JPH03259570A - 電荷転送素子およびその製造方法 - Google Patents
電荷転送素子およびその製造方法Info
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- JPH03259570A JPH03259570A JP2058848A JP5884890A JPH03259570A JP H03259570 A JPH03259570 A JP H03259570A JP 2058848 A JP2058848 A JP 2058848A JP 5884890 A JP5884890 A JP 5884890A JP H03259570 A JPH03259570 A JP H03259570A
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、固体撮像装置の構造とその製造方法に関す
るものである。
るものである。
第４図は従来の固体撮像装置の平面図である。
図において、１はゲート電極、２はＣＣＤチャネル、３
はフォトダイオード等の受光部である。また、第５図に
は従来の固体撮像装置の断面図を示す。図中、６は半導
体基板、７は第１Ｎ型層、８はゲート絶縁膜、９はポリ
シリコン膜、１０は高融点金属膜で、ポリシリコン膜９
および高融点金属膜１０でゲート電極を構成する。
はフォトダイオード等の受光部である。また、第５図に
は従来の固体撮像装置の断面図を示す。図中、６は半導
体基板、７は第１Ｎ型層、８はゲート絶縁膜、９はポリ
シリコン膜、１０は高融点金属膜で、ポリシリコン膜９
および高融点金属膜１０でゲート電極を構成する。
次に動作について説明する。受光部３に入射した光によ
って発生した電子はＣＣＤチャネル２に移され、ＣＣＤ
により転送されて外部へ出力される。この転送時におけ
る転送損失を無くすため、ＣＣＤチャネルには埋め込み
型チャネルが用いられ、通常Ｐ型半導体基ｖｉ、６には
Ｎ型層７が用いられる。また、ゲート電極には低抵抗の
ポリシリコン膜９と高融点金属膜１０を用いてクロック
の遅延を低減する。
って発生した電子はＣＣＤチャネル２に移され、ＣＣＤ
により転送されて外部へ出力される。この転送時におけ
る転送損失を無くすため、ＣＣＤチャネルには埋め込み
型チャネルが用いられ、通常Ｐ型半導体基ｖｉ、６には
Ｎ型層７が用いられる。また、ゲート電極には低抵抗の
ポリシリコン膜９と高融点金属膜１０を用いてクロック
の遅延を低減する。
そのゲート電極は、単層のポリシリコン膜９と高融点金
属膜１０を加工して用いると、電極間にギャップ１６が
生じ、ＣＣＤチャネルのポテンシャルに窪みが生しるが
、そのギャップ下をゲート電極下より薄い、あるいは浅
いＮ型層１５にしておくことでその窪みをなくすること
ができる。
属膜１０を加工して用いると、電極間にギャップ１６が
生じ、ＣＣＤチャネルのポテンシャルに窪みが生しるが
、そのギャップ下をゲート電極下より薄い、あるいは浅
いＮ型層１５にしておくことでその窪みをなくすること
ができる。
ＣＣＤは第６図に示すような４相駆動方弐で動作させる
。従って各受光部に対して２個の電極が必要である。
。従って各受光部に対して２個の電極が必要である。
〔発明が解決しようとする課題］
従来の固体撮像装置は以上のように構成されているので
、受光部と受光部との間の分離領域上には２本の配線を
行って各受光部毎のゲート電極へ電位を与えなければな
らない。この従来の固体撮像装置は単層のポリシリコン
膜と高融点金属膜をゲート電極を用いているので、２本
の配線を積み上げられず平面方向に広がってしまうとい
う問題があった。そこで配線領域を狭くするために配線
を細くすると配線抵抗が増大してしまうという問題が新
たに生しることになる。
、受光部と受光部との間の分離領域上には２本の配線を
行って各受光部毎のゲート電極へ電位を与えなければな
らない。この従来の固体撮像装置は単層のポリシリコン
膜と高融点金属膜をゲート電極を用いているので、２本
の配線を積み上げられず平面方向に広がってしまうとい
う問題があった。そこで配線領域を狭くするために配線
を細くすると配線抵抗が増大してしまうという問題が新
たに生しることになる。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、受光部間の配線を２本から１本に減らし、
配線抵抗を上げずに配線領域を狭くすることができる固
体撮像装置およびその製造方法を得ることを目的とする
。
れたもので、受光部間の配線を２本から１本に減らし、
配線抵抗を上げずに配線領域を狭くすることができる固
体撮像装置およびその製造方法を得ることを目的とする
。
〔課題を解決するための手段］
この発明に係る固体撮像装置およびその製造方法は、受
光部から外部へ信号電荷を出力するためのＣＣＤを単層
のポリシリコン膜と高融点金属膜とからなるゲート電極
を用いて２相駆動ＣＣＤとし、かつ、バリア部はゲート
電極上のマスク材を用いることにより片端をゲート電極
と自己整合させ、ゲート電極上からボロンを注入して形
成するようにしたものである。
光部から外部へ信号電荷を出力するためのＣＣＤを単層
のポリシリコン膜と高融点金属膜とからなるゲート電極
を用いて２相駆動ＣＣＤとし、かつ、バリア部はゲート
電極上のマスク材を用いることにより片端をゲート電極
と自己整合させ、ゲート電極上からボロンを注入して形
成するようにしたものである。
この発明においては、信号電荷呼び出し用ＣＣＤへの配
線は、受光部間では１本ですむため、配線抵抗を上げず
に配線領域を狭くすることができる。
線は、受光部間では１本ですむため、配線抵抗を上げず
に配線領域を狭くすることができる。
また２相ＣＣＤのバリア部は、ゲート電極と片端が一致
するため、余計なポテンシャルの凹凸が生じない。
するため、余計なポテンシャルの凹凸が生じない。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は本発明の一実施例による固体撮像装置を示し、第１
図（ａ）において、ＰＮ接合で作られた受光部３に光が
入射すると、電荷が発生し、Ｎ型層に蓄積される。その
電荷はＣＣＤチャネル２に移され、順次転送された後外
部へ出力される。
図は本発明の一実施例による固体撮像装置を示し、第１
図（ａ）において、ＰＮ接合で作られた受光部３に光が
入射すると、電荷が発生し、Ｎ型層に蓄積される。その
電荷はＣＣＤチャネル２に移され、順次転送された後外
部へ出力される。
ＣＣＤはゲート電極１にクロンク電圧を印加することで
動作する。Ａ−ＡＩ線間でのＣＣＤのチャネルポテンシ
ャルを第１図（ｂ）に示す。４は２相ＣＣＤ特有のバリ
ア部である。
動作する。Ａ−ＡＩ線間でのＣＣＤのチャネルポテンシ
ャルを第１図（ｂ）に示す。４は２相ＣＣＤ特有のバリ
ア部である。
次にこの固体撮像装置の製造方法を第１図（ａ）のＡ−
Ａ ’線間の断面に注目して示す。
Ａ ’線間の断面に注目して示す。
まず、第２図（ａ）に示すように、表面に第１のＮ型層
７を形威したＰ型半導体基板６上にゲート絶縁膜８、ポ
リシリコンＭ９、高融点金属ｒｐＪ１０を形威し、その
上に、シリコン酸化膜１１を堆積する。次に第２図（ｂ
）に示すようにシリコン酸化［１１のバリア部上にエッ
チングして開孔する。次に第２図（Ｃ）に示すように、
レジストをシリコン酸化膜１１のパターンの片端をはさ
むように写真製版によってパターニングする。さらにそ
れぞれのゲート電極に分離するため、ポリシリコン膜９
と高融点金属膜１０をエツチングして加工する。この時
、シリコン酸化膜１１とのエツチング選択比を大きくす
ることは容易である。従って１１と９゜１０の端が一致
するように加工できる。次に第２図（ｄ）に示すように
上部からボロン１２を注入して、シリコン酸化膜１１の
開孔しているＣＯＤチャネル部のＮ型不純物濃度を下げ
、ポテンシャルのノ＼リア部となる第２Ｎ型層１３とす
る。この時の注入エネルギーは、シリコン酸化膜１１上
から注入されるボロンは第１のＮ型層７まで達せず、シ
リコン酸化膜１１の開孔部から注入されるボロンは第１
のＮ型層７まで到達するようなエネルギーを選ぶ。例え
ば、ゲート絶縁膜がシリコン酸化膜で５００人、ポリシ
リコン膜が２０００人、高融点金属膜がＷ Ｓ ｉ ｚ
で２０００人ならば、ボロンを１８０ｋｅｙで注入し、
マスクとなるシリコン酸化膜１１を３０００人に選んで
おけば、上記の要件は満たされる。
７を形威したＰ型半導体基板６上にゲート絶縁膜８、ポ
リシリコンＭ９、高融点金属ｒｐＪ１０を形威し、その
上に、シリコン酸化膜１１を堆積する。次に第２図（ｂ
）に示すようにシリコン酸化［１１のバリア部上にエッ
チングして開孔する。次に第２図（Ｃ）に示すように、
レジストをシリコン酸化膜１１のパターンの片端をはさ
むように写真製版によってパターニングする。さらにそ
れぞれのゲート電極に分離するため、ポリシリコン膜９
と高融点金属膜１０をエツチングして加工する。この時
、シリコン酸化膜１１とのエツチング選択比を大きくす
ることは容易である。従って１１と９゜１０の端が一致
するように加工できる。次に第２図（ｄ）に示すように
上部からボロン１２を注入して、シリコン酸化膜１１の
開孔しているＣＯＤチャネル部のＮ型不純物濃度を下げ
、ポテンシャルのノ＼リア部となる第２Ｎ型層１３とす
る。この時の注入エネルギーは、シリコン酸化膜１１上
から注入されるボロンは第１のＮ型層７まで達せず、シ
リコン酸化膜１１の開孔部から注入されるボロンは第１
のＮ型層７まで到達するようなエネルギーを選ぶ。例え
ば、ゲート絶縁膜がシリコン酸化膜で５００人、ポリシ
リコン膜が２０００人、高融点金属膜がＷ Ｓ ｉ ｚ
で２０００人ならば、ボロンを１８０ｋｅｙで注入し、
マスクとなるシリコン酸化膜１１を３０００人に選んで
おけば、上記の要件は満たされる。
次に低いエネルギーでゲート電極のギャップ部１６にボ
ロンを注入する。低いエネルギーとは、ゲート絶縁膜は
通過するがポリシリコン膜９と高融点金属膜１０は通過
しないエネルギーをいう。
ロンを注入する。低いエネルギーとは、ゲート絶縁膜は
通過するがポリシリコン膜９と高融点金属膜１０は通過
しないエネルギーをいう。
この注入は前述のように広いゲート電極間のために発生
したチャネルポテンシャルの窪みを消滅させるために行
うものであり、先のボロン注入でこの窪みが消滅してお
れば注入する必要はない。また逆に、先のボロン注入で
、このギャップ部１６の下にポテンシャルのふくらみが
生した場合は、この工程ではそのふくらみを消すように
リンを注入する。
したチャネルポテンシャルの窪みを消滅させるために行
うものであり、先のボロン注入でこの窪みが消滅してお
れば注入する必要はない。また逆に、先のボロン注入で
、このギャップ部１６の下にポテンシャルのふくらみが
生した場合は、この工程ではそのふくらみを消すように
リンを注入する。
以上のようにして、電荷呼び出し用のＣＣＤは単層のポ
リシリコン膜と高融点金属膜とからなる２相ＣＣＤで構
成されることになる。この２相ＣＣＤの動作は第３図に
示すように、一つのゲート電極下にバリア部と電荷蓄積
部をもつため２種のクロック電極で行うことができ、シ
ンプルな配線構造で実現できる。
リシリコン膜と高融点金属膜とからなる２相ＣＣＤで構
成されることになる。この２相ＣＣＤの動作は第３図に
示すように、一つのゲート電極下にバリア部と電荷蓄積
部をもつため２種のクロック電極で行うことができ、シ
ンプルな配線構造で実現できる。
なお、上記実施例ではゲート電極としてポリシリコン膜
と高融点金属膜の複合膜を用いたが、ポリシリコン膜や
高融点金属膜のみでもよい。
と高融点金属膜の複合膜を用いたが、ポリシリコン膜や
高融点金属膜のみでもよい。
また、マスク材としてはシリコン酸化膜を用いたが、シ
リコン窒化膜等、イオン注入のマスクとなるものならな
んでもよい。
リコン窒化膜等、イオン注入のマスクとなるものならな
んでもよい。
また、マスク材の開孔部にボロンを注入してその部分の
ポテンシャルを浅くしてバリア部としたが、リンを注入
してポテンシャルを深くして電荷蓄積部としてもよい。
ポテンシャルを浅くしてバリア部としたが、リンを注入
してポテンシャルを深くして電荷蓄積部としてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明に係る固体撮像装置およびその
製造方法によれば、単層膜を加工する際にその上部のマ
スク材を利用することにより、ゲート電極とバリア部の
片端が自己整合した２相駆動のＣＣＤを構成することが
できる。またそのＣＣＤを受光部からの電荷呼び出しＣ
ＣＤに用いたので、受光部間の配線を１本にすることが
でき、配線領域を小さくすることが可能となった。
製造方法によれば、単層膜を加工する際にその上部のマ
スク材を利用することにより、ゲート電極とバリア部の
片端が自己整合した２相駆動のＣＣＤを構成することが
できる。またそのＣＣＤを受光部からの電荷呼び出しＣ
ＣＤに用いたので、受光部間の配線を１本にすることが
でき、配線領域を小さくすることが可能となった。
第１図はこの発明の一実施例による固体撮像装置を示す
図で、第１図（ａ３はその平面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ’綿線間チャネルポテンシャル分布図
、第２図は本発明の一実施例による固体撮像装置の製造
方広を示す断面図であり、第２図（ａ）〜仔）はその各
工程を示す図、第３図は２相駆動ＣＣＤの動作を示すポ
テンシャル図、第４図は従来の固体撮像装置の平面図、
第５図はそのＢ−Ｂ“線間の断面図、第６図は４相駆動
ＣＣＤの動作を示すポテンシャル図である。 図において、１はゲート電極、２はＣＣＤチャネル、３
は受光部、４はバリア部、５は電荷蓄積部、６はＰ型半
導体基板、７は第１のＮ型層、８はゲート絶縁膜、９は
ポリシリコン膜、１０は高融点金属膜、１１はシリコン
酸化膜、■２はボロンイオン、１３は第２のＮ型層、１
４はボロンイオン、１５は第３のＮ型層、１６はギャッ
プ、１７はレジストである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
図で、第１図（ａ３はその平面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ−Ａ’綿線間チャネルポテンシャル分布図
、第２図は本発明の一実施例による固体撮像装置の製造
方広を示す断面図であり、第２図（ａ）〜仔）はその各
工程を示す図、第３図は２相駆動ＣＣＤの動作を示すポ
テンシャル図、第４図は従来の固体撮像装置の平面図、
第５図はそのＢ−Ｂ“線間の断面図、第６図は４相駆動
ＣＣＤの動作を示すポテンシャル図である。 図において、１はゲート電極、２はＣＣＤチャネル、３
は受光部、４はバリア部、５は電荷蓄積部、６はＰ型半
導体基板、７は第１のＮ型層、８はゲート絶縁膜、９は
ポリシリコン膜、１０は高融点金属膜、１１はシリコン
酸化膜、■２はボロンイオン、１３は第２のＮ型層、１
４はボロンイオン、１５は第３のＮ型層、１６はギャッ
プ、１７はレジストである。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）一次元または二次元に配列された光電変換素子か
ら順次信号を取り出す電荷転送素子を有する固体撮像装
置において、 上記電荷転送素子は、複数のゲート電極が互いに上下に
重なり合わず、かつ一つのゲート電極下に、複数の異な
るポテンシャルのチャネルを有することを特徴とする固
体撮像装置。 - （２）一次元または二次元に配列された光電変換素子か
ら順次信号を取り出す電荷転送素子を有する固体撮像装
置の製造方法において、 第１導電型の半導体基板の表面に第２導電層を形成する
工程と、 前記第２導電層上に絶縁膜と導電膜を形成する工程と、 前記導電膜上に、前記導電膜のエッチングではエッチン
グされない薄膜を堆積する工程と、前記薄膜を所定のパ
ターンになるようにエッチングする工程と、 前記薄膜パターンの片端をはさむように写真製版により
レジストを開孔する工程と、 前記レジストをマスクにして前記導電膜をエッチングす
る工程と、 前記レジストを除去する工程と、 前記薄膜のない領域の第２導電層にのみ到達するエネル
ギーで少なくとも１種類の不純物を注入する工程とを備
え、 前記導電膜の間の領域には他の導電膜を堆積しないよう
にして電荷転送素子を形成することを特徴とする固体撮
像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058848A JP2798289B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電荷転送素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2058848A JP2798289B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電荷転送素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03259570A true JPH03259570A (ja) | 1991-11-19 |
| JP2798289B2 JP2798289B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=13096098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2058848A Expired - Lifetime JP2798289B2 (ja) | 1990-03-09 | 1990-03-09 | 電荷転送素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798289B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09199711A (ja) * | 1996-01-23 | 1997-07-31 | Nec Corp | 電荷転送装置およびその製造方法 |
| JP2008277787A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-11-13 | Nec Electronics Corp | 電荷転送装置 |
| JP2009535811A (ja) * | 2006-04-26 | 2009-10-01 | イーストマン コダック カンパニー | 改良電荷移動電荷結合デバイス（ｃｃｄ） |
| CN103094299A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-08 | 南京理工大学 | 具有亚微米级间隙的高效电荷转移寄存器及其制备工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5217771A (en) * | 1975-07-31 | 1977-02-09 | Sony Corp | Charge transfer device |
| JPS58200574A (ja) * | 1982-05-18 | 1983-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JPS5944056U (ja) * | 1982-09-14 | 1984-03-23 | ソニー株式会社 | 電荷転送装置 |
-
1990
- 1990-03-09 JP JP2058848A patent/JP2798289B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN103094299A (zh) * | 2013-01-22 | 2013-05-08 | 南京理工大学 | 具有亚微米级间隙的高效电荷转移寄存器及其制备工艺 |
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| JP2798289B2 (ja) | 1998-09-17 |
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