JPH02304974A - 固体撮像素子の製造方法 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法Info
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- JPH02304974A JPH02304974A JP1125682A JP12568289A JPH02304974A JP H02304974 A JPH02304974 A JP H02304974A JP 1125682 A JP1125682 A JP 1125682A JP 12568289 A JP12568289 A JP 12568289A JP H02304974 A JPH02304974 A JP H02304974A
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- Solid State Image Pick-Up Elements (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】
［産業上の利用分野］
本発明は、受光部としていわゆる埋め込み型フォトダイ
オードを有する固体撮像素子の製造方法に・関する。
オードを有する固体撮像素子の製造方法に・関する。
［従来の技術］
固体撮像素子の受光部にＰＮ接合型フォトダイオードを
用いると、フォトダイオードのＮ型領域の表面が完全に
空乏化することにより、５ｉ−３ｉ０２界面に存在する
表面準位による暗電流成分が多くなり低照度時の固体撮
像素子のＳ／Ｎ比が劣化する。
用いると、フォトダイオードのＮ型領域の表面が完全に
空乏化することにより、５ｉ−３ｉ０２界面に存在する
表面準位による暗電流成分が多くなり低照度時の固体撮
像素子のＳ／Ｎ比が劣化する。
従来、この暗電流を低減するためにフォトダイオードの
Ｎ型領域の表面に濃度の高いＰ“型領域を形成し、フォ
トダイオードをいわゆる埋め込み型にして、Ｎ型領域の
空乏層が基板表面に到達しないようにしていた。
Ｎ型領域の表面に濃度の高いＰ“型領域を形成し、フォ
トダイオードをいわゆる埋め込み型にして、Ｎ型領域の
空乏層が基板表面に到達しないようにしていた。
第２図（ａ）〜（ｇ）は、従来の埋め込み型フォトダイ
オードを受光部に用いた固体撮像素子の製造工程を示す
セル部の断面図である。まず、Ｎ型半導体基板１上にＰ
型ウェル層２を形成する［第２図（ａ）］。次に、半導
体基板上にシリコン酸化膜３、シリコン窒化膜４を順に
成長させ、その上にフォトレジスト５を塗布しこれに露
光・現像を施した後、プラズマエツチング法を用いてフ
ォトダイオードおよび電荷転送部となる部分のシリコン
窒化膜４を除去する［第２図（ｂ）］。次いで、電荷転
送部を形成すべき部分をフォトレジストで覆い、これと
シリコン窒化膜４とをマスクとしてイオン注入を行いフ
ォトダイオードのＮ型領域６を形成し、続いて、Ｎ型領
域６をフォトレジストで覆いこれとシリコン窒化Ｍ４と
をマスクにしてイオン注入を行って電荷転送部となるＮ
型領域７を形成する「第２図（Ｃ）」。次に、シリコン
窒化膜４をマスクとして熱酸化を行い選択的に比較的厚
いシリコン酸化膜８を成長させた後、シリコン窒化膜４
をウェットエツチング法により除去する０次に、電荷読
み出し領域をフォトレジストリで被覆し、これとシリコ
ン酸化膜８をマスクにイオン注入を行いチャネルストッ
プ領域となるＰ＋型領域１０を形成する［第２図（ｄ）
］。
オードを受光部に用いた固体撮像素子の製造工程を示す
セル部の断面図である。まず、Ｎ型半導体基板１上にＰ
型ウェル層２を形成する［第２図（ａ）］。次に、半導
体基板上にシリコン酸化膜３、シリコン窒化膜４を順に
成長させ、その上にフォトレジスト５を塗布しこれに露
光・現像を施した後、プラズマエツチング法を用いてフ
ォトダイオードおよび電荷転送部となる部分のシリコン
窒化膜４を除去する［第２図（ｂ）］。次いで、電荷転
送部を形成すべき部分をフォトレジストで覆い、これと
シリコン窒化膜４とをマスクとしてイオン注入を行いフ
ォトダイオードのＮ型領域６を形成し、続いて、Ｎ型領
域６をフォトレジストで覆いこれとシリコン窒化Ｍ４と
をマスクにしてイオン注入を行って電荷転送部となるＮ
型領域７を形成する「第２図（Ｃ）」。次に、シリコン
窒化膜４をマスクとして熱酸化を行い選択的に比較的厚
いシリコン酸化膜８を成長させた後、シリコン窒化膜４
をウェットエツチング法により除去する０次に、電荷読
み出し領域をフォトレジストリで被覆し、これとシリコ
ン酸化膜８をマスクにイオン注入を行いチャネルストッ
プ領域となるＰ＋型領域１０を形成する［第２図（ｄ）
］。
次いで、フォトレジスト９を除去し、シリコン酸化膜３
．８をエツチング除去した後、熱酸化によりゲート酸化
膜１１を形成し、減圧ＣＶＤ法により多結晶シリコン層
を堆積し、これにフォトリソグラフィー技術およびドラ
イエツチング法を適用して、フォトダイオードから電荷
転送部への信号電荷の読み出しおよび電荷転送を行う多
結晶シリコン電極１２を形成する［第２図（ｅ）］。
．８をエツチング除去した後、熱酸化によりゲート酸化
膜１１を形成し、減圧ＣＶＤ法により多結晶シリコン層
を堆積し、これにフォトリソグラフィー技術およびドラ
イエツチング法を適用して、フォトダイオードから電荷
転送部への信号電荷の読み出しおよび電荷転送を行う多
結晶シリコン電極１２を形成する［第２図（ｅ）］。
この多結晶シリコン電極１２をマスクとして、イオン注
入法により、フォトダイオード表面に浅いＰ型頭域１３
を形成する［第２図（ｆ）］。最後に、Ｍ間シリコン酸
化膜１４を形成した後、アルミニウム遮光Ｍ’１５を形
成することにより、従来の埋め込みフォトダイオードを
受光部として有する固体撮像素子が得られる［第２図（
ｇ）１゜［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の埋め込み型フォトダイオードを受光部と
する固体撮像素子では、フォトダイオードのＮ型領域と
、表面層のＰ＋領域をそれぞれ別の工程によって形成し
ているので、フォトレジスト工程の目合わせ誤差および
加工寸法のばらつきにより、フォトダイオードのＮ型領
域６と多結晶シリコン電極１２との重なり寸法を一定範
囲内に抑えることは困難である。
入法により、フォトダイオード表面に浅いＰ型頭域１３
を形成する［第２図（ｆ）］。最後に、Ｍ間シリコン酸
化膜１４を形成した後、アルミニウム遮光Ｍ’１５を形
成することにより、従来の埋め込みフォトダイオードを
受光部として有する固体撮像素子が得られる［第２図（
ｇ）１゜［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の埋め込み型フォトダイオードを受光部と
する固体撮像素子では、フォトダイオードのＮ型領域と
、表面層のＰ＋領域をそれぞれ別の工程によって形成し
ているので、フォトレジスト工程の目合わせ誤差および
加工寸法のばらつきにより、フォトダイオードのＮ型領
域６と多結晶シリコン電極１２との重なり寸法を一定範
囲内に抑えることは困難である。
そして、第３図（ａ）に示すように、この重なり部分Ｘ
が大きいときには、第３図（ｂ）のＡに示すように、電
極下に深いポテンシャル井戸が形成され、また逆に第４
図（ａ＞に示すように、この重なり部分Ｘが小さいとき
には、ｔｇｐ下に第４図（ｂ）のＢに示すように、電位
障壁が形成される。いずれの場合にもフォトダイオード
から電荷転送部への信号電荷の転送効率が低下するので
、従来の固体撮像素子の製造方法では歩留まりを一定以
上に向上させることは困難であった。
が大きいときには、第３図（ｂ）のＡに示すように、電
極下に深いポテンシャル井戸が形成され、また逆に第４
図（ａ＞に示すように、この重なり部分Ｘが小さいとき
には、ｔｇｐ下に第４図（ｂ）のＢに示すように、電位
障壁が形成される。いずれの場合にもフォトダイオード
から電荷転送部への信号電荷の転送効率が低下するので
、従来の固体撮像素子の製造方法では歩留まりを一定以
上に向上させることは困難であった。
［課題を解決するための手段］
本発明の固体撮像素子の製造方法は、第１導電型半導体
層内に形成されたフォトダイオードを構成する第２導電
型領域とこの第２導電型領域の表面部分を覆う高不純物
濃度の第１導電型領域とを形成する工程を含む固体撮像
素子の製造方法に関するものであって、前記フォトダイ
オードを構成する第２導電型領域と前記高不純物濃度の
第１導電型領域とは、半導体基板上に形成された電荷転
送電極をマスクとして形成される。
層内に形成されたフォトダイオードを構成する第２導電
型領域とこの第２導電型領域の表面部分を覆う高不純物
濃度の第１導電型領域とを形成する工程を含む固体撮像
素子の製造方法に関するものであって、前記フォトダイ
オードを構成する第２導電型領域と前記高不純物濃度の
第１導電型領域とは、半導体基板上に形成された電荷転
送電極をマスクとして形成される。
［実施例］
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第１図は、本発明の一実施例の工程順を示すセル部の断
面区である。まず、Ｎ型半導体基板１上にＰ型ウェル層
２を形成する［第１図（ａ）］。
面区である。まず、Ｎ型半導体基板１上にＰ型ウェル層
２を形成する［第１図（ａ）］。
次に、半導体基板上にシリコン酸化膜３およびシリコン
窒化ＷＡ４を順に成長させ、その上にフォトレジスト５
を塗布し、これに露光・現像を施した後、プラズマエツ
チング法を用いてフォトダイオードおよび電荷転送部と
なる部分のシリコン窒化膜４を除去する［第１図（ｂ）
］。次に、フォ１〜ダイオード形成領域をフォトレジス
トで被覆し、これとシリコン窒化膜４とをマスクとして
イオン注入を行った後、熱処理を施して電荷転送部とな
るＮ型領域７を形成する［第１図（ｃ、）］。続いて、
シリコン窒化膜４をマスクとして熱酸化を行い、選択的
に比較的厚いシリコン酸化膜８を成長させ、シリコン窒
化膜４をウェットエツチング法により除去する。次に、
電荷読み出し領域となる部分をフォトレジス１−っで覆
い、これとシリコン酸化膜８をマスクにイオン注入を行
い、チャネルストップ領域となるＰ＋型領域１０を形成
する［第１図（ｄ）］。次いで、フォトレジストを除去
し、シリコン酸化膜３．８をエツチング除去した後熱酸
化によりゲート酸化膜１１を形成する。続いて、減圧Ｃ
ＶＤ法を用いて全面に多結晶シリコン層を形成し、これ
に、フォトリソグラフィー技法およびドライエツチング
法を施して、フォトダイオードから電荷転送部への信号
電荷の読み出しおよび電荷転送を行う多結晶シリコン電
極１２を形成する。しかる後、この多結晶シリコン電極
１２をマスクとして、Ｎ型不純物をイオン注入し熱処理
を行って、フォトダイオードとなるＮ型領域６を形成す
る［第１図（ｅ）］、次に、同様に前記多結晶シリコン
電極１２をマスクとしてイオン注入を行い、フォトダイ
オードの表面に浅いＰ型頭域１３を形成する［第１図（
ｆ）］、最後に、眉間シリコン酸化膜１４を形成した後
、アルミニウム遮光膜１５を形成する［第１図（ｇ）］
。
窒化ＷＡ４を順に成長させ、その上にフォトレジスト５
を塗布し、これに露光・現像を施した後、プラズマエツ
チング法を用いてフォトダイオードおよび電荷転送部と
なる部分のシリコン窒化膜４を除去する［第１図（ｂ）
］。次に、フォ１〜ダイオード形成領域をフォトレジス
トで被覆し、これとシリコン窒化膜４とをマスクとして
イオン注入を行った後、熱処理を施して電荷転送部とな
るＮ型領域７を形成する［第１図（ｃ、）］。続いて、
シリコン窒化膜４をマスクとして熱酸化を行い、選択的
に比較的厚いシリコン酸化膜８を成長させ、シリコン窒
化膜４をウェットエツチング法により除去する。次に、
電荷読み出し領域となる部分をフォトレジス１−っで覆
い、これとシリコン酸化膜８をマスクにイオン注入を行
い、チャネルストップ領域となるＰ＋型領域１０を形成
する［第１図（ｄ）］。次いで、フォトレジストを除去
し、シリコン酸化膜３．８をエツチング除去した後熱酸
化によりゲート酸化膜１１を形成する。続いて、減圧Ｃ
ＶＤ法を用いて全面に多結晶シリコン層を形成し、これ
に、フォトリソグラフィー技法およびドライエツチング
法を施して、フォトダイオードから電荷転送部への信号
電荷の読み出しおよび電荷転送を行う多結晶シリコン電
極１２を形成する。しかる後、この多結晶シリコン電極
１２をマスクとして、Ｎ型不純物をイオン注入し熱処理
を行って、フォトダイオードとなるＮ型領域６を形成す
る［第１図（ｅ）］、次に、同様に前記多結晶シリコン
電極１２をマスクとしてイオン注入を行い、フォトダイ
オードの表面に浅いＰ型頭域１３を形成する［第１図（
ｆ）］、最後に、眉間シリコン酸化膜１４を形成した後
、アルミニウム遮光膜１５を形成する［第１図（ｇ）］
。
このようにして製造された固体撮像素子においては、フ
ォトダイオードとなるＮ型領域６とフォトダイオード表
面の浅いＰ型頭域１３とは、フォトダイオードから電荷
転送部への信号電荷の読み出しおよび電荷転送を行う多
結晶シリコン電極１２に対して自己整合的に形成されて
いるので、両頭域と多結晶シリコン電極との重なり寸法
にばらつきが生じることはない。
ォトダイオードとなるＮ型領域６とフォトダイオード表
面の浅いＰ型頭域１３とは、フォトダイオードから電荷
転送部への信号電荷の読み出しおよび電荷転送を行う多
結晶シリコン電極１２に対して自己整合的に形成されて
いるので、両頭域と多結晶シリコン電極との重なり寸法
にばらつきが生じることはない。
なお、実施例では電荷転送手段としてＢＣＣＤを用いた
場合について説明したが、本発明は５ＣＣＤを用いる場
合においても同様に実施できる。
場合について説明したが、本発明は５ＣＣＤを用いる場
合においても同様に実施できる。
さらに、ＭＯ３型固体撮像素子の受光部に対しても適用
することができる。また、Ｎ型領域６とＰ型頭域１３と
を形成するのに、Ｎ型不純物（リン）とＰ型不純物（ボ
ロン）とをそれぞれイオン注入した後、両不純物の拡散
係数の違いを利用して１回の熱処理によって、Ｎ型領域
６がＰ型頭域１３の外側に延びるようにすることもでき
る。
することができる。また、Ｎ型領域６とＰ型頭域１３と
を形成するのに、Ｎ型不純物（リン）とＰ型不純物（ボ
ロン）とをそれぞれイオン注入した後、両不純物の拡散
係数の違いを利用して１回の熱処理によって、Ｎ型領域
６がＰ型頭域１３の外側に延びるようにすることもでき
る。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、フォトダイオー
ドを構成する第２導電型領域とこの領域の表面にこの領
域より浅く形成される第１導電型の領域とを電荷転送電
極に対して自己整合的に形成することができるので、こ
れら２つの領域と電荷転送電極との重なり寸法を精確に
コントロールすることができる。したがって、本発明に
よればフォトダイオード内の光電変換電荷を読み出す際
にフォトダイオードの縁部に深いポテンシャル井戸や電
位障壁が形成されることがなくなるので、信号電荷の転
送効率が低下することがなくなり、製品の歩留まりを向
上させることができる。
ドを構成する第２導電型領域とこの領域の表面にこの領
域より浅く形成される第１導電型の領域とを電荷転送電
極に対して自己整合的に形成することができるので、こ
れら２つの領域と電荷転送電極との重なり寸法を精確に
コントロールすることができる。したがって、本発明に
よればフォトダイオード内の光電変換電荷を読み出す際
にフォトダイオードの縁部に深いポテンシャル井戸や電
位障壁が形成されることがなくなるので、信号電荷の転
送効率が低下することがなくなり、製品の歩留まりを向
上させることができる。
第１図（ａ）〜（ｇ）は、本発明の一実施例の製造工程
順を示すセル部の断面図、第２図（ａ）〜（ｇ）は、従
来の製造工程順を示すセル部の断面図、第３図（ａ）、
第４図（ａ）は、従来例によって製造された固体撮像素
子の断面図、第３図（ｂ）、第４区（ｂ）は、それぞれ
、第３図（ａ）、第４図（ａ）のポテンシャル図である
。 １・・・Ｎ型半導体基板、 ２・・・Ｐ型ウェル層、
３・・・シリコン酸化膜、 ４・・・シリコン窒化膜
、５・・・フォトレジスト、 ６・・・Ｎ型領域（フ
ォトダイオード）、 ７・・・Ｎ型領域（電荷転送部）
、８・・・シリコン酸化膜、 ９・・・フォトレジス
ト、１０・・・Ｐ＋型領域（チャネルストップ領域）、
１１・・・ゲート酸化膜、 １２・・・多結晶シリコ
ン電極、 １３・・・Ｐ型頭域、 １４・・・
層間シリコン酸化膜、 １５・・・アルミニウム遮光
膜。
順を示すセル部の断面図、第２図（ａ）〜（ｇ）は、従
来の製造工程順を示すセル部の断面図、第３図（ａ）、
第４図（ａ）は、従来例によって製造された固体撮像素
子の断面図、第３図（ｂ）、第４区（ｂ）は、それぞれ
、第３図（ａ）、第４図（ａ）のポテンシャル図である
。 １・・・Ｎ型半導体基板、 ２・・・Ｐ型ウェル層、
３・・・シリコン酸化膜、 ４・・・シリコン窒化膜
、５・・・フォトレジスト、 ６・・・Ｎ型領域（フ
ォトダイオード）、 ７・・・Ｎ型領域（電荷転送部）
、８・・・シリコン酸化膜、 ９・・・フォトレジス
ト、１０・・・Ｐ＋型領域（チャネルストップ領域）、
１１・・・ゲート酸化膜、 １２・・・多結晶シリコ
ン電極、 １３・・・Ｐ型頭域、 １４・・・
層間シリコン酸化膜、 １５・・・アルミニウム遮光
膜。
Claims (1)
- 第１導電型半導体層表面に選択的に第１導電型の不純物
を高濃度にドープしてチャネルストップ領域を形成する
工程と、前記半導体層上にゲート酸化膜を形成する工程
と、前記ゲート酸化膜上に電荷転送電極を形成する工程
と、前記電荷転送電極をマスクに不純物を導入してフォ
トダイオードを構成する第２導電型の領域を形成する工
程と、前記電荷転送電極をマスクに不純物を導入して前
記第２導電型の領域の表面にこの領域より浅い第１導電
型の領域を前記チャネルストップ領域と接続するように
形成する工程とを具備することを特徴とする固体撮像素
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01125682A JP3093212B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01125682A JP3093212B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304974A true JPH02304974A (ja) | 1990-12-18 |
| JP3093212B2 JP3093212B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=14916066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01125682A Expired - Lifetime JP3093212B2 (ja) | 1989-05-19 | 1989-05-19 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3093212B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5385849A (en) * | 1993-05-17 | 1995-01-31 | Nec Corporation | Process of fabricating solid-state image pick-up device free from crystal defects in active region |
| US5565373A (en) * | 1993-03-11 | 1996-10-15 | Nec Corporation | Method of fabricating an isolation region in a semiconductor device without heat treatment of active regions |
| WO2009147862A1 (ja) | 2008-06-04 | 2009-12-10 | 本田技研工業株式会社 | 撮像装置 |
| WO2010018677A1 (ja) | 2008-08-11 | 2010-02-18 | 本田技研工業株式会社 | 画素、画素の製造方法、撮像装置および画像形成方法 |
| JP2016178143A (ja) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | セイコーエプソン株式会社 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59130466A (ja) * | 1983-01-17 | 1984-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
-
1989
- 1989-05-19 JP JP01125682A patent/JP3093212B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
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