JPH10321550A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10321550A
JPH10321550A JP9131166A JP13116697A JPH10321550A JP H10321550 A JPH10321550 A JP H10321550A JP 9131166 A JP9131166 A JP 9131166A JP 13116697 A JP13116697 A JP 13116697A JP H10321550 A JPH10321550 A JP H10321550A
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JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
type semiconductor
opening
impurity
region
Prior art date
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Application number
JP9131166A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Higuchi
敏章 樋口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH10321550A publication Critical patent/JPH10321550A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacture of a semiconductor device capable of forming the impurity layer of a width smaller than the line-to-line dimension of a masking pattern. SOLUTION: An ion source is installed tilt by a prescribed angle θ with respect to the vertical plane of the surface of an N-type semiconductor substrate 120. Impurity ions 141 are made incident inside the N-type semiconductor substrate 120 via the opening 123 of a resist film 124 from a direction tilted by the prescribed angle θ with respect to the vertical plane of the surface of the N-type semiconductor substrate 120. On the surface of the N-type semiconductor substrate 120 inside the opening 123, a projection surface 126 is formed corresponding to the wall surface of the opening 123. The impurity ions 141 are not injected to an area corresponding to the projection surface 126 inside the opening 123 but are injected only to areas other than that. Thus, a channel stop region 125 as the impurity layer is formed in the region of a width narrower than the width of the opening 123 of the resist film 124.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板内に形
成される不純物層のパターンに対応した開口部を有する
マスクを介して不純物イオンの注入を行うことにより不
純物層の形成を行う半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device for forming an impurity layer by implanting impurity ions through a mask having an opening corresponding to a pattern of the impurity layer formed in a semiconductor substrate. It relates to a manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、固体撮像素子等の半導体装置を搭
載したビデオカメラ等の撮像装置の普及に伴って、CC
D(電荷結合素子)などの固体撮像素子の開発が盛んに
行われている。CCDは、例えばN型半導体基板に不純
物イオンを注入して形成される電荷蓄積部(例えばN+
層)、バーチャルゲート(例えばP+ 層)、転送チャネ
ル領域(例えばN+ 層)およびチャネルストップ領域
(例えばP- 層)等の不純物層や、成膜工程で形成され
る電荷転送電極および遮光Al(アルミニウム)層等で
構成されている。上記した不純物層の形成は、一般に、
図6に示したイオン注入装置300を用いて行われるこ
とが多い。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of imaging devices such as video cameras equipped with semiconductor devices such as solid-state imaging devices, CCs have been developed.
Development of solid-state imaging devices such as D (charge-coupled device) has been actively conducted. The CCD has, for example, a charge storage portion (for example, N +) formed by injecting impurity ions into an N-type semiconductor substrate.
Layers), a virtual gate (for example, a P + layer), an impurity layer such as a transfer channel region (for example, an N + layer) and a channel stop region (for example, a P layer), a charge transfer electrode formed in a film forming process, and a light shielding Al. (Aluminum) layer and the like. The formation of the above-described impurity layer is generally performed by
It is often performed using the ion implantation apparatus 300 shown in FIG.

【0003】このイオン注入装置300では、図示しな
い真空排気系によって減圧された真空室310の例えば
底部にN型半導体基板320を支持するための基板支持
部330が設けられている。この基板支持部330に対
向する位置にイオン源340が設置され、このイオン源
340により不純物イオン341(例えば、ボロンイオ
ン(B+ ))が生成される。イオン源340により生成
された不純物イオン341は、イオン源340の出口に
設けられた引き出し電極342によってビーム状に加速
して引き出される。引き出された不純物イオン341は
N型半導体基板320に対して垂直に入射し、これによ
り不純物層が形成される。
In the ion implantation apparatus 300, a substrate support 330 for supporting an N-type semiconductor substrate 320 is provided at, for example, the bottom of a vacuum chamber 310 decompressed by a vacuum evacuation system (not shown). An ion source 340 is provided at a position facing the substrate support 330, and an impurity ion 341 (for example, boron ion (B + )) is generated by the ion source 340. The impurity ions 341 generated by the ion source 340 are accelerated and extracted in a beam form by an extraction electrode 342 provided at the outlet of the ion source 340. The extracted impurity ions 341 are vertically incident on the N-type semiconductor substrate 320, thereby forming an impurity layer.

【0004】ここで、上記した不純物層の形成のうち最
も微細な領域であるチャネルストップ領域の形成につい
て図7を参照しながら詳しく説明する。図7は例えばP
+ 層のチャネルストップ領域を形成する際のN型半導体
基板320の断面の一部を拡大して表したものである。
なお、N型半導体基板320には、前のイオン注入工程
においてオーバーフローバリア層(P- 層)322がす
でに形成されているものとする。更に、N型半導体基板
320のオーバーフローバリア層322上にはマスクと
してのレジスト膜324が形成されている。このレジス
ト膜324には、露光工程において例えば線間寸法をa
とする微細なパターンに対応した開口部323が形成さ
れている。
Here, the formation of the channel stop region, which is the finest region of the above-described formation of the impurity layer, will be described in detail with reference to FIG. FIG.
This is an enlarged view of a part of the cross section of the N-type semiconductor substrate 320 when the channel stop region of the + layer is formed.
It is assumed that an overflow barrier layer (P layer) 322 has already been formed on the N-type semiconductor substrate 320 in the previous ion implantation step. Further, a resist film 324 as a mask is formed on the overflow barrier layer 322 of the N-type semiconductor substrate 320. The resist film 324 has, for example, a line dimension a
The opening 323 corresponding to the fine pattern to be formed is formed.

【0005】このイオン注入装置300では、不純物イ
オン341はレジスト膜324の開口部323を介して
N型半導体基板320の表面に対して垂直に入射し、オ
ーバーフローバリア層322の内部に注入される。これ
によりチャネルストップ領域325が形成される。その
後、レジスト膜324はアッシング工程で除去される。
[0005] In the ion implantation apparatus 300, the impurity ions 341 are perpendicularly incident on the surface of the N-type semiconductor substrate 320 through the openings 323 of the resist film 324 and are implanted into the overflow barrier layer 322. As a result, a channel stop region 325 is formed. After that, the resist film 324 is removed in the ashing process.

【0006】ところで、上記のような方法では、レジス
ト膜324のパターンの線間寸法aと、不純物イオン3
41が注入される領域の幅寸法(以下、注入幅寸法cと
する。)との間に、 a=c…(1) という関係が成り立つ。従って、所望の注入幅寸法cに
不純物イオン341を注入するには、(1)式を満たす
ようにパターンの線間寸法aを設計する必要がある。例
えば、現在量産されているCCDのチャネルストップ領
域の注入幅寸法cは0.55μm程度である。そのた
め、レジスト膜341のパターンの線間寸法aも0.5
5μm程度にする必要がある。特に最近では、CCDの
更なる高画素化および小型化が求められ、注入幅寸法c
を0.4μm以下にしたいといった要求が増えてきてい
る。この要求に応えるためには、0.4μm以下の加工
精度をもつ露光装置が必要である。
In the above-described method, the line spacing a of the pattern of the resist film 324 and the impurity ions 3
The relationship a = c... (1) is established between the width 41 of the region into which 41 is implanted (hereinafter referred to as implantation width c). Therefore, in order to implant the impurity ions 341 into the desired implantation width dimension c, it is necessary to design the pattern line dimension a so as to satisfy the expression (1). For example, the injection width dimension c of the channel stop region of currently mass-produced CCDs is about 0.55 μm. Therefore, the line dimension a of the pattern of the resist film 341 is also 0.5
It is necessary to be about 5 μm. Particularly in recent years, further increase in the number of pixels and downsizing of CCDs have been demanded, and the injection width c
Is increasing to 0.4 μm or less. To meet this demand, an exposure apparatus having a processing accuracy of 0.4 μm or less is required.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、露光装
置のうち現在広く用いられている光露光装置では、露光
限界値(レジストの最小線間幅)が0.4μm程度であ
る。そのため、上記した方法では、注入幅寸法を光露光
装置の露光限界値より小さくすることが困難であり、高
画素化および小型化が図れないという問題があった。
However, among light exposure apparatuses which are currently widely used, the exposure limit value (minimum line width of resist) is about 0.4 μm. Therefore, in the above-described method, it is difficult to make the injection width dimension smaller than the exposure limit value of the light exposure device, and there is a problem that it is impossible to increase the number of pixels and reduce the size.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、マスクパターンの線間寸法より小さ
な幅の不純物層を形成することができる半導体装置の製
造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of forming an impurity layer having a width smaller than a line dimension of a mask pattern. .

【0009】[0009]

【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、不純物イオンを、半導体基板表面の垂直面に
対して傾斜した方向から半導体基板内に入射させること
により、マスクの開口部の幅よりも狭い幅の領域に不純
物層を形成するものである。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an impurity ion is made to enter a semiconductor substrate from a direction inclined with respect to a vertical plane of a semiconductor substrate surface, thereby forming an opening in a mask. The impurity layer is formed in a region having a width smaller than the width.

【0010】この半導体装置の製造方法では、不純物イ
オンが、半導体基板表面の垂直面に対して傾斜した方向
から半導体基板内に入射されることにより、マスクの開
口部の幅よりも狭い幅の領域に不純物層が形成される。
In this method of manufacturing a semiconductor device, the impurity ions enter the semiconductor substrate from a direction inclined with respect to the vertical plane of the surface of the semiconductor substrate, thereby forming a region having a width smaller than the width of the opening of the mask. , An impurity layer is formed.

【0011】[0011]

【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1ないし図3を参照して詳細に説明する。図1は
本発明の一実施の形態に係るイオン注入装置100の断
面を表すものである。また、図2および図3は図1のN
型半導体基板120の断面の一部を拡大して表すもので
ある。なお、図2はCCDのチャネルストップ領域(図
中破線で記した部分)を形成する前の段階の状態を表
し、図3はチャネルストップ領域を形成する際の状態を
表している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows a cross section of an ion implantation apparatus 100 according to one embodiment of the present invention. FIGS. 2 and 3 show N in FIG.
It shows a part of the cross section of the mold semiconductor substrate 120 in an enlarged manner. 2 shows a state before forming a channel stop region (portion indicated by a broken line in the figure) of the CCD, and FIG. 3 shows a state when forming the channel stop region.

【0012】イオン注入装置100は、図示しない真空
排気系によって減圧された金属(例えばステンレス)製
の真空室110と、この真空室110内の例えば底部で
N型半導体基板120を支持する基板支持部130と、
真空室110に取り付けられたイオン源140とを備え
ている。このイオン源140は、N型半導体基板120
表面の垂直面に対して所定の角度θだけ傾斜して設置さ
れている。
The ion implantation apparatus 100 includes a metal (for example, stainless steel) vacuum chamber 110 that is depressurized by a vacuum evacuation system (not shown), and a substrate support section that supports an N-type semiconductor substrate 120 at, for example, the bottom of the vacuum chamber 110. 130,
An ion source 140 attached to the vacuum chamber 110. The ion source 140 includes an N-type semiconductor substrate 120.
It is installed at a predetermined angle θ with respect to the vertical surface of the surface.

【0013】このイオン源140は、例えばECR(電
子サイクロトロン共鳴)放電によって、不純物イオン1
41(例えばB+ )を生成するものである。また、イオ
ン源140の出口には、金属(例えばタンタル(T
a))製の複数(例えば2枚)の板各々に複数のイオン
通過孔が形成された引き出し電極142が設けられてい
る。このイオン注入装置100は引き出し電極142を
構成する複数の板の間に電界を発生させることにより、
不純物イオン141をビーム状に加速して引き出し、N
型半導体基板120に対して所定の角度θで入射させる
ようになっている。また、基板支持部130には図示し
ないが冷却手段が設けられており、不純物イオン141
がN型半導体基板120に入射する際のN型半導体基板
120の温度上昇を防止するようになっている。
The ion source 140 generates impurity ions 1 by, for example, ECR (Electron Cyclotron Resonance) discharge.
41 (for example, B + ). In addition, a metal (for example, tantalum (T
The extraction electrode 142 in which a plurality of ion passage holes are formed in each of a plurality of (for example, two) plates a)) is provided. The ion implantation apparatus 100 generates an electric field between a plurality of plates constituting the extraction electrode 142,
The impurity ions 141 are accelerated and extracted in a beam form, and N
The light is incident on the mold semiconductor substrate 120 at a predetermined angle θ. A cooling means (not shown) is provided in the substrate support section 130, and the impurity ions 141 are provided.
Prevents the temperature of the N-type semiconductor substrate 120 from rising when the light enters the N-type semiconductor substrate 120.

【0014】次に、本発明の一実施の形態に係る半導体
装置の製造方法の具体例として、このイオン注入装置1
00を用いたチャネルストップ領域125の形成方法に
ついて説明する。
Next, as a specific example of a method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention,
A method for forming the channel stop region 125 using the “00” will be described.

【0015】なお、図2に示したように、N型半導体基
板120には、前のイオン注入工程においてオーバーフ
ローバリア層(P- 層)122がすでに形成されている
ものとする。更に、N型半導体基板120のオーバーフ
ローバリア層122上にはマスクとしてのレジスト膜1
24が形成されている。このレジスト膜124には、露
光工程において例えば線間寸法をa、膜厚寸法をbとす
る微細なパターンに対応した開口部123が形成されて
いる。
As shown in FIG. 2, it is assumed that an overflow barrier layer (P layer) 122 has already been formed on the N-type semiconductor substrate 120 in the previous ion implantation step. Further, a resist film 1 as a mask is formed on the overflow barrier layer 122 of the N-type semiconductor substrate 120.
24 are formed. In the resist film 124, an opening 123 corresponding to a fine pattern having, for example, an interline dimension a and a film thickness dimension b in an exposure step is formed.

【0016】イオン注入装置100では、図示しない真
空排気系によって真空室110が減圧され、不純物イオ
ン141(例えばB+ )がイオン源140によって生成
される。イオン源140によって生成された不純物イオ
ン141は、引き出し電極142によってビーム状に加
速して引き出される。
In the ion implantation apparatus 100, the vacuum chamber 110 is depressurized by a vacuum exhaust system (not shown), and impurity ions 141 (for example, B + ) are generated by the ion source 140. The impurity ions 141 generated by the ion source 140 are accelerated and extracted in the form of a beam by the extraction electrode 142.

【0017】ここで、このイオン注入装置100では、
イオン源140がN型半導体基板120の表面の垂直面
に対して所定の角度θだけ傾斜して設置されている。そ
のため、イオン源140より引き出された不純物イオン
141は、N型半導体基板120表面の垂直面に対して
所定の角度θだけ傾斜した方向からレジスト膜124の
開口部123を介してN型半導体基板120内に入射す
る。なお、上記した所定の角度θは、以下の説明ではイ
オン入射角度θと呼ぶことにする。
Here, in this ion implantation apparatus 100,
The ion source 140 is installed at a predetermined angle θ with respect to a vertical plane of the surface of the N-type semiconductor substrate 120. Therefore, the impurity ions 141 extracted from the ion source 140 pass through the opening 123 of the resist film 124 from the direction inclined at a predetermined angle θ with respect to the vertical surface of the surface of the N-type semiconductor substrate 120. Incident inside. The above-described predetermined angle θ is referred to as an ion incident angle θ in the following description.

【0018】このように不純物イオン141がN型半導
体基板120表面に対して傾斜した方向から入射するた
め、開口部123内のN型半導体基板120表面には図
3に示したように開口部123の壁面の投影面126が
形成される。不純物イオン141は開口部123内にお
いてこの投射面126に対応した領域には注入されるこ
とがなく、それ以外の領域にのみ注入される。注入され
た不純物イオン141は、オーバーフローバリア層32
2の深さ方向に向かって拡散する。これにより、レジス
ト膜124の開口部123の幅よりも狭い幅の領域に不
純物層としてのチャネルストップ領域125が形成され
る。
As described above, since the impurity ions 141 are incident on the surface of the N-type semiconductor substrate 120 in an oblique direction, the surface of the N-type semiconductor substrate 120 in the opening 123 is, as shown in FIG. The projection surface 126 of the wall surface is formed. The impurity ions 141 are not implanted into the region corresponding to the projection surface 126 in the opening 123 but are implanted only into the other region. The implanted impurity ions 141 form the overflow barrier layer 32.
2 in the depth direction. Thus, a channel stop region 125 as an impurity layer is formed in a region of the resist film 124 having a width smaller than the width of the opening 123.

【0019】このチャネルストップ領域125の形成時
におけるイオン注入の条件は、例えば、加速エネルギー
が70KeVで、注入イオンの密度(ドーズ量)が1.
8×1012cm-2である。
The conditions for ion implantation at the time of forming the channel stop region 125 are, for example, that the acceleration energy is 70 KeV and the density (dose) of the implanted ions is 1.
It is 8 × 10 12 cm −2 .

【0020】なお、図2の破線で記されたチャネルスト
ップ領域として形成される領域の注入幅寸法cは、次式
で表される。 c=a−(b・tanθ)…(2) すなわち、(2)式で表されるように、注入幅寸法cは
イオン入射角度θによって制御される。
The implantation width dimension c of the region formed as the channel stop region indicated by the broken line in FIG. 2 is expressed by the following equation. c = a− (b · tan θ) (2) That is, as represented by the equation (2), the implantation width dimension c is controlled by the ion incident angle θ.

【0021】例えば、線間寸法aを0.55μm、膜厚
寸法bを0.35μmとするパターンに対応した開口部
123に、注入幅寸法cが0.2μmのチャネルストッ
プ領域を形成する場合には、線間寸法a、膜厚寸法bお
よび所望の注入幅寸法cを(2)式に代入して、 0.2=0.55−(0.35・tanθ) とし、これよりイオン入射角度θを計算する。この計算
結果(θ=45°)に基づいて、イオン源140のN型
半導体基板120表面の垂直面に対する取付角度すなわ
ちイオン入射角度θを45°とする。
For example, in the case where a channel stop region having an injection width dimension c of 0.2 μm is formed in an opening 123 corresponding to a pattern having a line dimension a of 0.55 μm and a thickness dimension b of 0.35 μm. Is obtained by substituting the line dimension a, the film thickness dimension b, and the desired implantation width dimension c into the equation (2) to obtain 0.2 = 0.55− (0.35 · tan θ). Calculate θ. Based on the calculation result (θ = 45 °), the mounting angle of the ion source 140 with respect to the vertical surface of the surface of the N-type semiconductor substrate 120, that is, the ion incident angle θ is set to 45 °.

【0022】このようにして、チャネルストップ領域1
25が形成されたN型半導体基板120は、レジスト膜
124がアッシング工程で除去され、最終的には図4に
示したようなCCD150が形成される。図4は、CC
D150における1画素の受光部近傍の構造の一例を示
す断面図である。このCCD150では、オーバーフロ
ーバリア層122上のチャネルストップ領域125の図
中左隣にN+ 層からなる電荷蓄積部127が形成され、
この電荷蓄積部127上には、P+ 層からなるバーチャ
ルゲート128が形成される。また、オーバーフローバ
リア層122上のチャネルストップ領域125の図中右
隣には、N+ 層からなる転送チャネル領域(電荷転送
部)129が形成され、電荷蓄積部127およびバーチ
ャルゲート128の図中左隣に読み出しゲート130が
形成される。
Thus, the channel stop region 1
The resist film 124 is removed from the N-type semiconductor substrate 120 on which the resist film 124 is formed by the ashing process, and finally, the CCD 150 as shown in FIG. 4 is formed. FIG.
It is sectional drawing which shows an example of the structure near the light receiving part of one pixel in D150. In the CCD 150, a charge accumulation portion 127 made of an N + layer is formed on the left side of the channel stop region 125 on the overflow barrier layer 122 in the drawing,
A virtual gate 128 made of a P + layer is formed on the charge storage section 127. On the right side of the channel stop region 125 on the overflow barrier layer 122 in the figure, a transfer channel region (charge transfer portion) 129 formed of an N + layer is formed. The read gate 130 is formed next to the gate.

【0023】更に、チャネルストップ領域125上,バ
ーチャルゲート128上,転送チャネル領域129上お
よび読み出しゲート130上には絶縁膜131が形成さ
れ、この絶縁膜131を介して、チャネルストップ領域
125上,転送チャネル領域129上および読み出しゲ
ート130上に電荷転送電極132が形成される。ま
た、電荷転送電極132上およびバーチャルゲート12
8上には、絶縁保護膜133が形成され、この絶縁保護
膜133上には、バーチャルゲート128上に所定の大
きさの受光部134を有する遮光Al(アルミニウム)
層135が形成される。このようにして、従来よりも更
に微細なCCDが形成される。
Further, an insulating film 131 is formed on the channel stop region 125, on the virtual gate 128, on the transfer channel region 129, and on the readout gate 130. Through the insulating film 131, an insulating film 131 is formed on the channel stop region 125. The charge transfer electrode 132 is formed on the channel region 129 and the read gate 130. Further, on the charge transfer electrode 132 and the virtual gate 12
On the insulating protection film 133, a light-shielding Al (aluminum) having a light receiving portion 134 of a predetermined size on the virtual gate 128 is formed.
Layer 135 is formed. In this way, a finer CCD than before is formed.

【0024】このように本実施の形態に係る半導体装置
の製造方法では、不純物イオン141を、N型半導体基
板120表面の垂直面に対して傾斜した方向からN型半
導体基板120内に入射させるようにしたので、レジス
ト膜124の開口部123の幅よりも狭い幅の領域にチ
ャネルストップ領域125を形成することができる。従
って、簡単な構成で、より微細なチャネルストップ領域
125等の不純物層を形成することができ、CCDの高
画素化および小型化を図ることが可能になる。
As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the impurity ions 141 are made to enter the N-type semiconductor substrate 120 from a direction inclined with respect to the vertical plane of the surface of the N-type semiconductor substrate 120. Therefore, the channel stop region 125 can be formed in a region having a width smaller than the width of the opening 123 of the resist film 124. Therefore, a finer impurity layer such as the channel stop region 125 can be formed with a simple configuration, and it is possible to increase the number of pixels and reduce the size of the CCD.

【0025】以上、本発明の一実施の形態に係るイオン
注入装置100を用いてチャネルストップ領域125の
形成方法およびその効果について説明したが、イオン注
入装置100における不純物イオン141の生成は、E
CR放電に限定されず、例えば熱フィラメントを用いた
放電等によって行うようにしてもよい。また、イオン注
入装置100では、イオン源140を真空室110に固
定して設置したが、例えばイオン源140と真空室11
0との間に屈曲可能な真空ベローズを設けるようにし
て、イオン入射角度θを任意に調整することができるよ
うにしてもよい。更に、イオン注入装置100では、N
型半導体基板に不純物層を形成するようにしたが、Ga
As(ガリウム砒素)等その他の基板に不純物層を形成
するようにしてもよい。
The method of forming the channel stop region 125 and its effects have been described using the ion implantation apparatus 100 according to one embodiment of the present invention.
The discharge is not limited to the CR discharge, and may be performed by, for example, discharge using a hot filament. In the ion implantation apparatus 100, the ion source 140 is fixedly installed in the vacuum chamber 110.
A bendable vacuum bellows may be provided between 0 and 0 so that the ion incident angle θ can be arbitrarily adjusted. Further, in the ion implantation apparatus 100, N
The impurity layer is formed on the type semiconductor substrate.
An impurity layer may be formed on another substrate such as As (gallium arsenide).

【0026】なお、本発明の半導体装置の製造方法は、
上記実施の形態に限定されるものではなく、使用するイ
オン注入装置としては他の構造のものでもよい。例え
ば、図5に示したような構造のイオン注入装置200を
使用しても上記実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
The present invention is not limited to the above embodiment, and the ion implanter to be used may have another structure. For example, even if the ion implantation apparatus 200 having the structure as shown in FIG. 5 is used, the same effect as the above embodiment can be obtained.

【0027】このイオン注入装置200では、真空室2
10の内部のイオン源240と基板支持部230との間
に二極に分割された電極250a,250bが対向配置
され、これら電極250a,250b間に真空室210
の外部から例えば直流電源250cによって電圧が印加
されるようになっている。すなわち、直流電源250c
によって電極250a,250b間に電界を発生させる
ことにより、イオン源240の引き出し電極242から
ビーム状に引き出された不純物イオン241の軌道を偏
向させるものである。これにより不純物イオン241は
N型半導体基板220に対して斜めに入射し、その結果
上記実施の形態と同様にマスク(レジスト膜)の開口部
よりも狭い領域に対して不純物層を形成することができ
る。
In this ion implantation apparatus 200, the vacuum chamber 2
The electrodes 250a and 250b divided into two poles are disposed to face each other between the ion source 240 inside the substrate 10 and the substrate support 230, and the vacuum chamber 210 is disposed between the electrodes 250a and 250b.
Is applied by a DC power supply 250c from outside. That is, the DC power supply 250c
By generating an electric field between the electrodes 250a and 250b, the trajectory of the impurity ions 241 extracted in a beam form from the extraction electrode 242 of the ion source 240 is deflected. As a result, the impurity ions 241 obliquely enter the N-type semiconductor substrate 220, and as a result, an impurity layer may be formed in a region narrower than the opening of the mask (resist film) as in the above embodiment. it can.

【0028】また、図5に示したイオン注入装置200
のように電界を発生させてイオン入射角度θを設定する
方法の他に、電磁石もしくは永久磁石を用いて磁場を発
生し、これによりイオンの軌道を偏向させる方法を採用
してもよい。
The ion implantation apparatus 200 shown in FIG.
In addition to the method of setting the ion incident angle θ by generating an electric field as described above, a method of generating a magnetic field using an electromagnet or a permanent magnet and thereby deflecting the ion trajectory may be adopted.

【0029】[0029]

【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、不純物イオンを、半導体基板表面
の垂直面に対して傾斜した方向から半導体基板内に入射
させるようにしたので、マスクの開口部の幅よりも狭い
幅の領域に不純物層を形成することができ、簡単な構成
で、微細な半導体装置を製造することが可能になる。従
って、撮像装置やその他の電子機器の高性能化を図るこ
とができるという効果を奏する。
As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, impurity ions are made to enter the semiconductor substrate from a direction inclined with respect to the vertical plane of the semiconductor substrate surface. The impurity layer can be formed in a region having a width smaller than the width of the opening of the mask, and a fine semiconductor device can be manufactured with a simple structure. Therefore, there is an effect that the performance of the imaging device and other electronic devices can be improved.

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

【図1】本発明の一実施の形態に係るイオン注入装置の
構成を表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an ion implantation apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のイオン注入装置によって、CCDにおけ
るチャネルストップ領域を形成する前の段階の状態を表
すN型半導体基板の断面図である。
2 is a cross-sectional view of an N-type semiconductor substrate showing a state before a channel stop region in a CCD is formed by the ion implantation apparatus of FIG. 1;

【図3】図1のイオン注入装置によって、CCDにおけ
るチャネルストップ領域を形成する際の状態を表すN型
半導体基板の断面図である。
3 is a cross-sectional view of an N-type semiconductor substrate showing a state when a channel stop region in a CCD is formed by the ion implantation apparatus of FIG.

【図4】CCDにおける1画素の受光部近傍の構造の一
例を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a structure near a light receiving portion of one pixel in a CCD.

【図5】本発明の他の実施の形態に係るイオン注入装置
の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an ion implantation apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図6】従来の半導体装置の製造方法を採用したイオン
注入装置の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an ion implantation apparatus employing a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図7】図6のイオン注入装置によって、CCDにおけ
るチャネルストップ領域を形成する際の状態を表すN型
半導体基板の断面図である。
7 is a cross-sectional view of an N-type semiconductor substrate showing a state when a channel stop region in a CCD is formed by the ion implantation apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…イオン注入装置、110…真空室、120…N
型半導体基板、122…オーバーフローバリア層、12
3…開口部、124…レジスト膜、125…チャネルス
トップ領域、130…基板支持部、140…イオン源、
141…不純物イオン、142…引き出し電極、200
…イオン注入装置、210…真空室、220…N型半導
体基板、230…基板支持部、240…イオン源、24
1…不純物イオン、242…引き出し電極、250a…
電極、250b…電極、250c…直流電源
100: ion implantation device, 110: vacuum chamber, 120: N
Type semiconductor substrate, 122 ... overflow barrier layer, 12
3 ... opening, 124 ... resist film, 125 ... channel stop region, 130 ... substrate support, 140 ... ion source,
141: impurity ion, 142: extraction electrode, 200
... Ion implantation apparatus, 210 ... Vacuum chamber, 220 ... N-type semiconductor substrate, 230 ... Substrate support, 240 ... Ion source, 24
1 ... impurity ions, 242 ... extraction electrodes, 250a ...
Electrode, 250b ... Electrode, 250c ... DC power supply

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板内に形成される不純物層のパ
ターンに対応した開口部を有するマスクを介して不純物
イオンの注入を行うことにより不純物層の形成を行う半
導体装置の製造方法であって、 前記不純物イオンを、半導体基板表面の垂直面に対して
傾斜した方向から半導体基板内に入射させることによ
り、前記マスクの開口部の幅よりも狭い幅の領域に不純
物層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein an impurity layer is formed by implanting impurity ions through a mask having an opening corresponding to a pattern of an impurity layer formed in a semiconductor substrate, the method comprising: An impurity layer is formed in a region having a width smaller than the width of an opening of the mask by causing the impurity ions to enter the semiconductor substrate from a direction inclined with respect to a vertical surface of the semiconductor substrate surface. Semiconductor device manufacturing method.
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