JPS59191378A - 固体撮像素子の製法 - Google Patents
固体撮像素子の製法Info
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- JPS59191378A JPS59191378A JP58066205A JP6620583A JPS59191378A JP S59191378 A JPS59191378 A JP S59191378A JP 58066205 A JP58066205 A JP 58066205A JP 6620583 A JP6620583 A JP 6620583A JP S59191378 A JPS59191378 A JP S59191378A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、固体撮像素子特にインターライン形ＣＯＤ固
体撮像素子の製法に関する。
体撮像素子の製法に関する。
背景技術とその問題点
インターライン形固体撮像素子においては、その半導体
基体の深部で光電変換された偽信号電画が垂直レジスフ
部内に取り入れられた場合に生ずるスミア現象を抑える
ために、垂直レジスタ部の例えばＮ型の埋込チャンネル
の下部をＰ型の島領域で囲み、スミア電荷に対する拡散
障壁を形成するようにした構造がよく知られている。こ
の島領域の形成は、垂直レジスタ部の埋込チャンネル形
成と自己整合になることが望ましい。島領域と埋込チャ
ンネルとを自己整合で形成する理由はセンサ部と埋込チ
ャンネルとの間の所謂読み出しゲート部に不要の障壁を
形成しないためである。そして、島領域が充分な拡散障
壁を形成するためには、晶い加速電圧（＞ ４００Ｋｅ
Ｖ）でのイオン注入或いは高温長時間の熱拡散を必要と
する。しかるに商加速イオン注入の場合は他領域への注
入を防くため膜厚が２μｍ以上のマスクを必要とし、後
の微細加工の妨げとなる。又、高温長時間の拡散の場合
は島領域、垂直レジスタ部（埋込チャンネル）チートン
矛ルストソプ領域、センサ部及びオーバフロートレイン
部等の各領域の相互位置関係を止確に保って島領域と埋
込チャンネルを自己整合することが難しい。
基体の深部で光電変換された偽信号電画が垂直レジスフ
部内に取り入れられた場合に生ずるスミア現象を抑える
ために、垂直レジスタ部の例えばＮ型の埋込チャンネル
の下部をＰ型の島領域で囲み、スミア電荷に対する拡散
障壁を形成するようにした構造がよく知られている。こ
の島領域の形成は、垂直レジスタ部の埋込チャンネル形
成と自己整合になることが望ましい。島領域と埋込チャ
ンネルとを自己整合で形成する理由はセンサ部と埋込チ
ャンネルとの間の所謂読み出しゲート部に不要の障壁を
形成しないためである。そして、島領域が充分な拡散障
壁を形成するためには、晶い加速電圧（＞ ４００Ｋｅ
Ｖ）でのイオン注入或いは高温長時間の熱拡散を必要と
する。しかるに商加速イオン注入の場合は他領域への注
入を防くため膜厚が２μｍ以上のマスクを必要とし、後
の微細加工の妨げとなる。又、高温長時間の拡散の場合
は島領域、垂直レジスタ部（埋込チャンネル）チートン
矛ルストソプ領域、センサ部及びオーバフロートレイン
部等の各領域の相互位置関係を止確に保って島領域と埋
込チャンネルを自己整合することが難しい。
発明の目的
本発明は上述の点に鑑め高温長時間拡散による島領域の
形成を垂直レジスタ部の埋込チャンネルと自己整合で形
成し、しかも上記各領域の位置関係を正確に定めること
ができるようにした固体撮像素子の製法を提供するもの
である。
形成を垂直レジスタ部の埋込チャンネルと自己整合で形
成し、しかも上記各領域の位置関係を正確に定めること
ができるようにした固体撮像素子の製法を提供するもの
である。
発明の概要
本発明は半導体基扱上にＳｉ３Ｎ＋膜を含む保護層を形
成しこの保護層のセンサ部、垂直レジスフ部およびオー
バフロードレイン部に対応する部分に窓開けを施１゜次
いで垂直レジスタ部に対応する窓開り部分以外を覆うフ
ォトレジスｌ−層をマスクとして形成し、イオン注入で
一４電型の島領域を形成する。次にセンサ部に対応する
窓開り部を覆うマスクを形成して反対導電型不純物をイ
オン注入し島領域内に垂直レジスタ部をセルファライン
で形成すると共にオーバフロードレイン部を形成する。
成しこの保護層のセンサ部、垂直レジスフ部およびオー
バフロードレイン部に対応する部分に窓開けを施１゜次
いで垂直レジスタ部に対応する窓開り部分以外を覆うフ
ォトレジスｌ−層をマスクとして形成し、イオン注入で
一４電型の島領域を形成する。次にセンサ部に対応する
窓開り部を覆うマスクを形成して反対導電型不純物をイ
オン注入し島領域内に垂直レジスタ部をセルファライン
で形成すると共にオーバフロードレイン部を形成する。
しかる後、Ｓ ｉ３Ｎ ４膜の残余の部分を耐酸化マス
クとして局部酸化を行い、局部酸化で形成された厚い酸
化膜をマスクとして全面に一導電型不純物をイオン注入
する。
クとして局部酸化を行い、局部酸化で形成された厚い酸
化膜をマスクとして全面に一導電型不純物をイオン注入
する。
この発明の製法では高温長時間拡散による島領域と垂直
レジスタ部の埋込チャンネルとを自己整合で形成し、し
かもチャンネルストップ領域、センサ部、オーバフロー
コントロールゲート部、オーバフロードレイン部の各領
域の相互の位置関係を止確に保つことができる。
レジスタ部の埋込チャンネルとを自己整合で形成し、し
かもチャンネルストップ領域、センサ部、オーバフロー
コントロールゲート部、オーバフロードレイン部の各領
域の相互の位置関係を止確に保つことができる。
実施例
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
本発明においては先ず第１図に示すように一導電型の半
導体基体例えばＰ形のシリコン半導体基体（１）を設け
、その−主面上に熱酸化による５ｊ０２股（例えば厚さ
５００人程程度（２）、ＣＶＤ （化学気相成長）によ
るＳｉ３Ｎ４膜（例えば厚さ１０００人程度程度３）及
びＣＶ Ｉ）による５ｔＯ２膜（例えば厚さ３０００〜
５０（１０人程度）（４）を１１ｕ次被着形成してなる
保護層（５）を形成する。
導体基体例えばＰ形のシリコン半導体基体（１）を設け
、その−主面上に熱酸化による５ｊ０２股（例えば厚さ
５００人程程度（２）、ＣＶＤ （化学気相成長）によ
るＳｉ３Ｎ４膜（例えば厚さ１０００人程度程度３）及
びＣＶ Ｉ）による５ｔＯ２膜（例えば厚さ３０００〜
５０（１０人程度）（４）を１１ｕ次被着形成してなる
保護層（５）を形成する。
次に第２図にボずように第１のフォトレジスト層（６）
をマスクとして保護層（５）のセンサ部（１６）、垂直
レジスタ部（ＶＲ）及びオーバフロードレイン部（０１
”Ｄ）に対応する部分に夫々窓孔（７１，＋８１及び（
９）を選択的に形成し、第１のマスク層（ｌＯ）を形成
する。この場合保護層（５）の最ド層の熱酸化５ｔ０２
映（２）は残し、その上のＳ ｉ３Ｎ４膜（３）及びＣ
Ｖ Ｉ）のＳ ＋０２膜（４）をＣＦ ４によるプラズ
マエツチングによって選択的に窓開けする。この後、第
１のフォトレジスＩ一層（６）を残し、これを硬化する
。
をマスクとして保護層（５）のセンサ部（１６）、垂直
レジスタ部（ＶＲ）及びオーバフロードレイン部（０１
”Ｄ）に対応する部分に夫々窓孔（７１，＋８１及び（
９）を選択的に形成し、第１のマスク層（ｌＯ）を形成
する。この場合保護層（５）の最ド層の熱酸化５ｔ０２
映（２）は残し、その上のＳ ｉ３Ｎ４膜（３）及びＣ
Ｖ Ｉ）のＳ ＋０２膜（４）をＣＦ ４によるプラズ
マエツチングによって選択的に窓開けする。この後、第
１のフォトレジスＩ一層（６）を残し、これを硬化する
。
次に第３図にネオように垂直レジスタ部に対応する窓孔
（８）の部分を残してそれ以外の窓孔（７）及び（９）
を第２のフォトレジストｌ５ｊｔ（ＩＩ）によっＣ覆う
。
（８）の部分を残してそれ以外の窓孔（７）及び（９）
を第２のフォトレジストｌ５ｊｔ（ＩＩ）によっＣ覆う
。
ごの第２のフォトレジストＩｎ（１１）は第１のフォト
レジスト フォトレジスｔ［（ｉｉ）に対する窓開けば比較的精度
を要さず粗い窓開けでよい。そして第１及び第２のフォ
トレジストＩｆ１（６１及び（１１）をマスクとしてＰ
形の島領域を形成ずべ（ボロンをイオン注入する。この
ときのイオン注入エネルギーは３００ＫｅＶ以下である
。次で、窒素雰囲気中で１１００℃、２００〜３００分
の拡散処理を行って、第４図に示すようにＰ型の島領域
（１２）を形成する。
レジスト フォトレジスｔ［（ｉｉ）に対する窓開けば比較的精度
を要さず粗い窓開けでよい。そして第１及び第２のフォ
トレジストＩｆ１（６１及び（１１）をマスクとしてＰ
形の島領域を形成ずべ（ボロンをイオン注入する。この
ときのイオン注入エネルギーは３００ＫｅＶ以下である
。次で、窒素雰囲気中で１１００℃、２００〜３００分
の拡散処理を行って、第４図に示すようにＰ型の島領域
（１２）を形成する。
次に第５図に示すように第１マスク層（１０１のセンサ
部（１６）に対応する窓孔（７）を第３のフォトレジス
トＩＷ（１３）で覆う。この時のフォトレジスト層（１
３）の形成もそれほどの精度を要さず粗い窓開けでよい
。そして上記と同じ窓孔（８）を通じ°ＵＮ形の不純物
、例えばリンをイオン注入してＰ型島領域（１１）内に
垂直レジスタ部のＮ型埋込チャンネル（１４）を形成し
、同時に窓孔（９）を通じてオーバフロードレイン部（
１５）を形成する。
部（１６）に対応する窓孔（７）を第３のフォトレジス
トＩＷ（１３）で覆う。この時のフォトレジスト層（１
３）の形成もそれほどの精度を要さず粗い窓開けでよい
。そして上記と同じ窓孔（８）を通じ°ＵＮ形の不純物
、例えばリンをイオン注入してＰ型島領域（１１）内に
垂直レジスタ部のＮ型埋込チャンネル（１４）を形成し
、同時に窓孔（９）を通じてオーバフロードレイン部（
１５）を形成する。
次に第６図に示すように更にオーバフロードレイン部（
１５）の濃度を高めるべく第１マスク層α０）のセンサ
部（１６）及び垂直レジスタ部従って埋込チャンネル（
１４）に対応する窓孔（７１、（８１を第４のフォトレ
ジスト１ｉｄ（１７）で被覆し、オーパフロ−ドレイン
に対応する窓孔（９）を通じζ史にリンをイオン’ｔ−
Ｐ人しオーバフロートレイン領域（１５）の濃度を而め
る。
１５）の濃度を高めるべく第１マスク層α０）のセンサ
部（１６）及び垂直レジスタ部従って埋込チャンネル（
１４）に対応する窓孔（７１、（８１を第４のフォトレ
ジスト１ｉｄ（１７）で被覆し、オーパフロ−ドレイン
に対応する窓孔（９）を通じζ史にリンをイオン’ｔ−
Ｐ人しオーバフロートレイン領域（１５）の濃度を而め
る。
しかる後、第７図に不ずように上層のＣＶＤのｓ；０２
１１央（４）を除去し、Ｓ ｉ３Ｎ４膜（３）をマスク
とし°ζ選択ｒ’＋ｕ化を行いセンサ部（１６）、垂直
レジスタ部（１４）及びオーバフロードレイン部（１５
）上に例えは２０００八程度の厚い酸化膜（１日）を形
成する。
１１央（４）を除去し、Ｓ ｉ３Ｎ４膜（３）をマスク
とし°ζ選択ｒ’＋ｕ化を行いセンサ部（１６）、垂直
レジスタ部（１４）及びオーバフロードレイン部（１５
）上に例えは２０００八程度の厚い酸化膜（１日）を形
成する。
そしてこの厚い酸化ＩＱ（１８）をマスクとして全面に
Ｐ形不純物例えばボロンをイオン注入してオーバー）
ロー ニｌ ７ ） Ｄ ／Ｌ／ゲート部（０ＦＣＧ
） （１９）、チャンネルストップ領域（Ｃ３）
（２０）及び読み出しゲート部（ＲＯＣ）（２１）を夫
々形成する。
Ｐ形不純物例えばボロンをイオン注入してオーバー）
ロー ニｌ ７ ） Ｄ ／Ｌ／ゲート部（０ＦＣＧ
） （１９）、チャンネルストップ領域（Ｃ３）
（２０）及び読み出しゲート部（ＲＯＣ）（２１）を夫
々形成する。
これ以後の工程は通當と同様にし’（ｊ１’：直レジス
タ部上に転送電極を形成し或いはセンサ電極を形成゛」
る等を行って目的とするインターンライン形のＣＣＩ）
固体撮像素子を構成する。
タ部上に転送電極を形成し或いはセンサ電極を形成゛」
る等を行って目的とするインターンライン形のＣＣＩ）
固体撮像素子を構成する。
この様な製法によれは、同一の窓孔（８）を通じて商ｔ
１１ｊ１ｋｔ時間のｌ）形島領域（１２）と４４直レシ
スク部の埋込チャンネル（１４）とを自己整合で形成で
きる。しかも、第１のマスクｊ＠α０）を基準にして各
領域を形成するので、垂直レジスタ部（１４） 、読み
出しゲート部（２１） 、センサ部（１６）、オーバフ
ローコントロールゲート部（１９） 、オーバフロード
レイン部（１５）及びチャンネルストップ領域（２０）
等の相互の位置関係が正確に定められる。
１１ｊ１ｋｔ時間のｌ）形島領域（１２）と４４直レシ
スク部の埋込チャンネル（１４）とを自己整合で形成で
きる。しかも、第１のマスクｊ＠α０）を基準にして各
領域を形成するので、垂直レジスタ部（１４） 、読み
出しゲート部（２１） 、センサ部（１６）、オーバフ
ローコントロールゲート部（１９） 、オーバフロード
レイン部（１５）及びチャンネルストップ領域（２０）
等の相互の位置関係が正確に定められる。
又、Ｐ形の島領域（１２）を形成する際のイオン注入は
低加速電圧で行うために注入損傷を小さくすることがで
きる。又、最終工程でＳ ｉ３Ｎ ４ Ｎ’Ａ （３１
ラフスフにして他部を選択酸化して厚い酸化膜（１Ｂ）
を形成し、この厚い酸化膜（１８）をマスクとし”ζ全
面にポロンをイオン注入することによってオーバフロー
コントロールゲート部（１９） 、チャンネルストップ
領域（２０）及び読み出しゲート部（２１）を形成して
いるのでこれらの領域も自己整合で形成さる。
低加速電圧で行うために注入損傷を小さくすることがで
きる。又、最終工程でＳ ｉ３Ｎ ４ Ｎ’Ａ （３１
ラフスフにして他部を選択酸化して厚い酸化膜（１Ｂ）
を形成し、この厚い酸化膜（１８）をマスクとし”ζ全
面にポロンをイオン注入することによってオーバフロー
コントロールゲート部（１９） 、チャンネルストップ
領域（２０）及び読み出しゲート部（２１）を形成して
いるのでこれらの領域も自己整合で形成さる。
発明の効果
上述の本発明によれば、半導体基体上にＳ ｉ３Ｎ ４
膜を含む保護層を形成し、この保護層のセンサ部、垂直
レジスタ部及びオーバフロードレイン部に対応する部分
に窓開けを施し、この保護層による第１マスク層を基準
として以後フォトレジスト層或いは選択酸化を併用して
各領域を形成しているので、センサ部、垂直レジスタ部
、オーバフロードレイン部、チャンネルストップ領域、
オーバフローコントロールゲート部及び読み出しゲート
部の相７Ｌの位置関係が正確に保°Ｃる。そして同じ窓
開は部分を通して島領域のイオン注入及び垂直レジスタ
部のイオン注入を行っているので、島領域と垂直レジス
タ部を自己整合で形成することができる。従っζ、垂直
レジスタの一重部にスミア電荷を阻止する島領域を形成
した構造の固体撮像素子を精度よく型造することができ
る。
膜を含む保護層を形成し、この保護層のセンサ部、垂直
レジスタ部及びオーバフロードレイン部に対応する部分
に窓開けを施し、この保護層による第１マスク層を基準
として以後フォトレジスト層或いは選択酸化を併用して
各領域を形成しているので、センサ部、垂直レジスタ部
、オーバフロードレイン部、チャンネルストップ領域、
オーバフローコントロールゲート部及び読み出しゲート
部の相７Ｌの位置関係が正確に保°Ｃる。そして同じ窓
開は部分を通して島領域のイオン注入及び垂直レジスタ
部のイオン注入を行っているので、島領域と垂直レジス
タ部を自己整合で形成することができる。従っζ、垂直
レジスタの一重部にスミア電荷を阻止する島領域を形成
した構造の固体撮像素子を精度よく型造することができ
る。
第１図乃至第７図昧本発明による固体撮像素子の製法例
を示す工程順の断面図である。 ＋１＋は半導体基体、（２）はＳ ｆ０２膜、（３）は
ＳｉｇＮ＋膜、（４）は５ｔｏ２１１史、（５）は保護
層、（６１、（ｌｉ） 、 （１３） 。 （１７）はソフトレジスト層、（１２）は島領域、（１
４）は４Ｅ直レジスタ部、（１５）ばオーバフロードレ
イン部、（１６）はセンサ部、（１９）はオーバフロー
コントロールゲート部、（２０）はチャンネルストップ
領域、（２１）は睨み出しゲート部である。
を示す工程順の断面図である。 ＋１＋は半導体基体、（２）はＳ ｆ０２膜、（３）は
ＳｉｇＮ＋膜、（４）は５ｔｏ２１１史、（５）は保護
層、（６１、（ｌｉ） 、 （１３） 。 （１７）はソフトレジスト層、（１２）は島領域、（１
４）は４Ｅ直レジスタ部、（１５）ばオーバフロードレ
イン部、（１６）はセンサ部、（１９）はオーバフロー
コントロールゲート部、（２０）はチャンネルストップ
領域、（２１）は睨み出しゲート部である。
Claims (1)
- 半導体基体上に５ｉ３１’Ｌ膜を含む保護層を形成する
工程と、該保護層のセンサ部、垂直レジスフ部及びオー
バフロードレイン部に対応する部分に窓開けする工程と
、上記垂直レジスタ部に対応する窓開り部分以外を覆う
フォトレジスト層をマスクとして形成しイオン注入で一
導電型の島領域を形成する工程と、−１−記センサ部に
対応する窓開は部分を覆うマン、りを形成して反対導電
型不純物をイオン６１１人し一１記んＩｊ領域内に垂直
レジスタ部を自己整合で形成すると共にオーバフロード
レイン部を形成する工程と、」二記５ｉ３Ｎ４１１Ｇｆ
’の残余の部分を１−１酸化マスクとし゛ζ局部酸化を
行ない、形成された厚い酸化１１２をマスクとして全面
に一導電型不純物をイオン７１．大する工程よりなる固
体撮像素子の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58066205A JPS59191378A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 固体撮像素子の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58066205A JPS59191378A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 固体撮像素子の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59191378A true JPS59191378A (ja) | 1984-10-30 |
Family
ID=13309097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58066205A Pending JPS59191378A (ja) | 1983-04-14 | 1983-04-14 | 固体撮像素子の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59191378A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5132762A (en) * | 1989-12-28 | 1992-07-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state image sensing device and method of manufacturing the same |
| EP0594559A2 (en) * | 1986-03-19 | 1994-04-27 | Sony Corporation | Solid state image pick-up device |
| JP2012511830A (ja) * | 2008-12-10 | 2012-05-24 | イーストマン コダック カンパニー | 側部にオーバーフロードレインを備えるイメージセンサ |
-
1983
- 1983-04-14 JP JP58066205A patent/JPS59191378A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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