JPS63136665A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents

固体撮像装置およびその製造方法

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JPS63136665A
JPS63136665A JP61283419A JP28341986A JPS63136665A JP S63136665 A JPS63136665 A JP S63136665A JP 61283419 A JP61283419 A JP 61283419A JP 28341986 A JP28341986 A JP 28341986A JP S63136665 A JPS63136665 A JP S63136665A
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JP
Japan
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insulating layer
shielding film
light shielding
transfer
transfer electrode
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JP61283419A
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English (en)
Inventor
Nobuo Suzuki
伸夫 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02162Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors
    • H01L31/02164Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for filtering or shielding light, e.g. multicolour filters for photodetectors for shielding light, e.g. light blocking layers, cold shields for infrared detectors

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は固体撮像装置およびその製造方法に関する。
(従来の技術) 従来の縦形オーバフロードレイン構造を有するインクラ
イン転送方式のCCD (Charge Couple
dDevice)固体撮像装置の断面を第3図に示す。
例えばN型シリコン基板から成る半導体基板1表面に不
純物濃度が低く接合が浅い第1のPウェル領域2と不純
物濃度が比較的高く接合が深い第2のPウェル領域3と
が形成されている。第1のPウェル領域2表面には感光
画素部に対応して光電変換領域としてのN 不純物領域
4が形成され、第2のPウェル領域3表面には電荷転送
部に対応して転送チャンネルとしてのN 不純物領域5
およびチャンネル争ストッパとしてのP 不純物領域7
が形成されている。接合の深さを異にした第1および第
2のPウェル領域2,3を有する縦形オーバフロードレ
イン構造により、強い光が入射して感光画素部のN 不
純物領域4に過剰電荷が発生した場合、この過剰電荷が
第1および第2のPウェル領域2,3のパンチスルー電
圧の差によって電荷転送部に流れ込むことなく、半導体
基板1の厚み方向に流れ込むようになっている。また半
導体基板1上は絶縁層19が形成され、この絶縁層17
の内部には第1の転送電極17および第2の転送電極1
8が設けられている。この第2の転送電極18は第1の
転送電極17と対になって感光画素部のN 不純物領域
4に蓄積された信号電荷を転送する電荷転送部を形成し
ている。これら第1および第2の転送電極17.18の
上方の絶縁層19上には例えばA1層から成る光遮蔽膜
20が形成され、感光画素部以外の部分に光が入射しな
いようになっている。
しかしながら上記従来例においては、光が斜めから入射
した場合、第3図に示されるように、感光画素部以外の
場所で光電変換がなされ、発生した電荷が転送チャンネ
ルとしてのN 不純物領域に混入してしまう。これによ
り、電荷信号をCRT (CaLhod Ray Tu
be)上に再現する際に垂直方向に一様に広がる明るい
帯状の映像となって現われるスミア現象を生じる。
この斜めからの入射光によるスミア現象の発生を防ぐた
めに、第4図に示されるように、第1および第2の転送
電極17.18を覆っている絶縁層19の感光画素部に
隣接する部分を少し傾斜を付けてエツチング除去し、そ
の上にA1層から成る光遮蔽膜21を形成して、光遮蔽
膜21が第1および第2の転送電極17.18の上方の
みならず、その側方も感光画素部のN 不純物領域4の
すぐ近くまで覆っている固体撮像装置が考えられる。
しかしながら上記の場合、第4図のCおよび0部に示さ
れる第1または第2の転送電極17゜18と光遮蔽膜2
1との間および感光画素部のN 不純物領域4と光遮蔽
膜21との間に耐圧不良が起こり、最悪の場合は電気的
ショートを生じるという問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の固体撮像装置は斜めからの入射光によるスミ
ア現象を発生させ、これを防ぐために光遮蔽膜が転送電
極の側方を感光画素部の半導体基板のすぐ近くまで覆う
ようにすると光遮蔽膜と転送電極あるいは半導体基板と
の間に耐圧不良を発生させるという問題がある。
本発明は、斜めからの入射光によるスミア現象の発生を
低減すると共に、充分な耐圧特性を確保するようにした
固体撮像装置およびその製造方法を提供することを目的
とする。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板と、こ
の半導体基板上に配列され、入射した光により信号電荷
を生成し蓄積する感光画素部と、この感光画素部に隣接
して配列され、前記感光画素部に蓄積された信号電荷を
転送する電荷転送部とを有する固体撮像装置において、
前記感光画素部以外の部分に光が入射しないように前記
電荷転送部の転送電極の上方および側方に形成された光
遮蔽膜と前記転送電極と前記光遮蔽膜との間および前記
感光画素部の前記半導体基板と前記光遮蔽膜との間に形
成された絶縁層とを備えたことを特徴とする。
また本発明は半導体基板表面に感光画素部及び電荷転送
部の転送チャンネルを形成する第1の工程と、前記半導
体基板上の全面に第1の絶縁層を形成する第2の工程と
、前記感光画素部上に前記第1の絶縁層を介して耐酸化
性物質である第2の絶縁層を形成する第3の工程と、前
記転送チャンネル上に前記第1の絶縁層を介して前記電
荷転送部の転送電極を形成する第4の工程と、全面に第
3の絶縁層を形成する第5の工程と、この第3の絶縁層
はエツチングされるが前記第2の絶縁層はエツチングさ
れないエツチング液を用いて、前記感光画素部上の第3
の絶縁層を除去すると共に前記転送電極の端部を露出さ
せる第6の工程と、この露出された前記転送電極の端部
をエツチング除去する第7の工程と、この端部をエツチ
ング除去された前記転送電極の側面に第4の絶縁層を形
成する第8の工程と、前記転送電極の上方および側方に
それぞれ前記第3の絶縁層および前記第4の絶縁層を介
して光遮蔽膜を形成する第9の工程とを有することを特
徴とする。
(作 用) 本発明によれば、転送電極の上方のみならず、その側方
も感光画素部の半導体基板のすぐ近くまで覆うように光
遮蔽膜が形成されて、斜めからの光も感光画素部以外の
部分に入射しないようになっていると共に、転送電極と
光遮蔽膜との間および半導体基板と光遮蔽膜との間に絶
縁層が形成され充分な耐圧が確保されている。
(実施例) 本発明の一実施例による固体撮像装置の断面を第1図に
示す。N型半導体基板1表面の感光画素部に対応する部
分には不純物濃度が低く接合の浅い第1のPウェル領域
2が形成され、電荷転送部に対応する部分には不純物濃
度が高く接合の深い第2のPウェル領域3が形成されて
いる。第1のPウェル領域2表面には光電変換領域とし
てのN+不純物領域4が形成され、第2のPウェル領域
3表面には光電変換領域としてのN 不純物領域4から
の信号電荷を転送する転送チャンネルとしてのN 不純
物領域5が形成されている。これら光電変換領域として
のN 不純物領域4と転送+ チャンネルとしてのN 不純物領域5とに挟まれた半導
体基板1表面がフィールドシフトゲート領域6となる。
また第2のPウェル領域3表面にはチャンネル・ストッ
パとしてのP 不純物領域7が形成されている。
さらに光電変換領域としてのN+不純物領域4上には膜
厚的300Aの酸化膜8が形成され、この酸化膜8上に
は膜厚的700Aのシリコン窒化膜(S13N4)9が
形成されている。また転送チャンネルとしてのN 不純
物領域5、フィールドシフトゲート領域6およびチャン
ネル・ストッパとしてのP 不純物領域7上には、絶縁
層10を介して第1の転送電極11が形成され、さらに
この第1の転送電極11上には絶縁層12を介して第2
の転送電極13が形成され、さらにまたこの第2の転送
電極13上にはCV D (ChemicalVapo
r Deposition)法による酸化膜14が形成
されている。
そして例えばA1層からなる光遮蔽膜15が第1および
第2の転送電極11.13上方の酸化膜14上に形成さ
れていると共に、第1および第2の転送電極11.13
の側方にも形成されており、その端はシリコン窒化膜9
にまで至っていることに特徴がある。また第1および第
2の転送電極11.13と光遮蔽膜15との間に充分な
厚さの酸化膜16が形成されていることにも特徴がある
このように本実施例によれば、光遮蔽膜15が転送電極
11.13の上方を覆っているだけでなく、その側方も
光電変換領域としてのN 不純物領域4のすぐ近くまで
覆っているため、斜めからの光が光電変換領域以外の部
分に入射することを大幅に減少させることができ、従っ
て斜めからの入射光によるスミア現象の発生を減少させ
ることができる。
また転送電極11.13と光遮蔽膜15との間には充分
な厚さの酸化膜16が形成されているため、転送電極1
1.13と光遮蔽膜15との間に耐圧不良が発生するこ
とはない。さらに光遮蔽膜15が最も近接している光電
変換領域としてのN 不純物領域4上には酸化膜8およ
びシリコン窒化膜9が形成されているため、半導体基板
1と光遮蔽膜15との間にも耐圧不良が発生することは
ない。
次に本発明の一実施例による固体撮像装置の製造方法を
第2図を用いて説明する。感光画素部に対応するN型半
導体基板1表面に不純物濃度が低く接合の浅い第1のP
ウェル領域2と、感光画素部を分離する画素分離領域に
対応する半導体基板1表面に不純物濃度が比較的高く接
合の深い第2のPウェル領域3とを形成する。次に第1
のPウェル領域2表面に光電変換領域としてのN+不純
物領域4と第2のPウェル領域3表面に転送チャンネル
としてのN+不純物領域5とを形成する。
そして第2のPウェル領域3表面にチャンネル・ストッ
パとしてのP 不純物領域7を形成する。
次いでHCI酸化法を用いて温度1000”Cの条件で
熱酸化を行ない、半導体基板l上に膜厚約300人の酸
化膜8を形成する。さらにこの酸化膜8上に耐酸化性物
質である例えばシリコン窒化膜9を約700A堆積した
後、リングラフィ法を用いて光電変換領域としてのN+
不純物領域4上方のシリコン窒化膜9を除いて他の部分
のシリコン窒化膜9を除去する。続いて光電変換領域と
してのN 不純物領域4以外の半導体基板1上に絶縁層
10を形成する。この絶縁層lo上の第2の   ゛P
ウェル領域3に対応する所定の場所に例えばポリシリコ
ンから成る第1の転送電極17を形成する。この第1の
転送電極17表面を酸化して絶縁層12を形成した後、
この絶縁層12上のm2のPウェル領域3に対応する所
定の場所に例えばポリシリコンから成る第2の転送電極
18を形成する。そしてCVD法を用いて、全面に酸化
膜14を形成する。
次いでNH4F液をエツチング液として用い、光電変換
領域としてのN 不純物領域4上方の酸化l114をエ
ツチングする。このときエツチングは横方向にも進行す
るため、酸化膜14は斜めにエツチングされ、第2図(
a)のAおよびB部に示されるように感光画素部に近い
転送電極17゜18の端部が露出される。また光電変換
領域としてのN 不純物領域4上方にはシリコン窒化膜
9が形成されているため、N H4F液によるエツチン
グはこのシリコン窒化膜9表面でストップする(第2図
(a))。
次いでCD E (Chemical Dry Etc
hing)法を用いて、転送電極17.18の露出した
端部をエツチング除去する。こうして傾斜の付いた側面
を存する転送電極11.13が形成される(第2図(b
))。
次いで低温ウェット(wet)酸化法を用いて、転送電
極11.13側面に充分な厚さを有する酸化膜16を形
成する。そして全面にA1層を蒸着した後、リソグラフ
ィ法を用いてシリコン窒化膜9上のA1層を除去する。
こうして転送電極11゜13上方の酸化膜14上および
転送電極11゜13側方の酸化膜16上にA1層からな
る光遮蔽膜15を形成する(第2図(C))。
このように本実施例によれば、光遮蔽膜15が転送電極
11.13の上方のみならず、その側方も光電変換領域
としてのN 不純物領域4のすぐ近くまで覆っているた
め、斜めからの光が光電変換領域以外の部分に入射する
ことを大幅に減少させることができ、従って斜めからの
入射光によるスミア現象の発生を減少させることができ
る。
また転送電極11.13と光遮蔽膜15との間には充分
な厚さの酸化膜16が形成されるため、転送電極11.
13と光遮蔽膜15との間に耐圧不良が発生することは
ない。さらに先遮蔽膜15が最も近接している光電変換
領域としてのN 不純物領域4上には酸化膜8およびシ
リコン窒化膜9が形成されているため、半導体基板1と
光遮蔽膜15との間にも耐圧不良が発生することはない
〔発明の効果〕
以上の通り本発明によれば、斜めからの入射光によるス
ミア現象の発生を低減することができると共に、充分な
耐圧特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例による固体撮像装置を示す断
面図、第2図は本発明の一実施例による固体撮像装置の
製造方法を示す工程図、第3図および第4図は従来の固
体撮像装置を示す断面図である。 1・・・半導体基板、2,3・・・Pウェル領域、4゜
5・・・N 不純物領域、6・・・フィールドシフトゲ
ート領域、7・・・P 不純物領域、8.14.16・
・・酸化膜、9・・・シリコン窒化膜、10.12.1
9・・・絶縁層、11.13.17.18・・・転送電
極、15.20,21・・・光遮蔽膜。 出願人代理人  佐  藤  −雄 51 図 島2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板と、この半導体基板上に配列され、入射
    した光により信号電荷を生成し蓄積する感光画素部と、
    この感光画素部に隣接して配列され、前記感光画素部に
    蓄積された信号電荷を転送する電荷転送部とを有する固
    体撮像装置において、 前記感光画素部以外の部分に光が入射しないように前記
    電荷転送部の転送電極の上方および側方に形成された光
    遮蔽膜と、 前記転送電極と前記光遮蔽膜との間および前記感光画素
    部の前記半導体基板と前記光遮蔽膜との間に形成された
    絶縁層とを備えたこと を特徴とする固体撮像装置。 2、半導体基板表面に感光画素部及び電荷転送部の転送
    チャンネルを形成する第1の工程と、前記半導体基板上
    の全面に第1の絶縁層を形成する第2の工程と、 前記感光画素部上に前記第1の絶縁層を介して耐酸化性
    物質である第2の絶縁層を形成する第3の工程と、 前記転送チャンネル上に前記第1の絶縁層を介して前記
    電荷転送部の転送電極を形成する第4の工程と、 全面に第3の絶縁層を形成する第5の工程と、この第3
    の絶縁層はエッチングされるが前記第2の絶縁層はエッ
    チングされないエッチング液を用いて、前記感光画素部
    上の第3の絶縁層を除去すると共に前記転送電極の端部
    を露出させる第6の工程と、 この露出された前記転送電極の端部をエッチング除去す
    る第7の工程と、 この端部をエッチング除去された前記転送電極の側面に
    第4の絶縁層を形成する第8の工程と、前記転送電極の
    上方および側方にそれぞれ前記第3の絶縁層および前記
    第4の絶縁層を介して光遮蔽膜を形成する第9の工程と を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
JP61283419A 1986-11-28 1986-11-28 固体撮像装置およびその製造方法 Pending JPS63136665A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02172277A (ja) * 1988-12-25 1990-07-03 Nec Corp 固体撮像素子
US5763292A (en) * 1993-05-17 1998-06-09 Sony Corporation Method of making a solid state imager with reduced smear

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02172277A (ja) * 1988-12-25 1990-07-03 Nec Corp 固体撮像素子
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