JPH0228373A - 積層型固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
積層型固体撮像素子の製造方法Info
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- JPH0228373A JPH0228373A JP63178775A JP17877588A JPH0228373A JP H0228373 A JPH0228373 A JP H0228373A JP 63178775 A JP63178775 A JP 63178775A JP 17877588 A JP17877588 A JP 17877588A JP H0228373 A JPH0228373 A JP H0228373A
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
トの順序に従って本発明を説明する。
産業上の利用分野
発明の概要
背景技術［第２図］
発明が解決しようとする問題点
問題点を解決するための手段
作用
実施例［第１図］
発明の効果
（Ａ、産業上の利用分野）
本発明は積層型固体撮像素子の製造方法、特に暗電流を
小さくすることができる新規な積層型固体撮像素ぞの製
造方法に関する。
小さくすることができる新規な積層型固体撮像素ぞの製
造方法に関する。
（Ｂ、発明の概要）
本発明は、積層型固体撮像素子の製造方法において、
暗電流を小さくするため、
フォトダイオードが形成された準結晶シリコン層の絶縁
膜との界面近傍にそこの不純物濃度を準結晶シリコン層
の不純物濃度よりも高くするための不純物のイオン打込
みを行うものである。
膜との界面近傍にそこの不純物濃度を準結晶シリコン層
の不純物濃度よりも高くするための不純物のイオン打込
みを行うものである。
（Ｃ，背景技術）［第２図］
ＣＣＤ等の固体撮像素子は、従来においては画素数が３
０万〜４０万程度で充分であったが、ＨＤＶＳ用のもの
は２００万画素必要となり、要求される集積度が非常に
高くなっている。従って、光電変換部と転送部を半導体
基板の同−平面−Ｆに形成する従来の構造では要求され
る集積度が得られない。そこで、半導体基板上に単結晶
シリコン層を成長させ、該単結晶シリコン層において光
電変換させるようにして転送部と光電変換部を積層化す
る技術の開発が盛んに行われＨＤＶＳ対応の固体撮像素
子の実現も夢ではなくなりつつある。第２図は積層型Ｃ
ＣＤイメージヤの従来例の−を示すものである。同図に
おいて、１はＰ型の半導体基板、２は半導体基板１の表
面部に選択的に形成されたｎ７型の半導体領域からなる
垂直転送レンスタ、３は一ト導体基板１の表面部に選択
的に形成されたｎ型の半導体領域で、光電変換用フォト
ダイオードの陰極にあたり、上記垂直転送レジスタ２と
適宜離間した位置に設けられている。
０万〜４０万程度で充分であったが、ＨＤＶＳ用のもの
は２００万画素必要となり、要求される集積度が非常に
高くなっている。従って、光電変換部と転送部を半導体
基板の同−平面−Ｆに形成する従来の構造では要求され
る集積度が得られない。そこで、半導体基板上に単結晶
シリコン層を成長させ、該単結晶シリコン層において光
電変換させるようにして転送部と光電変換部を積層化す
る技術の開発が盛んに行われＨＤＶＳ対応の固体撮像素
子の実現も夢ではなくなりつつある。第２図は積層型Ｃ
ＣＤイメージヤの従来例の−を示すものである。同図に
おいて、１はＰ型の半導体基板、２は半導体基板１の表
面部に選択的に形成されたｎ７型の半導体領域からなる
垂直転送レンスタ、３は一ト導体基板１の表面部に選択
的に形成されたｎ型の半導体領域で、光電変換用フォト
ダイオードの陰極にあたり、上記垂直転送レジスタ２と
適宜離間した位置に設けられている。
４は半導体基板ａの表面上に形成ざわた５ｉ０２からな
る絶縁膜、５は該絶縁膜４内に形成された読み出しゲー
トで、垂直転送レジスタ２と」−記ｎ型半導体領域３と
の間の部分の上方に位置している。６は絶縁膜４の上記
半導体領域３表面上に位置する部分に形成された窓開部
、７は半導体領域３の窓開部６に露出する部分を種とし
て選択エピタキシャル成長させることにより形成された
ｎ−型の準結晶シリコン層、８は該準結晶シリコン層７
の表面部に形成されたｐ０型型半体層で、ｎ型の半導体
領域３とｎ−型の単結晶シリコン層７とその表面部のｐ
ゝ型型半体体層８によって光電変換用のフォトダイオー
ド９が構成されている。
る絶縁膜、５は該絶縁膜４内に形成された読み出しゲー
トで、垂直転送レジスタ２と」−記ｎ型半導体領域３と
の間の部分の上方に位置している。６は絶縁膜４の上記
半導体領域３表面上に位置する部分に形成された窓開部
、７は半導体領域３の窓開部６に露出する部分を種とし
て選択エピタキシャル成長させることにより形成された
ｎ−型の準結晶シリコン層、８は該準結晶シリコン層７
の表面部に形成されたｐ０型型半体層で、ｎ型の半導体
領域３とｎ−型の単結晶シリコン層７とその表面部のｐ
ゝ型型半体体層８によって光電変換用のフォトダイオー
ド９が構成されている。
（Ｄ、発明が解決しようとする問題点）第２図に示すよ
うな固体撮像素子は、集積度を高く且つ開口率を高くす
ることができ、ＨＤＶＳ用に適合し易くすることができ
るといえるが、暗電流が大きくなるという問題を有して
いる。
うな固体撮像素子は、集積度を高く且つ開口率を高くす
ることができ、ＨＤＶＳ用に適合し易くすることができ
るといえるが、暗電流が大きくなるという問題を有して
いる。
というのは、シリコン半導体は５ｉｎ２と接するとそこ
に界面準位が生じるので、単結晶シリコン層７の絶縁膜
４との界面近傍部分１０にはキャリアが多く発生する。
に界面準位が生じるので、単結晶シリコン層７の絶縁膜
４との界面近傍部分１０にはキャリアが多く発生する。
そして、この多く発生したキャリアがフォトダイオード
９の暗電流を大きくする要因となるのである。
９の暗電流を大きくする要因となるのである。
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもので
あり、暗電流を小さくすることを目的とする。
あり、暗電流を小さくすることを目的とする。
（Ｅ、問題点を解決するための手段）
本発明積層型固体撮像素子の製造方法は上記問題点を解
決するため、フォトダイオードが形成された単結晶シリ
コン層の絶縁膜との界面近傍にそこの不純物濃度を単結
晶シリコン層の不純物濃度よりも高くするための不純物
のイオン打込みを行うことを特徴とする。
決するため、フォトダイオードが形成された単結晶シリ
コン層の絶縁膜との界面近傍にそこの不純物濃度を単結
晶シリコン層の不純物濃度よりも高くするための不純物
のイオン打込みを行うことを特徴とする。
（Ｆ、作用）
本発明積層型固体撮像素ｆの製造方法によれば、フォト
ダイオードを成す単結晶シリコン層の絶縁膜との界面近
傍に不純物がドープされてそこの不純物濃度が単結晶シ
リコン層の不純物濃度よりも梢高くされるので界面準位
が小さくなる。
ダイオードを成す単結晶シリコン層の絶縁膜との界面近
傍に不純物がドープされてそこの不純物濃度が単結晶シ
リコン層の不純物濃度よりも梢高くされるので界面準位
が小さくなる。
従って、界面準位に起因するキャリアの発生が少なくな
り、延いては暗電流が小さくなる。
り、延いては暗電流が小さくなる。
（Ｇ、実施例）［ｙＪＩ図］
以下、本発明積層型固体撮像素子の製造方法を図示実施
例に従って詳細に説明する。
例に従って詳細に説明する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明積層型固体撮像素子の製
造方法の一つの実施例を工程順に示す断面図である。
造方法の一つの実施例を工程順に示す断面図である。
（Ａ）先ず、従来の製造方法で第２図に示すような積層
型固体撮像素子をつくるし第１図（Ａ）参照コ 。
型固体撮像素子をつくるし第１図（Ａ）参照コ 。
（Ｂ）次に、第１図（Ｂ）に示すように例えばリンＰを
単結晶シリコン層７の絶縁膜４との界面近傍部分１１に
イオン打込みして該部分１１の不純物濃度を単結晶シリ
コン層７の不純物濃度よりも高くする。このイオン打込
みは単結晶シリコン層７の絶！ｊ膜４よりも上の部分に
おける厚さと同程度の深さまでリンＰがドープされるよ
うに行う必要があり、従ってイオン打込みのエネルギー
はＭｅＶという高いエネルギーにしなければならないが
、ハイエネルギーのイオン打込みは技術の発達はめざま
しくＭｅＶのハイエネルギーのイオン打込みは現在の技
術で充分に可能である。
単結晶シリコン層７の絶縁膜４との界面近傍部分１１に
イオン打込みして該部分１１の不純物濃度を単結晶シリ
コン層７の不純物濃度よりも高くする。このイオン打込
みは単結晶シリコン層７の絶！ｊ膜４よりも上の部分に
おける厚さと同程度の深さまでリンＰがドープされるよ
うに行う必要があり、従ってイオン打込みのエネルギー
はＭｅＶという高いエネルギーにしなければならないが
、ハイエネルギーのイオン打込みは技術の発達はめざま
しくＭｅＶのハイエネルギーのイオン打込みは現在の技
術で充分に可能である。
このように不純物をイオン打込みすると、単結晶シリコ
ン層７がｎ−型、単結晶シリコン層７の絶縁＠４との界
面近傍１１がｎ型というｎ−型−ｎ型構造になり、界面
準位が小さくなる。従って、嘔結晶シリコン層７の絶縁
膜４との界面近傍１１におけるキャリアの発生が少くな
り、延いては暗電流が小さくなる。
ン層７がｎ−型、単結晶シリコン層７の絶縁＠４との界
面近傍１１がｎ型というｎ−型−ｎ型構造になり、界面
準位が小さくなる。従って、嘔結晶シリコン層７の絶縁
膜４との界面近傍１１におけるキャリアの発生が少くな
り、延いては暗電流が小さくなる。
尚、このイオン打込みによる不純物は噴結晶シリコン層
７の窓開部６内に位置する部分に深く人・り込むように
することは必要ない。というのは、Ｉｌｊ、結晶シリコ
ン層７の窓開部６内、特にそのうちの゛ｈ４体領域３に
近い部分は単結晶シリコン層７の形成時にず一導体領域
３からの不純物のドーピングにより不純物濃度が高くな
ってｎ−型からｎ型への変化が生じているので、イオン
打込みによる不純物の注入がなくても暗電流が小さくな
るかうである。しかし、窓開部６内へも不純物を打込む
ようにしてもよいことはいうまでもない。
７の窓開部６内に位置する部分に深く人・り込むように
することは必要ない。というのは、Ｉｌｊ、結晶シリコ
ン層７の窓開部６内、特にそのうちの゛ｈ４体領域３に
近い部分は単結晶シリコン層７の形成時にず一導体領域
３からの不純物のドーピングにより不純物濃度が高くな
ってｎ−型からｎ型への変化が生じているので、イオン
打込みによる不純物の注入がなくても暗電流が小さくな
るかうである。しかし、窓開部６内へも不純物を打込む
ようにしてもよいことはいうまでもない。
尚、注入する不純物（本実施例の場合はリンＰである）
の添装置が多すぎると残像が大きくなるので、添加する
不純物の量の制御が重要であるが、イオン打込みによる
不純物の注入は非常に不純物濃度の制御を高精度で行う
ことかできるので、残像の発生を伴うことなく暗電流を
小さくすることができるのである。
の添装置が多すぎると残像が大きくなるので、添加する
不純物の量の制御が重要であるが、イオン打込みによる
不純物の注入は非常に不純物濃度の制御を高精度で行う
ことかできるので、残像の発生を伴うことなく暗電流を
小さくすることができるのである。
（Ｈ，発明の効果）
以上に述べたように、本発明積層型固体撮像素子の製造
方法は、単結晶シリコン層の上記絶縁膜との界面近傍に
そこの不純物濃度を単結晶シリコン層の不純物濃度より
高くする不純物をイオン打込みする工程を有することを
特徴とするものである。
方法は、単結晶シリコン層の上記絶縁膜との界面近傍に
そこの不純物濃度を単結晶シリコン層の不純物濃度より
高くする不純物をイオン打込みする工程を有することを
特徴とするものである。
従って、本発明積層型固体撮像素子の製造方法によれば
、フォトダイオードを成す単結晶シリコン層の絶縁）摸
との界面近傍に不純物がドープされてそこの不純物濃度
が単結晶シリコン層の不純物濃度より・も稍高くされる
ので界面準位が小さくなる。従って、界面準位に起因す
るキャリアの発生が少なくなり、延いては暗電流が小さ
くなる。
、フォトダイオードを成す単結晶シリコン層の絶縁）摸
との界面近傍に不純物がドープされてそこの不純物濃度
が単結晶シリコン層の不純物濃度より・も稍高くされる
ので界面準位が小さくなる。従って、界面準位に起因す
るキャリアの発生が少なくなり、延いては暗電流が小さ
くなる。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は本発明積層型固体撮像素子の製
造方法の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２図は
背景技術を示す積層型固体撮像素子の断面図である。 符号の説明 １・・・半導体基板、３・・・半導体領域、４・・・絶
縁膜、６・・・窓開部、 ７・・・単結晶シリコン層、 ９・・・フォトダイオード、 １１・・・単結晶シリコン層の絶縁膜との界面近傍部分
。
造方法の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２図は
背景技術を示す積層型固体撮像素子の断面図である。 符号の説明 １・・・半導体基板、３・・・半導体領域、４・・・絶
縁膜、６・・・窓開部、 ７・・・単結晶シリコン層、 ９・・・フォトダイオード、 １１・・・単結晶シリコン層の絶縁膜との界面近傍部分
。
Claims (1)
- （１）半導体基板上の絶縁膜に一つの半導体領域が露出
する窓開部を形成し、上記半導体領域の露出部を種とし
て上記窓開部内及び上記絶縁膜上に準結晶シリコン層を
形成し、該単結晶シリコン層に光電変換用のフォトダイ
オードを形成した積層型固体撮像素子の製造方法におい
て、 上記単結晶シリコン層の上記絶縁膜との界面近傍にそこ
の不純物濃度を単結晶シリコン層の不純物濃度より高く
する不純物をイオン打込みする工程を有する ことを特徴とする積層型固体撮像素子の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178775A JPH0228373A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 積層型固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178775A JPH0228373A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 積層型固体撮像素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0228373A true JPH0228373A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16054411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178775A Pending JPH0228373A (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 積層型固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0228373A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003249638A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-09-05 | Hynix Semiconductor Inc | イメージセンサ |
| JP2008511968A (ja) * | 2003-10-13 | 2008-04-17 | ノーブル ピーク ヴィジョン コーポレーション | シリコン基板およびシリコン回路と一体化された分離されたゲルマニウム光検出器を備えるイメージ・センサ |
| US20080303058A1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-11 | Mitsuyoshi Mori | Solid state imaging device and method for fabricating the same |
| JP2013084757A (ja) * | 2011-10-10 | 2013-05-09 | Denso Corp | 撮像素子 |
| JP2013138218A (ja) * | 2005-07-11 | 2013-07-11 | Intellectual Venturesii Llc | イメージセンサ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63178775A patent/JPH0228373A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003249638A (ja) * | 2002-01-11 | 2003-09-05 | Hynix Semiconductor Inc | イメージセンサ |
| JP2010161390A (ja) * | 2002-01-11 | 2010-07-22 | Crosstek Capital Llc | イメージセンサ |
| JP2008511968A (ja) * | 2003-10-13 | 2008-04-17 | ノーブル ピーク ヴィジョン コーポレーション | シリコン基板およびシリコン回路と一体化された分離されたゲルマニウム光検出器を備えるイメージ・センサ |
| JP2013138218A (ja) * | 2005-07-11 | 2013-07-11 | Intellectual Venturesii Llc | イメージセンサ及びその製造方法 |
| US20080303058A1 (en) * | 2007-06-07 | 2008-12-11 | Mitsuyoshi Mori | Solid state imaging device and method for fabricating the same |
| JP2008305994A (ja) * | 2007-06-07 | 2008-12-18 | Panasonic Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US8354693B2 (en) | 2007-06-07 | 2013-01-15 | Panasonic Corporation | Solid state imaging device and method for fabricating the same |
| JP2013084757A (ja) * | 2011-10-10 | 2013-05-09 | Denso Corp | 撮像素子 |
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