JPS6344761A - 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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- JPS6344761A JPS6344761A JP61189075A JP18907586A JPS6344761A JP S6344761 A JPS6344761 A JP S6344761A JP 61189075 A JP61189075 A JP 61189075A JP 18907586 A JP18907586 A JP 18907586A JP S6344761 A JPS6344761 A JP S6344761A
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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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- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14831—Area CCD imagers
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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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図は従来のインターライン型ＣＣＤ撮像装置の単位
画素の断面模式図である。１はＰ形シリコン基板、２は
ｐｎ接合フォトダイオードを形成するＮ影領域、３はｃ
ａｎ転送チャネルとなるＮ影領域、４は画素分離のだめ
のチャンネルストッパ領域、６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は保護絶縁膜のためのリン珪酸ガラス（
ｐｓＧ）膜である。
画素の断面模式図である。１はＰ形シリコン基板、２は
ｐｎ接合フォトダイオードを形成するＮ影領域、３はｃ
ａｎ転送チャネルとなるＮ影領域、４は画素分離のだめ
のチャンネルストッパ領域、６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は保護絶縁膜のためのリン珪酸ガラス（
ｐｓＧ）膜である。
上記ＣＣＤ撮像装置の単位画素において、Ｎ影領域２の
上部から入射した元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ＣＯＤ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。
上部から入射した元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ＣＯＤ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。
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２有する
ＣＣＤ撮像装置は元入力を全く遮断したとしても出力成
分（暗時成分また（ま暗電流と呼ばれ、一種の熱的に生
成される°゛もれ電流′”である。
ＣＣＤ撮像装置は元入力を全く遮断したとしても出力成
分（暗時成分また（ま暗電流と呼ばれ、一種の熱的に生
成される°゛もれ電流′”である。
が観測される。しかもこの成分は温度上昇に伴って増加
する。このような暗電流が増大すると、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
とともに暗電流そのものの変動によるノイズが発生し、
撮像特性全劣下させるという問題を誘起する。
する。このような暗電流が増大すると、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
とともに暗電流そのものの変動によるノイズが発生し、
撮像特性全劣下させるという問題を誘起する。
このような暗電流の発生原因として、ンリコン基板１の
表面に存在する表面準位があげられる。
表面に存在する表面準位があげられる。
特にｐｎ接合の接合部近傍の表面準位が重要で、こｔ″
Ｌを介して熱的に励起する電荷が暗電流の大部分を占め
る。一方安面準位密度の低減には、前述のアルミニウム
遮″ｙｆ′、嘆７の形成後例えば４５０°Ｃで水素を１
０％程度含む窒素雰囲気中で３０分程度のアニール処理
が行なわれる。この処理は表面準位の原因となるＳｌ
とＳｉＯ、、界面のＳｉのダングリングボンド（Ｓｉ
の未結合手）を水素で終端化することｋばかったもので
ある。しかしながら、撮像装置の高集積化、小型化の要
請は単位画素あたりの信号電荷を減少させ、相対的に暗
電流成分を大きくさせる。したがって界面準位密度のよ
り一層の低減化が必要とされている。
Ｌを介して熱的に励起する電荷が暗電流の大部分を占め
る。一方安面準位密度の低減には、前述のアルミニウム
遮″ｙｆ′、嘆７の形成後例えば４５０°Ｃで水素を１
０％程度含む窒素雰囲気中で３０分程度のアニール処理
が行なわれる。この処理は表面準位の原因となるＳｌ
とＳｉＯ、、界面のＳｉのダングリングボンド（Ｓｉ
の未結合手）を水素で終端化することｋばかったもので
ある。しかしながら、撮像装置の高集積化、小型化の要
請は単位画素あたりの信号電荷を減少させ、相対的に暗
電流成分を大きくさせる。したがって界面準位密度のよ
り一層の低減化が必要とされている。
問題点を解決するための手段
この問題を解決するたｖ）＆て本発明の固体撮像装置は
保護絶縁膜の一部会で水素原子を含む物質からなる膜を
有し、かつフォトダイオード上部の膜厚全うすくするこ
と全特徴とするものである。
保護絶縁膜の一部会で水素原子を含む物質からなる膜を
有し、かつフォトダイオード上部の膜厚全うすくするこ
と全特徴とするものである。
作用
この構成により、フォトダイオードの光電変換特性を変
えることなく、水素の浸透効果を大きくすることが可能
となり暗電流は極めて小さいものとなる。
えることなく、水素の浸透効果を大きくすることが可能
となり暗電流は極めて小さいものとなる。
実施例
以下、図面全参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明一実施例によるインターライン転送方式
ＣＣＤ撮像装置の画素部断面構造金示す模式図である。
ＣＣＤ撮像装置の画素部断面構造金示す模式図である。
第１図を従来構造である第２図と比較した場合、その表
面保護膜としてＰＳＧＳａＯ２にプラズマＣＶＤ法によ
り形成されたシリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）
膜９を設け、さらにフォトダイオード部上１０のみ薄層
化した点が異なり、その他は全く同様であるので、同一
符号を用いてその詳述全省略する。
面保護膜としてＰＳＧＳａＯ２にプラズマＣＶＤ法によ
り形成されたシリコンナイトライド（Ｓｉ３Ｎ４）
膜９を設け、さらにフォトダイオード部上１０のみ薄層
化した点が異なり、その他は全く同様であるので、同一
符号を用いてその詳述全省略する。
一般にプラズマＣＶＤ法で生成されるＳｉ、Ｎ４膜は現
在の半導体技術ではｐｓｃなどと同様２４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ｉでいる。そして原料ガ
スにＳｉＨ４全用いるために原子数にして通常２０〜３
ｏ％の水素全含有するという特性を有している。このた
め本発明による固体撮像素子においてはプラズマ５ｉ５
Ｎ４膜９の形成後におけるＭ造工程での比較的低温での
処理において、Ｓｉ３Ｎ４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。
在の半導体技術ではｐｓｃなどと同様２４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ｉでいる。そして原料ガ
スにＳｉＨ４全用いるために原子数にして通常２０〜３
ｏ％の水素全含有するという特性を有している。このた
め本発明による固体撮像素子においてはプラズマ５ｉ５
Ｎ４膜９の形成後におけるＭ造工程での比較的低温での
処理において、Ｓｉ３Ｎ４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接合部近傍の表面はＳ工ＳＮ４膜９から拡散さ几る水
素で表面準位全十分に低減すると同時に１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１
０は前記のＳｉ、Ｎ４膜の膜厚を部分的二ノチングによ
り膜厚全うすくしていることである。
Ｎ接合部近傍の表面はＳ工ＳＮ４膜９から拡散さ几る水
素で表面準位全十分に低減すると同時に１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１
０は前記のＳｉ、Ｎ４膜の膜厚を部分的二ノチングによ
り膜厚全うすくしていることである。
Ｓｉ、Ｎ４膜は屈折率が通常１．９〜２．３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０．２μｍ以上の厚みで形成した場
合、分光感度特性が変動し、カラー化（（は不利となる
からである。本実施例においては従来構造と全く同様の
元電変換特性全有するフォトダイオードとなっている。
、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０．２μｍ以上の厚みで形成した場
合、分光感度特性が変動し、カラー化（（は不利となる
からである。本実施例においては従来構造と全く同様の
元電変換特性全有するフォトダイオードとなっている。
なおｐｎ接合フォトダイオード接合部の直上部の５ｉ５
Ｎ４膜がうすくなった場合においてもプラズマＳｉ、Ｎ
４膜による暗電流低減効果は変らない。
Ｎ４膜がうすくなった場合においてもプラズマＳｉ、Ｎ
４膜による暗電流低減効果は変らない。
ここで上記実施例のインターライン転送方式ＣＣＤ撮像
装置の製造工程のうち、本発明（て関わる工程を簡単に
述べる。二酸化シリコン膜６の上にアルミニウム膜γを
蒸着し、反応性イオンエｙチンｚ法などで遮光膜を形成
し、さらに上部全面にｐｓｅｓおよびプラズマＣＶＤ法
によりＳｉ３Ｎ。
装置の製造工程のうち、本発明（て関わる工程を簡単に
述べる。二酸化シリコン膜６の上にアルミニウム膜γを
蒸着し、反応性イオンエｙチンｚ法などで遮光膜を形成
し、さらに上部全面にｐｓｅｓおよびプラズマＣＶＤ法
によりＳｉ３Ｎ。
９全形成する。つづいてフォトダイオードとなるＮ影領
域２の上部１０のみ選択的に部分エラチンブレシリコン
ナイトライド膜をうすくする。その後、Ｎ ９０％、
Ｈ２が１Ｑ％のガス中で４５０°Ｃ１５〜３０分間のア
ニール処理全行う。
域２の上部１０のみ選択的に部分エラチンブレシリコン
ナイトライド膜をうすくする。その後、Ｎ ９０％、
Ｈ２が１Ｑ％のガス中で４５０°Ｃ１５〜３０分間のア
ニール処理全行う。
なお、本発明は上記実施例に限られるものではな（，５
ｉ５Ｎ、膜９をＰＳＧ膜θ中に設けても良い。
ｉ５Ｎ、膜９をＰＳＧ膜θ中に設けても良い。
またＳｉ３Ｎ４膜に代えて、同様の性質、即ち４００〜
４５０°Ｃで水素を容易に放出する特性を有する他の物
質（例えばプラズマＣＶＤ法によるＳｉｎ、。
４５０°Ｃで水素を容易に放出する特性を有する他の物
質（例えばプラズマＣＶＤ法によるＳｉｎ、。
膜）全周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。 １・・・・・・Ｐ形シリコン基板、２・・・・・・フォ
トダイオードを形成するＮ影領域、３・・・・・・ＣＣ
Ｄ転送チャンネル、４・・・・・・Ｐ＋形チャンネルス
トソバ、６・・・・・多結晶シリコン電極、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（ＰＳＧ）、９・・・
・・・プラズマシリコンナイトライド（プラズマＳ’１
３Ｎ４） 、 １０・・・・・薄片化したプラズマＳｉ
、Ｎ、。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（−
７う−ｌルＦ隈 り３−＃件仲成 ｑ′−〜２１チー乏化χＬ）７゜ ７− アル４−ウ乙グーそ昆町 ８−＝、ン・ １３表つ′クス（ｐ５Ｇ）第 ２ 図 Ｊ ？
素の断面模式図、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。 １・・・・・・Ｐ形シリコン基板、２・・・・・・フォ
トダイオードを形成するＮ影領域、３・・・・・・ＣＣ
Ｄ転送チャンネル、４・・・・・・Ｐ＋形チャンネルス
トソバ、６・・・・・多結晶シリコン電極、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（ＰＳＧ）、９・・・
・・・プラズマシリコンナイトライド（プラズマＳ’１
３Ｎ４） 、 １０・・・・・薄片化したプラズマＳｉ
、Ｎ、。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（−
７う−ｌルＦ隈 り３−＃件仲成 ｑ′−〜２１チー乏化χＬ）７゜ ７− アル４−ウ乙グーそ昆町 ８−＝、ン・ １３表つ′クス（ｐ５Ｇ）第 ２ 図 Ｊ ？
Claims (1)
- 保護絶縁膜の一部に水素を含有する物質を有し、かつ前
記物質の膜厚が感光画素部上において薄くなっているこ
とを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189075A JPH0758772B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61189075A JPH0758772B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6344761A true JPS6344761A (ja) | 1988-02-25 |
| JPH0758772B2 JPH0758772B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=16234886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61189075A Expired - Fee Related JPH0758772B2 (ja) | 1986-08-12 | 1986-08-12 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0758772B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1986
- 1986-08-12 JP JP61189075A patent/JPH0758772B2/ja not_active Expired - Fee Related
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