JPH09139488A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- JPH09139488A JPH09139488A JP7298687A JP29868795A JPH09139488A JP H09139488 A JPH09139488 A JP H09139488A JP 7298687 A JP7298687 A JP 7298687A JP 29868795 A JP29868795 A JP 29868795A JP H09139488 A JPH09139488 A JP H09139488A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 電極の電圧値が小さくとも画素部の特性悪化
を防止しうる固体撮像装置およびその製造方法。 【解決手段】 半導体基板表に不純物層６とこれより浅
い逆導電型不純物層８より成る光電変換部と、これに平
行な電極３ａを有する電荷転送部に側壁４が形成され、
層６は側壁４と電極３ａの境界直下まで形成され、又層
８は側壁４の内端直下まで形成される。製造方法は基板
上に絶縁膜２ａを形成してこれに電極層を堆積し、これ
をパターニングして電極を形成し、光電変換部形成領域
に不純物を注入して層６を形成し、又これと逆導電型の
不純物を注入して層８を形成する。
を防止しうる固体撮像装置およびその製造方法。 【解決手段】 半導体基板表に不純物層６とこれより浅
い逆導電型不純物層８より成る光電変換部と、これに平
行な電極３ａを有する電荷転送部に側壁４が形成され、
層６は側壁４と電極３ａの境界直下まで形成され、又層
８は側壁４の内端直下まで形成される。製造方法は基板
上に絶縁膜２ａを形成してこれに電極層を堆積し、これ
をパターニングして電極を形成し、光電変換部形成領域
に不純物を注入して層６を形成し、又これと逆導電型の
不純物を注入して層８を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、単層電極ＣＣＤ
（電荷結合素子）構造を有する固体撮像装置およびその
製造方法に関する。
（電荷結合素子）構造を有する固体撮像装置およびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の単層電極ＣＣＤ構造を有する固体
撮像装置を図８を基に説明する。
撮像装置を図８を基に説明する。
【０００３】図８は、固体撮像装置の信号電荷読み出し
方向の断面図を示している。図示するように、第２導電
型（ｎ型）の半導体基板１の表面上に接合の深さがほぼ
一様な第１導電型（ｐ型）ウェル領域９（不純物の濃度
は約１０１５ｃｍ−３）が形成されている。その第１導
電型ウェル領域９の表面上には入射光により生成される
信号電荷を蓄積する第２導電型の信号電荷蓄積層６が形
成され、信号電荷蓄積層６の表面には第１導電型の空乏
化防止層８が形成されている。ここで、第１導電型の空
乏化防止層８は、第２導電型の信号電荷蓄積層６の界面
の空乏化を防止するための半導体層である。更に、第１
導電型ウェル領域９の表面上には、スミアを低減するた
めの第１導電型のバリアウェル１１（不純物の濃度は約
１０１６ｃｍ−３）が第２導電型の信号電荷蓄積層６に
隣接して形成されている。第１導電型のバリアウェル１
１の表面上には、信号電荷を転送するための第２導電型
の転送チャンネル層１０（不純物の濃度は約１０１７ｃ
ｍ−３）が形成されており、この転送チャンネル層１０
と信号電荷蓄積層６との間には、両者を分離するための
第１導電型の素子分離層１２（不純物の濃度は約１０
１６ｃｍ−３）が形成されている。また、転送チャンネ
ル層１０と第２導電型の信号電荷蓄積層６との間には信
号電荷蓄積層６に蓄積された信号電荷を読み出すための
読み出し部１３が備えられている。
方向の断面図を示している。図示するように、第２導電
型（ｎ型）の半導体基板１の表面上に接合の深さがほぼ
一様な第１導電型（ｐ型）ウェル領域９（不純物の濃度
は約１０１５ｃｍ−３）が形成されている。その第１導
電型ウェル領域９の表面上には入射光により生成される
信号電荷を蓄積する第２導電型の信号電荷蓄積層６が形
成され、信号電荷蓄積層６の表面には第１導電型の空乏
化防止層８が形成されている。ここで、第１導電型の空
乏化防止層８は、第２導電型の信号電荷蓄積層６の界面
の空乏化を防止するための半導体層である。更に、第１
導電型ウェル領域９の表面上には、スミアを低減するた
めの第１導電型のバリアウェル１１（不純物の濃度は約
１０１６ｃｍ−３）が第２導電型の信号電荷蓄積層６に
隣接して形成されている。第１導電型のバリアウェル１
１の表面上には、信号電荷を転送するための第２導電型
の転送チャンネル層１０（不純物の濃度は約１０１７ｃ
ｍ−３）が形成されており、この転送チャンネル層１０
と信号電荷蓄積層６との間には、両者を分離するための
第１導電型の素子分離層１２（不純物の濃度は約１０
１６ｃｍ−３）が形成されている。また、転送チャンネ
ル層１０と第２導電型の信号電荷蓄積層６との間には信
号電荷蓄積層６に蓄積された信号電荷を読み出すための
読み出し部１３が備えられている。
【０００４】他方、第１導電型ウェル領域９が設けられ
た半導体基板上には、絶縁膜２ａが形成されており、そ
の絶縁膜２ａ上には周囲が側壁４によって囲まれ、読み
出し部１３と転送チャンネル層１０とに対応する電極３
ａが形成されている。
た半導体基板上には、絶縁膜２ａが形成されており、そ
の絶縁膜２ａ上には周囲が側壁４によって囲まれ、読み
出し部１３と転送チャンネル層１０とに対応する電極３
ａが形成されている。
【０００５】ここで、空乏化防止層８及び信号電荷蓄積
層６と電極３ａ及び側壁４の製造方法について、図９〜
１３を基に説明する。図９〜１３の（ａ）はそれぞれ各
製造工程における固体撮像装置の平面図を示し、図９〜
１３の（ｂ）はそれぞれ各製造工程における平面図のＸ
−Ｘ′方向に見た固体撮像装置の断面図を示している。
層６と電極３ａ及び側壁４の製造方法について、図９〜
１３を基に説明する。図９〜１３の（ａ）はそれぞれ各
製造工程における固体撮像装置の平面図を示し、図９〜
１３の（ｂ）はそれぞれ各製造工程における平面図のＸ
−Ｘ′方向に見た固体撮像装置の断面図を示している。
【０００６】まず、半導体基板１上に絶縁膜２ａを熱酸
化により形成し、絶縁膜２ａ上に例えばポリシリコン層
３をＣＶＤ法により堆積する（図９（ａ），（ｂ）参
照）。次に、レジストを塗布し、これをパターニングし
て第１不純物に対するイオン注入マスクである第１のレ
ジスト層５を得る（図１０（ａ），（ｂ）参照）。次
に、画素面に信号電荷と同一導電型のｎ型不純物（例え
ばリン）を注入し、第１不純物層（信号電荷蓄積層）６
を形成する。続いて、第１の不純物注入レジスト層５を
エッチングマスクとして、ポリシリコン層３を例えばＲ
ＩＥ法によりエッチングしてポリシリコン電極３ａを形
成する。
化により形成し、絶縁膜２ａ上に例えばポリシリコン層
３をＣＶＤ法により堆積する（図９（ａ），（ｂ）参
照）。次に、レジストを塗布し、これをパターニングし
て第１不純物に対するイオン注入マスクである第１のレ
ジスト層５を得る（図１０（ａ），（ｂ）参照）。次
に、画素面に信号電荷と同一導電型のｎ型不純物（例え
ばリン）を注入し、第１不純物層（信号電荷蓄積層）６
を形成する。続いて、第１の不純物注入レジスト層５を
エッチングマスクとして、ポリシリコン層３を例えばＲ
ＩＥ法によりエッチングしてポリシリコン電極３ａを形
成する。
【０００７】その後、転送電極を形成するために、狭い
間隔でポリシリコン層を分離する。この時、隣り合うポ
リシリコン電極３ａの間隔は、加工限界である０．６μ
ｍ前後の大きさとしている（図１１（ａ），（ｂ）参
照）。
間隔でポリシリコン層を分離する。この時、隣り合うポ
リシリコン電極３ａの間隔は、加工限界である０．６μ
ｍ前後の大きさとしている（図１１（ａ），（ｂ）参
照）。
【０００８】次に、ポリシリコン電極３ａの間隔を更に
小さくするために、不純物をドープした導電性がありポ
リシリコン層を堆積し、ＲＩＥ法による異方性エッチン
グを行い、側壁４を形成する（図１２（ａ），（ｂ）参
照）。
小さくするために、不純物をドープした導電性がありポ
リシリコン層を堆積し、ＲＩＥ法による異方性エッチン
グを行い、側壁４を形成する（図１２（ａ），（ｂ）参
照）。
【０００９】次に、電極絶縁膜２ｂを堆積した後、ｐ型
不純物（例えばボロン）を注入するためのイオン注入マ
スクとなる第２のレジスト層７をパターニングにより
得、画素面に信号電荷と逆導電型の第２不純物（ｐ型）
を注入し、第２不純物層（空乏化防止層）８を形成する
（図１３（ａ），（ｂ）参照）。なお、この第２の不純
物層は側壁及び単層電極が実際のイオン注入マスクとな
って形成されることになる。
不純物（例えばボロン）を注入するためのイオン注入マ
スクとなる第２のレジスト層７をパターニングにより
得、画素面に信号電荷と逆導電型の第２不純物（ｐ型）
を注入し、第２不純物層（空乏化防止層）８を形成する
（図１３（ａ），（ｂ）参照）。なお、この第２の不純
物層は側壁及び単層電極が実際のイオン注入マスクとな
って形成されることになる。
【００１０】これによって、第１不純物層６及び第２不
純物層８から成る埋め込み型フォトダイオードが形成さ
れる。
純物層８から成る埋め込み型フォトダイオードが形成さ
れる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、単層電極
ＣＣＤ構造を有する固体撮像装置では信号電荷蓄積層６
が電極とセルフアラインで形成され、更に側壁４が形成
された後で空乏化防止層８が形成される。そのため、図
８に示すように空乏化防止層８の幅は側壁４の幅ａの分
だけ小さくなり（逆に転送チャンネル層１０は幅ａだけ
大きくなる）、同じ導電型である転送チャンネル層１０
と信号電荷蓄積層６との間に、パンチスルーのような素
子分離不良が発生やすくなり、その結果、ブルーミング
不良などの特性悪化の原因となるおそれが生じる。
ＣＣＤ構造を有する固体撮像装置では信号電荷蓄積層６
が電極とセルフアラインで形成され、更に側壁４が形成
された後で空乏化防止層８が形成される。そのため、図
８に示すように空乏化防止層８の幅は側壁４の幅ａの分
だけ小さくなり（逆に転送チャンネル層１０は幅ａだけ
大きくなる）、同じ導電型である転送チャンネル層１０
と信号電荷蓄積層６との間に、パンチスルーのような素
子分離不良が発生やすくなり、その結果、ブルーミング
不良などの特性悪化の原因となるおそれが生じる。
【００１２】そこで本発明の目的は、電極の電圧値が小
さくとも画素部の特性悪化を防止しうる固体撮像装置お
よびその製造方法を提供することにある。
さくとも画素部の特性悪化を防止しうる固体撮像装置お
よびその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置
は、半導体基板表面に第１不純物層、及びこれよりも浅
く形成され第１不純物層とは逆導電型の第２不純物層よ
りなる光電変換部と、この光電変換部に対応し、かつ平
行に配置され、信号電荷を読み出す面及び信号電荷を転
送する端面に側壁が形成されている単層構造の電極を有
する電荷転送部とを備え、第１不純物層は、信号電荷を
読み出す面では側壁と単層電極との境界直下まで形成さ
れ、信号電荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面
でもない面では単層電極の内端直下よりやや内部まで間
隙を設けて形成され、第２不純物層は、信号電荷を読み
出す面では側壁の内端直下まで形成され、信号電荷を読
み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では単
層電極の内端直下まで形成されている。
は、半導体基板表面に第１不純物層、及びこれよりも浅
く形成され第１不純物層とは逆導電型の第２不純物層よ
りなる光電変換部と、この光電変換部に対応し、かつ平
行に配置され、信号電荷を読み出す面及び信号電荷を転
送する端面に側壁が形成されている単層構造の電極を有
する電荷転送部とを備え、第１不純物層は、信号電荷を
読み出す面では側壁と単層電極との境界直下まで形成さ
れ、信号電荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面
でもない面では単層電極の内端直下よりやや内部まで間
隙を設けて形成され、第２不純物層は、信号電荷を読み
出す面では側壁の内端直下まで形成され、信号電荷を読
み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では単
層電極の内端直下まで形成されている。
【００１４】本発明の固体撮像装置は、半導体基板と、
この半導体基板表面に形成された接合の深さがほぼ一様
な第１導電型のウェル領域と、この第１導電型ウェル領
域表面に形成され、入射光により生成される信号電荷を
蓄積する第１導電型とは逆導電型の第２導電型の不純物
層と、第２導電型の不純物層表面に形成された第１導電
型の不純物層と、第１導電型のウェル領域表面に形成さ
れ、第２導電型の不純物層より接合の深さが浅い、信号
電荷を転送する第２導電型の転送チャンネル層と、この
転送チャンネル層と第２導電型の不純物層との間に設け
られ、第２導電型の不純物層に蓄積された信号電荷を転
送チャンネル層に読み出す読み出し部と、第２導電型の
不純物層に隣接して設けられた第１導電型のバリアウェ
ル領域と、第１導電型のウェル領域の設けられた半導体
基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上の転送チャンネ
ル層に対応して設けられ、第２導電型の不純物層で発生
した信号電荷を読み出す面及びその信号電荷を転送する
端面に側壁を備えた単層電極とを有し、第２導電型の不
純物層は、信号電荷を読み出す面では側壁と単層電極と
の境界下まで形成され、信号電荷を読み出す面でも信号
電荷を転送する端面でもない面では単層電極の内端直下
よりやや内側まで間隙を設けて形成されているものであ
り、第１導電型の不純物層は、信号電荷を読み出す面で
は単層電極の内端直下まで形成され、信号電荷を読み出
す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では単層電
極の内端直下まで形成されているものである。
この半導体基板表面に形成された接合の深さがほぼ一様
な第１導電型のウェル領域と、この第１導電型ウェル領
域表面に形成され、入射光により生成される信号電荷を
蓄積する第１導電型とは逆導電型の第２導電型の不純物
層と、第２導電型の不純物層表面に形成された第１導電
型の不純物層と、第１導電型のウェル領域表面に形成さ
れ、第２導電型の不純物層より接合の深さが浅い、信号
電荷を転送する第２導電型の転送チャンネル層と、この
転送チャンネル層と第２導電型の不純物層との間に設け
られ、第２導電型の不純物層に蓄積された信号電荷を転
送チャンネル層に読み出す読み出し部と、第２導電型の
不純物層に隣接して設けられた第１導電型のバリアウェ
ル領域と、第１導電型のウェル領域の設けられた半導体
基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上の転送チャンネ
ル層に対応して設けられ、第２導電型の不純物層で発生
した信号電荷を読み出す面及びその信号電荷を転送する
端面に側壁を備えた単層電極とを有し、第２導電型の不
純物層は、信号電荷を読み出す面では側壁と単層電極と
の境界下まで形成され、信号電荷を読み出す面でも信号
電荷を転送する端面でもない面では単層電極の内端直下
よりやや内側まで間隙を設けて形成されているものであ
り、第１導電型の不純物層は、信号電荷を読み出す面で
は単層電極の内端直下まで形成され、信号電荷を読み出
す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では単層電
極の内端直下まで形成されているものである。
【００１５】本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導
体基板上に絶縁膜を形成しその絶縁膜に電極層を堆積す
るステップと、その電極層をパターニングすることによ
り単層電極を形成するステップと、半導体基板上の光電
変換部形成領域に信号電荷と同一導電型の第１不純物を
注入し、第１不純物層を形成するステップと、半導体基
板上に導電性の側壁層を堆積し、異方性エッチングによ
り単相電極の周囲に側壁を形成するステップと、信号電
荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない側
壁、及びその側壁に隣接する単層電極の一部をエッチン
グにより除去するステップと、単層電極及び側壁をイオ
ン注入マスクとして、光電変換部に信号電荷と逆導電型
の第２不純物を注入し、第２不純物層を第１不純物層よ
り浅く形成するステップとを有する。
体基板上に絶縁膜を形成しその絶縁膜に電極層を堆積す
るステップと、その電極層をパターニングすることによ
り単層電極を形成するステップと、半導体基板上の光電
変換部形成領域に信号電荷と同一導電型の第１不純物を
注入し、第１不純物層を形成するステップと、半導体基
板上に導電性の側壁層を堆積し、異方性エッチングによ
り単相電極の周囲に側壁を形成するステップと、信号電
荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない側
壁、及びその側壁に隣接する単層電極の一部をエッチン
グにより除去するステップと、単層電極及び側壁をイオ
ン注入マスクとして、光電変換部に信号電荷と逆導電型
の第２不純物を注入し、第２不純物層を第１不純物層よ
り浅く形成するステップとを有する。
【００１６】本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導
体基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に電極層を堆
積するステップと、電極層上にレジストを塗布して第１
のレジスト層のパターンを形成するステップと、その第
１のレジスト層をイオン注入マスクとして、光電変換部
形成領域に信号電荷と同一導電型の第１不純物を注入
し、第１不純物層を形成するステップと、第１のレジス
ト層をエッチングマスクとして、エッチングを行い、電
極層をパターニングして光電変換領域を形成し、第１の
レジスト層を除去するステップと、第２のレジスト層を
エッチングマスクとして、エッチングを行い、電極層を
パターニングして単層電極を形成し、第２のレジスト層
を除去するステップと、半導体基板上に導電性の側壁層
を堆積し、異方性エッチングにより単層電極の周囲に側
壁を形成するステップと、単層電極面上において、信号
電荷を読み出す面及び信号電荷を転送する端面では単層
電極及び側壁上にレジストを塗布し、信号電荷を読み出
す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では単層電
極と側壁との境界面よりやや外側までレジストを塗布し
て、選択レジスト層のパターンを形成するステップと、
選択レジスト層をエッチングマスクとして、信号電荷を
読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない側壁及
びその側壁に隣接する単層電極の一部をエッチングによ
り除去するステップと、選択レジスト層を除去し、単層
電極面にレジストを塗布して、第３のレジスト層のパタ
ーンを形成するステップと、その第３のレジスト層、単
層電極、及び側壁をイオン注入マスクとして、光電変換
部に信号電荷と逆導電型の第２不純物を注入し、第２不
純物層を第１不純物層より浅く形成するステップとを有
する。
体基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に電極層を堆
積するステップと、電極層上にレジストを塗布して第１
のレジスト層のパターンを形成するステップと、その第
１のレジスト層をイオン注入マスクとして、光電変換部
形成領域に信号電荷と同一導電型の第１不純物を注入
し、第１不純物層を形成するステップと、第１のレジス
ト層をエッチングマスクとして、エッチングを行い、電
極層をパターニングして光電変換領域を形成し、第１の
レジスト層を除去するステップと、第２のレジスト層を
エッチングマスクとして、エッチングを行い、電極層を
パターニングして単層電極を形成し、第２のレジスト層
を除去するステップと、半導体基板上に導電性の側壁層
を堆積し、異方性エッチングにより単層電極の周囲に側
壁を形成するステップと、単層電極面上において、信号
電荷を読み出す面及び信号電荷を転送する端面では単層
電極及び側壁上にレジストを塗布し、信号電荷を読み出
す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では単層電
極と側壁との境界面よりやや外側までレジストを塗布し
て、選択レジスト層のパターンを形成するステップと、
選択レジスト層をエッチングマスクとして、信号電荷を
読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない側壁及
びその側壁に隣接する単層電極の一部をエッチングによ
り除去するステップと、選択レジスト層を除去し、単層
電極面にレジストを塗布して、第３のレジスト層のパタ
ーンを形成するステップと、その第３のレジスト層、単
層電極、及び側壁をイオン注入マスクとして、光電変換
部に信号電荷と逆導電型の第２不純物を注入し、第２不
純物層を第１不純物層より浅く形成するステップとを有
する。
【００１７】本発明の固体撮像装置の製造方法は、半導
体基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に電極層を堆
積するステップと、電極層上にレジストを塗布して、第
１のレジスト層のパターンを形成するステップと、第１
のレジスト層をエッチングマスクとして光電変換部上の
電極層をエッチングによりパターニングして光電変換領
域を形成するステップと、第１のレジスト層をイオン注
入マスクとして、光電変換部形成領域に信号電荷と同一
導電型の第１不純物を注入し、第１不純物層を形成する
ステップと、第２のレジスト層をエッチングマスクとし
てエッチングを行い、電極層をパターニングとして単層
電極を形成するステップと、第２のレジスト層を除去し
た後、半導体基板上に導電性の側壁層を堆積し、エッチ
ングにより単層電極の周囲に側壁を形成するステップ
と、単層電極面上において、信号電荷読み出し面及び信
号電荷を転送する端面では単層電極及び側壁上にレジス
トを塗布し、信号電荷読み出し面でも信号電荷を転送す
る端面でもない面では、単層電極と側壁との境界面より
やや外側までレジストを塗布して、選択レジスト層のパ
ターンを形成するステップと、選択レジスト層をエッチ
ングマスクとして、信号電荷読み出し面でも信号電荷を
転送する端面でもない面の側壁及びその側壁に隣接する
単層電極の一部をエッチングにより除去するステップ
と、選択レジスト層を除去し、単層電極面上にレジスト
を塗布して、第３のレジスト層のパターンを形成するス
テップと、その第３のレジスト層、単層電極、及び側壁
をイオン注入マスクとして、光電変換部に信号電荷と逆
導電型の第２不純物を注入し、第２不純物層を第１不純
物層より浅く形成するステップとを有する。
体基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁膜上に電極層を堆
積するステップと、電極層上にレジストを塗布して、第
１のレジスト層のパターンを形成するステップと、第１
のレジスト層をエッチングマスクとして光電変換部上の
電極層をエッチングによりパターニングして光電変換領
域を形成するステップと、第１のレジスト層をイオン注
入マスクとして、光電変換部形成領域に信号電荷と同一
導電型の第１不純物を注入し、第１不純物層を形成する
ステップと、第２のレジスト層をエッチングマスクとし
てエッチングを行い、電極層をパターニングとして単層
電極を形成するステップと、第２のレジスト層を除去し
た後、半導体基板上に導電性の側壁層を堆積し、エッチ
ングにより単層電極の周囲に側壁を形成するステップ
と、単層電極面上において、信号電荷読み出し面及び信
号電荷を転送する端面では単層電極及び側壁上にレジス
トを塗布し、信号電荷読み出し面でも信号電荷を転送す
る端面でもない面では、単層電極と側壁との境界面より
やや外側までレジストを塗布して、選択レジスト層のパ
ターンを形成するステップと、選択レジスト層をエッチ
ングマスクとして、信号電荷読み出し面でも信号電荷を
転送する端面でもない面の側壁及びその側壁に隣接する
単層電極の一部をエッチングにより除去するステップ
と、選択レジスト層を除去し、単層電極面上にレジスト
を塗布して、第３のレジスト層のパターンを形成するス
テップと、その第３のレジスト層、単層電極、及び側壁
をイオン注入マスクとして、光電変換部に信号電荷と逆
導電型の第２不純物を注入し、第２不純物層を第１不純
物層より浅く形成するステップとを有する。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明による１つの実施の形態を
図１〜６を参照して説明する。図１〜６の各（ａ），
（ｂ）はそれぞれ固体撮像装置の製造工程における平面
図、及びその平面図のＸ−Ｘ′方向の断面図である。
図１〜６を参照して説明する。図１〜６の各（ａ），
（ｂ）はそれぞれ固体撮像装置の製造工程における平面
図、及びその平面図のＸ−Ｘ′方向の断面図である。
【００１９】まず、半導体基板１上に絶縁膜２ａを熱酸
化により形成し、絶縁膜２ａ上に例えばポリシリコン層
３をＣＶＤ法により堆積する（図１（ａ），（ｂ）参
照）。次に、レジストを塗布し、これを露光、現象によ
りパターニングして第１不純物に対するイオン注入マス
クであるレジスト層５を得る（図２（ａ），（ｂ）参
照）。次に、画素面に信号電荷と同一導電型のｎ型不純
物（例えばリン）を注入し、濃度が約１０１６ｃｍ−３
である第１不純物層（信号電荷蓄積層）６を形成する。
この注入条件は、ドーズ量が約１×１０１２〜３×１０
１２／ｃｍ２、エネルギーが４００ＫｅＶ以上である。
続いて、第１の不純物注入レジスト層５をエッチングマ
スクとして、ポリシリコン層３を例えばＲＩＥ法により
エッチングしてポリシリコン電極３ａを形成する。
化により形成し、絶縁膜２ａ上に例えばポリシリコン層
３をＣＶＤ法により堆積する（図１（ａ），（ｂ）参
照）。次に、レジストを塗布し、これを露光、現象によ
りパターニングして第１不純物に対するイオン注入マス
クであるレジスト層５を得る（図２（ａ），（ｂ）参
照）。次に、画素面に信号電荷と同一導電型のｎ型不純
物（例えばリン）を注入し、濃度が約１０１６ｃｍ−３
である第１不純物層（信号電荷蓄積層）６を形成する。
この注入条件は、ドーズ量が約１×１０１２〜３×１０
１２／ｃｍ２、エネルギーが４００ＫｅＶ以上である。
続いて、第１の不純物注入レジスト層５をエッチングマ
スクとして、ポリシリコン層３を例えばＲＩＥ法により
エッチングしてポリシリコン電極３ａを形成する。
【００２０】その後、転送電極を形成するために、狭い
間隔でポリシリコン層を分離する。この時、隣り合うポ
リシリコン電極３ａの間隔は、加工限界である０．６μ
ｍ前後の大きさとしている（図３（ａ），（ｂ）参
照）。
間隔でポリシリコン層を分離する。この時、隣り合うポ
リシリコン電極３ａの間隔は、加工限界である０．６μ
ｍ前後の大きさとしている（図３（ａ），（ｂ）参
照）。
【００２１】次に、ポリシリコン電極３ａの間隔を更に
小さくするために、不純物をドープした導電性があるポ
リシリコン層を堆積し、ＲＩＥ法による異方性エッチン
グによりエッチバックを行い、側壁４を形成する（図４
（ａ），（ｂ）参照）。
小さくするために、不純物をドープした導電性があるポ
リシリコン層を堆積し、ＲＩＥ法による異方性エッチン
グによりエッチバックを行い、側壁４を形成する（図４
（ａ），（ｂ）参照）。
【００２２】次に、単層電極３ａ上において、信号電荷
読み出し面及び信号電荷を転送する端面では、単層電極
３ａ及び側壁４上まで、信号電荷読み出し面でも信号電
荷を転送する端面でもない面では、単層電極３ａと側壁
４との境界面よりやや外側までレジストを塗布して、選
択レジスト層１４を形成する（図５（ａ），（ｂ）参
照）。この選択レジスト層１４をエッチングマスクとし
て、側壁４及び一部の単層電極３ａをエッチングにより
除去する。
読み出し面及び信号電荷を転送する端面では、単層電極
３ａ及び側壁４上まで、信号電荷読み出し面でも信号電
荷を転送する端面でもない面では、単層電極３ａと側壁
４との境界面よりやや外側までレジストを塗布して、選
択レジスト層１４を形成する（図５（ａ），（ｂ）参
照）。この選択レジスト層１４をエッチングマスクとし
て、側壁４及び一部の単層電極３ａをエッチングにより
除去する。
【００２３】次に、次に電極絶縁膜２ｂを堆積した後、
ｐ型不純物（例えばボロン）を注入するためのイオン注
入マスクとなる第２のレジスト層７をパターニングによ
り得、画素面に信号電荷と逆導電型の第２不純物（ｐ
型）を注入し、濃度が約１０１ ９ｃｍ−３である第２不
純物層（空乏化防止層）８を形成する（図６（ａ），
（ｂ）参照）。この注入条件は、ドーズ量が２×１０
１４／ｃｍ２、エネルギーが約４０ＫｅＶである。な
お、この第２の不純物層は側壁部及び単層電極が実際の
イオン注入マスクとなって形成されることになる。
ｐ型不純物（例えばボロン）を注入するためのイオン注
入マスクとなる第２のレジスト層７をパターニングによ
り得、画素面に信号電荷と逆導電型の第２不純物（ｐ
型）を注入し、濃度が約１０１ ９ｃｍ−３である第２不
純物層（空乏化防止層）８を形成する（図６（ａ），
（ｂ）参照）。この注入条件は、ドーズ量が２×１０
１４／ｃｍ２、エネルギーが約４０ＫｅＶである。な
お、この第２の不純物層は側壁部及び単層電極が実際の
イオン注入マスクとなって形成されることになる。
【００２４】このようにして製造された固体撮像装置の
断面図を図７に示す。
断面図を図７に示す。
【００２５】図示するように、従来の固体撮像装置（図
８参照）とは異なり、空乏化防止層８は電極３ａの直下
までのびているため、同じ導電型である転送チャンネル
層１０と信号電荷蓄積層６との間の素子分離がより強固
になり、画素部に電極３ａからの電圧によるパンチスル
ーのような素子分離不良が低減する。
８参照）とは異なり、空乏化防止層８は電極３ａの直下
までのびているため、同じ導電型である転送チャンネル
層１０と信号電荷蓄積層６との間の素子分離がより強固
になり、画素部に電極３ａからの電圧によるパンチスル
ーのような素子分離不良が低減する。
【００２６】このように、画素部において単層電極の周
囲に、選択的に側壁を形成すること、すなわち、信号電
荷読み出し面及び信号電荷を転送する端面には従来通り
側壁を形成し、それ以外の面では側壁とその側壁に隣接
する単層電極の一部を除去することによって、転送チャ
ンネル層と信号電荷蓄積層との間のパンチスルーの発生
を防止することができる。
囲に、選択的に側壁を形成すること、すなわち、信号電
荷読み出し面及び信号電荷を転送する端面には従来通り
側壁を形成し、それ以外の面では側壁とその側壁に隣接
する単層電極の一部を除去することによって、転送チャ
ンネル層と信号電荷蓄積層との間のパンチスルーの発生
を防止することができる。
【００２７】なお、本明細書では、電極をポリシリコン
として説明したが、これに限定されることはなく、例え
ば高融点金属でもかまわない。
として説明したが、これに限定されることはなく、例え
ば高融点金属でもかまわない。
【００２８】
【発明の効果】本発明の固体撮像装置およびその製造方
法によれば、画素部の特性悪化を防止することができ
る。
法によれば、画素部の特性悪化を防止することができ
る。
【図１】本発明の１つの実施の形態における１工程を示
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図２】本発明の１つの実施の形態における１工程を示
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図３】本発明の１つの実施の形態における１工程を示
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図４】本発明の１つの実施の形態における１工程を示
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図５】本発明の１つの実施の形態における１工程を示
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図６】本発明の１つの実施の形態における１工程を示
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図７】本発明により製造された固体撮像装置を示す断
面図。
面図。
【図８】従来技術により製造された固体撮像装置を示す
断面図。
断面図。
【図９】従来技術による撮像装置の１製造工程を示す平
面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図１０】従来技術による撮像装置の１製造工程を示す
平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図１１】従来技術による撮像装置の１製造工程を示す
平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図１２】従来技術による撮像装置の１製造工程を示す
平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
【図１３】従来技術による固体撮像装置の１製造工程を
示す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
示す平面図とそのＸ−Ｘ′方向の断面図。
１ 半導体基板 ２ａ 絶縁膜 ３ 電極層 ３ａ 単層電極 ４ 側壁 ５ 第１不純物注入レジスト層 ６ 第１不純物層 ７ 第２不純物注入レジスト層 ８ 第２不純物層 ９ 第１導電型（ｐ型）ウェル領域 １０ 転送チャンネル層 １１ 第１導電型のバリアウェル １２ 第１導電型の素子分離層 １３ 読み出し部 １４ 選択レジスト層
Claims (5)
- 【請求項１】半導体基板表面に第１不純物層、及びこれ
よりも浅く形成され前記第１不純物層とは逆導電型の第
２不純物層よりなる光電変換部と、この光電変換部に対
応し、かつ平行に配置され、信号電荷を読み出す面及び
信号電荷を転送する端面に側壁が形成されている単層構
造の電極を有する電荷転送部とを備え、 前記第１不純物層は、信号電荷を読み出す面では前記側
壁と単層電極との境界直下まで形成され、信号電荷を読
み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない面では前
記単層電極の内端直下よりやや内部まで間隙を設けて形
成され、 前記第２不純物層は、信号電荷を読み出す面では前記側
壁の内端直下まで形成され、信号電荷を読み出す面でも
信号電荷を転送する端面でもない面では前記単層電極の
内端直下まで形成されていることを特徴とする固体撮像
装置。 - 【請求項２】半導体基板と、 この半導体基板表面に形成された接合の深さがほぼ一様
な第１導電型のウェル領域と、 この第１導電型ウェル領域表面に形成され、入射光によ
り生成される信号電荷を蓄積する前記第１導電型とは逆
導電型の第２導電型の不純物層と、 前記第２導電型の不純物層表面に形成された第１導電型
の不純物層と、 第１導電型のウェル領域表面に形成され、前記第２導電
型の不純物層より接合の深さが浅い、信号電荷を転送す
る第２導電型の転送チャンネル層と、 この転送チャンネル層と前記第２導電型の不純物層との
間に設けられ、前記第２導電型の不純物層に蓄積された
信号電荷を前記転送チャンネル層に読み出す読み出し部
と、 前記第２導電型の不純物層に隣接して設けられた第１導
電型のバリアウェル領域と、 前記第１導電型のウェル領域の設けられた半導体基板上
に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上の前記転送チャンネル層に対応して設けら
れ、前記第２導電型の不純物層で発生した信号電荷を読
み出す面及びその信号電荷を転送する端面に側壁を備え
た単層電極とを有し、 前記第２導電型の不純物層は、信号電荷を読み出す面で
は前記側壁と単層電極との境界下まで形成され、信号電
荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない面
では単層電極の内端直下よりやや内側まで間隙を設けて
形成されているものであり、 前記第１導電型の不純物層は、信号電荷を読み出す面で
は前記単層電極の内端直下まで形成され、前記信号電荷
を読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない面で
は前記単層電極の内端直下まで形成されているものであ
ることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】半導体基板上に絶縁膜を形成しその絶縁膜
に電極層を堆積するステップと、 その電極層をパターニングすることにより単層電極を形
成するステップと、 前記半導体基板上の光電変換部形成領域に信号電荷と同
一導電型の第１不純物を注入し、第１不純物層を形成す
るステップと、 前記半導体基板上に導電性の側壁層を堆積し、異方性エ
ッチングにより前記単相電極の周囲に側壁を形成するス
テップと、 信号電荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面でも
ない側壁、及びその側壁に隣接する単層電極の一部をエ
ッチングにより除去するステップと、 前記単層電極及び側壁をイオン注入マスクとして、前記
光電変換部に信号電荷と逆導電型の第２不純物を注入
し、第２不純物層を前記第１不純物層より浅く形成する
ステップとを有する固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項４】半導体基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁
膜上に電極層を堆積するステップと、 前記電極層上にレジストを塗布して第１のレジスト層の
パターンを形成するステップと、 その第１のレジスト層をイオン注入マスクとして、光電
変換部形成領域に信号電荷と同一導電型の第１不純物を
注入し、第１不純物層を形成するステップと、 前記第１のレジスト層をエッチングマスクとして、エッ
チングを行い、前記電極層をパターニングして光電変換
領域を形成し、前記第１のレジスト層を除去するステッ
プと、 第２のレジスト層をエッチングマスクとして、エッチン
グを行い、前記電極層をパターニングして単層電極を形
成し、前記第２のレジスト層を除去するステップと、 前記半導体基板上に導電性の側壁層を堆積し、異方性エ
ッチングにより前記単層電極の周囲に側壁を形成するス
テップと、 前記単層電極面上において、信号電荷を読み出す面及び
信号電荷を転送する端面では前記単層電極及び側壁上に
レジストを塗布し、信号電荷を読み出す面でも信号電荷
を転送する端面でもない面では前記単層電極と前記側壁
との境界面よりやや外側までレジストを塗布して、選択
レジスト層のパターンを形成するステップと、 前記選択レジスト層をエッチングマスクとして、信号電
荷を読み出す面でも信号電荷を転送する端面でもない側
壁及びその側壁に隣接する単層電極の一部をエッチング
により除去するステップと、 前記選択レジスト層を除去し、前記単層電極面にレジス
トを塗布して、第３のレジスト層のパターンを形成する
ステップと、 その第３のレジスト層、前記単層電極、及び前記側壁を
イオン注入マスクとして、前記光電変換部に信号電荷と
逆導電型の第２不純物を注入し、第２不純物層を前記第
１不純物層より浅く形成するステップとを有する固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項５】半導体基板上に絶縁膜を形成し、その絶縁
膜上に電極層を堆積するステップと、 前記電極層上にレジストを塗布して、第１のレジスト層
のパターンを形成するステップと、 前記第１のレジスト層をエッチングマスクとして光電変
換部上の電極層をエッチングによりパターニングして光
電変換領域を形成するステップと、 前記第１のレジスト層をイオン注入マスクとして、光電
変換部形成領域に信号電荷と同一導電型の第１不純物を
注入し、第１不純物層を形成するステップと、 第２のレジスト層をエッチングマスクとしてエッチング
を行い、前記電極層をパターニングとして単層電極を形
成するステップと、 前記第２のレジスト層を除去した後、前記半導体基板上
に導電性の側壁層を堆積し、エッチングにより前記単層
電極の周囲に側壁を形成するステップと、 前記単層電極面上において、信号電荷読み出し面及び信
号電荷を転送する端面では前記単層電極及び側壁上にレ
ジストを塗布し、信号電荷読み出し面でも信号電荷を転
送する端面でもない面では、前記単層電極と前記側壁と
の境界面よりやや外側までレジストを塗布して、選択レ
ジスト層のパターンを形成するステップと、 前記選択レジスト層をエッチングマスクとして、信号電
荷読み出し面でも信号電荷を転送する端面でもない面の
側壁及びその側壁に隣接する単層電極の一部をエッチン
グにより除去するステップと、 前記選択レジスト層を除去し、前記単層電極面上にレジ
ストを塗布して、第３のレジスト層のパターンを形成す
るステップと、 その第３のレジスト層、前記単層電極、及び前記側壁を
イオン注入マスクとして、前記光電変換部に信号電荷と
逆導電型の第２不純物を注入し、第２不純物層を前記第
１不純物層より浅く形成するステップとを有する固体撮
像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298687A JPH09139488A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298687A JPH09139488A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139488A true JPH09139488A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17862991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7298687A Pending JPH09139488A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139488A (ja) |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP7298687A patent/JPH09139488A/ja active Pending
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