JP6641114B2 - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1(a)は、固体撮像装置100の構成例を示すブロック図である。固体撮像装置100は、例えば、画素アレイAPXと、駆動部DRVと、読出部ROと、制御部CNTとを備える。図1(b)は、画素アレイAPXの構成例を示している。画素アレイAPXは、複数の行および複数の列を形成するように配列された複数の画素PXを含む。各画素PXは、駆動部DRVからの信号(信号S_SEL等)を受けて行単位で制御され、駆動されうる。該駆動された画素PXの信号は、その画素PXが配された列に対応する列信号線Lを介して、読出部ROにより画素信号として読み出されうる。制御部CNTは、クロック信号等の基準信号を受けて駆動部DRVおよび読出部ROを制御し、また、撮像動作に用いられる不図示の他のユニットを制御する。
図2(a)は、半導体基板(半導体基板SUBとする。)の上面に対する平面視における単位画素PXのレイアウトを示す模式図である。図中において、半導体基板の上面と平行な一方向をX方向とし、半導体基板の上面と平行で且つX方向と交差する方向をY方向とし、X方向およびY方向により形成される面と垂直な方向をZ方向とする。
図3(a1)〜(i1)及び(a2)〜(i2)を参照しながら固体撮像装置100の製造方法の例を述べる。固体撮像装置100は、公知の半導体製造プロセスを用いて製造されうる。
図4は、第1の変形例として、単位画素PX0のレイアウトを、前述の図2(a)同様に示している。本例では、電荷蓄積領域110、電荷保持領域120及び130、ゲート電極G_GS及びG_TX、並びに、領域140を1つのグループとして、画素PX0は、2つのグループを有している。本例の構成は、例えば、位相差検出法に基づく焦点検出を行うための焦点検出画素に用いられうる。
図5は、第2の変形例として、Y方向で互いに隣り合う2つの画素PX1及びPX2のレイアウトを、前述の図2(a)同様に示している。ここでは画素PX1及びPX2に着目しながら本例を述べるが、互いに隣り合う他の2つの画素についても同様である。
以上では、いくつかの好適な実施例が示されたが、本発明がこれらに限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その一部が変更されてもよい。
Claims (12)
- 半導体基板に形成された第1導電型の電荷蓄積領域と、
前記半導体基板に形成された前記第1導電型の第1電荷保持領域と、
前記電荷蓄積領域から前記第1電荷保持領域に電荷を転送するための第1トランジスタと、
前記半導体基板に形成された前記第1導電型の第2電荷保持領域と、
前記第1電荷保持領域から前記第2電荷保持領域に電荷を転送するための第2トランジスタと、を備える固体撮像装置の製造方法であって、
前記電荷蓄積領域の上に第1開口を有する第1レジストパターンを、前記半導体基板の上に形成する工程と、
前記電荷蓄積領域が埋め込み型になるように、前記第1開口を介して第2導電型の第1不純物を注入する工程と、
前記第1電荷保持領域の上に第2開口を有する第2レジストパターンを、前記半導体基板の上に形成する工程と、
前記第1電荷保持領域が埋め込み型になるように、前記第2開口を介して前記第2導電型の第2不純物を注入する工程と、
を有し、
前記第1不純物を注入する工程では、前記半導体基板の上面の垂線に対して傾斜し、かつ、前記第1電荷保持領域側から前記電荷蓄積領域側に向かう第1方向に前記第1不純物を注入し、
前記第2不純物を注入する工程では、前記垂線に対して傾斜し、かつ、前記第2電荷保持領域側から前記第1電荷保持領域側に向かう第2方向に前記第2不純物を注入し、
前記半導体基板の上面に対する平面視において、前記第1開口は、前記第1トランジスタの第1ゲート電極の前記電荷蓄積領域の側の一部に重なっており、かつ、前記第2開口は、前記第2トランジスタの第2ゲート電極の前記第1電荷保持領域の側の一部に重なっており、
前記第1不純物を注入する工程において、前記第1ゲート電極の前記電荷蓄積領域の側の側面にはサイドスペーサは形成されておらず、かつ、前記第2不純物を注入する工程において、前記第2ゲート電極の前記第1電荷保持領域の側の側面にはサイドスペーサは形成されていない
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1トランジスタによる前記電荷蓄積領域から前記第1電荷保持領域への電荷の転送の方向と、
前記第2トランジスタによる前記第1電荷保持領域から前記第2電荷保持領域への電荷の転送の方向は互いに逆向きである
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1方向と前記第2方向とは前記平面視において互いに離れる方向成分を含む
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1不純物を注入する工程では、前記電荷蓄積領域を埋め込み型にする前記第2導電型の第1不純物領域を、前記第1ゲート電極の前記電荷蓄積領域の側の端から離れた位置に形成し、
前記第2不純物を注入する工程では、前記第1電荷保持領域を埋め込み型にする前記第2導電型の第2不純物領域を、前記第2ゲート電極の前記第1電荷保持領域の側の端から離れた位置に形成する
ことを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第2不純物を注入する工程では、前記第2不純物領域は、更に、前記第1ゲート電極の前記第1電荷保持領域の側の端から離れた位置に形成される
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1不純物を注入する工程において、前記第1方向は、前記第1ゲート電極の前記電荷蓄積領域の側の端から該工程の後に形成されるべき前記第1不純物領域までの距離と、前記第1ゲート電極の高さとに基づいて決定され、
前記第2不純物を注入する工程において、前記第2方向は、前記第2ゲート電極の前記第1電荷保持領域の側の端から該工程の後に形成されるべき前記第2不純物領域までの距離と、前記第2ゲート電極の高さとに基づいて決定される
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1不純物を注入する工程では、前記第1不純物の注入を、該注入の対象物であるウエハであって前記半導体基板を含むウエハを前記第1方向に対して固定しながら行い、かつ、前記第2不純物を注入する工程では、前記第2不純物の注入を、前記ウエハを前記第2方向に対して固定しながら行う
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1不純物および前記第2不純物には、同じ元素が用いられる
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記固体撮像装置の製造方法は、前記第1レジストパターンを形成する工程の前に、前記電荷蓄積領域と、前記第1電荷保持領域と、前記第2電荷保持領域と、前記第1ゲート電極と、前記第2ゲート電極とを、
前記電荷蓄積領域と前記第1電荷保持領域とが、前記第1ゲート電極を介して第3方向で互いに隣り合い、
前記第1電荷保持領域と前記第2電荷保持領域とが、前記第2ゲート電極を介して前記第3方向で互いに隣り合い、
前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極とが、前記第3方向と交差する第4方向で互いに隣り合い、
前記電荷蓄積領域と前記第2電荷保持領域とが、前記第4方向で互いに隣り合う
ように前記半導体基板に形成する工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記第1方向の前記半導体基板の上面と平行な成分と、前記第2方向の該上面と平行な成分とは、互いに逆向きである
ことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記電荷蓄積領域と、前記第1電荷保持領域と、前記第2電荷保持領域と、前記第1ゲート電極と、前記第2ゲート電極とを1つのグループとして、
前記固体撮像装置は、前記グループを2つ有しており、
前記電荷蓄積領域と前記第1電荷保持領域と前記第2電荷保持領域と前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極とを前記半導体基板に形成する工程では、前記2つのグループのそれぞれについての前記電荷蓄積領域、前記第1電荷保持領域、前記第2電荷保持領域、前記第1ゲート電極および前記第2ゲート電極を、前記2つのグループが互いに隣り合いながら線対称の関係になるように形成する
ことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 前記電荷蓄積領域と前記第1電荷保持領域と前記第2電荷保持領域と前記第1ゲート電極と前記第2ゲート電極とを前記半導体基板に形成する工程では、前記2つのグループのうちの一方の前記電荷蓄積領域と、前記2つのグループのうちの他方の前記電荷蓄積領域とは、前記一方の前記第2電荷保持領域と、前記他方の前記第2電荷保持領域との間に形成され、
前記固体撮像装置の製造方法は、前記第2不純物を注入する工程の後に、前記一方の前記電荷蓄積領域および前記他方の前記電荷蓄積領域の双方の上に単一のマイクロレンズを形成する工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項11に記載の固体撮像装置の製造方法。
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