JPH0629325A - 電荷結合装置 - Google Patents
電荷結合装置Info
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- JPH0629325A JPH0629325A JP18241892A JP18241892A JPH0629325A JP H0629325 A JPH0629325 A JP H0629325A JP 18241892 A JP18241892 A JP 18241892A JP 18241892 A JP18241892 A JP 18241892A JP H0629325 A JPH0629325 A JP H0629325A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体基板に形成した溝をCCDの転送チャ
ンネルとして用い、転送チャンネルの面積を従来の平面
型CCDよりも大きくし、かつ転送電極の加工も簡単な
構造の電荷転送装置を提供すること。 【構成】 トレンチ型CCDにおいて、p型Si基板1
1上に平行に複数本の溝12を形成し、これらの溝12
と直交する方向にn型拡散層からなる電荷転送チャンネ
ル13を形成し、転送チャネル13上の転送電極15,
17の分離部分を溝12の外部としたことを特徴とす
る。
ンネルとして用い、転送チャンネルの面積を従来の平面
型CCDよりも大きくし、かつ転送電極の加工も簡単な
構造の電荷転送装置を提供すること。 【構成】 トレンチ型CCDにおいて、p型Si基板1
1上に平行に複数本の溝12を形成し、これらの溝12
と直交する方向にn型拡散層からなる電荷転送チャンネ
ル13を形成し、転送チャネル13上の転送電極15,
17の分離部分を溝12の外部としたことを特徴とす
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電荷結合装置(CC
D)に係わり、特に溝内に転送チャネルを形成した電荷
結合装置に関する。
D)に係わり、特に溝内に転送チャネルを形成した電荷
結合装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、CCDを用いた固体撮像装置の縮
小化,多画素化には、目覚ましいものがある。2次元C
CD撮像装置は通常、光電変換して信号電荷を蓄積する
フォトダイオード・アレイと、このフォトダイオード・
アレイの信号電荷を転送する垂直CCD及び水平CCD
とにより構成される。この固体撮像装置の縮小化,微細
化のため、固体撮像装置の単位セルは益々微細化する必
要があり、そのため信号電荷を転送する垂直CCD及び
水平CCDのさらなる微細化は必須である。
小化,多画素化には、目覚ましいものがある。2次元C
CD撮像装置は通常、光電変換して信号電荷を蓄積する
フォトダイオード・アレイと、このフォトダイオード・
アレイの信号電荷を転送する垂直CCD及び水平CCD
とにより構成される。この固体撮像装置の縮小化,微細
化のため、固体撮像装置の単位セルは益々微細化する必
要があり、そのため信号電荷を転送する垂直CCD及び
水平CCDのさらなる微細化は必須である。
【0003】この問題を解決するために、Si基板に溝
(トレンチ)を形成し、その溝内にCCDを形成する技
術が報告されている(IEEE Transactions on Consumer
Electronics, Vol.35, No.3, AUGUST 1989)。このトレ
ンチ型CCDの構造について図13及び図14を参照し
て説明する。なお、図13は全体構成を示す斜視図、図
14は溝方向に切った断面図である。
(トレンチ)を形成し、その溝内にCCDを形成する技
術が報告されている(IEEE Transactions on Consumer
Electronics, Vol.35, No.3, AUGUST 1989)。このトレ
ンチ型CCDの構造について図13及び図14を参照し
て説明する。なお、図13は全体構成を示す斜視図、図
14は溝方向に切った断面図である。
【0004】p型Si基板1の主面にエッチングにより
溝(トレンチ)2が形成され、トレンチ2の側面と底面
にCCD転送チャンネルとなるn型拡散層3が形成され
ている。n型拡散層3の上部には、第1絶縁膜4を介し
て転送電極となる第1ポリSi膜5が形成され、さらに
第2絶縁膜6を介して第2ポリSi膜7が形成されてい
る。このトレンチ型CCDでは、平面型のCCDと異な
りトレンチ2の側面及び底面を転送チャンネルとしてい
るので、平面型と比較して電荷の転送容量が大きくな
り、従ってCCDを微細化することが可能となる。
溝(トレンチ)2が形成され、トレンチ2の側面と底面
にCCD転送チャンネルとなるn型拡散層3が形成され
ている。n型拡散層3の上部には、第1絶縁膜4を介し
て転送電極となる第1ポリSi膜5が形成され、さらに
第2絶縁膜6を介して第2ポリSi膜7が形成されてい
る。このトレンチ型CCDでは、平面型のCCDと異な
りトレンチ2の側面及び底面を転送チャンネルとしてい
るので、平面型と比較して電荷の転送容量が大きくな
り、従ってCCDを微細化することが可能となる。
【0005】しかしながら、この種のCCDにあっては
次のような問題があった。即ち、トレンチ型CCDでは
転送チャンネルであるn型拡散層3を溝方向に沿って形
成しており、従って電荷の転送方向は溝方向と平行にな
っている。このため、転送電極である第1ポリSi膜5
と第2ポリSi膜7とを、トレンチ2内でそれぞれ分離
加工する必要がある。この転送電極であるポリSi膜
5,7の加工には通常、エッチング変換差の小さい異方
性エッチングを用いるが、トレンチ側面での転送電極の
加工は非常に難しい。
次のような問題があった。即ち、トレンチ型CCDでは
転送チャンネルであるn型拡散層3を溝方向に沿って形
成しており、従って電荷の転送方向は溝方向と平行にな
っている。このため、転送電極である第1ポリSi膜5
と第2ポリSi膜7とを、トレンチ2内でそれぞれ分離
加工する必要がある。この転送電極であるポリSi膜
5,7の加工には通常、エッチング変換差の小さい異方
性エッチングを用いるが、トレンチ側面での転送電極の
加工は非常に難しい。
【0006】図15にトレンチ側面の転送電極であるポ
リSi膜5の加工の様子を示した。図15(a)では、
p型Si基板1上にトレンチ2,n型拡散層3及び絶縁
膜4を形成した後、ポリSi膜5′を全面に被着し、リ
ソグラフィー技術によりレジストパターンを形成してい
る。なお、図ではトレンチ2でポリSi膜5′が除去さ
れる部分の断面を示しており、従ってこの図ではレジス
トはない。次いで、ポリSi膜5′をエッチングするこ
とにより、第1ポリSi膜5が所望のパターンに形成さ
れる。
リSi膜5の加工の様子を示した。図15(a)では、
p型Si基板1上にトレンチ2,n型拡散層3及び絶縁
膜4を形成した後、ポリSi膜5′を全面に被着し、リ
ソグラフィー技術によりレジストパターンを形成してい
る。なお、図ではトレンチ2でポリSi膜5′が除去さ
れる部分の断面を示しており、従ってこの図ではレジス
トはない。次いで、ポリSi膜5′をエッチングするこ
とにより、第1ポリSi膜5が所望のパターンに形成さ
れる。
【0007】ここで、ポリSi膜5′のエッチングはエ
ッチング変換差の少ないRIE(Reactive Ion Etchin
g) 等の異方性エッチングで行う必要がある。図15
(b)には異方性エッチングにより、ポリSi膜5′を
エッチングした後の形状を示す。図から判るように、異
方性エッチングではSi基板に垂直にエッチングが進む
ため、トレンチ2の側面ではポリSi残渣8が残ってし
まう。このようにポリSi残渣8がトレンチ2の側面に
残ると第1ポリSi膜5の隣合うパターンがショートす
る。また、ポリSiの残渣8があるトレンチ2の側面に
は、後にn型拡散層3の電位を制御するための第2ポリ
Si膜7が形成される。ところが、ポリSi残渣8があ
ると第2ポリSi膜7で電位を制御できなくなり、CC
Dの電荷電送の不良を起こすことになる。
ッチング変換差の少ないRIE(Reactive Ion Etchin
g) 等の異方性エッチングで行う必要がある。図15
(b)には異方性エッチングにより、ポリSi膜5′を
エッチングした後の形状を示す。図から判るように、異
方性エッチングではSi基板に垂直にエッチングが進む
ため、トレンチ2の側面ではポリSi残渣8が残ってし
まう。このようにポリSi残渣8がトレンチ2の側面に
残ると第1ポリSi膜5の隣合うパターンがショートす
る。また、ポリSiの残渣8があるトレンチ2の側面に
は、後にn型拡散層3の電位を制御するための第2ポリ
Si膜7が形成される。ところが、ポリSi残渣8があ
ると第2ポリSi膜7で電位を制御できなくなり、CC
Dの電荷電送の不良を起こすことになる。
【0008】また、トレンチのように段差の大きな形状
の部分に微細なレジストパターンを形成することも非常
に難しいという問題がある。さらに、第2ポリSi膜7
を加工する場合にも第1ポリSi膜5の加工の時と同様
な問題が起こる。従って、このようなトレンチ型CCD
では転送電極パターンを形成することが非常に難しいの
である。
の部分に微細なレジストパターンを形成することも非常
に難しいという問題がある。さらに、第2ポリSi膜7
を加工する場合にも第1ポリSi膜5の加工の時と同様
な問題が起こる。従って、このようなトレンチ型CCD
では転送電極パターンを形成することが非常に難しいの
である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のトレ
ンチ型CCDでは、平面型CCDに比べ転送チャンネル
の面積を大きくでき微細化がはかれるが、トレンチ内で
転送電極を加工形成することが難しいという問題があっ
た。
ンチ型CCDでは、平面型CCDに比べ転送チャンネル
の面積を大きくでき微細化がはかれるが、トレンチ内で
転送電極を加工形成することが難しいという問題があっ
た。
【0010】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、半導体基板に形成し
た溝をCCDの転送チャンネルとして用い、転送チャン
ネルの面積を従来の平面型CCDよりも大きくし、かつ
転送電極の加工も簡単な構造の電荷結合装置を提供する
ことにある。
もので、その目的とするところは、半導体基板に形成し
た溝をCCDの転送チャンネルとして用い、転送チャン
ネルの面積を従来の平面型CCDよりも大きくし、かつ
転送電極の加工も簡単な構造の電荷結合装置を提供する
ことにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明では、トレンチ型CCDにおいて、半導体基板
上に平行に並ぶ複数本の溝を形成し、これらの溝を横切
る方向に電荷転送チャンネルを形成し、転送電極の分離
部分を溝外部にしたことを特徴とする。また本発明は、
転送チャネルに形成する転送電極のうち、少なくとも1
層の転送電極として溝内に導電体を埋込み分離形成した
ことを特徴とする。
に本発明では、トレンチ型CCDにおいて、半導体基板
上に平行に並ぶ複数本の溝を形成し、これらの溝を横切
る方向に電荷転送チャンネルを形成し、転送電極の分離
部分を溝外部にしたことを特徴とする。また本発明は、
転送チャネルに形成する転送電極のうち、少なくとも1
層の転送電極として溝内に導電体を埋込み分離形成した
ことを特徴とする。
【0012】
【作用】本発明によれば、半導体基板上に平行に並ぶ複
数本の溝を形成し、これらの溝を横切る方向にCCDチ
ャネルを形成しているので、CCDチャネル方向に配列
する転送電極が溝方向と直交する方向に沿って配列され
ることになる。転送電極は全面に導体膜を形成した後エ
ッチングにより分離して形成するが、本発明では転送電
極が溝方向と直交する方向に沿って配列されることか
ら、転送電極のエッチングを溝内でなく、溝の外の平坦
部で行うことができる。また、溝内に導電体を埋め込め
ば、その導電体を転送電極とすることができる。従っ
て、溝内でのエッチング残渣を発生させることなく、転
送電極の加工を容易に行うことが可能となる。
数本の溝を形成し、これらの溝を横切る方向にCCDチ
ャネルを形成しているので、CCDチャネル方向に配列
する転送電極が溝方向と直交する方向に沿って配列され
ることになる。転送電極は全面に導体膜を形成した後エ
ッチングにより分離して形成するが、本発明では転送電
極が溝方向と直交する方向に沿って配列されることか
ら、転送電極のエッチングを溝内でなく、溝の外の平坦
部で行うことができる。また、溝内に導電体を埋め込め
ば、その導電体を転送電極とすることができる。従っ
て、溝内でのエッチング残渣を発生させることなく、転
送電極の加工を容易に行うことが可能となる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【0014】図1は本発明の第1の実施例に係わるトレ
ンチ型CCDの概略構成を示す斜視図、図2は図1の矢
視A−A′断面図である。p型Si基板11の主面にn
型拡散層13を形成し、基板11上には第1絶縁膜14
を介して第1ポリSi膜15を所望のパターンに形成す
る。この第1ポリSi膜15のパターンに自己整合的に
Siエッチングでトレンチ12を形成する。その後、熱
拡散或いはイオン注入法によりトレンチ12の側面及び
底面にn型拡散層13を形成する。次いで、全面に第2
絶縁膜16を形成し、その上にポリSi膜17′を被着
する。そして、このポリSi膜17′の不要な部分を異
方性エッチングにより除去し、第2ポリSi膜17を所
望のパターンに形成する。
ンチ型CCDの概略構成を示す斜視図、図2は図1の矢
視A−A′断面図である。p型Si基板11の主面にn
型拡散層13を形成し、基板11上には第1絶縁膜14
を介して第1ポリSi膜15を所望のパターンに形成す
る。この第1ポリSi膜15のパターンに自己整合的に
Siエッチングでトレンチ12を形成する。その後、熱
拡散或いはイオン注入法によりトレンチ12の側面及び
底面にn型拡散層13を形成する。次いで、全面に第2
絶縁膜16を形成し、その上にポリSi膜17′を被着
する。そして、このポリSi膜17′の不要な部分を異
方性エッチングにより除去し、第2ポリSi膜17を所
望のパターンに形成する。
【0015】ここで、先に述べたポリSi膜17′の不
要な部分とは図2から明らかなようにトレンチ12の外
の平坦な部分であり、ポリSi膜17′のエッチングは
簡単にできる。従来のトレンチ型CCDとは異なり、転
送電極である第1ポリSi膜15及び第2ポリSi膜1
7の加工が簡単に可能であることが判る。図1から判る
ようにCCDの転送チャンネルであるn型拡散層13は
トレンチ12と直交する方向に形成されており、このた
め転送電極である第1ポリSi膜15と第2ポリSi膜
17がトレンチ12と平行なパターンとなっており、そ
のために、ポリSi膜15,17の加工が簡単に可能と
なったのである。
要な部分とは図2から明らかなようにトレンチ12の外
の平坦な部分であり、ポリSi膜17′のエッチングは
簡単にできる。従来のトレンチ型CCDとは異なり、転
送電極である第1ポリSi膜15及び第2ポリSi膜1
7の加工が簡単に可能であることが判る。図1から判る
ようにCCDの転送チャンネルであるn型拡散層13は
トレンチ12と直交する方向に形成されており、このた
め転送電極である第1ポリSi膜15と第2ポリSi膜
17がトレンチ12と平行なパターンとなっており、そ
のために、ポリSi膜15,17の加工が簡単に可能と
なったのである。
【0016】このトレンチ型CCDにおいても従来のト
レンチ型CCDと同様に、トレンチ12の側面を電荷の
転送チャンネルとしているので、平面型のCCDに比べ
て大きな転送容量が取れる。従って、本実施例のトレン
チ型CCDによって、微細なCCDが簡単に実現できる
のである。また、このようにして形成した本実施例のト
レンチ型CCDは、図2に示したようにφ1〜φ4の位
相の異なる4つのパルス電圧を加える4相駆動によっ
て、電荷を転送するものである。
レンチ型CCDと同様に、トレンチ12の側面を電荷の
転送チャンネルとしているので、平面型のCCDに比べ
て大きな転送容量が取れる。従って、本実施例のトレン
チ型CCDによって、微細なCCDが簡単に実現できる
のである。また、このようにして形成した本実施例のト
レンチ型CCDは、図2に示したようにφ1〜φ4の位
相の異なる4つのパルス電圧を加える4相駆動によっ
て、電荷を転送するものである。
【0017】なお、本実施例では第1ポリSi膜15の
パターンに対し自己整合的にトレンチ12を形成した
が、トレンチ12を加工する時にレジストパターンを形
成し、このレジストパターンをマスクにSiエッチング
を行うなどして、第1ポリSi膜15とは非自己整合的
にトレンチ12を形成してもよい。しかし、その場合に
は、先に説明したようにn型拡散層13を2回に分けて
形成しているため、n型拡散層13の不純物が不均一に
なるという問題がある。従って、トレンチ12は第1ポ
リSi膜15に自己整合的に形成することが望ましい。
パターンに対し自己整合的にトレンチ12を形成した
が、トレンチ12を加工する時にレジストパターンを形
成し、このレジストパターンをマスクにSiエッチング
を行うなどして、第1ポリSi膜15とは非自己整合的
にトレンチ12を形成してもよい。しかし、その場合に
は、先に説明したようにn型拡散層13を2回に分けて
形成しているため、n型拡散層13の不純物が不均一に
なるという問題がある。従って、トレンチ12は第1ポ
リSi膜15に自己整合的に形成することが望ましい。
【0018】図3は、本発明の第2の実施例の概略構成
を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例が
第1の実施例と異なる点は、トレンチ12の側面がSi
基板11に対し垂直に形成されていないことである。
を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例が
第1の実施例と異なる点は、トレンチ12の側面がSi
基板11に対し垂直に形成されていないことである。
【0019】このようにトレンチ12の側面がSi基板
11に対して、垂直でなく傾いている場合でも、トレン
チ12内での転送電極となるポリSiの加工は難しい。
従って、本実施例のように転送チャンネルであるn型拡
散層13をトレンチ12と直交する方向に形成すること
で、転送電極であるポリSiのエッチングをトレンチ1
2の外で行えるため、ポリSiの加工が容易に行える。
11に対して、垂直でなく傾いている場合でも、トレン
チ12内での転送電極となるポリSiの加工は難しい。
従って、本実施例のように転送チャンネルであるn型拡
散層13をトレンチ12と直交する方向に形成すること
で、転送電極であるポリSiのエッチングをトレンチ1
2の外で行えるため、ポリSiの加工が容易に行える。
【0020】図4は、本発明の第3の実施例の概略構成
を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例が
第1の実施例と異なる点は、隣合う転送電極の下の転送
チャンネルの電位を不純物の種類や濃度を変えて、変化
させていることである。
を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例が
第1の実施例と異なる点は、隣合う転送電極の下の転送
チャンネルの電位を不純物の種類や濃度を変えて、変化
させていることである。
【0021】図4から判るように、n型拡散層13とは
別に第1ポリSi膜15の下の転送チャンネルにp型の
拡散層19が形成されている。このp型拡散層19は、
第1ポリSi膜15やトレンチ12を形成する前のSi
基板11の表面にn型拡散層13と重なるように形成す
ればよい。このようにすれば、図4に示したようにφ
1,φ2の2つの位相の異なるパルス電圧を加える2層
駆動のCCDを構成できる。
別に第1ポリSi膜15の下の転送チャンネルにp型の
拡散層19が形成されている。このp型拡散層19は、
第1ポリSi膜15やトレンチ12を形成する前のSi
基板11の表面にn型拡散層13と重なるように形成す
ればよい。このようにすれば、図4に示したようにφ
1,φ2の2つの位相の異なるパルス電圧を加える2層
駆動のCCDを構成できる。
【0022】なお、この実施例ではp型の拡散層19を
形成したが、第1ポリSi膜15の下と第2ポリSi膜
17の下の転送チャンネルの電位を変化させるべく、第
1ポリSi膜15に対し自己整合的に不純物の濃度或い
は種類を変えるようにすればよい。第1の実施例で述べ
たように、n型拡散層13は第ポリSi膜15の下の部
分と第2ポリSi膜17の下の部分で2回に分けて形成
されている。そこで、p型拡散層19はこの第1ポリS
i膜15の下のn型拡散層と同じ位置に形成してもよ
い。また、積極的にp型拡散層19を形成するのではな
く、第1ポリSi膜15下のn型拡散層13と第2ポリ
Si膜17下のn型拡散層13の不純物濃度を変えても
よい。さらに、第2ポリSi膜17の下のn型拡散層1
3を形成すると同時にp型拡散層を形成してもよい。い
ずれにしても、2相駆動による転送が可能となる。
形成したが、第1ポリSi膜15の下と第2ポリSi膜
17の下の転送チャンネルの電位を変化させるべく、第
1ポリSi膜15に対し自己整合的に不純物の濃度或い
は種類を変えるようにすればよい。第1の実施例で述べ
たように、n型拡散層13は第ポリSi膜15の下の部
分と第2ポリSi膜17の下の部分で2回に分けて形成
されている。そこで、p型拡散層19はこの第1ポリS
i膜15の下のn型拡散層と同じ位置に形成してもよ
い。また、積極的にp型拡散層19を形成するのではな
く、第1ポリSi膜15下のn型拡散層13と第2ポリ
Si膜17下のn型拡散層13の不純物濃度を変えても
よい。さらに、第2ポリSi膜17の下のn型拡散層1
3を形成すると同時にp型拡散層を形成してもよい。い
ずれにしても、2相駆動による転送が可能となる。
【0023】図5は、本発明の第4の実施例の概略構成
を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
が、第1の実施例と異なる点は、トレンチ12を覆う転
送電極を第1ポリSi膜25で形成していることであ
る。
を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
が、第1の実施例と異なる点は、トレンチ12を覆う転
送電極を第1ポリSi膜25で形成していることであ
る。
【0024】本実施例では、まずSi基板11にSiエ
ッチングを行いトレンチ12を形成し、この後イオン注
入法や熱拡散によりn型拡散層13を形成する。その
後、第1絶縁膜24を介して全面にポリSiを被着す
る。そして、このポリSiの不要な部分を異方性エッチ
ングにより除去し、第1ポリSi膜25を所望のパター
ンに形成する。先に述べたポリSiの不要な部分とは、
図5から明らかなようにトレンチ12の外の平坦な部分
であり、ポリSiのエッチングは簡単にできる。次い
で、第2絶縁膜25を形成し、その上にポリSiを全面
に被着する。このポリSiの不要な部分を異方性エッチ
ングにより除去し、第2ポリSi膜27を所望のパター
ンに形成する。
ッチングを行いトレンチ12を形成し、この後イオン注
入法や熱拡散によりn型拡散層13を形成する。その
後、第1絶縁膜24を介して全面にポリSiを被着す
る。そして、このポリSiの不要な部分を異方性エッチ
ングにより除去し、第1ポリSi膜25を所望のパター
ンに形成する。先に述べたポリSiの不要な部分とは、
図5から明らかなようにトレンチ12の外の平坦な部分
であり、ポリSiのエッチングは簡単にできる。次い
で、第2絶縁膜25を形成し、その上にポリSiを全面
に被着する。このポリSiの不要な部分を異方性エッチ
ングにより除去し、第2ポリSi膜27を所望のパター
ンに形成する。
【0025】この第2ポリSi膜27のエッチングは第
1ポリSiの場合と異なり、トレンチ12内でのポリS
iエッチングを行うことになる。従って、図6のように
ポリSiがトレンチ12内で第1ポリSi膜25上に残
り、残渣28となることがある。しかし、この残渣28
は第1のポリSi膜25上にあり、転送チャンネルであ
るn型拡散層13に影響を与えるものではない。また、
図6から明らかなように第2ポリSi膜27と残渣28
は分離しており、残渣28は第2ポリSi膜27のショ
ートの原因にはならない。従って、残渣28があっても
何等問題とはならず、本実施例においても転送電極の加
工が容易であることが判る。
1ポリSiの場合と異なり、トレンチ12内でのポリS
iエッチングを行うことになる。従って、図6のように
ポリSiがトレンチ12内で第1ポリSi膜25上に残
り、残渣28となることがある。しかし、この残渣28
は第1のポリSi膜25上にあり、転送チャンネルであ
るn型拡散層13に影響を与えるものではない。また、
図6から明らかなように第2ポリSi膜27と残渣28
は分離しており、残渣28は第2ポリSi膜27のショ
ートの原因にはならない。従って、残渣28があっても
何等問題とはならず、本実施例においても転送電極の加
工が容易であることが判る。
【0026】結局、本発明の重要な点はトレンチ12を
覆う転送電極の加工のためのエッチングをトレンチ12
の外で行う点である。また、トレンチ12を覆う転送電
極が同層の材料からなることが必要である。トレンチ1
2を覆う転送電極が複数の層の材料で構成されると先に
加工する転送電極が残渣として、トレンチ内に残ってし
まうからである。
覆う転送電極の加工のためのエッチングをトレンチ12
の外で行う点である。また、トレンチ12を覆う転送電
極が同層の材料からなることが必要である。トレンチ1
2を覆う転送電極が複数の層の材料で構成されると先に
加工する転送電極が残渣として、トレンチ内に残ってし
まうからである。
【0027】図7は、本発明の第5の実施例の概略構成
を示す断面図である。なお、図5と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例で
は、単層のポリSiで転送電極を構成している。
を示す断面図である。なお、図5と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例で
は、単層のポリSiで転送電極を構成している。
【0028】第4の実施例と同様に第1ポリSi膜15
でトレンチ12を覆う転送電極を構成している。第4の
実施例と異なるところは、第2ポリSi膜27を用いず
に第1ポリSi膜25のみで転送電極を構成している点
である。この実施例の場合には電荷の転送不良を起こさ
ないためには第1ポリSi膜25の電極間のギャップを
十分に小さくする必要がある。
でトレンチ12を覆う転送電極を構成している。第4の
実施例と異なるところは、第2ポリSi膜27を用いず
に第1ポリSi膜25のみで転送電極を構成している点
である。この実施例の場合には電荷の転送不良を起こさ
ないためには第1ポリSi膜25の電極間のギャップを
十分に小さくする必要がある。
【0029】図8は、本発明の第6の実施例の概略構成
を示す断面図である。なお、図5と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
は、転送電極の一方をトレンチ12内に埋込み形成した
ものである。
を示す断面図である。なお、図5と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
は、転送電極の一方をトレンチ12内に埋込み形成した
ものである。
【0030】この実施例では、まずp型Si基板11に
Siエッチングを行いトレンチ12を形成し、この後イ
オン注入法や熱拡散によりn型拡散層13を形成し、さ
らに第1絶縁膜24を形成する。次いで、全面にポリS
iを被着する。このとき、ポリSiの膜厚はトレンチ1
2を埋め込むのに十分な膜厚とする。そして、このポリ
Siを異方性エッチングにより全面エッチングする。こ
のエッチングでトレンチ12上の余分なポリSiとトレ
ンチ12の外の余分なポリSiを除去し、第1ポリSi
膜25がトレンチ12内に埋め込まれた形状に形成され
る。従って、第1ポリSi膜25を形成した後はトレン
チ12が埋め込まれているので、表面が平坦化されてい
る。
Siエッチングを行いトレンチ12を形成し、この後イ
オン注入法や熱拡散によりn型拡散層13を形成し、さ
らに第1絶縁膜24を形成する。次いで、全面にポリS
iを被着する。このとき、ポリSiの膜厚はトレンチ1
2を埋め込むのに十分な膜厚とする。そして、このポリ
Siを異方性エッチングにより全面エッチングする。こ
のエッチングでトレンチ12上の余分なポリSiとトレ
ンチ12の外の余分なポリSiを除去し、第1ポリSi
膜25がトレンチ12内に埋め込まれた形状に形成され
る。従って、第1ポリSi膜25を形成した後はトレン
チ12が埋め込まれているので、表面が平坦化されてい
る。
【0031】次いで、第2絶縁膜26を形成し、その上
にポリSiを全面に被着する。このポリSiの不要な部
分を異方性エッチングにより除去し、第2ポリSi膜2
7を所望のパターンに形成する。この第2ポリSi膜2
7のエッチングは、下地が平坦化されているため、残渣
が発生することもなく極めて簡単である。
にポリSiを全面に被着する。このポリSiの不要な部
分を異方性エッチングにより除去し、第2ポリSi膜2
7を所望のパターンに形成する。この第2ポリSi膜2
7のエッチングは、下地が平坦化されているため、残渣
が発生することもなく極めて簡単である。
【0032】この実施例の場合も、転送電極である第1
ポリSi膜25と第2ポリSi膜27がトレンチ12と
平行なパターンとなっている。そのために、第1ポリS
i膜25をトレンチ12に埋め込んで転送電極とするこ
とができ、また第2ポリSi膜27は第1ポリSi膜2
5をトレンチ12に埋め込んで平坦になった面を下地と
しているので、レジスト形成とエッチングが容易に行
え、第2ポリSi膜27の加工は簡単に可能となったの
である。
ポリSi膜25と第2ポリSi膜27がトレンチ12と
平行なパターンとなっている。そのために、第1ポリS
i膜25をトレンチ12に埋め込んで転送電極とするこ
とができ、また第2ポリSi膜27は第1ポリSi膜2
5をトレンチ12に埋め込んで平坦になった面を下地と
しているので、レジスト形成とエッチングが容易に行
え、第2ポリSi膜27の加工は簡単に可能となったの
である。
【0033】このトレンチ型CCDにおいても従来のト
レンチCCDと同様に、トレンチ12の側面を電荷の転
送チャンネルとしているので、平面型のCCDに比べて
大きな転送容量が取れる。従って、本実施例のトレンチ
型CCDによって、微細なCCDが簡単に実現できるの
である。
レンチCCDと同様に、トレンチ12の側面を電荷の転
送チャンネルとしているので、平面型のCCDに比べて
大きな転送容量が取れる。従って、本実施例のトレンチ
型CCDによって、微細なCCDが簡単に実現できるの
である。
【0034】図9は、本発明の第7の実施例の概略構成
を示す断面図である。なお、図8と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例が
第6の実施例と異なる点は、トレンチ12がSi基板1
1に対し垂直に形成されていないことである。
を示す断面図である。なお、図8と同一部分には同一符
号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例が
第6の実施例と異なる点は、トレンチ12がSi基板1
1に対し垂直に形成されていないことである。
【0035】このようにトレンチ12の側面がSi基板
11に対して、垂直でなく傾いている場合でも、トレン
チ12内での転送電極となるポリSiの加工は難しい。
従って本実施例のように、転送チャンネルであるn型拡
散層13をトレンチ12と直交する方向に形成し、さら
にポリSiをトレンチ12に埋め込み転送電極とするこ
とで、転送電極の加工が容易に行える。
11に対して、垂直でなく傾いている場合でも、トレン
チ12内での転送電極となるポリSiの加工は難しい。
従って本実施例のように、転送チャンネルであるn型拡
散層13をトレンチ12と直交する方向に形成し、さら
にポリSiをトレンチ12に埋め込み転送電極とするこ
とで、転送電極の加工が容易に行える。
【0036】図10は、本発明の第8の実施例の概略構
成を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
が第6の実施例と異なる点は、トレンチ12に埋め込む
転送電極を第2ポリSi膜17で形成している点であ
る。
成を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
が第6の実施例と異なる点は、トレンチ12に埋め込む
転送電極を第2ポリSi膜17で形成している点であ
る。
【0037】本実施例では、まずp型Si基板11の主
面にn型拡散層13を形成し、基板11上に第1絶縁膜
14を介してポリSiを被着する。そして、このポリS
iを選択エッチングすることにより、第1ポリSi膜1
5を所望の形状に形成する。この第1ポリSi膜15の
パターンに自己整合的にSiエッチングでトレンチ12
を形成する。その後、熱拡散或いはイオン注入法により
トレンチ12の側面及び底面にn型拡散層13を形成す
る。その後、全面に絶縁膜16を形成し、その上にポリ
Siを被着する。この時のポリSiの膜厚は、トレンチ
12を埋め込むのに十分な膜厚とする。
面にn型拡散層13を形成し、基板11上に第1絶縁膜
14を介してポリSiを被着する。そして、このポリS
iを選択エッチングすることにより、第1ポリSi膜1
5を所望の形状に形成する。この第1ポリSi膜15の
パターンに自己整合的にSiエッチングでトレンチ12
を形成する。その後、熱拡散或いはイオン注入法により
トレンチ12の側面及び底面にn型拡散層13を形成す
る。その後、全面に絶縁膜16を形成し、その上にポリ
Siを被着する。この時のポリSiの膜厚は、トレンチ
12を埋め込むのに十分な膜厚とする。
【0038】次いで、このポリSiを異方性エッチング
により全面エッチングする。このエッチングでトレンチ
12上の余分なポリSiとトレンチ12の外の余分なポ
リSiを除去し、第2ポリSi膜17がトレンチ12内
に埋め込まれた形状に形成される。本実施例では第1ポ
リSi膜15は平坦なSi基板11上で加工されるた
め、加工が簡単である。また、第2ポリSi膜17はト
レンチ12を埋め込むように形成されるため、加工が簡
単である。従って、本実施例でも転送容量が大きく取れ
るトレンチ型CCDが実現できる。
により全面エッチングする。このエッチングでトレンチ
12上の余分なポリSiとトレンチ12の外の余分なポ
リSiを除去し、第2ポリSi膜17がトレンチ12内
に埋め込まれた形状に形成される。本実施例では第1ポ
リSi膜15は平坦なSi基板11上で加工されるた
め、加工が簡単である。また、第2ポリSi膜17はト
レンチ12を埋め込むように形成されるため、加工が簡
単である。従って、本実施例でも転送容量が大きく取れ
るトレンチ型CCDが実現できる。
【0039】なお、本実施例では、第1ポリSi膜15
のパターンに自己整合的にトレンチ12を形成する方法
を述べたが、非自己整合的に形成してもよい。自己整合
的に形成する場合は、第1ポリSi膜15,第2ポリS
i膜17及びトレンチ12のパターンは第1ポリSi膜
15のデザインでのみ決まる。非自己整合的に形成する
場合は、第1ポリSi膜15のスペースのパターンより
トレンチ12は狭いパターンに形成する必要がある。こ
れにより、第1ポリSi膜15のデザインが制約され
る。これに対し、自己整合的に形成する場合はこういっ
た制約がなく第1ポリSi膜15を最小のデザインルー
ルで設計することができ、微細化に有利である。
のパターンに自己整合的にトレンチ12を形成する方法
を述べたが、非自己整合的に形成してもよい。自己整合
的に形成する場合は、第1ポリSi膜15,第2ポリS
i膜17及びトレンチ12のパターンは第1ポリSi膜
15のデザインでのみ決まる。非自己整合的に形成する
場合は、第1ポリSi膜15のスペースのパターンより
トレンチ12は狭いパターンに形成する必要がある。こ
れにより、第1ポリSi膜15のデザインが制約され
る。これに対し、自己整合的に形成する場合はこういっ
た制約がなく第1ポリSi膜15を最小のデザインルー
ルで設計することができ、微細化に有利である。
【0040】図11は、本発明の第9の実施例の概略構
成を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
では単層のポリSiで転送電極を構成し、第7の実施例
と同様に第1ポリSi膜25でトレンチ12に埋め込ん
だ転送電極を構成している。
成を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同一
符号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施例
では単層のポリSiで転送電極を構成し、第7の実施例
と同様に第1ポリSi膜25でトレンチ12に埋め込ん
だ転送電極を構成している。
【0041】第7の実施例と異なるところは、第2ポリ
Si膜27を用いずに第1ポリSi膜25のみで転送電
極を構成している点である。この実施例の場合には電荷
の転送不良を起こさないためには第1ポリSi膜25の
電極間のギャップを十分に小さくする必要がある。
Si膜27を用いずに第1ポリSi膜25のみで転送電
極を構成している点である。この実施例の場合には電荷
の転送不良を起こさないためには第1ポリSi膜25の
電極間のギャップを十分に小さくする必要がある。
【0042】図12は、本発明の第10の実施例の概略
構成を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施
例では、トレンチ12内のCCDチャネルの濃度を変え
て、トレンチ内のCCDチャネルの電位を変化させてい
る。この理由は、トレンチ12内でのCCDチャネルに
おける転送不良を防止するものである。
構成を示す断面図である。なお、図2と同一部分には同
一符号を付して、その詳しい説明は省略する。この実施
例では、トレンチ12内のCCDチャネルの濃度を変え
て、トレンチ内のCCDチャネルの電位を変化させてい
る。この理由は、トレンチ12内でのCCDチャネルに
おける転送不良を防止するものである。
【0043】前記図2に示す第1の実施例の構造におい
て、第2ポリSi膜17のない状態でトレンチ12の側
壁の一方をn- 型不純物層23とする。このn- 型不純
物層23の形成には、斜めからのp型の不純物イオン注
入等を利用すればよい。この場合、第1ポリSi膜15
下のn型不純物層13,それ以外のn型不純物層13,
n- 型不純物層23でポテンシャル差を形成することに
なる。
て、第2ポリSi膜17のない状態でトレンチ12の側
壁の一方をn- 型不純物層23とする。このn- 型不純
物層23の形成には、斜めからのp型の不純物イオン注
入等を利用すればよい。この場合、第1ポリSi膜15
下のn型不純物層13,それ以外のn型不純物層13,
n- 型不純物層23でポテンシャル差を形成することに
なる。
【0044】トレンチ12内のCCDチャネルは長く曲
がっているので、転送不良を起こす可能性がある。これ
を防ぐには、トレンチ12内のCCDチャネル13に電
位差を付けておくことが有効である。つまり、電荷の転
送方向,電位が深くなるように電位差を付けておけばよ
い。従って第10の実施例では転送方向は左となる。こ
の第10の実施例ではトレンチ12の片側の側面のCC
Dチャネルの電位を変化させたが、反対側のトレンチ1
2の側面の電位を深くするべく、不純物濃度の濃いn+
型の拡散層にしてもよい。いずれにしてもトレンチ12
内のCCDチャネルの転送不良を防止する効果がある。
がっているので、転送不良を起こす可能性がある。これ
を防ぐには、トレンチ12内のCCDチャネル13に電
位差を付けておくことが有効である。つまり、電荷の転
送方向,電位が深くなるように電位差を付けておけばよ
い。従って第10の実施例では転送方向は左となる。こ
の第10の実施例ではトレンチ12の片側の側面のCC
Dチャネルの電位を変化させたが、反対側のトレンチ1
2の側面の電位を深くするべく、不純物濃度の濃いn+
型の拡散層にしてもよい。いずれにしてもトレンチ12
内のCCDチャネルの転送不良を防止する効果がある。
【0045】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。実施例では、転送電極として1層又
は2層のポリSi膜を用いたが、導体膜であれば用いる
ことができる。また、転送電極の形態は実施例で説明し
たもの以外にも適宜変更可能である。さらに、溝の幅や
深さ等は仕様に応じて適宜定めればよい。また、実施例
では溝方向と直交する方向に転送チャネルを形成した
が、転送チャネルは必ずしも溝に完全に直交する方向で
はなく、溝を横切る方向であればよい。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
れるものではない。実施例では、転送電極として1層又
は2層のポリSi膜を用いたが、導体膜であれば用いる
ことができる。また、転送電極の形態は実施例で説明し
たもの以外にも適宜変更可能である。さらに、溝の幅や
深さ等は仕様に応じて適宜定めればよい。また、実施例
では溝方向と直交する方向に転送チャネルを形成した
が、転送チャネルは必ずしも溝に完全に直交する方向で
はなく、溝を横切る方向であればよい。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施すること
ができる。
【0046】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、Si
基板上に平行に並ぶ複数本の溝を形成し、これらの溝を
横切る方向にCCDチャンネルを形成しているので、転
送電極形成のためのエッチングを溝内でなく、溝の外の
平坦部で行うことができる。従って、溝内でのエッチン
グ残渣がなく転送電極の加工が可能となり、転送容量を
大きく取れ、微細化が可能なトレンチ型CCDを実現す
ることができる。
基板上に平行に並ぶ複数本の溝を形成し、これらの溝を
横切る方向にCCDチャンネルを形成しているので、転
送電極形成のためのエッチングを溝内でなく、溝の外の
平坦部で行うことができる。従って、溝内でのエッチン
グ残渣がなく転送電極の加工が可能となり、転送容量を
大きく取れ、微細化が可能なトレンチ型CCDを実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係わるトレンチ型CC
Dの概略構成を示す斜視図、
Dの概略構成を示す斜視図、
【図2】図1の矢視A−A′断面図、
【図3】本発明の第2の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図4】本発明の第3の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図5】本発明の第4の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図6】第4の実施例において残渣が残る様子を示す断
面図、
面図、
【図7】本発明の第5の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図8】本発明の第6の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図9】本発明の第7の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図10】本発明の第8の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図11】本発明の第9の実施例の概略構成を示す断面
図、
図、
【図12】本発明の第10の実施例の概略構成を示す断
面図、
面図、
【図13】従来のトレンチ型CCDの全体構成を示す斜
視図、
視図、
【図14】従来のトレンチ型CCD装置の溝方向断面
図、
図、
【図15】従来のトレンチ型CCDの製造工程を示す断
面図。
面図。
11…Si基板(半導体基板)、 12…溝(トレンチ)、 13…n型拡散層(転送チャンネル)、 14,24…第1絶縁膜、 15,25…第1ポリSi膜(転送電極)、 16,26…第2絶縁膜、 17,27…第2ポリSi膜(転送電極)、 19…p型拡散層、 28…ポリSi残渣、 23…n- 型拡散層。
Claims (2)
- 【請求項1】半導体基板上に平行に並ぶ複数本の溝を形
成し、これらの溝を横切る方向に電荷転送チャンネルを
形成してなることを特徴とする電荷結合装置。 - 【請求項2】前記転送チャネル上に形成する転送電極の
うち、少なくとも1層の転送電極として前記溝内に導電
体を埋込み分離形成したことを特徴とする請求項1記載
の電荷結合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18241892A JPH0629325A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 電荷結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18241892A JPH0629325A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 電荷結合装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0629325A true JPH0629325A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16117942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18241892A Pending JPH0629325A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 電荷結合装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0629325A (ja) |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP18241892A patent/JPH0629325A/ja active Pending
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