JP5330476B2 - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
<1.構成例>
まず、図1乃至図3を用いて、この発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を説明する。
1−1.全体構成例
図1を用いて、本例に係る固体撮像装置の全体構成例を説明する。図示するように、本例に係る固体撮像装置(イメージセンサ)は、撮像領域(Pixel region)10、タイミング発生回路11、第1周辺ロジック領域(Pウェル領域)12、垂直シフトレジスタ13、および第2周辺ロジック領域(Nウェル領域)14を備えている。
次に、図2を用いて、本例に係る撮像領域の等価回路例について説明する。
次に、図3を用いて、本例に係る固体撮像装置の断面構成例について説明する。本例では、図1中のIII−III線に沿った断面構成を一例に挙げて、以下説明する。尚、この説明において、ソースドレイン拡散層や、層間絶縁膜200中に配置される配線層等の詳細な図示を省略している。
次に、図4乃至図8を用いて、本例に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。尚、この明細書の説明において、高エネルギーイオン注入工程とは、印加電圧が、“1MeV(1000keV)以上”のイオン注入工程であると定義する。
この実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法によれば、少なくとも下記(1)の効果が得られる。
次に、第2の実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法について、図9乃至図14を用いて説明する。この実施形態は、画素領域の画素ピッチと第1周辺ロジック領域に配置される第1ディープ拡散層のピッチとが共通配置である一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
まず、図9を用いて、本例に係る固体撮像装置の断面構成例について説明する。
図示するように、画素領域10の画素ピッチPPXと第1周辺ロジック領域12に配置される第1ディープ拡散層306−12のピッチP306とが共通である(PPX=P306)点で上記第1の実施形態と相違している。換言すると、画素分離用拡散層306と第1ディープ拡散層306−12とが同じピッチ(一例として1.4ミクロン程度)で配置されている。
次に、図10乃至図14を用いて、本例に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
上記のように、この実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法によれば、少なくとも上記(1)と同様の効果が得られる。さらに、本例では、少なくとも下記(2)の効果が得られる。
次に、第3の実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法について、図15乃至図20を用いて説明する。この実施形態は、第1周辺ロジック領域12において、半導体基板と第1周辺ロジック領域12との電気的接続が、第1ディープ拡散層のみで構成される一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
まず、図15を用いて、本例に係る固体撮像装置の断面構成例について説明する。
図示するように、拡散層領域201の最も深い位置D1に第1ディープ拡散層406−12が設けられ、第1周辺ロジック領域12において、半導体基板204との電気的接続が第1ディープ拡散層406−12のみで構成される点で上記第1の実施形態と相違する。換言すれば、第2ディープ拡散層がない点で上記の実施形態と相違している。
次に、図16乃至図20を用いて、本例に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
上記のように、この実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法によれば、少なくとも上記(1)と同様の効果が得られる。さらに、本例では、少なくとも下記(3)の効果が得られる。
次に、上記第1乃至第3の実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法と比較するために、比較例に係る固体撮像装置の製造方法について、図21乃至図25を用いて説明する。この比較例は、画素分離用拡散層と第1ディープ拡散層とを独立に形成する一例に関するものである。この説明において、上記第1の実施形態と重複する部分の詳細な説明を省略する。
図21乃至図25を用いて、本例に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。
Claims (5)
- 半導体基板内に設けられ、画素の一部を構成すると共に、入射光を光電変換する、複数のフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに隣接して前記半導体基板内に設けられると共に、前記フォトダイオード間を分離する第1導電型の第1不純物拡散層と、
前記第1不純物拡散層上に設けられ、前記画素の一部を構成すると共に、前記フォトダイオードに接続された第1トランジスタと、
前記半導体基板内に設けられ、その底部の深さが前記第1不純物拡散層の底部の深さに一致する第1導電型の第2不純物拡散層と、
前記第2不純物拡散層上の第3不純物拡散層上に設けられ、前記画素の一部を構成すると共に、前記第1トランジスタに接続された第2トランジスタと
を具備し、前記第2不純物拡散層内の不純物の濃度勾配は、前記第1不純物拡散層内の不純物の濃度勾配と等しく、
前記第2不純物拡散層は、第2導電型の第4不純物拡散層によって複数の領域に分離され、
前記第1不純物拡散層の幅は、前記分離された第2不純物拡散層の幅と等しい
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記半導体基板内において、前記第2不純物拡散層と前記第3不純物拡散層との間に設けられた第1導電型の第5不純物拡散層を更に備え、
前記第5不純物拡散層内の不純物の濃度勾配は、前記第2不純物拡散層の前記濃度勾配よりも大きい
ことを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記第1トランジスタは、電流経路の一端が前記フォトダイオードに接続され、前記フォトダイオードにおける前記光電変換で得られた信号を読み出す読み出しトランジスタであり、
前記第2トランジスタは、ゲートが前記第1トランジスタの前記電流経路の他端に接続され、前記第1トランジスタで読み出された前記信号を増幅する増幅トランジスタである
ことを特徴とする請求項1または2記載の固体撮像装置。 - 入射光を光電変換する複数のフォトダイオードと該フォトダイオードに接続された複数のトランジスタとを含む複数の画素を備えた固体撮像装置の製造方法であって、
第1導電型の半導体基板中に第1導電型の不純物を注入して、同じ深さを有する第1導電型の第1不純物拡散層と第2不純物拡散層とを同時に形成することと、
前記半導体基板中に不純物を注入して、前記第1不純物拡散層によって分離される複数の前記フォトダイオードを形成することと、
前記第2不純物拡散層上に、第1導電型の第3不純物拡散層を形成することと、
前記第1、第3不純物拡散層上に前記トランジスタを形成することと
を具備し、前記第2不純物拡散層内の不純物の濃度勾配は、前記第1不純物拡散層内の不純物の濃度勾配に等しく、
前記第2不純物拡散層は、第2導電型の第4不純物拡散層によって複数の領域に分離され、
前記第1不純物拡散層の幅は、前記分離された第2不純物拡散層の幅と等しい
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1、第2不純物拡散層を形成した後、前記第2不純物拡散層に第1導電型の不純物を注入して、前記第1、第2不純物拡散層の前記濃度勾配よりも大きい濃度勾配を有する第1導電型の第5不純物拡散層を形成すること
を更に備え、前記第5不純物拡散層の底部の位置は、前記第2不純物拡散層の底部の位置よりも浅く、
前記第5不純物拡散層を形成するために前記不純物を注入する際の印加電圧は、前記第1、第2不純物拡散層を形成するために前記不純物を注入する際の印加電圧よりも小さい
ことを特徴とする請求項4記載の固体撮像装置の製造方法。
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