JPH10289992A - 固体撮像装置とその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置とその製造方法Info
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- JPH10289992A JPH10289992A JP9097652A JP9765297A JPH10289992A JP H10289992 A JPH10289992 A JP H10289992A JP 9097652 A JP9097652 A JP 9097652A JP 9765297 A JP9765297 A JP 9765297A JP H10289992 A JPH10289992 A JP H10289992A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受光感度を比較的簡単な方法によって向上し
た固体撮像装置の実現を課題とする。 【解決手段】 光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数の単位撮像素子をマトリクス状に平面上に配
列し、光電変換機能によってこの単位撮像素子に蓄積さ
れた電荷に対応する信号電荷を信号電荷読み出し機能に
よって順次読み出す固体撮像装置において、単位撮像素
子としてＭＯＳトランジスタを用い、このＭＯＳトラン
ジスタのゲート２下のセンサー４部分の不純物濃度をソ
ース１側でより高くするようにし、これによって電荷の
蓄積位置をソース１側によせるようにする。
た固体撮像装置の実現を課題とする。 【解決手段】 光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数の単位撮像素子をマトリクス状に平面上に配
列し、光電変換機能によってこの単位撮像素子に蓄積さ
れた電荷に対応する信号電荷を信号電荷読み出し機能に
よって順次読み出す固体撮像装置において、単位撮像素
子としてＭＯＳトランジスタを用い、このＭＯＳトラン
ジスタのゲート２下のセンサー４部分の不純物濃度をソ
ース１側でより高くするようにし、これによって電荷の
蓄積位置をソース１側によせるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子とそ
の製造方法に関し、特に固体撮像素子の感度の改善とそ
のための製造方法に関する。
の製造方法に関し、特に固体撮像素子の感度の改善とそ
のための製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＯＳトランジスタやＣＣＤ（Chage Co
upled Device）を用いた固体撮像素子が撮像用の装置に
広く用いられるようになっている。これは光電変換によ
って蓄積された電荷を利用し、電荷をアレイ状に転送し
て平面のイメージを出力するものである。最近では、カ
ラーで１／４型で３８万画素のものが製品化されている
など、小型、小撮像面積で、多画素のものへと改良が進
んできている。
upled Device）を用いた固体撮像素子が撮像用の装置に
広く用いられるようになっている。これは光電変換によ
って蓄積された電荷を利用し、電荷をアレイ状に転送し
て平面のイメージを出力するものである。最近では、カ
ラーで１／４型で３８万画素のものが製品化されている
など、小型、小撮像面積で、多画素のものへと改良が進
んできている。
【０００３】ところで、撮像装置が小型で画素数が増え
れば増えるほど、単位画素当たりの受光面積が小さくな
るので、雑音に強い撮像が正しく行われるためには単位
光電変換素子の感度が高いものが要求されることにな
る。
れば増えるほど、単位画素当たりの受光面積が小さくな
るので、雑音に強い撮像が正しく行われるためには単位
光電変換素子の感度が高いものが要求されることにな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のごとく、固体撮
像素子には、より小型軽量であることが要求されてい
る。このためには受光部面積が小さくなっても感度が落
ちないように、さらに感度の向上が望まれている。
像素子には、より小型軽量であることが要求されてい
る。このためには受光部面積が小さくなっても感度が落
ちないように、さらに感度の向上が望まれている。
【０００５】本発明は、このような問題を解決して、比
較的簡単な方法によって、その受光感度を向上したＭＯ
Ｓトランジスタを用いた固体撮像素子を実現し、さら
に、そのような固体撮像装置を製造する方法を、従来か
らある手法を用いて、比較的簡単な方法で実現すること
を課題とする。
較的簡単な方法によって、その受光感度を向上したＭＯ
Ｓトランジスタを用いた固体撮像素子を実現し、さら
に、そのような固体撮像装置を製造する方法を、従来か
らある手法を用いて、比較的簡単な方法で実現すること
を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数の単位撮像素子をマトリクス状に平面上に配
列し、光電変換機能によってこの単位撮像素子に蓄積さ
れた電荷に対応する信号電荷を信号電荷読み出し機能に
よって順次読み出す固体撮像装置において、前記単位撮
像素子はＭＯＳトランジスタを具備し、このＭＯＳトラ
ンジスタのゲート下の不純物濃度を変化させてソース側
でより高くすることを特徴とする。
め、本発明は、光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数の単位撮像素子をマトリクス状に平面上に配
列し、光電変換機能によってこの単位撮像素子に蓄積さ
れた電荷に対応する信号電荷を信号電荷読み出し機能に
よって順次読み出す固体撮像装置において、前記単位撮
像素子はＭＯＳトランジスタを具備し、このＭＯＳトラ
ンジスタのゲート下の不純物濃度を変化させてソース側
でより高くすることを特徴とする。
【０００７】また、光電変換機能と信号電荷読み出し機
能を有する複数のＭＯＳトランジスタからなる単位撮像
素子をマトリクス状に平面上に配列し、光電変換機能に
よってこの単位撮像素子に蓄積された電荷に対応する信
号電荷を信号電荷読み出し機能によって順次読み出す固
体撮像装置の製造方法において、前記ＭＯＳトランジス
タのゲートの長さ方向に形状の異なる複数のマスクを用
いて複数回の不純物打ち込みを行い、前記ＭＯＳトラン
ジスタのソース近傍の不純物の分布を変化させることを
特徴とする。
能を有する複数のＭＯＳトランジスタからなる単位撮像
素子をマトリクス状に平面上に配列し、光電変換機能に
よってこの単位撮像素子に蓄積された電荷に対応する信
号電荷を信号電荷読み出し機能によって順次読み出す固
体撮像装置の製造方法において、前記ＭＯＳトランジス
タのゲートの長さ方向に形状の異なる複数のマスクを用
いて複数回の不純物打ち込みを行い、前記ＭＯＳトラン
ジスタのソース近傍の不純物の分布を変化させることを
特徴とする。
【０００８】あるいは、この固体撮像装置の製造方法に
おいて、前記ＭＯＳトランジスタのソースのみが開口し
たマスクを用いて不純物打ち込みを行い、この不純物打
ち込み終了後に熱処理により不純物の拡散を行ってソー
ス近傍のゲート下の不純物濃度を他の部分のゲート下の
不純物濃度よりも高くすることを特徴とする。
おいて、前記ＭＯＳトランジスタのソースのみが開口し
たマスクを用いて不純物打ち込みを行い、この不純物打
ち込み終了後に熱処理により不純物の拡散を行ってソー
ス近傍のゲート下の不純物濃度を他の部分のゲート下の
不純物濃度よりも高くすることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる固体撮像装
置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本
発明の一実施の形態の固体撮像装置の個々の固体撮像素
子の基本的な構成を示す部分的な平面図と断面図であ
る。図１において、１はソース（Source）、２はゲート
（Gate）、３はドレイン（Drain ）、４はセンサー（Se
nsor）、５はＮ−プラグ（N-Plug）、６はソース領域に
打たれたセンサーと同一極性のポテンシャルなどの調整
用の領域、７は蓄積された信号電荷を掃き出す機能を有
するＯＦＢ（Over Flow Barrier ）、８は半導体基板で
ある。
置を添付図面を参照にして詳細に説明する。図１は、本
発明の一実施の形態の固体撮像装置の個々の固体撮像素
子の基本的な構成を示す部分的な平面図と断面図であ
る。図１において、１はソース（Source）、２はゲート
（Gate）、３はドレイン（Drain ）、４はセンサー（Se
nsor）、５はＮ−プラグ（N-Plug）、６はソース領域に
打たれたセンサーと同一極性のポテンシャルなどの調整
用の領域、７は蓄積された信号電荷を掃き出す機能を有
するＯＦＢ（Over Flow Barrier ）、８は半導体基板で
ある。
【００１０】また、図２に図１の実施の形態のＭＯＳト
ランジスタを用いた固体撮像装置の基本回路図を示す。
図２において２１は垂直シフトレジスタ、２２は水平シ
フトレジスタ、２３は垂直信号線、２４は映像信号出力
線、２５は単位固体撮像素子であるＭＯＳトランジス
タ、２６は受光部である。
ランジスタを用いた固体撮像装置の基本回路図を示す。
図２において２１は垂直シフトレジスタ、２２は水平シ
フトレジスタ、２３は垂直信号線、２４は映像信号出力
線、２５は単位固体撮像素子であるＭＯＳトランジス
タ、２６は受光部である。
【００１１】まず、この固体撮像装置の動作を図２に沿
って説明する。この固体撮像装置に信号光が入力される
と、この固体撮像装置の単位固体撮像素子であるＭＯＳ
トランジスタ２５の光電変換機能が働いて、そのゲート
の下のに光の強さに応じた電荷が蓄積される。図２では
光ダイオードのシンボルで示しているが、これがＭＯＳ
トランジスタ２５のゲート下の光電変換機能を有したセ
ンサー部分にあたる。
って説明する。この固体撮像装置に信号光が入力される
と、この固体撮像装置の単位固体撮像素子であるＭＯＳ
トランジスタ２５の光電変換機能が働いて、そのゲート
の下のに光の強さに応じた電荷が蓄積される。図２では
光ダイオードのシンボルで示しているが、これがＭＯＳ
トランジスタ２５のゲート下の光電変換機能を有したセ
ンサー部分にあたる。
【００１２】このように、光電変換による電荷がゲート
下に蓄積され終わると、垂直シフトレジスタ２１と水平
シフトレジスタ２２に、それぞれＹクロック、Ｈクロッ
クを加え、これによって両レジスタに発生するパルスで
ＭＯＳトランジスタ２５のスイッチマトリクスを順次操
作し、光電変換で蓄積された電荷にたいしてソースフォ
ロワ動作を行った時のソース電位の変調量を順番に信号
として映像信号出力線２４に読み出して行く。これによ
って光電変換された電荷に対応した映像信号を固体撮像
素子から出力することができる。図２では、ソースから
の出力の取り出し形式をソースフォロワの形式にしてい
るが、抵抗の代わりにコンデンサを備えた容量負荷型の
動作形式にしてもさしつかえない。
下に蓄積され終わると、垂直シフトレジスタ２１と水平
シフトレジスタ２２に、それぞれＹクロック、Ｈクロッ
クを加え、これによって両レジスタに発生するパルスで
ＭＯＳトランジスタ２５のスイッチマトリクスを順次操
作し、光電変換で蓄積された電荷にたいしてソースフォ
ロワ動作を行った時のソース電位の変調量を順番に信号
として映像信号出力線２４に読み出して行く。これによ
って光電変換された電荷に対応した映像信号を固体撮像
素子から出力することができる。図２では、ソースから
の出力の取り出し形式をソースフォロワの形式にしてい
るが、抵抗の代わりにコンデンサを備えた容量負荷型の
動作形式にしてもさしつかえない。
【００１３】このような固体撮像装置の受光部の単位と
なるＭＯＳトランジスタは、本実施の形態では、図１
（ａ）に示すように格子上に配列されて受光部２６を形
成している。このＭＯＳトランジスタはそのゲート２の
下で光電変換し、この部分に蓄積された電荷によって、
容量負荷動作またはソースフォロワ動作を行った時のソ
ース電位の変調を信号として読み出す。このような動作
原理の基では、ゲート２下で光電変換された時の電荷の
大きさが同じであっても、電荷が蓄積される蓄積位置が
ソース電極１に近ければ近い程、また表面チャネルに近
ければ近いほど、ソース電位に対する影響が大きくなっ
てくる。
なるＭＯＳトランジスタは、本実施の形態では、図１
（ａ）に示すように格子上に配列されて受光部２６を形
成している。このＭＯＳトランジスタはそのゲート２の
下で光電変換し、この部分に蓄積された電荷によって、
容量負荷動作またはソースフォロワ動作を行った時のソ
ース電位の変調を信号として読み出す。このような動作
原理の基では、ゲート２下で光電変換された時の電荷の
大きさが同じであっても、電荷が蓄積される蓄積位置が
ソース電極１に近ければ近い程、また表面チャネルに近
ければ近いほど、ソース電位に対する影響が大きくなっ
てくる。
【００１４】図１（ｂ）は図１（ａ）のＭＯＳトランジ
スタ部分の直線Ａ−Ｂでの断面図である。この図で示さ
れるように、センサー４内の不純物濃度はソース１の近
傍で高くなっている。このように、ゲート２の下の不純
物濃度をソース１の近傍で高くすることによって、後に
図３および図４で説明するように、センサー４のポテン
シャルをソース１側で深くすることができ、この結果、
電荷の蓄積位置がソース電極１に近付いて行く。
スタ部分の直線Ａ−Ｂでの断面図である。この図で示さ
れるように、センサー４内の不純物濃度はソース１の近
傍で高くなっている。このように、ゲート２の下の不純
物濃度をソース１の近傍で高くすることによって、後に
図３および図４で説明するように、センサー４のポテン
シャルをソース１側で深くすることができ、この結果、
電荷の蓄積位置がソース電極１に近付いて行く。
【００１５】このように本実施の形態では、増幅型撮像
素子のセンサー４部分でゲート２の長さ方向にゲート２
の下の不純物濃度を変化させ、電荷の蓄積位置をソース
１側に近寄せるようにしている。
素子のセンサー４部分でゲート２の長さ方向にゲート２
の下の不純物濃度を変化させ、電荷の蓄積位置をソース
１側に近寄せるようにしている。
【００１６】このようにして不純物濃度をソース１側で
高くした本実施の形態の場合の断面ポテンシャルプロフ
ァィルのシミュレーション結果を図３に示す。さらに比
較のために、従来の場合の断面ポテンシャルプロファィ
ルのシミュレーション結果を図４に示す。このポテンシ
ャルプロファィルを比較してみると、ポテンシャルの最
深部２０が図３では、図４の従来の場合よりも右側に、
すなわちソース１側よりに移動していることがわかる。
このように最深部２０がソース１側に移動しているとい
うことはセンサー４のポテンシャルがソース１側でより
低くなったことを意味している。
高くした本実施の形態の場合の断面ポテンシャルプロフ
ァィルのシミュレーション結果を図３に示す。さらに比
較のために、従来の場合の断面ポテンシャルプロファィ
ルのシミュレーション結果を図４に示す。このポテンシ
ャルプロファィルを比較してみると、ポテンシャルの最
深部２０が図３では、図４の従来の場合よりも右側に、
すなわちソース１側よりに移動していることがわかる。
このように最深部２０がソース１側に移動しているとい
うことはセンサー４のポテンシャルがソース１側でより
低くなったことを意味している。
【００１７】この図３のシミュレーション結果に示すよ
うに、ゲート２の長さ方向（図１（ａ）の直線Ａ−Ｂ方
向）についてゲート２の下の不純物濃度を変化させ、ソ
ース１側で不純物濃度を高くするようにすると、センサ
ー４部分のポテンシャルプロファィルを、その最深部２
０がソース１よりになるように変化させることができ
る。ポテンシャルの最深部２０がソース１に近付けば、
センサー４のポテンシャルはソース１側で低くなること
になり、ゲート２の下の全体で光電変換した電荷は、こ
のポテンシャルの低いソース１側に集まってくる。これ
によって、ゲート２の下の全体の電荷量が同一であって
も、電荷がソース１に与える影響がより大きくなり、し
たがって電荷に伴うソース電位の変調度が大きくなって
きて、このため、同じ光量によって出力が大きくとれる
という高感度化の効果が得られる。
うに、ゲート２の長さ方向（図１（ａ）の直線Ａ−Ｂ方
向）についてゲート２の下の不純物濃度を変化させ、ソ
ース１側で不純物濃度を高くするようにすると、センサ
ー４部分のポテンシャルプロファィルを、その最深部２
０がソース１よりになるように変化させることができ
る。ポテンシャルの最深部２０がソース１に近付けば、
センサー４のポテンシャルはソース１側で低くなること
になり、ゲート２の下の全体で光電変換した電荷は、こ
のポテンシャルの低いソース１側に集まってくる。これ
によって、ゲート２の下の全体の電荷量が同一であって
も、電荷がソース１に与える影響がより大きくなり、し
たがって電荷に伴うソース電位の変調度が大きくなって
きて、このため、同じ光量によって出力が大きくとれる
という高感度化の効果が得られる。
【００１８】次に、このような不純物濃度の分布の構成
を実現する製造方法の一実施の形態を、図５および図６
に示す。図５（ａ）のように表面にＳｉ表面酸化膜９を
構成し、ＯＦＢ７が設けられた半導体基板８に対して、
まず図５（ｃ）のような第１のレジストマスク１０を用
いて、図５（ｂ）のように第１回目のセンサーイオンイ
ンプランテーション（Ion Implantation）を行い、不純
物を打ち込む。この第１のレジストマスク１０は、セン
サー４の領域のうち、特にソース１の近傍の部分だけを
開口したマスクである。
を実現する製造方法の一実施の形態を、図５および図６
に示す。図５（ａ）のように表面にＳｉ表面酸化膜９を
構成し、ＯＦＢ７が設けられた半導体基板８に対して、
まず図５（ｃ）のような第１のレジストマスク１０を用
いて、図５（ｂ）のように第１回目のセンサーイオンイ
ンプランテーション（Ion Implantation）を行い、不純
物を打ち込む。この第１のレジストマスク１０は、セン
サー４の領域のうち、特にソース１の近傍の部分だけを
開口したマスクである。
【００１９】次に、第１回目のセンサーイオンインプラ
ンテーションを行った基板８に対して、図６（ｂ）のよ
うな第２のレジストマスク１１を用いて、図６（ａ）の
ように第２回目のセンサーイオンインプランテーション
を行って、さらに不純物を打ち込む。この第２のレジス
トマスク１１の開口部分は、第１のレジストマスク１０
とソース１側の部分で開口のエッジが一致し、ドレイン
３側ではさらに広く開口されたものである。さらに、こ
の後、レジストマスクなしで図６（ｃ）のように第３回
目のセンサーイオンインプランテーションを行って必要
な不純物濃度を達成する。この結果、図６（ｄ）に示す
ように、図１（ａ）に示したような構成が実現される。
ンテーションを行った基板８に対して、図６（ｂ）のよ
うな第２のレジストマスク１１を用いて、図６（ａ）の
ように第２回目のセンサーイオンインプランテーション
を行って、さらに不純物を打ち込む。この第２のレジス
トマスク１１の開口部分は、第１のレジストマスク１０
とソース１側の部分で開口のエッジが一致し、ドレイン
３側ではさらに広く開口されたものである。さらに、こ
の後、レジストマスクなしで図６（ｃ）のように第３回
目のセンサーイオンインプランテーションを行って必要
な不純物濃度を達成する。この結果、図６（ｄ）に示す
ように、図１（ａ）に示したような構成が実現される。
【００２０】このように、複数の開口部分の異なるレジ
ストマスクを用いてイオンインプランテーションを繰り
返し、その繰り返しの回数をソース１の近傍で他の部分
よりも多くすることによって、センサー４部分の不純物
濃度をソース１の近傍で他の部分よりも高く形成するこ
とができる。このように複数枚のマスクを用いてイオン
インプランテーションを繰り返すことによって、比較的
簡単な従来からある手法を使って、センサー領域の不純
物濃度をソース１側の部分で高くし、ソース１近傍の部
分でのポテンシャルを低くすることができる。
ストマスクを用いてイオンインプランテーションを繰り
返し、その繰り返しの回数をソース１の近傍で他の部分
よりも多くすることによって、センサー４部分の不純物
濃度をソース１の近傍で他の部分よりも高く形成するこ
とができる。このように複数枚のマスクを用いてイオン
インプランテーションを繰り返すことによって、比較的
簡単な従来からある手法を使って、センサー領域の不純
物濃度をソース１側の部分で高くし、ソース１近傍の部
分でのポテンシャルを低くすることができる。
【００２１】イオンインプランテーションの技術は、近
年非常に進歩した技術であり、常に状況をモニタしなが
らイオンの数を把握しながら、また、打ち込みの深さや
プロファイルを制御しながら精密な不純物導入が可能に
なっている。また、レジストや他の膜をマスクとした場
合の選択性も優れている。したがって、このような手法
を用いることによって、ゲート２の下の部分全体で光電
変換によって発生した電荷を、このポテンシャルが一番
低いソース１側の部分に集めることができ、このように
電荷がソース１側の周辺に集まれば、蓄積電荷のソース
電位に及ぼす影響を高くすることができるので、比較的
簡単な従来からの手法で高感度の固体撮像装置を実現す
ることができる。
年非常に進歩した技術であり、常に状況をモニタしなが
らイオンの数を把握しながら、また、打ち込みの深さや
プロファイルを制御しながら精密な不純物導入が可能に
なっている。また、レジストや他の膜をマスクとした場
合の選択性も優れている。したがって、このような手法
を用いることによって、ゲート２の下の部分全体で光電
変換によって発生した電荷を、このポテンシャルが一番
低いソース１側の部分に集めることができ、このように
電荷がソース１側の周辺に集まれば、蓄積電荷のソース
電位に及ぼす影響を高くすることができるので、比較的
簡単な従来からの手法で高感度の固体撮像装置を実現す
ることができる。
【００２２】図７は、不純物濃度の分布の構成を実現す
る製造方法の他の実施の形態を示したものである。この
方法では、図７（ａ）のように表面にＳｉ表面酸化膜９
を構成し、ＯＦＢ７が設けられた半導体基板８に対し
て、まず図７（ｃ）のようなソース１の部分だけを開口
したレジストマスク１２を用いて、図７（ｂ）のように
センサーイオンインプランテーションを行い、不純物を
打ち込む。その後、熱拡散の手法を用いて、図７（ｂ）
でイオンインプランテーションによって打ち込んだ不純
物をセンサー領域に拡散させる。この結果、図７（ｄ）
に示すように、図１（ａ）に示したようなＭＯＳトラン
ジスタの構成が実現される。
る製造方法の他の実施の形態を示したものである。この
方法では、図７（ａ）のように表面にＳｉ表面酸化膜９
を構成し、ＯＦＢ７が設けられた半導体基板８に対し
て、まず図７（ｃ）のようなソース１の部分だけを開口
したレジストマスク１２を用いて、図７（ｂ）のように
センサーイオンインプランテーションを行い、不純物を
打ち込む。その後、熱拡散の手法を用いて、図７（ｂ）
でイオンインプランテーションによって打ち込んだ不純
物をセンサー領域に拡散させる。この結果、図７（ｄ）
に示すように、図１（ａ）に示したようなＭＯＳトラン
ジスタの構成が実現される。
【００２３】このようにすると、図５および図６の実施
の形態の場合と同様に、比較的簡単に、従来からの手法
によって、センサー領域の不純物濃度をソース１側の部
分で高く、ポテンシャルを低くすることができる。した
がって、ゲート２の下の部分の全体で光電変換によって
発生した電荷を、このポテンシャルが低いソース１側の
部分に集めることができて、蓄積電荷がソース電位に及
ぼす影響を高くすることができるので、比較的簡単な従
来からの手法で高感度の撮像素子を実現することができ
る。また、イオンインプランテーション後の熱処理工程
は、結晶構造の再生に必要な工程であるので、処理時間
は長くなるものの工程を特に増やす必要なく全処理が実
現できるので、効率的である。
の形態の場合と同様に、比較的簡単に、従来からの手法
によって、センサー領域の不純物濃度をソース１側の部
分で高く、ポテンシャルを低くすることができる。した
がって、ゲート２の下の部分の全体で光電変換によって
発生した電荷を、このポテンシャルが低いソース１側の
部分に集めることができて、蓄積電荷がソース電位に及
ぼす影響を高くすることができるので、比較的簡単な従
来からの手法で高感度の撮像素子を実現することができ
る。また、イオンインプランテーション後の熱処理工程
は、結晶構造の再生に必要な工程であるので、処理時間
は長くなるものの工程を特に増やす必要なく全処理が実
現できるので、効率的である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光電変換
機能と信号電荷読み出し機能を有する複数のＭＯＳトラ
ンジスタからなる単位撮像素子をマトリクス状に平面上
に配列し、光電変換機能によってこのＭＯＳトランジス
タのゲートに蓄積された電荷に対応する信号電荷を信号
電荷読み出し機能によって容量負荷動作またはソースフ
ォロワ動作で、このＭＯＳトランジスタソースから順次
読み出す固体撮像装置において、このＭＯＳトランジス
タのゲート下の不純物濃度を不均一にしソース側でより
高くする。これによって、電荷の蓄積位置をよりソース
側に寄せるようにすることができ、ゲートの下の部分全
体で光電変換によって発生した電荷を、このポテンシャ
ルが低いソース側の部分に集めることができる。この結
果、蓄積電荷がソース電位に及ぼす影響を高くして、高
感度の撮像素子を実現することができる。
機能と信号電荷読み出し機能を有する複数のＭＯＳトラ
ンジスタからなる単位撮像素子をマトリクス状に平面上
に配列し、光電変換機能によってこのＭＯＳトランジス
タのゲートに蓄積された電荷に対応する信号電荷を信号
電荷読み出し機能によって容量負荷動作またはソースフ
ォロワ動作で、このＭＯＳトランジスタソースから順次
読み出す固体撮像装置において、このＭＯＳトランジス
タのゲート下の不純物濃度を不均一にしソース側でより
高くする。これによって、電荷の蓄積位置をよりソース
側に寄せるようにすることができ、ゲートの下の部分全
体で光電変換によって発生した電荷を、このポテンシャ
ルが低いソース側の部分に集めることができる。この結
果、蓄積電荷がソース電位に及ぼす影響を高くして、高
感度の撮像素子を実現することができる。
【００２５】また、このような固体撮像装置を製造する
方法として、本発明では、ゲートの長さ方向に開口の形
状の異なる複数枚のマスクを用いてセンサーイオンイン
プランテーションを行い、ＭＯＳトランジスタのソース
近傍の不純物の分布を変化させるようにする。これによ
り、従来から確立されている手法を用いて、比較的簡単
な方法で、ＭＯＳトランジスタのゲート下の不純物濃度
をソース側でより高くすることができる。
方法として、本発明では、ゲートの長さ方向に開口の形
状の異なる複数枚のマスクを用いてセンサーイオンイン
プランテーションを行い、ＭＯＳトランジスタのソース
近傍の不純物の分布を変化させるようにする。これによ
り、従来から確立されている手法を用いて、比較的簡単
な方法で、ＭＯＳトランジスタのゲート下の不純物濃度
をソース側でより高くすることができる。
【００２６】さらに、ＭＯＳトランジスタのソースのみ
が開口したマスクを用いて不純物打ち込みを行い、続い
て、ことを特この不純物打ち込み終了後に熱処理により
不純物の拡散を行ってソース近傍のゲート下の不純物濃
度を他の部分のゲート下の不純物濃度よりも高くする方
法をも提案する。これによって、従来の手法を用いて比
較的簡単に、ＭＯＳトランジスタのゲート下の不純物濃
度をソース側でより高くすることができる。
が開口したマスクを用いて不純物打ち込みを行い、続い
て、ことを特この不純物打ち込み終了後に熱処理により
不純物の拡散を行ってソース近傍のゲート下の不純物濃
度を他の部分のゲート下の不純物濃度よりも高くする方
法をも提案する。これによって、従来の手法を用いて比
較的簡単に、ＭＯＳトランジスタのゲート下の不純物濃
度をソース側でより高くすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態の固体撮像装置の固体撮
像素子の構成を示す平面図および断面図。
像素子の構成を示す平面図および断面図。
【図２】図１に示す固体撮像装置の基本回路図。
【図３】本実施の形態の固体撮像素子の断面ポテンシャ
ルプロファィルのシミュレーション結果。
ルプロファィルのシミュレーション結果。
【図４】従来の固体撮像素子の断面ポテンシャルプロフ
ァィルのシミュレーション結果。
ァィルのシミュレーション結果。
【図５】本発明の固体撮像装置の製造方法の一実施の形
態を示す説明図。
態を示す説明図。
【図６】本発明の固体撮像装置の製造方法の一実施の形
態を示す説明図（続き）。
態を示す説明図（続き）。
【図７】本発明の固体撮像装置の製造方法の他の実施の
形態を示す説明図。
形態を示す説明図。
１……ソース、２……ゲート、３……ドレイン、４……
センサー、５……Ｎ−プラグ、６……ポテンシャル調整
用の領域、７……ＯＦＢ、８……基板、９……Ｓｉ表面
酸化膜、１０、１１、１２……レジストマスク、２０…
…ポテンシャルの最深部、２１……垂直シフトレジス
タ、２２……水平シフトレジスタ、２３……垂直信号
線、２４……映像信号出力線、２５……ＭＯＳトランジ
スタ、２６……受光部。
センサー、５……Ｎ−プラグ、６……ポテンシャル調整
用の領域、７……ＯＦＢ、８……基板、９……Ｓｉ表面
酸化膜、１０、１１、１２……レジストマスク、２０…
…ポテンシャルの最深部、２１……垂直シフトレジス
タ、２２……水平シフトレジスタ、２３……垂直信号
線、２４……映像信号出力線、２５……ＭＯＳトランジ
スタ、２６……受光部。
Claims (3)
- 【請求項１】 光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数の単位撮像素子をマトリクス状に平面上に配
列し、光電変換機能によってこの単位撮像素子に蓄積さ
れた電荷に対応する信号電荷を信号電荷読み出し機能に
よって順次読み出す固体撮像装置において、 前記単位撮像素子はＭＯＳトランジスタを具備し、この
ＭＯＳトランジスタのゲート下に蓄積される光電変換に
より発生した電荷をソース側に寄せて蓄積させることを
特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】 光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数のＭＯＳトランジスタからなる単位撮像素子
をマトリクス状に平面上に配列し、光電変換機能によっ
てこの単位撮像素子に蓄積された電荷に対応する信号電
荷を信号電荷読み出し機能によって順次読み出す固体撮
像装置の製造方法において、 前記ＭＯＳトランジスタのゲートの長さ方向に形状の異
なる複数のマスクを用いて複数回の不純物打ち込みを行
い、前記ＭＯＳトランジスタのソース近傍の不純物の分
布を変化させることを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。 - 【請求項３】 光電変換機能と信号電荷読み出し機能を
有する複数のＭＯＳトランジスタからなる単位撮像素子
をマトリクス状に平面上に配列し、光電変換機能によっ
てこの単位撮像素子に蓄積された電荷に対応する信号電
荷を信号電荷読み出し機能によって順次読み出す固体撮
像装置の製造方法において、 前記ＭＯＳトランジスタのソースのみが開口したマスク
を用いて不純物打ち込みを行い、この不純物打ち込み終
了後に熱処理により不純物の拡散を行ってソース近傍の
ゲート下の不純物濃度を他の部分のゲート下の不純物濃
度よりも高くする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 |
|---|---|---|---|
| JP09765297A JP3752773B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09765297A JP3752773B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10289992A true JPH10289992A (ja) | 1998-10-27 |
| JP3752773B2 JP3752773B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=14198027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09765297A Expired - Fee Related JP3752773B2 (ja) | 1997-04-15 | 1997-04-15 | 固体撮像装置とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3752773B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010007594A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Microsoft International Holdings B.V. | Cmos photogate 3d camera system having improved charge sensing cell and pixel geometry |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI479887B (zh) | 2007-05-24 | 2015-04-01 | Sony Corp | 背向照明固態成像裝置及照相機 |
| JP5167799B2 (ja) | 2007-12-18 | 2013-03-21 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびカメラ |
| JP5458690B2 (ja) | 2009-06-22 | 2014-04-02 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびカメラ |
-
1997
- 1997-04-15 JP JP09765297A patent/JP3752773B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010007594A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Microsoft International Holdings B.V. | Cmos photogate 3d camera system having improved charge sensing cell and pixel geometry |
| US8264581B2 (en) | 2008-07-17 | 2012-09-11 | Microsoft International Holdings B.V. | CMOS photogate 3D camera system having improved charge sensing cell and pixel geometry |
| CN103189983A (zh) * | 2008-07-17 | 2013-07-03 | 微软国际控股私有有限公司 | 具有改善的电荷检出单元和像素几何结构的cmos光栅3d照相机系统 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3752773B2 (ja) | 2006-03-08 |
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