JPH069236B2 - Solid-state imaging device and manufacturing method thereof - Google Patents

Solid-state imaging device and manufacturing method thereof

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JPH069236B2
JPH069236B2 JP61238832A JP23883286A JPH069236B2 JP H069236 B2 JPH069236 B2 JP H069236B2 JP 61238832 A JP61238832 A JP 61238832A JP 23883286 A JP23883286 A JP 23883286A JP H069236 B2 JPH069236 B2 JP H069236B2
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    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体撮像装置及びその製造方法に関するもの
で、本発明による固体撮像装置は高感度、低雑音で小型
なもので家庭用ムービーカメラから放送用のテレビカメ
ラなどへの応用及びその高感度なことを利用した天体観
測用ビデオカメラなどへの利用の他スチルカメラなど静
止画像の提供などへも適用できる。
The present invention relates to a solid-state image pickup device and a method for manufacturing the same, and the solid-state image pickup device according to the present invention is small in size with high sensitivity, low noise, and can be used for home movie cameras. It can be applied not only to TV cameras for broadcasting, but also to video cameras for astronomical observation using its high sensitivity, and also to still images such as still cameras.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のSIT(静電誘導トランジスタ(以下SITと略
す))イメージセンサはn+基板上につくられたSITの
主電極の一つが共通になっている構造のもので高感度、
低雑音、高速、高集積化といった特長があった。
A conventional SIT (Static Induction Transistor (hereinafter abbreviated as SIT)) image sensor has a structure in which one of the main electrodes of the SIT formed on the n + substrate is common and has high sensitivity.
It had the features of low noise, high speed, and high integration.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

従来のSITイメージセンサは高感度、低雑音、高速と
いった特長があったが、更に一層高感度で微弱光の検出
限界に優れたものにするためには各画素を構成するSI
Tをノーマリーオンに近いものにする必要があり、従来
のSITイメージセンサでは一画素を構成するSITの
主電極の1つが全ての画素に渡って共通になっているこ
とから、ノーマリーオンに近いSITで画素を構成する
ことは画素間分離を悪くしてしまうという点で難かしか
った。
The conventional SIT image sensor had the features of high sensitivity, low noise, and high speed, but in order to make it even more sensitive and excellent in the detection limit of weak light, SI that constitutes each pixel
It is necessary to make T close to normally-on, and in the conventional SIT image sensor, one of the main electrodes of the SIT that constitutes one pixel is common to all pixels. It has been difficult to configure pixels with a close SIT in that the separation between pixels deteriorates.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

ノーマリーオンに近い非常に光感度に優れたSITを1
画素として1画素1トランジスタという、構造のシンプ
ルなイメージセンサを構成するには、SITの全ての電
極が独立している構造にすればよい。本発明ではSIT
の全ての電極を独立させて、各画素の光分離をU溝で行
うことで、高感度でありながら画素分離が完全に行える
ようにした。更にそのノーマリーオンに近い非常に微弱
光検出感度に優れたSITから成る光検出部と、その光
検出部の走査の為のMOSトランジスタを構成された読
み出し回路を同一基板に同時プロセスによって製作する
方法を提供する。
SIT with extremely excellent light sensitivity close to normally on 1
In order to construct a simple image sensor having one pixel and one transistor as a pixel, all electrodes of the SIT may be independent. In the present invention, SIT
By making all the electrodes independent of each other and performing the light separation of each pixel by the U groove, it is possible to completely perform the pixel separation while having high sensitivity. Further, a photo-detecting section composed of SIT having a very low sensitivity for detecting extremely weak light, which is close to the normally-on state, and a read-out circuit having a MOS transistor for scanning the photo-detecting section are manufactured on the same substrate by the simultaneous process. Provide a way.

〔作用〕[Action]

p基板上にSITの主電極の1つとなるn+埋め込み層を
分離することによって、高光感度なノーマリーオンに近
いSITを一画素としても、信号読み出し線における画
素間のクロストークを完全におさえることができる。さ
らに各画素をU溝分離することで光分離を良くし、かつ
開口率を上げ、高集積化できる。又p基板上にn+埋め込
み層を有する構造のために短波長光に対する相対感度を
上げることができる。
By separating the n + buried layer, which is one of the main electrodes of the SIT, on the p substrate, crosstalk between pixels in the signal readout line can be completely suppressed even if the SIT, which is close to the normally-on with high photosensitivity, is used as one pixel. be able to. Further, by separating each pixel into U-grooves, it is possible to improve the light separation, increase the aperture ratio, and achieve high integration. Further, the structure having the n + buried layer on the p substrate can increase the relative sensitivity to short wavelength light.

SITとMOSトラジスタを同時プロセスとすることで
使用するマスクも17枚と少なくてすむ。
By using SIT and MOS transistors simultaneously, the number of masks used can be as small as 17 sheets.

さらに基板のバイアス電圧を変化させることで光電変換
特性のγ特性を可変型とすることができる。
Further, the γ characteristic of the photoelectric conversion characteristic can be made variable by changing the bias voltage of the substrate.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の固体撮像装置の実施例を示す1画素分
のSITの概略断面図と、そのSITから成る光検出部
の読み出し回路を構成するMOSトランジスタの1つの
概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an SIT for one pixel showing an embodiment of a solid-state image pickup device of the present invention, and one schematic cross-sectional view of a MOS transistor which constitutes a readout circuit of a photodetecting section formed of the SIT.

第1図のSITにおいて、p型シリコン基板1の上に、
SITのドレイン又はソースとなるn+埋め込みドレイン
2(ここでは仮にドレインとする)が各画素毎に又は少
なくとも一列方向にのみ共通となるように分離されてい
る。この分離はポリシリコン7′の充填されたU溝7及
びそのU溝の下面に設けられたp埋込領域6による。
このn+埋め込みドレイン2の上には低不純物密度のn-
エピタキシャル層5が形成され、このn-型エピタキシャ
ル層5の表面部分にpゲート4及びそのpゲート4
の間にn+ソース3がpゲート領域4の方がn+領域3よ
りも深くなるように形成されている。ここで本発明の縦
型構造のSITではn+領域3又はn+埋め込み層2のどち
らをソースとしても動作が可能であり、読み出し方法の
違いによりそれは決定される。
In the SIT of FIG. 1, on the p-type silicon substrate 1,
The n + buried drains 2 (here, tentatively drains), which are the drains or sources of the SITs, are separated so as to be common to each pixel or at least in one column direction. This separation is due to the U-groove 7 filled with polysilicon 7'and the p + buried region 6 provided on the lower surface of the U-groove.
A low impurity density n type epitaxial layer 5 is formed on the n + buried drain 2, and a p + gate 4 and its p + gate 4 are formed on the surface of the n type epitaxial layer 5.
In between, the n + source 3 is formed so that the p + gate region 4 is deeper than the n + region 3. Here, the vertical structure SIT of the present invention can operate by using either the n + region 3 or the n + buried layer 2 as a source, which is determined by the difference in the reading method.

ゲート4の上には、ゲート酸化膜8を絶縁物としポ
リシリコン4′を電極としたMOSキャパシタが形成さ
れている。このキャパシタが入射光に応じて発生したキ
ャリアを蓄積する。開口率を上げるためn+ソース3はポ
リシリコン3′によって電極がとられ、そのポリシリコ
ンの一部分の上にAl電極3″が形成されている。
A MOS capacitor having the gate oxide film 8 as an insulator and the polysilicon 4'as an electrode is formed on the p + gate 4. This capacitor stores carriers generated according to incident light. In order to increase the aperture ratio, the n + source 3 has an electrode made of polysilicon 3 ', and an Al electrode 3 "is formed on a part of the polysilicon.

前記n+埋め込みドレイン2はシリコン基板の表面から電
極をたるために、n+領域2′がシリコン基板の表面から
n+埋め込みドレイン2に接するように形成されている。
Since the n + buried drain 2 serves as an electrode from the surface of the silicon substrate, the n + region 2'is formed from the surface of the silicon substrate.
It is formed so as to be in contact with the n + buried drain 2.

以上が本発明の固体撮像装置の光検出器の一画素を構成
するSITの構造上の特徴である。
The above are the structural features of the SIT that constitutes one pixel of the photodetector of the solid-state imaging device of the present invention.

第1図はさらに上で説明したSITと同時プロセスによ
って作られる、読み出し回路を構成するMOSトランジ
スタの1つの概略断面図が示してあるが、これは、n-
エピタキシャル層5上にpウェル領域9がその下面がp
型基板1に接するように形成されそのpウェル上にn+
電極10、11が、又そのpウェル上面にゲート酸化膜
13、ポリシリコンゲート12′などが形成されてい
る。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of one of the MOS transistors forming the read circuit, which is formed by the simultaneous process of SIT and the above-described SIT. This shows the p-well region on the n type epitaxial layer 5. 9 is p on the bottom
N + main electrodes 10 and 11 are formed on the p well of the mold substrate 1, and a gate oxide film 13 and a polysilicon gate 12 'are formed on the upper surface of the p well.

p型シリコン基板1にはAl電極1″が全面に形成され
ており、n+埋め込みドレイン2に対してバイアスをかけ
られるようになっている。
An Al electrode 1 ″ is formed on the entire surface of the p-type silicon substrate 1 so that the n + buried drain 2 can be biased.

第1図に示される1つのSITが一画素を構成し、その
SIT複数から成る光検出部と、その光検出部のMOS
トランジスタによって構成された読み出し回路から成る
本発明の固体撮像装置は、第2図を参照して以下に説明
する本発明の固体撮像装置の製造方法の実施例により得
ることができる。
One SIT shown in FIG. 1 constitutes one pixel, and a photodetector composed of plural SITs and a MOS of the photodetector
The solid-state image pickup device of the present invention including the readout circuit formed of the transistors can be obtained by the embodiment of the method for manufacturing the solid-state image pickup device of the present invention described below with reference to FIG.

まず、第2図(a)に示す様に比抵抗4〜6Ω・cmのp型
(100)Si基板1を準備する。裏面にSiO221を表
面にSiO220をウェット酸化によって膜厚5000Å程度
に形成する。マスク工程を経て、p埋込層6を、Si
220をマスクとしてB(ボロン)を不純物ドーズ量1
×1015cm-2で加速電圧50KeVでインオ注入しアニールし
て形成する。ウェット酸化によって酸化し、マスク工程
を経て、n+埋込み層2を、SiOをマスクとしてAs
を不純物ドーズ量1×1016cm-2で加速電圧80KeVでイオ
ン注入しアニールして形成する。
First, as shown in FIG. 2 (a), a p-type (100) Si substrate 1 having a specific resistance of 4 to 6 Ω · cm is prepared. SiO 2 21 is formed on the back surface and SiO 2 20 is formed on the front surface by wet oxidation to a film thickness of about 5000Å. After the mask process, the p + buried layer 6 is replaced with Si.
B (boron) impurity dose 1 with O 2 20 as a mask
It is formed by in-injecting at an acceleration voltage of 50 KeV at × 10 15 cm -2 and annealing. Oxidation is performed by wet oxidation, and after passing through a mask process, the n + buried layer 2 is formed using As 2 with As 2 as a mask.
Is ion-implanted with an impurity dose amount of 1 × 10 16 cm -2 at an acceleration voltage of 80 KeV and annealed.

次に第2図(b)に示す様に表面のSiO2をエッチング除去
し、ウェット酸化によって膜厚600Å程度のSiO222をウ
ェット酸化により形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, SiO 2 on the surface is removed by etching, and SiO 2 22 having a film thickness of about 600 Å is formed by wet oxidation.

次に第2図(c)に示すようにn-型エピタキシャル層5を
成長させる前に、そのn-型エピタキシャル層6のp基板
1からのオートドープによるp反転を防ぐために、MO
Sトランジスタのpウェルとなる部分以外をマスク工程
によりレジスト23をマスクとしSiO222を通してP(リ
ン)を5×1011cm-2の不純物ドーズ量で、100KeVの加速
電圧でイオン注入、第2図(d)に示す様にアニーリング
しn型の層24を形成する。さらに表面を酸化し、SiO2
厚さを1500Å程度としておく(SiO225)。このとき
裏面には保護のためのポリシリコン26を例えばLPCV
D法などにより形成しておく。
Next, as shown in FIG. 2 (c), before growing the n type epitaxial layer 5, in order to prevent p inversion of the n type epitaxial layer 6 from the p substrate 1 by autodoping, MO
Except for the p-well portion of the S transistor, P (phosphorus) is ion-implanted through the SiO 2 22 with an impurity dose amount of 5 × 10 11 cm -2 and an acceleration voltage of 100 KeV through the SiO 2 22 by a mask process. An n-type layer 24 is formed by annealing as shown in FIG. Further, the surface is oxidized and the thickness of SiO 2 is set to about 1500 Å (SiO 2 25). At this time, the back surface is provided with polysilicon 26 for protection such as LPCV.
It is formed by the D method or the like.

次に第2図(e)に示す様に表面のSiO225を全面にわたっ
てエッチング除去し、厚さ5〜6μm程度の低不純物密
度のn-型エピタキシャル層5を形成する。このn-型エピ
タキシャル層5の厚さは光検出器となるSITの電気的
特性や分光感度特性などを考慮して決定される。
Next, as shown in FIG. 2 (e), the SiO 2 25 on the surface is entirely removed by etching to form an n type epitaxial layer 5 having a low impurity density of about 5 to 6 μm. The thickness of the n type epitaxial layer 5 is determined in consideration of the electrical characteristics and the spectral sensitivity characteristics of the SIT that serves as a photodetector.

このときp埋込み層6、n+埋込み層2はn-型エピタキ
シャル層中にも拡散して広がっている。
At this time, the p + buried layer 6 and the n + buried layer 2 also diffuse and spread in the n type epitaxial layer.

更に第2図(f)に示す様に裏面のポリシリコン26をエッ
チング除去し、表面にはウェット酸化によって膜厚600
Å程度のSiO227を形成する。マスク工程を経てレジスト
28をマスクとしてSiO227を通してBを2×1013cm-2の不
純物ドーズ量で100KeVの加速電圧でイオン注入し、第2
図(g)に示すようにアニーリングしpウェル9を形成す
るが、後の工程を考えBの熱拡散深さは所望のものより
浅くなっている。
Further, as shown in FIG. 2 (f), the polysilicon 26 on the back surface is removed by etching, and the front surface is wet-oxidized to a film thickness of 600.
Å SiO 2 27 is formed. Resist through mask process
28 is used as a mask and B is ion-implanted through SiO 2 27 with an impurity dose amount of 2 × 10 13 cm -2 and an acceleration voltage of 100 KeV.
Although the p-well 9 is formed by annealing as shown in FIG. 6G, the thermal diffusion depth of B is shallower than the desired one in consideration of the subsequent steps.

次に、SIO227をさらにウェット酸化によって膜厚5500Å
程度とする。(SiO229)マスク工程を経てレジスト30を
マスクとしてSiO2とSiをエッチングして深さ4〜5μ
m、幅3μm程度のU溝7を形成する。
Next, SIO 2 27 is further wet oxidized to a film thickness of 5500Å
The degree. (SiO 2 29) After the mask process, the resist 30 is used as a mask to etch SiO 2 and Si to a depth of 4 to 5 μm.
A U groove 7 having a width of m and a width of about 3 μm is formed.

さらに第2図(h)に示す様にSiをスライトエッチング
し、U溝の壁面をドライ酸化によって膜厚1500ÅのSiO2
7″を形成する。ポリシリコン31をU溝7に充填するよ
うに、例えばLPCVDなどによって形成する。ポリシ
リコン31、SiO229をU溝7部分を除いてエッチング除去
する。
Further, as shown in Fig. 2 (h), Si is slightly etched, and the wall surface of the U groove is dry-oxidized to form a 1500 Å thick SiO 2 film.
7 ″ is formed by, for example, LPCVD so that the polysilicon 31 is filled in the U groove 7. The polysilicon 31 and SiO 2 29 are removed by etching except the U groove 7.

次に、第2図(i)に示す様にウェット酸化によって膜厚5
000Å程度のSiO232を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (i), a film thickness of 5 is obtained by wet oxidation.
SiO 2 32 of about 000Å is formed.

U溝は7ポリシリコン7′によって充填されている。The U-groove is filled with 7 polysilicon 7 '.

更に第2図(j)に示す様にマスク工程を経て、n+埋込み
層の電極領域2′を、領域2′の上面がエッチング除去
されたSiO232をマスクとしPをデポさせ、Pを熱拡散法
により拡散しn+電極領域2′を形成するが、後の工程を
考えてPの熱拡散深さは所望の深さよりも浅くなってい
る。
Further, as shown in FIG. 2 (j), through a mask process, the electrode region 2'of the n + buried layer is deposited by using the SiO 2 32 whose upper surface of the region 2'is etched off as a mask to deposit P. The n + electrode region 2 ′ is diffused by the thermal diffusion method, but the thermal diffusion depth of P is shallower than the desired depth in consideration of the subsequent steps.

次に、第2図(k)に示す様にPSG33、SiO232をエッチ
ング除去した後、膜厚600Å程度のSiO234を形成し、M
OSトランジスタのp+チャンネルストッパ領域16となる
領域に、マスク工程を経てp+チャンネルストッパ領域16
となる部分の上面が取り除かれたレジスト36及び Si3N435をマスクとしてBを不純物ドーズ量5×1013cm
-2で加速電圧100KeVでイオン注入する。Si3N435は例え
ばCVD法などによって形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (k), PSG 33 and SiO 2 32 are removed by etching, and then SiO 2 34 having a film thickness of about 600 Å is formed.
A region to be a p + channel stopper region 16 of the OS transistor, p + channel stopper region 16 through the mask process
With the resist 36 and Si 3 N 4 35 removed from the upper surface of the portion to be B as an impurity dose amount of 5 × 10 13 cm
Ion implantation with acceleration voltage of 100 KeV at -2 . Si 3 N 4 35 is formed by, for example, the CVD method.

更に第2図(1)に示す様にマスク工程を経てMOSトラ
ンジスタを形成するところを除いてSi3435をプラズ
マエッチングで取り除く。
Further, as shown in FIG. 2 (1), Si 3 N 4 35 is removed by plasma etching except where a MOS transistor is formed through a mask process.

次に、第2図(m)に示す様にSi3N435をマスクとしてLO
COSによってフィールド酸化膜14を形成するが、Si3N
435をプラズマエッチングによって除去した後、マスク
工程を経てSITのp+ゲート4及びn+ソース又はドレイ
ン3となるそれぞれの上面はエッチング除去されてい
る。さらに前記LOCOSとそれにつづくアニーリング
によってn+電極領域2′及びpウエル9、p+チャンネル
ストッパ領域10が熱拡散によってそれぞれ所望の深さに
形成される。
Next, as shown in FIG. 2 (m), LO is used with Si 3 N 4 35 as a mask.
A field oxide film 14 by COS but, Si 3 N
4 35 After removal by plasma etching, SIT of the p + gate 4 and the n + source through a mask process or each of the upper surfaces of the drain 3 is etched away. Further, by the LOCOS and the subsequent annealing, the n + electrode region 2 ′, the p well 9, and the p + channel stopper region 10 are respectively formed to desired depths by thermal diffusion.

次に、第2図(n)に示す様にウェット酸化によって600Å
程度の厚さのSiO237を第2図(m)の工程でエッチング除
去されたSiO224の部分(SITのp+ゲート及びn+ソース
又はドレインとなるそれぞれの領域の上面)に形成す
る。Al38を蒸着するが、MOSトランジスタの領域とS
ITのn+ソース又はドレインとなる領域の上面を除いて
マスク工程を経てエッチング除去する。更に第2図(o)
に示す様にこのAl38とSiO214をマスクとしてBを不純物
ドーズ量5×1015cm-2で加速電圧50KeVでイオン注入
し、Al38をエッチング除去した後アニーリングしてS
ITのp+ゲート4を深さ3μm程度に形成する。このp+
ゲート4の間隔及び深さがSITの特性を最も良く決め
るものの1つであり、あらかじめ光検出器として最適な
SITとなるよう決められる。SiO237をスライトエッチ
ングにより除去する。
Next, as shown in Fig. 2 (n), 600 Å by wet oxidation.
SiO 2 37 having a certain thickness is formed on the portion of SiO 2 24 (the upper surface of each region of p + gate and n + source or drain of SIT which is removed by etching in the step of FIG. 2 (m)). . Al38 is vapor-deposited, but the area of MOS transistor and S
It is removed by etching through a mask process except for the upper surface of the IT n + source or drain region. Furthermore, Fig. 2 (o)
As shown in Fig. 3, B is ion-implanted at an accelerating voltage of 50 KeV with an impurity dose amount of 5 × 10 15 cm -2 using the Al 38 and SiO 2 14 as a mask, and the Al 38 is etched away and then annealed.
The p + gate 4 of IT is formed to a depth of about 3 μm. This p +
The interval and the depth of the gate 4 are one of the factors that most determine the characteristics of the SIT, and are determined in advance so as to be the optimum SIT for the photodetector. SiO 2 37 is removed by slight etching.

次に、第2図(p)に示す様にSITのp+ゲート上のMO
Sキャパシタを構成するSiO28及びMOSトランジスタ
のゲート酸化膜13を形成するが、これは例えば1100℃に
おいてO2+HClの雰囲気中で約13分酸化することにより
得られた厚さ700Å程度のSiO2膜である。
Next, as shown in FIG. 2 (p), MO on the p + gate of SIT
The SiO 2 8 constituting the S capacitor and the gate oxide film 13 of the MOS transistor are formed. For example, this is SiO 2 having a thickness of about 700 Å obtained by oxidizing in an atmosphere of O 2 + HCl at 1100 ° C. for about 13 minutes. It is 2 membranes.

次にMOSトランジスタをデプレション型とするか、エ
ンハンスメント型とするかによってマスク工程を経てイ
オン注入によりチャンネルドープを行う。第2図(p)で
はE/DMOSインバータの負荷トランジスタとなるデプ
レション型のMOSトランジスタを形成する場合を示し
ている。この時はPをレジスト39をマスクとして例えば
不純物ドーズ量2.0×1012cm-2で加速電圧120KeVでイオ
ン注入する。エンハンスメント型とする場合はBを例え
ば不純物ドーズ量5×1011cm-2で加速電圧60KeVでイオ
ン注入する。
Next, channel doping is performed by ion implantation through a mask process depending on whether the MOS transistor is of depletion type or enhancement type. FIG. 2 (p) shows a case of forming a depletion type MOS transistor which becomes a load transistor of the E / DMOS inverter. At this time, P is ion-implanted with an impurity dose amount of 2.0 × 10 12 cm -2 and an acceleration voltage of 120 KeV using the resist 39 as a mask. In the case of the enhancement type, B is ion-implanted with an impurity dose amount of 5 × 10 11 cm −2 and an acceleration voltage of 60 KeV, for example.

更に、第2図(q)に示す様にマスク工程を経てレジスト4
0をマスクとしてSITのn+ソース又はドレイン3の電
極をとるためのコンタクトホールとMOSトランジスタ
の電極をとるためのコンタクトホールをSiO2をエッチン
グ除去して形成する。
Further, as shown in FIG. 2 (q), the resist 4 is processed through a mask process.
Using 0 as a mask, SiO 2 is removed by etching to form a contact hole for forming an n + source or drain 3 electrode of SIT and a contact hole for forming an electrode of a MOS transistor.

次に、第2図(r)に示す様にPがドープされたn型ポリ
シリコン(DOPOS)をCVD法によって表面に形成
し、SITのp+ゲート4上のポリシリコン電極4′、S
ITのソース又はドレイン3のポリシリコン電極3′、
MOSトランジスタの絶縁ゲート電極12′、MOSトラ
ンジスタのドレイン電極10′及び図中には示されていな
いが配線として用いるポリシリコンなどを除いて、マス
ク工程を経てレジストをマスクとしてDOPOSをプラ
ズマエッチングによって取り除く。
Next, as shown in FIG. 2 (r), P-doped n-type polysilicon (DOPOS) is formed on the surface by the CVD method, and the polysilicon electrodes 4'and S on the p + gate 4 of the SIT are formed.
A polysilicon electrode 3'of the IT source or drain 3,
Except for the insulated gate electrode 12 'of the MOS transistor, the drain electrode 10' of the MOS transistor, and polysilicon (not shown in the figure) used as wiring, DOPOS is removed by plasma etching using a resist as a mask after a mask process. .

次に、第2図(s)に示す様にSiO214とDOPOSをマス
クとしてSiO213を通してPを不純物ドーズ量3×1015cm
-2で加速電圧110KeVでイオン注入し、PSGをCVDに
よって厚さ4000Å程度に形成した後アニーリングによっ
てMOSトランジスタのn+ソース10及びn+ドレイン11を
深さ約1.5μmに、SITのn+ソース又はドレイン3を
深さ約1μmに形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (s), P is added as an impurity dose amount of 3 × 10 15 cm through SiO 2 13 using SiO 2 14 and DOPOS as a mask.
-2 at an accelerating voltage of 110 KeV, PSG is formed by CVD to a thickness of about 4000 Å, and then the n + source 10 and the n + drain 11 of the MOS transistor are deepened to a depth of about 1.5 μm and the n + source of the SIT by annealing. Alternatively, the drain 3 is formed to a depth of about 1 μm.

更に第2図(t)に示すようにAl電極をとるためにコンタ
クトホール41を形成するが、2回のマスク工程を経て、
PSG、SiO2の順にエッチングして形成する。
Further, as shown in FIG. 2 (t), a contact hole 41 is formed to form an Al electrode, but after two mask steps,
It is formed by etching PSG and SiO 2 in this order.

次に、第2図(u)に示す様に裏面のSiOをエッチン
グ除去し、表面と裏面にAlを蒸着し、マスク工程を経て
不要なAlをエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 2 (u), SiO 2 on the back surface is removed by etching, Al is deposited on the front surface and the back surface, and unnecessary Al is removed by etching through a mask process.

以上第2図を参照して説明した本発明の製造方法は微弱
光検出感度に優れ、画素分離が完全に行える本発明の構
造のSITと、そのSITから成る光検出部の読み出し
回路を構成するMOSトランジスタを同一のシリコン基
板上に同時プロセスで製作するのに適した製造方法で、
使用するマスクも17枚と少なくて済む。
The manufacturing method of the present invention described above with reference to FIG. 2 constitutes the SIT of the structure of the present invention which is excellent in weak light detection sensitivity and is capable of complete pixel separation, and the readout circuit of the photodetection section including the SIT. A manufacturing method suitable for simultaneously manufacturing MOS transistors on the same silicon substrate,
The number of masks used is as small as 17 sheets.

上で説明した製造方法ではp基板上に製作する方法につ
いて説明したが、同様の製造方法で、不純物密度が1018
cm-3以上のp+の基板上に厚さ約5β程度で不純物密度が
1012〜1014cm-3のp-層を有する基板上に製作してもよ
い。この基板を使うことでP基板のバイアス電圧の効き
方を良くすることができる。
Although the manufacturing method described above has been described a method of fabricating on a p substrate, a similar manufacturing process, impurity density of 10 18
Impurity density is about 5β on a substrate with p + of cm -3 or more.
It may be fabricated on a substrate having a p layer of 10 12 to 10 14 cm −3 . By using this substrate, the effect of the bias voltage of the P substrate can be improved.

次に本発明の固体撮像装置を構成する光検出器のSIT
のマトリクスの構成方法とその光検出部の読み出し方法
を回路例を上げて本発明の固体撮像装置の動作をあわせ
て簡単に説明する。
Next, the SIT of the photodetector that constitutes the solid-state imaging device of the present invention
The matrix forming method and the photodetector reading method will be briefly described with reference to circuit examples together with the operation of the solid-state imaging device of the present invention.

第3図(a)に本発明の固体撮像装置の構成と読み出し回
路の1例を、第3図(c)に読み出しパルスのタイミング
チャートを示す。
FIG. 3 (a) shows an example of the configuration and read circuit of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG. 3 (c) shows a timing chart of the read pulse.

第3図(a)に示した本発明の固体撮像装置の構成と読み
出し回路例では、第1図に示した本発明の光検出器とな
るSIT50はn+埋め込み層2をソースとし、n-エピタキ
シャル層5の表面に設けられたn+領域3をドレインとす
る倒立動作で、ゲート上に設けらてたMOSキャパシタ
51の一方の電極4′が垂直アドレス線80に接続され、ソ
ースはその垂直アドレス線80に平行な埋め込み82に、ド
レインは水平出力線81に接続されている。第3図(c)の
パルスタイミングに従って、まずφによってトランス
ファーMOSトランジスタ53がON状態のときにφ
よってプリチャージMOSトランジスタ52をON状態に
することによって水平出力線81はプリチャージ電線57に
よってある電位(それはSIT50の動作点によって決め
られる)に充電され、その後垂直アドレス線80にφ
るパルスが加えられると、埋め込み線82に接続されたス
イッチMOSトランジスタ59がON状態となるととも
に、その垂直アドレス線に接続されている一列のSIT
は、一定の期間TLIにSIT50に入射した光によってチ
ャンネル内の空乏層で発生したホールがp+ゲート4に蓄
積されていてゲートをバイアスしていてそこへφなる
パルスがキャパシタ51を通して加えられると入射光に応
じた放電を起す。従ってφのパルス電位はSITの特
性上最適な値に設定されている。
In the configuration and readout circuit example of the solid-state imaging device of the present invention shown in FIG. 3 (a), the SIT50 serving as the photodetector of the present invention shown in FIG. 1 uses the n + buried layer 2 as the source and n A MOS capacitor provided on the gate by an inverted operation using the n + region 3 provided on the surface of the epitaxial layer 5 as a drain.
One electrode 4'of 51 is connected to the vertical address line 80, the source is connected to the buried 82 parallel to the vertical address line 80, and the drain is connected to the horizontal output line 81. According to the pulse timing of FIG. 3 (c), when the transfer MOS transistor 53 is turned on by φ T , the precharge MOS transistor 52 is turned on by φ P , and the horizontal output line 81 is turned by the precharge wire 57. When it is charged to a certain potential (which is determined by the operating point of SIT50) and then a pulse of φ G is applied to the vertical address line 80, the switch MOS transistor 59 connected to the embedded line 82 is turned on and A row of SITs connected to vertical address lines
It is added through a period of time T LI to phi G becomes pulse holes generated in the depletion layer in the channel by the light that enters is accumulated in the p + gate 4 thereto have biased the gate SIT50 the capacitor 51 Then, a discharge is generated according to the incident light. Therefore, the pulse potential of φ G is set to an optimum value in terms of the characteristics of SIT.

このときp+ゲート4に蓄積されたホールはソースにはき
出され一定のポテンシャルにリフレッシュされる。
At this time, the holes accumulated in the p + gate 4 are discharged to the source and refreshed to a constant potential.

またφによって選択されない垂直アドレス線上のSI
Tは埋め込み線のスイッチMOSトランジスタがOFF
状態にあるので、入射光に応じてチャンネルのポテンシ
ャルが下がっていても水平出力線の放電には寄与しな
い。
SI on the vertical address line not selected by φ G
T is the switch MOS transistor of the buried line is OFF
Since it is in the state, even if the potential of the channel is lowered according to the incident light, it does not contribute to the discharge of the horizontal output line.

次にφに立下がりとともにトランスファーMOSトラ
ンジスタ53をOFF状態にすることによってSITの放
電量がトランスファーキャパシタ55の放電量としてその
トランスファーキャパシタ55に記憶される。水平シフト
レジスタ71からφなるパルスを第3図(c)のパルスタ
イミングに従って発生させ、そのφによってスイッチ
MOSトランジスタ54を順次ON状態にすることによっ
てトランスファーキャパシタ55に記憶された光情報を、
トランスファーキャパシタ55のビデオ電源58による充電
によって負荷抵抗56による電圧降下として出力端子60に
順次電気信号として出力される。
Then, when the transfer MOS transistor 53 is turned off at the fall of φ G , the discharge amount of SIT is stored in the transfer capacitor 55 as the discharge amount of the transfer capacitor 55. The phi s composed pulses from the horizontal shift register 71 are generated in accordance with the pulse timing of FIG. 3 (c), the optical information stored in the transfer capacitors 55 by sequentially ON state switching MOS transistor 54 by the phi s,
When the transfer capacitor 55 is charged by the video power source 58, it is sequentially output as an electric signal to the output terminal 60 as a voltage drop due to the load resistor 56.

以下同様に垂直シフトレジスタ70からφなるパルスを
発生させて垂直アドレス線を選択していく。
Similarly, a pulse of φ G is generated from the vertical shift register 70 to select the vertical address line.

プリチャージMOSトランジスタ52、トランジスファー
MOSトランジスタ53、スイッチMOSトランジスタ5
4、59及び垂直シフトレジスタ70、水平シフトレジスタ7
1が同時プロセスによってSITと同一基板につくられ
たMOSトランジスタから成っている。
Precharge MOS transistor 52, transition MOS transistor 53, switch MOS transistor 5
4, 59 and vertical shift register 70, horizontal shift register 7
1 consists of a MOS transistor made on the same substrate as the SIT by a simultaneous process.

トランスファーキャパシタ55を大きくすることで出力を
大きくすることができるが、このトランスファーキャパ
シタはMOSトランジスタのp+チャンネルストッパ16上
に、SITのp+ゲート4上の絶縁ポリシリコンゲートを
つくる工程とまったく同じ工程でポリシリコン電極をつ
くることで製作することができる。
The output can be increased by enlarging the transfer capacitor 55, but this transfer capacitor is exactly the same as the process of forming the insulating polysilicon gate on the p + gate 4 of the SIT on the p + channel stopper 16 of the MOS transistor. It can be manufactured by forming a polysilicon electrode in the process.

垂直シフトレジスタ70及び水平シフトレジスタ71は例え
ばE/D MOSインバータによるシフトレジスタとスー
パーバッファによって構成することができる。
The vertical shift register 70 and the horizontal shift register 71 can be composed of, for example, a shift register using an E / D MOS inverter and a super buffer.

第3図(b)に本発明の固体撮像装置の読み出し方法の別
の一例を、第3図(c)に読み出しパルスのタイミングチ
ャートを示す。
FIG. 3 (b) shows another example of the readout method of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG. 3 (c) shows a timing chart of readout pulses.

第3図(b)に示す読み出し方法例では、第1図に示した
本発明の光検出器となるSIT50は正立動作である。つ
まりn+埋め込み層2をドレインとし、n-エピタキシャル
層5の表面のn+領域3をソースとして用いる。
In the example of the reading method shown in FIG. 3 (b), the SIT50 serving as the photodetector of the present invention shown in FIG. 1 is upright. That is, the n + buried layer 2 is used as a drain, and the n + region 3 on the surface of the n epitaxial layer 5 is used as a source.

回路の構成は第3図(a)と同じである。The circuit configuration is the same as in FIG. 3 (a).

第3図(c)のパルスタイミングに従って、まずφによ
ってトランスファーMOSトランジスタ53がNO状態の
ときにφによってプリチャージMOSトランジスタ52
をON状態にすることによって水平出力線を0電圧に
し、次に垂直アドレス線80にφなるパルスが加えられ
ると、埋め込み線82に接続されたスイッチMOSトラン
ジスタ59がON状態となってビデオ電源57′によってS
ITをバイアスするとともに、その垂直アドレス線に接
続されている一列のSITは、入射光量に応じて放電を
し、水平出力線81を充電する。
According to the pulse timing of FIG. 3 (c), first, when the transfer MOS transistor 53 is in the NO state by φ T , the precharge MOS transistor 52 is turned by φ P.
When the pulse of φ G is applied to the vertical address line 80 by setting the horizontal output line to 0 voltage by turning on the switch, the switch MOS transistor 59 connected to the embedded line 82 is turned on and the video power source is turned on. 57 'by S
A row of SITs that are connected to the vertical address lines while biasing IT discharges according to the amount of incident light and charges the horizontal output line 81.

次にφの立下りとともにトランスファーMOSトラン
ジスタ53をOFF状態にすることでSITの放電量がト
ランスファーキャパシタ55に充電された電荷量として記
憶される。水平シフトレジスタからφなるパルスを第
3図(c)のパルスタイミングに従って発生させ、そのφ
によってスイッチMOSトランジスタ54を順次ON状
態にすることによってトランスファーキャパシタ55に記
憶された光情報を、負荷抵抗56による放電として出力端
子60に順次電気信号として出力される。
Next, the transfer MOS transistor 53 is turned off at the fall of φ G , and the discharge amount of SIT is stored as the charge amount charged in the transfer capacitor 55. A pulse of φ S is generated from the horizontal shift register in accordance with the pulse timing of FIG.
By sequentially turning on the switch MOS transistor 54 by S , the optical information stored in the transfer capacitor 55 is sequentially output as an electric signal to the output terminal 60 as discharge by the load resistor 56.

以下同様に垂直シフトレジスタ70からφなるパルスを
発生させて垂直アドレス線を選択していく。
Similarly, a pulse of φ G is generated from the vertical shift register 70 to select the vertical address line.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の固体撮像装置はその構造において主電極の一方
が隣接画素間で分離されることからSITの特性として
ノーマリーオフ型のみならず電流増幅率を高く設計した
ノーマリーオン型に近いデバイスをも集積化配列するこ
とができるため極めて高光感度な固体撮像装置が提供で
きる。
In the solid-state imaging device of the present invention, one of the main electrodes is separated between adjacent pixels in the structure, so that not only a normally-off type device having a SIT characteristic but also a normally-on type device having a high current amplification factor is designed. Since it can be integrated and arranged, it is possible to provide a solid-state imaging device having extremely high photosensitivity.

第4図は本発明による固体撮像装置による光電変換特性
を示す図である。横軸は入射光量で、入射光の波長は65
5nmである。たて軸は出力端子60での出力電圧での暗
状態との出力電圧差をとっている。本発明による光電変
換特性は第3図(b)による読み出し方法によって得られ
たものである。
FIG. 4 is a diagram showing a photoelectric conversion characteristic of the solid-state imaging device according to the present invention. The horizontal axis is the amount of incident light, and the wavelength of the incident light is 65
It is 5 nm. The vertical axis takes the output voltage difference from the dark state in the output voltage at the output terminal 60. The photoelectric conversion characteristic according to the present invention is obtained by the reading method shown in FIG. 3 (b).

従来のSITイメージセンサに比較して極めて高光感度
なことがわかる。S/N比60dB 以上、ダイナミック
レンジ80dB以上及び最小受光パワー5×10-5μw/cm2
以下という値を達成している。
It can be seen that the photosensitivity is extremely high as compared with the conventional SIT image sensor. S / N ratio 60 dB or more, dynamic range 80 dB or more, and minimum received power 5 × 10 -5 μw / cm 2
The following values are achieved.

さらに第5図は本発明の固体撮像装置の光電変換特性の
γ特性がp基板のバイアスを変えることで可変すること
ができることを表す図で、横軸は入射光量で、入射光の
波長は655nmである。たて軸は出力端子60にあらわれた
出力電圧の暗状態との出力電圧差をとっている。読み出
し方法は第3図(b)に示したものである。基板のソース
に対するバイアスを0〜−5Vと変化させることによっ
てγ値を0.42から5と変化させている。
Further, FIG. 5 is a diagram showing that the γ characteristic of the photoelectric conversion characteristic of the solid-state image pickup device of the present invention can be changed by changing the bias of the p substrate. The horizontal axis is the incident light amount, and the wavelength of the incident light is 655 nm. Is. The vertical axis takes the output voltage difference between the output voltage appearing at the output terminal 60 and the dark state. The reading method is shown in FIG. 3 (b). The γ value is changed from 0.42 to 5 by changing the bias to the source of the substrate from 0 to −5V.

第6図は分光感度特性である。入射光量を一定に保ちな
がら波長を400nmから1010nmと変化させてある。本発明
の固体撮像装置は従来のSITイメージセンサと比較し
て短波長の感度が非常に向上していることがわかる。
FIG. 6 shows the spectral sensitivity characteristic. The wavelength was changed from 400 nm to 1010 nm while keeping the amount of incident light constant. It can be seen that the solid-state imaging device of the present invention has significantly improved short-wavelength sensitivity as compared with the conventional SIT image sensor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はSITとMOSトラジスタの概略断面図、第2
図はSITとMOSトランジスタの同時プロセスの説明
のための概略断面図、第3図は本発明の固体撮像装置の
動作の説明のための図、第4図、第5図、第6図は本発
明の効果を説明するための図で、それぞれ光電変換特性
の比較、γ特性、分光感度特性の図である。 1…p型Si基板、1″…基板Al電極、2…n+埋込層、
2′…埋込層電極、3…ソース又はドレイン、3′…ポ
リシリコン電極、4…ゲート、4′…絶縁ポリシリコン
電極、5…n-エピ層、6…p+埋込層、7…U溝、7′…
U溝のポリシリコン、7…SiO28…ゲート上のSiO2
9…pwell、10…MOSトランジスタのソース、11…M
OSトランジスタのドレイン、11′…ポリシリコン電
極、12…MOSトランジスタのチャンネル、12′…絶縁
ポリシリコンゲート電極、13…ゲート酸化膜、14…フィ
ールド酸化膜、16…チャンネルストッパ、24…p反転防
止n層、31…ポリシリコン
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the SIT and the MOS transistor, the second.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the simultaneous process of SIT and MOS transistor, FIG. 3 is a view for explaining the operation of the solid-state image pickup device of the present invention, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. It is a figure for demonstrating the effect of invention, Comprising: It is a figure of photoelectric conversion characteristic comparison, (gamma) characteristic, and spectral sensitivity characteristic, respectively. 1 ... p-type Si substrate, 1 ″ ... substrate Al electrode, 2 ... n + buried layer,
2 '... buried layer electrode, 3 ... source or drain, 3' ... polysilicon electrode, 4 ... gate, 4 '... insulating polysilicon electrode, 5 ... n - epi layer, 6 ... p + buried layer, 7 ... U groove, 7 '...
U-groove polysilicon, 7 ... SiO 2 8 ... SiO 2 on the gate,
9 ... pwell, 10 ... source of MOS transistor, 11 ... M
Drain of OS transistor, 11 '... polysilicon electrode, 12 ... Channel of MOS transistor, 12' ... Insulating polysilicon gate electrode, 13 ... Gate oxide film, 14 ... Field oxide film, 16 ... Channel stopper, 24 ... P inversion prevention n layer, 31 ... Polysilicon

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】低不純物密度な第1の層とその第1の層と
は導電型の異なる高不純物密度な第2の層からなるシリ
コンウェハに作られた、前記第1の層の表面に形成され
た少なくとも1つの第1の主電極領域、その第1の主電
極領域をはさむように前記第1の層の表面から前記第1
の主電極より深く形成されたゲート領域、そのゲート領
域の上面に少なくともその一部分に第1の絶縁物によっ
て絶縁され前記ゲート領域とキャパシタを形成するよう
設けられた第1の絶縁ゲート領域を備え、第2の主電極
が前記第1の層と前記第2の層の間に前記第2の層とは
導電型の異なる、前記第1の主電極と対向して設けられ
た高不純物密度な第1の領域から成り、その第1の領域
は表面から電極をとれるように前記第1の領域と導電型
の同じ第2の領域が表面から前記第1の領域に接するよ
うに形成されており、隣接した前記縦型静電誘導トラン
ジスタの壁面が第2の絶縁物によって覆われた第1のポ
リシリコンが充填されたU溝によって分離され、前記第
1の領域も前記U溝とそのU溝の下面に設けられた前記
第1の領域とは導電型の異なる高不純物密度な第3の領
域によって分離されている縦型静電誘導トランジスタを
1画素の光検出器とする固体撮像素子とし、前記固体撮
像素子の走査のためのスイッチMOSトランジスタと、
前記固体撮像素子の読み出しのための走査パルスを発生
させるシフトレジスタを構成するMOSトランジスタが
前記固体撮像素子の前記第1の層中に前記第2の層と導
電型の同じウェルが第2の層に接するように形成され、
前記MOSトランジスタの第3の主電極及び第4の主電
極が前記ウェルの上面に形成され第2のポリシリコンが
第3の絶縁物で絶縁されて前記MOSトランジスタの第
2の絶縁ゲート領域となるよう製作されて前記固体撮像
素子の読み出し回路となっていることを特徴とする固体
撮像装置。
1. A surface of a first layer formed on a silicon wafer comprising a low impurity density first layer and a high impurity density second layer having a conductivity type different from that of the first layer. The formed at least one first main electrode region, and the first main electrode region sandwiches the first main electrode region from the surface of the first layer to the first main electrode region.
A gate region formed deeper than the main electrode, and a first insulated gate region which is provided on at least a part of an upper surface of the gate region and is insulated by a first insulator so as to form a capacitor with the gate region. A second main electrode is provided between the first layer and the second layer and has a conductivity type different from that of the second layer. The second main electrode is provided to face the first main electrode and has a high impurity density. The first region is formed so that the second region having the same conductivity type as the first region is in contact with the first region from the surface so that the electrode can be taken from the surface. The wall surface of the adjacent vertical static induction transistor is separated by a U-groove filled with a first polysilicon covered with a second insulator, and the first region also includes the U-groove and the U-groove. The first area provided on the lower surface A type different high impurity density third one pixel vertical static induction transistor are separated by regions of a solid-state image pickup device for an optical detector, and a switch MOS transistor for scanning of the solid-
A MOS transistor forming a shift register for generating a scan pulse for reading the solid-state image sensor is a second layer in which the well of the same conductivity type as the second layer is in the first layer of the solid-state image sensor. Is formed to contact the
The third main electrode and the fourth main electrode of the MOS transistor are formed on the upper surface of the well, and the second polysilicon is insulated by the third insulator to become the second insulated gate region of the MOS transistor. A solid-state image pickup device, which is manufactured as described above and serves as a readout circuit of the solid-state image pickup device.
【請求項2】前記縦型静電誘導トランジスタからなる光
検出器の光電変換特性のγ特性を、前記第2の層と前記
第1の領域との電位を変化させることで制御することを
特徴とする前記特許請求の範囲第1項記載の固体撮像装
置。
2. The gamma characteristic of the photoelectric conversion characteristic of the photodetector including the vertical electrostatic induction transistor is controlled by changing the potentials of the second layer and the first region. The solid-state imaging device according to claim 1.
【請求項3】縦型静電誘導トランジスタとMOSトラン
ジスタを第2の層となるシリコンウェハ上に同時に製作
する固体撮像装置の製造方法において、 (i)前記第2の層となるシリコン基板上に第3の領域
を形成するための第1の不純物ドーピングをしアニーリ
ングによって前記第3の領域を形成し、さらに前記第2
の層となる前記シリコン基板上に第1の領域を形成する
ための第2の不純物ドーピングをしアニーリングによっ
て第1の領域を形成することによって前記第3の領域が
前記第1の領域よりも前記シリコン基板に深く形成する
工程。 (ii)前記シリコン基板上に前記第1の領域及び前記第
3の領域をはさむように前記第1の層をシリコンのエピ
タキシャル成長によって形成するが、前記シリコン基板
からのオートドープによって前記第1の層の前記縦型静
電誘導トランジスタのチャンネルとなる部分が所望の導
電型及び所望の比抵抗率とならないことを防ぐために前
記第1の層と導電型の同じ第3の層を前記シリコン基板
の前記第1の領域及び第3の領域と同じ面の前記ウェル
の形成される部分を除いた部分に形成した後前記エピタ
キシャル成長を行う工程。 (iii)前記第1の層の上面から前記MOSトランジス
タのウェルを形成するための第3の不純物ドーピングを
行いアニーリングによって前記ウェルよりも浅い領域を
作る工程。 (iv)U溝を形成するためのエッチングを行い、前記U
溝を前記第3の領域に達する深さに形成し、前記U溝表
面に第2の絶縁物となる第1の酸化膜を形成し、第1の
ポリシリコンで充填する工程。 (v)第2の領域を形成するための第3の不純物ドーピ
ング、前記MOSトランジスタのチャンネルストッパを
形成するための第4の不純物ドーピングを行った後、ア
ニーリングによって前記ウェル、前記第2の領域、前記
チャンネルストッパを形成する工程。 (vi)前記MOSトランジスタを形成する部分以外の前
記第1の層の上面にLOCOSによってフィールド酸化
膜を形成し、前記縦型静電誘導トランジスタの前記ゲー
ト領域と前記第1の主電極領域をセルフアラインにて形
成するために前記フィールド酸化膜の前記ゲート領域の
上面部分と前記フィールド酸化膜の前記第1の主電極領
域の上面部分を同時に同じマスクによって除去する工
程。 (vii)前記縦型静電誘導トランジスタの前記ゲート領
域の形成後、前記第2の絶縁物となる第2の酸化膜及び
前記第1の絶縁物となる第3の酸化膜を同時に形成する
工程。 (viii)前記MOSトランジスタのチャンネルドープを
行った後、前記縦型静電誘導体トランジスタの前記ゲー
ト領域と前記キャパシタを形成するための前記第1の絶
縁ゲート領域及び前記第1の主電極領域及び前記第1の
主電極の第1の電極領域と前記MOSトランジスタの前
記第2の絶縁ゲート領域及び前記第3の主電極の第2電
極領域及び前記第4の主電極の第3の電極領域としてD
OPOSを同時に形成する工程。 (ix)前記縦型静電誘導トランジスタの前記第1の主電
極領域と、前記MOSトランジスタの前記第3の主電極
及び前記第4の主電極を同時に形成する工程。 を少なくとも有することを特徴とする固体撮像装置の製
造方法。
3. A method of manufacturing a solid-state imaging device, wherein a vertical electrostatic induction transistor and a MOS transistor are simultaneously manufactured on a silicon wafer which is a second layer, comprising: (i) a silicon substrate which is the second layer. First impurity doping for forming a third region is performed, and the third region is formed by annealing, and further, the second region is formed.
Second impurity doping for forming the first region on the silicon substrate to be a layer of the first region and forming the first region by annealing, so that the third region is more than the first region. The process of forming deeply on the silicon substrate. (Ii) The first layer is formed on the silicon substrate so as to sandwich the first region and the third region by epitaxial growth of silicon, and the first layer is formed by autodoping from the silicon substrate. A third layer of the same conductivity type as the first layer to prevent the portion of the vertical static induction transistor serving as the channel from having a desired conductivity type and a desired resistivity. A step of performing the epitaxial growth after forming on the same surface as the first region and the third region except the portion where the well is formed. (Iii) A step of forming a region shallower than the well by performing third impurity doping for forming a well of the MOS transistor from the upper surface of the first layer and annealing. (Iv) U-groove is etched to form U-groove.
A step of forming a groove to a depth reaching the third region, forming a first oxide film as a second insulator on the surface of the U groove, and filling the first oxide film with the first polysilicon. (V) After performing the third impurity doping for forming the second region and the fourth impurity doping for forming the channel stopper of the MOS transistor, annealing the well, the second region, Forming the channel stopper. (Vi) A field oxide film is formed by LOCOS on the upper surface of the first layer other than the portion where the MOS transistor is formed, and the gate region of the vertical static induction transistor and the first main electrode region are self-assembled. A step of simultaneously removing an upper surface portion of the gate region of the field oxide film and an upper surface portion of the first main electrode region of the field oxide film by the same mask in order to form by alignment. (Vii) After forming the gate region of the vertical static induction transistor, a step of simultaneously forming a second oxide film to be the second insulator and a third oxide film to be the first insulator . (Viii) After channel doping of the MOS transistor, the first insulated gate region and the first main electrode region for forming the gate region and the capacitor of the vertical electrostatic induction transistor, and the first main electrode region and the D as the first electrode region of the first main electrode, the second insulated gate region of the MOS transistor, the second electrode region of the third main electrode, and the third electrode region of the fourth main electrode.
Step of forming OPOS at the same time. (Ix) A step of simultaneously forming the first main electrode region of the vertical static induction transistor and the third main electrode and the fourth main electrode of the MOS transistor. A method for manufacturing a solid-state imaging device, comprising:
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