JPH0992812A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0992812A
JPH0992812A JP7243330A JP24333095A JPH0992812A JP H0992812 A JPH0992812 A JP H0992812A JP 7243330 A JP7243330 A JP 7243330A JP 24333095 A JP24333095 A JP 24333095A JP H0992812 A JPH0992812 A JP H0992812A
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JP
Japan
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film
insulating film
semiconductor substrate
etching
forming
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JP7243330A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Higaki
垣 泰 弘 檜
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 イオン注入プロファイルのばらつきを抑制す
ることができる固体撮像装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 p型半導体基板の表面上にシリコン酸化
膜13、多結晶シリコン膜14を形成する工程と、多結
晶シリコン膜14にエッチングを行い所定領域を除去し
て電極14aを形成し、さらに表面が露出したシリコン
酸化膜13にエッチングを行って除去し、半導体基板1
1の表面を露出させる工程と、表面全体にシリコン酸化
膜15を形成する工程と、電極14aをマスクとしシリ
コン酸化膜15をバッファ膜として、半導体基板11の
表面部分にn型の不純物イオンを注入してn+ 型不純物
層16を形成する工程とを備えたことを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法について、
図2を用いて説明する。
【0003】図2(a)に示されるように、p型半導体
基板31の表面に、信号電荷を紙面垂直方向に順次転送
していく電荷結合素子(CHARGE COUPLED DEVIDE 以
下、CCDという)における2列のn型不純物層32が
所定の間隔を空けて形成されている。半導体基板31の
表面に、ゲート酸化膜33と多結晶シリコン膜34とが
順に形成される。
【0004】図2(b)のように、多結晶シリコン膜3
4の所定領域がエッチングにより除去されて、n型不純
物層32上にそれぞれCCD電極34aが形成される。
この段階で、画素を形成すべき領域におけるゲート酸化
膜33の表面が露出する。
【0005】図2(c)のように、CCD電極34aを
マスクとしてn型不純物イオンであるリンイオンが半導
体基板31の表面に注入され、n+ 型不純物層35が形
成される。
【0006】図2(d)のように、CCD電極34aを
マスクとして、p型不純物イオンであるボロンイオンが
n+ 型不純物層35の表面に注入され、p+ 型不純物層
36がn+ 型不純物層35の表面に形成される。
【0007】このようにして、n型不純物層32の間の
基板表面の画素領域に、光を受けて信号電荷を発生する
フォトトランジスタとして、n+ 型不純物層35及びそ
の表面のp+ 型不純物層36が形成される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
装置の製造方法には次のような問題があった。
【0009】n+ 型不純物層35及びp+ 型不純物層3
6を形成するために不純物イオンを半導体基板31の表
面に注入する場合、多結晶シリコン膜34にエッチング
を行って表面が露出したゲート酸化膜33をバッファ膜
として用いていた。
【0010】このゲート酸化膜33の膜厚には、エッチ
ング量の変動によってばらつきが生じる。このため、不
純物イオンを注入したときのプロファイルがばらつい
て、フォトダイオード特性にばらつきが生じる。
【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、イオン注入プロファイルのばらつきを抑制すること
ができる固体撮像装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、一導電型半導体基板の表面上に、第1の絶縁
膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜の表面上に、電
極材から成る導電膜を形成する工程と、写真蝕刻法を用
いて、前記導電膜にエッチングを行い所定領域を除去し
て電極を形成し、前記所定領域において前記第1の絶縁
膜の表面を露出させる工程と、前記所定領域において表
面が露出した前記第1の絶縁膜にエッチングを行って除
去し、前記半導体基板の表面を露出させる工程と、表面
全体に第2の絶縁膜を形成し、前記所定領域における前
記半導体基板の表面を所定の膜厚を有する前記第2の絶
縁膜で覆う工程と、前記電極をマスクとし、前記第2の
絶縁膜をバッファ膜として、前記所定領域における前記
半導体基板の表面部分に、逆導電型の不純物イオンを注
入して逆導電型不純物層を形成する工程とを備えたこと
を特徴としている。
【0013】また、本発明の他の半導体装置の製造方法
は、一導電型半導体基板の表面部分に、信号電荷転送用
の逆導電型の第1の不純物層を、所定の間隔を空けて2
列形成する工程と、前記半導体基板の表面上に、第1の
絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜の表面上
に、電極材から成る導電膜を形成する工程と、写真蝕刻
法を用いて前記導電膜にエッチングを行い、前記2列の
第1の不純物層の間の画素領域に対応する部分を除去し
て電極を形成し、前記画素領域において前記第1の絶縁
膜の表面を露出させる工程と、前記画素領域において表
面が露出した前記第1の絶縁膜にエッチングを行って除
去し、前記半導体基板の表面を露出させる工程と、表面
全体に第2の絶縁膜を形成し、前記画素領域における前
記半導体基板の表面を所望の膜厚を有する前記第2の絶
縁膜で覆う工程と、前記電極をマスクとし、前記第2の
絶縁膜をバッファ膜として、前記画素領域における前記
半導体基板の表面部分に逆導電型の不純物イオンを注入
して、逆導電型の第2の不純物層を形成する工程とを備
えている。
【0014】ここで、前記導電膜のエッチングには反応
性イオンエッチングが用いられ、前記第1の絶縁膜のエ
ッチングにはフッ化アンモニウムによるウェットエッチ
ングが用いられてもよく、また前記第2の不純物層を形
成した後、さらに前記電極をマスクとし前記第2の絶縁
膜をバッファ膜として前記第2の不純物層の表面部分に
一導電型の不純物イオンを注入し、一導電型の第3の不
純物層を形成してもよい。
【0015】導電膜にエッチングを行い、所定領域にお
いて第1の絶縁膜の表面を露出した後、さらにこの部分
の第1の絶縁膜をエッチングにより除去して半導体基板
の表面を露出させる。この後、第2の絶縁膜を形成して
所定領域における半導体基板の表面を覆い、この第2の
絶縁膜をバッファ膜として不純物イオンの注入を行う。
導電膜にエッチングを行った後に残存した第1の絶縁膜
をバッファ膜として不純物イオンの注入を行った場合に
は、エッチング後に残存した第1の絶縁膜の膜厚はばら
つきが大きいためイオン注入プロファイルにもばらつき
が生じ、特性が安定しないが、エッチング後に残像した
第1の絶縁膜を除去して第2の絶縁膜を形成し、この膜
厚の安定した第2の絶縁膜をバッファ膜としてイオン注
入を行うことで、イオン注入プロファイルのばらつきが
抑制され、安定した特性を得ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0017】図1に、本実施の形態による半導体装置の
製造方法における工程別の縦断面を示す。
【0018】図1(a)に示されるように、p型半導体
基板11のCCD形成領域に、紙面垂直方向に2列のn
型不純物層12が所定の間隔を空けて形成されている。
半導体基板11の表面に、熱酸化法により摂氏約900
度の温度で約930オングストロームの膜厚のゲート酸
化膜13が形成される。さらにその表面上に、CVD法
により約3000オングストロームの膜厚の多結晶シリ
コン膜14が形成される。この後、表面全体にレジスト
が塗布されて、画素を形成すべき領域が開口した図示さ
れていないレジスト膜が形成される。
【0019】このレジスト膜をマスクとして、図1
(b)のように、多結晶シリコン膜14のうち画素を形
成すべき領域が反応性イオンエッチング(以下、RIE
という)により除去されて、n型不純物層12上にそれ
ぞれCCD電極14aが形成される。このエッチングに
より、ゲート酸化膜13の表面が露出する。
【0020】多結晶シリコン膜14をエッチングした
後、従来の場合と異なり、さらに図1(c)のようにゲ
ート酸化膜13のエッチングを行って画素形成領域にお
ける半導体基板11の表面を露出させる。このエッチン
グは、図1(b)におけるRIEとは異なり、フッ化ア
ンモニウム(NH4 F)を用いたウェットエッチングで
行う。
【0021】図1(d)のように、熱酸化法により摂氏
約900度で、表面全体に酸化シリコンから成る約25
0オングストロームの再酸化膜15を形成する。
【0022】図1(e)のように、CCD電極14aを
イオン注入用マスクとし再酸化膜15をバッファ膜とし
て、n型不純物イオンとして例えばリンイオンを半導体
基板11の表面に、例えば加速電圧650ke V、ドー
ズ量1.3x1012の条件で注入し、n+ 型不純物層1
6を形成する。
【0023】図1(f)のように、CCD電極14a及
び再酸化膜16をマスクとし、p型不純物イオンとして
例えばボロンイオンをn+ 型不純物層16の表面に、例
えば加速電圧33ke V、ドーズ量2.0*1014の条
件で注入し、p+ 型不純物層17をn+ 型不純物層16
の表面に形成する。
【0024】このようにして、画素領域としてn+ 型不
純物層16及びp+ 型不純物層17が形成される。
【0025】本実施の形態によれば、CCD電極14a
を形成するために多結晶シリコン膜14にエッチングを
行いゲート酸化膜13の表面を露出させた後、この表面
が露出したゲート酸化膜13をエッチングにより除去し
て半導体基板11の表面を露出させる。この後、再度熱
酸化を行って再酸化膜15を形成する。これにより、露
出した半導体基板11上には、所望の膜厚を有する再酸
化膜15が存在することになる。この再酸化膜15をバ
ッファ膜としてイオン注入を行うことで、n+型不純物
層16及びp+ 型不純物層17のプロファイルのばらつ
きが小さく抑制され、所望のフォトダイオード特性を安
定して得ることができる。
【0026】上述した実施の形態は一例であり、本発明
を限定するものではない。例えば、本実施例は固体撮像
装置に本発明による製造方法を適用した場合に相当する
が、電極加工後に基板表面にイオン注入を行う装置を製
造する場合には、同様に用いることができる。また、実
施例における導電型を全て反転した装置にも用いること
もできる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、導電膜にエッチングを行って所
定領域において第1の絶縁膜の表面を露出した後、さら
にこの部分の第1の絶縁膜にエッチングを行って除去し
て半導体基板の表面を露出させ、第2の絶縁膜を形成し
てこの膜厚の安定した第2の絶縁膜をバッファ膜として
不純物イオンの注入を行うことで、イオン注入プロファ
イルのばらつきが抑制され、安定した特性を得ることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による半導体装置の製造
方法を工程別に示した素子の縦断面図。
【図2】従来の半導体装置の製造方法を工程別に示した
素子の縦断面図。
【符号の説明】
11 p型半導体基板 12 n型不純物層 13 ゲート酸化膜 14 多結晶シリコン膜 14a CCD電極 15 再酸化膜 16 n+ 型不純物層 17 p+ 型不純物層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電型半導体基板の表面上に、第1の絶
    縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜の表面上に、電極材から成る導電膜を
    形成する工程と、 写真蝕刻法を用いて、前記導電膜にエッチングを行い所
    定領域を除去して電極を形成し、前記所定領域において
    前記第1の絶縁膜の表面を露出させる工程と、 前記所定領域において表面が露出した前記第1の絶縁膜
    にエッチングを行って除去し、前記半導体基板の表面を
    露出させる工程と、 表面全体に第2の絶縁膜を形成し、前記所定領域におけ
    る前記半導体基板の表面を所定の膜厚を有する前記第2
    の絶縁膜で覆う工程と、 前記電極をマスクとし、前記第2の絶縁膜をバッファ膜
    として、前記所定領域における前記半導体基板の表面部
    分に、逆導電型の不純物イオンを注入して逆導電型不純
    物層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】一導電型半導体基板の表面部分に、信号電
    荷転送用の逆導電型の第1の不純物層を、所定の間隔を
    空けて2列形成する工程と、 前記半導体基板の表面上に、第1の絶縁膜を形成する工
    程と、 前記第1の絶縁膜の表面上に、電極材から成る導電膜を
    形成する工程と、 写真蝕刻法を用いて前記導電膜にエッチングを行い、前
    記2列の第1の不純物層の間の画素領域に対応する部分
    を除去して電極を形成し、前記画素領域において前記第
    1の絶縁膜の表面を露出させる工程と、 前記画素領域において表面が露出した前記第1の絶縁膜
    にエッチングを行って除去し、前記半導体基板の表面を
    露出させる工程と、 表面全体に第2の絶縁膜を形成し、前記画素領域におけ
    る前記半導体基板の表面を所望の膜厚を有する前記第2
    の絶縁膜で覆う工程と、 前記電極をマスクとし、前記第2の絶縁膜をバッファ膜
    として、前記画素領域における前記半導体基板の表面部
    分に逆導電型の不純物イオンを注入して、逆導電型の第
    2の不純物層を形成する工程と、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記導電膜のエッチングには反応性イオン
    エッチングが用いられ、前記第1の絶縁膜のエッチング
    にはフッ化アンモニウムによるウェットエッチングが用
    いられることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】前記第2の不純物層を形成した後、さらに
    前記電極をマスクとし前記第2の絶縁膜をバッファ膜と
    して前記第2の不純物層の表面部分に一導電型の不純物
    イオンを注入し、一導電型の第3の不純物層を形成する
    ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の
    半導体装置の製造方法。
JP7243330A 1995-09-21 1995-09-21 半導体装置の製造方法 Pending JPH0992812A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010283306A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Canon Inc 光電変換装置の製造方法
JP2011222572A (ja) * 2010-04-02 2011-11-04 Sharp Corp 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器

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JP2010283306A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Canon Inc 光電変換装置の製造方法
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