JPH05326915A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

固体撮像装置の製造方法

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JPH05326915A
JPH05326915A JP4153016A JP15301692A JPH05326915A JP H05326915 A JPH05326915 A JP H05326915A JP 4153016 A JP4153016 A JP 4153016A JP 15301692 A JP15301692 A JP 15301692A JP H05326915 A JPH05326915 A JP H05326915A
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Toru Ishizuya
徹 石津谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 受光部を素子分離領域の中心位置に対して従
来より近い位置から形成でき、撮像装置の開口率を向上
させることのできる製造方法を提供する。 【構成】 LOCOS法により分離領域2を形成した
後、BCCD拡散層4を形成しする。次いで、基板1表
面の酸化膜のエッチングと酸化を繰り返した後(これに
より分離領域2の厚さが減少しバーズビークは小さくな
る)、BCCD拡散層4上に第1ポリシリコン電極5a
を形成する。更に第2ポリシリコン電極(図示せず)を
形成した後、イオン注入をしてガードリング107を形
成する。最後に、ガードリング7で囲まれた領域にPt
Si−ショットキーダイオード6を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置の製造方
法に関し、特に固体撮像装置の開口率を向上させるに好
適な製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の固体撮像装置の一般的な製造方法
について、PtSi−ショットキー型赤外線用固体撮像
装置を例にとって説明する。まず、図2はPtSi−シ
ョットキー型赤外線用固体撮像装置の単位画素の構成を
示す平面図であり、図3は図2のAA’断面を示した図
である。
【0003】図において、単位画素は赤外線を光電変換
するPtSi−ショットキーダイオード106とこのシ
ョットキーダイオード106で発生した電荷を読み出す
ためのCCD転送電極(第1層ポリシリコン電極105
a、第2層ポリシリコン電極105b)を有し、ショッ
トキーダイオード106周囲には暗電流を低減するため
のガードリング107が設けられている。また、CCD
転送電極が形成される領域の基板101表面近傍にはB
CCD(buriedCCD)拡散層104が設けられてい
る。そして、上記のような構成の各単画素同志は選択酸
化法(LOCOS:Local Oxidation of Silicon)によ
り形成された分離領域102によって分離されている。
【0004】次に、図4を参照して図2、図3に示され
た固体撮像装置の製造方法を説明する。まず、Si基板
101上に薄い酸化膜を成長させ、その上にSiNを堆
積させる。そして、分離領域102とする部分のSiN
をフォトリソグラフィー・エッチングにより除去し、レ
ジスト剥離を行った後、酸化を行なう。これにより、S
iN膜のない部分の酸化膜だけが成長し、分離領域10
2が形成される。以上の工程はLOCOS工程として良
く知られた方法であり、図4では省略している。
【0005】続いて、図4(a)に示されるように、フ
ォトリソグラフィーによってBCCD拡散層104を形
成する部分以外をレジスト103aで覆った状態で、A
+などのイオン注入を行う。このとき、As+ イオン
はレジスト103aがある領域及び厚い酸化膜のある領
域(分離領域102)では、Si基板101に到達しな
い。
【0006】次いで、図4(a)の工程と同様に、ガー
ドリング107を形成する領域以外をレジストで覆っ
て、As+ などのイオンを注入する(図4(b))。こ
のときも、As+ イオンはレジスト103aがある領域
及び厚い酸化膜のある領域(分離領域102)ではSi
基板101に到達しない。
【0007】その後、基板101表面の酸化膜のエッチ
ングと酸化を通常2回行う。このエッチングと酸化は酸
化膜の特性を向上させるために行われるものであり、通
常ゲートエッチング、ゲート酸化と称される。なお、図
4(c)は1回目のエッチング後の状態を示したもので
あるが、エッチングと酸化は薄い酸化膜だけでなく分離
領域102の厚い酸化膜を含む酸化膜全体について行わ
れる。
【0008】次いで、図4(d)のようにBCCD拡散
層104上に薄い酸化膜を介してポリシリコン電極(第
1ポリシリコン電極105aのみ図示)を形成し、更に
PtSi−ショットキーダイオード106を形成して、
図4(e)のような赤外線用固体撮像装置を得る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、固体
撮像装置においては、次のような性能が要求されてい
る。 1)チップサイズがより小さい。 2)画素数が多い(空間分解能が高い)。 3)感度がより優れている。 上記の1〜3の条件を満たす固体撮像装置を実際に製造
することは容易ではないが、各方面で多大な努力が払わ
れている。
【0010】例えば、単位画素を構成する領域のうち素
子分離領域102及びガードリング107の面積を縮小
することが考えられる。これらの領域を縮小すれば、そ
の分だけ受光部(図2の例ではショットキーダイオード
106)の面積を大きくでき、単位画素の面積が小さく
なっても感度の良い撮像装置が得られる。そこで、従
来、素子分離領域102及びガードリング107を製作
可能でかつ電気的な特性を満足する最小な寸法として、
前述した製造方法で固体撮像装置を製造していた。
【0011】さてここで、従来の素子分離領域付近の拡
大断面を図5に示す。この図5は図4(b)の○で囲ま
れた領域Aを拡大したものである。図において、素子分
離領域102の幅(図中(a))は製作可能でかつ電気
的な特性も十分な最小の幅になるように設計されてお
り、ここでは典型的な値として2.0μmとする。図中
102aはバーズビークと呼ばれる部分であり、LOC
OS法で素子分離を行う場合、図示されるような鳥のく
ちばし状の断面形状が形成される。このバーズビークの
幅(図中(b))の典型的な値を0.7μmとする。
【0012】一方、103bはレジストであり、図5に
示した状態でガードリングのイオン注入を行うと、As
+ イオンは、酸化膜が厚くなく、かつ、レジスト103
bがない領域でのみ、Si基板に到達する。図中As+
が注入される部分は…で示した。この際、ガードリング
の幅(図中(c))は製作可能で電気特性も十分である
最小の幅となるように設計されており、ここでは典型的
な値として2.0μmとする。
【0013】上記のような従来の方法で固体撮像装置を
製造した場合、受光部(ショットキーダイオード10
6)は分離領域102の中心位置から3.7μm(=
(2.0μm/2)+0.7μm+2.0μm)離れた
位置より遠い領域(図中(d)で示した領域)にしか形
成されず、単位画素中の受光部の面積を拡大する上で問
題となっている。特に赤外線用固体撮像装置では、受光
部の幅の0.1μm程度の違いで感度は数%も変化する
ため、従来の製造方法では近年の固体撮像装置に対する
厳しい要求(上述の1〜3)に対して十分に答えること
が出来なかった。
【0014】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
で、受光部を素子分離領域の中心位置に対して従来より
近い位置から形成可能とし、撮像装置の開口率を向上さ
せることのできる製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1の製造方法は、
入射光を光電変換する受光部を形成する工程と、該受光
部で発生した電荷を読み出すための電極配線部を形成す
る工程と、前記受光部と電極配線部を含む単位画素同志
を選択酸化法によって分離する工程とを有し、複数の単
位画素が基板上に配列された固体撮像装置を製造する方
法において、上記の課題を達成するために、前記電極配
線部が設けられる領域以外の拡散層の形成を、前記基板
表面上の酸化膜のエッチング工程と酸化工程を少なくと
も1回行った後に行うものである。
【0016】請求項2の製造法は、前記受光部の周囲に
設けるガードリングをの形成を、前記酸化膜のエッチン
グ工程と酸化工程を少なくも1回行った後に行うもので
ある。
【0017】
【作用】本発明によって上述した従来技術の問題点が如
何に改善されるかについて、図6を参照して説明する。
図6は本発明の原理を分かりやすく説明するための図で
あり、図5と同一箇所を同一スケールで示している。ま
た、図6(a)はLOCOS工程が終了し、1回目の酸
化膜エッチングが終了した後の断面を、(b)はさらに
1回目の酸化が終了した後の断面を、(c)は更に2回
目の酸化膜エッチングが終了した後の断面を、(d)は
2回目の酸化が終了しガードリングのイオン注入を行う
際の断面を示している。
【0018】図6に示したように本発明では酸化膜のエ
ッチング及び酸化を繰り返し行ってから、電極配線部以
外の拡散領域(図の例ではガードリング)のイオン注入
を行う。このとき、酸化膜のエッチング工程では、基板
表面に成長した酸化膜全域(分離領域2及び素子領域6
a)が均一にエッチングされるが、エッチング後に行う
酸化では、Siがむき出しになっている領域(素子領域
6a)で酸化膜成長速度が大きく、酸化膜が残っている
領域(分離領域2)では酸化膜成長速度が小さく酸化さ
れにくい。従って、素子領域6aに成長した酸化膜をエ
ッチングする間に、分離領域2では成長した酸化膜厚以
上にエッチングが進み、酸化膜の厚さが減少することに
なる。
【0019】このため、図6に示されるように、LOC
OS工程で生じたバーズビークの先端位置(図中A〜D
の矢印で示す)は、エッチング工程と酸化工程を繰り返
すにつれて次第に分離領域2の中心に近づくことにな
る。そのため、図6(本発明)と図5(従来例)を比較
すれば明らかなように、(a),(c)の長さは変わら
ないが、(b)の長さは図6の場合の方が図5に比べて
短くなる。これにより、光電変換を行う受光部は分離領
域2の中心に対し従来より近い位置から形成することが
できる(L<L’)。即ち、本発明によれば、単位画素
の中の受光部の占める面積を大きくすることができる。
【0020】
【実施例】本発明の実施例として、PtSi−ショット
キー型赤外線用固体撮像装置の製造方法を図1を参照し
て説明する。まず、Si基板1上に薄い酸化膜を成長さ
せ、その上にSiNを堆積させる。そして、分離領域2
とする部分のSiNをフォトリソグラフィー・エッチン
グにより除去し、レジスト剥離を行った後、酸化を行な
う。これにより、SiN膜のない部分の酸化膜だけが成
長し、LOCOS法による分離領域2が形成される。
【0021】次に、図1(a)に示されるように、フォ
トリソグラフィーによってBCCD拡散層4を形成する
部分以外をレジスト3aで覆った状態で、As+ などの
イオン注入を行う。このとき、As+ イオンはレジスト
3aがある領域及び厚い酸化膜のある領域(分離領域
2)では、Si基板1に到達しない。ここまでの工程
は、従来の製造方法と変わりはない。
【0022】続いて、基板1表面の酸化膜のエッチング
と酸化を、図6で説明したように2回行う(図1
(b))。このエッチング工程と酸化工程では、前述の
ように分離領域2(バーズビークを含む)の厚さが減少
する。
【0023】次いで、BCCD拡散層4上に薄い酸化膜
を介して第1ポリシリコン電極5aを形成し、更に第2
ポリシリコン電極(図示せず)を形成して、図1(c)
のような断面構造を得る。なお、図1では画素全体の広
い領域の断面を示しているのでバーズビーク先端部分の
従来例(図4)との差異は明確ではないが、図1(c)
の○で囲まれた部分Aの構造は、バーズビークの先端が
図6(d)のごとく基板1表面から落ち込んだ状態とな
り、バーズビークの長さは従来例に比べて0.2μm程
度短くなっている。
【0024】しかる後、図1(a)の工程と同様に、ガ
ードリング107を形成する領域以外をレジスト3bで
覆って、As+ などのイオンを注入する(図1
(d))。このときも、As+ イオンはレジスト103
aがある領域及び厚い酸化膜のある領域(分離領域2)
ではSi基板1に到達しない。なお、このときのレジス
ト3bは、図4の場合より0.2μm程度分離領域2側
に近付いた位置から設けるようにする。即ち、図1にお
けるガードリング7形成位置は図4の場合に比べてバー
ズビークが短くなった分だけ分離領域2側に寄ることに
なる。
【0025】次いで、ガードリング7で囲まれた領域に
PtSi−ショットキーダイオード6を形成し、図1
(e)のような赤外線用固体撮像装置を得る。上述のよ
うに、本実施例ではガードリング7は分離領域2側に寄
っているので、その分だけPtSi−ショットキーダイ
オード6の面積は従来に比べて大きくなっている。
【0026】なお、上記の実施例では、酸化膜のエッチ
ング工程と酸化工程を2回行っているが、繰り返し回数
は2回に限るものではない。また、バーズビークを小さ
くする上では、酸化膜のエッチング工程と酸化工程がす
べて終了してからガードリングなどの拡散層を形成する
ことが好ましいが、場合によってエッチングと酸化を繰
り返す工程の途中で拡散層を形成しても良いものであ
る。
【0027】また、上記においてはPtSi−ショット
キーダイオードを例にとって説明したが、本発明は赤外
線用の撮像装置に限定されるものではなく、可視光用の
撮像装置にも適用できるものであり、種々の固体撮像装
置(CCD型、CSD型、MOS型など)に幅広く適用
できるものである。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明においては、電極
配線部が設けられる領域以外の拡散層の形成を、酸化膜
のエッチング工程と酸化工程を行ってバーズビークが小
さくなってから行うので、単位画素中の受光部の占める
面積を従来に比べて大きくすることができる。従って、
本発明によれば、単位画素のサイズを小さくしても良好
な感度を確保することができ、高分解能、高感度の撮像
装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(e)は本発明実施例による固体撮像
装置の製造工程を示す断面図である。
【図2】一般的な固体撮像装置の単位画素を示す平面図
である。
【図3】図2に示された単位画素のAA’断面図であ
る。
【図4】(a)〜(e)は従来の固体撮像装置の製造工
程を示す断面図である。
【図5】図4(b)の○で囲んだ部分の拡大断面図であ
る。
【図6】本発明の作用を説明するための説明図であり、
図6(d)は図1(c)の○で囲んだ部分Aの拡大断面
図である。
【符号の説明】
1…基板、2…分離領域、3a,3b…レジスト、4…
BCCD拡散層、5a…ポリシリコン電極、6…ショッ
トキーダイオード、7…ガードリング。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入射光を光電変換する受光部を形成する
    工程と、該受光部で発生した電荷を読み出すための電極
    配線部を形成する工程と、前記受光部と電極配線部を含
    む単位画素同志を選択酸化法によって分離する工程とを
    有し、複数の単位画素が基板上に配列された固体撮像装
    置を製造する方法において、 前記電極配線部が設けられる領域以外の拡散層の形成
    を、前記基板表面上の酸化膜のエッチング工程と酸化工
    程を少なくとも1回行った後に行うことを特徴とする固
    体撮像装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記受光部の周囲に設けるガードリング
    の形成を、前記酸化膜のエッチング工程と酸化工程を少
    なくも1回行った後に行うことを特徴とする請求項1の
    固体撮像装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020017838A (ko) * 2000-08-31 2002-03-07 박종섭 필드산화막을 식각하여 연결창 구조를 정의하는 이미지센서 제조 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020017838A (ko) * 2000-08-31 2002-03-07 박종섭 필드산화막을 식각하여 연결창 구조를 정의하는 이미지센서 제조 방법

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