JPS61123173A - Solid-state image pickup device and manufacture thereof - Google Patents

Solid-state image pickup device and manufacture thereof

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JPS61123173A
JPS61123173A JP59243471A JP24347184A JPS61123173A JP S61123173 A JPS61123173 A JP S61123173A JP 59243471 A JP59243471 A JP 59243471A JP 24347184 A JP24347184 A JP 24347184A JP S61123173 A JPS61123173 A JP S61123173A
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JP
Japan
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gate
region
groove
insulating film
solid
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Application number
JP59243471A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michio Takayama
美知雄 高山
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPS61123173A publication Critical patent/JPS61123173A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14679Junction field effect transistor [JFET] imagers; static induction transistor [SIT] imagers

Abstract

PURPOSE:To obtain a solid-state image pickup device using an electrostatic induction type transistor with a gate capacitor region having a small area and high capacitance by forming the SIT Tr constituted by a gate region shaped around a groove formed to a semiconductor substrate and a capacitor region buried into the groove through an insulating film. CONSTITUTION:An n<-> epitaxial layer 11 containing an n type impurity is formed onto an n<+> Si substrate 10 shaping a drain in an SIT, a transparent insulating film 12-1 is formed onto the layer 11, and a p<+> gate region 13 is shaped to the layer 11. The upper section of the region 13 is coated with a transparent insulating film 12-1. The film 12-1 is removed selectively through etching, and the layer 11 is etched while using the film 12-1 as a mask to shape a groove 15. A p type impurity is implanted around the groove 15 to form a p<+> gate region 14, an insulating film 16 is shaped onto the inner wall surface of the groove 15, the groove is buried with polycrystalline Si to which an impurity is doped, and a gate capacitor electrode 17 is formed. The surface is coated with a transparent insulating film 12-2, an n<+> source region 18 is shaped into the layer 11, and a source electrode 19 and a gate electrode 20 are formed, thus completing the SIT.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、静電誘導形トランジスタで構成した固体撮像
装置及びその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a solid-state imaging device constructed of static induction transistors and a method for manufacturing the same.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、固体撮像装置としてはCOD、  BBD等の電
荷転送素子を用いたものや、MOSトランジスタを用い
たものなどが広く用いられており、更に光検出感度及び
集積度等の向上という観点から静電誘導形トランジスタ
(以下Sl’l“と(!1.4”る)を用いたものが提
案されている。
Conventionally, solid-state imaging devices that use charge transfer devices such as COD and BBD, and devices that use MOS transistors have been widely used. A device using an inductive transistor (hereinafter referred to as Sl'l"(!1.4")) has been proposed.

例えば、特開昭55−15229号公報にうよ、SIT
をマトリックス状に配列し、=亥Sド1゛の各ソースを
行導線に、ドレインを列導線に、ゲートをクリア導線に
それぞれ接続して構成した固体撮像W2が示されている
。第1図^は、かかるSITを用いた固体撮像装置の−
18It累了を構成するSITの構造を示す断面図で、
第1図11111はその一部省略した平面図である。
For example, in Japanese Patent Application Laid-open No. 55-15229, SIT
A solid-state imaging device W2 is shown in which the sources are connected to row conductors, the drains are connected to column conductors, and the gates are connected to clear conductors. Figure 1 shows a solid-state imaging device using such an SIT.
A cross-sectional view showing the structure of SIT that constitutes 18It completion,
FIG. 11111 is a partially omitted plan view.

図において、lはトレインを構成ツーるn゛ ノ11コ
ン基板で、該基板l上に不純物濃度が10′!〜1OI
l原子/−のn−シリコンエピクキンヤル層2を成長さ
せ、このエピタキシャル層2の表面に、熱拡散法などに
よりn°ソース領域3及びp°信号蓄積ゲートl域4を
形成する。そして、通常このゲート領域4は、第1図旧
)に示すように、ソース領域3を囲むようにリング状に
形成され、またソース領域3の拡散深さはゲート領域4
の拡散深さよりも浅く形成されている。
In the figure, l is the n-11 substrate that constitutes the train, and the impurity concentration on the substrate l is 10'! ~1OI
An n-silicon epitaxial layer 2 of l atoms/- is grown, and an n° source region 3 and a p° signal storage gate l region 4 are formed on the surface of this epitaxial layer 2 by thermal diffusion or the like. Usually, this gate region 4 is formed in a ring shape to surround the source region 3, as shown in FIG.
It is formed at a depth shallower than the diffusion depth of .

ソース領域3上にはソース電極5を形成し、エピタキシ
ャル層2の表面は透明絶縁膜6で覆うと共に信号M積ゲ
ート領域4の一部には絶縁膜6を介してゲート電極7を
形成している。そして、信号蓄積ゲート領域4とその上
に被着された絶縁膜6と更にその上に被着されたゲート
電極7とでゲートコンデンサ8を構成している。またn
−エピタキシャル層2はチャネル領域を構成するもので
あり、光入力のない定常状態において、すなわちゲート
電位0■であってもチャネル領域はすてに空乏化されて
いて、ソース−ドレイン間が順方向にバイアスされても
ソース トレイン間には電流が流れないように構成され
ている。
A source electrode 5 is formed on the source region 3, the surface of the epitaxial layer 2 is covered with a transparent insulating film 6, and a gate electrode 7 is formed on a part of the signal M product gate region 4 via the insulating film 6. There is. A gate capacitor 8 is constituted by the signal storage gate region 4, the insulating film 6 deposited thereon, and the gate electrode 7 further deposited thereon. Also n
- The epitaxial layer 2 constitutes a channel region, and in a steady state with no optical input, that is, even when the gate potential is 0, the channel region is already depleted and the source-drain region is in the forward direction. The structure is such that no current flows between the source trains even when biased.

このように構成されたSITにおいて、光入力が与えら
れると、チャネル領域2内、あるいはゲート空乏層内で
、正孔−電子対が生成され、このうち電子は接地された
ドレイン1に流れ去るが、正孔は信号蓄積ゲート領域4
に蓄積され、これに接続されたゲートコンデンサ8を充
電し、ゲート電位を。vGだけ変化させる。ここでゲー
トコンデンサ8の容量をC9、ゲート接合容量をC4と
し、光入力によって発生され、信号蓄積ゲート領域4に
蓄積された電荷をQLとすると、4■、=QL / (
CG +CJ )となる、ある11時間が経過した後、
ゲート端子9にゲート読み出しパルスφ4が与えられる
と、ゲート電位はφ。に4 V Gが加わったものとな
り、信号蓄積ゲート領域4とソース領域3との間の電位
は低下して空乏層が城少し、ソース・ドレイン間に光入
力に対応したドレイン電流が流れる。このドレイン電流
は、SITの増幅作用のため。■。が増幅変倍されたち
のとなり、大きなものとなる。なお、SITのソースと
ドレインとを入れ替えても同様の動作をするものである
In the SIT configured in this way, when optical input is applied, hole-electron pairs are generated within the channel region 2 or within the gate depletion layer, and the electrons flow away to the grounded drain 1. , the holes are in the signal storage gate region 4
The voltage is accumulated in the gate capacitor 8 connected to this, and the gate potential is increased. Change only vG. Here, if the capacitance of the gate capacitor 8 is C9, the gate junction capacitance is C4, and the charge generated by optical input and accumulated in the signal storage gate region 4 is QL, then 4■, =QL / (
CG +CJ) After a certain 11 hours have passed,
When the gate read pulse φ4 is applied to the gate terminal 9, the gate potential becomes φ. The potential between the signal storage gate region 4 and the source region 3 decreases, the depletion layer becomes smaller, and a drain current corresponding to the optical input flows between the source and drain. This drain current is due to the amplification effect of SIT. ■. is amplified and magnified, and becomes large. Note that even if the source and drain of the SIT are replaced, the same operation will occur.

ところで、上記のようなSITを用いた固体撮像装置に
おいて、高解像度を有する固体撮像装置の作製にあたっ
ては、素子面積を縮小させることが必須の要件となり、
ゲートコンデンサ領域の面積縮小化が要求される。しか
し、上記従来の構成のものにおいては、ゲートコンデン
サ領域の面積を縮小化し且つ必要量のゲートコンデンサ
容量を確保するためには、ゲート絶縁膜を極めて薄くし
なければならず、耐圧劣化やプロセス制御上の困難が生
ずるなどの問題点があった6 〔発明の目的〕 本発明は、上記従来のSITを用いた固体I最像装置の
問題点を解決すべくなされたもので、小面積で高容量が
得られるゲートコンデンサ領域を備えたSITを用いた
固体撮像装置及びその製造法を堤供することを目的とす
る。
By the way, in the solid-state imaging device using SIT as described above, it is an essential requirement to reduce the element area when producing a solid-state imaging device having high resolution.
There is a need to reduce the area of the gate capacitor region. However, in the conventional structure described above, in order to reduce the area of the gate capacitor region and secure the necessary gate capacitor capacity, the gate insulating film must be made extremely thin, which may cause deterioration in breakdown voltage and process control. 6 [Object of the Invention] The present invention was made to solve the problems of the above-mentioned conventional solid-state I imaging device using SIT. The object of the present invention is to provide a solid-state imaging device using an SIT having a gate capacitor region capable of obtaining a capacitance, and a method for manufacturing the same.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、半導体基板に形成した溝の周囲に形成したゲ
ート領域と、前記溝に絶縁膜を介して埋め込んだコンデ
ンサ電極とで溝形ゲートコンデンサを構成し、小面積で
高容量が得られるようにし、また、上記構成のゲートコ
ンデンサを、通常の半導体製造技術に用いて容易に製造
できるようにするものである。
The present invention configures a trench gate capacitor by a gate region formed around a trench formed in a semiconductor substrate and a capacitor electrode embedded in the trench via an insulating film, so that high capacitance can be obtained in a small area. Furthermore, the gate capacitor having the above structure can be easily manufactured using ordinary semiconductor manufacturing technology.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下図面を参照しながら本発明に係る311′を用いた
固体撮像装置並びにその製造方法の実施例を詳細に説明
する。なお、SITは、先に述べたように、ソースとド
レインとを入れ替えても同様に動作するため、次に述べ
る各実施例では、トレインを構成するn゛シリコン基板
上に成長させたn−エピタキシャル層にソース領域及び
ゲート領域を形成する場合について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a solid-state imaging device using 311' and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As mentioned earlier, the SIT operates in the same way even if the source and drain are replaced, so in each of the examples described below, the n-epitaxial A case where a source region and a gate region are formed in a layer will be described.

第2図へ〜(ロ)は、本発明に係るSIT固体出像装置
の実施例の一出像素子を構成するSITの各製造段階に
おける態様を示す断面を模式的に示した図である。
FIGS. 2A to 2B are diagrams schematically showing cross-sections showing aspects at each manufacturing stage of the SIT constituting an image output element of an embodiment of the SIT solid-state image output device according to the present invention.

第2図^において、10はSITのドレインを形成する
n゛ンリコン基板、該基板10上には2×1ort〜5
X10”原子/−のリン(P)、アンチモン(Sb)等
のn形不純物を含むn−エビタキンヤル層Ifを形成す
る。そして、このn゛エピタキシャル層Iり上に透明絶
縁膜12−1を設け、通常のフォトリソグラフィ及び不
純物拡散法により、n”エビタキンヤル層11にp゛ゲ
ーDI域13を形成する。この際、不純物としてボロン
(B)を用い、拡散の潔さは1〜4μmとする。そして
再びp°ゲーHff域13の表面を透明&@縁膜12−
1で覆う。
In FIG.
An n-epitaxial layer If containing n-type impurities such as phosphorus (P) and antimony (Sb) of Then, a p-game DI region 13 is formed in the n'' epitaaxial layer 11 using conventional photolithography and impurity diffusion methods. At this time, boron (B) is used as an impurity, and the diffusion purity is set to 1 to 4 μm. Then, the surface of the p° game Hff area 13 is made transparent &@marginal film 12-
Cover with 1.

次にA2図(Blに示すように、前記透明絶縁膜121
.をフォトリソグラフィにより、ゲートコンデンサ形成
予定領域をエツチングして除去し、この予定領域を除去
した透明絶縁膜12−1をマスクとしてn−エピタキシ
ャル層11をエツチングして溝15を形成する。そして
該溝15の周囲にp°ゲート領域を形成するために、p
形不純物、主としてボロン(B)をイオン注入法により
注入する。
Next, as shown in FIG. A2 (Bl), the transparent insulating film 121
.. The region where the gate capacitor is to be formed is etched and removed by photolithography, and the n-epitaxial layer 11 is etched using the transparent insulating film 12-1 from which the region where the gate capacitor is to be formed is removed as a mask to form a groove 15. Then, in order to form a p° gate region around the trench 15, p
Type impurities, mainly boron (B), are implanted by ion implantation.

次に第2図(0に示すように、前記イオン圧入法によ幻
f#15の周囲に注入したp形不純物を拡散して、溝1
5の周囲にp゛ゲート領域14を形成する。
Next, as shown in Figure 2 (0), the p-type impurity implanted around the phantom f#15 by the ion injection method is diffused into
A p gate region 14 is formed around the p-gate region 5.

次にゲートコンデンサの絶縁膜を形成するために、l薄
15の壁面に熱酸化膜を成長させて溝15の内壁面に絶
縁1916を形成する。そして基板全表面に不純物ドー
プ多結晶シリコンを堆積し溝I5を埋めたのち、フォト
リソグラフィ工程によりゲートコンデンサ形成領域以外
の基板表面に堆積した不純物ドープ多結晶ンリコン膜を
、エツチングによって除去することにより、ゲートコン
デンサ電極17を形成する。この工程により、溝15の
周囲のゲート領域14.絶縁膜16.ゲートコンデンサ
電極+7とからなる本発明の特徴とする溝形ゲートコン
デンサが完成する。
Next, in order to form an insulating film for the gate capacitor, a thermal oxide film is grown on the wall surface of the thin film 15 to form an insulating film 1916 on the inner wall surface of the groove 15. Then, after depositing impurity-doped polycrystalline silicon on the entire surface of the substrate to fill the groove I5, the impurity-doped polycrystalline silicon film deposited on the substrate surface other than the gate capacitor formation region by the photolithography process is removed by etching. A gate capacitor electrode 17 is formed. Through this step, the gate region 14 around the trench 15. Insulating film 16. A groove-shaped gate capacitor, which is a feature of the present invention, is completed, consisting of gate capacitor electrode +7.

次に第2図(01に示すように、基板表面を再び透明絶
縁膜12−2で覆ったのち、通常用いられる方法でn−
エピタキシャル層ll内にn°ソース領域18を形成し
、AIソース電極19をソース領域18に、A1ゲート
電極20をゲートコンデンサ電極17にそれぞれ形成し
てSITを完成させる。
Next, as shown in FIG. 2 (01), after covering the substrate surface again with a transparent insulating film 12-2, an n-
An n° source region 18 is formed in the epitaxial layer 11, an AI source electrode 19 is formed in the source region 18, and an A1 gate electrode 20 is formed in the gate capacitor electrode 17 to complete SIT.

以上のように構成されたSITは、ゲートコンデンサを
n−エピタキシャル層に設けた溝の壁面を利用して形成
しているため、所望のゲートコンデンサ容量を得ながら
素子面積を大幅に縮小させることができる。
In the SIT configured as described above, the gate capacitor is formed using the wall surface of the groove provided in the n-epitaxial layer, so it is possible to significantly reduce the device area while obtaining the desired gate capacitor capacity. can.

なお、上記実施例において、ソース領域18を挟み込む
ように配設されているゲート領域13と、溝15の周囲
に形成したゲート領域14とは、図示していないが、エ
ピタキシャル層11に形成した拡散層等により結合し、
それらで形成される全体のゲート領域は、第1図+B+
に示した従来のSITと同様に、ソース領域18を凹む
ように配設されるものである。
In the above embodiment, the gate region 13 disposed to sandwich the source region 18 and the gate region 14 formed around the groove 15 are not shown, but the diffusion formed in the epitaxial layer 11 Combined by layers etc.
The entire gate area formed by them is shown in FIG.
Similar to the conventional SIT shown in FIG. 1, the source region 18 is recessed.

第3図へ〜(0)は、本発明の第2実施例の過室素子を
構成するSITの各製造段階における断面を示すもので
、第2図へ〜(0)に示した実施例と同一部分には同一
符号を付して示す。
Figures 3-(0) show cross-sections at each manufacturing stage of the SIT constituting the over-chamber element of the second embodiment of the present invention. Identical parts are indicated with the same reference numerals.

この実施例は、ソース領域を挾んで形成されるゲート領
域を、いずれもn−エピタキシャル層を堀り込んで形成
した溝の周囲に設けた点で、第2図四〜(0)に示した
実施例とは相違しているのみで、他の点は第1実施例と
同様である。
In this embodiment, the gate region formed between the source region is provided around the groove formed by digging the n-epitaxial layer, as shown in Fig. 2 (4) to (0). This embodiment is different from the embodiment, and other points are the same as the first embodiment.

すなわち、まず第3図^に示ずように、n゛シリコン基
板10上にn−エビタキンヤル層l!を形成し、このn
−エピタキシャル層ll十に透明絶縁膜12− Iを設
け、該透明絶縁膜12−.をフォトリソグラフィにより
、2つのゲートコンデンサ形成予定領域をエツチングし
て除去し、この透明絶縁膜12゜をマスクとしてn〜エ
ピタキノヤル層11をエツチングして71115−z 
15−2を形成する。そして該l弥15−l+ 15−
zの周囲にp°ゲート領域を形成するためにp形不純物
をイオン注入法により圧入する。
That is, as shown in FIG. and this n
- A transparent insulating film 12-I is provided on the epitaxial layer 11, and the transparent insulating film 12-. The two regions where the gate capacitors are to be formed are etched and removed by photolithography, and the n~ epitaxial layer 11 is etched using the transparent insulating film 12° as a mask to form 71115-z.
15-2 is formed. And the lya 15-l+ 15-
In order to form a p° gate region around z, p-type impurities are injected by ion implantation.

次に第3図telに示すように、イオン注入法により溝
15−+、 15−iの周囲に注入したρ形不純物を拡
散して、l簿15−1.15−2の周囲にそれぞれp°
ゲート領域IC,、+4−zを形成する0次にり゛−ト
コンデンサの絶縁膜を形成するために、溝I5−.. 
+5□の壁面に執酸化欣を成長させて、l薄15−、、
15.2の内壁面にそれぞれ絶縁膜16−+、16−を
形成する。
Next, as shown in FIG. 3, the ρ-type impurities implanted around the grooves 15-+ and 15-i are diffused by ion implantation to form p-type impurities around the grooves 15-1 and 15-2, respectively. °
In order to form the insulating film of the zero-order straight capacitor forming the gate regions IC, , +4-z, the trenches I5-, . ..
+5 □ Grow the saccharine on the wall, l thin 15-,,
Insulating films 16-+ and 16- are formed on the inner wall surfaces of 15.2, respectively.

次に第3図fC1に示すように、基板全表面に不純物ト
ープ多結晶シリコンを堆積し/#I5t+、 15−y
を埋めたのち、フォトl!ソゲラフイエ程により、ゲー
トコンデンサ形成領域以外の基板表面に堆積した不純物
ドープ多結晶シリコン膜をエツチングによって除去する
ことにより、ゲートコンデンサ電極17.、、17−z
をそれぞれ形成する。そして、基板表面を再び透明絶縁
膜12−2で覆う。
Next, as shown in FIG. 3 fC1, impurity-topped polycrystalline silicon is deposited on the entire surface of the substrate.
After filling in, take a photo! By etching the impurity-doped polycrystalline silicon film deposited on the substrate surface other than the gate capacitor formation region by the Sogerahu etching process, the gate capacitor electrode 17. ,,17-z
form each. Then, the substrate surface is covered again with a transparent insulating film 12-2.

次に第3図の)に示すように、通常用いられる方法で両
ゲート領域14−..14−z間のn−エピタキシャル
層11内にn”イース領域18を形成し、^lソース電
極19をソース領域18に、A!ゲート電極20をゲー
トコンデンサ電極17−1にそれぞれ形成してSITを
完成する。
Next, as shown in FIG. 3), both gate regions 14-. .. An n''Es region 18 is formed in the n-epitaxial layer 11 between 14-z, and a ^l source electrode 19 is formed in the source region 18, and an A! gate electrode 20 is formed in the gate capacitor electrode 17-1, and SIT is performed. complete.

この実施例は、ソース領域18を挟むゲート領域+4−
、、1.4−tをいずれも溝の周囲に形成し、ゲートコ
ンデンサは該溝の壁面を利用して形成しているため、第
2図^〜(01に示した第1実施例のものより更に素子
面積を縮小化することが可能である。
In this embodiment, the gate region +4− sandwiching the source region 18 is
, , 1.4-t are all formed around the trench, and the gate capacitor is formed using the wall surface of the trench. It is possible to further reduce the element area.

この実施例においても、両ゲート領域IC,,14,2
は、エピタキシャルJlllへのp゛拡散層により結合
するか、あるいは溝15−.. +5−zと同様な〆薄
の周囲に形成した拡散層等により結合し、これらのゲー
ト領域全体がソース領域18を囲むように配設されるも
のである。
In this embodiment as well, both gate regions IC,,14,2
are coupled by a p diffusion layer to the epitaxial Jllll or by trenches 15-. .. They are coupled by a diffusion layer formed around a thin layer similar to +5-z, and the entire gate region is arranged so as to surround the source region 18.

第4図へ〜+Dlは、本発明の第3の実施例を示すもの
で、第2図へ〜の)に示した実施例と同一部分には同一
符号を付して示している。
4 to +Dl shows a third embodiment of the present invention, and the same parts as in the embodiment shown in FIGS.

この実施例は、第3図へ〜101に示した第2実施例に
おけるゲート領域に、ソース領域と対面する側とは反対
側に、浅いp“ゲート領域を延長して形成したものであ
る。すなわち、第4図^に示すように、まずn゛シリコ
ン基板10上にn−エピタキシャル層11を形成し、該
エピタキシャル層11内に透明絶縁gl12−.を設け
、通常のフォトリングラフィ及び不純物拡散法によりn
−エピタキシャルN11に、離間した2つの浅いp°ゲ
ート紐MA14−ff。
In this embodiment, a shallow p'' gate region is formed by extending the gate region in the second embodiment shown in FIGS. 3-101 on the side opposite to the side facing the source region. That is, as shown in FIG. 4, first, an n-epitaxial layer 11 is formed on an n-silicon substrate 10, a transparent insulating layer 12-. By law n
- Two shallow p° gate strings MA14-ff spaced apart in epitaxial N11.

14−、を形成し、再びp3ゲート碩域14−z、 1
4−4の表面を透明絶縁膜12−1で覆う。
14-, and again p3 gate subregion 14-z, 1
The surface of 4-4 is covered with a transparent insulating film 12-1.

次いで第4図(日)に示すように、前記透明絶縁膜12
−1をフォトリソグラフィにより、前記浅いp。
Next, as shown in FIG. 4 (Sun), the transparent insulating film 12 is
-1 by photolithography, the shallow p.

ゲート81域14−i、14−4と隣接するゲートコン
デンサ形成予定領域をエツチングして除去し、この透明
絶縁MIL、をマスクとして、n−エピタキシャル層1
1をエツチングして溝15−..15−tを形成する。
The gate capacitor formation area adjacent to the gate 81 areas 14-i and 14-4 is etched and removed, and the n-epitaxial layer 1 is etched using this transparent insulating MIL as a mask.
1 to form grooves 15-. .. 15-t is formed.

そして、該溝15−..15−1の周囲にp゛ゲート領
域形成するためにp形不純物をイオン注入法により注入
する。
Then, the groove 15-. .. P-type impurities are implanted by ion implantation in order to form a p gate region around 15-1.

次に第4図0に示すように、前記イオン注入法により溝
15−+、l5−tの周囲に注入したp形不純物を拡散
して、溝15−4.15−tの周囲に、前記浅いp゛ゲ
ート領域14−3+ 14−aとそれぞれ結合するよう
にp゛ゲート領域14−+、14−zを形成する。
Next, as shown in FIG. 40, the p-type impurity implanted around the grooves 15-+ and l5-t by the ion implantation method is diffused to form the above-mentioned P' gate regions 14-+ and 14-z are formed so as to be coupled to shallow p' gate regions 14-3+ and 14-a, respectively.

以下、第3図へ〜(0)に示した第2実施例と全く同様
の製造工程により、ゲートコンデンサ用の絶縁膜16−
+、16−z、ゲートコンデンサ電極17−、、174
、ソース領域18等を形成して、第4図!D1に示す如
き、溝周囲に形成したp゛ゲート領域結合された浅いp
°ゲー)fiJI域をもつSITが得られる。
Hereinafter, the insulating film 16 for the gate capacitor 16-
+, 16-z, gate capacitor electrode 17-, 174
, the source region 18, etc. are formed, as shown in FIG. As shown in D1, a shallow p
° game) A SIT with a fiJI region is obtained.

この実施例は、第3図(5)〜(01に示した第2実施
例に比べ、素子面積はやや大きくなるが、光感度が向上
し、また浅いp0ゲート領域は極めて浅い領域でよいの
で、短波長光に対する感度劣化も胎んど問題にならない
Although this embodiment has a slightly larger element area than the second embodiment shown in FIG. Also, deterioration of sensitivity to short wavelength light is not a problem.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
よれば、ゲートコンデンサを半導体基板に堀り込んで形
成した溝の壁面を利用して形成しているので、高容量の
ゲートコンデンサを極めて小面積の領域に形成すること
が可能となり、その結果、素子面積を大幅に縮小するこ
とができる。
As described above in detail based on the embodiments, according to the present invention, the gate capacitor is formed using the wall surface of the groove formed by digging into the semiconductor substrate, so that a high capacitance gate capacitor can be formed. It becomes possible to form the element in an extremely small area, and as a result, the element area can be significantly reduced.

また、かかる構成の溝形ゲートコンデンサを備えたSI
Tを用いた固体盪像装置は、特別な製造工程を必要とせ
ず、通常の半導体製造技術を用いて容易に製造すること
ができる。
Moreover, an SI equipped with a trench gate capacitor having such a configuration
A solid-state imaging device using T does not require any special manufacturing process and can be easily manufactured using normal semiconductor manufacturing techniques.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図^は、従来のSITを用いた固体Ii像装置の一
過室素子を構成するSITの断面図、第1図(日)は、
その一部省略平面図、第2図^〜弔1は、本発明に係る
SIT固体撮像装置の第1実梅例の一撮像素子を構成す
るSITの各製造段階ム:おける態様を示す断面図、第
3図へ〜(ロ)は、第2実施例のSITの各製造段階に
おける態様を示す断面図、第4図へ〜の)は、第3実施
例のSITの各製造段階におけるa様を示す断面図であ
る。 図において、IOはn゛シリコン基讐反、11はnエビ
タキンヤル層、Il、、 12−□は透明絶縁膜、13
は深いp°ゲート領域、14.14−6.14−tは溝
周囲のp°ゲート領域、14−i、14−は浅いp°ゲ
ート領域、15.15−5.15−tは溝、16.16
−4.16−!はゲートコンデンサ絶縁膜、17.17
−1.17−zはゲートコンデンサ電極、18はn゛ソ
ース領域示す。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第1図 (A) (B) 東2図 第3図
Figure 1^ is a cross-sectional view of the SIT that constitutes the transient chamber element of a solid-state II imager using a conventional SIT.
The partially omitted plan view and FIGS. 2 to 1 are cross-sectional views showing aspects of each manufacturing step of the SIT constituting an image sensor of the first example of the SIT solid-state imaging device according to the present invention. , Figures 3 to (b) are cross-sectional views showing aspects at each manufacturing stage of the SIT of the second embodiment, and Figures 4 to (b) show aspects a at each manufacturing stage of the SIT of the third embodiment. FIG. In the figure, IO is an n-silicon base layer, 11 is an n-layer insulating layer, Il, 12-□ is a transparent insulating film, and 13
is a deep p° gate region, 14.14-6.14-t is a p° gate region around the trench, 14-i, 14- is a shallow p° gate region, 15.15-5.15-t is a trench, 16.16
-4.16-! is the gate capacitor insulation film, 17.17
-1.17-z indicates a gate capacitor electrode, and 18 indicates an n source region. Patent applicant: Olympus Optical Industry Co., Ltd. Figure 1 (A) (B) East Figure 2 Figure 3

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)静電誘導形トランジスタを用いた固体撮像装置に
おいて、半導体基板に形成した溝の周囲に形成されたゲ
ート領域と、前記溝に絶縁膜を介して埋め込んだコンデ
ンサ電極とで構成したゲートコンデンサを備えた静電誘
導形トランジスタで構成されていることを特徴とする固
体撮像装置。
(1) In a solid-state imaging device using a static induction transistor, a gate capacitor consists of a gate region formed around a groove formed in a semiconductor substrate, and a capacitor electrode embedded in the groove with an insulating film interposed therebetween. A solid-state imaging device comprising a static induction transistor.
(2)静電誘導形トランジスタを用いた固体撮像装置に
おいて、前記静電誘導形トランジスタのゲートコンデン
サは、半導体基板に溝を堀り込み、該溝内に不純物をイ
オン注入法により注入したのち拡散してゲート領域を形
成し、次いで該溝の壁面に熱酸化膜を成長させたのち、
不純物ドープ多結晶シリコン膜を埋め込むことにより形
成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
(2) In a solid-state imaging device using a static induction transistor, the gate capacitor of the static induction transistor is formed by digging a groove in the semiconductor substrate, injecting an impurity into the groove by ion implantation, and then diffusing it. After forming a gate region and then growing a thermal oxide film on the wall of the trench,
A method for manufacturing a solid-state imaging device, characterized in that the solid-state imaging device is formed by embedding an impurity-doped polycrystalline silicon film.
JP59243471A 1984-11-20 1984-11-20 Solid-state image pickup device and manufacture thereof Pending JPS61123173A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04284064A (en) * 1991-03-12 1992-10-08 Mita Ind Co Ltd Color correction circuit for image forming device
JP2008007984A (en) * 2006-06-28 2008-01-17 Sando Kogyosho:Kk All-purpose hinge

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