１転送電極２１を形成する。続いて、酸化シリコンからなる絶縁膜を形成した後に、ポリシリコン層を堆積し、リソグラフィ技術およびエッチング技術によりポリシリコン層を加工することにより、第２転送電極２２を形成する。これにより、２層構造の転送電極２０が形成される。ポリシリコン層の膜厚は、２００ｎｍ〜５００ｎｍである。

次に、図７（ａ）に示すように、転送電極２０をマスクとしてｐ型不純物をイオン注入して、信号電荷蓄積領域１２の表層部にｐ^＋の第１領域１３ａを形成する。この第１領域１３ａは、転送電極２０に対してセルフアラインで形成される。また、第１領域１３ａは、受光部５の全面に形成される。イオン注入のドーズ量は、例えば５×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２である。

次に、図７（ｂ）に示すように、レジスト塗布およびリソグラフィ技術により、レジストマスクＲを形成する。そして、レジストマスクＲを用いたイオン注入により、受光部５の中央部のみに第２領域１３ｂを形成する。イオン注入のドーズ量は、例えば１×１０^１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２である。その後、レジストマスクＲを除去する。これにより、第１領域１３ａおよび第２領域１３ｂからなる正孔蓄積領域１３が形成される。なお、第１領域１３ａよりも第２領域１３ｂを先に形成してもよい。

次に、図８（ａ）に示すように、全面に絶縁膜３１を形成する。例えばＣＶＤ法により酸化シリコン膜を堆積する。１０数Ｖの駆動電圧に耐えられるように、絶縁膜３２の膜厚は１００ｎｍ前後に設定する。

次に、図８（ｂ）に示すように、絶縁膜３１上に、受光部５の位置に開口部５０ａをもつ遮光膜５０を形成する。遮光膜５０の形成では、例えば全面にタングステンなどの高融点金属膜を堆積し、レジストマスクを用いて高融点金属膜をドライエッチングする。

次に、図９（ａ）に示すように、基板１０上に、例えばＢＰＳＧを堆積させて、リフロー処理を行うことにより層間絶縁膜６１を形成する。

次に、図９（ｂ）に示すように、層間絶縁膜６１上にプラズマＣＶＤ法により窒化シリコン膜を堆積し、窒化シリコン膜の表面を平坦化することによりパッシベーション膜６２を形成する。

次に、図１０（ａ）に示すように、パッシベーション膜６２上にカラーフィルタ７０を形成する。カラーフィルタ７０は、例えばカラーレジスト法を用いて形成する。例えばパッシベーション膜６２上にグリーンカラーレジストを形成した後に、グリーンカラーレジストを露光および現像することにより、グリーンカラーフィルタのパターンを形成する。同様に、カラーレジストの形成、露光および現像を行うことにより、ブルーカラーフィルタおよびレッドカラーフィルタを形成する。なお、カラーフィルタ７０の形成順序に限定はない。

次に、図１０（ｂ）に示すように、カラーフィルタ７０の表面凹凸を平坦化する目的で、カラーフィルタ７０上に透明な平坦化膜８０を形成する。平坦化膜８０としては、例えばアクリル熱硬化樹脂を用いる。

次に、平坦化膜８０上にマイクロレンズ９０を形成する（図３参照）。例えばレンズ材料を塗布した後に、レンズ形状のレジストマスクを形成し、レジストマスクとレンズ材料のエッチング選択比が１となるような条件でエッチングすることにより、マイクロレンズ９０が形成される。

上記の固体撮像装置は、例えば、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、あるいは電子内視鏡用カメラなどのカメラに用いられる。

図１１は、上記の固体撮像装置が用いられるカメラの概略構成図である。

カメラ１００は、上記した固体撮像装置１と、光学系１０２と、駆動回路１０３と、信号処理回路１０４とを有する。

光学系１０２は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１の各受光部５において、入射光は入射光量に応じた信号電荷に変換され、受光部５の信号電荷蓄積領域１２において、一定期間当該信号電荷が蓄積される。

駆動回路１０３は、上述した４相の転送パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３，φＶ４および２相の転送パルスφＨ１，φＨ２などの各種のタイミング信号を固体撮像装置１に与える。これにより、固体撮像装置１の信号電荷の読み出し、垂直転送、水平転送などの各種の駆動が行われる。また、この駆動により、固体撮像装置１の出力部４からアナログ画像信号が出力される。

信号処理回路１０４は、固体撮像装置１から出力されたアナログ画像信号に対して、ノイズ除去や、ディジタル信号への変換等の各種の信号処理を行う。信号処理回路１０４による信号処理が行われた後に、メモリなどの記憶媒体に記憶される。

次に、上記の本実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラの効果について、説明する。

本実施形態では、正孔蓄積領域１３は、受光部５の略全面に形成される第１領域１３ａと、受光部５の中央部にのみストライプ状に形成され、第１領域１３ａよりもｐ型不純物濃度が高い第２領域１３ｂとを有する。

本実施形態では、第１領域１３ａは第２領域１３ｂに比べて低濃度のため、読み出しゲート領域１６のｐ型不純物濃度が上昇することを抑制することができる。この結果、読み出しゲート領域１６の電位障壁が高くなることが抑制され、読み出し電圧の上昇を抑制することができる。

同様の理由で、受光部５と転送チャネル１４との間のチャネルストップ領域１７のｐ型不純物濃度が高くなることを抑制することができる。この結果、チャネルストップ領域１７において強電界の発生が抑制され。白キズの発生を抑制することができる。また、チャネルストップ領域１７のｐ型不純物濃度の上昇を抑制できるため、転送チャネル１４の電位変動を抑制することができ、垂直転送特性を維持することができる。

また、第１領域１３ａに比べて高濃度の第２領域１３ｂが受光部５の中央部に形成されている。この第２領域１３ｂは、列方向に隣接するチャネルストップ領域１７に接続されており、所定の電位に固定されている。受光部５の正孔蓄積領域１３と信号電荷蓄積領域１２の濃度差によって誘発される暗電流は、主に受光部５の最深ポテンシャル位置（最大ポテンシャル位置）とセンサ表面ｐ^＋との位置関係により決まると考えられる。従って、受光部５の中央に高濃度の第２領域１３ｂを配置することにより、受光部５の全面に高濃度ｐ^＋領域が配置されていなくても、暗電流の抑制効果を十分に有する。

以上のようにして、撮像特性の向上および安定化を図った固体撮像装置を実現することができる。本実施形態に係る固体撮像装置を備えたカメラによれば、撮像特性の向上および安定化を図ったカメラを実現することができる。

（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。図１２は、図２のＡ−Ａ’線における断面図に相当する。

本実施形態では、正孔蓄積領域１３の第２領域１３ｂは、第１領域１３ａよりも深く形成されている。本実施形態に係る固体撮像装置は、第２領域１３ｂのイオン注入工程において、第１実施形態よりも第２領域１３ｂを深く形成すればよい。

本実施形態に係る固体撮像装置の効果について説明する。図１３は、画素のポテンシャル図である。

図１３に示すように、電位分布Ａで示す固体撮像装置における受光部５（信号電荷蓄積領域１２）の蓄積電荷量を増やすためには、信号電荷蓄積領域１２のｎ型不純物濃度を高く設計することが考えられる。この場合の電位分布はＢで示される。電位分布Ｂの場合には、蓄積電荷量が増えるが、中央部において信号電荷蓄積領域１２の電位井戸が深くなる。この結果、信号電荷蓄積領域１２の全ての信号電荷を読み出すのに必要な読み出し電圧が上昇する。

これを防止するために、第１領域１３ａよりも深い第２領域１３ｂを形成することにより、第２領域１３ｂの影響により、信号電荷蓄積領域１２の中央部における電位を下げる（電位井戸を浅くする）ことができる。この結果、電位分布Ｃが得られ、信号電荷蓄積領域１２と読み出しゲート領域１６との間のｐｎ接合が急峻となり、読み出し電圧の上昇を抑制することができる。

本発明は、上記の実施形態の説明に限定されない。
本発明は、インターライントランスファ方式以外にも、フレームトランスファ方式、フレームインターライントランスファ方式の固体撮像装置に適用することもできる。また、転送電極２０の構造には特に限定はない。このため、単層構造の転送電極であっても、２層あるいは３層構造の転送電極であってもよい。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

第１実施形態に係る固体撮像装置の一例を示す概略構成図である。 撮像部の要部平面図である。 図２のＡ−Ａ’線における断面図である。 図２のＢ−Ｂ’線における断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係る固体撮像装置の製造における工程断面図である。 第１実施形態に係るカメラの一例を示す概略構成図である。 第２実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。 第２実施形態に係る固体撮像装置の画素のポテンシャル図である。

符号の説明

１…固体撮像装置、２…撮像部、３…水平転送部、４…出力部、４ａ…トランジスタ、４ｂ…アンプ、４ｃ…出力端子、５…受光部、６…読み出しゲート部、７…垂直転送部、１０…基板、１１…ｐ型ウェル、１２…信号電荷蓄積領域、１３…正孔蓄積領域、１３ａ…第１領域、１３ｂ…第２領域、１４…転送チャネル、１５…ｐ型ウェル、１６…読み出しゲート領域、１７…チャネルストップ領域、２０…転送電極、２１…第１転送電極、２２…第２転送電極、３０…ゲート絶縁膜、３１…絶縁膜、５０…遮光膜、５０ａ…開口部、６１…層間絶縁膜、６２…パッシベーション膜、７０…カラーフィルタ、８０…平坦化膜、９０…マイクロレンズ、１００…カメラ、１０２…光学系、１０３…駆動回路、１０４…信号処理回路、ＦＤ…フローティングディフュージョン、ＲＧ…リセットゲート、ＲＤ…リセットドレイン

Claims (7)

1. 基板に行列状に形成された複数の受光部と、
   前記受光部の列の間において前記基板に形成された第１導電型の転送チャネルと、
   前記受光部の周囲に配置され、かつ、前記転送チャネルを被覆する転送電極と、
   前記受光部の周囲であって、前記受光部と読み出し側の転送チャネルとの間を除いた領域に形成された第２導電型のチャネルストップ領域と
   を有し、
   前記受光部は、
   前記基板に形成された第１導電型領域と、
   前記基板の表面に形成された第２導電型領域とを有し、
   前記第２導電型領域は、
   前記受光部の全面に形成された第１領域と、
   両側の前記転送電極に対して行方向に離れ、前記列方向に隣接する前記チャネルストップ領域に対してオーバーラップするように配置されており、前記第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃く、所定の電圧に固定されるように前記チャネルストップ領域に接続された第２領域とを有する
   固体撮像装置。
2. 前記チャネルストップ領域は、前記転送電極からはみ出している
   請求項１記載の固体撮像装置。
3. 前記第２領域は、前記第１領域よりも深い
   請求項１または２に記載の固体撮像装置。
4. 基板に第１導電型の転送チャネルを形成する工程と、
   前記基板の行列状の受光部となる領域に第１導電型領域を形成する工程と、
   前記受光部の周囲であって、前記受光部と読み出し側の転送チャネルとの間を除いた領域に、第２導電型のチャネルストップ領域を形成する工程と、
   前記転送チャネル上であって前記受光部を除く領域に、転送電極を形成する工程と、
   前記基板の受光部となる領域に第２導電型領域を形成する工程と
   を有し、
   前記第２導電型領域を形成する工程は、
   前記転送電極をマスクとして第２導電型不純物をイオン注入して、前記受光部の全面に第１領域を形成する工程と、
   イオン注入マスクを用いて前記第２導電型不純物をイオン注入して、前記第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃く、行方向に隣接する前記転送電極に対して離れ、列方向に隣接する前記チャネルストップ領域に対してオーバーラップするように配置して、所定の電圧に固定されるように前記チャネルストップ領域に接続して、第２領域を形成する工程と
   を有する固体撮像装置の製造方法。
5. 前記転送電極を形成する工程において、前記チャネルストップ領域を前記転送電極からはみ出させるように、前記転送電極を形成する
   請求項４記載の固体撮像装置の製造方法。
6. 前記第２領域を形成する工程において、前記第１領域よりも深い第２領域を形成する
   請求項４または５に記載の固体撮像装置の製造方法。
7. 固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置の撮像面に光を結像させる光学系と、
   前記固体撮像装置からの出力信号に対して所定の信号処理を行う信号処理回路と
   を有し、
   前記固体撮像装置は、
   基板に行列状に形成された複数の受光部と、
   前記受光部の列の間において前記基板に形成された第１導電型の転送チャネルと、
   前記受光部の周囲に配置され、かつ、前記転送チャネルを被覆する転送電極と、
   前記受光部の周囲であって、前記受光部と読み出し側の転送チャネルとの間を除いた領域に形成された第２導電型のチャネルストップ領域と
   を有し、
   前記受光部は、
   前記基板に形成された第１導電型領域と、
   前記基板の表面に形成された第２導電型領域とを有し、
   前記第２導電型領域は、
   前記受光部の全面に形成された第１領域と、
   両側の前記転送電極に対して行方向に離れ、前記列方向に隣接する前記チャネルストップ領域に対してオーバーラップするように配置されており、前記第１領域よりも第２導電型の不純物濃度が濃く、所定の電圧に固定されるように前記チャネルストップ領域に接続された第２領域とを有する
   カメラ。

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