JPH0715984B2 - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPH0715984B2 JPH0715984B2 JP61140832A JP14083286A JPH0715984B2 JP H0715984 B2 JPH0715984 B2 JP H0715984B2 JP 61140832 A JP61140832 A JP 61140832A JP 14083286 A JP14083286 A JP 14083286A JP H0715984 B2 JPH0715984 B2 JP H0715984B2
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- conductivity type
- layer
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 title description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14887—Blooming suppression
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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の製造方法に関するものである。
従来の技術 近年、固体撮像素子の特性向上は著しく基本特性におい
て撮像管にまさるものもあらわれてきた。しかしなが
ら、強いスポット光が照射された時発生するスミアおよ
びブルーミング特性は依然として固体撮像素子特有の問
題として残っている。この欠点を補うものとして種々素
子構造の検討が行なわれ、現段階ではＰウェル構造が効
果的であるといわれている。
て撮像管にまさるものもあらわれてきた。しかしなが
ら、強いスポット光が照射された時発生するスミアおよ
びブルーミング特性は依然として固体撮像素子特有の問
題として残っている。この欠点を補うものとして種々素
子構造の検討が行なわれ、現段階ではＰウェル構造が効
果的であるといわれている。
第３図は従来のＰウェル構造インターライン転送方式CC
Dの撮像部における断面構造図である。同図において光
電変換部１に蓄積された信号電荷は転送電極２に適当な
電圧を印加することによって垂直転送チャンネル４に移
送され、その中を転送される。入射光が強いために過剰
電荷が発生した場合には、ｎ型基板７と２段の濃度プロ
ファイルを持つＰウェル６との間に適当な逆バイアス電
圧を印加しておき、光電変換部1,浅いＰウェル部６およ
びｎ型基板７間のパンチスルー効果を利用して、過剰電
荷をｎ型基板７に排出することによってブルーミングを
抑制する。
Dの撮像部における断面構造図である。同図において光
電変換部１に蓄積された信号電荷は転送電極２に適当な
電圧を印加することによって垂直転送チャンネル４に移
送され、その中を転送される。入射光が強いために過剰
電荷が発生した場合には、ｎ型基板７と２段の濃度プロ
ファイルを持つＰウェル６との間に適当な逆バイアス電
圧を印加しておき、光電変換部1,浅いＰウェル部６およ
びｎ型基板７間のパンチスルー効果を利用して、過剰電
荷をｎ型基板７に排出することによってブルーミングを
抑制する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第３図に示した従来構造ではＰウェル部
６が２段になっており、光電変換部１は基板表面から深
部へゆくに従って表面に平行な面における断面積が小さ
くなっている。このため同図に示したように斜め入射光
イによって深いＰウェル部６で電荷ロが発生する率が高
くなる。この電荷ロは矢印で示すように垂直転送チャン
ネル４内へ流れ込む。これはいわゆるスミア現象とよば
れるもので再生画像の画質を著しく損なうという欠点を
有していた。
６が２段になっており、光電変換部１は基板表面から深
部へゆくに従って表面に平行な面における断面積が小さ
くなっている。このため同図に示したように斜め入射光
イによって深いＰウェル部６で電荷ロが発生する率が高
くなる。この電荷ロは矢印で示すように垂直転送チャン
ネル４内へ流れ込む。これはいわゆるスミア現象とよば
れるもので再生画像の画質を著しく損なうという欠点を
有していた。
本発明は上記欠点に鑑み、スミア現象を大幅に軽減する
ことのできる固体撮像装置の製造方法を提供するもので
ある。
ことのできる固体撮像装置の製造方法を提供するもので
ある。
問題点を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の固体撮像装置の製造
方法は第一のエピタキシャル層内に光電変換用埋め込み
拡散層を設け、前記第一のエピタキシャル層の上に第二
のエピタキシャル層を形成し、前記第二のエピタキシャ
ル層に前記埋め込み拡散層と接続され、前記埋め込み拡
散層よりも径小の光電変換部および同光電変換部からの
信号を読み出す信号電荷読み出し手段を形成するもので
ある。
方法は第一のエピタキシャル層内に光電変換用埋め込み
拡散層を設け、前記第一のエピタキシャル層の上に第二
のエピタキシャル層を形成し、前記第二のエピタキシャ
ル層に前記埋め込み拡散層と接続され、前記埋め込み拡
散層よりも径小の光電変換部および同光電変換部からの
信号を読み出す信号電荷読み出し手段を形成するもので
ある。
作用 この構成によって、下部の断面積が大きい裾拡がり型光
電変換部が形成され、スミア電荷となり得る電荷の発生
領域が減少し、かつ光電変換部に捕獲され易くなるため
スミア現象が軽減されることになる。
電変換部が形成され、スミア電荷となり得る電荷の発生
領域が減少し、かつ光電変換部に捕獲され易くなるため
スミア現象が軽減されることになる。
実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は本発明の実施例における素子断面図を示すもの
である。第１図において11（21を含む）は光電変換部、
12は移送ゲート、13は転送電極、14は転送チャンネル、
15はゲート酸化膜、16はCCD活性領域が形成されるＰ型
エピタキシャル層、17はＮ型Si基板である。Ｐウェル16
とＮ型基板17との間に逆バイアスを印加してブルーミン
グを抑制するのは従来例と同じである。本実施例におい
ては光電変換部が11と21からなり、その形状は深部で広
くなっている。このため垂直転送チャンネル14と光電変
換部21との間のＰウェル16の領域が狭くなり、かつＰウ
ェル16と光電変換部21との境界の空乏層が拡がってくる
ので、Ｐウェル16内で発生する電荷は少なくなるととも
に発生した電荷は光電変換部21に捕獲されやすくなる。
である。第１図において11（21を含む）は光電変換部、
12は移送ゲート、13は転送電極、14は転送チャンネル、
15はゲート酸化膜、16はCCD活性領域が形成されるＰ型
エピタキシャル層、17はＮ型Si基板である。Ｐウェル16
とＮ型基板17との間に逆バイアスを印加してブルーミン
グを抑制するのは従来例と同じである。本実施例におい
ては光電変換部が11と21からなり、その形状は深部で広
くなっている。このため垂直転送チャンネル14と光電変
換部21との間のＰウェル16の領域が狭くなり、かつＰウ
ェル16と光電変換部21との境界の空乏層が拡がってくる
ので、Ｐウェル16内で発生する電荷は少なくなるととも
に発生した電荷は光電変換部21に捕獲されやすくなる。
第２図は本発明の一実施例の固体撮像装置の製造方法の
工程を示している。第２図ａは比抵抗0.1Ωcm〜数10Ωc
mの範囲のｎ型基板17の上に一層目のＰ型エピタキシャ
ル層16Aが形成された様子を示す。エピタキシャル層16A
の比抵抗は１〜数10Ωcm、エピ膜層は２〜20μｍであ
る。第２図ｂはエピタキシャル層16A内に光電変換部の
一部となるＮ型埋め込み拡散層21を選択的に形成する。
形成法は熱拡散でもイオン注入法でもかまわない。ただ
Ｎ型埋め込み拡散層21の面積は後にこの上に形成される
光電変換部（CCDの受光窓にほぼ等しい）11の断面積よ
りも大きなものとする。第２図ｃは二層目のエピタキシ
ャル層16Bを形成し、一層目のＰ型エピタキシャル層16A
と接続したことを示している。二層目エピタキシャル層
16Bの比抵抗およびエピ膜層は一層目のそれと同じでも
よく、また意図的に変えてもよい。この工程により縦型
オーバフロードレイン構造に必要なＰウェル層が形成さ
れる。第２図ｄはＰウェル領域を構成するエピタキシャ
ル層16上にCCD標準プロセスにより固体撮像装置を形成
する。このときCCDプロセスで形成される光電変換部11
は上記の埋め込み拡散層21と接続し、裾拡がり構造をも
つ一体の光電変換部となる。
工程を示している。第２図ａは比抵抗0.1Ωcm〜数10Ωc
mの範囲のｎ型基板17の上に一層目のＰ型エピタキシャ
ル層16Aが形成された様子を示す。エピタキシャル層16A
の比抵抗は１〜数10Ωcm、エピ膜層は２〜20μｍであ
る。第２図ｂはエピタキシャル層16A内に光電変換部の
一部となるＮ型埋め込み拡散層21を選択的に形成する。
形成法は熱拡散でもイオン注入法でもかまわない。ただ
Ｎ型埋め込み拡散層21の面積は後にこの上に形成される
光電変換部（CCDの受光窓にほぼ等しい）11の断面積よ
りも大きなものとする。第２図ｃは二層目のエピタキシ
ャル層16Bを形成し、一層目のＰ型エピタキシャル層16A
と接続したことを示している。二層目エピタキシャル層
16Bの比抵抗およびエピ膜層は一層目のそれと同じでも
よく、また意図的に変えてもよい。この工程により縦型
オーバフロードレイン構造に必要なＰウェル層が形成さ
れる。第２図ｄはＰウェル領域を構成するエピタキシャ
ル層16上にCCD標準プロセスにより固体撮像装置を形成
する。このときCCDプロセスで形成される光電変換部11
は上記の埋め込み拡散層21と接続し、裾拡がり構造をも
つ一体の光電変換部となる。
本発明の製造方法により転送チャンネル14をとりかこむ
ように光電変換部11および21が形成できるため、Ｐ型エ
ピタキシャル層16内に発生する信号電荷を収集しやすく
なりスミア現象を完全に除去することができる。特に本
方法では、光電変換部の構造を独立した２回の不純物導
入で形成できるためその設計性の自由度があがり多様な
素子構造が可能である。
ように光電変換部11および21が形成できるため、Ｐ型エ
ピタキシャル層16内に発生する信号電荷を収集しやすく
なりスミア現象を完全に除去することができる。特に本
方法では、光電変換部の構造を独立した２回の不純物導
入で形成できるためその設計性の自由度があがり多様な
素子構造が可能である。
また本発明の製造方法によるＰウェル構造は従来例のそ
れとは異なり平坦な一段構造が可能となり、プロセス制
御が容易なものとなる。
れとは異なり平坦な一段構造が可能となり、プロセス制
御が容易なものとなる。
なお上記実施例においては、CCD固体撮像装置を用いて
説明したが、本発明はMOS型固体撮像装置にも適用で
き、さらに一次元および二次元のいずれの固体撮像装置
にも適用できるものである。
説明したが、本発明はMOS型固体撮像装置にも適用で
き、さらに一次元および二次元のいずれの固体撮像装置
にも適用できるものである。
発明の効果 以上のように本発明は、固体撮像装置において光電変換
部の下部に上部より断面積が大きい埋め込み型光電変換
部を設けることにより、簡単なプロセス技術で、ブルー
ミング抑制能力を劣化させることなく、スミア現象を完
全に除去することができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
部の下部に上部より断面積が大きい埋め込み型光電変換
部を設けることにより、簡単なプロセス技術で、ブルー
ミング抑制能力を劣化させることなく、スミア現象を完
全に除去することができ、その実用的効果は大なるもの
がある。
第１図は本発明の実施例におけるＰウェル構造インター
ライン転送方式CCDの断面構造図、第２図ａ〜ｄは本発
明の実施例における素子製造経過を説明するための断面
図、第３図は従来のＰウェル構造インターライン転送方
式CCDの断面構造図である。 11……光電変換部、12……移送ゲート、14……転送チャ
ンネル、16……Ｐ型エピタキシャル層、17……ｎ型基
板、21……埋め込み型光電変換部。
ライン転送方式CCDの断面構造図、第２図ａ〜ｄは本発
明の実施例における素子製造経過を説明するための断面
図、第３図は従来のＰウェル構造インターライン転送方
式CCDの断面構造図である。 11……光電変換部、12……移送ゲート、14……転送チャ
ンネル、16……Ｐ型エピタキシャル層、17……ｎ型基
板、21……埋め込み型光電変換部。
フロントページの続き (72)発明者 藤井 英治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−193057（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一導電型の半導体基板上に前記半導体基板
とは反対の導電型の第一のエピタキシャル層を形成する
工程と、前記第一のエピタキシャル層の表面に、一導電
型の埋め込み拡散層を設ける工程と、前記第一のエピタ
キシャル層の上に前記半導体基板とは反対の導電型の第
二のエピタキシャル層を形成する工程と、前記第二のエ
ピタキシャル層に前記埋め込み拡散層に接続されかつ前
記埋め込み拡散層より水平方向の幅が小さい一導電型か
らなる光電変換部を形成する工程と、前記光電変換部か
ら読み出した信号電荷を転送する一導電型の電荷転送部
を前記埋め込み拡散層よりも浅く形成する工程および前
記光電変換部から前記電荷転送部に信号電荷を読み出す
ための電極を形成する工程とを含む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 |
|---|---|---|---|
| JP61140832A JPH0715984B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61140832A JPH0715984B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62296552A JPS62296552A (ja) | 1987-12-23 |
| JPH0715984B2 true JPH0715984B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15277752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61140832A Expired - Lifetime JPH0715984B2 (ja) | 1986-06-17 | 1986-06-17 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715984B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7732844B2 (en) | 2006-11-03 | 2010-06-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Crosstalk improvement through P on N structure for image sensor |
| CN110233961B (zh) * | 2019-07-30 | 2021-03-05 | Oppo广东移动通信有限公司 | 互补金属氧化物图像传感器及终端 |
-
1986
- 1986-06-17 JP JP61140832A patent/JPH0715984B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62296552A (ja) | 1987-12-23 |
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