JPH1140794A - 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子Info
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- JPH1140794A JPH1140794A JP9189355A JP18935597A JPH1140794A JP H1140794 A JPH1140794 A JP H1140794A JP 9189355 A JP9189355 A JP 9189355A JP 18935597 A JP18935597 A JP 18935597A JP H1140794 A JPH1140794 A JP H1140794A
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＨＡＤ構造のセンサ部を有する固体撮像素子
では、正孔蓄積層を構成する不純物が信号転送部側の転
送電極下に拡散し、信号電荷の読み出し特性を悪化さ
せ、スミアを増大させる。 【解決手段】 センサ部５上に開口部１４ａを有する転
送電極１４を基板１１上に形成し、センサ部５の表面側
に信号電荷蓄積層１５を形成する。その後、センサ部５
上の信号転送部３側をマスク６で覆ってセンサ部５にお
ける基板１１の表面層に対して１回目のイオン注入を行
い、信号電荷蓄積層１５の表面層にＰ型不純物を導入す
る。また、センサ部５における信号転送部３側を露出さ
せて、センサ部５における基板１１の表面層に対して１
回目のイオン注入よりも注入ドーズ量及び注入エネルギ
ーを低く抑えて２回目のイオン注入を行い、信号電荷蓄
積層１５の表面層にＰ型不純物を導入し、Ｐ型の正孔蓄
積層１６を形成する。
では、正孔蓄積層を構成する不純物が信号転送部側の転
送電極下に拡散し、信号電荷の読み出し特性を悪化さ
せ、スミアを増大させる。 【解決手段】 センサ部５上に開口部１４ａを有する転
送電極１４を基板１１上に形成し、センサ部５の表面側
に信号電荷蓄積層１５を形成する。その後、センサ部５
上の信号転送部３側をマスク６で覆ってセンサ部５にお
ける基板１１の表面層に対して１回目のイオン注入を行
い、信号電荷蓄積層１５の表面層にＰ型不純物を導入す
る。また、センサ部５における信号転送部３側を露出さ
せて、センサ部５における基板１１の表面層に対して１
回目のイオン注入よりも注入ドーズ量及び注入エネルギ
ーを低く抑えて２回目のイオン注入を行い、信号電荷蓄
積層１５の表面層にＰ型不純物を導入し、Ｐ型の正孔蓄
積層１６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子及び
その製造方法に関し、特にはＨＡＤ（Hole Accumulated
Diode) 構造のセンサ部を有する固体撮像素子及びその
製造方法に関する。
その製造方法に関し、特にはＨＡＤ（Hole Accumulated
Diode) 構造のセンサ部を有する固体撮像素子及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３に示すＨＡＤ（Hole Accumulated D
iode) 構造のセンサ部を有する固体撮像素子を形成する
には、先ず、Ｐ型の基板２１の表面側に素子分離領域２
２及び信号転送領域２３を形成し、次に開口部２４ａを
有する転送電極２４をこの基板２１上に形成する。この
開口部２４ａは、信号転送領域２３との間に間隔を有し
かつ素子分離領域２２に隣接した位置に設けられるセン
サ部５０の上方に設けられる。その後、この転送電極２
４をマスクに用いたイオン注入によって、信号電荷蓄積
層２５を形成するためのＮ型不純物をセンサ部５０にお
ける基板２１の表面側に導入する。またこのイオン注入
によって、信号電荷蓄積層２５と信号転送領域２３との
間の基板２１の表面部分がＰ型の読み出し領域２１ａと
なる。さらに、上記転送電極２４をマスクに用いたイオ
ン注入によって、信号電荷蓄積層２５の表面層に正孔蓄
積層２６を形成するためのＰ型不純物を導入する。この
際、正孔蓄積層２６におけるＰ型不純物の濃度が、上記
読み出し領域２１ａのＰ型不純物の濃度よりも濃くなる
ようにする。また、上記各イオン注入は、基板２１表面
に対して略垂直方向から行われる。
iode) 構造のセンサ部を有する固体撮像素子を形成する
には、先ず、Ｐ型の基板２１の表面側に素子分離領域２
２及び信号転送領域２３を形成し、次に開口部２４ａを
有する転送電極２４をこの基板２１上に形成する。この
開口部２４ａは、信号転送領域２３との間に間隔を有し
かつ素子分離領域２２に隣接した位置に設けられるセン
サ部５０の上方に設けられる。その後、この転送電極２
４をマスクに用いたイオン注入によって、信号電荷蓄積
層２５を形成するためのＮ型不純物をセンサ部５０にお
ける基板２１の表面側に導入する。またこのイオン注入
によって、信号電荷蓄積層２５と信号転送領域２３との
間の基板２１の表面部分がＰ型の読み出し領域２１ａと
なる。さらに、上記転送電極２４をマスクに用いたイオ
ン注入によって、信号電荷蓄積層２５の表面層に正孔蓄
積層２６を形成するためのＰ型不純物を導入する。この
際、正孔蓄積層２６におけるＰ型不純物の濃度が、上記
読み出し領域２１ａのＰ型不純物の濃度よりも濃くなる
ようにする。また、上記各イオン注入は、基板２１表面
に対して略垂直方向から行われる。
【０００３】以上によって、基板２１の表面側における
Ｎ型の信号電荷蓄積層２５の表面層にＰ型の正孔蓄積層
２６を設けてなるＨＡＤ構造のセンサ部５０を有する固
体撮像素子が得られる。上記構成の固体撮像素子では、
熱励起によって基板２１の表面で発生した電子が正孔蓄
積層２６で補足され、暗電流の発生が抑制されて感度の
向上が図られる。
Ｎ型の信号電荷蓄積層２５の表面層にＰ型の正孔蓄積層
２６を設けてなるＨＡＤ構造のセンサ部５０を有する固
体撮像素子が得られる。上記構成の固体撮像素子では、
熱励起によって基板２１の表面で発生した電子が正孔蓄
積層２６で補足され、暗電流の発生が抑制されて感度の
向上が図られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記固体撮像
素子の製造方法及びこれによって形成された固体撮像素
子では、以下のような課題があった。すなわち、信号電
荷蓄積層や正孔蓄積層を形成するために基板中に導入し
た不純物は、これらの不純物の活性化熱処理やその後の
熱工程で転送電極の下方に拡散される。特に、正孔蓄積
層を形成するために基板の表面層に導入したＰ型不純物
が転送電極下方に拡散した場合には、当該転送電極下方
の読み出し領域における信号電荷蓄積層側でＰ型不純物
の濃度が濃くなる。このため、信号電荷蓄積層から読み
出し領域に信号電荷を読み出し難くなる。これを防止す
るために、正孔蓄積層におけるＰ型不純物の濃度や拡散
深さの設定値を低くすると、正孔蓄積層に本来の機能を
持たさせることが出来なくなってしまう。
素子の製造方法及びこれによって形成された固体撮像素
子では、以下のような課題があった。すなわち、信号電
荷蓄積層や正孔蓄積層を形成するために基板中に導入し
た不純物は、これらの不純物の活性化熱処理やその後の
熱工程で転送電極の下方に拡散される。特に、正孔蓄積
層を形成するために基板の表面層に導入したＰ型不純物
が転送電極下方に拡散した場合には、当該転送電極下方
の読み出し領域における信号電荷蓄積層側でＰ型不純物
の濃度が濃くなる。このため、信号電荷蓄積層から読み
出し領域に信号電荷を読み出し難くなる。これを防止す
るために、正孔蓄積層におけるＰ型不純物の濃度や拡散
深さの設定値を低くすると、正孔蓄積層に本来の機能を
持たさせることが出来なくなってしまう。
【０００５】さらに、光学系の縮小にともない単位画素
サイズの縮小化が進んだ固体撮像素子では、読み出し領
域の幅も狭くなるため、より信号電荷転送領域の近くに
まで、正孔蓄積層を形成するためのＰ型不純物の拡散領
域が拡大されることになる。そして、通常、この正孔蓄
積層は０Ｖに固定されるため、この拡大領域も０Ｖに固
定されることになる。したがって、転送電極下のニュー
トラル領域（電位が固定されない領域）の幅が狭くなる
ことになり、上記拡大領域付近で光電変化された信号電
荷は、当該拡大領域と信号転送領域との間の電界によっ
て当該信号転送領域に混入し易くなる。これは、スミア
を多発させる要因になる。
サイズの縮小化が進んだ固体撮像素子では、読み出し領
域の幅も狭くなるため、より信号電荷転送領域の近くに
まで、正孔蓄積層を形成するためのＰ型不純物の拡散領
域が拡大されることになる。そして、通常、この正孔蓄
積層は０Ｖに固定されるため、この拡大領域も０Ｖに固
定されることになる。したがって、転送電極下のニュー
トラル領域（電位が固定されない領域）の幅が狭くなる
ことになり、上記拡大領域付近で光電変化された信号電
荷は、当該拡大領域と信号転送領域との間の電界によっ
て当該信号転送領域に混入し易くなる。これは、スミア
を多発させる要因になる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の固体撮像素子の製造方法は、信号電荷蓄積層
上における基板の表面層に正孔蓄積層を設けて成るＨＡ
Ｄ構造のセンサ部を有する固体撮像素子の製造方法であ
る。そして、特に請求項１記載の方法では、センサ部に
おける基板の表面層に２回のイオン注入によって正孔蓄
積層を形成するための不純物を導入する。この際、１回
のイオン注入は、センサ部における信号転送部側をマス
クで覆った状態で行う。そして、もう１回のイオン注入
は、上記センサ部における上記信号転送部側を露出させ
た状態で行う。
の本発明の固体撮像素子の製造方法は、信号電荷蓄積層
上における基板の表面層に正孔蓄積層を設けて成るＨＡ
Ｄ構造のセンサ部を有する固体撮像素子の製造方法であ
る。そして、特に請求項１記載の方法では、センサ部に
おける基板の表面層に２回のイオン注入によって正孔蓄
積層を形成するための不純物を導入する。この際、１回
のイオン注入は、センサ部における信号転送部側をマス
クで覆った状態で行う。そして、もう１回のイオン注入
は、上記センサ部における上記信号転送部側を露出させ
た状態で行う。
【０００７】上記方法では、センサ部における基板の表
面層に正孔蓄積層を形成するための２回のイオン注入の
うちの１回では、上記センサ部における信号転送部側に
不純物が注入されない。このことから、２回のイオン注
入の際の各注入条件の設定によって、信号転送部側とそ
の他の部分とで不純物量や不純物の拡散深さが異なる上
記正孔蓄積層を得ることができる。したがって、信号転
送部側における上記不純物の濃度や拡散深さの値が他の
部分よりも小さい正孔蓄積層が形成される。
面層に正孔蓄積層を形成するための２回のイオン注入の
うちの１回では、上記センサ部における信号転送部側に
不純物が注入されない。このことから、２回のイオン注
入の際の各注入条件の設定によって、信号転送部側とそ
の他の部分とで不純物量や不純物の拡散深さが異なる上
記正孔蓄積層を得ることができる。したがって、信号転
送部側における上記不純物の濃度や拡散深さの値が他の
部分よりも小さい正孔蓄積層が形成される。
【０００８】また、請求項２記載の方法では、上記セン
サ部上に開口部を有する転送電極を上記基板上に形成し
た後、当該転送電極をマスクに用いて上記信号転送部側
から上記センサ部の表面層に斜めイオン注入を行う。こ
れによって、上記正孔蓄積層を形成するための不純物を
センサ部における基板の表面層に導入する。
サ部上に開口部を有する転送電極を上記基板上に形成し
た後、当該転送電極をマスクに用いて上記信号転送部側
から上記センサ部の表面層に斜めイオン注入を行う。こ
れによって、上記正孔蓄積層を形成するための不純物を
センサ部における基板の表面層に導入する。
【０００９】上記方法では、正孔蓄積層を形成するため
のイオン注入が、転送電極をマスクに用いて信号転送部
側から斜めに行われる。このため、センサ部における当
該信号転送部側の基板の表面層には、転送電極の陰にな
って正孔蓄積層を形成するためのＰ型不純物が導入され
ない部分が生じる。このため、後に上記Ｐ型不純物が基
板中で拡散しても、当該Ｐ型不純物の転送電極下への拡
散幅が小さく抑えられる。
のイオン注入が、転送電極をマスクに用いて信号転送部
側から斜めに行われる。このため、センサ部における当
該信号転送部側の基板の表面層には、転送電極の陰にな
って正孔蓄積層を形成するためのＰ型不純物が導入され
ない部分が生じる。このため、後に上記Ｐ型不純物が基
板中で拡散しても、当該Ｐ型不純物の転送電極下への拡
散幅が小さく抑えられる。
【００１０】さらに、本発明の固体撮像素子は、ＨＡＤ
構造のセンサ部を有する固体撮像素子であり、信号転送
部側におけるＰ型不純物の濃度及び拡散深さのうちの少
なくとも一方の値が他の部分のこれらの値よりも小さい
正孔蓄積層を有することを特徴としている。
構造のセンサ部を有する固体撮像素子であり、信号転送
部側におけるＰ型不純物の濃度及び拡散深さのうちの少
なくとも一方の値が他の部分のこれらの値よりも小さい
正孔蓄積層を有することを特徴としている。
【００１１】上記構成の固体撮像素子では、正孔蓄積層
における信号転送部側のみが他の部分と比較してＰ型不
純物の濃度や拡散深さの値が小さいため、このＰ型不純
物が信号転送部側の転送電極下方へ拡散することによる
影響が小さく抑えられる。しかも、正孔蓄積層における
上記他の部分は、Ｐ型不純物の濃度及び拡散深さが確保
されることから、基板表面で熱励起された電荷の捕捉能
力が保たれ暗電流の防止効果が損なわれることはない。
における信号転送部側のみが他の部分と比較してＰ型不
純物の濃度や拡散深さの値が小さいため、このＰ型不純
物が信号転送部側の転送電極下方へ拡散することによる
影響が小さく抑えられる。しかも、正孔蓄積層における
上記他の部分は、Ｐ型不純物の濃度及び拡散深さが確保
されることから、基板表面で熱励起された電荷の捕捉能
力が保たれ暗電流の防止効果が損なわれることはない。
【００１２】
（第１実施形態）図１は、本発明の請求項１を適用した
固体撮像素子の製造方法の第１実施形態を説明するため
の図である。以下に、図１を用いて第１実施形態を説明
する。
固体撮像素子の製造方法の第１実施形態を説明するため
の図である。以下に、図１を用いて第１実施形態を説明
する。
【００１３】先ず、図１（１）に示すように、例えばシ
リコンからなるＰ型の基板１１における素子分離部２の
表面側に素子分離領域１２を形成し、素子分離部２に隣
接する基板１１の信号転送部３の表面側にＮ型の信号転
送領域１３を形成する。上記信号転送部３は、すなわち
垂直方向の転送部である。また、上記Ｐ型の基板１１
は、例えばＰウェル層であっても良い。その後、信号転
送部３に隣接する基板１１の読み出しゲート部４上、信
号転送部３上及び素子分離部２上を覆う状態で、基板１
１上に絶縁膜（図示省略）を介してポリシリコンからな
る転送電極１４を形成する。この転送電極１４は、読み
出しゲート部４と素子分離部２との間のセンサ部５上に
開口部１４ａを有するものになる。
リコンからなるＰ型の基板１１における素子分離部２の
表面側に素子分離領域１２を形成し、素子分離部２に隣
接する基板１１の信号転送部３の表面側にＮ型の信号転
送領域１３を形成する。上記信号転送部３は、すなわち
垂直方向の転送部である。また、上記Ｐ型の基板１１
は、例えばＰウェル層であっても良い。その後、信号転
送部３に隣接する基板１１の読み出しゲート部４上、信
号転送部３上及び素子分離部２上を覆う状態で、基板１
１上に絶縁膜（図示省略）を介してポリシリコンからな
る転送電極１４を形成する。この転送電極１４は、読み
出しゲート部４と素子分離部２との間のセンサ部５上に
開口部１４ａを有するものになる。
【００１４】次に、転送電極１４をマスクに用いたイオ
ン注入によって、センサ部５における基板１１の表面側
にＮ型の信号電荷蓄積層１５を形成するためのＮ型不純
物を導入する。そして、信号電荷蓄積層１５と信号転送
領域１３との間の基板１１部分に、Ｐ型のＰ型の読み出
し領域１１ａを形成する。以上の工程は、既知の技術を
用いて行われることとする。
ン注入によって、センサ部５における基板１１の表面側
にＮ型の信号電荷蓄積層１５を形成するためのＮ型不純
物を導入する。そして、信号電荷蓄積層１５と信号転送
領域１３との間の基板１１部分に、Ｐ型のＰ型の読み出
し領域１１ａを形成する。以上の工程は、既知の技術を
用いて行われることとする。
【００１５】そして、次に示す工程からが、本第１実施
形態の方法で特徴的な工程になる。すなわち、先ず、基
板１１上にイオン注入用のマスク６を設ける。このマス
ク６は開口部６ａを有し、素子分離部２上、信号転送部
３上、読み出しゲート部４上及びセンサ部５上における
信号転送部３側の約半分を覆う状態で配置される。この
マスク６が、例えばレチクルマスクであるとする。次
に、このマスク６上からの１回目のイオン注入を行うこ
とによって、センサ部５における素子分離部２側に正孔
蓄積層部分１６ａを形成するためのＰ型不純物を導入す
る。
形態の方法で特徴的な工程になる。すなわち、先ず、基
板１１上にイオン注入用のマスク６を設ける。このマス
ク６は開口部６ａを有し、素子分離部２上、信号転送部
３上、読み出しゲート部４上及びセンサ部５上における
信号転送部３側の約半分を覆う状態で配置される。この
マスク６が、例えばレチクルマスクであるとする。次
に、このマスク６上からの１回目のイオン注入を行うこ
とによって、センサ部５における素子分離部２側に正孔
蓄積層部分１６ａを形成するためのＰ型不純物を導入す
る。
【００１６】その後、図１（２）に示すように、センサ
部５上における信号転送部３側にマスク６の開口部６ａ
が配置されるように、当該マスク６の位置をシフトさせ
る。ここでは、センサ部５上において、上記１回目のイ
オン注入の際にマスク６で覆われていた部分上に開口部
６ａが配置されるようにする。次に、このマスク６上か
らの２回目のイオン注入を行うことによって、センサ部
５における信号転送部３側に正孔蓄積層部分１６ｂを形
成するためのＰ型不純物を導入する。この第２回目のイ
オン注入では、上記１回目のイオン注入よりも注入エネ
ルギー及び注入ドーズ量を低く抑える。
部５上における信号転送部３側にマスク６の開口部６ａ
が配置されるように、当該マスク６の位置をシフトさせ
る。ここでは、センサ部５上において、上記１回目のイ
オン注入の際にマスク６で覆われていた部分上に開口部
６ａが配置されるようにする。次に、このマスク６上か
らの２回目のイオン注入を行うことによって、センサ部
５における信号転送部３側に正孔蓄積層部分１６ｂを形
成するためのＰ型不純物を導入する。この第２回目のイ
オン注入では、上記１回目のイオン注入よりも注入エネ
ルギー及び注入ドーズ量を低く抑える。
【００１７】以上の後、基板１１中に導入した各不純物
の活性化熱処理を行う。これによって、正孔蓄積層部分
１６ａと正孔蓄積層部分１６ｂとからなる正孔蓄積層１
６が信号電荷蓄積層１５の表面層に設けられたＨＡＤ構
造の固体撮像素子が得られる。
の活性化熱処理を行う。これによって、正孔蓄積層部分
１６ａと正孔蓄積層部分１６ｂとからなる正孔蓄積層１
６が信号電荷蓄積層１５の表面層に設けられたＨＡＤ構
造の固体撮像素子が得られる。
【００１８】上記製造方法では、センサ部５における信
号転送部３側をマスク６で覆った１回目のイオン注入よ
りも、センサ部５における信号転送部３側を露出させた
２回目のイオン注入で注入エネルギー及び注入ドーズ量
が低くなるようにして正孔蓄積層１６を形成するための
Ｐ型不純物の導入を行った。このため、この正孔蓄積層
１６は、信号転送部３側におけるＰ型不純物の濃度及び
拡散深さの値が他の部分におけるこれらの値よりも小さ
いものになる。このため、この正孔蓄積層１６を構成す
るＰ型不純物が信号転送部３側の転送電極１４下方に拡
散することによる影響が小さく抑えられる。したがっ
て、信号転送領域１３と上記Ｐ型不純物の拡散領域との
間が狭くなってスミアが発生し易くなることや、信号電
荷蓄積層１５から信号転送領域１３に信号が読み出され
難くなることが防止される。しかも、正孔蓄積層１６に
おける上記他の部分は、Ｐ型不純物の濃度及び拡散深さ
が確保されることから、基板１１表面で熱励起された電
荷の捕捉能力が保たれ、暗電流の防止効果が損なわれる
ことはない。
号転送部３側をマスク６で覆った１回目のイオン注入よ
りも、センサ部５における信号転送部３側を露出させた
２回目のイオン注入で注入エネルギー及び注入ドーズ量
が低くなるようにして正孔蓄積層１６を形成するための
Ｐ型不純物の導入を行った。このため、この正孔蓄積層
１６は、信号転送部３側におけるＰ型不純物の濃度及び
拡散深さの値が他の部分におけるこれらの値よりも小さ
いものになる。このため、この正孔蓄積層１６を構成す
るＰ型不純物が信号転送部３側の転送電極１４下方に拡
散することによる影響が小さく抑えられる。したがっ
て、信号転送領域１３と上記Ｐ型不純物の拡散領域との
間が狭くなってスミアが発生し易くなることや、信号電
荷蓄積層１５から信号転送領域１３に信号が読み出され
難くなることが防止される。しかも、正孔蓄積層１６に
おける上記他の部分は、Ｐ型不純物の濃度及び拡散深さ
が確保されることから、基板１１表面で熱励起された電
荷の捕捉能力が保たれ、暗電流の防止効果が損なわれる
ことはない。
【００１９】尚、上記製造方法で用いるマスク６はレチ
クルマスクとしたが、レジストパターンでも良い。この
場合には、１回目のイオン注入と２回目のイオン注入と
で異なるレジストパターンを基板１１上に形成すること
とする。また、上記２回目のイオン注入では、特にマス
ク６を基板１１上に設けることなく、転送電極１４をマ
スクに用いたイオン注入を行い、センサ部５の全面にＰ
型不純物を導入しても良い。この際、２回目のイオン注
入では、正孔蓄積層１６における信号転送部３側（すな
わち正孔蓄積層部分１６ｂ）とその他の部分（すなわち
正孔蓄積層部分１６ａ）とで、Ｐ型不純物の濃度差が十
分に取れるように注入エネルギーを設定することとす
る。
クルマスクとしたが、レジストパターンでも良い。この
場合には、１回目のイオン注入と２回目のイオン注入と
で異なるレジストパターンを基板１１上に形成すること
とする。また、上記２回目のイオン注入では、特にマス
ク６を基板１１上に設けることなく、転送電極１４をマ
スクに用いたイオン注入を行い、センサ部５の全面にＰ
型不純物を導入しても良い。この際、２回目のイオン注
入では、正孔蓄積層１６における信号転送部３側（すな
わち正孔蓄積層部分１６ｂ）とその他の部分（すなわち
正孔蓄積層部分１６ａ）とで、Ｐ型不純物の濃度差が十
分に取れるように注入エネルギーを設定することとす
る。
【００２０】さらに、上記２回目のイオン注入は、上記
１回目のイオン注入よりも注入エネルギー及び注入ドー
ズ量を低く抑えた条件で行うようにした。しかし、上記
２回目のイオン注入においては、注入エネルギーまたは
注入ドーズ量の何方か一方のみを上記１回目のイオン注
入よりも低く抑えても良い。このようにして形成された
正孔蓄積層１６は、信号転送部３側におけるＰ型不純物
の濃度が他の部分のＰ型不純物の濃度よりも低いか、ま
たは信号転送部３側におけるＰ型不純物の拡散深さが他
の部分のＰ型不純物の拡散深さよりも浅いものになる。
そして、上記各１回目のイオン注入と各２回目のイオン
注入とは、逆の手順で行っても良い。
１回目のイオン注入よりも注入エネルギー及び注入ドー
ズ量を低く抑えた条件で行うようにした。しかし、上記
２回目のイオン注入においては、注入エネルギーまたは
注入ドーズ量の何方か一方のみを上記１回目のイオン注
入よりも低く抑えても良い。このようにして形成された
正孔蓄積層１６は、信号転送部３側におけるＰ型不純物
の濃度が他の部分のＰ型不純物の濃度よりも低いか、ま
たは信号転送部３側におけるＰ型不純物の拡散深さが他
の部分のＰ型不純物の拡散深さよりも浅いものになる。
そして、上記各１回目のイオン注入と各２回目のイオン
注入とは、逆の手順で行っても良い。
【００２１】（第２実施形態）図２は、本発明の請求項
２を適用した固体撮像素子の製造方法の第２実施形態を
説明するための図である。以下に、図２を用いて第２実
施形態を説明する。この第２実施形態の製造方法と上記
第１実施形態の製造方法との異なるところは、正孔蓄積
層の形成工程にあり、その他の構成要素の形成工程は上
記第１実施形態と同一であることとする。
２を適用した固体撮像素子の製造方法の第２実施形態を
説明するための図である。以下に、図２を用いて第２実
施形態を説明する。この第２実施形態の製造方法と上記
第１実施形態の製造方法との異なるところは、正孔蓄積
層の形成工程にあり、その他の構成要素の形成工程は上
記第１実施形態と同一であることとする。
【００２２】そこで、図２（１）に示すように、表面側
に素子分離領域１２及び信号転送領域１３が形成された
基板１１上に転送電極１４を形成し、次に基板１１の表
面側に読み出し領域１１ａと信号電荷蓄積層１５を形成
する工程までを、上記第１実施形態と同様に行う。そし
て、次に示す工程からが、本第２実施形態に発明に特徴
的な工程になる。すなわち、先ず、転送電極１４をマス
クに用いて信号転送部３側からセンサ部５に斜めイオン
注入を行うことによって、正孔蓄積層部分１７ａを形成
するためのＰ型不純物を基板１１の表面層に導入する。
ここでは、センサ部５にＰ型不純物が導入されれば、斜
めイオン注入の角度は特に制限されることはない。そし
て、この斜めイオン注入が１回目のイオン注入になる。
に素子分離領域１２及び信号転送領域１３が形成された
基板１１上に転送電極１４を形成し、次に基板１１の表
面側に読み出し領域１１ａと信号電荷蓄積層１５を形成
する工程までを、上記第１実施形態と同様に行う。そし
て、次に示す工程からが、本第２実施形態に発明に特徴
的な工程になる。すなわち、先ず、転送電極１４をマス
クに用いて信号転送部３側からセンサ部５に斜めイオン
注入を行うことによって、正孔蓄積層部分１７ａを形成
するためのＰ型不純物を基板１１の表面層に導入する。
ここでは、センサ部５にＰ型不純物が導入されれば、斜
めイオン注入の角度は特に制限されることはない。そし
て、この斜めイオン注入が１回目のイオン注入になる。
【００２３】次に、図２（２）に示すように、転送電極
１４をマスクに用いて基板１１表面に対して略垂直な方
向からセンサ部５にイオン注入を行うことによって、正
孔蓄積層部分１７ｂを形成するためのＰ型不純物を基板
１１の表面層に導入する。このイオン注入が第２回目の
イオン注入になる。この２回目のイオン注入では、上記
１回目のイオン注入よりも注入エネルギーを低く抑え
る。特に注入エネルギーは、上記正孔蓄積層部分１７ａ
よりも正孔蓄積層部分１７ｂの深さの値が小さくなる程
度の値にする。また、２回目のイオン注入での注入ドー
ズ量は、正孔蓄積層１７における信号転送部３側（すな
わち正孔蓄積層部分１７ｂ）とその他の部分（すなわち
正孔蓄積層部分１７ａ）とで、Ｐ型不純物の濃度差が十
分に取れるように注入エネルギーを設定することとす
る。
１４をマスクに用いて基板１１表面に対して略垂直な方
向からセンサ部５にイオン注入を行うことによって、正
孔蓄積層部分１７ｂを形成するためのＰ型不純物を基板
１１の表面層に導入する。このイオン注入が第２回目の
イオン注入になる。この２回目のイオン注入では、上記
１回目のイオン注入よりも注入エネルギーを低く抑え
る。特に注入エネルギーは、上記正孔蓄積層部分１７ａ
よりも正孔蓄積層部分１７ｂの深さの値が小さくなる程
度の値にする。また、２回目のイオン注入での注入ドー
ズ量は、正孔蓄積層１７における信号転送部３側（すな
わち正孔蓄積層部分１７ｂ）とその他の部分（すなわち
正孔蓄積層部分１７ａ）とで、Ｐ型不純物の濃度差が十
分に取れるように注入エネルギーを設定することとす
る。
【００２４】以上の後、基板１１中に導入した各不純物
の活性化熱処理を行う。これによって、正孔蓄積層部分
１７ａと正孔蓄積層部分１７ｂとからなる正孔蓄積層１
７が信号電荷蓄積層１５の表面層に設けられたＨＡＤ構
造の固体撮像素子が得られる。
の活性化熱処理を行う。これによって、正孔蓄積層部分
１７ａと正孔蓄積層部分１７ｂとからなる正孔蓄積層１
７が信号電荷蓄積層１５の表面層に設けられたＨＡＤ構
造の固体撮像素子が得られる。
【００２５】上記製造方法では、信号転送部３側からの
斜めイオン注入よりも、基板１１表面に対して略垂直方
向からのイオン注入で注入エネルギー及び注入ドーズ量
が低くなるようにして正孔蓄積層１７を形成するための
Ｐ型不純物の導入を行った。このため、この正孔蓄積層
１７は、斜めイオン注入の際に転送電極１４の陰になる
信号転送部３側の部分、すなわち正孔蓄積層部分１７ｂ
におけるＰ型不純物の濃度及び拡散深さの値が、正孔蓄
積層部分１７ａにおけるこれらの値よりも小さいものに
なる。このため、ここで得られた固体撮像素子では、上
記第１実施形態の方法で製造された固体撮像素子と同様
に、スミアが発生し易くなることや信号電荷蓄積層１５
から信号転送領域１３に信号が読み出され難くなること
が防止されると共に、暗電流の防止効果が保たれる。
斜めイオン注入よりも、基板１１表面に対して略垂直方
向からのイオン注入で注入エネルギー及び注入ドーズ量
が低くなるようにして正孔蓄積層１７を形成するための
Ｐ型不純物の導入を行った。このため、この正孔蓄積層
１７は、斜めイオン注入の際に転送電極１４の陰になる
信号転送部３側の部分、すなわち正孔蓄積層部分１７ｂ
におけるＰ型不純物の濃度及び拡散深さの値が、正孔蓄
積層部分１７ａにおけるこれらの値よりも小さいものに
なる。このため、ここで得られた固体撮像素子では、上
記第１実施形態の方法で製造された固体撮像素子と同様
に、スミアが発生し易くなることや信号電荷蓄積層１５
から信号転送領域１３に信号が読み出され難くなること
が防止されると共に、暗電流の防止効果が保たれる。
【００２６】尚、上記第２実施形態では、上記１回目の
イオン注入と２回目のイオン注入とを、逆の手順で行っ
ても良い。さらに、上記１回目のイオン注入のみで正孔
蓄積層１７を形成するのに十分な量のＰ型不純物をセン
サ部５に導入できる場合には、上記２回目のイオン注入
を行わずに１回目のイオン注入のみで正孔蓄積層１７を
形成するようにしても良い。この際、センサ部５におけ
る基板１１の表面層の全面に正孔蓄積層１７が形成され
るような条件で斜めイオン注入を行うこととする。
イオン注入と２回目のイオン注入とを、逆の手順で行っ
ても良い。さらに、上記１回目のイオン注入のみで正孔
蓄積層１７を形成するのに十分な量のＰ型不純物をセン
サ部５に導入できる場合には、上記２回目のイオン注入
を行わずに１回目のイオン注入のみで正孔蓄積層１７を
形成するようにしても良い。この際、センサ部５におけ
る基板１１の表面層の全面に正孔蓄積層１７が形成され
るような条件で斜めイオン注入を行うこととする。
【００２７】上記第１実施形態及び第２実施形態では、
信号電荷蓄積層１５を形成するためのイオン注入を行っ
た後に、正孔蓄積層１６，１７を形成するためのイオン
注入を行った。しかし、本発明では、正孔蓄積層１６，
１７を形成するための上記各イオン注入を行った後に信
号電荷蓄積層１５を形成するためのイオン注入を行うよ
うにしても良い。また、正孔蓄積層１６，１７を形成す
るためのイオン注入で、Ｐ型不純物のイオンとして２フ
ッ化ホウ素イオン（ＢＦ2 + ）を用いる場合には、基板
１１表面を酸化シリコン等のフッ素捕捉膜で覆った状態
で上記イオン注入を行うこととする。このため、このよ
うな場合には、マスク６または転送電極１４から露出す
るセンサ部５は、上記フッ素捕捉膜になる。
信号電荷蓄積層１５を形成するためのイオン注入を行っ
た後に、正孔蓄積層１６，１７を形成するためのイオン
注入を行った。しかし、本発明では、正孔蓄積層１６，
１７を形成するための上記各イオン注入を行った後に信
号電荷蓄積層１５を形成するためのイオン注入を行うよ
うにしても良い。また、正孔蓄積層１６，１７を形成す
るためのイオン注入で、Ｐ型不純物のイオンとして２フ
ッ化ホウ素イオン（ＢＦ2 + ）を用いる場合には、基板
１１表面を酸化シリコン等のフッ素捕捉膜で覆った状態
で上記イオン注入を行うこととする。このため、このよ
うな場合には、マスク６または転送電極１４から露出す
るセンサ部５は、上記フッ素捕捉膜になる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１の
固体撮像素子の製造方法では、ＨＡＤ構造のセンサ部に
おける正孔蓄積層を形成する際、センサ部における信号
転送部側をマスクで覆ったイオン注入と、センサ部にお
ける信号転送部側を露出した状態でのイオン注入とを行
うことで、信号転送部側とその他の部分とでＰ型不純物
量及びＰ型不純物の拡散深さが異なる正孔蓄積層を得る
ことができる。このため、信号転送部側におけるＰ型不
純物の濃度や拡散深さが他の部分のＰ型不純物の濃度よ
りも小さい正孔蓄積層を形成して、Ｐ型不純物の転送電
極下への拡散幅を小さく抑えることが可能になる。
固体撮像素子の製造方法では、ＨＡＤ構造のセンサ部に
おける正孔蓄積層を形成する際、センサ部における信号
転送部側をマスクで覆ったイオン注入と、センサ部にお
ける信号転送部側を露出した状態でのイオン注入とを行
うことで、信号転送部側とその他の部分とでＰ型不純物
量及びＰ型不純物の拡散深さが異なる正孔蓄積層を得る
ことができる。このため、信号転送部側におけるＰ型不
純物の濃度や拡散深さが他の部分のＰ型不純物の濃度よ
りも小さい正孔蓄積層を形成して、Ｐ型不純物の転送電
極下への拡散幅を小さく抑えることが可能になる。
【００２９】また、本発明の請求項２記載の固体撮像素
子の製造方法では、ＨＡＤ構造のセンサ部における正孔
蓄積層を形成する際、転送電極をマスクに用いて信号転
送部側から上記センサ部に斜めイオン注入を行うこと
で、センサ部における当該信号転送部側の基板の表面層
に転送電極の陰になって正孔蓄積層を形成するためのＰ
型不純物を導入させないようにすることが可能になる。
このため、上記請求項１記載の方法と同様に、Ｐ型不純
物の転送電極下への拡散幅を小さく抑えることが可能に
なる。
子の製造方法では、ＨＡＤ構造のセンサ部における正孔
蓄積層を形成する際、転送電極をマスクに用いて信号転
送部側から上記センサ部に斜めイオン注入を行うこと
で、センサ部における当該信号転送部側の基板の表面層
に転送電極の陰になって正孔蓄積層を形成するためのＰ
型不純物を導入させないようにすることが可能になる。
このため、上記請求項１記載の方法と同様に、Ｐ型不純
物の転送電極下への拡散幅を小さく抑えることが可能に
なる。
【００３０】さらに、本発明の固体撮像素子は、ＨＡＤ
構造のセンサ部を有する固体撮像素子において、Ｐ型の
正孔蓄積層の信号転送部側におけるＰ型不純物の濃度や
拡散深さの値を他の部分におけるこれらの値よりも小さ
くすることで、Ｐ型不純物が信号転送部側の転送電極下
へ拡散することによる影響を小さく抑えることができ
る。したがって、正孔蓄積層による暗電流の防止効果を
維持しながらも、スミアの発生を防止できかつ、信号電
荷の読み出し電圧を下げることができる。
構造のセンサ部を有する固体撮像素子において、Ｐ型の
正孔蓄積層の信号転送部側におけるＰ型不純物の濃度や
拡散深さの値を他の部分におけるこれらの値よりも小さ
くすることで、Ｐ型不純物が信号転送部側の転送電極下
へ拡散することによる影響を小さく抑えることができ
る。したがって、正孔蓄積層による暗電流の防止効果を
維持しながらも、スミアの発生を防止できかつ、信号電
荷の読み出し電圧を下げることができる。
【図１】第１実施形態の固体撮像素子の製造方法を説明
する断面工程図である。
する断面工程図である。
【図２】第２実施形態の固体撮像素子の製造方法を説明
する断面工程図である。
する断面工程図である。
【図３】従来の固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素
子を説明する断面図である。
子を説明する断面図である。
３…信号転送部、５…センサ部、６…マスク、１１…基
板、１４…転送電極、１４ｃ…開口部、１５…信号電荷
蓄積層、１６，１７…正孔蓄積層
板、１４…転送電極、１４ｃ…開口部、１５…信号電荷
蓄積層、１６，１７…正孔蓄積層
Claims (3)
- 【請求項１】 基板の表面側における信号転送部との間
に間隔を設けて当該基板の表面側に配置されるセンサ部
に信号電荷蓄積層を形成し、当該信号電荷蓄積層上にお
ける前記基板の表面層に正孔蓄積層を形成する固体撮像
素子の製造方法において、 前記センサ部上における前記信号転送部側をマスクで覆
った状態で当該センサ部の表面層にイオン注入を行うこ
とによって、前記正孔蓄積層を形成するための不純物を
前記センサ部における基板の表面層に導入する工程と、 前記信号転送部側の前記センサ部を露出させた状態で当
該センサ部の表面層にイオン注入を行うことによって、
前記正孔蓄積層を形成するための不純物を前記センサ部
における基板の表面層に導入する工程とを行うことを特
徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項２】 基板の表面側における信号転送部との間
に間隔を設けて当該基板の表面側に配置されるセンサ部
に信号電荷蓄積層を形成し、当該信号電荷蓄積層上にお
ける前記基板の表面層に正孔蓄積層を形成する固体撮像
素子の製造方法において、 前記センサ部上に開口部を有する転送電極を前記基板上
に形成する工程と、 前記信号転送部側から前記センサ部の表面層に前記転送
電極をマスクにして斜めイオン注入を行うことによっ
て、前記正孔蓄積層を形成するための不純物を前記セン
サ部における基板の表面層に導入する工程とを行うこと
を特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項３】 基板の表面側における信号転送部との間
に間隔を有する状態で、当該基板の表面側に設けられた
信号電荷蓄積層と当該信号電荷蓄積層の表面層に設けら
れたＰ型の正孔蓄積層とからなるセンサ部を配置してな
る固体撮像素子において、 前記正孔蓄積層は、前記信号転送部側におけるＰ型不純
物の濃度及び拡散深さのうちの少なくとも何方か一方の
値が他の部分よりも小さいものであること、 を特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9189355A JPH1140794A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9189355A JPH1140794A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140794A true JPH1140794A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16239948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9189355A Withdrawn JPH1140794A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1140794A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332925A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| JP2006108590A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| CN100394609C (zh) * | 2004-09-07 | 2008-06-11 | 三洋电机株式会社 | 固体摄像装置 |
| US7736937B2 (en) | 2005-08-18 | 2010-06-15 | Fujifilm Corporation | Manufacturing method of solid-state imaging device and solid-state imaging device |
| US7776643B2 (en) | 2004-09-02 | 2010-08-17 | Fujifilm Corporation | Solid state image pickup device and its manufacture method |
| JP2010239075A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP9189355A patent/JPH1140794A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005332925A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| US7776643B2 (en) | 2004-09-02 | 2010-08-17 | Fujifilm Corporation | Solid state image pickup device and its manufacture method |
| CN100394609C (zh) * | 2004-09-07 | 2008-06-11 | 三洋电机株式会社 | 固体摄像装置 |
| JP2006108590A (ja) * | 2004-10-08 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| US7736937B2 (en) | 2005-08-18 | 2010-06-15 | Fujifilm Corporation | Manufacturing method of solid-state imaging device and solid-state imaging device |
| JP2010239075A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Sony Corp | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 |
| US8957357B2 (en) | 2009-03-31 | 2015-02-17 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, manufacturing method of the same, and electronic apparatus |
| US9437631B2 (en) | 2009-03-31 | 2016-09-06 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging device, manufacturing method of the same, and electronic apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050315 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050513 |