JPS6344760A - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JPS6344760A JPS6344760A JP61189074A JP18907486A JPS6344760A JP S6344760 A JPS6344760 A JP S6344760A JP 61189074 A JP61189074 A JP 61189074A JP 18907486 A JP18907486 A JP 18907486A JP S6344760 A JPS6344760 A JP S6344760A
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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
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- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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
本発明はビデオカメラ等に用いられる固体撮像装置とそ
の製造方法に関するものである。
の製造方法に関するものである。
従来の技術
第２図は従来の固体撮像装置の単位画素の断面模式図で
ある。なお、第２図は固体撮像装置の方式として現在主
流となっているインターライン転送方式ＣＯＤ撮像素子
の単位画素であり、１はＰ形シリコン基板、２はＰＨ接
合フォトダイオードを形成するＮ影領域、３はＣＣＤ転
送チャネルとなるＮ影領域、４は画素分離のためのチャ
ンネルストッパー領域、５は多結晶シリコン転送ゲート
、６は二酸化シリコン膜、７はアルミニウムで形成した
遮光膜、８は保護絶縁のためのリン珪酸ガラス（ＰＳＧ
）膜である。
ある。なお、第２図は固体撮像装置の方式として現在主
流となっているインターライン転送方式ＣＯＤ撮像素子
の単位画素であり、１はＰ形シリコン基板、２はＰＨ接
合フォトダイオードを形成するＮ影領域、３はＣＣＤ転
送チャネルとなるＮ影領域、４は画素分離のためのチャ
ンネルストッパー領域、５は多結晶シリコン転送ゲート
、６は二酸化シリコン膜、７はアルミニウムで形成した
遮光膜、８は保護絶縁のためのリン珪酸ガラス（ＰＳＧ
）膜である。
上記固体撮像装置の単位画素において、Ｎ影領域２の上
部から入射した光により生成される信号電荷は、Ｎ影領
域２に蓄積された後ＣＣＤ転送チャネル３に転送され、
出力信号として読み出される０ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第２図に示したような単位画素を有する
固体撮像装置は、光入力を全く遮断したとしても出力成
分（暗時成分または暗電流と呼ばれ、−ａの熱的に生成
される″もれ電流”である。）が観測され、この出力成
分は温度上昇に伴って増加する。このような暗電流が大
きくなると垂直ＣＯＤレジスタ３の転送可能な信号電荷
量が小さくなるという問題に加えて、暗電流そのものの
変動によるノイズが発生し１、撮像特性を低下させろと
いう問題が生じる１つ このような暗電流４７′１発生原因は、Ｐ形シリコン基
板１の表面にある通常１０１１〜１０１２ケ／ｃｒＡ・
ｅＶの密度の表面準位であり、特にＰＭ接合の接合部近
傍の表面準位をｆｉ”して熱的に発生する電荷が大部分
を占める。表面準位密度の低減には、前述のアルミニウ
ム遮光膜アを形成後、例えば４５０℃で、水素を１０％
程度含む窒素雰囲気中で３ｏ分程度のアニールを行うと
いう方法がある。この場合、表面準位の原因となるＳｉ
と５ｉ０２界面のＳｊのダングリングボンド（Ｓｉの未
結合手）を水素が終端化することが重要な役割を果して
いる。しかしながら、撮像装置の高集積化単位画素の面
積縮小等による信号電荷の減少により、暗電流成分が相
対的に犬きくなり、より一層の低減化が必要とされてい
る。
部から入射した光により生成される信号電荷は、Ｎ影領
域２に蓄積された後ＣＣＤ転送チャネル３に転送され、
出力信号として読み出される０ 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第２図に示したような単位画素を有する
固体撮像装置は、光入力を全く遮断したとしても出力成
分（暗時成分または暗電流と呼ばれ、−ａの熱的に生成
される″もれ電流”である。）が観測され、この出力成
分は温度上昇に伴って増加する。このような暗電流が大
きくなると垂直ＣＯＤレジスタ３の転送可能な信号電荷
量が小さくなるという問題に加えて、暗電流そのものの
変動によるノイズが発生し１、撮像特性を低下させろと
いう問題が生じる１つ このような暗電流４７′１発生原因は、Ｐ形シリコン基
板１の表面にある通常１０１１〜１０１２ケ／ｃｒＡ・
ｅＶの密度の表面準位であり、特にＰＭ接合の接合部近
傍の表面準位をｆｉ”して熱的に発生する電荷が大部分
を占める。表面準位密度の低減には、前述のアルミニウ
ム遮光膜アを形成後、例えば４５０℃で、水素を１０％
程度含む窒素雰囲気中で３ｏ分程度のアニールを行うと
いう方法がある。この場合、表面準位の原因となるＳｉ
と５ｉ０２界面のＳｊのダングリングボンド（Ｓｉの未
結合手）を水素が終端化することが重要な役割を果して
いる。しかしながら、撮像装置の高集積化単位画素の面
積縮小等による信号電荷の減少により、暗電流成分が相
対的に犬きくなり、より一層の低減化が必要とされてい
る。
問題点を解決するだめの手段
この問題点を解決するために本発明の固体撮イ（装置は
、）ｄトダイオード表面の少くとも一部を除いて保護絶
縁膜の一部に水素イオンを含む物質からなら膜が形成さ
れていることを特徴と十、もものである５−１ 作中 この構成（でより、フォトダイメートの光電変換將住全
変えることなく、水素の浸透幼牛を犬きくすることが可
能とな９、暗電流は極めて小でいものとなる。
、）ｄトダイオード表面の少くとも一部を除いて保護絶
縁膜の一部に水素イオンを含む物質からなら膜が形成さ
れていることを特徴と十、もものである５−１ 作中 この構成（でより、フォトダイメートの光電変換將住全
変えることなく、水素の浸透幼牛を犬きくすることが可
能とな９、暗電流は極めて小でいものとなる。
実施例
以下、Ｍ蘭を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例によるインターライン転送方
式ｃａｎ撮像装置の画素部所面構をを示す模式図でも８
つ第１図を従来構造である第２図と比較シフ／こ場合、
その表面保護膜としてζ、）リン珪酸ガラス（ｐｓｅ）
膜８の上にさらに、フォトダイオードへの光入射部分を
除いてプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコンナイ
トライド（５ｉ５Ｎ４）膜９を設けた点が異なシ、その
他は全く同様であるので同一符号を用いていの詳述を省
略する。
式ｃａｎ撮像装置の画素部所面構をを示す模式図でも８
つ第１図を従来構造である第２図と比較シフ／こ場合、
その表面保護膜としてζ、）リン珪酸ガラス（ｐｓｅ）
膜８の上にさらに、フォトダイオードへの光入射部分を
除いてプラズマＣＶＤ法により形成されたシリコンナイ
トライド（５ｉ５Ｎ４）膜９を設けた点が異なシ、その
他は全く同様であるので同一符号を用いていの詳述を省
略する。
一般に、プラズマＣＶＤ法で生成されるシリコンナイト
ライド膜は、現在の半導体技術ではリン珪酸ガラス（ｐ
ｓｃ、）などと同様に表面の保護絶縁膜などとして広く
用いられており、Ｎａイオン。
ライド膜は、現在の半導体技術ではリン珪酸ガラス（ｐ
ｓｃ、）などと同様に表面の保護絶縁膜などとして広く
用いられており、Ｎａイオン。
水分等の浸入を防止する性質にすぐれている。そして、
原料ガスに５ｉ−Ｈ４（シラン）を用いるために原子数
にして通常２０〜３０％の水素を含有するという特性を
有している。このため、上記本発明による固体撮像素子
においては、プラズマシリコンナイトライド膜９の形成
後における製造工程での比較的低温での処理において、
シリコンナイトライド膜９からＰ形シリコン基板１側へ
多量の水素が容易に拡散する。
原料ガスに５ｉ−Ｈ４（シラン）を用いるために原子数
にして通常２０〜３０％の水素を含有するという特性を
有している。このため、上記本発明による固体撮像素子
においては、プラズマシリコンナイトライド膜９の形成
後における製造工程での比較的低温での処理において、
シリコンナイトライド膜９からＰ形シリコン基板１側へ
多量の水素が容易に拡散する。
本発明の大きな特徴は、暗電流の主な発生原因であるＰ
Ｎ接合部近傍表面はシリコンナイトライド膜９から拡散
する水素で表面準位を十分に低減すると同時に、暗電流
には直接関係せず、分光、感度特性等の光電変換特性に
影響するフォトダイオードの上部は前記のシリコンナイ
トナイドを除去していることである。
Ｎ接合部近傍表面はシリコンナイトライド膜９から拡散
する水素で表面準位を十分に低減すると同時に、暗電流
には直接関係せず、分光、感度特性等の光電変換特性に
影響するフォトダイオードの上部は前記のシリコンナイ
トナイドを除去していることである。
シリコンナイトライド膜は、屈折率が通常１．９〜２３
程度であり、その干渉効果、あるいは膜自身の光吸収に
より、フォトダイオードの上部に形成した場合、分光感
度特性が変動しやすくカラー化には問題となるからであ
る。本実施例においては従来構造と全く同様の光電変換
特性を有するフォトダイオードとなっている。
程度であり、その干渉効果、あるいは膜自身の光吸収に
より、フォトダイオードの上部に形成した場合、分光感
度特性が変動しやすくカラー化には問題となるからであ
る。本実施例においては従来構造と全く同様の光電変換
特性を有するフォトダイオードとなっている。
なお、ＰＭ接合フォトダイオードの接合部の直上部にシ
リコンナイトライド膜がない場合においても（例えば２
〜３μｍフォトダイオードの外側λ水素の横方向拡散に
より十分な暗電流低減効果が得られる。
リコンナイトライド膜がない場合においても（例えば２
〜３μｍフォトダイオードの外側λ水素の横方向拡散に
より十分な暗電流低減効果が得られる。
ここで上記実施例のインターライン転送方式〇ＣＤ撮像
装置の製造工程のうち、本発明に関れる工程を述べる。
装置の製造工程のうち、本発明に関れる工程を述べる。
二酸化シリコン膜６の上にアルミニウム膜７を蒸着し、
ＦｔＩ！（反応性イオンエツチング）法などで遮光膜を
形成し、さらに上面全面にリン珪酸ガラス（ＰＳＧ）
およびプラズマＣＶＤ法によりシリコンナイトライド
９を形成する１１、その後フォトダイオードとなるＮ影
領域２のＦ部のシリコンナイトライドを除去し、Ｎ２力
９０％、Ｎ２が１０％のガス中で４５０℃１５〜・３０
分間のアニール処理を行う。
ＦｔＩ！（反応性イオンエツチング）法などで遮光膜を
形成し、さらに上面全面にリン珪酸ガラス（ＰＳＧ）
およびプラズマＣＶＤ法によりシリコンナイトライド
９を形成する１１、その後フォトダイオードとなるＮ影
領域２のＦ部のシリコンナイトライドを除去し、Ｎ２力
９０％、Ｎ２が１０％のガス中で４５０℃１５〜・３０
分間のアニール処理を行う。
々よ、・、本発明は上記実施例に限られるものではなく
、シリコンナイトライド膜９をＰＳＧ膜６中に設けても
良い。また、シリコンナイトライド膜に代えて、同様の
性質、即ち４００〜４６０℃で水素を容易に放出する特
性を有する他の物質（たとえばプラズマＣＶＤ法による
５１０２膜）を用いても同様の効果が得られる。
、シリコンナイトライド膜９をＰＳＧ膜６中に設けても
良い。また、シリコンナイトライド膜に代えて、同様の
性質、即ち４００〜４６０℃で水素を容易に放出する特
性を有する他の物質（たとえばプラズマＣＶＤ法による
５１０２膜）を用いても同様の効果が得られる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、暗電流が極めて小さく、
かつ、干渉効果等による分光感度特性の変動がなく、さ
らに、Ｎａイオン、水分等の浸入による特性変動の小さ
い、高画質、高信頼性の固体撮像装置を実現できる。
かつ、干渉効果等による分光感度特性の変動がなく、さ
らに、Ｎａイオン、水分等の浸入による特性変動の小さ
い、高画質、高信頼性の固体撮像装置を実現できる。
第１図は本発明による一実施例の固体撮像装置の単位画
素の断面模式図、第２区は従来の固体撮像装置の単位画
素の断面模式図である。 １・・・・・・Ｐ形シリコン基扱、２・・・・・フォト
ダイオードを形成するＮ影領域、３・・・−・・ＣＯＤ
転送チャネルとなるＮ影領域、４・・・・・・Ｐ 形チ
ャンネルスト、プ領域、５・・・・・・多結晶シリコン
電接、６・・・・・・二酸化シリコン、７ ・・・・ア
ルミニウム遮光膜、８−・・・・リン珪酸ガラス（ＰＳ
Ｇ）、９・・・・・・プラズマシリコンナイトライド（
プラズマ５ｉ３Ｎ４）。
素の断面模式図、第２区は従来の固体撮像装置の単位画
素の断面模式図である。 １・・・・・・Ｐ形シリコン基扱、２・・・・・フォト
ダイオードを形成するＮ影領域、３・・・−・・ＣＯＤ
転送チャネルとなるＮ影領域、４・・・・・・Ｐ 形チ
ャンネルスト、プ領域、５・・・・・・多結晶シリコン
電接、６・・・・・・二酸化シリコン、７ ・・・・ア
ルミニウム遮光膜、８−・・・・リン珪酸ガラス（ＰＳ
Ｇ）、９・・・・・・プラズマシリコンナイトライド（
プラズマ５ｉ３Ｎ４）。
Claims (1)
- （１）半導体基板の表面に光入射により生成される信号
電荷を蓄積する複数の感光画素部と前記感光画素部から
信号電荷を読み出す読み出し部とが設けられ、前記感光
画素部の上方部分を除いて遮光膜が形成され、前記遮光
膜より上方に、前記感光画素部の上方の少なくとも一部
領域を除いて、水素を含有する保護絶縁膜が形成されて
いることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189074A JPS6344760A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189074A JPS6344760A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344760A true JPS6344760A (ja) | 1988-02-25 |
Family
ID=16234869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189074A Pending JPS6344760A (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6344760A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5343060A (en) * | 1992-01-23 | 1994-08-30 | Sony Corporation | Apparatus for reducing mirror in a solid state imaging device wherein a light intercepting layer shields a transfer means from instant light and has an edge which slopes toward the light sensing region |
| US5679433A (en) * | 1991-10-31 | 1997-10-21 | Kabushiki Kaish Tokiwa Denki | Noncombustible sheet, noncombustible laminated sheet, noncombustible honey comb structural material, noncombustible board, noncombustible molded product, and manufacturing method thereof |
| JP2002324899A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Sony Corp | 固体撮像素子の製造方法 |
| JP2008109153A (ja) * | 2007-12-18 | 2008-05-08 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| US7842986B2 (en) | 2002-12-13 | 2010-11-30 | Sony Corporation | Solid-state imaging device and method for fabricating the same related application data |
| CN107026237A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-08-08 | 三星电子株式会社 | 光电子器件、以及包括其的图像传感器和电子器件 |
-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189074A patent/JPS6344760A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5679433A (en) * | 1991-10-31 | 1997-10-21 | Kabushiki Kaish Tokiwa Denki | Noncombustible sheet, noncombustible laminated sheet, noncombustible honey comb structural material, noncombustible board, noncombustible molded product, and manufacturing method thereof |
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| CN107026237A (zh) * | 2016-01-19 | 2017-08-08 | 三星电子株式会社 | 光电子器件、以及包括其的图像传感器和电子器件 |
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