JPH03200367A - 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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- JPH03200367A JPH03200367A JP1341202A JP34120289A JPH03200367A JP H03200367 A JPH03200367 A JP H03200367A JP 1341202 A JP1341202 A JP 1341202A JP 34120289 A JP34120289 A JP 34120289A JP H03200367 A JPH03200367 A JP H03200367A
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Landscapes
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は固体撮像素子に関し、詳細には、固体撮像素子
の表面保護層の組成、構造に関する。
の表面保護層の組成、構造に関する。
（ロ）従来の技術
第３図および第４図を参照して、インターライン方式の
固体撮像素子を説明する。なお、第４図は第３図のＡ−
Ａ線断面図である。
固体撮像素子を説明する。なお、第４図は第３図のＡ−
Ａ線断面図である。
第３図はインターライン方式の固体撮像素子（以下、Ｃ
ＣＤと称する）の平面構造を概念的に説明するものであ
り、ＣＣＤ （１１）はマトリクス配列されて光学像の
光電変換を行う受光部（１２，、）〜（１２，、） 、
各列の受光部（１２゜）〜（１２，＋）の光電荷が並列
入力され、それを図面縦方向に転送する垂直転送レジス
タ（１３＋）〜（１３，）、この垂直転送レジスタ（１
３，）〜（１３，）の出力が並列入力され、それを図面
右方向に転送する水平転送レジスタ（１４）から構成さ
れている。
ＣＤと称する）の平面構造を概念的に説明するものであ
り、ＣＣＤ （１１）はマトリクス配列されて光学像の
光電変換を行う受光部（１２，、）〜（１２，、） 、
各列の受光部（１２゜）〜（１２，＋）の光電荷が並列
入力され、それを図面縦方向に転送する垂直転送レジス
タ（１３＋）〜（１３，）、この垂直転送レジスタ（１
３，）〜（１３，）の出力が並列入力され、それを図面
右方向に転送する水平転送レジスタ（１４）から構成さ
れている。
受光部（１２ｚ）〜（１２ヨ、）は、例えば４００Ｘ５
００画素程度の規模にマトリクス配列され、その受光部
（１２１１）〜（１２，ａ＋）により光電変換された二
次元画像情報は先ず、垂直転送レジスタ（１３＋）〜（
１３，）の転送動作によりｎビットシリアル画像情報に
変換される。次いで、これら垂直転送レジスタ（１３１
）〜（１３，、）の出力を並列入力する水平転送レジス
タ（１４）の転送動作によりシリアル画像情報に変換さ
れ、図示しない出力回路を介してシリアル出力される。
００画素程度の規模にマトリクス配列され、その受光部
（１２１１）〜（１２，ａ＋）により光電変換された二
次元画像情報は先ず、垂直転送レジスタ（１３＋）〜（
１３，）の転送動作によりｎビットシリアル画像情報に
変換される。次いで、これら垂直転送レジスタ（１３１
）〜（１３，、）の出力を並列入力する水平転送レジス
タ（１４）の転送動作によりシリアル画像情報に変換さ
れ、図示しない出力回路を介してシリアル出力される。
上記した受光部（１２＋ ＋ ）〜（１２，＋）と垂直
転送レジスタ（１３，）〜（１３，）の断面構造は第４
図に示されるようなものであり、そのような断面構造は
ｎ型Ｓｉ基板（２１）の表面層にｐ型不純物を注入、拡
散して１段ｐウェル（２２）および２段ｐウェル（２３
）を形成し、その１段ｐウェル（２２）内にｎ型不純物
を注入してホトダイオードを構成するｎ層（２４）を形
成し、２段ｐウェル（２３）内にｎ型不純物を注入して
垂直転送レジスタ（１３，）〜（１３，）の埋め込みチ
ャネルを構成するｎ−層（２５）を形成し、さらに２段
ｐウェル（２３）内にｐ型不純物を注入してチャネルス
トッパとなるｐ＋層（２６）等を形成すると共にＳｉ基
板（２１）の表面にＳ、Ｏ，膜を介してポリシリコンを
使用して転送電極（２７）を形成する等して得られる。
転送レジスタ（１３，）〜（１３，）の断面構造は第４
図に示されるようなものであり、そのような断面構造は
ｎ型Ｓｉ基板（２１）の表面層にｐ型不純物を注入、拡
散して１段ｐウェル（２２）および２段ｐウェル（２３
）を形成し、その１段ｐウェル（２２）内にｎ型不純物
を注入してホトダイオードを構成するｎ層（２４）を形
成し、２段ｐウェル（２３）内にｎ型不純物を注入して
垂直転送レジスタ（１３，）〜（１３，）の埋め込みチ
ャネルを構成するｎ−層（２５）を形成し、さらに２段
ｐウェル（２３）内にｐ型不純物を注入してチャネルス
トッパとなるｐ＋層（２６）等を形成すると共にＳｉ基
板（２１）の表面にＳ、Ｏ，膜を介してポリシリコンを
使用して転送電極（２７）を形成する等して得られる。
なお、同図において参照番号２８で示す構造は純粋ＡＩ
が使用される光シールドである。
が使用される光シールドである。
上記構造を備えるＣ ＯＤ （１１）では、入射光量に
応じて受光部（１２＋＋）〜（１２−＋）に電荷が励起
され、それが垂直転送レジスタの埋め込みチャネルが形
成されるｎ−層（２５）に転送され、さらに周知の転送
手段により第３図に参照番号４で示す水平転送レジスタ
の所定のビット迄転送されるような動作が行われる。従
って、ホトダイオードを構成するｎ層（２４）の上面は
可能な限りの光線（３０）が入射されるよう構成される
に対し、垂直転送レジスタの埋め込みチャネルが形成さ
れるｎ−層（２５）上は純粋Ａ１により完全に光遮蔽さ
れている。
応じて受光部（１２＋＋）〜（１２−＋）に電荷が励起
され、それが垂直転送レジスタの埋め込みチャネルが形
成されるｎ−層（２５）に転送され、さらに周知の転送
手段により第３図に参照番号４で示す水平転送レジスタ
の所定のビット迄転送されるような動作が行われる。従
って、ホトダイオードを構成するｎ層（２４）の上面は
可能な限りの光線（３０）が入射されるよう構成される
に対し、垂直転送レジスタの埋め込みチャネルが形成さ
れるｎ−層（２５）上は純粋Ａ１により完全に光遮蔽さ
れている。
窒化シリコン膜（２９）はプラズマＣＶＤにおいて、３
Ｓｒ Ｈ＋ ＋ ４ Ｎ Ｈｓ→Ｓｉ、Ｎ、＋１２Ｈ
，の反応により形成され、ＣＣＤ （１１）の最上層を
保護すると共に上記反応でのＮＨ，励起による水素ラジ
カルが５ｉ−８ｉＯ＝界面のダングリングボンドを終端
することによって、暗電流を低減するよう作用する。
Ｓｒ Ｈ＋ ＋ ４ Ｎ Ｈｓ→Ｓｉ、Ｎ、＋１２Ｈ
，の反応により形成され、ＣＣＤ （１１）の最上層を
保護すると共に上記反応でのＮＨ，励起による水素ラジ
カルが５ｉ−８ｉＯ＝界面のダングリングボンドを終端
することによって、暗電流を低減するよう作用する。
（・・）発明が解決しようとする課題
最上層が窒化シリコン膜（２９）で保護されるＣＣＤで
は、窒化シリコン膜（２９）の屈折率が略２． ０程度
と高いために、窒化シリコン膜（２９）表面での光の反
射あるいは干渉が大きく、入射光量の損失が大きくなる
問題がある。このため、窒化シリコン膜（２９）の暗電
流低減作用が減殺され、Ｓ 、／ Ｎが向上されない問
題を有している。また、受光部のサイズを小さくするこ
とができないため、高画素化の障害となっている。
は、窒化シリコン膜（２９）の屈折率が略２． ０程度
と高いために、窒化シリコン膜（２９）表面での光の反
射あるいは干渉が大きく、入射光量の損失が大きくなる
問題がある。このため、窒化シリコン膜（２９）の暗電
流低減作用が減殺され、Ｓ 、／ Ｎが向上されない問
題を有している。また、受光部のサイズを小さくするこ
とができないため、高画素化の障害となっている。
本発明は従来の固体撮像素子に存する斯る課題を解決す
ることを目的とし、光感度の向上および暗電流の低減が
達成され、もってＳ／Ｎが良好な固体撮像素子を提供す
ることを目的とする。
ることを目的とし、光感度の向上および暗電流の低減が
達成され、もってＳ／Ｎが良好な固体撮像素子を提供す
ることを目的とする。
（ニ）課題を解決するための手段
前記した課題は、二次元光学像を撮像して光電変換を行
い光電荷を得る撮像部と、この撮像部の光電荷を転送す
る転送部と、この転送部の出力電荷を電圧あるいは電流
に変換する出力部から構成される固体撮像素子において
、固体撮像素子の最上層にプラズマＣＶＤにおいて、Ｓ
ｉＨ，、ＮＨｌ、Ｎ、０のガス流量制御下で形成される
、屈折率１．６０〜１．９０を有するＳｉｘＯｙＮｚ膜
（ｘ、ｙ、ｚは定数）が形成されることを特徴とす−る
本発明の固体撮像素子により解決される。
い光電荷を得る撮像部と、この撮像部の光電荷を転送す
る転送部と、この転送部の出力電荷を電圧あるいは電流
に変換する出力部から構成される固体撮像素子において
、固体撮像素子の最上層にプラズマＣＶＤにおいて、Ｓ
ｉＨ，、ＮＨｌ、Ｎ、０のガス流量制御下で形成される
、屈折率１．６０〜１．９０を有するＳｉｘＯｙＮｚ膜
（ｘ、ｙ、ｚは定数）が形成されることを特徴とす−る
本発明の固体撮像素子により解決される。
（ホ）作用
固体撮像素子の最上層がプラズマＣＶＤにおいて、Ｓｉ
Ｈ，、ＮＨ，、Ｎ、Ｏのガス流量制御下で形成され、屈
折率１．６０〜１．９０を有するＳ ｌ ｗ Ｏｙ ：
’ｓ ｓ膜により保護されるため、入射光の反射、干渉
が減少し、光感度が向上される。また、固体撮像素子基
板の界面準位密度が減少し、暗電流が減少する。そして
、それら作用によりＳ／Ｎが向上される。
Ｈ，、ＮＨ，、Ｎ、Ｏのガス流量制御下で形成され、屈
折率１．６０〜１．９０を有するＳ ｌ ｗ Ｏｙ ：
’ｓ ｓ膜により保護されるため、入射光の反射、干渉
が減少し、光感度が向上される。また、固体撮像素子基
板の界面準位密度が減少し、暗電流が減少する。そして
、それら作用によりＳ／Ｎが向上される。
（へ）実施例
以下、第１図および第２図を参照して本発明の詳細な説
明する。なお、本発明はＣＣＤ最上層に形成される保護
層の組成、構造に関するものであり、ＣＣＤの平面構造
は従来例と差がないため説明を省略する。
明する。なお、本発明はＣＣＤ最上層に形成される保護
層の組成、構造に関するものであり、ＣＣＤの平面構造
は従来例と差がないため説明を省略する。
従来例の説明の項で使用した第４図とはＣＣＤ最上層に
形成される保護層の組成のみが異なり、他は同一である
第１図を参照すると、本発明のＣＯＤの受光部と垂直転
送レジスタの断面構造は同図に示されるようなものであ
り、そのような断面構造はｎ型Ｓｉ基板（１）の表面層
にｐ型不純物を注入、拡散して１段ｐウェル（２）およ
び２段ｐウェル（３）を形成し、その１段ｐウェル（２
）内にｎ型不純物を注入してホトダイオードを構成する
ｎ層（４）を形成し、２段ｐウェル（３）内にｎ型不純
物を注入して垂直転送レジスタの埋め込みチャネルを構
成するｎ−層（５）を形成し、さらに２段ｐウェル（３
）内にｐ型不純物を注入してチャネルストッパとなるｐ
”層（６）等を形成すると共にＳｉ基板（１）の表面に
Ｓ、Ｏ，膜を介してポリシリコンを使用して転送電極（
７）を形成する等して得られる。
形成される保護層の組成のみが異なり、他は同一である
第１図を参照すると、本発明のＣＯＤの受光部と垂直転
送レジスタの断面構造は同図に示されるようなものであ
り、そのような断面構造はｎ型Ｓｉ基板（１）の表面層
にｐ型不純物を注入、拡散して１段ｐウェル（２）およ
び２段ｐウェル（３）を形成し、その１段ｐウェル（２
）内にｎ型不純物を注入してホトダイオードを構成する
ｎ層（４）を形成し、２段ｐウェル（３）内にｎ型不純
物を注入して垂直転送レジスタの埋め込みチャネルを構
成するｎ−層（５）を形成し、さらに２段ｐウェル（３
）内にｐ型不純物を注入してチャネルストッパとなるｐ
”層（６）等を形成すると共にＳｉ基板（１）の表面に
Ｓ、Ｏ，膜を介してポリシリコンを使用して転送電極（
７）を形成する等して得られる。
なお、同図において参照番号８で示す構造は純粋Ａｔが
使用される光シールドで−ある。
使用される光シールドで−ある。
従来のＣＣＤには、その最上層にプラズマＣ■Ｄによっ
て３Ｓ ｉＨ４＋４ＮＨ３→Ｓｉ、Ｎ、＋１２Ｈ！なる
反応によりＳ Ｉ Ｂ Ｎ１層が形成されるのであるが
、本発明のＣＣＤではプラズマＣＶＤにおいて、Ｓ ｉ
Ｈ４＋ＮＨｓ＋Ｎ＊Ｏ→ｓｉ、ｏ、Ｎ。
て３Ｓ ｉＨ４＋４ＮＨ３→Ｓｉ、Ｎ、＋１２Ｈ！なる
反応によりＳ Ｉ Ｂ Ｎ１層が形成されるのであるが
、本発明のＣＣＤではプラズマＣＶＤにおいて、Ｓ ｉ
Ｈ４＋ＮＨｓ＋Ｎ＊Ｏ→ｓｉ、ｏ、Ｎ。
の反応により窒化酸化膜（９） （Ｓ １．０ 、Ｎ
、）が形成される。なお、ｘ、ｙ、ｚは定数であって、
プラズマＣＶＤにおける反応時に各ガスの流量を制御す
ることにより変化させることが可能である。
、）が形成される。なお、ｘ、ｙ、ｚは定数であって、
プラズマＣＶＤにおける反応時に各ガスの流量を制御す
ることにより変化させることが可能である。
従って、本発明では上記反応による窒化酸化膜（９）の
形成の初期にＮｔＯガスの供給を遮断することにより、
従前の窒化膜を形成し、順次Ｎ、０ガスの供給を増やし
て窒化酸化膜（９）が形成される。このように形成され
た窒化酸化膜（９）は窒化膜が有する５ｉ−５ｉＯ＝界
面準位密度の低減特性と後記する窒化酸化膜の高光透過
特性の双方を備える。
形成の初期にＮｔＯガスの供給を遮断することにより、
従前の窒化膜を形成し、順次Ｎ、０ガスの供給を増やし
て窒化酸化膜（９）が形成される。このように形成され
た窒化酸化膜（９）は窒化膜が有する５ｉ−５ｉＯ＝界
面準位密度の低減特性と後記する窒化酸化膜の高光透過
特性の双方を備える。
第２図は屈折率が２．０の窒化膜（Ｓｉ、Ｎ、）と同１
．６の窒化酸化膜（Ｓ ｉ 、０ 、Ｎ 、）の各波長
に対する光透過特性を示す。同図に示されるように、窒
化酸化膜（Ｓ ｉ 、０．Ｎ、）の光透過率は図に示さ
れる全波長域で窒化膜（Ｓｉ、Ｎ、）のそれを上回って
いるばかりか、波長変化に対する透過率の変動が微小で
ある。従って、このようなＳｉｘＯｙＮｚ膜（９）が最
終保護層のさらに最上部に形成されるＣＣＤは光学的特
性に優れると共に光感度の増加によりＳ／Ｎが向上され
る。
．６の窒化酸化膜（Ｓ ｉ 、０ 、Ｎ 、）の各波長
に対する光透過特性を示す。同図に示されるように、窒
化酸化膜（Ｓ ｉ 、０．Ｎ、）の光透過率は図に示さ
れる全波長域で窒化膜（Ｓｉ、Ｎ、）のそれを上回って
いるばかりか、波長変化に対する透過率の変動が微小で
ある。従って、このようなＳｉｘＯｙＮｚ膜（９）が最
終保護層のさらに最上部に形成されるＣＣＤは光学的特
性に優れると共に光感度の増加によりＳ／Ｎが向上され
る。
（ト）発明の効果
以上述べたように本発明によれば、固体撮像素子の最上
層の保護層として下層部でＳ、−Ｓ、Ｏ。
層の保護層として下層部でＳ、−Ｓ、Ｏ。
界面準位密度の低減特性に優れる窒化膜であり、上層部
で光透過特性に優れる窒化酸化膜となる窒化酸化膜を使
用するため、光感度が増加すると共に暗電流が低減され
て、Ｓ／Ｎが向上される。
で光透過特性に優れる窒化酸化膜となる窒化酸化膜を使
用するため、光感度が増加すると共に暗電流が低減され
て、Ｓ／Ｎが向上される。
第１図は本発明の詳細な説明する固体撮像素子の部分断
面図、第２図はＳ ！、Ｎ、膜とＳｉ、Ｏ。 Ｎ、膜の光透過特性を説明する図、第３図は固体撮像素
子の平面構造を説明する概念図、第４図は第３図のＡ−
Ａ線断面図であり、固体撮像素子の受光部および垂直転
送レジスタの断面図である。 ｌ・・・ｎ型Ｓｉ基板、 ２・・・ｐウェル、ウェル、
４・・・Ｓｉｎ、膜、 ５・・・ポリシリコンゲ
ート、 ６・・・ソース、 ７・・・ドレン、Ａ＋
配線層、 ９・・・Ｓ ｉｍ Ｏｙ Ｎ を膜３ ・
・・ｎ ８ ・・・
面図、第２図はＳ ！、Ｎ、膜とＳｉ、Ｏ。 Ｎ、膜の光透過特性を説明する図、第３図は固体撮像素
子の平面構造を説明する概念図、第４図は第３図のＡ−
Ａ線断面図であり、固体撮像素子の受光部および垂直転
送レジスタの断面図である。 ｌ・・・ｎ型Ｓｉ基板、 ２・・・ｐウェル、ウェル、
４・・・Ｓｉｎ、膜、 ５・・・ポリシリコンゲ
ート、 ６・・・ソース、 ７・・・ドレン、Ａ＋
配線層、 ９・・・Ｓ ｉｍ Ｏｙ Ｎ を膜３ ・
・・ｎ ８ ・・・
Claims (2)
- （１）二次元光学像を撮像して光電変換を行い光電荷を
得る撮像部と、この撮像部の光電荷を転送する転送部と
、この転送部の出力電荷を電圧値に変換する出力部から
構成される固体撮像素子において、 固体撮像素子の最上層にプラズマＣＶＤにおいて、Ｓｉ
Ｈ＿４、ＮＨ＿３、Ｎ＿２Ｏのガス流量制御下で形成さ
れる、屈折率１．６０〜１．９０を有するＳｉ＿ｘＯ＿
ｙＮ＿ｚ膜（ｘ、ｙ、ｚは定数）が形成されることを特
徴とする固体撮像素子。 - （２）前記Ｓｉ＿ｘＯ＿ｙＮ＿ｚ膜はプラズマＣＶＤに
よる形成時のガス流量制御により、その最下層でｙ＝０
であり、その上層においてｙの値が連続的に増加される
ことを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341202A JP2895894B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 固体撮像素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341202A JP2895894B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 固体撮像素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03200367A true JPH03200367A (ja) | 1991-09-02 |
| JP2895894B2 JP2895894B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=18344163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341202A Expired - Lifetime JP2895894B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 固体撮像素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2895894B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0588087A2 (en) * | 1992-08-20 | 1994-03-23 | Sony Corporation | Method of determining optimum optical conditions for an anti-reflective layer used in a method of forming a resist pattern |
| JP2006332124A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| WO2009046577A1 (en) * | 2007-10-12 | 2009-04-16 | Lattice Power (Jiangxi) Corporation | Method for fabricating an n-type semiconductor material using silane as a precursor |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP1341202A patent/JP2895894B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0588087A2 (en) * | 1992-08-20 | 1994-03-23 | Sony Corporation | Method of determining optimum optical conditions for an anti-reflective layer used in a method of forming a resist pattern |
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| JP2895894B2 (ja) | 1999-05-24 |
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