JPS6197861A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPS6197861A JPS6197861A JP59220016A JP22001684A JPS6197861A JP S6197861 A JPS6197861 A JP S6197861A JP 59220016 A JP59220016 A JP 59220016A JP 22001684 A JP22001684 A JP 22001684A JP S6197861 A JPS6197861 A JP S6197861A
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 46
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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
- H01L27/14887—Blooming suppression
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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
本発明は固体撮像装置の製造方法に関するもＱである。
従来例の構成とその問題点
近年、固体撮像素子の特性向上は著しく、中でもインタ
ーライン転送方式ＣＣＤは実用化はもちろんのこと、撮
像管を上まわるものもあられれてきた。しかしながら、
入射光によって発生した電荷の一部が、転送手段に混入
することによって発生するいわゆるスミア現象は依然と
して壕だ改菩すべき点である。このスミア現象に対して
、Ｐウェル構造が有効と考えられている。
ーライン転送方式ＣＣＤは実用化はもちろんのこと、撮
像管を上まわるものもあられれてきた。しかしながら、
入射光によって発生した電荷の一部が、転送手段に混入
することによって発生するいわゆるスミア現象は依然と
して壕だ改菩すべき点である。このスミア現象に対して
、Ｐウェル構造が有効と考えられている。
第１図は従来のＰウェル構造インターライン転送方式Ｃ
ＯＤの撮像部における断面構造図である。
ＯＤの撮像部における断面構造図である。
同図において光電変換素子１に蓄積された信号電荷は転
送電極２に適当な電圧を印加することによって垂直ＣＯ
Ｄチャンネル３に移送され、その中を転送される。入射
光が強いために過ＩＩｔｌＩ電荷が発生じた場合には、
ｎ型基板６とＰウェル６．４の間に適当な逆バイアス電
圧を印加しておき、光電変換素子１．−Ｐウェル４−
ｎ型基板６間のパンチスルー効果を利用して、過１１Ｊ
電荷をｎ型基板６に排出することによってプルーミング
を抑制する。
送電極２に適当な電圧を印加することによって垂直ＣＯ
Ｄチャンネル３に移送され、その中を転送される。入射
光が強いために過ＩＩｔｌＩ電荷が発生じた場合には、
ｎ型基板６とＰウェル６．４の間に適当な逆バイアス電
圧を印加しておき、光電変換素子１．−Ｐウェル４−
ｎ型基板６間のパンチスルー効果を利用して、過１１Ｊ
電荷をｎ型基板６に排出することによってプルーミング
を抑制する。
そのためには、光電変換素子１の下のＰＬ７エル４の厚
さは、薄く（２〜４／１程度）なければならない。これ
に対し、垂直ＣＯＤチャンネル３の周辺のＰウェル５は
、垂直ＣＯＤの正常動作のために厚く（７〜１ｏｆｉ程
度）なければならない。このように上述したＰウェル構
造では、初めに２段の濃度プロファイルをもったＰウェ
ル形成が必要であり、光電変換素子１の下のＰウェル４
が浅い位置にあるため、感度の低下、とりわけ長波長光
の感度の低下が著しい。また、垂直ＣＯＤチャンネル３
の周辺のＰウェル５は深い位置まで拡散させるため、素
子の小型化や多画素化によって単位画素のピッチが小さ
くなると、深いＰウェルが、Ｐウェル４の領域まで拡が
り、浅いＰウェル領域が減少し、浅いＰウェル領域を形
成するための制御が困難になる。これはプルーミング抑
制能力の低下、もしくは喪失を意味し極めて重大である
。また深いＰウェルが光電変換素子の下まで拡がれば、
光電変換によって発生した電荷が、垂直ＣＣＤチャンネ
ル３に混入しやすくなり１スミアが増加することになり
、これは大きい問題である。
さは、薄く（２〜４／１程度）なければならない。これ
に対し、垂直ＣＯＤチャンネル３の周辺のＰウェル５は
、垂直ＣＯＤの正常動作のために厚く（７〜１ｏｆｉ程
度）なければならない。このように上述したＰウェル構
造では、初めに２段の濃度プロファイルをもったＰウェ
ル形成が必要であり、光電変換素子１の下のＰウェル４
が浅い位置にあるため、感度の低下、とりわけ長波長光
の感度の低下が著しい。また、垂直ＣＯＤチャンネル３
の周辺のＰウェル５は深い位置まで拡散させるため、素
子の小型化や多画素化によって単位画素のピッチが小さ
くなると、深いＰウェルが、Ｐウェル４の領域まで拡が
り、浅いＰウェル領域が減少し、浅いＰウェル領域を形
成するための制御が困難になる。これはプルーミング抑
制能力の低下、もしくは喪失を意味し極めて重大である
。また深いＰウェルが光電変換素子の下まで拡がれば、
光電変換によって発生した電荷が、垂直ＣＣＤチャンネ
ル３に混入しやすくなり１スミアが増加することになり
、これは大きい問題である。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、画素ピッチが小さくし
なってもプロセスが制鑓）すく、スミアおよびプルーミ
ング現象を抑制し、かつ高感度な固体撮像装置をつくる
ことができる固体撮像装置の製造方法を提供するもので
ある。
ング現象を抑制し、かつ高感度な固体撮像装置をつくる
ことができる固体撮像装置の製造方法を提供するもので
ある。
発明の構成
この目的を達成するために、本発明の固体撮像装置の製
造方法は、一導伝型の半導体基板に反対導伝型の不純物
層を形成し、その上に前記一導伝型の不純物層を形成し
、更に前記一導伝型の不純物層の一部に反対導伝型の不
純物領域を形成することから構成されている。
造方法は、一導伝型の半導体基板に反対導伝型の不純物
層を形成し、その上に前記一導伝型の不純物層を形成し
、更に前記一導伝型の不純物層の一部に反対導伝型の不
純物領域を形成することから構成されている。
実施例の説明
以下本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第２図は、本発明の一実施例の固体撮像装置の製造方法
の工程を示している。第２図（＆）はｎ型基板１０の上
に、Ｐ型不純物層１１が形成された様子を示す。第２図
ｆｂ）は、その上にｎ型不純物層１２が形成された様子
を示す。ここまでの形成方法とじてに、熱拡散と高温処
理による拡散、もしくは、イオン注入と高温処理による
拡散を用いてもできるが、Ｐ型不純物層１１及びｎ型不
純物層１２の少くとも一方をエピタキンヤル成長法によ
って形成すれば、制御性がより良好になる。即ち、エビ
タキンヤル成長法によって第２図（ｂｌの状態を実現し
てもよい。第２図ｆｃ）は、更に、Ｐ型不純物領域１３
を形成し、Ｐ型不純物層１１と接続したことを示してい
る。
の工程を示している。第２図（＆）はｎ型基板１０の上
に、Ｐ型不純物層１１が形成された様子を示す。第２図
ｆｂ）は、その上にｎ型不純物層１２が形成された様子
を示す。ここまでの形成方法とじてに、熱拡散と高温処
理による拡散、もしくは、イオン注入と高温処理による
拡散を用いてもできるが、Ｐ型不純物層１１及びｎ型不
純物層１２の少くとも一方をエピタキンヤル成長法によ
って形成すれば、制御性がより良好になる。即ち、エビ
タキンヤル成長法によって第２図（ｂｌの状態を実現し
てもよい。第２図ｆｃ）は、更に、Ｐ型不純物領域１３
を形成し、Ｐ型不純物層１１と接続したことを示してい
る。
ここまでの形成順序は説明のために一層ずつ頃高に形成
したが、イオン注入法を用いる場合、適当な拡散係数を
有するイオンや、適当な濃度を選択すれば、Ｐ型不純物
層１１．ｎ型不純物層１２゜Ｐ型不純物領域１３の３つ
の領域のうちの２つ又は３つのそれぞれを形成するだめ
のイオン注入を予め行なっておき、次に一回の高温の熱
処理によって所定の領域にまで拡散させることが可能で
ある。例えば、ｎ型基板１ｏに、適当な濃度のポロ／イ
オンと、ヒ素イオンを注入し、同時に高温熱処理を行な
えば、ヒ素イオンはボロンイオンに比して拡散係数が小
さいため、第２図（ｂ）の状態が実現できる。第２図（
Ｃ）は本発明に係わる要部のみを示しているが、実際の
素子は、第３図に示すように、分離領Ｍ１う垂直ＣＣＤ
チャンネル１６等を形成する必要があり、それぞれの領
域を形成するために熱処理が必要な場合があるので、そ
れらの熱処理を利用してもよい。
したが、イオン注入法を用いる場合、適当な拡散係数を
有するイオンや、適当な濃度を選択すれば、Ｐ型不純物
層１１．ｎ型不純物層１２゜Ｐ型不純物領域１３の３つ
の領域のうちの２つ又は３つのそれぞれを形成するだめ
のイオン注入を予め行なっておき、次に一回の高温の熱
処理によって所定の領域にまで拡散させることが可能で
ある。例えば、ｎ型基板１ｏに、適当な濃度のポロ／イ
オンと、ヒ素イオンを注入し、同時に高温熱処理を行な
えば、ヒ素イオンはボロンイオンに比して拡散係数が小
さいため、第２図（ｂ）の状態が実現できる。第２図（
Ｃ）は本発明に係わる要部のみを示しているが、実際の
素子は、第３図に示すように、分離領Ｍ１う垂直ＣＣＤ
チャンネル１６等を形成する必要があり、それぞれの領
域を形成するために熱処理が必要な場合があるので、そ
れらの熱処理を利用してもよい。
本発明の製造方法は、垂直ｃａｎ周辺のＰ型不純物領域
１３の横方向拡散の制御性がすぐれているため光電変換
素子１７の下の浅いＰ型不純物層１１の領域が狭められ
ることなく形成できる。したがってプルーミング抑制能
力の劣化やスミアの増加を生じない。また本発明の製造
方法は、光電変換素子１７を構成するｎ領域を深く形成
できるため、その下の浅いＰ型不純物層１１も表面から
深い位置に形成される。その結果、感度の低下を抑える
ことができる。１だ、本発明の製造方法ではＰ型不純物
領域１３と光電変換素子１アとの境界１８が第１図に示
す従来例に比べて、垂直ＣＯＤチャンネル１６方向に形
成されているため、その付近での空乏層も垂直ＣＯＤチ
ャンネル１６方向に拡がりそのため周辺で発生した電荷
を収集しやすくなりスミアを低減させることができる。
１３の横方向拡散の制御性がすぐれているため光電変換
素子１７の下の浅いＰ型不純物層１１の領域が狭められ
ることなく形成できる。したがってプルーミング抑制能
力の劣化やスミアの増加を生じない。また本発明の製造
方法は、光電変換素子１７を構成するｎ領域を深く形成
できるため、その下の浅いＰ型不純物層１１も表面から
深い位置に形成される。その結果、感度の低下を抑える
ことができる。１だ、本発明の製造方法ではＰ型不純物
領域１３と光電変換素子１アとの境界１８が第１図に示
す従来例に比べて、垂直ＣＯＤチャンネル１６方向に形
成されているため、その付近での空乏層も垂直ＣＯＤチ
ャンネル１６方向に拡がりそのため周辺で発生した電荷
を収集しやすくなりスミアを低減させることができる。
なお上記実施例においては、ＣＣＤ型固体撮渫素子を用
いて説明したが、本発明はＭＯ８型固体撮像素子にも適
用でき、さらに−次元および二次元のいずれの固体撮像
装置にも適用できるものである。
いて説明したが、本発明はＭＯ８型固体撮像素子にも適
用でき、さらに−次元および二次元のいずれの固体撮像
装置にも適用できるものである。
発明の効果
以上のように本発明は、一導伝型の半導体基板上に反対
導伝型の不純物層を形成し、そ、の上に一導伝型の不純
物層を形成し、その一導伝型の不純物層の一部に反対導
伝型の不純物領域を設ける−［程（・Ｃより、単位画素
ピッチが小さくなってもプルーミ７グ抑制能力を劣化さ
せることなく、スミアを低減し、かつ高感度の固体撮像
装置を容易に得ることができ、その実用的効果は犬なる
ものがある。更）・ζ、反対導伝型の不純物層、一導伝
型の不純物層をエピタキシャル成長法で形成することに
より、よジ制御性の高い素子が実現しやすい。
導伝型の不純物層を形成し、そ、の上に一導伝型の不純
物層を形成し、その一導伝型の不純物層の一部に反対導
伝型の不純物領域を設ける−［程（・Ｃより、単位画素
ピッチが小さくなってもプルーミ７グ抑制能力を劣化さ
せることなく、スミアを低減し、かつ高感度の固体撮像
装置を容易に得ることができ、その実用的効果は犬なる
ものがある。更）・ζ、反対導伝型の不純物層、一導伝
型の不純物層をエピタキシャル成長法で形成することに
より、よジ制御性の高い素子が実現しやすい。
第１図は従来のＰウェル構造インターライン転送方式（
ｉＣＤの断面構造図、第２図ａ −ｃは本発明の実施例
における素子製造経過を説明するだめの図、第３図は本
発明の実施例におけるＰフェル講造インターライン転送
方式ＣＯＤの断面構造図である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・転送電極、３
・・・垂直転送チャンネル、４，５・・・・・Ｐ７エル
、６゜１ｏ・・・・・・ｎ型基板、１１・・・・Ｐ型不
純物層、１２ｎ型不純物層、１３・・・・Ｐ型不純物領
域、１７・−・−・・光電変換素子、１８・・・・・Ｐ
型不純物領域１３と光電変換素子１７との境界。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
ｉＣＤの断面構造図、第２図ａ −ｃは本発明の実施例
における素子製造経過を説明するだめの図、第３図は本
発明の実施例におけるＰフェル講造インターライン転送
方式ＣＯＤの断面構造図である。 １・・・・・・光電変換素子、２・・・・転送電極、３
・・・垂直転送チャンネル、４，５・・・・・Ｐ７エル
、６゜１ｏ・・・・・・ｎ型基板、１１・・・・Ｐ型不
純物層、１２ｎ型不純物層、１３・・・・Ｐ型不純物領
域、１７・−・−・・光電変換素子、１８・・・・・Ｐ
型不純物領域１３と光電変換素子１７との境界。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (4)
- （１）一導伝型の半導体基板上に前記一導電型とは反対
の導電型の第一の不純物層を形成する工程と前記第一の
不純物層の上に一導伝型の第二の不純物層を形成する工
程と前記第二の不純物層の一部に、反対導伝導型の不純
物領域を設ける工程とをそなえたことを特徴とする固体
撮像装置の製造方法。 - （２）第一、第二の不純物層をエピタキシャル成長法に
よつて形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の固体撮像装置の製造方法。 - （３）第二の不純物層に光電変換部を形成することを特
徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項記載の固
体撮像装置の製造方法。 - （４）反対導伝型の不純物領域内に電荷転送手段を形成
することを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項ま
たは第３項記載の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220016A JPS6197861A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 固体撮像装置の製造方法 |
| EP85113198A EP0178664B1 (en) | 1984-10-18 | 1985-10-17 | Solid state image sensing device and method for making the same |
| DE8585113198T DE3586452T2 (de) | 1984-10-18 | 1985-10-17 | Festkoerperbildsensor und verfahren zu seiner herstellung. |
| US07/251,026 US4947224A (en) | 1984-10-18 | 1988-09-26 | Solid state image sensing device with photodiode to reduce smearing |
| US07/544,620 US5041392A (en) | 1984-10-18 | 1990-06-27 | Method for making solid state image sensing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59220016A JPS6197861A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197861A true JPS6197861A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH0219632B2 JPH0219632B2 (ja) | 1990-05-02 |
Family
ID=16744609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59220016A Granted JPS6197861A (ja) | 1984-10-18 | 1984-10-18 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197861A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945700A (en) * | 1996-07-24 | 1999-08-31 | Nec Corporation | Semiconductor device having a semiconductor switch structure |
| US6528342B2 (en) | 1996-09-19 | 2003-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging apparatus, method of manufacturing the same and video system using such solid state imaging apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60217663A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-31 | Hitachi Cable Ltd | 光電変換素子 |
-
1984
- 1984-10-18 JP JP59220016A patent/JPS6197861A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60217663A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-31 | Hitachi Cable Ltd | 光電変換素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5945700A (en) * | 1996-07-24 | 1999-08-31 | Nec Corporation | Semiconductor device having a semiconductor switch structure |
| US6528342B2 (en) | 1996-09-19 | 2003-03-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid state imaging apparatus, method of manufacturing the same and video system using such solid state imaging apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0219632B2 (ja) | 1990-05-02 |
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