JPH0445548A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0445548A JPH0445548A JP2154752A JP15475290A JPH0445548A JP H0445548 A JPH0445548 A JP H0445548A JP 2154752 A JP2154752 A JP 2154752A JP 15475290 A JP15475290 A JP 15475290A JP H0445548 A JPH0445548 A JP H0445548A
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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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
本発明１よ 電荷転送素子の高密度化に適した半導体装
置およびその製造方法に関するものであム従来の技術 電荷転送素子を利用した従来の半導体装置の代表的なも
のとして、ＣＣＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ の略称）型撮像装置があム 中でＬ
高密度化に対応するものとして、凹型溝に転送チャネ
ルを形成したトレンチＣＣＤ型撮像装置がある（特願平
１−２８１８６号）。
置およびその製造方法に関するものであム従来の技術 電荷転送素子を利用した従来の半導体装置の代表的なも
のとして、ＣＣＤ （Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ
Ｄｅｖｉｃｅ の略称）型撮像装置があム 中でＬ
高密度化に対応するものとして、凹型溝に転送チャネ
ルを形成したトレンチＣＣＤ型撮像装置がある（特願平
１−２８１８６号）。
以下に従来のトレンチＣＣＤ型撮像装置について説明す
も 第５図は従来のトレンチＣＣＤ型撮像装置の転送方向に
垂直な断面を示すものである。第５図において、５０１
はｎ基板であム ５０２はｐウェルを構成するｐ層であ
る。５０４はフォトダイオードを構成する高抵抗のｎ−
領域であム ５０３はＣＣＤの転送チャネルを構成する
高抵抗のｎ−領域であム ５０５は高抵抗のｎ−領域５
０４と５０３の間の分離領域を構成するｐ十領域であム
５０６は絶縁膜であム ５０７は高抵抗のｎ−領域５
０４と５０３の間の読出しゲート電極とＣＣＤの転送ゲ
ート電極を兼ねるポリシリコン電極である（読出しゲー
ト電極部分５０７ａと転送ゲート電極部分５０７ｂから
なる）。ＣＣＤの転送チャネルのデバイス表面に占める
面積４１ＣＣＤの転送チャネルの幅Ｗに比例する。
も 第５図は従来のトレンチＣＣＤ型撮像装置の転送方向に
垂直な断面を示すものである。第５図において、５０１
はｎ基板であム ５０２はｐウェルを構成するｐ層であ
る。５０４はフォトダイオードを構成する高抵抗のｎ−
領域であム ５０３はＣＣＤの転送チャネルを構成する
高抵抗のｎ−領域であム ５０５は高抵抗のｎ−領域５
０４と５０３の間の分離領域を構成するｐ十領域であム
５０６は絶縁膜であム ５０７は高抵抗のｎ−領域５
０４と５０３の間の読出しゲート電極とＣＣＤの転送ゲ
ート電極を兼ねるポリシリコン電極である（読出しゲー
ト電極部分５０７ａと転送ゲート電極部分５０７ｂから
なる）。ＣＣＤの転送チャネルのデバイス表面に占める
面積４１ＣＣＤの転送チャネルの幅Ｗに比例する。
Ｗは次の式で示される。
ｗ＝ｗｔ＋１ｘｄｏｘ＋２Ｘｄｎ
＋（２ｘｄ ｐ） ／２
ここη ｗｔはトレンチの轍 ｄｏｘは絶縁膜５０６の
厚さ、 ｄｎは高抵抗のｎ−領域５０３の厚さ、ｄｐは
分離領域を構成するｐ＋領域５０５の厚さであも 以上のように構成された半導体装置について、以下その
動作について説明すも 光入射により発生した電子がフォトダイオードのｎ−領
域５０４に蓄積すム ポリシリコン電極５０７に高電圧
ＶＨが印加されると読出しゲート電極５０７下の読出し
チャネルが導通状態となりフォトダイオードのｎ−領域
５０４がらＣＣＤの転送チャネルとなるｎ−領域５０３
へ信号電荷が読み出されも そして、ポリシリコン電極
５０７ Ｇ、：、転送りロックパルスを印加することに
より第５図の紙面に垂直な方向に信号電荷が転送されも
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成でζよ 高密度化（高
集積化）、製造の容易化に関して、解決すべき課題が残
されていに 以下に第５図を用いて本発明が解決しようとする課題に
ついて説明すも 第一の問題点は高密度化であム 転送チャネルを構成す
る高抵抗のｎ−領域５０３をトレンチ溝の両側面及び底
面に形成する場へ この高抵抗ｎ−領域５０３の占有す
る表面積のたべ 画素サイズの小型化に限界が生じて、
高密度化（解像度の向上）に必要な高集積化が困難とな
ることであａ第二の問題点は 製造の容易化であム ト
レンチＣＣＤの転送可能な電荷量が最大となるの（友転
送チャネルを構成する高抵抗のｎ−領域５０３の濃度分
布が均一な場合であも 高抵抗のｎ−領域５０３の不純
物濃度が不均一に形成された場合にば トレンチ溝の両
側面及び底面の場所により最適な転送ゲート電圧が異な
り、均一に形成された場合に比較して転送可能な信号電
荷量が減少すムしかし 斜めイオン注入法により不純物
を注入して転送チャネルを構成する高抵抗のｎ−領域５
０３をトレンチ溝の両側面及び底面に形成する場合 一
方向に長い溝であるた数 底面の不純物濃度が濃くなり
易く、 トレンチ溝の両側面及び底面の高抵抗のｎ−領
域５０３の不純物濃度を均一に形成する事は容易ではな
（℃ そのた塩 デバイス内の転送可能な電荷量力丈
ばらつき易く歩留まりの向上が困難であも 本発明ζ友 以上２つの問題点を解決するものて高集積
化と製造の容易化を実現する半導体装置およびその製造
方法を提供することを目的とすも課題を解決するための
手段 この目的を達成するため本発明の半導体装置（良策二導
電型の半導体基板と、前記第二導電型の半導体基板に形
成された一方向に長い凹形状のトレンチ溝と、前記トレ
ンチ溝の第一の側面に形成された第一導電型の第一の高
抵抗領域と、前記トレンチ溝の第二の側面に形成された
第二導電型の第二の領域と、前記半導体表面に形成され
た絶縁膜と、前記絶縁膜を隔てて前記トレンチ溝に形成
された転送ゲート電極とを備える構成を有していも作用 この構成により、高密度化の問題についてよＣＣＤの転
送チャネルの幅Ｗを、 ｗ＝ｗｔ＋２Ｘｄｏｘ＋２Ｘｄｎ ＋ （２ｘｄｐ）／２ か収 ｄｎだけ小さくして、 Ｗ；光ユ＋２×止工」十止二十（２×土工）／２にする
事により、Ｃ，ＣＤの転送チャネルの占有する表面積を
減少させて、素子の高密度化を実現すも 製造の容易化の問題についてｉｔ 転送チャネルを均
一に形成することが容易でないトレンチ溝の両側面及び
底面に第一導電型の高抵抗領域を形成する工程をことを
無くし 転送チャネルを構成する第一導電型の高抵抗領
域を第一の側壁のみに形成することにより、容易に転送
チャネルを均一に形成できる構成として、デバイス内の
転送可能な電荷量のばらつきを無くして歩留まりの良い
製造を容易にすム 実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
すも 第１図は本発明の第１の実施例における半導体装置の断
面構造を示したものであａ 第１図において、 １０１
はｐ基板、 １０２はＣＣＤの転送チャネルを構成する
高抵抗のｎ−領ｌＩｔ １０４は絶縁１！Ｌ １０５
Ａ、 １０５Ｂ、 １０５ＣはポリシリコンｔＫ １
０３は素子分離のためのｐ＋領領域あム 以上のように
構成された半導体装置について、以下にその動作を説明
すも ポリシリコン電極１０５に 転送りロックパルスを印加
することによりトレンチ溝に沿って信号電荷が転送され
る。
厚さ、 ｄｎは高抵抗のｎ−領域５０３の厚さ、ｄｐは
分離領域を構成するｐ＋領域５０５の厚さであも 以上のように構成された半導体装置について、以下その
動作について説明すも 光入射により発生した電子がフォトダイオードのｎ−領
域５０４に蓄積すム ポリシリコン電極５０７に高電圧
ＶＨが印加されると読出しゲート電極５０７下の読出し
チャネルが導通状態となりフォトダイオードのｎ−領域
５０４がらＣＣＤの転送チャネルとなるｎ−領域５０３
へ信号電荷が読み出されも そして、ポリシリコン電極
５０７ Ｇ、：、転送りロックパルスを印加することに
より第５図の紙面に垂直な方向に信号電荷が転送されも
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記の従来の構成でζよ 高密度化（高
集積化）、製造の容易化に関して、解決すべき課題が残
されていに 以下に第５図を用いて本発明が解決しようとする課題に
ついて説明すも 第一の問題点は高密度化であム 転送チャネルを構成す
る高抵抗のｎ−領域５０３をトレンチ溝の両側面及び底
面に形成する場へ この高抵抗ｎ−領域５０３の占有す
る表面積のたべ 画素サイズの小型化に限界が生じて、
高密度化（解像度の向上）に必要な高集積化が困難とな
ることであａ第二の問題点は 製造の容易化であム ト
レンチＣＣＤの転送可能な電荷量が最大となるの（友転
送チャネルを構成する高抵抗のｎ−領域５０３の濃度分
布が均一な場合であも 高抵抗のｎ−領域５０３の不純
物濃度が不均一に形成された場合にば トレンチ溝の両
側面及び底面の場所により最適な転送ゲート電圧が異な
り、均一に形成された場合に比較して転送可能な信号電
荷量が減少すムしかし 斜めイオン注入法により不純物
を注入して転送チャネルを構成する高抵抗のｎ−領域５
０３をトレンチ溝の両側面及び底面に形成する場合 一
方向に長い溝であるた数 底面の不純物濃度が濃くなり
易く、 トレンチ溝の両側面及び底面の高抵抗のｎ−領
域５０３の不純物濃度を均一に形成する事は容易ではな
（℃ そのた塩 デバイス内の転送可能な電荷量力丈
ばらつき易く歩留まりの向上が困難であも 本発明ζ友 以上２つの問題点を解決するものて高集積
化と製造の容易化を実現する半導体装置およびその製造
方法を提供することを目的とすも課題を解決するための
手段 この目的を達成するため本発明の半導体装置（良策二導
電型の半導体基板と、前記第二導電型の半導体基板に形
成された一方向に長い凹形状のトレンチ溝と、前記トレ
ンチ溝の第一の側面に形成された第一導電型の第一の高
抵抗領域と、前記トレンチ溝の第二の側面に形成された
第二導電型の第二の領域と、前記半導体表面に形成され
た絶縁膜と、前記絶縁膜を隔てて前記トレンチ溝に形成
された転送ゲート電極とを備える構成を有していも作用 この構成により、高密度化の問題についてよＣＣＤの転
送チャネルの幅Ｗを、 ｗ＝ｗｔ＋２Ｘｄｏｘ＋２Ｘｄｎ ＋ （２ｘｄｐ）／２ か収 ｄｎだけ小さくして、 Ｗ；光ユ＋２×止工」十止二十（２×土工）／２にする
事により、Ｃ，ＣＤの転送チャネルの占有する表面積を
減少させて、素子の高密度化を実現すも 製造の容易化の問題についてｉｔ 転送チャネルを均
一に形成することが容易でないトレンチ溝の両側面及び
底面に第一導電型の高抵抗領域を形成する工程をことを
無くし 転送チャネルを構成する第一導電型の高抵抗領
域を第一の側壁のみに形成することにより、容易に転送
チャネルを均一に形成できる構成として、デバイス内の
転送可能な電荷量のばらつきを無くして歩留まりの良い
製造を容易にすム 実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
すも 第１図は本発明の第１の実施例における半導体装置の断
面構造を示したものであａ 第１図において、 １０１
はｐ基板、 １０２はＣＣＤの転送チャネルを構成する
高抵抗のｎ−領ｌＩｔ １０４は絶縁１！Ｌ １０５
Ａ、 １０５Ｂ、 １０５ＣはポリシリコンｔＫ １
０３は素子分離のためのｐ＋領領域あム 以上のように
構成された半導体装置について、以下にその動作を説明
すも ポリシリコン電極１０５に 転送りロックパルスを印加
することによりトレンチ溝に沿って信号電荷が転送され
る。
以上のように本実施例によれ＋；ＬＣＣＤの転送チャネ
ルを構成する高抵抗のｎ−領域１０２をトレンチ溝の第
一の側面に形成することにより、転送チャネルをトレン
チ溝の両側面及び底面を構成する高抵抗のｎ−領域（第
５図５０３）を形成する場合比べ ＣＣＤの転送チャネ
ルの幅Ｗを、ｗ＝ｗ ｔ＝２ｘｄｏｘ＋２ｘｄｎ＋ （２ｘｄｐ）／２ から、 ｄｎたけ小さくして、 ■＝光光子＋２×止二１＋止工＋２×止」）／２にする
事により、ＣＣＤの転送チャネルの占有する表面積を減
少させて、素子の高密度化を実現すも ここで、！ユは
トレンチの轍 １二１は絶縁膜１０４の厚さ、１工は高
抵抗のｎ−領域１０２の厚よ ムは素子分離のためのｐ
十領域１０３の厚さであム 同時！−ＣＣＤの転送チャ
ネルを均一に形成することが容易でないトレンチ溝の両
側面及び底面に第一導電型の高抵抗領域を形成する工程
を無＜ｔ、、ＣＣＤの転送チャネルを一方の側壁部だけ
に形成して、ＣＣＤの転送チャネルの不純物濃度を容易
に均一にできる構成としたことにより、デバイス内の転
送可能な電荷量のばらつきを無くして歩留まりの良い製
造を容易にすム第２図は本発明の第２の実施例における
半導体装置の断面構造を示したものであ４ 第２図にお
いて、２０１はｎ基板、２０２はｐウェルを構成する高
抵抗のｐ［２０３はＣＣＤの転送チャネルを構成する高
抵抗のｎ−領域 ２０４はフォトダイオードを構成する
高抵抗のｎ−領域 ２０６は絶縁！ ２０７は信号読
出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシリコン
電極（読出しゲート電極部分２０７ａと転送ゲート電極
部２０７ｂからなる）、 ２０５ａは高抵抗のｎ−領域
２０３の外側に高抵抗のｎ−領域２０４に接して形成さ
れたｐ十領坂 ２０５ｂはフォトダイオード２０４に転
送ゲート電圧が加わるのを防止するためのｐ＋領領域あ
も 以上のように構成された半導体装置について、以下
にその動作を説明すも光入射により発生した電子がフォ
トダイオードのｎ−領域２０４に蓄積すム ポリシリコ
ン電極２０７に高電圧ＶＨが印加されると読出しゲート
電極２０７下のチャネルが導通状態となりフォトダイオ
ードのｎ−領域２０４からＣＣＤの転送チャネルのｎ−
領域２０３へ信号電荷が読みだされもそして、ポリシリ
コン電極２０７く 転送りロックパルスを印加すること
により第２図の紙面に垂直な方向に信号電荷が転送され
も 以上のように本実施例によれにＣＣＣＤの転送チャネル
を構成する高抵抗のｎ−領域２０３をトレンチ溝の第一
の側面の片側に形成することにより、転送チャネルをト
レンチ溝の両側面及び底面を構成する高抵抗のｎ−領域
（第５図５０３）を形成する場合比べ 画素サイズを小
型化し解像度を向上することができも 同時１ｍ、ＣＣ
Ｄの転送チャネルの不純物濃度を容易に均一にできる構
成とする事が出来ム な抵 画素サイズの小型化の代わ
りに 従来の画素サイズのままでフォトダイオードを大
型化すれば解像度を損なうことな−く感度を向上するこ
とができも 以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明すも 第３の実施例は 第２の実施例のフォトダイオードの代
わりに光導電膜層を用いて光電変換を行うものであム
第３図は本発明の第３の実施例における半導体装置の断
面構造を示したものであム第３図において、３０１はｎ
基板、３０２はｐウェルを構成する高抵抗のｐＨ３ｏａ
はトレンチＣＣＤの転送チャネルを構成する高抵抗のｎ
−領域 ３０４は蓄積ダイオードを構成する高抵抗のｎ
−領域 ３０６は絶縁風 ３０７は読出しゲート電極と
転送ゲート電極を兼ねるポリシリコン電極（読出しゲー
ト電極部分３０７ａと転送ゲート電極部分３０７ｂから
なる）、 ３０５ａは高抵抗のｎ−領域３０３の外側に
高抵抗のｎ−領域３０４に接して形成されたｐ十領域で
あ、＆ ３０５ｂは蓄積ダイオード３０４に転送ゲー
ト電圧が加わるのを防止するためのｐ十領域であム ３
０８はポリシリコン電極３０７の表面に形成された絶縁
膜５ｉ０２で、３０９は絶縁膜３０６と３０８の表面に
形成されたＭｏ電極でこの電極は絶縁膜の開口部を通じ
て蓄積ダイオードを構成する高抵抗のｎ−領域３０４に
接すゑ ３１０は光導電膜材料で、 ３１１はＩＴＯ透
明電極であム 以上のように構成された半導体装置につ
いて、以下にその動作を説明すも ポリシリコン電極３０７に高電圧ＶＨを印加ヒ読出しゲ
ート電極３０７下のチャネルを導通状態として、蓄積ダ
イオードのｎ−領域３０４か収ＣＣＤの転送チャネルの
ｎ−領域３０３へ電子を全て読みだす。この結果 蓄積
ダイオードのｎ−領域３０４は空乏状態になり、蓄積ダ
イオードのｎ−領域３０４とＭｏ電極３０９は正の電位
とな＆ ＩＴＯ透明電極３１１には負の電位を印加す
も 光導電膜材料３１０に入射した光によって電子正孔
対が生成されム 正孔はＩＴＯ透明電極３１１に引き寄
せらｈ ＩＴＯ透明電極３１１近くで電子と再結合す
も この再結合のために失われる電子はＩＴＯ透明電極
３１１から供給される電子によって補われも一人 入
射した光によって生成された電子はＭＯ電極３０９に引
き寄せられＭＯ電極３０９中に人も すると、ＭＯ電極
３０９の電位を平衡状態に保つためへ 電子がＭＯ電極
３０９から蓄積ダイオードの高抵抗ｎ−領域３０４に放
出されも その結果 入射光量に比例する電子が蓄積ダ
イオードの高抵抗ｎ−領域３０４に蓄積されも ポリシ
リコン電極３０７に高電圧ＶＨが印加されると読出しゲ
ート電極３０７下のチャネルが導通状態となり蓄積ダイ
オードのｎ−領域３０４からＣＣＤの転送チャネルのｎ
−領域３０３へ信号電荷が読みだされも そして、ポリ
シリコン電極３０７に 転送りロックパルスを印加する
ことにより第３図の紙面に垂直な方向に信号電荷が転送
されも 以上のように本実施例によれｌｆ：、ｃｃＤの転送チャ
ネルを構成する高抵抗のｎ−領域３０３をトレンチ溝の
第一の側面に形成することにより、転送チャネルをトレ
ンチ溝の両側面及び底面を構成する高抵抗のｎ−領域を
形成する場合比べ 画素サイズを小型化し解像度を向上
することができも同時ζ ＣＣＤの転送チャネルの不純
物濃度を容易に均一にできる構成とする事が出来孔 な
耘画素サイズの小型化の代わりに 従来の画素サイズの
ままでフォトダイオードを大型化すれば解像度を損なう
ことなく感度を向上することができも次に 本発明の半
導体装置の製造方法を第４図を参照しながら説明すａ
以下では第２図と同じ数字を用いも （１）第４図（ａ）に示すようにリンを＋ＱＩ３〜１０
”ｃｍ−”含む抵抗率１０１〜１０３Ω’ｃｍのｎ型シ
リコン基板２０１上に ボロンをイオン注入（ドーズ量
Ｎ＝１０” 〜１０”ｃｍ−Ｑ；打ち込みエネルギーＥ
＝１００−２００ｋｅＶ）ｕｐルウエル構成する９層２
０２を形成したあと、リンをイオン注入（Ｎ＝１０目〜
１０ ”ｃ ｍ−”； Ｅ＝５０〜１５０に−ｅＶ）
Ｌ フォトダイオードを構成する高抵抗のｎ−領域２０
４を形成する。
ルを構成する高抵抗のｎ−領域１０２をトレンチ溝の第
一の側面に形成することにより、転送チャネルをトレン
チ溝の両側面及び底面を構成する高抵抗のｎ−領域（第
５図５０３）を形成する場合比べ ＣＣＤの転送チャネ
ルの幅Ｗを、ｗ＝ｗ ｔ＝２ｘｄｏｘ＋２ｘｄｎ＋ （２ｘｄｐ）／２ から、 ｄｎたけ小さくして、 ■＝光光子＋２×止二１＋止工＋２×止」）／２にする
事により、ＣＣＤの転送チャネルの占有する表面積を減
少させて、素子の高密度化を実現すも ここで、！ユは
トレンチの轍 １二１は絶縁膜１０４の厚さ、１工は高
抵抗のｎ−領域１０２の厚よ ムは素子分離のためのｐ
十領域１０３の厚さであム 同時！−ＣＣＤの転送チャ
ネルを均一に形成することが容易でないトレンチ溝の両
側面及び底面に第一導電型の高抵抗領域を形成する工程
を無＜ｔ、、ＣＣＤの転送チャネルを一方の側壁部だけ
に形成して、ＣＣＤの転送チャネルの不純物濃度を容易
に均一にできる構成としたことにより、デバイス内の転
送可能な電荷量のばらつきを無くして歩留まりの良い製
造を容易にすム第２図は本発明の第２の実施例における
半導体装置の断面構造を示したものであ４ 第２図にお
いて、２０１はｎ基板、２０２はｐウェルを構成する高
抵抗のｐ［２０３はＣＣＤの転送チャネルを構成する高
抵抗のｎ−領域 ２０４はフォトダイオードを構成する
高抵抗のｎ−領域 ２０６は絶縁！ ２０７は信号読
出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシリコン
電極（読出しゲート電極部分２０７ａと転送ゲート電極
部２０７ｂからなる）、 ２０５ａは高抵抗のｎ−領域
２０３の外側に高抵抗のｎ−領域２０４に接して形成さ
れたｐ十領坂 ２０５ｂはフォトダイオード２０４に転
送ゲート電圧が加わるのを防止するためのｐ＋領領域あ
も 以上のように構成された半導体装置について、以下
にその動作を説明すも光入射により発生した電子がフォ
トダイオードのｎ−領域２０４に蓄積すム ポリシリコ
ン電極２０７に高電圧ＶＨが印加されると読出しゲート
電極２０７下のチャネルが導通状態となりフォトダイオ
ードのｎ−領域２０４からＣＣＤの転送チャネルのｎ−
領域２０３へ信号電荷が読みだされもそして、ポリシリ
コン電極２０７く 転送りロックパルスを印加すること
により第２図の紙面に垂直な方向に信号電荷が転送され
も 以上のように本実施例によれにＣＣＣＤの転送チャネル
を構成する高抵抗のｎ−領域２０３をトレンチ溝の第一
の側面の片側に形成することにより、転送チャネルをト
レンチ溝の両側面及び底面を構成する高抵抗のｎ−領域
（第５図５０３）を形成する場合比べ 画素サイズを小
型化し解像度を向上することができも 同時１ｍ、ＣＣ
Ｄの転送チャネルの不純物濃度を容易に均一にできる構
成とする事が出来ム な抵 画素サイズの小型化の代わ
りに 従来の画素サイズのままでフォトダイオードを大
型化すれば解像度を損なうことな−く感度を向上するこ
とができも 以下本発明の第３の実施例について図面を参照しながら
説明すも 第３の実施例は 第２の実施例のフォトダイオードの代
わりに光導電膜層を用いて光電変換を行うものであム
第３図は本発明の第３の実施例における半導体装置の断
面構造を示したものであム第３図において、３０１はｎ
基板、３０２はｐウェルを構成する高抵抗のｐＨ３ｏａ
はトレンチＣＣＤの転送チャネルを構成する高抵抗のｎ
−領域 ３０４は蓄積ダイオードを構成する高抵抗のｎ
−領域 ３０６は絶縁風 ３０７は読出しゲート電極と
転送ゲート電極を兼ねるポリシリコン電極（読出しゲー
ト電極部分３０７ａと転送ゲート電極部分３０７ｂから
なる）、 ３０５ａは高抵抗のｎ−領域３０３の外側に
高抵抗のｎ−領域３０４に接して形成されたｐ十領域で
あ、＆ ３０５ｂは蓄積ダイオード３０４に転送ゲー
ト電圧が加わるのを防止するためのｐ十領域であム ３
０８はポリシリコン電極３０７の表面に形成された絶縁
膜５ｉ０２で、３０９は絶縁膜３０６と３０８の表面に
形成されたＭｏ電極でこの電極は絶縁膜の開口部を通じ
て蓄積ダイオードを構成する高抵抗のｎ−領域３０４に
接すゑ ３１０は光導電膜材料で、 ３１１はＩＴＯ透
明電極であム 以上のように構成された半導体装置につ
いて、以下にその動作を説明すも ポリシリコン電極３０７に高電圧ＶＨを印加ヒ読出しゲ
ート電極３０７下のチャネルを導通状態として、蓄積ダ
イオードのｎ−領域３０４か収ＣＣＤの転送チャネルの
ｎ−領域３０３へ電子を全て読みだす。この結果 蓄積
ダイオードのｎ−領域３０４は空乏状態になり、蓄積ダ
イオードのｎ−領域３０４とＭｏ電極３０９は正の電位
とな＆ ＩＴＯ透明電極３１１には負の電位を印加す
も 光導電膜材料３１０に入射した光によって電子正孔
対が生成されム 正孔はＩＴＯ透明電極３１１に引き寄
せらｈ ＩＴＯ透明電極３１１近くで電子と再結合す
も この再結合のために失われる電子はＩＴＯ透明電極
３１１から供給される電子によって補われも一人 入
射した光によって生成された電子はＭＯ電極３０９に引
き寄せられＭＯ電極３０９中に人も すると、ＭＯ電極
３０９の電位を平衡状態に保つためへ 電子がＭＯ電極
３０９から蓄積ダイオードの高抵抗ｎ−領域３０４に放
出されも その結果 入射光量に比例する電子が蓄積ダ
イオードの高抵抗ｎ−領域３０４に蓄積されも ポリシ
リコン電極３０７に高電圧ＶＨが印加されると読出しゲ
ート電極３０７下のチャネルが導通状態となり蓄積ダイ
オードのｎ−領域３０４からＣＣＤの転送チャネルのｎ
−領域３０３へ信号電荷が読みだされも そして、ポリ
シリコン電極３０７に 転送りロックパルスを印加する
ことにより第３図の紙面に垂直な方向に信号電荷が転送
されも 以上のように本実施例によれｌｆ：、ｃｃＤの転送チャ
ネルを構成する高抵抗のｎ−領域３０３をトレンチ溝の
第一の側面に形成することにより、転送チャネルをトレ
ンチ溝の両側面及び底面を構成する高抵抗のｎ−領域を
形成する場合比べ 画素サイズを小型化し解像度を向上
することができも同時ζ ＣＣＤの転送チャネルの不純
物濃度を容易に均一にできる構成とする事が出来孔 な
耘画素サイズの小型化の代わりに 従来の画素サイズの
ままでフォトダイオードを大型化すれば解像度を損なう
ことなく感度を向上することができも次に 本発明の半
導体装置の製造方法を第４図を参照しながら説明すａ
以下では第２図と同じ数字を用いも （１）第４図（ａ）に示すようにリンを＋ＱＩ３〜１０
”ｃｍ−”含む抵抗率１０１〜１０３Ω’ｃｍのｎ型シ
リコン基板２０１上に ボロンをイオン注入（ドーズ量
Ｎ＝１０” 〜１０”ｃｍ−Ｑ；打ち込みエネルギーＥ
＝１００−２００ｋｅＶ）ｕｐルウエル構成する９層２
０２を形成したあと、リンをイオン注入（Ｎ＝１０目〜
１０ ”ｃ ｍ−”； Ｅ＝５０〜１５０に−ｅＶ）
Ｌ フォトダイオードを構成する高抵抗のｎ−領域２０
４を形成する。
（２）第４図（ｂ）に示すように９層２０２の一部をプ
ラズマエツチングしてトレンチ溝４−０１を形成すも （３）第４図（ｃ）に示すようく ボロン（Ｎ＝５ ｘ
１０” 〜１０目ｃｍ−”）を注入エネルギーＥ＝５
０〜２００ｋｅＶで斜めイオン注入法でトレンチ溝４０
１の内壁に矢印Ａの方向にイオン注入し ボロン（Ｎ＝
１０” 〜１０”ｃｍ−”）を注入エネルギーＥ−５０
〜１８０ｋｅＶで斜めイオン注入法でトレンチ溝４０１
の内壁に矢印Ｂの方向に、イオン注入し リンまたは砒
素（Ｎ＝１０”〜１０ ” ｃ ｍ−２）を注入エネル
ギーＥ＝５０〜２００ｋｅＶで斜めイオン注入法でトレ
ンチ溝４゜１の内壁に矢印Ａの方向にイオン注入し 拡
散速度の差を利用して転送チャネルを構成する高抵抗の
ｎ−領域２０３、ｐ＋領域２０５ａとｐ十領域２０５ｂ
を同時に形成すも （４）最後へ −皮表面の酸化膜を除去した比表面に三
層構造（Ｓｉ○２／ Ｓ ｉ Ｎ／ Ｓ ｉ ０２）の
厚さ０．０５〜０．２μｍの絶縁膜４０６を形成し 続
出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシリコン
電極２０７を堆積させる。
ラズマエツチングしてトレンチ溝４−０１を形成すも （３）第４図（ｃ）に示すようく ボロン（Ｎ＝５ ｘ
１０” 〜１０目ｃｍ−”）を注入エネルギーＥ＝５
０〜２００ｋｅＶで斜めイオン注入法でトレンチ溝４０
１の内壁に矢印Ａの方向にイオン注入し ボロン（Ｎ＝
１０” 〜１０”ｃｍ−”）を注入エネルギーＥ−５０
〜１８０ｋｅＶで斜めイオン注入法でトレンチ溝４０１
の内壁に矢印Ｂの方向に、イオン注入し リンまたは砒
素（Ｎ＝１０”〜１０ ” ｃ ｍ−２）を注入エネル
ギーＥ＝５０〜２００ｋｅＶで斜めイオン注入法でトレ
ンチ溝４゜１の内壁に矢印Ａの方向にイオン注入し 拡
散速度の差を利用して転送チャネルを構成する高抵抗の
ｎ−領域２０３、ｐ＋領域２０５ａとｐ十領域２０５ｂ
を同時に形成すも （４）最後へ −皮表面の酸化膜を除去した比表面に三
層構造（Ｓｉ○２／ Ｓ ｉ Ｎ／ Ｓ ｉ ０２）の
厚さ０．０５〜０．２μｍの絶縁膜４０６を形成し 続
出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシリコン
電極２０７を堆積させる。
以上で第１図に示した半導体装置の構造が完成すも
以上のように本実施例によれｉ戴 ＣＣＤの転送チャネ
ルを構成する高抵抗のｎ−領域２０３をトレンチ溝の第
一の側面に形成することができる。
ルを構成する高抵抗のｎ−領域２０３をトレンチ溝の第
一の側面に形成することができる。
な耘 本発明の実施例（ｉ 導電型を逆転し 印加電圧
の正負を反対にして信号電荷を正孔とする事もできも 発明の効果 本発明＋１ＣＣＤの転送チャネルを構成する高抵抗のｎ
−領域１０３をトレンチ溝の第一の側面に形成すること
により、半導体表面でのＣＣＤ転送チャネルの占有する
表面積を減少させて、素子の高密度化を実現し 同時に
転送チャネルを容易に均一に形成可能な構成とする゛
ことにより、製造を容易にし 信頼性を高めるもので、
その実用的価値は極めて太きｂ℃
の正負を反対にして信号電荷を正孔とする事もできも 発明の効果 本発明＋１ＣＣＤの転送チャネルを構成する高抵抗のｎ
−領域１０３をトレンチ溝の第一の側面に形成すること
により、半導体表面でのＣＣＤ転送チャネルの占有する
表面積を減少させて、素子の高密度化を実現し 同時に
転送チャネルを容易に均一に形成可能な構成とする゛
ことにより、製造を容易にし 信頼性を高めるもので、
その実用的価値は極めて太きｂ℃
第１図は本発明の第１の実施例における半導体装置の断
面図 第２図は本発明の第２の実施例における半導体装
置の断面工 第３図は本発明の第３の実施例における半
導体装置の断面図 第４図は本発明の第２の実施例の半
導体装置の製造過程医 第５図は従来例の半導体装置の
断面図であ４１０１・・・ｐ基板、 １０２・・・ＣＣ
Ｄの転送チャネルを形成する高抵抗のｎ−領域 １０３
・・・素子分離ｃｖ タメ０） ｐ十領＊１０４−・・
絶縁ＪＦＥ、 ｌ０５Ａ、１０５Ｂ、 １０５ｃ・
・・ポリシリコン電楓 光ユ・・・トレンチの砥 止エ
ユ・・・絶縁膜１０４の厚さ、土工・・・高抵抗のｎ−
領域１０２の厚さ、止Ｊ・・・素子分離のためのｐ十領
域１０３の厚さ、 ２０１・・・ｎ基板、 ２０２・・
・ｐウェルを構成するｐ［２０３・・・転送チャネルを
形成する高抵抗のｎ−領域２０４・・・フォトダイオー
ドを構成する高抵抗のｎ−領域２０５ ａ−ｐ’ｐＩａ
壊２０５ ｂ−ｐ領域２０６・・・絶縁ＷＬ ２０７・
・・読出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシ
リコン電ｈｓｏｔ・・・ｎ基板 ３０２・・・ｐウェル
を構成するｐ恩３０３・・・転送チャネルを形成する高
抵抗のｎ−領域 ３０４・・・蓄積ダイオードを構成す
る高抵抗のｎ−領域 ３０５ａ・・・ｐ領域 ３０５ｂ
・・・ｐ領域３０６・・・絶縁！［！、 ３０７・・
・読出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシリ
コン電Ｋ ３０８・・・絶縁ＩＬＬ ３０９・・・
Ｍ ｏ １ｔｈ ３１０・・・光導伝材礼 ３１１・
・・ＩＴＯ透明電Ｋ ４０１・・・トレンチ鳳 ４０
６・・・三層構造の絶縁艮
面図 第２図は本発明の第２の実施例における半導体装
置の断面工 第３図は本発明の第３の実施例における半
導体装置の断面図 第４図は本発明の第２の実施例の半
導体装置の製造過程医 第５図は従来例の半導体装置の
断面図であ４１０１・・・ｐ基板、 １０２・・・ＣＣ
Ｄの転送チャネルを形成する高抵抗のｎ−領域 １０３
・・・素子分離ｃｖ タメ０） ｐ十領＊１０４−・・
絶縁ＪＦＥ、 ｌ０５Ａ、１０５Ｂ、 １０５ｃ・
・・ポリシリコン電楓 光ユ・・・トレンチの砥 止エ
ユ・・・絶縁膜１０４の厚さ、土工・・・高抵抗のｎ−
領域１０２の厚さ、止Ｊ・・・素子分離のためのｐ十領
域１０３の厚さ、 ２０１・・・ｎ基板、 ２０２・・
・ｐウェルを構成するｐ［２０３・・・転送チャネルを
形成する高抵抗のｎ−領域２０４・・・フォトダイオー
ドを構成する高抵抗のｎ−領域２０５ ａ−ｐ’ｐＩａ
壊２０５ ｂ−ｐ領域２０６・・・絶縁ＷＬ ２０７・
・・読出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシ
リコン電ｈｓｏｔ・・・ｎ基板 ３０２・・・ｐウェル
を構成するｐ恩３０３・・・転送チャネルを形成する高
抵抗のｎ−領域 ３０４・・・蓄積ダイオードを構成す
る高抵抗のｎ−領域 ３０５ａ・・・ｐ領域 ３０５ｂ
・・・ｐ領域３０６・・・絶縁！［！、 ３０７・・
・読出しゲート電極と転送ゲート電極を兼ねるポリシリ
コン電Ｋ ３０８・・・絶縁ＩＬＬ ３０９・・・
Ｍ ｏ １ｔｈ ３１０・・・光導伝材礼 ３１１・
・・ＩＴＯ透明電Ｋ ４０１・・・トレンチ鳳 ４０
６・・・三層構造の絶縁艮
Claims (4)
- （１）第二導電型の半導体基板と、前記第二導電型の半
導体基板に形成された一方向に長い凹形状のトレンチ溝
と、前記トレンチ溝の第一の側面に形成された第一導電
型の第一の高抵抗領域と、前記トレンチ溝の第二の側面
に形成された第二導電型の第一の領域と、前記半導体表
面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜を隔てて前記トレ
ンチ溝に形成された転送ゲート電極とを備えたことを特
徴とする半導体装置。 - （２）第一導電型の半導体基板と、前記第一導電型の半
導体基板に形成された第二導電型の高抵抗半導体層と、
前記第二導電型の高抵抗半導体層に形成された一方向に
長い凹形状のトレンチ溝と、前記トレンチ溝の第一の側
面に形成された第一導電型の第一の高抵抗領域と、前記
第一導電型の第一の高抵抗領域の外側に形成された第二
導電型の第一の領域と、前記トレンチ溝の第二の側面に
形成された第二導電型の第二の領域と、前記第二導電型
の第一の領域に接して前記第二導電型の高抵抗半導体層
に形成された第一導電型の第二の高抵抗領域と、前記半
導体表面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜を隔てて前
記トレンチ溝に形成された転送ゲート電極とを備え前記
転送ゲート電極の一部が前記第一導電型の第一の高抵抗
領域と前記第一導電型の第二の高抵抗領域との間の読出
しゲート電極を兼ねることを特徴とする半導体装置。 - （３）第一導電型の半導体基板と、前記第一導電型の半
導体基板に形成された第二導電型の高抵抗半導体層と、
前記第二導電型の高抵抗半導体層に形成された一方向に
長い凹形状のトレンチ溝と、前記トレンチ溝の第一の側
面および底面に形成された第一導電型の第一の高抵抗領
域と、前記第一導電型の第一の高抵抗領域の外側に形成
された第二導電型の第一の領域と、前記トレンチ溝の第
二の側面に形成された第二導電型の第二の領域と、前記
第二導電型の第一の領域に接して前記第二導電型の高抵
抗半導体層に形成された第一導電型の第二の高抵抗領域
と、前記半導体表面に形成された第一の絶縁膜と、前記
第一の絶縁膜を隔てて前記トレンチ溝に形成された転送
ゲート電極と、前記転送ゲート電極の表面に形成された
第二の絶縁膜と、前記第一および第二の絶縁膜の表面に
形成された第一の電極と、表面に形成された光導電膜材
料と、前記光導電膜材料の表面に形成された第二の電極
とを備え前記転送ゲート電極の一部が前記第一導電型の
第一の高抵抗領域と前記第一導電型の第二の高抵抗領域
との間の読出しゲート電極を兼ね、前記第一の電極が第
一と第二の絶縁膜の開口部を通じて前記第一導電型の第
二の高抵抗領域に接することを特徴とする半導体装置。 - （４）凹形状のトレンチ溝を形成する第１の工程と、前
記トレンチ溝の第一の側面に第一導電型の第一の高抵抗
領域を形成するために第一の側面に対してドナー原子を
斜めイオン注入する第２の工程と、前記トレンチ溝の第
二の側面に第二導電型の第二の領域を形成するために第
２の側面に対してアクセプタ原子を斜めイオン注入する
第３の工程と、前記第一導電型の第一の高抵抗領域の外
側に第二導電型の第一の領域を形成するために第一の側
面に対してアクセプタ原子を斜めイオン注入する第４の
工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154752A JPH0445548A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2154752A JPH0445548A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0445548A true JPH0445548A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15591136
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2154752A Pending JPH0445548A (ja) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0445548A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08169073A (ja) * | 1995-08-25 | 1996-07-02 | Nok Corp | メタルシートの製造方法 |
| EP1582784A1 (en) | 2004-03-31 | 2005-10-05 | Nichias Corporation | Gasket Material |
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| FR2947381A1 (fr) * | 2009-06-24 | 2010-12-31 | St Microelectronics Sas | Capteur photosensible a transfert de charges comportant des electrodes verticales. |
| US8643063B2 (en) | 2009-06-24 | 2014-02-04 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Multidirectional two-phase charge-coupled device |
| US8937341B2 (en) | 2009-06-24 | 2015-01-20 | STMicrelectronics (Crolles 2) SAS | Two-phase charge-coupled device |
-
1990
- 1990-06-13 JP JP2154752A patent/JPH0445548A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08169073A (ja) * | 1995-08-25 | 1996-07-02 | Nok Corp | メタルシートの製造方法 |
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| US7771817B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-08-10 | Nichias Corporation | Gasket material |
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| JPWO2009081497A1 (ja) * | 2007-12-26 | 2011-05-06 | 日本ユニサンティスエレクトロニクス株式会社 | 固体撮像素子、固体撮像装置及びその製造方法 |
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| FR2947381A1 (fr) * | 2009-06-24 | 2010-12-31 | St Microelectronics Sas | Capteur photosensible a transfert de charges comportant des electrodes verticales. |
| US8643063B2 (en) | 2009-06-24 | 2014-02-04 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Multidirectional two-phase charge-coupled device |
| US8716760B2 (en) | 2009-06-24 | 2014-05-06 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Photosensitive charge-coupled device comprising vertical electrodes |
| US8937341B2 (en) | 2009-06-24 | 2015-01-20 | STMicrelectronics (Crolles 2) SAS | Two-phase charge-coupled device |
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