JPH0318059A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はビデオカメラ等に利用できる固体撮像装置の製
造方法に関するものである。

従来の技術 近年、固体撮像装置はビデオカメラ等に広く実用化され
ている。その固体撮像装置ら、高画質化が進み、光電変
換部の高密度化で、単位素子の面積が縮小するに従い、
個々の光電変換部の飽和電圧値，残像特性が問題となっ
ている。

以下、従来の固体撮像装置の製造方法について図面を参
照しながら説明する。

第３図（ａ）〜（ｄ）は従来の技術による固体撮像装置
の製造方法を示した工程順断面図であり、光電変換部（
以下、フォトダイオードと記す）と垂直シフトレジスタ
部（以下、垂直ＣＣＤ部と記す〉とで構成されている。

１はｎ型シリコン基板、２はｐウエル、３はフォトダイ
オード部、４は垂直ＣＣＤ部、５はｎ一型領域（フォト
ダイオード）、６はｐ＋領域、７はｎ＋領域、８はｐ＋
領域、９はｐ＋十領域、１０ゲート酸化膜、１１はポリ
シリコン電極、１２はポリシリコン上の酸化膜、ｌ５は
ｐ＋領域、１６は眉間絶縁膜、１７はアルミニウム遮光
膜である。

以上のように構成された固体撮像装置の製造方法につい
て、以下説明する。

第３図（ａ）のように、ｎ型シリコン基板１上にｐウエ
ル２を形成した後、フォトダイオード領域となるｎ一領
域５を形成する。ここで、ｎ一領域５は、光電変換効率
を向上させるため完全空乏化するように、その注入条件
及び、熱処理条件が最適化されている。

次に、第３図（ｂ）のようにスミア対策としてｐ＋領域
６、垂直ＣＣＤ部としてｎ十領域７、読みだしポテンシ
ャル制御としてｐ＋領域８、チャネルストッパーとして
ｐ＋十領域９を形成する。

次いで、第３図（Ｃ）のように、ゲート酸化膜１０、ポ
リシリコン電極１１、ポリシリコン上の酸化膜１２を形
威した後、フォトダイオードの界面準位を低減するため
にｐ＋領域１５を注入により形威し、埋め込み構造のフ
ォトダイオードとする。

最後に、第３図（ｄ）のように、垂直ＣＣＤ部、フォト
ダイオード部の形成後、眉間膜１６、アルミニウム遮光
膜１７を形成する。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の方法ではフォトダイオードに
光が入射し、信号電荷を蓄積する場合、フォトダイオー
ドのｎ−’型領域５は完全空乏化しているため、高い光
電変換効率を示すが、フォトダイオード表面近傍も空乏
化しているため、対生成で発生した信号電荷を効率的に
フォトダイオード表面近傍に集めることが困難であった
。

従って、ゲート電極に信号電荷読み出し電圧を印加した
場合においても、読み出し電圧印加時間内に信号電荷が
完全には垂直ＣＣＤに転送されず、信号電荷の一部がフ
ォトダイオード内に残存し、これが残像の原因となって
いた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、飽和電圧
値が高く、フォトダイオード中の信号電荷を全て読み出
し、残像のない固体撮像装置を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の固体撮像装置の製
造方法は、ポリシリコン電極の表面酸化後、フォトダイ
オードの基板表面にのみ注入可能とするため、レジスト
によってパターニングを行い、その基板表面に高濃度の
ｎ型不純物を法徐に対し一方の斜め方向からイオン注入
する工程と、同領域に上記ｎ型不純物より低濃度のｎ型
不純物を前記法線に対し他方の斜め方向から注入する工
程と、中濃度のｐ型不純物を同基板面の垂直方向からイ
オン注入する工程とにより構成されている。

作用 この構成により、フォトダイオードの基板表面にはｐ十
領域が存在し、界面準位の影響を受けない埋め込み型フ
ォトダイオードとなる。また、フォトダイオードのｐ十
領域の下部にはｎ型領域があり、完全空乏化した領域で
発生した信号電荷がそのｎ型領域に効率的に集まる。上
記ｎ型領域は２回の斜め注入工程により読み出しゲート
電極側では高濃度、隣接した垂直ＣＣＤ　（チャネルス
トッパー）側では低濃度となっており、ｎ型領域に蓄積
された信号電荷はポテンシャルが深い読み出しゲート電
極側のｎ十型領域に集まり、信号電荷を垂直ＣＣＤ部に
転送した場合、効率的に全ての電荷を転送することが可
能となり、飽和電圧値が高く、残像のない固体撮像装置
の実現が可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第ｌ図は本発明の一実施例によって形成された固体撮像
装置の断面図を示すものである。第１図において、１は
ｎ型シリコン基板、２はｐウエル、３はフォトダイオー
ド部、４は垂直ＣＣＤ部、５はｎ一型領域（フォトダイ
オード）、６はｐ十領域、７はｎ十領域、８はｐ十領域
、９はｐ＋十領域、１０はゲート酸化膜、１ｌはポリシ
リコン電極、１２はポリシリコン上の酸化膜、１３はｎ
十領域、１４はｎ型領域、１５はｐ＋領域、１６は層間
絶縁膜、１７はアルミニウム遮光膜、１８はレジストで
ある。

以上のように構成された固体撮像装置をその製造方法に
沿って、第２図（ａ）〜（ｄ）の工程順断面図を参照し
て詳しく説明する。

第２図（ａ）のように、前記従来例と同様にフォトダイ
オード部及び垂直ＣＣＤ部の形成後、フォトダイオード
部にのみ注入を行うため、第２図（ｂ）のように、レジ
ストｌ８によってパターニングを行い、基板面からの角
度が約６０”の斜め方向より、読み出しゲート側に斜め
イオン注入を行い、ｎ＋領域１３を形戒する。次に、第
２図（Ｃ）のように、上記角度と同角度で、先の斜めイ
オン注入と法線をはさんで逆方向からチャネルストッパ
ー側に斜めイオン注入を行い、ｎ型領域１４を形成する
。そして、最後に、第２図（ｄ）のように、垂直方向の
イオン注入によりフォトダイオードの基板表面にｐ十領
域１５を形成し、アニールにより活性化する。

発明の効果 本発明によれば、フォトダイオードの表面近傍にｎ型領
域を形成し、読み出し側のｎ型領域の濃度を高く、チャ
ネルストッパー側の濃度を低くすることにより、完全空
乏化領域で発生した信号電荷を全て垂直ＣＣＤ部に移し
、残像がなく，かつ、高い飽和電圧値を示す固体撮像装
置を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によって形成された固体撮像
装置の断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施
例における固体撮像装置の製造方法の工程順断面図、第
３図（ａ）〜（ｄ）は従来の固体撮像装置の製造方法の
工程順断面図である。 １・・・・・・ｎ型シリコン基板、２・・・・・・ｐウ
エル、３・・・・・・フォトダイオード部、４・・・・
・・垂直ＣＣＤ部、５・・・・・・ｎ−型領域（フォト
ダイオード）、６・・・・・・ｐ十領域、７・・・・・
・ｎ十領域、８・・・・・・ｐ十領域、９・・・・・・
ｐ＋十領域、１０・・・・・・ゲート酸化膜、１１・・
・・・・ポリシリコン電極、１２・・・・・・ポリシリ
コン酸化膜、１３・・・・・・ｎ十領域、１４・・・・
・・ｎ型領域、１５・・・・・・ｐ十領域、１６・・・
・・・層間膜、１７・・・・・・アルミニウム遮光膜、
１８・・・・・・レジスト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光電変換部の表面領域に高濃度のｎ型不純物を法線に対
   し一方の斜め方向からイオン注入する工程と、同領域に
   上記ｎ型不純物より低濃度のｎ型不純物を上記法線に対
   し他方の斜め方向からイオン注入する工程と、同領域に
   中濃度のｐ型不純物を垂直方向からイオン注入する工程
   とをそなえた固体撮像装置の製造方法。