JPH01205566A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH01205566A
JPH01205566A JP63031051A JP3105188A JPH01205566A JP H01205566 A JPH01205566 A JP H01205566A JP 63031051 A JP63031051 A JP 63031051A JP 3105188 A JP3105188 A JP 3105188A JP H01205566 A JPH01205566 A JP H01205566A
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JP
Japan
Prior art keywords
groove
silicon layer
silicon
forming
insulating film
Prior art date
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Pending
Application number
JP63031051A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Nakano
中野 勇男
Kazutoshi Tsujimura
辻村 和俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP63031051A priority Critical patent/JPH01205566A/en
Publication of JPH01205566A publication Critical patent/JPH01205566A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent crosstalks of signal charges generated by light incidence in a photodiode and to obtain a high-quality image screen without blooming or smear by forming a separation area of the form of a very deep groove surrounding the periphery of the photodiode. CONSTITUTION:A cylindrical first groove 40 is formed on a first silicon layer 11 from the upper surface. An insulating film 41 is adhered on the sidewall of the groove, and further silicon 42 is buried. A second silicon layer 13 is formed on the first silicon layer 11 including over the first groove 1. A cylindrical second groove 43 reaching the first groove 40 from this upper surface is formed. An insulating film 44 is adhered on this sidewall, and silicon 45 is buried inside it. A third silicon layer 13 is formed on these, and a third groove 46 reaching the second groove 43 except some part of it is formed. An insulating film 47 is formed on the sidewall, and silicon 48 is buried. A photoelectrical conversion element is formed in the surrounded area inside the third groove, and a signal transfer part is formed adjacent to the portion in which the third groove is not formed.

Description

【発明の詳細な説明】 (イJ 産業上の利用分野 本発明は複数の光電変換素子及びこれら光電変換素子か
ら@号電荷を取り出して転送する信号転送素子を備えた
固体撮像装置及び溝型キャパシタであるところの半導体
装置の製造方法に関する。
Detailed Description of the Invention (AJ Industrial Field of Application) The present invention relates to a solid-state imaging device and a groove-type capacitor, which are equipped with a plurality of photoelectric conversion elements and a signal transfer element that extracts and transfers @-charges from these photoelectric conversion elements. The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device.

(ロ)従来の技術 上述の如き固体撮像装置において、ある光電変換素子に
て発生した信号電荷が隣接する光電変換素子や周囲の信
号転送素子に入り込むクロス) −りを起こすと、解像
度が低下し、ブルーミングやスミアの現象が撮像画面に
現われる。
(B) Conventional technology In the above-mentioned solid-state imaging device, when a signal charge generated in one photoelectric conversion element enters an adjacent photoelectric conversion element or a surrounding signal transfer element, the resolution deteriorates. , blooming and smear phenomena appear on the imaging screen.

これを抑制するために、特開昭60−233851号公
報に示された技術によれば、光電変換素子を囲んで深く
て幅狭の溝を有し、この溝の壁を絶縁膜で被覆すると共
に内部に誘電体を埋込んだ溝状の分離領域を設けている
In order to suppress this, according to a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-233851, a deep and narrow groove is provided surrounding the photoelectric conversion element, and the walls of this groove are covered with an insulating film. At the same time, a groove-shaped isolation region with a dielectric material buried therein is provided.

一方、溝型キャパシタは、日経エレクトロニクス(19
86,7,14発行)の「溝型トランジスタ・セルを使
った4Mビット周辺CMOSダイナミックRAMの試作
」に見られるように、半導体基板に溝を形成し、この溝
内に絶縁膜を介して多結晶シリコン等の電極を埋込んだ
構造である。
On the other hand, the trench type capacitor is manufactured by Nikkei Electronics (19
As seen in ``Prototype production of 4 Mbit peripheral CMOS dynamic RAM using groove-type transistor cells'' (published in 1986, 7, 14), a groove is formed in a semiconductor substrate, and a multilayer It has a structure in which electrodes such as crystalline silicon are embedded.

[’M  発明が解決しようとする課題以上の如き、固
体撮像装置における溝状の分離領域及び溝型キャパシタ
の溝の深さは、深ければ深い程好ましい。
['M Problems to be Solved by the Invention As described above, it is preferable that the depth of the groove-shaped isolation region and the groove of the groove-type capacitor in the solid-state imaging device be as deep as possible.

例えば、固体撮像装置において、深さ5μmの分離領域
を形成したとし、波長700μmの光がシリコンに入射
された場合、シリコン表面から深さ5μmiでのシリコ
ン中で吸収される光量は、入射光量の70%程度であっ
て、残り30%の光は深さ5μm以上のシリコン中にて
吸収されることとなる。この深さ5μm以上のシリコン
中での光吸収により発生した信号電荷は、上記分離領域
に妨げられることなく横方向に拡散移動し、隣接する光
電変換素子や信号転送部に侵入するクロストークが発生
する。即ら、分離領域を形成してもその深さが深くなけ
れば、クロストークの発生を抑制することができない。
For example, in a solid-state imaging device, if a separation region with a depth of 5 μm is formed and light with a wavelength of 700 μm is incident on silicon, the amount of light absorbed in the silicon at a depth of 5 μm from the silicon surface is equal to the amount of incident light. The remaining 30% of the light is absorbed in silicon at a depth of 5 μm or more. Signal charges generated by light absorption in silicon with a depth of 5 μm or more diffuse and move laterally without being hindered by the separation region, causing crosstalk that invades adjacent photoelectric conversion elements and signal transfer parts. do. That is, even if a separation region is formed, unless the separation region is deep, the occurrence of crosstalk cannot be suppressed.

一方、溝型キャパシタにおいては、溝の深さが浅いと大
きな容量を得ることができなり0そこで、本発明の目的
は、固体撮像装置にあってはブルーミングやスミアを防
止すべく、また溝型キャパシタにあっては大きな容量を
得るべく、シリコンに深い溝を形成することにある。
On the other hand, in a trench type capacitor, if the depth of the trench is shallow, a large capacitance cannot be obtained. In capacitors, deep trenches are formed in silicon in order to obtain large capacitance.

(に)課題を解決するための手段 本発明の第1の特徴は、複数の光電変換素子及びこれら
光電変換素子からの信号電荷を転送する信号転送部を備
えた半導体装置の製造方法であって、シリコン基板上に
第1シリコン層を形成する工程と、上記第1シリコン層
に上面から筒状の第1溝を形成し、この第1溝の側壁に
絶縁膜を被着する工程と、上記第1溝内にシリコンまた
は光遮蔽材を埋込む工程と、上記第1溝上を含んで上記
第1シリコン層上に第2シリコン層を形成する工程と、
上記第2シリコン層に上面から上記第1溝に連なる筒状
の第2溝を形成し、この第2溝の側壁に絶縁膜を被着す
る工程と、上記第2溝内にシリコン捷たは光遮蔽材を埋
込む工程と、上記第2溝を形成し、この第3溝の側壁に
絶縁膜を被着する工程と、上記第3溝内にシリコンまた
は光遮蔽材を埋込む工程と、上記第3溝内にて囲まれた
領域内に上記光電変換素子を形成すると共に上記第3溝
の形成されていない部分と隣接して上記信号転送部を形
成する工程と、を含むことにある。
(2) Means for Solving the Problems A first feature of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device comprising a plurality of photoelectric conversion elements and a signal transfer section that transfers signal charges from these photoelectric conversion elements. , a step of forming a first silicon layer on a silicon substrate, a step of forming a cylindrical first groove from an upper surface in the first silicon layer, and depositing an insulating film on a side wall of the first groove; a step of embedding silicon or a light shielding material in a first groove; and a step of forming a second silicon layer on the first silicon layer including above the first groove;
forming a cylindrical second groove connected to the first groove from the upper surface in the second silicon layer; depositing an insulating film on the sidewalls of the second groove; a step of embedding a light shielding material; a step of forming the second trench and depositing an insulating film on the sidewall of the third trench; and a step of embedding silicon or a light shielding material in the third trench; forming the photoelectric conversion element in a region surrounded by the third groove, and forming the signal transfer section adjacent to a portion where the third groove is not formed. .

更に、本発明の第2の特徴は、半導体基板及びこの半導
体基板に形成された溝内に絶縁膜を介して埋設された電
極を備えた半導体装置の製造方法であって、シリコン基
板に第1溝を形成し、この第1溝の内面に絶縁膜を形成
する工程と、上記第1溝内に導電材を埋込む工程と、上
記第1溝を含んで上記シリコン基板上にシリコン層を形
成する工程と、上記シリコン層に上面から上記第1溝に
連なる第2溝を形成し、この第2溝の側壁に絶縁膜を形
成する工程と、上記第2溝内に導電材を埋込む工程と、
を含むことにある。
Furthermore, a second feature of the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device including a semiconductor substrate and an electrode embedded in a trench formed in the semiconductor substrate via an insulating film, the method comprising: forming a groove and forming an insulating film on the inner surface of the first groove; embedding a conductive material in the first groove; and forming a silicon layer on the silicon substrate including the first groove. forming a second groove connected to the first groove from the top surface in the silicon layer, forming an insulating film on the sidewalls of the second groove, and filling the second groove with a conductive material. and,
It is to include.

(1実流側 第1図は本発明の第1の特徴である製造方法を適用して
製造されたインターライン型の固体撮像装置の平面図、
第2図は同図の1−1’線断面図、第3図は第1図の1
1−1’線断面図を、夫々示している。
(1 Actual flow side FIG. 1 is a plan view of an interline solid-state imaging device manufactured by applying the manufacturing method that is the first feature of the present invention.
Figure 2 is a sectional view taken along line 1-1' in the same figure, and Figure 3 is a 1-1' cross-sectional view in Figure 1.
1-1' line sectional views are shown respectively.

第1図において、(1)(1)・・・は行列状態に配列
され念フォトダイオード、(2) (2)・・・は列方
向に配列された一列分のフォトダイオード(1)(1)
・・・の夫々に対応付けて近接して配列された垂直転送
CODでありこれら垂直転送COD (202)・・・
は、一部分のフォトダイオード(1)(1)・・・の数
に等しい転送部を有している。(3)は垂直転送c C
D (2)(2)・・・の末端に配された水平転送CO
Dである。なお、図に示されてbないが、フォトダイオ
ード(1)(1)・・・を除く部分は遮光膜にて被覆さ
れている。
In Fig. 1, (1) (1)... are photodiodes arranged in rows and columns, (2) (2)... are photodiodes for one column arranged in the column direction (1) (1). )
These vertical transfer CODs are vertical transfer CODs (202) arranged closely in association with each of the vertical transfer CODs (202)...
has transfer parts equal to the number of photodiodes (1) (1) . . . in a part. (3) is vertical transfer c C
D (2) (2) Horizontal transfer CO placed at the end of...
It is D. Although not shown in the figure, the portions other than the photodiodes (1), (1), . . . are covered with a light shielding film.

第2図及び第3図において、αOはp 型シリコン基板
、01)はp+型シリコン基板aQ上にエピタキシャル
成長により形成されたp型の第1シリコン層、0zは第
1シリコン層(111上に固相成長により形成されたp
型の第2シリコン層、0Jは第2シリコン層(lz上に
固相成長されたp型の第3シリコン層、(14)は第3
シリコン層03に形成されたn+型領領域あり、当該n
 型領域04)は第2シリコン層12及び第1シリコン
層(11)と共にP−n接合型のフォトダイオード(1
)(1)・・・全形成している。05)はn+型領領域
04と並んで第3シリコン層(13)に形成されたn−
型埋込みチャネル領域、06)はn−型埋込みチャネル
領域(1,5+の一方の側とn+型領領域04との間に
形成されたp 型転送ゲート領域、Q71はn−型埋込
みチャネル領域09の他方の側に隣接して形成されたp
+型スストップ領域aaは第3シリコン層IJの表面に
被覆形成された絶縁膜、19)は絶縁膜08)を挾んで
n−型埋込みチャネル領域0ω、p 型転送ゲート領域
σ6)及びp+型スストップ領域17]の上方に形成さ
れた転送電極、■は絶縁膜011を挾んで転送電極(1
91の上方に被覆形成された光遮蔽膜であり、斯る光遮
蔽膜■で覆われた部分のn−型埋込みチャネル領域σG
や転送電極09)等により垂直転送COD (2)の一
つの転送部が形成されている。
In Figures 2 and 3, αO is a p-type silicon substrate, 01) is a p-type first silicon layer formed by epitaxial growth on a p+ type silicon substrate aQ, and 0z is a first silicon layer (fixed on 111). p formed by phase growth
0J is the second silicon layer (p-type third silicon layer grown in solid phase on lz, (14) is the third
There is an n+ type region formed in the silicon layer 03, and the n+ type region is formed in the silicon layer 03.
The type region 04) forms a P-n junction type photodiode (1) together with the second silicon layer 12 and the first silicon layer (11).
) (1)... Fully formed. 05) is an n- region formed in the third silicon layer (13) along with the n+ type region 04.
The n-type buried channel region 06) is a p-type transfer gate region formed between one side of the n-type buried channel region (1,5+) and the n+-type region 04, and Q71 is the n-type buried channel region 09 p formed adjacent to the other side of
The + type stop region aa is an insulating film formed to cover the surface of the third silicon layer IJ, and 19) is an n- type buried channel region 0ω, a p-type transfer gate region σ6) and a p+ type, sandwiching the insulating film 08). The transfer electrode (1) is formed above the insulating film 011, and
91, and the n-type buried channel region σG of the portion covered with the light shielding film
One transfer section of the vertical transfer COD (2) is formed by the transfer electrode 09) and the like.

更に、(22a) (22b) id 7 オドダイオ
ード(1)ノ周囲を囲む分離領域であり、フォトダイオ
ード(1)と垂直転送COD (2)との間に配された
分離領域(22a)は、p++転送ゲート領域06)の
直下において、第1シリコン層(1丁から第2シリコン
層021まで形成され、その他の部分に配された分離領
域(22b)は、第1シリコン層(11]から第2シリ
コン層02を経て第3シリコン層t13)の表面まで形
成されている。
Furthermore, (22a) (22b) id 7 The isolation region (22a) surrounding the odd diode (1) and arranged between the photodiode (1) and the vertical transfer COD (2) is Immediately below the p++ transfer gate region 06), isolation regions (22b) are formed from the first silicon layer (1 to 2) to the second silicon layer 021, and the isolation regions (22b) arranged in other parts are formed from the first silicon layer (11) to the 2 silicon layer 02 to the surface of the third silicon layer t13).

第4図乃至第9図は斯る構造の固体撮像装置を製造工程
別に示す断面図である。なお、これら第4図乃至第9図
は第2図と対応する図面である。
FIGS. 4 to 9 are cross-sectional views showing the solid-state imaging device having such a structure according to manufacturing steps. Note that these FIGS. 4 to 9 are drawings corresponding to FIG. 2.

第4図に示す工程において、p++シリコン基板0.0
の表面に、厚さ5μmのP型の第1シリコン層(11)
が形成される。次に、p++シリコン基板α0まで到達
するように、深さ5〜6μm1幅2μmの第1の溝(4
0a)(40b)がR工E(Reactj−ve工on
 Ktchj−ng)法により形成される。更に、第1
の溝(4C1a)(40b)の側壁に厚さ0.2μmの
シリコン酸化膜(aa)(ab)が形成される。
In the process shown in FIG. 4, p++ silicon substrate 0.0
A P-type first silicon layer (11) with a thickness of 5 μm is placed on the surface of the
is formed. Next, the first groove (4
0a) (40b) is Reactj-ve construction
It is formed by the Ktchj-ng) method. Furthermore, the first
Silicon oxide films (aa) (ab) with a thickness of 0.2 μm are formed on the side walls of the grooves (4C1a) (40b).

第5図に示す工程において、第1の溝(4Oa)(40
b)の内部に、非晶質シリコンを550℃の条件下テ(
7)P CV D (Pla8]11a Enhanc
edChemj−cal Vapor Deposi、
tion)法ニョり形成し、この非晶質シリコンを60
0℃の条件下テcD S P E (5olid Ph
ase Epi、taxy )法により単結晶化するこ
とによって、第1の溝(40a)(40’b)に単結晶
シリ:l y (42a) (42b)が埋設される。
In the process shown in FIG. 5, the first groove (4Oa) (40
b) Amorphous silicon was placed inside the chamber at 550°C (
7) P CV D (Pla8] 11a Enhanc
edChemj-cal Vapor Deposit,
tion), and this amorphous silicon is
cD S P E (5olid Ph
By performing single crystallization using the ase Epi, taxi) method, single crystal silica: ly (42a) (42b) is embedded in the first grooves (40a) (40'b).

なお、斯る工程で第1シリコン層(11)上に形成され
たシリコン層は選択エツチングにより除去される。
Note that the silicon layer formed on the first silicon layer (11) in this step is removed by selective etching.

第6図に示す工程において、第1シリコン層(11)及
び第1の溝(40a)(40b)上に、厚さ57zmの
p型非晶質シリコンを550℃の条件下でのPCVD法
により形成し、この非晶質シリコンを600℃の条件下
でのSPE法により単結晶化することによって、厚さ5
μmのp型の第2シリコン層O2が形成される。
In the step shown in FIG. 6, p-type amorphous silicon with a thickness of 57 zm is deposited on the first silicon layer (11) and the first grooves (40a) (40b) by PCVD at 550°C. By forming this amorphous silicon into a single crystal using the SPE method under conditions of 600°C, a thickness of 5.
A p-type second silicon layer O2 having a thickness of μm is formed.

第7図に示す工程において、第1の溝(40a)(40
b)Ic連ナル第2の溝(43a)(0’b)がR工E
法により第2シリコン層02)に形成され、更に第2の
溝(43a)(41b)の側壁にシリコン酸化膜■が形
成された後、第5図に示す工程と同様にして第2の溝(
43a)(43b)に単結晶シリコン(45a)(45
b)が埋設される。
In the step shown in FIG. 7, the first groove (40a) (40
b) Ic serial second groove (43a) (0'b) is R work E
After forming the silicon oxide film (2) on the second silicon layer 02) by the method and further forming the silicon oxide film (2) on the side walls of the second grooves (43a) (41b), the second grooves (43a) and (41b) are formed in the same manner as the process shown in FIG. (
43a) (43b) with single crystal silicon (45a) (45
b) is buried.

斯る第7図までの工程により、第1の溝(,1oa)第
2の溝(Oa)、シリコン酸化膜(、ua)(44a)
及び単結晶シリコン(42a)(4!5a)から成る分
離領域(22a)が形成される。
Through the steps up to FIG. 7, the first groove (,1oa), the second groove (Oa), and the silicon oxide film (,ua) (44a) are formed.
Separation regions (22a) made of single crystal silicon (42a) (4!5a) are formed.

第8図に示す工程において、第2シリコン層0z及び第
2の溝(43a)(ob)上に、86図に示す工程と同
様にして厚さ0.4μmのp型の第3シリコン層(1,
3)が形成される。
In the step shown in FIG. 8, a p-type third silicon layer (with a thickness of 0.4 μm) is formed on the second silicon layer 0z and the second grooves (43a) (ob) in the same manner as in the step shown in FIG. 1,
3) is formed.

第9図に示す工程において、分離領域(Z!a)とされ
たものを除く第2の溝(43b)に連なる第3の溝(4
f3b)がP工E法により形成され、更に′@3の溝(
46b )の側壁にシリコン酸化膜(47b)が形成さ
れた後、第5図に示す工程と同様にして第3の溝(46
1))に単結晶シリコン(,1sb)が埋設される。
In the process shown in FIG.
f3b) is formed by the P construction E method, and a groove of '@3 (
After the silicon oxide film (47b) is formed on the side wall of the third groove (46b), the third groove (46b) is formed in the same manner as the step shown in FIG.
1)) Single crystal silicon (, 1sb) is buried in (1)).

こうして、第1の溝(40b)、第2の溝(43b)、
第3の溝(46b)、シリコン酸化膜(4]、b)(4
4b)(47b )及び単結晶シリコン(42b)(4
5′b)(48′b)から成る分離領域(221))が
形成される。
In this way, the first groove (40b), the second groove (43b),
Third groove (46b), silicon oxide film (4), b) (4
4b) (47b) and single crystal silicon (42b) (4
5'b) (48'b) is formed.

最後に、第2図に示す如く、分離領域(22a)(22
b)で囲まれた第3シリコン層(11Kn  型領域0
4)が、また分離領域(22a)を隔てて第3シリコン
層0Jにn−型埋込みチャネル領域05)が形成され、
更にP 型転送ゲート領域(16)、p+型スストップ
領域0′71が形成され、第2図に示す固体撮像装置が
完成される。
Finally, as shown in FIG.
b) The third silicon layer (11Kn type region 0
4), an n-type buried channel region 05) is also formed in the third silicon layer 0J across the isolation region (22a),
Furthermore, a P-type transfer gate region (16) and a p+-type stop region 0'71 are formed, and the solid-state imaging device shown in FIG. 2 is completed.

このようにして製造された固体撮像装置においては、フ
ォトダイオード(1)に光が照射されて電荷が発生した
状態で、転送電極(1g)にパルス電圧が印加されると
、フォトダイオード(1)の信号電荷は垂直転送CCD
(2)に読み出された後、垂直転送C0D(2)により
第1図中下方・\転送される。
In the solid-state imaging device manufactured in this manner, when a pulse voltage is applied to the transfer electrode (1g) while the photodiode (1) is irradiated with light and a charge is generated, the photodiode (1) The signal charge of vertical transfer CCD
After being read in (2), it is transferred downward in FIG. 1 by vertical transfer C0D (2).

この時、フォトダイオード(1)にて発生した電荷にお
いて、第3シリコン層03)内にて発生した電荷は、隣
接する垂直転送COD (2)のn−型埋込みチャネル
領域05)のみに移動し、隣接するフォトダイオード(
1)に流れ込むことはない。また第2シリコン層Gz及
び第1シリコン層廿にて発生した電荷は上方の第3シリ
コン層(131を経て隣接する垂直転送C0D(2)の
n−型埋込みチャネル領域05)・\移動できるが、分
離領域(22a)(22b)の存在により横方向へ移動
し、不所望の垂直転送COD (2)や隣接するフォト
ダイオード(1)に入り込むことはない。
At this time, the charges generated in the photodiode (1) in the third silicon layer 03) move only to the n-type buried channel region 05) of the adjacent vertical transfer COD (2). , adjacent photodiode (
It does not flow into 1). In addition, charges generated in the second silicon layer Gz and the first silicon layer can move to the upper third silicon layer (via 131 to the n-type buried channel region 05 of the adjacent vertical transfer C0D (2)). , due to the presence of the isolation regions (22a) and (22b), it does not move laterally and enter the unwanted vertical transfer COD (2) or the adjacent photodiode (1).

このように、第3シリコン層03)、第2シリコン層a
、z 及び第1シリコン層ffl+にて発生した電荷の
不所望は横方向への移動は、光入射面である第3シリコ
ン層09の表面から深さ10〜11μm程度にまで延在
している分離領域(22a)(22’b)にて阻止され
る。そして、この深さ10〜11μmに至るまでに入射
光の91%が吸収されることから、分離領域(22a)
(22b)はほとんど全ての電荷のクロストークを阻止
することになる。
In this way, the third silicon layer 03), the second silicon layer a
, z, and the undesired lateral movement of charges generated in the first silicon layer ffl+ extends to a depth of approximately 10 to 11 μm from the surface of the third silicon layer 09, which is the light incident surface. It is blocked in the separation regions (22a) (22'b). Since 91% of the incident light is absorbed up to this depth of 10 to 11 μm, the separation region (22a)
(22b) will block almost all charge crosstalk.

なお、入射光の残り9%はp+型シリコン基板αOにま
で達し、電荷を生ぜしめるが、p++シリコン基板00
にて発生した電荷は寿命が極めて短かいことから速やか
に消滅し、実質上クロストークは生じない。
Note that the remaining 9% of the incident light reaches the p+ type silicon substrate αO and generates a charge, but the p++ type silicon substrate 00
Since the charge generated in 2 has an extremely short lifespan, it disappears quickly, and virtually no crosstalk occurs.

他の実施例として、分離領域(22a)(22b)を構
成−iる単結晶シU =+ 7 (42a) (45a
) (42bX45b)(48b)に代えて、光遮蔽材
料(例えば、W、MO等やそのシリサイド)を用いても
よい。この場合フォトダイオード(1)に斜め方向から
光が入射しても、この入射光は分離領域(22a)(2
2b)を越えて隣接するフォトダイオード(1)に入射
されることがなく、入射光のクロストークが防止される
As another example, the single crystal sheets U = + 7 (42a) (45a
) (42bX45b) Instead of (48b), a light shielding material (for example, W, MO, etc., or a silicide thereof) may be used. In this case, even if light enters the photodiode (1) from an oblique direction, this incident light will be transmitted to the separation region (22a) (2).
2b) will not be incident on the adjacent photodiode (1), thereby preventing crosstalk of the incident light.

なお、第7図に示す工程を複数回行なえば、本実施例以
上の深さの溝状の分離領域を形成することができ、電荷
の横方向・\の移動を阻止する効果が向上する。
Incidentally, if the process shown in FIG. 7 is performed a plurality of times, it is possible to form a groove-shaped separation region with a depth greater than that of this embodiment, and the effect of blocking the lateral movement of charges is improved.

次に、第10図乃至第13図は本発明の′@2の特徴で
ある製造方法により溝型キャパシタを製造する場合の製
造工程別に示す断面図である。
Next, FIGS. 10 to 13 are cross-sectional views showing each manufacturing process when manufacturing a trench type capacitor by the manufacturing method that is the feature of '@2 of the present invention.

第10図に示す工程において、p型シリコン基板輪に深
さ5μm程度の第1の溝61)がRIE法により形成さ
れ、この第1の溝の1)の内面に厚さ0.2μmのシリ
コン酸化膜62が形成される。
In the step shown in FIG. 10, a first groove 61) with a depth of about 5 μm is formed in the p-type silicon substrate ring by RIE method, and a 0.2 μm thick silicon layer is formed on the inner surface of the first groove 1). An oxide film 62 is formed.

第11図に示す工程において、第1の溝tIpの内部に
導電性の多結晶シリコン(ト)がPCVD法により埋設
される。
In the step shown in FIG. 11, conductive polycrystalline silicon (T) is buried inside the first trench tIp by the PCVD method.

第12図に示す工程におりで、シリコン基板■及び第1
の溝の])上に、厚さ5μmのp型非晶質シリコンを5
50℃の条件下でのPOVD法により形成し、この非晶
質シリコンを600℃の条件下でのSPE法により単結
晶化することによって、厚さ5μmのp型のシリコン層
@が形成される。
In the process shown in FIG. 12, the silicon substrate
5 μm thick p-type amorphous silicon is placed on top of the groove of
A p-type silicon layer with a thickness of 5 μm is formed by forming the amorphous silicon using the POVD method at 50°C and single-crystalizing the amorphous silicon using the SPE method at 600°C. .

第13図に示す工程において、第1の溝Gυに連なる第
2の溝曽がRIE法によってシリコン層(財)に形成さ
れ、第2の溝−〇側壁にシリコン酸化膜(4)が形成さ
れる。その後、第11図に示す工程と同様にして第2の
清缶に導電性の多結晶シリコン6カが埋設される。
In the step shown in FIG. 13, a second trench connected to the first trench Gυ is formed in the silicon layer by RIE, and a silicon oxide film (4) is formed on the sidewall of the second trench. Ru. Thereafter, six pieces of conductive polycrystalline silicon are buried in the second clean can in the same manner as in the process shown in FIG.

こうして、深さ10μm程の溝型キャパシタが形成され
るが、第13図に示す工程を繰り返すことにより、より
深い(言い換えれば、容量の大きい)溝型キャパシタを
形成できる。
In this way, a groove type capacitor with a depth of about 10 μm is formed, but by repeating the steps shown in FIG. 13, a deeper (in other words, a larger capacitance) groove type capacitor can be formed.

()l  発明の効果 本発明によれば、フォトダイオードの周囲を囲んで従来
にない非常に深い溝状の分離領域を形成することができ
るので、光入射によりフォトダイオードで発生した信号
電荷のクロストークは起らス、従って、ブルーミングや
スミャのない高品質の撮像画面を得ることができる。
()l Effects of the Invention According to the present invention, it is possible to form an extremely deep groove-shaped isolation region surrounding the photodiode, which is unprecedented, so that the cross-section of signal charges generated in the photodiode due to light incidence is prevented. No talk occurs, so a high-quality imaged screen without blooming or smear can be obtained.

また、非常に深い溝型キャパシタを形成することができ
、小面積で大容量のキャパシタを得ることができる。
Furthermore, a very deep trench type capacitor can be formed, and a capacitor with a large capacity can be obtained in a small area.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用して製造されたインターライン型
の固体撮像装置を示す平面図、第2図はそのI −1’
線断面図、第3図は第1図のI−1’線断面図、第4図
乃至第9図は本発明の第1の特徴の製造方法を工程別に
示す断面図、第10図乃至第13図は本発明の第2の特
徴の製造方法を工程別に示す断面図である。 (1)・・・フォトダイオード、(2)・・・垂直転送
CCD、00・・・p+型シリコン基板、0ト・@1シ
リコン層、12・・・第2シリコン層、(IJ・・・第
3シリコン層、(22a)(22b)・・・分離領域、
■・・・シリコン基板、61)・・・第1ノ溝、に)・
・・多結晶シリコン、(財)・・・シリコン層、曽・・
・@2の溝、671・・・多結晶シリコン。 −  Cつ 一 区 区 0り 一    r)                 −
一   ○ネ脹            C 第鵬
FIG. 1 is a plan view showing an interline solid-state imaging device manufactured by applying the present invention, and FIG. 2 is an I-1'
3 is a sectional view taken along line I-1' in FIG. 1, FIGS. 4 to 9 are sectional views showing each step of the manufacturing method according to the first feature of the present invention, and FIGS. FIG. 13 is a cross-sectional view showing each step of the manufacturing method according to the second feature of the present invention. (1)...Photodiode, (2)...Vertical transfer CCD, 00...p+ type silicon substrate, 0@1 silicon layer, 12...2nd silicon layer, (IJ... Third silicon layer, (22a) (22b)...separation region,
■...Silicon substrate, 61)...First groove,)
...polycrystalline silicon, (foundation)...silicon layer, Zeng...
・@2 groove, 671...polycrystalline silicon. -C 1 Ward 0 Ri1 r) -
1 ○ne d C

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数の光電変換素子及びこれら光電変換素子から
の信号電荷を転送する信号転送部を備えた半導体装置の
製造方法であって、シリコン基板上に第1シリコン層を
形成する工程と、上記第1シリコン層に上面から筒状の
第1溝を形成し、この第1溝の側壁に絶縁膜を被着する
工程と、上記第1溝内にシリコンまたは光遮蔽材を埋込
む工程と上記第1溝上を含んで上記第1シリコン層上に
第2シリコン層を形成する工程と、上記第2シリコン層
に上面から上記第1溝に連なる筒状の第2溝を形成し、
この第2溝の側壁に絶縁膜を被着する工程と、上記第2
溝内にシリコンまたは光遮蔽材を埋込む工程と、上記第
2溝上を含んで上記第2シリコン層上に第3シリコン層
を形成する工程と、上記第3シリコン層に上面から上記
第2溝にその一部分を除いて連なる第3溝を形成し、こ
の第3溝の側壁に絶縁膜を被着する工程と、上記第3溝
内にシリコンまたは光遮蔽材を埋込む工程と、上記第3
溝内にて囲まれた領域内に上記光電変換素子を形成する
と共に上記第3溝の形成されていない部分と隣接して上
記信号転送部を形成する工程と、を含むことを特徴とし
た半導体装置の製造方法。
(1) A method for manufacturing a semiconductor device including a plurality of photoelectric conversion elements and a signal transfer section that transfers signal charges from these photoelectric conversion elements, which includes the steps of forming a first silicon layer on a silicon substrate; forming a cylindrical first groove from the upper surface in the first silicon layer; depositing an insulating film on the sidewall of the first groove; embedding silicon or a light shielding material in the first groove; forming a second silicon layer on the first silicon layer including over the first groove; and forming a cylindrical second groove continuous with the first groove from the upper surface in the second silicon layer;
a step of depositing an insulating film on the side wall of the second groove;
a step of embedding silicon or a light shielding material in the groove; a step of forming a third silicon layer on the second silicon layer including over the second groove; a step of forming a continuous third groove except for a part thereof, and depositing an insulating film on the side wall of the third groove; a step of embedding silicon or a light shielding material in the third groove;
forming the photoelectric conversion element in a region surrounded by the groove, and forming the signal transfer section adjacent to a portion where the third groove is not formed. Method of manufacturing the device.
(2)半導体基板及びこの半導体基板に形成された溝内
に絶縁膜を介して埋設された電極を備えた半導体装置の
製造方法であって、シリコン基板に第1溝を形成し、こ
の第1溝の内面に絶縁膜を形成する工程と、上記第1溝
内に導電材を埋込む工程と、上記第1溝を含んで上記シ
リコン基板上にシリコン層を形成する工程と、上記シリ
コン層に上面から上記第1溝に連なる第2溝を形成し、
この第2溝の側壁に絶縁膜を形成する工程と、上記第2
溝内に導電材を埋込む工程と、を含むことを特徴とした
半導体装置の製造方法。
(2) A method for manufacturing a semiconductor device including a semiconductor substrate and an electrode buried in a groove formed in the semiconductor substrate via an insulating film, the method comprising: forming a first groove in a silicon substrate; a step of forming an insulating film on the inner surface of the groove; a step of embedding a conductive material in the first groove; a step of forming a silicon layer on the silicon substrate including the first groove; forming a second groove connected to the first groove from the top surface;
a step of forming an insulating film on the side wall of the second trench;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of embedding a conductive material in a groove.
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