JP5600924B2 - Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera - Google Patents
Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera Download PDFInfo
- Publication number
- JP5600924B2 JP5600924B2 JP2009262223A JP2009262223A JP5600924B2 JP 5600924 B2 JP5600924 B2 JP 5600924B2 JP 2009262223 A JP2009262223 A JP 2009262223A JP 2009262223 A JP2009262223 A JP 2009262223A JP 5600924 B2 JP5600924 B2 JP 5600924B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- photodiode
- inversion layer
- imaging device
- state imaging
- 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
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title claims description 121
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 75
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 173
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 113
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 107
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 81
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 52
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 45
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 291
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 41
- 230000008569 process Effects 0.000 description 38
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 29
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 29
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 19
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 18
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 17
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 15
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 14
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 14
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N erbium(iii) oxide Chemical compound O=[Er]O[Er]=O VQCBHWLJZDBHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N neodymium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Nd+3].[Nd+3] PLDDOISOJJCEMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N thulium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tm+3].[Tm+3] ZIKATJAYWZUJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910019001 CoSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005883 NiSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UPEMFLOMQVFMCZ-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[Pm+3].[Pm+3] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[Pm+3].[Pm+3] UPEMFLOMQVFMCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910003440 dysprosium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N dysprosium(iii) oxide Chemical compound O=[Dy]O[Dy]=O NLQFUUYNQFMIJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910001940 europium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075616 europium oxide Drugs 0.000 description 1
- AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N europium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Eu+3].[Eu+3] AEBZCFFCDTZXHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075613 gadolinium oxide Drugs 0.000 description 1
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N holmium oxide Inorganic materials [O][Ho]O[Ho][O] JYTUFVYWTIKZGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N holmium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ho+3].[Ho+3] OWCYYNSBGXMRQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910003443 lutetium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N oxo(oxolutetiooxy)lutetium Chemical compound O=[Lu]O[Lu]=O MPARYNQUYZOBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);ytterbium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Yb+3].[Yb+3] UZLYXNNZYFBAQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 229910001954 samarium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075630 samarium oxide Drugs 0.000 description 1
- FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N samarium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Sm+3].[Sm+3] FKTOIHSPIPYAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003451 terbium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N terbium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Tb+3].[Tb+3] SCRZPWWVSXWCMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910003454 ytterbium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940075624 ytterbium oxide Drugs 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Description
本発明は固体撮像装置とその製造方法並びにカメラに関し、特に、受光面にフォトダイオードを有する画素がマトリクス状に並べられてなる固体撮像装置とその製造方法並びに当該固体撮像装置を備えたカメラに関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and a camera, and more particularly to a solid-state imaging device in which pixels having photodiodes on a light receiving surface are arranged in a matrix, a manufacturing method thereof, and a camera including the solid-state imaging device.
通常、フォトダイオードの電荷蓄積容量は基板表面近傍に形成されるPN接合の容量に大きく依存する。しかし、画素の微細化を進めるとフォトダイオードの表面面積が小さくなり、これによりPN接合の面積が小さくなるので、電荷蓄積容量が減少する。 Usually, the charge storage capacity of a photodiode largely depends on the capacity of a PN junction formed near the substrate surface. However, if the pixel is further miniaturized, the surface area of the photodiode is reduced, thereby reducing the area of the PN junction, thereby reducing the charge storage capacity.
大光量がフォトダイオードに入射した場合、フォトダイオード内で光電変換された電子はフォトダイオードから容易にあふれ出してしまうようになり、画像としては白飛びしてしまう。
よって、画素の微細化を進めると、撮像素子のダイナミックレンジは小さくなってしまう。
When a large amount of light is incident on the photodiode, electrons photoelectrically converted in the photodiode easily overflow from the photodiode, and the image is overexposed.
Therefore, when the pixel is further miniaturized, the dynamic range of the image sensor is reduced.
そのため、電荷蓄積容量を大きくするため、フォトダイオードのPN接合の容量を増大することが望まれている。そのためにはPN接合における実効不純物濃度の勾配を急峻化して接合容量を増大させることが重要である。 Therefore, in order to increase the charge storage capacity, it is desired to increase the capacity of the PN junction of the photodiode. For this purpose, it is important to increase the junction capacitance by steepening the gradient of the effective impurity concentration in the PN junction.
急峻なPN接合を得るためには、浅くて濃いイオン注入を行い、その後、熱拡散しないように熱処理を抑制しなければいけない。
しかし、熱処理が不十分であると、イオン注入によって引き起こされる注入欠陥が十分な熱処理で回復することなく、PN接合近傍に残留することになる。
In order to obtain a steep PN junction, shallow and deep ion implantation must be performed, and then heat treatment must be suppressed so as not to cause thermal diffusion.
However, if the heat treatment is insufficient, implantation defects caused by ion implantation remain in the vicinity of the PN junction without being recovered by sufficient heat treatment.
また、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックにおける反応性イオンエッチングなどのエッチング処理などにおいても上記PN接合の近傍に欠陥及び不純物が導入される。
しかし、上記理由によって熱処理を低減しなければいけないので、十分な欠陥回復のための熱処理を行うことができない。
Defects and impurities are also introduced in the vicinity of the PN junction in etching processes such as reactive ion etching in gate etching and sidewall etch back.
However, since heat treatment must be reduced for the above reasons, heat treatment for sufficient defect recovery cannot be performed.
よって、表面のPN接合の急峻性を高めて接合容量を増大させようとした時に、上記のような欠陥がPN接合近傍に残されることとなり、トラップアシストのバンド間遷移が発生する。このため、本来の電界強度のみで支配されるバンド間遷移で発生する場合も多くの接合リーク電流が誘起され、暗電流増大の原因となってしまう。 Therefore, when an attempt is made to increase the junction capacitance by increasing the steepness of the surface PN junction, the above-described defects are left in the vicinity of the PN junction, and trap assist band-to-band transition occurs. For this reason, many junction leakage currents are induced even when the transition occurs between bands that are governed only by the original electric field strength, which causes an increase in dark current.
上記のように、単純にPN接合を急峻化することによるダイナミックレンジを改善することは、一方で、暗電流増加などの歩留まり低下を引き起こしてしまう。 As described above, improving the dynamic range by simply steepening the PN junction causes a decrease in yield such as an increase in dark current.
特許文献1に、素子分離の中にP+ポリシリコンを埋め込み、そのポリシリコンに負電位を与えることによって、SiO2/Siの界面付近をピニングするとの記載がある。P+ポリシリコンのピニングは素子分離内に限定されている。 Patent Document 1 describes that P + polysilicon is embedded in element isolation and a negative potential is applied to the polysilicon to pin the vicinity of the SiO 2 / Si interface. P + polysilicon pinning is limited to device isolation.
特許文献2に、ガラス基板の上にSi活性層を堆積し、その上にフォトゲート(Al)を配置するとの記載がある。フォトゲートは、活性層内で光電変換により生成されたキャリアのうち一方の電荷を活性層内に蓄積するために空乏層を形成するために用いられているものである。
特許文献3に、裏面に透明電極を配置し、負電位を印加するとの記載がある。透明電極は裏面のピニングをするためのものである。
特許文献4に、裏面側から光を照射するCMOSイメージセンサについての記載がある。 Patent Document 4 describes a CMOS image sensor that emits light from the back side.
特許文献5〜7に、受光面の表面に電極を設ける構成についての記載がある。 Patent Documents 5 to 7 describe a configuration in which electrodes are provided on the surface of the light receiving surface.
上記のように、PN接合を急峻化することによりダイナミックレンジを改善しながら、歩留まり低下を抑制することが困難であるという問題があった。 As described above, there is a problem that it is difficult to suppress a decrease in yield while improving the dynamic range by sharpening the PN junction.
本発明の固体撮像装置は、半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分して形成された第1導電型の半導体領域を有するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに隣接する領域において前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極と、前記信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部と、前記フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して形成され、前記転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極とを有し、前記反転層誘起電極により前記半導体領域の前記反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。 A solid-state imaging device according to the present invention includes a photodiode having a semiconductor region of a first conductivity type formed by being divided for each pixel arranged in a matrix on a light receiving surface of a semiconductor substrate, and a region adjacent to the photodiode. A transfer gate electrode of a first conductivity type formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film and transferring a signal charge generated and accumulated in the photodiode, and a voltage corresponding to the signal charge or the signal charge A signal reading unit to be read and a region that covers part or all of the photodiode is formed on the semiconductor substrate via the gate insulating film, and is made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode. An inversion layer induction electrode, and the inversion layer induction electrode causes the inversion layer induction electrode side surface of the semiconductor region to Formed by accumulating conductive carrier inversion layer is induced.
上記の本発明の固体撮像装置は、半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分して第1導電型の半導体領域を有するフォトダイオードが形成されている。フォトダイオードに隣接する領域において半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極が形成されている。信号電荷に応じた電圧または信号電荷を読み取る信号読み取り部が形成されている。また、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極が形成されている。ここで、反転層誘起電極により半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。 In the above-described solid-state imaging device of the present invention, the photodiode having the first conductivity type semiconductor region is formed by being divided into pixels arranged in a matrix on the light receiving surface of the semiconductor substrate. In a region adjacent to the photodiode, a transfer gate electrode of a first conductivity type that transfers signal charges generated and accumulated in the photodiode is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film. A signal reading unit that reads a voltage corresponding to the signal charge or the signal charge is formed. Further, an inversion layer induction electrode made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film in a region covering a part or all of the photodiode. Here, an inversion layer in which carriers of the second conductivity type are accumulated is induced on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side by the inversion layer induction electrode.
本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分してフォトダイオード形成領域に第1導電型の半導体領域を形成する工程と、前記フォトダイオード形成領域に隣接する領域において前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、前記フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極を形成する工程と、前記信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部を形成する工程と、前記フォトダイオード形成領域の一部または全部を被覆する領域において前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して、前記転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極を形成する工程とを有し、前記フォトダイオードとして、前記反転層誘起電極により前記半導体領域の前記反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されているフォトダイオードを形成する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a step of forming a first conductivity type semiconductor region in a photodiode formation region by dividing each pixel arranged in a matrix on a light receiving surface of a semiconductor substrate; Forming a transfer gate electrode of a first conductivity type for transferring a signal charge generated and accumulated in the photodiode via a gate insulating film on the semiconductor substrate in a region adjacent to the formation region; and the signal charge And a step of forming a signal reading unit for reading the voltage or the signal charge according to the above, and the transfer gate via the gate insulating film on the semiconductor substrate in a region covering a part or all of the photodiode formation region Forming an inversion layer-inducing electrode made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the electrode, As diode, to form a photo diode, wherein the inversion layer induced electrode formed by accumulating a second conductive carrier to the inversion layer induced electrode side surface of the semiconductor region inversion layer is induced.
上記の本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分してフォトダイオード形成領域に第1導電型の半導体領域を形成する。次に、フォトダイオード形成領域に隣接する領域において半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極を形成する。また、信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部を形成する。さらに、フォトダイオード形成領域の一部または全部を被覆する領域において半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極を形成する。
ここで、フォトダイオードとして、反転層誘起電極により半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されているフォトダイオードを形成する。
In the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention, the first conductivity type semiconductor region is formed in the photodiode formation region by dividing the pixel into pixels arranged in a matrix on the light receiving surface of the semiconductor substrate. Next, a transfer gate electrode of the first conductivity type that transfers signal charges generated and stored in the photodiode is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film in a region adjacent to the photodiode formation region. In addition, a voltage corresponding to the signal charge or a signal reading unit that reads the signal charge is formed. Further, an inversion layer induction electrode made of a conductor or a semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode is formed on the semiconductor substrate through a gate insulating film in a region covering a part or all of the photodiode formation region.
Here, as the photodiode, a photodiode is formed in which an inversion layer is formed by accumulating carriers of the second conductivity type on the surface of the inversion layer induction electrode side of the semiconductor region by the inversion layer induction electrode.
本発明のカメラは、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有し、前記固体撮像装置は、半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分して形成された第1導電型の半導体領域を有するフォトダイオードと、前記フォトダイオードに隣接する領域において前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極と、前記信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部と、前記フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して形成され、前記転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極とを有し、前記反転層誘起電極により前記半導体領域の前記反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。 The camera according to the present invention includes a solid-state imaging device in which a plurality of pixels are integrated on a light-receiving surface, an optical system that guides incident light to an imaging unit of the solid-state imaging device, and signal processing that processes an output signal of the solid-state imaging device The solid-state imaging device includes: a photodiode having a semiconductor region of a first conductivity type formed by dividing each pixel arranged in a matrix on a light-receiving surface of a semiconductor substrate; and the photodiode A transfer gate electrode of a first conductivity type that is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film in an adjacent region and transfers a signal charge generated and accumulated in the photodiode, and a voltage or a voltage corresponding to the signal charge A signal reading unit for reading the signal charge and a region covering a part or all of the photodiode are formed on the semiconductor substrate via the gate insulating film. And an inversion layer inducing electrode made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode, and the inversion layer inducing electrode causes a second conductivity type surface on the inversion layer inducing electrode side surface of the semiconductor region. An inversion layer formed by accumulating carriers is induced.
上記の本発明のカメラは、受光面に複数の画素が集積されてなる固体撮像装置と、固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを有する。ここで、固体撮像装置は、上記の構成の本発明に係る固体撮像装置である。 The camera according to the present invention includes a solid-state imaging device in which a plurality of pixels are integrated on a light receiving surface, an optical system that guides incident light to an imaging unit of the solid-state imaging device, and signal processing that processes an output signal of the solid-state imaging device. Circuit. Here, the solid-state imaging device is a solid-state imaging device according to the present invention having the above-described configuration.
本発明の固体撮像装置は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極が形成され、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。これにより、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善しながら、歩留まり低下を抑制することができる。 In the solid-state imaging device of the present invention, an inversion layer induction electrode is formed in a region covering a part or all of a photodiode, and inversion is performed by accumulating carriers of the second conductivity type on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. The layer is induced. Thereby, it is possible to suppress a decrease in yield while improving the dynamic range by sharpening the PN junction.
本発明の固体撮像装置の製造方法は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極を形成し、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている固体撮像装置を製造できる。これにより、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善しながら、歩留まり低下を抑制することができる。 In the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, an inversion layer induction electrode is formed in a region covering a part or all of a photodiode, and carriers of the second conductivity type are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. Thus, a solid-state imaging device in which the inversion layer is induced can be manufactured. Thereby, it is possible to suppress a decrease in yield while improving the dynamic range by sharpening the PN junction.
本発明のカメラは、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善しながら、歩留まり低下を抑制することができる固体撮像装置を用いたカメラを提供できる。 The camera of the present invention can provide a camera using a solid-state imaging device that can suppress a decrease in yield while improving a dynamic range by sharpening a PN junction.
以下に、本発明に係る固体撮像装置とその製造方法並びに当該固体撮像装置を備えたカメラの実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and a camera including the solid-state imaging device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
尚、説明は以下の順序で行う。
1.第1実施形態(基本構成)
2.第1変形例(反転層誘起電極印加電圧による信号電荷の押し出し)
3.第2変形例(ゲート電極加工工程の変形例)
4.第2実施形態(フォトダイオードの素子分離領域に溝を有する構成)
5.第3実施形態(転送ゲート下部に溝を有する構成)
6.第3変形例(第3実施形態においてフォトダイオードの素子分離領域に溝を有さない構成)
7.第4実施形態(固体撮像装置を用いたカメラ)
The description will be given in the following order.
1. First embodiment (basic configuration)
2. First modification (extrusion of signal charge by inversion layer induced electrode applied voltage)
3. Second Modification (Modification of Gate Electrode Processing Step)
4). Second embodiment (configuration having a groove in an element isolation region of a photodiode)
5. Third embodiment (configuration having a groove below the transfer gate)
6). Third modification (configuration in which no groove is provided in the element isolation region of the photodiode in the third embodiment)
7). Fourth Embodiment (Camera Using Solid-State Imaging Device)
<第1実施形態>
[固体撮像装置の平面図]
図1は本実施形態に係る固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの平面図である。
本実施形態に係る固体撮像装置は、例えば、半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分してフォトダイオードPDが形成されている。
例えば、フォトダイオードPDに隣接する領域に転送ゲート電極TGが形成され、さらに転送ゲート電極TGに隣接する領域にフローティングディフュージョンFDが形成されている。
<First Embodiment>
[Plan view of solid-state imaging device]
FIG. 1 is a plan view of a CMOS image sensor which is a solid-state imaging device according to the present embodiment.
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, for example, the photodiode PD is formed by being divided for each pixel arranged in a matrix on the light receiving surface of the semiconductor substrate.
For example, a transfer gate electrode TG is formed in a region adjacent to the photodiode PD, and a floating diffusion FD is formed in a region adjacent to the transfer gate electrode TG.
例えば、本実施形態では、素子分離領域Iで互いに区分された4個のフォトダイオードPDを1組として、それらがマトリクス状に配置されている。フォトダイオードの組の間の領域に、転送ゲート電極TG、フローティングディフュージョンFD、コンタクトCT及びその他のトランジスタなどが配置された構成となっている。
例えば、フローティングディフュージョンFDは、それを囲む4個のフォトダイオードPDに4個の転送ゲート電極TGを介して接続されている。即ち、1個のフローティングディフュージョンFDが4個の画素で共有された構成である。
For example, in the present embodiment, a set of four photodiodes PD separated from each other in the element isolation region I are arranged in a matrix. A transfer gate electrode TG, a floating diffusion FD, a contact CT, and other transistors are arranged in a region between the photodiode sets.
For example, the floating diffusion FD is connected to four photodiodes PD surrounding the floating diffusion FD through four transfer gate electrodes TG. In other words, one floating diffusion FD is shared by four pixels.
例えば、フォトダイオードPDは、光を受光したときに光電効果により発生する信号電荷を蓄積する。フローティングディフュージョンFDには、増幅トランジスタ及び選択トランジスタなどが接続され、信号電荷に応じた電圧を読み取る信号読み取り部が構成されている。また、フローティングディフュージョンFDにリセットトランジスタが接続されており、フォトダイオードPD及びフローティングディフュージョンFD内に蓄積された信号電荷を除去することができる。 For example, the photodiode PD accumulates signal charges generated by the photoelectric effect when receiving light. An amplification transistor, a selection transistor, and the like are connected to the floating diffusion FD, and a signal reading unit that reads a voltage corresponding to a signal charge is configured. Further, a reset transistor is connected to the floating diffusion FD, so that signal charges accumulated in the photodiode PD and the floating diffusion FD can be removed.
本実施形態のCMOSイメージセンサでは、フォトダイオードPDの一部または全部を被覆する領域において、半導体基板上にゲート絶縁膜を介して反転層誘起電極PGが形成されている。
反転層誘起電極PGは、転送ゲート電極TGより大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる。反転層誘起電極PGによりフォトダイオードPDを構成する第1導電型の半導体領域の反転層誘起電極PG側の表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。例えば、フォトダイオードPDを構成するN型の半導体領域の反転層誘起電極PG側の表面にP型のキャリアであるホールを蓄積してなる反転層が誘起されている。
In the CMOS image sensor of this embodiment, the inversion layer induction electrode PG is formed on the semiconductor substrate via the gate insulating film in a region that covers a part or all of the photodiode PD.
The inversion layer induction electrode PG is made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode TG. An inversion layer in which carriers of the second conductivity type are accumulated is induced on the surface of the first conductivity type semiconductor region constituting the photodiode PD on the inversion layer induction electrode PG side by the inversion layer induction electrode PG. For example, an inversion layer in which holes that are P-type carriers are accumulated is induced on the surface of the N-type semiconductor region constituting the photodiode PD on the inversion layer induction electrode PG side.
また、本実施形態のCMOSイメージセンサは、後述のように、不図示の領域において、受光面を有する半導体基板と同一の基板にロジック回路などを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタからなるCMOSトランジスタが形成されている。 In the CMOS image sensor of this embodiment, as will be described later, in a region (not shown), a CMOS transistor composed of an NMOS transistor and a PMOS transistor forming a logic circuit or the like is formed on the same substrate as a semiconductor substrate having a light receiving surface. Has been.
[固体撮像装置の断面図]
図2(a)は本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。例えば、図1中のX−X’における断面図が図2(a)においてX−X’で示すフォトダイオード領域APD及び転送ゲート領域ATGに相当する。転送ゲート領域ATGは転送ゲート電極とフローティングディフュージョンの領域が含まれている。また、例えば、図2(a)においては、図1では不図示であるロジック回路を構成するNMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSも示している。
[Cross-sectional view of solid-state imaging device]
FIG. 2A is a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to the present embodiment. For example, corresponding to the photodiode region A PD and the transfer gate region A TG X-X in FIG. 1 'sectional view in the X-X in FIG. 2 (a)' indicated by. The transfer gate region ATG includes a transfer gate electrode and a floating diffusion region. Further, for example, FIG. 2A also shows an NMOS transistor region A NMOS and a PMOS transistor region A PMOS constituting a logic circuit (not shown in FIG. 1).
例えば、素子分離領域10bで区分されたフォトダイオード領域APDにおいて、P型シリコンからなる半導体基板10中にフォトダイオードを構成するN型の半導体領域17が形成されている。半導体基板10はバルクのシリコン基板でもよく、また、SOI(Silicon on Insulator)基板でもよい。
フォトダイオード領域APDの端部における半導体領域17の表層部分に、フォトダイオードとなるPN接合の一部を半導体領域17と構成するP型の半導体層26が形成されている。
P型の半導体層26の領域に隣接する転送ゲート領域ATGにおいて、半導体基板10上にゲート絶縁膜20を介して転送ゲート電極であるN型ポリシリコンからなる導電層21aが形成されている。さらに転送ゲート電極である導電層21aに隣接する領域にフローティングディフュージョンであるN型の半導体層30が形成されている。
For example, in the photodiode region APD divided by the
A P-
In the transfer gate region ATG adjacent to the region of the P-
本実施形態のCMOSイメージセンサでは、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において、半導体基板10上にゲート絶縁膜20を介して反転層誘起電極であるP型ポリシリコンからなる導電層21bが形成されている。図2(a)に示すように、反転層誘起電極である導電層21bは隣接するフォトダイオード上に形成される反転層誘起電極である導電層21bと一体に形成されている。
上記において、N型の導電層21a及びP型の導電層21bの側面には、サイドウォール絶縁膜27が形成されている。
In the CMOS image sensor of the present embodiment, a
In the above,
また、本実施形態のCMOSイメージセンサは、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、半導体基板10にロジック回路などを構成するNMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタが形成されている。NMOSトランジスタ及びPMOSトランジスタからCMOSトランジスタが構成される。
即ち、半導体基板10に形成された素子分離用溝10aに埋め込まれたSTI(Shallow Trench Isolation)法による素子分離絶縁膜14が形成されている。素子分離絶縁膜14で区分されたNMOSトランジスタ領域ANMOSにおいて、半導体基板10上にゲート絶縁膜20を介してゲート電極であるN型ポリシリコンからなる導電層21aが形成されている。
上記において、N型の導電層21aの側面にサイドウォール絶縁膜27が形成されており、その両側部における半導体基板10中にソースドレイン領域であるN型の半導体層29が形成されている。上記のようにNMOSトランジスタが構成されている。
In the CMOS image sensor of this embodiment, the NMOS transistor and the PMOS transistor constituting the logic circuit and the like are formed on the
That is, an element
In the above, the
また、半導体基板10のSTI法による素子分離絶縁膜14で区分されたPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、N型のウェル16が形成されている。さらに、半導体基板10上にゲート絶縁膜20を介してゲート電極であるP型ポリシリコンからなる導電層21bが形成されている。
上記において、P型の導電層21bの側面にサイドウォール絶縁膜27が形成されており、その両側部における半導体基板10中にソースドレイン領域であるP型の半導体層32が形成されている。上記のようにPMOSトランジスタが構成されている。
Further, the segmented PMOS transistor region A PMOS element
In the above, the
図2(b)は本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
実質的に図2(a)と同一であるが、N型の半導体領域17の反転層誘起電極であるP型ポリシリコンからなる導電層21b側の表面に反転層17aが誘起されていることを示している。
例えば、反転層誘起電極は、転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる。本実施形態においては、反転層誘起電極はP型ポリシリコンからなり、転送ゲート電極はN型ポリシリコンからなる。
反転層誘起電極によりフォトダイオードを構成するN型の半導体領域17の反転層誘起電極側の表面にP型のキャリアであるホールを蓄積してなる反転層17aが誘起されている。
反転層誘起電極は、印加電圧がなくても反転層誘起電極の仕事関数に起因して反転層17aを誘起する効果を持つが、例えば負電圧が印加されることでさらに高濃度のホールを蓄積して反転層17a中の実効キャリア濃度を高めることができる。表面のホールは基板表面起因のリーク電流低減に効果があり、濃ければ濃いほどリークが低減できるので、なるべく高い濃度のホールを誘起することが望ましい。表面反転層17aが誘起される理由については後述する。
FIG. 2B is a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to this embodiment.
Although substantially the same as FIG. 2A, the
For example, the inversion layer inducing electrode is made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode. In this embodiment, the inversion layer induction electrode is made of P-type polysilicon, and the transfer gate electrode is made of N-type polysilicon.
An
The inversion layer induction electrode has an effect of inducing the
半導体領域17におけるN型の不純物の実効濃度が半導体基板の表面に近い程高濃度である滑らかな濃度勾配を有することが好ましい。この場合、フォトダイオードで生成された信号電荷は滑らかに基板表面近傍に移動する。信号電荷は、フォトダイオードPD内部にポテンシャルに捕えられて蓄積される。
It is preferable that the effective concentration of the N-type impurity in the
また、フォトダイオードを被覆して半導体基板上に、絶縁膜及び上層配線などが形成されている。
光入射面が基板裏面側(図2(b)のA方向)である場合、必要に応じて基板裏面側にカラーフィルタなどが形成されている。さらに、基板裏面側に光導波路やオンチップレンズなどが設けられていてもよい。上記の構成では、フォトダイオードを被覆して形成される反転層誘起電極は、入射光に対して透明でなくてもよい。例えば反転層誘起電極をPMOSトランジスタのゲート電極と同一のレイヤーであるP型ポリシリコンで形成することができる。また、基板裏面側からの入射光がフォトダイオードで吸収されずに透過したときに再びフォトダイオード領域に光を戻すように、入射光に対して反射性の膜として銅などの金属膜を用いることも可能である。
反転層誘起電極は、転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなり、例えば、P型シリコン、P型ポリシリコン、銅、タングステン、NiSi、CoSi、TiN、ITO(酸化インジウムスズ)などを用いることができる。
In addition, an insulating film, an upper layer wiring, and the like are formed on the semiconductor substrate so as to cover the photodiode.
When the light incident surface is on the back side of the substrate (direction A in FIG. 2B), a color filter or the like is formed on the back side of the substrate as necessary. Furthermore, an optical waveguide, an on-chip lens, or the like may be provided on the back side of the substrate. In the above configuration, the inversion layer induction electrode formed by covering the photodiode may not be transparent to the incident light. For example, the inversion layer induction electrode can be formed of P-type polysilicon which is the same layer as the gate electrode of the PMOS transistor. In addition, when incident light from the back side of the substrate is transmitted without being absorbed by the photodiode, a metal film such as copper is used as a film reflective to the incident light so that the light is returned to the photodiode region again. Is also possible.
The inversion layer inducing electrode is made of a conductor or semiconductor having a work function larger than that of the transfer gate electrode, for example, P-type silicon, P-type polysilicon, copper, tungsten, NiSi, CoSi, TiN, ITO (indium tin oxide), etc. Can be used.
あるいは、光入射面が基板表面側(図2(b)のB方向)である場合、必要に応じて基板上の絶縁膜中に光導波路が設けられ、その上層にカラーフィルタ及びオンチップレンズなどが形成されている。上記の構成では、フォトダイオードを被覆して形成される反転層誘起電極は、入射光に対して透過性であることが重要である。例えばITOなどの透明電極で形成することができる。あるいは、ポリシリコンでも膜厚によってはある程度の光透過性があり、適用可能であれば用いることができる。ポリシリコンなどの反転層誘起電極は基板表面の界面準位を低減できるので、フォトダイオードの表面に起因するノイズを低減する効果があり、表面ノイズの低減が重要なデバイスに好ましく適用できる。デバイスの条件によるが、反転層誘起電極としては上記の材料から選択して用いることができる。 Alternatively, when the light incident surface is on the substrate surface side (direction B in FIG. 2B), an optical waveguide is provided in the insulating film on the substrate as necessary, and a color filter, an on-chip lens, or the like is provided on the upper layer. Is formed. In the above configuration, it is important that the inversion layer inducing electrode formed by covering the photodiode is transmissive to incident light. For example, it can be formed of a transparent electrode such as ITO. Alternatively, even polysilicon has a certain degree of light transmittance depending on the film thickness, and can be used if applicable. Since the inversion layer induction electrode such as polysilicon can reduce the interface state on the substrate surface, it has an effect of reducing noise caused by the surface of the photodiode, and can be preferably applied to a device in which reduction of surface noise is important. Depending on device conditions, the inversion layer inducing electrode can be selected from the above materials.
なお、図2(a)及び(b)においては、上記の絶縁膜、上層配線、光導波路、カラーフィルタ及びオンチップレンズの図示は省略している。 In FIGS. 2A and 2B, the insulating film, upper layer wiring, optical waveguide, color filter, and on-chip lens are not shown.
[固体撮像装置を構成するフォトダイオードのエネルギーバンド]
図3(a)〜(d)は本実施形態に係るCMOSイメージセンサ及び比較例に係るCMOSイメージセンサのフォトダイオード領域のエネルギーバンド図である。
図3(a)及び(b)は本実施形態に係るCMOSイメージセンサのフォトダイオード領域のエネルギーバンド図である。図2(b)中のY−Y’における、反転層誘起電極である導電層21b、ゲート絶縁膜20及び半導体領域17の断面におけるエネルギーバンドを示す。ここで、図3(a)は反転層誘起電極への印加電圧がゼロの場合であり、図3(b)は所定の負電圧を印加した場合である。
[Energy band of photodiodes constituting a solid-state imaging device]
FIGS. 3A to 3D are energy band diagrams of the photodiode region of the CMOS image sensor according to this embodiment and the CMOS image sensor according to the comparative example.
3A and 3B are energy band diagrams of the photodiode region of the CMOS image sensor according to this embodiment. The energy band in the cross section of the
一方、図3(c)及び(d)は比較例に係るCMOSイメージセンサのフォトダイオード領域のエネルギーバンド図である。図2(b)中のY−Y’における断面に相当するが、比較例では反転層誘起電極がN型ポリシリコンからなる導電層21aで構成されている。ここで、図3(c)は反転層誘起電極への印加電圧がゼロの場合であり、図3(d)は所定の負電圧を印加した場合である。
3C and 3D are energy band diagrams of the photodiode region of the CMOS image sensor according to the comparative example. In the comparative example, the inversion layer inducing electrode is composed of a
比較例のCMOSイメージセンサでは、図3(c)に示すように印加電圧がゼロの場合、導電層21aと半導体領域17が同じポテンシャルとなり、反転層は誘起されない。図3(d)に示すように所定の負電位が印加されると、半導体領域17の導電層21a側の表面にホールhが蓄積し、反転層17aが誘起される。
In the CMOS image sensor of the comparative example, when the applied voltage is zero as shown in FIG. 3C, the
本実施形態のCMOSイメージセンサでは、反転層誘起電極にP型ポリシリコンのように十分に仕事関数の大きい材料を用いた場合、図3(a)に示すように印加電圧がゼロの場合でも、例えば図3(d)に示す場合と同程度に半導体領域17の導電層21b側の表面にホールhが蓄積し、反転層17aが誘起される。これは、導電層21bの仕事関数が導電層21aより大きいことに起因する。
また、図3(b)に示すように導電層21bに所定の負電位が印加されると、さらに高濃度のホールを蓄積して反転層17a中の実効キャリア濃度を高めることができる。
In the CMOS image sensor of this embodiment, when a material having a sufficiently large work function such as P-type polysilicon is used for the inversion layer induction electrode, even when the applied voltage is zero as shown in FIG. For example, holes h accumulate on the surface of the
Further, as shown in FIG. 3B, when a predetermined negative potential is applied to the
本実施形態の固体撮像装置は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極が形成され、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。これにより、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善することができる。
また、後述のように固体撮像装置の製造方法において、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックなどで導入される欠陥を回復するための熱処理を行うことが可能である。また、フォトダイオードを被覆する反転層誘起電極である導電層自体がエッチング工程におけるフォトダイオード領域への欠陥導入を抑制する。これにより、暗電流の増加を回避して歩留まり低下を抑制することができる。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, an inversion layer induction electrode is formed in a region covering a part or all of the photodiode, and carriers of the second conductivity type are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. An inversion layer is induced. As a result, the PN junction can be sharpened to improve the dynamic range.
In addition, as described later, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, it is possible to perform a heat treatment for recovering defects introduced by gate etching, sidewall etch back, and the like. In addition, the conductive layer itself, which is the inversion layer induction electrode that covers the photodiode, suppresses the introduction of defects into the photodiode region during the etching process. Thereby, an increase in dark current can be avoided and yield reduction can be suppressed.
[固体撮像装置の製造方法]
図4〜8は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。これらを参照して、本実施形態の固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの製造方法を説明する。
図面は、図2(a)及び(b)に相当する断面図を示し、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを示す。
[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device]
4 to 8 are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment. With reference to these drawings, a method for manufacturing a CMOS image sensor which is the solid-state imaging device of the present embodiment will be described.
The drawing shows a cross-sectional view corresponding to FIGS. 2A and 2B and shows a photodiode region A PD , a transfer gate region A TG , an NMOS transistor region A NMOS and a PMOS transistor region A PMOS .
まず、図4(a)に示すように、例えば、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、STI法により半導体基板10に素子分離用溝10aを形成し、素子分離絶縁膜14を形成する。例えばN型不純物のイオン注入により、PMOSトランジスタ領域APMOSにN型のウェル16を形成する。N型のウェル16の形成には、Pを0.2〜1000keVの注入エネルギー、1×1011〜1×1013/cm2のドーズ量のイオン注入の組み合わせで形成する。
また、フォトダイオード領域APD及び転送ゲート領域ATGにおいてはP型の素子分離領域10bで素子分離を行い、フォトダイオード領域APDにおいてフォトダイオードを構成するN型の半導体領域17を形成する。例えば、N型の半導体領域17の形成には、Pを50〜3000keVの注入エネルギー、1×1011〜1×1013/cm2のドーズ量のイオン注入の組み合わせで形成する。
また、その他のウェル、チャネル不純物や素子分離のための不純物を必要に応じてイオ
ン注入する。
半導体基板10はバルクのシリコン基板でもよく、また、SOI基板でもよい。
First, as shown in FIG. 4A, for example, in the NMOS transistor region A NMOS and the PMOS transistor region APMOS , the
Further, in the photodiode region A PD and the transfer gate region A TG performs isolation by P-
Further, other wells, channel impurities and element isolation impurities are ion-implanted as necessary.
The
半導体領域17の形成においては、上述の理由により、N型の不純物の実効濃度が半導体基板の表面に近い程高濃度である滑らかな濃度勾配を有するように形成することが好ましい。
In the formation of the
次に図4(b)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、半導体基板10表面にゲート絶縁膜20を形成する。ゲート絶縁膜20は、例えば熱酸化法あるいはCVD(Chemical Vapor Deposition)法により酸化シリコンを成膜して形成する。次に、ゲート絶縁膜20の上層に例えばCVD法によりポリシリコン層21を80〜250nmの膜厚で形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, for example, a
次に図5(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護するレジスト膜22をパターン形成する。レジスト膜22をマスクとして、転送ゲート領域ATG及びNMOSトランジスタ領域ANMOSにおいて、ポリシリコン層21にPなどのN型の導電性不純物を導入してN型の導電層21aとする。例えば、5〜30keVの注入エネルギーで0〜1×1016/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 5A, for example, a resist
次に図5(b)に示すように、例えば、転送ゲート領域ATG及びNMOSトランジスタ領域ANMOSを保護するレジスト膜23をパターン形成する。レジスト膜23をマスクとして、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、ポリシリコン層21にBなどのP型の導電性不純物を導入してP型の導電層21bとする。例えば、3〜15keVの注入エネルギーで0〜1×1016/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 5B, for example, a resist
次に図6(a)に示すように、例えば、導電層21a及び導電層21b上にレジスト膜24をパターン形成する。
レジスト膜24は、フォトダイオード領域APDの反転層誘起電極、転送ゲート領域ATGの転送ゲート電極、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSのゲート電極のパターンを有する。
Next, as shown in FIG. 6A, for example, a resist
Resist
次に図6(b)に示すように、例えば、レジスト膜24をマスクとしてエッチング処理を行う。エッチング処理としては、例えば、Cl2+O2の混合ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)などの異方性エッチング処理とする。
これで、反転層誘起電極である導電層21b、転送ゲート電極である導電層21a、NMOSトランジスタのゲート電極である導電層21a、PMOSトランジスタのゲート電極である導電層21bをパターン形成する。反転層誘起電極である導電層21bは隣接する画素のフォトダイオード上の反転層誘起電極である導電層21bと一体に形成する。
上記のエッチング処理において、ゲート絶縁膜20も各導電層(21a,21b)と同じパターンに加工される。
Next, as shown in FIG. 6B, for example, an etching process is performed using the resist
Thus, the
In the above etching process, the
ここで、反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅Wは、P型の導電層21bとN型の導電層21aが十分に分離可能な距離であればよい。例えば、加工可能な最小の設計ルールで形成できる。例えば、50〜300nmとする。
Here, the width W between the
次に図7(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APDの端部であって転送ゲート領域ATGに隣接する領域を開口するレジスト膜25を形成する。レジスト膜25をマスクとしてBなどのP型不純物をイオン注入し、フォトダイオード領域APDの端部における半導体領域17の表層部分に、フォトダイオードとなるPN接合の一部を半導体領域17と構成するP型の半導体層26を形成する。例えば、0.2〜10keVの注入エネルギーで1×1012〜5×1013cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 7 (a), for example, a resist
次に図7(b)に示すように、例えば、CVD法により全面に5〜30nmの酸化シリコン膜と30〜100nmの窒化シリコン膜を積層させ、前面にエッチバック処理を行う。これにより、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、N型の導電層21a及びP型の導電層21bの側面にサイドウォール絶縁膜27を形成する。
上記のエッチバック処理は、例えば、エッチング処理としては、例えば、CF4+O2の混合ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)などの異方性エッチング処理とする。
反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅Wは、サイドウォール絶縁膜27で全部埋められてしまってもよい。
Next, as shown in FIG. 7B, for example, a 5 to 30 nm silicon oxide film and a 30 to 100 nm silicon nitride film are stacked on the entire surface by CVD, and an etch back process is performed on the front surface. Thereby, in the photodiode region A PD , the transfer gate region A TG , the NMOS transistor region A NMOS and the PMOS transistor region A PMOS , the
For example, the etching back process is an anisotropic etching process such as RIE (reactive ion etching) using plasma of a mixed gas of CF 4 + O 2 , for example.
The width W between the
次に図8(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護するレジスト膜28をパターン形成する。次に、レジスト膜28をマスクとして、PなどのN型の導電性不純物を導入する。NMOSトランジスタ領域ANMOSにおいてはN型のソースドレイン領域であるN型の半導体層29を形成する。また、転送ゲート領域ATGにおいてはフローティングディフュージョンであるN型の半導体層30を形成する。ここで、例えば、5〜20keVの注入エネルギーで1×1015〜5×1015/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 8A, for example, a resist
次に図8(b)に示すように、例えば、転送ゲート領域ATG及び、フォトダイオード領域APDの転送ゲート領域ATGに隣接する端部(半導体層26の領域)及びNMOSトランジスタ領域ANMOSを保護するレジスト膜31をパターン形成する。次に、レジスト膜31をマスクとして、BなどのP型の導電性不純物を導入する。PMOSトランジスタ領域APMOSにおいてはP型のソースドレイン領域であるP型の半導体層32を形成する。また、フォトダイオード領域APDにおいてはP型の導電層21b中のP型の不純物濃度を高める。ここで、例えば、2〜8keVの注入エネルギーで1×1015〜5×1015/cm2のドーズ量とする。
上記のイオン注入後に、1000〜1100℃、0〜20秒程度のRTA(Rapid Thermal Annealing)処理を行い、不純物を活性化させ、欠陥の回復を行う。
Next, as shown in FIG. 8 (b), for example, the transfer gate region A TG and, (region of the semiconductor layer 26) end adjacent to the transfer gate area A TG photodiode region A PD and the NMOS transistor region A NMOS A resist
After the above ion implantation, an RTA (Rapid Thermal Annealing) process is performed at 1000 to 1100 ° C. for about 0 to 20 seconds to activate impurities and recover defects.
以降の工程としては、例えば、光入射面が基板裏面側(図2(b)のA方向)である場合、基板裏面を研削して基板の薄膜化を行い、さらに必要に応じて基板裏面側にカラーフィルタなどを形成する。さらに光導波路やオンチップレンズなどを設けてもよい。 As the subsequent steps, for example, when the light incident surface is the substrate back side (direction A in FIG. 2B), the substrate back surface is ground to reduce the thickness of the substrate, and further the substrate back side as necessary. A color filter or the like is formed on the substrate. Further, an optical waveguide or an on-chip lens may be provided.
あるいは、例えば、光入射面が基板表面側(図2(b)のB方向)である場合、必要に応じて基板上の絶縁膜中に光導波路を設けられ、その上層にカラーフィルタ及びオンチップレンズなどを形成する。
以上の工程により、図2(a)及び(b)に示す構成のCMOSイメージセンサを製造することができる。
Alternatively, for example, when the light incident surface is on the substrate surface side (the B direction in FIG. 2B), an optical waveguide is provided in the insulating film on the substrate as necessary, and a color filter and on-chip are provided on the upper layer. Form a lens.
Through the above steps, a CMOS image sensor having the configuration shown in FIGS. 2A and 2B can be manufactured.
本実施形態の固体撮像装置の製造方法は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極を形成し、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている固体撮像装置を製造できる。
また、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックなどで導入される欠陥を回復するための熱処理を行うことが可能である。また、フォトダイオードを被覆する反転層誘起電極である導電層自体がエッチング工程におけるフォトダイオード領域への欠陥導入を抑制する。これにより、暗電流の増加を回避して歩留まり低下を抑制することができる。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the inversion layer induction electrode is formed in a region covering part or all of the photodiode, and the second conductivity type carriers are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. Thus, a solid-state imaging device in which the inversion layer is induced can be manufactured.
In addition, heat treatment for recovering defects introduced by gate etching, sidewall etchback, or the like can be performed. In addition, the conductive layer itself, which is the inversion layer induction electrode that covers the photodiode, suppresses the introduction of defects into the photodiode region during the etching process. Thereby, an increase in dark current can be avoided and yield reduction can be suppressed.
<第1変形例>
[反転層誘起電極印加電圧による信号電荷の押し出し]
第1実施形態において、反転層誘起電極への印加電圧は、基本的に所定の負の電圧で固定する構成でよいが、本変形例のようにあるタイミングで印加電圧を変動させてもよい。
図9は本変形例に係る固体撮像装置の印加電圧のタイミングチャートである。反転層誘起電極への印加電圧SPG、転送ゲート電極への印加電圧STG、リセットトランジスタのゲートへの印加電圧SRである。
あるフィールドにおける電荷蓄積期間T中は、反転層誘起電極への印加電圧SPGとしては所定の負の電圧(−)を印加する。転送ゲート電極への印加電圧STGはゼロで転送ゲートは閉じられている。
電荷蓄積期間Tが終了する時刻t1において、転送ゲート電極への印加電圧STGを(+)として転送ゲートを開き、蓄積された信号電荷をフローティングディフュージョンに転送する。ここで、反転層誘起電極への印加電圧SPGとしてはさらに大きな負の電圧(――)を印加することで、信号電荷をフローティングディフュージョンに十分押し出すポテンシャルを形成できる。これで、フォトダイオード内の信号電荷を空乏化できる。
信号電荷の転送が終了する時刻t2において、転送ゲート電極への印加電圧STGをゼロに戻し、反転層誘起電極への印加電圧SPGも所定の負の電圧(―)に戻す。
リセット動作を開始する時刻t3において、リセットトランジスタのゲートへの印加電圧SRを(+)として信号電荷を除去する。
リセット動作が終了する時刻t4から、次のフィールドの電荷蓄積期間が開始する。
<First Modification>
[Extrusion of signal charge by inversion layer induced electrode applied voltage]
In the first embodiment, the applied voltage to the inversion layer induction electrode may be basically fixed at a predetermined negative voltage, but the applied voltage may be varied at a certain timing as in this modification.
FIG. 9 is a timing chart of the applied voltage of the solid-state imaging device according to this modification. The voltage applied to the inversion layer induced electrode S PG, applied voltage S TG to the transfer gate electrode, the applied voltage S R to the gate of the reset transistor.
During the charge accumulation period T at a field, a predetermined negative voltage as the voltage applied S PG to the inversion layer induced electrode (-) is applied to. The applied voltage STG to the transfer gate electrode is zero and the transfer gate is closed.
At time t1 when the charge accumulation period T ends, the voltage STG applied to the transfer gate electrode is set to (+), the transfer gate is opened, and the accumulated signal charge is transferred to the floating diffusion. Here, the applied voltage S PG The greater negative voltage to the inversion layer induced electrode (-) by applying a, can form a sufficient push potential signal charges to the floating diffusion. Thus, the signal charge in the photodiode can be depleted.
At time t2 the transfer of the signal charges is completed, the voltage applied to S TG to the transfer gate electrode returned to zero, the applied voltage S PG also predetermined negative voltage to the inversion layer induced electrode - back to ().
At time t3 to start the reset operation, to remove the signal charge voltages applied S R to the gate of the reset transistor as (+).
From time t4 when the reset operation ends, the charge accumulation period of the next field starts.
<第2変形例>
[ゲート電極加工工程の変形例]
図10(a)〜(c)は第2変形例に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。
図5(b)に至る工程までは上記の実施形態と同様である。
次に図10(a)に示すように、例えば、導電層21a及び導電層21b上にハードマスク40をパターン形成する。
ハードマスク40は、フォトダイオード領域APDの反転層誘起電極、転送ゲート領域ATGの転送ゲート電極、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSのゲート電極のパターンを有する。これは、例えば窒化シリコン膜を成膜し、上記のパターンにエッチング加工して得ることができる。
次に図10(b)に示すように、ハードマスク40の側部にサイドウォール41を形成する。これは、例えば全面に窒化シリコン膜を堆積し、エッチバックすることで形成できる。
次に図10(c)に示すように、ハードマスク40及びサイドウォール41をマスクとして、導電層(21a,21b)をエッチングし、パターン加工する。反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅として、加工可能な最小の設計ルールよりも狭めて形成することができる。
上記の工程の後は、ハードマスク40及びサイドウォール41を除去し、第1実施形態と同様に製造することができる。
<Second Modification>
[Modification of gate electrode processing process]
FIGS. 10A to 10C are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the second modification.
The steps up to FIG. 5B are the same as in the above embodiment.
Next, as shown in FIG. 10A, for example, a
Next, as shown in FIG. 10B, sidewalls 41 are formed on the sides of the
Next, as shown in FIG. 10C, the conductive layers (21a, 21b) are etched and patterned using the
After the above steps, the
<第2実施形態>
[固体撮像装置の平面図]
図11は本実施形態に係る固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの平面図である。また、図12(a)は本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。例えば、図11中のX−X’における断面図が図12(a)においてX−X’で示すフォトダイオード領域APD及び転送ゲート領域ATGに相当する。
画素ごとにフォトダイオードを区分する素子分離領域I(10b)において半導体基板に半導体領域17の側面を露出させる凹部10cが形成されている。半導体領域17の側面上において、反転層誘起電極である導電層21bがゲート絶縁膜20を介して形成されている。
Second Embodiment
[Plan view of solid-state imaging device]
FIG. 11 is a plan view of a CMOS image sensor which is a solid-state imaging device according to the present embodiment. FIG. 12A is a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to this embodiment. For example, X-X 'in FIG. 11 cross-sectional view taken along the X-X in FIG. 12 (a)' corresponding to the photodiode region A PD and the transfer gate region A TG shown in.
In the element isolation region I (10b) for dividing the photodiode for each pixel, a
図12(b)は本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
実質的に図12(a)と同一であるが、N型の半導体領域17の反転層誘起電極であるP型ポリシリコンからなる導電層21b側の表面に反転層17aが誘起されていることを示している。
ここで、上記のように素子分離領域I(10b)において半導体基板に半導体領域17の側面を露出させる凹部10cが形成されており、凹部10c内に導電層21bがゲート絶縁膜20を介して形成されている。このため、半導体領域の側面から反転層17aが誘起されている。
上記を除いて、実質的に第1実施形態と同様の構成である。
FIG. 12B is a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
Although substantially the same as FIG. 12A, the
Here, as described above, in the element isolation region I (10b), the
Except for the above, the configuration is substantially the same as in the first embodiment.
本実施形態の固体撮像装置は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極が形成され、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。これにより、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善することができる。
また、後述のように固体撮像装置の製造方法において、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックなどで導入される欠陥を回復するための熱処理を行うことが可能である。また、フォトダイオードを被覆する反転層誘起電極である導電層自体がエッチング工程におけるフォトダイオード領域への欠陥導入を抑制する。これにより、暗電流の増加を回避して歩留まり低下を抑制することができる。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, an inversion layer induction electrode is formed in a region covering a part or all of the photodiode, and carriers of the second conductivity type are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. An inversion layer is induced. As a result, the PN junction can be sharpened to improve the dynamic range.
In addition, as described later, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, it is possible to perform a heat treatment for recovering defects introduced by gate etching, sidewall etch back, and the like. In addition, the conductive layer itself, which is the inversion layer induction electrode that covers the photodiode, suppresses the introduction of defects into the photodiode region during the etching process. Thereby, an increase in dark current can be avoided and yield reduction can be suppressed.
[固体撮像装置の製造方法]
図13〜20は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。これらを参照して、本実施形態の固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの製造方法を説明する。
[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device]
13 to 20 are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment. With reference to these drawings, a method for manufacturing a CMOS image sensor which is the solid-state imaging device of the present embodiment will be described.
図面は、図12(a)及び(b)に相当する断面図を示し、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを示す。 The drawing shows a cross-sectional view corresponding to FIGS. 12A and 12B and shows a photodiode region A PD , a transfer gate region A TG , an NMOS transistor region A NMOS, and a PMOS transistor region A PMOS .
まず図13(a)に示すように、例えば、CVD法により半導体基板10上に全面に窒化シリコンを100〜250nmの膜厚で堆積し、ハードマスク11を形成する。
半導体基板10はバルクのシリコン基板でもよく、また、SOI基板でもよい。
First, as shown in FIG. 13A, for example, silicon nitride is deposited on the entire surface of the
The
次に図13(b)に示すように、例えば、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおける素子分離領域及びフォトダイオード領域APDの素子分離領域を開口するレジスト膜12をパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 13B, for example, a resist
次に図13(c)に示すように、例えば、レジスト膜12をマスクとしてハードマスク11をパターンエッチングする。さらにNMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいては半導体基板10の表層に素子分離用溝10aを形成する。また、フォトダイオード領域APDの素子分離領域10bにおいても凹部10cを形成する。
上記のエッチングは、例えばCF4+O2混合ガスのRIEで行われ、素子分離用溝10aと凹部10cの深さは0〜300nmとする。
Next, as shown in FIG. 13C, for example, the
The above etching is performed by, for example, RIE of a CF 4 + O 2 mixed gas, and the depth of the
次に図14(a)に示すように、例えば、レジスト膜12を除去した後、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを開口するレジスト膜13をパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 14A, for example, after the resist
次に図14(b)に示すように、例えば、レジスト膜13をマスクとしてNMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおける素子分離用溝10aの深さを深く加工する。
上記のエッチングは、例えばCl2+O2混合ガスのRIEで行われ、素子分離用溝10aと凹部10cの深さは前回のエッチングと合わせて200〜500nmとする。
Next, as shown in FIG. 14B, for example, the depth of the
The above etching is performed, for example, by RIE of a Cl 2 + O 2 mixed gas, and the depth of the
次に図15(a)に示すように、例えば、CVD法により素子分離用溝10aと凹部10cを埋め込んで全面に酸化シリコンを200〜800nmの膜厚で堆積する。次に、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により素子分離用溝10aと凹部10cの外部に堆積した酸化シリコンを除去し、平坦化する。
これで、素子分離用溝10aに埋め込まれた素子分離絶縁膜14を形成する。また、凹部10cにはダミー膜15aが形成される。
さらに、ホットリン酸処理で窒化シリコンのハードマスク11を除去する。素子分離絶縁膜14の半導体基板10からの突き出し量はCMP処理後に希フッ酸処理で調整する。
Next, as shown in FIG. 15A, silicon oxide is deposited to a thickness of 200 to 800 nm on the entire surface by filling the
Thus, the element
Further, the silicon nitride
次に図15(b)に示すように、例えば、PMOSトランジスタ領域APMOSにおいてN型不純物のイオン注入によりN型のウェル16を形成する。N型のウェル16の形成には、Pを0.2〜1000keVの注入エネルギー、1×1011〜1×1013/cm2のドーズ量のイオン注入の組み合わせで形成する。
また、フォトダイオード領域APDにおいてフォトダイオードを構成するN型の半導体領域17を形成する。例えば、N型の半導体領域17の形成には、Pを50〜3000keVの注入エネルギー、1×1011〜1×1013/cm2のドーズ量のイオン注入の組み合わせで形成する。
また、その他のウェル、チャネル不純物や素子分離のための不純物を必要に応じてイオン注入する。
Next, as shown in FIG. 15B, for example, an N-
In addition, an N-
Further, other wells, channel impurities and element isolation impurities are ion-implanted as necessary.
半導体領域17の形成においては、上述の理由により、N型の不純物の実効濃度が半導体基板の表面に近い程高濃度となる滑らかな濃度勾配を有するように形成することが好ましい。
In the formation of the
次に図16(a)に示すように、例えば、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護し、フォトダイオード領域APDの及び転送ゲート領域ATGを開口するレジスト膜18をパターン形成する。
次に、例えば、レジスト膜18をマスクとして希フッ酸によるウェットエッチング処理を行い、酸化シリコンのダミー膜15aを除去する。これにより、半導体領域17の側面を露出させる凹部10cが形成される。
Next, as shown in FIG. 16A, for example, the NMOS transistor region A NMOS and the PMOS transistor region A PMOS are protected, and a resist
Next, for example, wet etching with dilute hydrofluoric acid is performed using the resist
次に図16(b)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、半導体基板10表面にゲート絶縁膜20を形成する。ゲート絶縁膜20は、例えば熱酸化法あるいはCVD法により酸化シリコンを成膜して形成する。このとき、ゲート絶縁膜20としては凹部10c内において半導体領域17の側面を被覆するように形成する。
次に、ゲート絶縁膜20の上層に例えばCVD法によりポリシリコン層21を80〜250nmの膜厚で形成する。このとき、ポリシリコン層21としては凹部10c内のゲート絶縁膜20の上層を埋め込む埋め込み層21cを有するように形成する。
Next, as shown in FIG. 16B, for example, a
Next, a
次に図17(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護するレジスト膜22をパターン形成する。レジスト膜22をマスクとして、転送ゲート領域ATG及びNMOSトランジスタ領域ANMOSにおいて、ポリシリコン層21にPなどのN型の導電性不純物を導入してN型の導電層21aとする。例えば、5〜30keVの注入エネルギーで1×1015/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 17A, for example, a resist
次に図17(b)に示すように、例えば、転送ゲート領域ATG及びNMOSトランジスタ領域ANMOSを保護するレジスト膜23をパターン形成する。レジスト膜23をマスクとして、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、ポリシリコン層21にBなどのP型の導電性不純物を導入してP型の導電層21bとする。例えば、3〜15keVの注入エネルギーで0〜1×1016/cm2のドーズ量とする。
図面上は、凹部10c内の埋め込み層21cにまでP型の導電性不純物が拡散していない状態を示している。
Next, as shown in FIG. 17B, for example, a resist
The drawing shows a state in which P-type conductive impurities are not diffused to the buried
次に図18(a)に示すように、例えば、導電層21a及び導電層21b上にレジスト膜24をパターン形成する。
レジスト膜24は、フォトダイオード領域APDの反転層誘起電極、転送ゲート領域ATGの転送ゲート電極、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSのゲート電極のパターンを有する。
Next, as shown in FIG. 18A, for example, a resist
Resist
次に図18(b)に示すように、例えば、レジスト膜24をマスクとしてエッチング処理を行う。エッチング処理としては、例えば、Cl2+O2の混合ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)などの異方性エッチング処理とする。
これで、反転層誘起電極である導電層21b、転送ゲート電極である導電層21a、NMOSトランジスタのゲート電極である導電層21a、PMOSトランジスタのゲート電極である導電層21bをパターン形成する。反転層誘起電極である導電層21bは隣接する画素のフォトダイオード上の反転層誘起電極である導電層21bと一体に形成する。
上記のエッチング処理において、ゲート絶縁膜20も各導電層(21a,21b)と同じパターンに加工される。
Next, as shown in FIG. 18B, for example, an etching process is performed using the resist
Thus, the
In the above etching process, the
ここで、反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅Wは、P型の導電層21bとN型の導電層21aが十分に分離可能な距離であればよい。例えば、加工可能な最小の設計ルールで形成できる。例えば、50〜300nmとする。
Here, the width W between the
次に図19(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APDの端部であって転送ゲート領域ATGに隣接する領域を開口するレジスト膜25を形成する。レジスト膜25をマスクとしてBなどのP型不純物をイオン注入し、フォトダイオード領域APDの端部における半導体領域17の表層部分に、フォトダイオードとなるPN接合の一部を半導体領域17と構成するP型の半導体層26を形成する。例えば、0.2〜10keVの注入エネルギーで1×1012〜1×1013cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 19 (a), for example, a resist
次に図19(b)に示すように、例えば、CVD法により全面に5〜30nmの酸化シリコン膜と30〜100nmの窒化シリコン膜を積層させ、前面にエッチバック処理を行う。これにより、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、N型の導電層21a及びP型の導電層21bの側面にサイドウォール絶縁膜27を形成する。
上記のエッチバック処理は、例えば、エッチング処理としては、例えば、CF4+O2の混合ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)などの異方性エッチング処理とする。
反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅Wは、サイドウォール絶縁膜27で全部埋められてしまってもよい。
Next, as shown in FIG. 19B, for example, a 5 to 30 nm silicon oxide film and a 30 to 100 nm silicon nitride film are stacked on the entire surface by CVD, and an etch back process is performed on the front surface. Thereby, in the photodiode region A PD , the transfer gate region A TG , the NMOS transistor region A NMOS and the PMOS transistor region A PMOS , the
For example, the etching back process is an anisotropic etching process such as RIE (reactive ion etching) using plasma of a mixed gas of CF 4 + O 2 , for example.
The width W between the
次に図20(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護するレジスト膜28をパターン形成する。次に、レジスト膜28をマスクとして、PなどのN型の導電性不純物を導入する。NMOSトランジスタ領域ANMOSにおいてはN型のソースドレイン領域であるN型の半導体層29を形成する。また、転送ゲート領域ATGにおいてはフローティングディフュージョンであるN型の半導体層30を形成する。ここで、例えば、5〜20keVの注入エネルギーで1×1015〜5×1015/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 20A, for example, a resist
次に図20(b)に示すように、例えば、転送ゲート領域ATG及び、フォトダイオード領域APDの転送ゲート領域ATGに隣接する端部(半導体層26の領域)及びNMOSトランジスタ領域ANMOSを保護するレジスト膜31をパターン形成する。次に、レジスト膜31をマスクとして、BなどのP型の導電性不純物を導入する。PMOSトランジスタ領域APMOSにおいてはP型のソースドレイン領域であるP型の半導体層32を形成する。また、フォトダイオード領域APDにおいてはP型の導電層21b中のP型の不純物濃度を高める。ここで、例えば、2〜8keVの注入エネルギーで1×1015〜5×1015/cm2のドーズ量とする。
上記のイオン注入後に、1000〜1100℃、0〜20秒程度のRTA(Rapid Thermal Annealing)処理を行い、不純物を活性化させ、欠陥の回復を行う。
上記のRTA処理で、凹部10c内の埋め込み層21cにまでP型の導電性不純物が拡散する。
Next, as shown in FIG. 20 (b), for example, the transfer gate region A TG and, (region of the semiconductor layer 26) end adjacent to the transfer gate area A TG photodiode region A PD and the NMOS transistor region A NMOS A resist
After the above ion implantation, an RTA (Rapid Thermal Annealing) process is performed at 1000 to 1100 ° C. for about 0 to 20 seconds to activate impurities and recover defects.
With the above RTA treatment, the P-type conductive impurity diffuses to the buried
以降の工程としては、例えば、光入射面が基板裏面側(図12(b)のA方向)である場合、基板裏面を研削して基板の薄膜化を行い、さらに必要に応じて基板裏面側にカラーフィルタなどを形成する。さらに光導波路やオンチップレンズなどが設けてもよい。 As a subsequent process, for example, when the light incident surface is on the back side of the substrate (direction A in FIG. 12B), the back surface of the substrate is ground to reduce the thickness of the substrate. A color filter or the like is formed on the substrate. Further, an optical waveguide or an on-chip lens may be provided.
あるいは、例えば、光入射面が基板表面側(図12(b)のB方向)である場合、必要に応じて基板上の絶縁膜中に光導波路を設けられ、その上層にカラーフィルタ及びオンチップレンズなどを形成する。
以上の工程により、図12(a)及び(b)に示す構成のCMOSイメージセンサを製造することができる。
Alternatively, for example, when the light incident surface is on the substrate surface side (direction B in FIG. 12B), an optical waveguide is provided in the insulating film on the substrate as necessary, and a color filter and an on-chip are provided on the upper layer. Form a lens.
Through the above steps, a CMOS image sensor having the configuration shown in FIGS. 12A and 12B can be manufactured.
本実施形態の固体撮像装置の製造方法は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極を形成し、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている固体撮像装置を製造できる。
また、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックなどで導入される欠陥を回復するための熱処理を行うことが可能である。また、フォトダイオードを被覆する反転層誘起電極である導電層自体がエッチング工程におけるフォトダイオード領域への欠陥導入を抑制する。これにより、暗電流の増加を回避して歩留まり低下を抑制することができる。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the inversion layer induction electrode is formed in a region covering part or all of the photodiode, and the second conductivity type carriers are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. Thus, a solid-state imaging device in which the inversion layer is induced can be manufactured.
In addition, heat treatment for recovering defects introduced by gate etching, sidewall etchback, or the like can be performed. In addition, the conductive layer itself, which is the inversion layer induction electrode that covers the photodiode, suppresses the introduction of defects into the photodiode region during the etching process. Thereby, an increase in dark current can be avoided and yield reduction can be suppressed.
<第3実施形態>
[固体撮像装置の平面図]
図21は本実施形態に係る固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの平面図である。本実施形態のCMOSイメージセンサは、転送ゲート下部に溝を有する構成である。
図21は本実施形態に係る固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの平面図である。また、図22(a)は本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。例えば、図21中のX−X’における断面図が図22(a)においてX−X’で示すフォトダイオード領域APD及び転送ゲート領域ATGに相当する。
画素ごとにフォトダイオードを区分する素子分離領域I(10b)において半導体基板に半導体領域17の側面を露出させる凹部10cが形成されている。半導体領域17の側面上において、反転層誘起電極である導電層21bがゲート絶縁膜20を介して形成されている。
<Third Embodiment>
[Plan view of solid-state imaging device]
FIG. 21 is a plan view of a CMOS image sensor which is a solid-state imaging device according to this embodiment. The CMOS image sensor of this embodiment has a structure having a groove below the transfer gate.
FIG. 21 is a plan view of a CMOS image sensor which is a solid-state imaging device according to this embodiment. FIG. 22A is a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to this embodiment. For example, corresponding to the photodiode region A PD and the transfer gate region A TG X-X in FIG. 21 'sectional view in the X-X in FIG. 22 (a)' indicated by.
In the element isolation region I (10b) for dividing the photodiode for each pixel, a
図22(b)は本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
実質的に図22(a)と同一であるが、N型の半導体領域17の反転層誘起電極であるP型ポリシリコンからなる導電層21b側の表面に反転層17aが誘起されていることを示している。
ここで、上記のように素子分離領域I(10b)において半導体基板に半導体領域17の側面を露出させる凹部10cが形成されており、凹部10c内に導電層21bがゲート絶縁膜20を介して形成されている。このため、半導体領域の側面から反転層17aが誘起されている。
FIG. 22B is a cross-sectional view of the solid-state imaging device according to this embodiment.
Although substantially the same as FIG. 22A, the
Here, as described above, in the element isolation region I (10b), the
また、転送ゲート電極である導電層21aの下部において半導体基板10に凹部10dが形成されており、転送ゲート電極である導電層21aが凹部10d内にゲート絶縁膜20を介して埋め込まれて形成されている。
凹部10d内に埋め込まれた導電層である埋め込み層21dは、いわゆる縦型ゲートとして機能し、フォトダイオード内に蓄積された信号電荷のフローティングディフュージョンへの転送をより滑らかに確実に行うことができる。
また、フォトダイオード領域APDにおいてフォトダイオードを構成するN型の半導体領域として、本実施形態では、実効N型不純物濃度が低い低濃度領域17bと高い高濃度領域17cを有する構成として示している。
上記を除いて、実質的に第1実施形態と同様の構成である。
In addition, a
The buried
Also, as the N-type semiconductor region constituting the photodiode in the photodiode region A PD, in the present embodiment, it shows a structure in which the effective N-type impurity concentration has a low
Except for the above, the configuration is substantially the same as in the first embodiment.
本実施形態の固体撮像装置は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極が形成され、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている。これにより、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善することができる。
また、後述のように固体撮像装置の製造方法において、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックなどで導入される欠陥を回復するための熱処理を行うことが可能である。また、フォトダイオードを被覆する反転層誘起電極である導電層自体がエッチング工程におけるフォトダイオード領域への欠陥導入を抑制する。これにより、暗電流の増加を回避して歩留まり低下を抑制することができる。
In the solid-state imaging device according to the present embodiment, an inversion layer induction electrode is formed in a region covering a part or all of the photodiode, and carriers of the second conductivity type are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. An inversion layer is induced. As a result, the PN junction can be sharpened to improve the dynamic range.
In addition, as described later, in the method for manufacturing a solid-state imaging device, it is possible to perform a heat treatment for recovering defects introduced by gate etching, sidewall etch back, and the like. In addition, the conductive layer itself, which is the inversion layer induction electrode that covers the photodiode, suppresses the introduction of defects into the photodiode region during the etching process. Thereby, an increase in dark current can be avoided and yield reduction can be suppressed.
[固体撮像装置の製造方法]
図23〜30は本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の製造工程を示す断面図である。これらを参照して、本実施形態の固体撮像装置であるCMOSイメージセンサの製造方法を説明する。
[Method for Manufacturing Solid-State Imaging Device]
23 to 30 are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the present embodiment. With reference to these drawings, a method for manufacturing a CMOS image sensor which is the solid-state imaging device of the present embodiment will be described.
図面は、図22(a)及び(b)に相当する断面図を示し、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを示す。 The drawing shows a cross-sectional view corresponding to FIGS. 22A and 22B and shows a photodiode region A PD , a transfer gate region A TG , an NMOS transistor region A NMOS and a PMOS transistor region A PMOS .
まず図23(a)に示すように、例えば、CVD法により半導体基板10上に全面に窒化シリコンを100〜250nmの膜厚で堆積し、ハードマスク11を形成する。
半導体基板10はバルクのシリコン基板でもよく、また、SOI基板でもよい。
First, as shown in FIG. 23A, for example, silicon nitride is deposited on the entire surface of the
The
次に図23(b)に示すように、例えば、ハードマスク11上にレジスト膜12をパターン形成する。
レジスト膜12は、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおける素子分離領域、フォトダイオード領域APDの素子分離領域及び転送ゲート下部の縦型ゲートとなる領域を開口する。
Next, as shown in FIG. 23B, for example, a resist
The resist
次に図23(c)に示すように、例えば、レジスト膜12をマスクとしてハードマスク11をパターンエッチングする。さらにNMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいては半導体基板10の表層に素子分離用溝10aを形成する。また、フォトダイオード領域APDの素子分離領域10bにおいても凹部10cを形成する。転送ゲート下部の縦型ゲートとなる領域に凹部10dを形成する。
上記のエッチングは、例えばCF4+O2混合ガスのRIEで行われ、素子分離用溝10a、凹部10c及び凹部10dの深さは0〜300nmとする。
Next, as shown in FIG. 23C, for example, the
The above etching is performed, for example, by RIE of a CF 4 + O 2 mixed gas, and the depth of the
次に図24(a)に示すように、例えば、レジスト膜12を除去した後、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを開口するレジスト膜13をパターン形成する。
Next, as shown in FIG. 24A, for example, after removing the resist
次に図24(b)に示すように、例えば、レジスト膜13をマスクとしてNMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおける素子分離用溝10aの深さを深く加工する。
上記のエッチングは、例えばCl2+O2混合ガスのRIEで行われ、素子分離用溝10aと凹部10cの深さは前回のエッチングと合わせて200〜500nmとする。
Next, as shown in FIG. 24B, for example, the depth of the
The above etching is performed, for example, by RIE of a Cl 2 + O 2 mixed gas, and the depth of the
次に図25(a)に示すように、例えば、CVD法により素子分離用溝10aと凹部10cを埋め込んで全面に酸化シリコンを200〜800nmの膜厚で堆積する。次に、CMP(Chemical Mechanical Polishing)により素子分離用溝10aと凹部10cの外部に堆積した酸化シリコンを除去し、平坦化する。
これで、素子分離用溝10aに埋め込まれた素子分離絶縁膜14を形成する。また、凹部10cにはダミー膜15aが形成され、凹部10dにはダミー膜15bが形成される。
さらに、ホットリン酸処理で窒化シリコンのハードマスク11を除去する。素子分離絶縁膜14の半導体基板10からの突き出し量はCMP処理後に希フッ酸処理で調整する。
Next, as shown in FIG. 25A, silicon oxide is deposited to a thickness of 200 to 800 nm on the entire surface by filling the
Thus, the element
Further, the silicon nitride
次に図25(b)に示すように、例えば、PMOSトランジスタ領域APMOSにおいてN型不純物のイオン注入によりN型のウェル16を形成する。N型のウェル16の形成には、Pを0.2〜1000keVの注入エネルギー、1×1011〜1×1013/cm2のドーズ量のイオン注入の組み合わせで形成する。
また、フォトダイオード領域APDにおいてフォトダイオードを構成するN型の半導体領域を形成する。本実施形態では、実効N型不純物濃度が低い低濃度領域17bと高い高濃度領域17cを有する構成として示している。
例えば、N型の低濃度領域17bと高濃度領域17cの形成には、Pを50〜3000keVの注入エネルギー、1×1011〜1×1013/cm2のドーズ量のイオン注入の組み合わせで形成する。
また、その他のウェル、チャネル不純物や素子分離のための不純物を必要に応じてイオン注入する。
Next, as shown in FIG. 25B, for example, an N-
In addition, an N-type semiconductor region constituting the photodiode is formed in the photodiode region APD . In the present embodiment, a configuration having a
For example, for the formation of the N-type
Further, other wells, channel impurities and element isolation impurities are ion-implanted as necessary.
半導体領域の形成においては、上述の理由により、N型の不純物の実効濃度が半導体基板の表面に近い程高濃度となる滑らかな濃度勾配を有するように、上記の低濃度領域17bと高濃度領域17cを有する構成などで形成することが好ましい。
In the formation of the semiconductor region, for the reasons described above, the low-
次に図26(a)に示すように、例えば、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護し、フォトダイオード領域APD及び転送ゲート領域ATGを開口するレジスト膜18をパターン形成する。
次に、例えば、レジスト膜18をマスクとして希フッ酸によるウェットエッチング処理を行い、酸化シリコンのダミー膜15a及びダミー膜15bを除去する。これにより、半導体領域17の側面を露出させる凹部10cが形成される。また、転送ゲート下部の縦型ゲートとなる領域に凹部10dが形成される。
Next, as shown in FIG. 26A, for example, a resist
Next, for example, wet etching with dilute hydrofluoric acid is performed using the resist
次に図26(b)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、半導体基板10表面にゲート絶縁膜20を形成する。ゲート絶縁膜20は、例えば熱酸化法あるいはCVD法により酸化シリコンを成膜して形成する。このとき、ゲート絶縁膜20としては凹部10c内において半導体領域17の側面を被覆するように形成する。また、凹部19d内において内壁を被覆するように形成する。
次に、ゲート絶縁膜20の上層に例えばCVD法によりポリシリコン層21を80〜250nmの膜厚で形成する。このとき、ポリシリコン層21としては凹部10c内のゲート絶縁膜20の上層を埋め込む埋め込み層21cを有するように形成する。また、凹部10d内のゲート絶縁膜20の上層を埋め込む埋め込み層21dを有するように形成する。
Next, as shown in FIG. 26B, for example, a
Next, a
次に図27(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護するレジスト膜22をパターン形成する。レジスト膜22をマスクとして、転送ゲート領域ATG及びNMOSトランジスタ領域ANMOSにおいて、ポリシリコン層21にPなどのN型の導電性不純物を導入してN型の導電層21aとする。例えば、5〜30keVの注入エネルギーで1×1015/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 27A, for example, a resist
次に図27(b)に示すように、例えば、転送ゲート領域ATG及びNMOSトランジスタ領域ANMOSを保護するレジスト膜23をパターン形成する。レジスト膜23をマスクとして、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、ポリシリコン層21にBなどのP型の導電性不純物を導入してP型の導電層21bとする。例えば、3〜15keVの注入エネルギーで0〜1×1016/cm2のドーズ量とする。
図面上は、凹部10c内の埋め込み層21c及び凹部10d内の埋め込み層21dにまでP型の導電性不純物が拡散していない状態を示している。
Next, as shown in FIG. 27B, for example, a resist
The drawing shows a state in which P-type conductive impurities are not diffused to the buried
次に図28(a)に示すように、例えば、導電層21a及び導電層21b上にレジスト膜24をパターン形成する。
レジスト膜24は、フォトダイオード領域APDの反転層誘起電極、転送ゲート領域ATGの転送ゲート電極、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSのゲート電極のパターンを有する。
Next, as shown in FIG. 28A, for example, a resist
Resist
次に図28(b)に示すように、例えば、レジスト膜24をマスクとしてエッチング処理を行う。エッチング処理としては、例えば、Cl2+O2の混合ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)などの異方性エッチング処理とする。
これで、反転層誘起電極である導電層21b、転送ゲート電極である導電層21a、NMOSトランジスタのゲート電極である導電層21a、PMOSトランジスタのゲート電極である導電層21bをパターン形成する。反転層誘起電極である導電層21bは隣接する画素のフォトダイオード上の反転層誘起電極である導電層21bと一体に形成する。
上記のエッチング処理において、ゲート絶縁膜20も各導電層(21a,21b)と同じパターンに加工される。
Next, as shown in FIG. 28B, for example, an etching process is performed using the resist
Thus, the
In the above etching process, the
ここで、反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅Wは、P型の導電層21bとN型の導電層21aが十分に分離可能な距離であればよい。例えば、加工可能な最小の設計ルールで形成できる。例えば、50〜300nmとする。
Here, the width W between the
次に図29(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APDの端部であって転送ゲート領域ATGに隣接する領域を開口するレジスト膜25を形成する。レジスト膜25をマスクとしてBなどのP型不純物をイオン注入し、フォトダイオード領域APDの端部における半導体領域17の表層部分に、フォトダイオードとなるPN接合の一部を半導体領域17と構成するP型の半導体層26を形成する。例えば、0.2〜10keVの注入エネルギーで1×1012〜1×1013cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 29 (a), for example, a resist
次に図29(b)に示すように、例えば、CVD法により全面に5〜30nmの酸化シリコン膜と30〜100nmの窒化シリコン膜を積層させ、前面にエッチバック処理を行う。これにより、フォトダイオード領域APD、転送ゲート領域ATG、NMOSトランジスタ領域ANMOS及びPMOSトランジスタ領域APMOSにおいて、N型の導電層21a及びP型の導電層21bの側面にサイドウォール絶縁膜27を形成する。
上記のエッチバック処理は、例えば、エッチング処理としては、CF4+O2の混合ガスのプラズマによるRIE(反応性イオンエッチング)などの異方性エッチング処理とする。
反転層誘起電極である導電層21bと転送ゲート電極である導電層21a間の幅Wは、サイドウォール絶縁膜27で全部埋められてしまってもよい。
Next, as shown in FIG. 29B, for example, a 5 to 30 nm silicon oxide film and a 30 to 100 nm silicon nitride film are stacked on the entire surface by CVD, and an etch back process is performed on the front surface. Thereby, in the photodiode region A PD , the transfer gate region A TG , the NMOS transistor region A NMOS and the PMOS transistor region A PMOS , the
The etching back process is, for example, an anisotropic etching process such as RIE (reactive ion etching) using plasma of a mixed gas of CF 4 + O 2 as the etching process.
The width W between the
次に図30(a)に示すように、例えば、フォトダイオード領域APD及びPMOSトランジスタ領域APMOSを保護するレジスト膜28をパターン形成する。次に、レジスト膜28をマスクとして、PなどのN型の導電性不純物を導入する。NMOSトランジスタ領域ANMOSにおいてはN型のソースドレイン領域であるN型の半導体層29を形成する。また、転送ゲート領域ATGにおいてはフローティングディフュージョンであるN型の半導体層30を形成する。ここで、例えば、5〜20keVの注入エネルギーで1×1015〜5×1015/cm2のドーズ量とする。
Next, as shown in FIG. 30A, for example, a resist
次に図30(b)に示すように、例えば、転送ゲート領域ATG及び、フォトダイオード領域APDの転送ゲート領域ATGに隣接する端部(半導体層26の領域)及びNMOSトランジスタ領域ANMOSを保護するレジスト膜31をパターン形成する。次に、レジスト膜31をマスクとして、BなどのP型の導電性不純物を導入する。PMOSトランジスタ領域APMOSにおいてはP型のソースドレイン領域であるP型の半導体層32を形成する。また、フォトダイオード領域APDにおいてはP型の導電層21b中のP型の不純物濃度を高める。ここで、例えば、2〜8keVの注入エネルギーで1×1015〜5×1015/cm2のドーズ量とする。
上記のイオン注入後に、1000〜1100℃、0〜20秒程度のRTA(Rapid Thermal Annealing)処理を行い、不純物を活性化させ、欠陥の回復を行う。
上記のRTA処理で、凹部10c内の埋め込み層21c及び凹部10d内の埋め込み層21dにまでP型の導電性不純物が拡散する。
Next, as shown in FIG. 30B , for example, the transfer gate region ATG , the end portion (region of the semiconductor layer 26) adjacent to the transfer gate region ATG of the photodiode region APD , and the NMOS transistor region ANMOS A resist
After the above ion implantation, an RTA (Rapid Thermal Annealing) process is performed at 1000 to 1100 ° C. for about 0 to 20 seconds to activate impurities and recover defects.
With the above RTA process, the P-type conductive impurities are diffused to the buried
以降の工程としては、例えば、光入射面が基板裏面側(図22(b)のA方向)である場合、基板裏面を研削して基板の薄膜化を行い、さらに必要に応じて基板裏面側にカラーフィルタなどを形成する。さらに光導波路やオンチップレンズなどを設けてもよい。 As a subsequent process, for example, when the light incident surface is on the back side of the substrate (direction A in FIG. 22B), the back surface of the substrate is thinned by grinding the back surface of the substrate, and further on the back side of the substrate as necessary. A color filter or the like is formed on the substrate. Further, an optical waveguide or an on-chip lens may be provided.
あるいは、例えば、光入射面が基板表面側(図22(b)のB方向)である場合、必要に応じて基板上の絶縁膜中に光導波路を設け、その上層にカラーフィルタ及びオンチップレンズなどを形成する。
以上の工程により、図22(a)及び(b)に示す構成のCMOSイメージセンサを製造することができる。
Alternatively, for example, when the light incident surface is on the substrate surface side (B direction in FIG. 22B), an optical waveguide is provided in an insulating film on the substrate as necessary, and a color filter and an on-chip lens are formed thereon. Form etc.
Through the above steps, a CMOS image sensor having the configuration shown in FIGS. 22A and 22B can be manufactured.
本実施形態の固体撮像装置の製造方法は、フォトダイオードの一部または全部を被覆する領域において反転層誘起電極を形成し、半導体領域の反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている固体撮像装置を製造できる。
また、ゲートエッチング及びサイドウォールエッチバックなどで導入される欠陥を回復するための熱処理を行うことが可能である。また、フォトダイオードを被覆する反転層誘起電極である導電層自体がエッチング工程におけるフォトダイオード領域への欠陥導入を抑制する。これにより、暗電流の増加を回避して歩留まり低下を抑制することができる。
In the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the present embodiment, the inversion layer induction electrode is formed in a region covering part or all of the photodiode, and the second conductivity type carriers are accumulated on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side. Thus, a solid-state imaging device in which the inversion layer is induced can be manufactured.
In addition, heat treatment for recovering defects introduced by gate etching, sidewall etchback, or the like can be performed. In addition, the conductive layer itself, which is the inversion layer induction electrode that covers the photodiode, suppresses the introduction of defects into the photodiode region during the etching process. Thereby, an increase in dark current can be avoided and yield reduction can be suppressed.
<第3変形例>
[第3実施形態においてフォトダイオードの素子分離領域に溝を有さない構成]
第3実施形態では、反転層誘起電極である導電層21bが凹部10c内に埋め込まれた埋め込み層21cを有する。さらに、転送ゲート電極である導電層21aが凹部10d内に埋め込まれた埋め込み層21dを有する構成である。
しかしながら、凹部10cが形成されておらず、反転層誘起電極である導電層21bが凹部10c内に埋め込まれた埋め込み層21cを有さない構成としてもよい。
<Third Modification>
[Configuration in which the trench is not formed in the element isolation region of the photodiode in the third embodiment]
In the third embodiment, the
However, the
<第4実施形態>
[固体撮像装置を用いたカメラ]
図31は、本実施形態に係るカメラの概略構成図である。
複数の画素が集積されてなる固体撮像装置50、光学系51、信号処理回路53を備えている。
本実施形態において、上記の固体撮像装置50は、上記の第1実施形態〜第3実施形態のいずれかに係る固体撮像装置が組み込まれてなる。
<Fourth embodiment>
[Camera using solid-state imaging device]
FIG. 31 is a schematic configuration diagram of a camera according to the present embodiment.
A solid-
In the present embodiment, the solid-
光学系51は被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置50の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置50の撮像面上の各画素を構成するフォトダイオードにおいて入射光量に応じて信号電荷に変換され、一定期間、該当する信号電荷が蓄積される。
蓄積された信号電荷は、例えばCCD電荷転送路を経て、出力信号Voutとして取り出される。
信号処理回路53は、固体撮像装置50の出力信号Voutに対して種々の信号処理を施して映像信号として出力する。
The
The accumulated signal charge is taken out as an output signal Vout through, for example, a CCD charge transfer path.
The
本実施形態のカメラは、PN接合を急峻化してダイナミックレンジを改善しながら、歩留まり低下を抑制することができる固体撮像装置を用いたカメラを提供できる。 The camera of the present embodiment can provide a camera using a solid-state imaging device that can suppress a decrease in yield while improving the dynamic range by sharpening the PN junction.
本発明は上記の説明に限定されない。
例えば、実施形態においてはCMOSセンサとCCD素子のいずれにも適用できる。CCD素子の場合には、信号読み取り部として、フォトダイオードに電荷結合素子(CCD)が接続された構成とする。CCDにおいて各画素から転送された信号電荷が読み取られる。
各実施形態において、第1導電型と第2導電型を入れ替えることが可能である。この場合反転層に誘起されるキャリアはホールでなく電子となる。
第1〜第3実施形態に係る固体撮像装置において、転送ゲート電極と反転層誘起電極の間の領域において半導体基板上に酸化ハフニウムなどの負の固定電荷を有する膜を形成してもよい。負の固定電荷を有する膜としては、例えば酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタンなどである。あるいは、酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化ホルミウム、酸化エルビウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム、酸化イットリウムなども挙げられる。
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。
The present invention is not limited to the above description.
For example, in the embodiment, the present invention can be applied to both a CMOS sensor and a CCD element. In the case of a CCD element, the signal reading unit has a configuration in which a charge coupled device (CCD) is connected to a photodiode. The signal charge transferred from each pixel in the CCD is read.
In each embodiment, the first conductivity type and the second conductivity type can be interchanged. In this case, carriers induced in the inversion layer are not holes but electrons.
In the solid-state imaging device according to the first to third embodiments, a film having a negative fixed charge such as hafnium oxide may be formed on the semiconductor substrate in a region between the transfer gate electrode and the inversion layer inducing electrode. Examples of the film having a negative fixed charge include hafnium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, tantalum oxide, and titanium oxide. Alternatively, lanthanum oxide, praseodymium oxide, cerium oxide, neodymium oxide, promethium oxide, samarium oxide, europium oxide, gadolinium oxide, terbium oxide, dysprosium oxide, holmium oxide, erbium oxide, thulium oxide, ytterbium oxide, lutetium oxide, yttrium oxide, etc. Also mentioned.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
10…半導体基板、10a…素子分離用溝、10b…素子分離領域、14…素子分離絶縁膜、16…N型のウェル、17…N型の半導体領域、20…ゲート絶縁膜、21a…N型の導電層、21b…P型の導電層、26…P型の半導体層、27…サイドウォール絶縁膜、29…N型の半導体層、30…N型の半導体層、32…P型の半導体層、50…固体撮像装置、51…光学系、53…信号処理回路、PD…フォトダイオード、PG…反転層誘起電極、TG…転送ゲート電極、FD…フローティングディフュージョン、CT…コンタクト、I…素子分離領域
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記フォトダイオードに隣接する領域において前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極と、
前記信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部と、
前記フォトダイオードの端部であって前記転送ゲート電極に隣接する部分を除く前記フォトダイオードの領域において前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して形成され、前記転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極と
を有し、
前記反転層誘起電極により前記半導体領域の前記反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている
固体撮像装置。 A photodiode having a semiconductor region of a first conductivity type formed separately for each pixel arranged in a matrix on a light receiving surface of a semiconductor substrate;
A transfer gate electrode of a first conductivity type that is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film in a region adjacent to the photodiode, and transfers a signal charge generated and accumulated in the photodiode;
A signal reading unit for reading a voltage corresponding to the signal charge or the signal charge;
The photodiode is formed on the semiconductor substrate through the gate insulating film in the region of the photodiode excluding a portion adjacent to the transfer gate electrode, and having a work function larger than that of the transfer gate electrode. An inversion layer induction electrode made of a conductor or a semiconductor, and
A solid-state imaging device, wherein an inversion layer formed by accumulating carriers of the second conductivity type is induced on the inversion layer induction electrode side surface of the semiconductor region by the inversion layer induction electrode.
請求項1に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the inversion layer induction electrode is made of a second conductivity type semiconductor.
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1 or 2, a negative voltage is applied to the inversion layer induced electrode.
請求項1〜3のいずれかに記載の固体撮像装置。 A recess for exposing a side surface of the semiconductor region is formed in the semiconductor substrate in an element isolation region for dividing the photodiode for each pixel, and the inversion layer induction electrode is interposed on the side surface through the gate insulating film. is formed, the solid-state imaging device according to any one of aspects of the semiconductor regions of the preceding claims, wherein the inversion layer is induced.
請求項1〜4のいずれかに記載の固体撮像装置。 Wherein a recess is formed in the semiconductor substrate at the bottom of the transfer gate electrodes, to claim 1, wherein the transfer gate electrodes are formed is embedded through the gate insulating film in the recess The solid-state imaging device described.
請求項1〜5のいずれかに記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the effective concentration of the first conductivity type impurity in the semiconductor region is higher as it is closer to the surface of the semiconductor substrate.
前記フォトダイオード形成領域に隣接する領域において前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、前記フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極を形成する工程と、
前記信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部を形成する工程と、
前記フォトダイオード形成領域の端部であって前記転送ゲート電極に隣接する部分を除く前記フォトダイオード形成領域において前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して、前記転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極を形成する工程と
を有し、
前記フォトダイオードとして、前記反転層誘起電極により前記半導体領域の前記反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されているフォトダイオードを形成する
固体撮像装置の製造方法。 Forming a first conductivity type semiconductor region in the photodiode forming region by dividing the pixels arranged in a matrix on the light receiving surface of the semiconductor substrate;
Forming a transfer gate electrode of a first conductivity type for transferring a signal charge generated and accumulated in the photodiode via a gate insulating film on the semiconductor substrate in a region adjacent to the photodiode formation region;
Forming a voltage corresponding to the signal charge or a signal reading unit for reading the signal charge;
A work function larger than that of the transfer gate electrode is provided on the semiconductor substrate via the gate insulating film in the photodiode formation region excluding a portion adjacent to the transfer gate electrode at an end portion of the photodiode formation region . Forming an inversion layer induction electrode made of a conductor or a semiconductor, and
As the photodiode, a photodiode in which an inversion layer formed by accumulating carriers of the second conductivity type is induced on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side is formed by the inversion layer induction electrode. Production method.
請求項7に記載の固体撮像装置の製造方法。 The step of forming the transfer gate electrode and the step of forming the inversion layer induction electrode form the transfer gate electrode and the inversion layer induction electrode by introducing impurities of different conductivity types in a semiconductor of the same layer. 8. A method for manufacturing a solid-state imaging device according to 7.
前記転送ゲート電極を形成する工程において、前記相補的MOSトランジスタを構成し、チャネルが第1導電型であるMOSトランジスタのゲート電極と同一のレイヤーで前記転送ゲート電極を形成し、
前記反転層誘起電極を形成する工程において、前記相補的MOSトランジスタを構成し、チャネルが第2導電型であるMOSトランジスタのゲート電極と同一のレイヤーで前記反転層誘起電極を形成する
請求項7に記載の固体撮像装置の製造方法。 Forming a complementary MOS transistor on the semiconductor substrate;
In the step of forming the transfer gate electrode, the complementary MOS transistor is configured, and the transfer gate electrode is formed in the same layer as the gate electrode of the MOS transistor whose channel is the first conductivity type,
8. The step of forming the inversion layer induction electrode includes forming the complementary MOS transistor and forming the inversion layer induction electrode in the same layer as a gate electrode of a MOS transistor having a second conductivity type channel. The manufacturing method of the solid-state imaging device of description.
前記固体撮像装置の撮像部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と
を有し、
前記固体撮像装置は、
半導体基板の受光面にマトリクス状に配置された画素ごとに区分して形成された第1導電型の半導体領域を有するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに隣接する領域において前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形成され、前記フォトダイオードに生成及び蓄積される信号電荷を転送する第1導電型の転送ゲート電極と、
前記信号電荷に応じた電圧または前記信号電荷を読み取る信号読み取り部と、
前記フォトダイオードの端部であって前記転送ゲート電極に隣接する部分を除く前記フォトダイオードの領域において前記半導体基板上に前記ゲート絶縁膜を介して形成され、前記転送ゲート電極より大きい仕事関数を有する導電体または半導体からなる反転層誘起電極と
を有し、
前記反転層誘起電極により前記半導体領域の前記反転層誘起電極側表面に第2導電型のキャリアを蓄積してなる反転層が誘起されている
カメラ。 A solid-state imaging device in which a plurality of pixels are integrated on a light receiving surface;
An optical system for guiding incident light to the imaging unit of the solid-state imaging device;
A signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state imaging device,
The solid-state imaging device
A photodiode having a semiconductor region of a first conductivity type formed separately for each pixel arranged in a matrix on a light receiving surface of a semiconductor substrate;
A transfer gate electrode of a first conductivity type that is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film in a region adjacent to the photodiode, and transfers a signal charge generated and accumulated in the photodiode;
A signal reading unit for reading a voltage corresponding to the signal charge or the signal charge;
The photodiode is formed on the semiconductor substrate through the gate insulating film in the region of the photodiode excluding a portion adjacent to the transfer gate electrode, and having a work function larger than that of the transfer gate electrode. An inversion layer induction electrode made of a conductor or a semiconductor, and
An inversion layer formed by accumulating carriers of a second conductivity type is induced on the surface of the semiconductor region on the inversion layer induction electrode side by the inversion layer induction electrode.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009262223A JP5600924B2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera |
US12/910,068 US8872953B2 (en) | 2009-10-30 | 2010-10-22 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, camera, and electronic device |
CN201310461269.5A CN103545333B (en) | 2009-10-30 | 2010-10-29 | Solid photographic device and electronic equipment |
CN2010105248787A CN102082153B (en) | 2009-10-30 | 2010-10-29 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, camera, and electronic device |
US14/492,335 US9661194B2 (en) | 2009-10-30 | 2014-09-22 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, camera, and electronic device |
US15/585,503 US10306166B2 (en) | 2009-10-30 | 2017-05-03 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, camera, and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009262223A JP5600924B2 (en) | 2009-11-17 | 2009-11-17 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011108839A JP2011108839A (en) | 2011-06-02 |
JP5600924B2 true JP5600924B2 (en) | 2014-10-08 |
Family
ID=44232006
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009262223A Expired - Fee Related JP5600924B2 (en) | 2009-10-30 | 2009-11-17 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5600924B2 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6193695B2 (en) * | 2013-09-13 | 2017-09-06 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP6180882B2 (en) * | 2013-10-31 | 2017-08-16 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state imaging device, signal processing device, and electronic device |
JP7005886B2 (en) | 2016-03-31 | 2022-01-24 | ソニーグループ株式会社 | Solid-state image sensor and electronic equipment |
JP7005125B2 (en) * | 2016-04-22 | 2022-01-21 | キヤノン株式会社 | Image sensor, image sensor, and method for manufacturing the image sensor |
CN113097237B (en) * | 2020-01-09 | 2023-08-29 | 张志峰 | Perovskite-based image sensor chip and preparation method thereof |
JPWO2022091592A1 (en) * | 2020-10-29 | 2022-05-05 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3469105B2 (en) * | 1998-10-19 | 2003-11-25 | 株式会社東芝 | Amplification type solid-state imaging device |
JP2006032681A (en) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Sony Corp | Semiconductor device, drive method thereof and physical information acquiring device |
JP4774714B2 (en) * | 2004-10-20 | 2011-09-14 | ソニー株式会社 | IMAGING DEVICE AND IMAGING DEVICE DRIVE CONTROL METHOD |
JP2006216617A (en) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Sony Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP4992446B2 (en) * | 2006-02-24 | 2012-08-08 | ソニー株式会社 | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera |
JP2007317939A (en) * | 2006-05-26 | 2007-12-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state image sensing element and its manufacturing method |
JP2008166607A (en) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sony Corp | Solid-state imaging apparatus, its manufacturing method, semiconductor device and its manufacturing method |
JP2008244496A (en) * | 2008-06-06 | 2008-10-09 | Sony Corp | Image sensor |
-
2009
- 2009-11-17 JP JP2009262223A patent/JP5600924B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011108839A (en) | 2011-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10306166B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, camera, and electronic device | |
JP5621266B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus | |
US11355533B2 (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and imaging apparatus | |
US7364960B2 (en) | Methods for fabricating solid state image sensor devices having non-planar transistors | |
KR101193366B1 (en) | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same | |
JP3584196B2 (en) | Light receiving element and photoelectric conversion device having the same | |
US8614113B2 (en) | Image sensor and method of fabricating the same | |
TWI493696B (en) | Photodetector isolation in image sensors | |
US20080210997A1 (en) | Solid-state image pickup device and manufacturing method thereof | |
JP5600924B2 (en) | Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera | |
KR101103179B1 (en) | Solid-state image pickup device | |
KR20110132517A (en) | Method for production of solid-state imaging element, solid-state imaging element, and imaging apparatus | |
JP2011155248A (en) | Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and camera | |
JP5458135B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
US7572663B2 (en) | Method for manufacturing CMOS image sensor | |
JP2009088447A (en) | Solid-state image sensing device and its manufacturing method | |
JP4241527B2 (en) | Photoelectric conversion element | |
JP2008153566A (en) | Solid-state imaging apparatus, and method of manufacturing the same | |
JP2001156280A (en) | Photoelectric conversion device and its manufacturing method | |
JP2006344914A (en) | Solid-state imaging apparatus, its manufacturing method, and camera | |
KR100790287B1 (en) | Fabricating method of Image sensor | |
JP2010056245A (en) | Semiconductor image pickup element, manufacturing method thereof and electronic apparatus | |
KR100790286B1 (en) | Fabricating method of image sensor | |
JP2012142560A (en) | Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and camera |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121105 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140114 |
|
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: 20140722 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140804 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5600924 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |