WO2004055896A1 - 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 - Google Patents

固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 Download PDF

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Kazushi Wada
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Sony Corporation
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    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers

Definitions

  • the present invention relates to a solid-state imaging device suitable for use in, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor and the like, and a method for manufacturing the solid-state imaging device.
  • CCD Charge Coupled Device
  • a so-called overflow barrier usually formed at a depth of about 3 ⁇ m from the substrate surface is moved to a deeper position (for example, By forming the thickness to about 10 ⁇ m), it is considered that the width of the depletion layer is extended, thereby improving the sensitivity.
  • the overflow barrier is formed deeply, holes (holes) accumulated in the overflow barrier area are not discharged, causing a problem such as a saturation charge amount phenomenon or so-called shading. Resulting in.
  • a P-type impurity region 2 is provided between pixels 22 a and 22 b adjacent to each other in a direction parallel to the vertical transfer register 21.
  • a technique has been proposed in which the formation of 3 reduces the potential barrier and facilitates the discharge of holes accumulated in the overflow barrier region to the substrate surface (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-28090).
  • the P-type impurity region 23 is formed between the pixels 22a and 22b, the hole in the overflow area Not only can be discharged to the substrate surface, but also the P-type impurity region 23 increases the area between the pixels 22a and 22b, thereby increasing the distance between these vertically adjacent pixels 22a and 22b. Mixing of signals can be made difficult to occur.
  • the conventional P-type impurity region 23 is formed only in a portion between the pixels 22a and 22b as shown in FIG. 8B, for example, a sufficient potential barrier cannot be formed, and thus the P-type impurity region 23 is not necessarily formed. It cannot prevent signal mixing.
  • the P-type impurity region 23 for example, boron (B) needs to be ion-implanted into the n-type semiconductor substrate.
  • the conventional purpose of the P-type impurity region 23 is to mainly discharge holes, it is sufficient if the potential barrier can be alleviated.
  • ion implantation with energy of about several tens of KeV causes It is formed to the same depth as the transfer register 21. Therefore, in order not to affect the potential of the vertical transfer register 21, that is, to prevent the transfer operation in the vertical transfer register 21 from being affected, the vertical transfer register 21 must be connected to the vertical transfer register 21. It is necessary to keep a certain distance (gap) between them. Therefore, conventionally, a sufficient potential parity cannot be formed between the pixels 22a and 22b, and there is a possibility that mixing of signals cannot be prevented.
  • the present invention provides a solid-state imaging device capable of preventing signals from being mixed between adjacent pixels even when an overflow parity is formed at a deep position in order to improve sensitivity per unit area.
  • An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device. Disclosure of the invention
  • the present invention is a solid-state imaging device devised to achieve the above object. That is, in a solid-state imaging device formed on a surface layer side of a semiconductor substrate, an imaging region including a plurality of photosensors and a transfer register for transferring a signal charge accumulated in each photosensor is provided within the semiconductor substrate. An impurity region formed continuously in a direction orthogonal to the transfer direction over substantially the entire imaging region at a position corresponding to between photo sensors adjacent to each other along the transfer direction of the transfer register. It is characterized by
  • the photo sensor accumulates a signal charge in an amount corresponding to incident light by photoelectric conversion. Further, the transfer register receives and transfers the signal charges accumulated in each photosensor.
  • the transfer register is a transfer register that constitutes an imaging region. For example, if a plurality of photo sensors are of a CCD type arranged in a two-dimensional matrix, a vertical transfer register corresponds thereto.
  • the impurity region is formed at a position corresponding to between the adjacent photosensors along the transfer direction of the transfer register.
  • the impurity region portion is composed of an impurity region.
  • the impurity region may be formed by a different p-type or n-type impurity. It is formed.
  • the position corresponding to between the photosensors means a position between the photosensors, that is, a position sandwiched between the photosensors at a depth substantially equal to each of the photosensors. Although it is not sandwiched between the photo sensors deeply, it also includes the position between the photo sensors when viewed in plan from the surface layer side of the semiconductor substrate.
  • the impurity region portion is formed substantially in the entire region of the imaging region, that is, from one end (including the vicinity thereof) to the other end (including the vicinity thereof) continuously in a direction orthogonal to the transfer direction of the transfer register.
  • the transfer register is a vertical transfer register
  • the impurity region is formed continuously in the horizontal direction. Therefore, according to the solid-state imaging device having the above configuration, since the impurity region portion is formed continuously, a sufficient potential barrier can be formed between the photosensors, and mixing of signals can be prevented. become.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration example of a solid-state imaging device to which the present invention is applied.
  • FIG. 2A is a schematic view showing a configuration example of a main part of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention, and is a plan view thereof. .
  • FIG. 2B is a schematic diagram showing an example of a main configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line AA.
  • FIG. 3A is a schematic view showing a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention, and is a plan view thereof.
  • FIG. 3B is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention, and is a BB cross-sectional view.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a cross section taken along line CC in FIG. 2A.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention, and is a diagram showing a DD cross section in FIG. 2A.
  • FIG. 6A is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present invention, and is a plan view thereof.
  • FIG. 6B is an essential diagram of the solid-state imaging device according to the fifth embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of a part, and is EE sectional drawing.
  • FIG. 7A is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a sixth embodiment of the present invention, and is a plan view thereof.
  • FIG. 7B is a schematic view showing a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a sixth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line FF.
  • FIG. 7C is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of the solid-state imaging device according to the sixth embodiment of the present invention, and is a GG sectional view.
  • FIG. 8A is a schematic diagram showing a configuration example of a main part of a conventional solid-state imaging device, and is a plan view thereof.
  • FIG. 8B is a schematic view showing an example of a configuration of a main part of a conventional solid-state imaging device, and is a cross-sectional view taken along line HH.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration example of a solid-state imaging device to which the present invention is applied.
  • the solid-state imaging device described here includes a plurality of photosensors 1 arranged two-dimensionally in a matrix and a vertical transfer register 2 arranged for each column of the two-dimensional array. And a channel stop 3 arranged along the vertical transfer register 2, and these constitute an imaging area 4.
  • the photosensor 1 is for accumulating signal charges by photoelectric conversion, and functions as a photosensor in the present invention.
  • the vertical transfer register 2 transfers the signal charges accumulated in each photosensor 1 in a vertical direction in a two-dimensional array.
  • the channel stop 3 is for separating between each photo sensor 1 and the vertical transfer register 2.
  • the solid-state imaging device includes a horizontal transfer register 5 disposed at one end of the imaging region 4, and an output unit 6 connected to the last stage of the horizontal transfer register 5. .
  • the horizontal transfer register 5 receives the signal charge from each of the vertical transfer registers 2 and transfers the signal charge in the horizontal direction of the two-dimensional array.
  • the output unit 6 includes a floating diffusion amplifier and other processing circuits, and performs predetermined signal processing on signal charges output from the horizontal transfer register 5.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are schematic diagrams illustrating a configuration example of a main part of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
  • the solid-state imaging device is composed of an n-type silicon (hereinafter referred to as “Si:”) substrate 10 and an overflow port comprising an n ⁇ epitaxial layer 11 and a p-type p-type layer.
  • Pixel structure That is, the photo sensor 1 and the vertical transfer register 2 described above are formed on the surface layer side of the semiconductor substrate constituting the solid-state imaging device. Further, above the vertical transfer register 2, a transfer electrode 14 for causing the vertical transfer register 2 to transfer signal charges is formed.
  • the overflow barrier region 12 does not necessarily have to be made of a p-type p-type layer. That is, the type of the impurity semiconductor in the Si substrate 10 is set to the first conductivity type, Assuming that the type of the impurity semiconductor in the barrier region 12 is the second conductivity type, the second conductivity type may be different from the first conductivity type. Therefore, when the Si substrate 10 is a p-type, the overflow barrier region 12 is assumed to be formed of an n-type well layer. In addition, the semiconductor region 13 formed on the overflow barrier region 12 does not necessarily need to be made of a p-type impurity, and may be any of the first conductivity type, the second conductivity type, or intrinsic. Absent.
  • the solid-state imaging device described here has a great feature in that it has an impurity region 15 formed in the semiconductor region 13.
  • the impurity region 15 is made of an impurity of the second conductivity type, that is, for example, a p-type impurity region, like the overflow barrier region 12, and preferably has an impurity concentration higher than that of the overflow barrier region 12. .
  • they are arranged at positions corresponding to the photosensors 1 adjacent to each other in the vertical direction of the two-dimensional array, and as shown in FIG. It is formed so as to be continuous in the horizontal direction of the two-dimensional array over the entire area.
  • the position corresponding to between the photosensors 1 means a position between the photosensors 1, that is, a position sandwiched between the photosensors 1 at a depth substantially equal to each of the photosensors 1. It is not sandwiched between the photosensors 1 deeper than the photosensors 1, but includes a position between the photosensors 1 when viewed from the surface of the semiconductor substrate in plan view.
  • the substantially entire area of the imaging region 4 means from one end (including its vicinity) to the other end (including its vicinity) of the imaging region 4.
  • the impurity region 15 is formed at a position deeper than the vertical transfer register 2 when viewed from the surface layer side of the semiconductor substrate. As a result, the impurity region portion 15 avoids the position where the vertical transfer register 2 is formed, and continues horizontally below the vertical transfer register 2. Also, each photo sensor 1 6
  • the impurity region 15 is formed in a stripe shape extending in the horizontal direction when viewed from the surface of the semiconductor substrate.
  • boron (B) which is a p-type impurity
  • the implantation energy is assumed to be several hundreds KeV or more.
  • ion implantation is performed by using patterning corresponding to a stripe shape extending in the horizontal direction. Note that the other parts may be manufactured in the same manner as in the related art, and the description thereof is omitted here.
  • the impurity region 15 is formed at a corresponding position between the photosensors 1 that are vertically adjacent to each other, and the impurity region 15 is formed in the imaging region. 4 is formed so as to be continuous in the horizontal direction over substantially the entire area.
  • the impurity region 15 is formed as a parier region not only in a part between pixels as in the conventional case but also in the whole region. Therefore, a sufficient potential parer can be formed between the photosensors 1 adjacent in the vertical direction, and the mixing of signal charges in the vertical direction can be prevented.
  • the solid-state imaging device of the present embodiment mixing of signal charges between adjacent pixels is prevented even when the overflow-parrier region 12 is formed at a deep position in order to improve sensitivity per unit area. It can be said that prevention is possible. Furthermore, according to the solid-state imaging device of the present embodiment, since the impurity region 15 is formed at a position deeper than the vertical transfer register 2, potential interference with the vertical transfer register 2 can be eliminated. . That is, each transfer can be performed without interrupting the transfer operation in the vertical transfer register 2. A sufficient potential barrier is formed between the sensors 1 to prevent mixing of signal charges in the vertical direction.
  • the p-type impurity can be formed only by ion implantation at a deep position, and the same structure as the conventional one can be used for the transfer electrodes 14 and the like, which complicates the structure. It can be realized very easily without any problems.
  • the semiconductor region 13 between the overflow-parrier region 12 and the surface of the semiconductor substrate 13 is formed.
  • the semiconductor region 13 between the overflow-parrier region 12 and the surface of the semiconductor substrate 13 is formed.
  • the solid-state imaging device improves the sensitivity per unit area, prevents mixing of signals between adjacent pixels, and does not cause problems such as shading. Thus, it can be said that this can contribute to downsizing of the solid-state imaging device without lowering the imaging quality.
  • the impurity region portion 15 is formed at a position deeper than the vertical transfer register 2 as an example, but, for example, the impurity region portion 15 is formed more vertically than the vertical transfer register 2. It may be formed at a shallow position. Even in this case, if the impurity region 15 is continuous in the horizontal direction, mixing of signal charges in the vertical direction can be prevented.
  • the position of the impurity region 15 is preferably deeper than the vertical transfer register 2, but is not particularly limited to this.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing an example of a configuration of a main part of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
  • the solid-state imaging device described here has the impurity region 15 formed in a plurality of stages in the depth direction of the semiconductor substrate.
  • the ion implantation of the P-type impurity into the Si substrate 10 is performed multiple times by the number of steps to be formed by appropriately changing the implantation energy. What is necessary is just to perform it separately.
  • the impurity region 15 continuous in the horizontal direction is formed in a plurality of stages, the first embodiment is provided between the photosensors 1 adjacent in the vertical direction. A more sufficient potential barrier can be formed than in the case of the form. Therefore, it is possible to more effectively prevent mixing of signal charges between adjacent pixels than in the case of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention.
  • the solid-state imaging device described here is provided with a channel stop between the vertically adjacent photosensors 1 and near the surface of the semiconductor substrate, separately from the impurity region 15.
  • the region 16 is formed.
  • the channel stop region 16 is of the second conductivity type in the same manner as the overflow barrier region 12 or the impurity region 15. 6
  • Impurity that is, for example, a p-type impurity region.
  • the impurity concentration of the channel stop region 16 is preferably higher than that of the impurity region 15, but is not limited to this.
  • the channel stop region 16 is formed in the vicinity of the surface of the semiconductor substrate, whereby the region having a potential close to 0 V is expanded. Accordingly, holes accumulated in the overflow barrier region 12 can be discharged to the surface of the semiconductor substrate more effectively than in the first embodiment, contributing to prevention of mixing of signal charges between adjacent pixels. I will do it.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the depth of the overflow barrier region 12 formed on the deeper side of the semiconductor substrate that is, on the deeper side of the photosensor 1 and the vertical transfer register 2.
  • the interface in the vertical direction specifically, the interface with the semiconductor region 13 is formed in an uneven shape, and the uneven convex portion is disposed at a position corresponding to between the photosensors 1. That is, the overflow barrier region 12 is formed deep in the lower region of each photosensor 1 and shallow in the surrounding region.
  • the depth direction is a direction away from the surface of the solid-state imaging device.
  • the uneven shape refers to a state where the corners are not flat, and includes a case where the corners are gentle in addition to a state where the angular unevenness is formed.
  • an annular photo resist pattern surrounding each photo sensor 1 may be provided to adjust the range of Si ions implanted when the overflow parrier region 12 is formed.
  • the range of Si ions is adjusted by adjusting the thickness of the photoresist.
  • the solid-state imaging device configured as described above has the uneven overflow barrier region 12 and the uneven protrusions are arranged at positions corresponding to between the photosensors 1. Function as a lateral barrier that prevents the transfer of signal charges. Therefore, a sufficient potential barrier is formed between the photosensors 1 together with the impurity regions 15 that are continuous in the horizontal direction, and the signal between the adjacent pixels is more effectively formed than in the case of the first embodiment. It is possible to prevent charge mixing. In addition, since the transfer of signal charges on the deep portion side of the semiconductor substrate is prevented, smear generated via the deep portion can be effectively prevented, and as a result, image quality can be improved.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are schematic diagrams illustrating a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the solid-state imaging device described here has, in addition to the impurity region 15, the impurity region between the vertically adjacent photosensors 1 and from the surface layer side of the semiconductor substrate.
  • the first parrier region portion 17 is formed at a position shallower than the portion 15.
  • the first barrier region 17 is made of a second conductivity type impurity, that is, for example, a p-type impurity region, like the impurity region 15. Further, the impurity concentration may be equal to that of the impurity region 15.
  • the first barrier region 17 is not continuous in the horizontal direction like the impurity region 15, and is formed in an island shape only in a part between the photosensors 1. That is, the first barrier region 17 is formed with a relatively low energy of about several tens of KeV.
  • the impurity regions 15 continuous in the horizontal direction can prevent the signal charges from being mixed between adjacent pixels, and the first barriers scattered in an island shape. Since the region portion 17 is also provided, it is possible to further increase the size of the barrier between adjacent pixels as compared to the case of the first embodiment, thereby making it difficult to mix signal charges. Therefore, it is particularly effective when the overflow parrier region 12 is formed deeply to improve the sensitivity. Furthermore, it can be said that it is also very effective when the concentration of P-type impurities near the surface between adjacent pixels is low, causing inconvenience. Even if the overflow barrier region 12 is formed deeply due to the presence of the first barrier region 17, holes accumulated in the overflow barrier region 12 are discharged to the semiconductor substrate surface. This can be performed even more effectively and easily than in the case of the first embodiment.
  • FIGS. 7A to 7C are schematic diagrams illustrating a configuration example of a main part of a solid-state imaging device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the solid-state imaging device described here has, in addition to the impurity region 15, a continuous line in the vertical direction along the vertical transfer register 2 below the vertical transfer register 2.
  • a second parrier region 18 is formed.
  • the portion 18 is made of an impurity of the second conductivity type, that is, for example, a p-type impurity region, like the impurity region 15.
  • the second barrier region 18 may be formed at the same depth as the impurity region 15 or may be formed at a different depth from the impurity region 15. Is also good. However, if the impurity region 15 and the second barrier region 18 are formed at the same depth as the impurity region 15, the impurity region 15 and the second barrier region 18 may be formed, for example, by ion implantation of a p-type impurity. By changing the pattern jungle from a stripe shape to a lattice shape, it becomes possible to form the pattern jungle by a single ion implantation.
  • the second barrier region 18 is formed in addition to the impurity region 15, the portion of the photosensor 1 is surrounded by these. Therefore, it is possible not only to prevent signal charges from being mixed between adjacent pixels in the vertical direction, but also to prevent signal charges from being mixed in the horizontal direction and the oblique direction.
  • the overflow barrier region 12 is formed in an uneven shape as described in the fourth embodiment.
  • the impurity regions are arranged in a lattice shape by the impurity region 15 and the second barrier region 18, the convexities in the overflow barrier region 12 are formed.
  • the portions are also arranged in a lattice shape corresponding to the impurity region 15 and the second barrier region 18.
  • the convex portions may be arranged in a stripe shape instead of a lattice shape.
  • the above-described first to sixth embodiments are merely specific examples for realizing the present invention, and it goes without saying that the present invention is not limited to this.
  • the case where the photosensors 1 are two-dimensionally arranged in a matrix and the impurity regions 15 are horizontally connected over a plurality of pixels has been described as an example.
  • an imaging area is constituted by a row of photosensors and transfer registers along the photosensors. What is necessary is that it is continuous over substantially the entire imaging region in a direction orthogonal to the direction.
  • CMOS Complementary Metal Oxi de
  • the solid-state imaging device includes the impurity region portion formed continuously over substantially the entire imaging region at a position corresponding to between the photosensors. Therefore, a sufficient potential barrier can be formed between the photosensors. Therefore, even if the overflow barrier is formed at a deep position to improve the sensitivity per unit area, it is possible to prevent the signals from being mixed between adjacent pixels and to prevent holes accumulated in the overflow panel. Can be discharged to the element surface side, and as a result, the image quality can be improved. Further, from these, there is an effect that the solid-state imaging device can be reduced in size.

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Abstract

　単位面積あたりの感度向上のためにオーバーフローバリアが深い位置に形成された場合であっても、隣接画素間の信号の混合を防止し、複数の受光画素部１と、各受光画素部１に蓄積された信号電荷を一方向に転送する転送レジスタ２とからなる撮像領域が、半導体基板の表層部側に形成された固体撮像素子において、前記転送レジスタ２の転送方向に沿って隣接する受光画素部１同士間に対応する位置に、前記撮像領域の全域にわたって当該転送方向と直交する方向に連続する不純物領域であるバリア領域１５を形成し、これにより十分なポテンシャルバリアを形成して信号の混合を防止する。

Description

明 細 書 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 技術分野
本発明は、 例えば C C D (Charge Coupled Device) イメージセンサ等 に用いて好適な固体撮像素子及ぴ固体撮像素子の製造方法に関する。 背景技術
近年、 固体撮像素子の単位セルの小型化に伴い、 単位面積あたりの感 度を向上させる技術の開発が急務となっている。その一つの手段として、 例えば η型半導体基板を用いた C C D型固体撮像素子において、 通常基 板表面から 3 μ m程度の深さに形成される、 いわゆるオーバーフローバ リアを、 より深い位置 （例えば 5〜 1 0 μ m ) に形成することで、 空乏 層幅を伸ばし、これにより感度を向上させることが考えられる。ただし、 オーバーフローバリァを深く形成すると、 そのオーバーフローパリァ領 域に溜まったホール （正孔） が排出されず、 飽和電荷量の現象が生じた り、いわゆるシェーディングが起きたりする等の問題が発生してしまう。 このことから、 従来は、 例えば図 8 Aに示すように、 C C D型固体撮像 素子において、 垂直転送レジスタ 2 1 と平行な方向に隣接する画素 2 2 a , 2 2 b間に P型不純物領域 2 3を形成することで、 ポテンシャル障 壁を緩和してオーバーフローパリァ領域に溜まつたホールを基板表面に 排出し易くする技術が提案されている （例えば、 特開平 1 1 _ 2 8 9 0
7 6号公報参照） 。
ところで、 上述した従来の技術では、 画素 2 2 a， 2 2 b間に P型不 純物領域 2 3を形成しているため、 オーバーフロ一パリァ領域のホール を基板表面に排出できるだけでなく、 その P型不純物領域 2 3によって 画素 2 2 a , 2 2 b間のパリアを大きく して、 これら垂直方向に隣接す る画素 2 2 a， 2 2 b間における信号の混合が生じ難くすることもでき る。 しかしながら、 従来における P型不純物領域 2 3は、 例えば図 8 B に示すように、 画素 2 2 a， 2 2 b間の一部分にしか形成されていない ため、 十分なポテンシャルバリアを形成できず、 必ずしも信号の混合を 防止できるものではない。
P型不純物領域 2 3を形成するためには、 例えばボロン （B ) を n型 半導体基板にイオン注入する必要がある。 ところが、 従来における P型 不純物領域 2 3は、 ホールの排出を主目的としているため、 ポテンシャ ル障壁を緩和できれば十分であり、 このことから例えば数十 K e V程度 のエネルギーのイオン注入によって、 垂直転送レジスタ 2 1 と同程度の 深さに形成されている。 そのために、 垂直転送レジスタ 2 1のポテンシ ャルに影響を及ぼさないようにするため、 すなわち垂直転送レジスタ 2 1における転送動作を阻害しないようにするためには、 その垂直転送レ ジスタ 2 1 との間にある一定の距離を保つ（隙間を空ける）必要がある。 したがって、 従来は、 画素 2 2 a， 2 2 b間に十分なポテンシャルパリ ァを形成できず、 信号の混合を防止できないおそれが生じてしまうので ある。
そこで、 本発明は、 単位面積あたりの感度向上のためにオーバーフロ 一パリァが深い位置に形成された場合であっても、 隣接画素間の信号の 混合を防止することが可能な固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 を提供することを目的とする。 発明の開示
本発明は、上記目的を達成するために案出された固体撮像素子である。 すなわち、 複数のフォ トセンサと、 各フォ トセンサに蓄積された信号電 荷を転送する転送レジスタとからなる撮像領域が、 半導体基板の表層部 側に形成された固体撮像素子において、 前記半導体基板内において前記 転送レジスタの転送方向に沿って隣接するフォ トセンサ同士間に対応す る位置に、 前記撮像領域の略全域にわたって当該転送方向と直交する方 向に連続して形成された不純物領域部を備えることを特徴とするもので ある。
上記構成の固体撮像素子において、 フォ トセンサは、 光電変換によつ て入射光に応じた量の信号電荷を蓄積する。 また、 転送レジスタは、 各 フォ トセンサに蓄積された信号電荷を受け取って転送する。 ここで、 転 送レジスタは、 撮像領域を構成する転送レジスタであり、 例えば複数の フォ トセンサが二次元行列状に配された C C D型のものであれば、 垂直 転送レジスタがこれに該当する。
そして、 上記構成の固体撮像素子では、 不純物領域部が、 転送レジス タの転送方向に沿って隣接するフォ トセンサ同士間に対応する位置に形 成されている。 不純物領域部は、 不純物領域からなるもので、 例えば半 導体基板が p型または n型のいずれか一方の型であれば、 それとは異な る p型または n型のいずれか一方の型の不純物によって形成される。 ま た、 フォ トセンサ同士間に対応する位置とは、 フォ トセンサ同士間の位 置、 すなわち各フォ トセンサと略同等の深さでこれらフォ トセンサの間 に挟まれる位置の他に、 各フォ トセンサよりも深くフォ トセンサ同士間 には挟まれないが、 半導体基板の表層部側から平面的にみるとフォ トセ ンサ同士の間にある位置も含む。
さらに、 不純物領域部は、 撮像領域の略全域、 すなわちその一端 （そ の近傍を含む） から他端 （その近傍を含む） までにわたって、 転送レジ スタの転送方向と直交する方向に連続して形成されている。 つまり、 例 えば転送レジスタが垂直転送レジスタであれば、 不純物領域部は、 水平 方向に連続して形成されている。 したがって、 上記構成の固体撮像素子 によれば、 不純物領域部が連続して形成されているので、 フォ トセンサ 同士間に十分なポテンシャルバリァを形成することができ、 信号の混合 を防止し得るようになる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明が適用される固体撮像素子の概略構成例を示す模式図 である。
図 2 Aは、 本発明に係る固体撮像素子の第 1の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 その平面図である。 .
図 2 Bは、 本発明に係る固体撮像素子の第 1の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 A— A断面図である。
図 3 Aは、 本発明に係る固体撮像素子の第 2の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 その平面図である。
図 3 Bは、 本発明に係る固体撮像素子の第 2の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 B—B断面図である。
図 4は、 本発明に係る固体撮像素子の第 3の実施の形態における要部 構成例を示す模式図であり、 図 2 A中における C _ C断面を示す図であ る。
図 5は、 本発明に係る固体撮像素子の第 4の実施の形態における要部 構成例を示す模式図であり、 図 2 A中における D— D断面を示す図であ る。
図 6 Aは、 本発明に係る固体撮像素子の第 5の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 その平面図である。
図 6 Bは、 本発明に係る固体撮像素子の第 5の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 E— E断面図である。
図 7 Aは、 本発明に係る固体撮像素子の第 6の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 その平面図である。
図 7 Bは、 本発明に係る固体撮像素子の第 6の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 F— F断面図である。
図 7 Cは、 本発明に係る固体撮像素子の第 6の実施の形態における要 部構成例を示す模式図であり、 G— G断面図である。
図 8 Aは、 従来における固体撮像素子の要部構成例を示す模式図であ り、 その平面図である。
図 8 Bは、 従来における固体撮像素子の要部構成例を示す模式図であ り、 H— H断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面に基づき本発明に係る固体撮像素子について説明する。 こ こでは、 本発明を n型半導体基板を用いた C C D型固体撮像素子に適用 した場合を例に挙げて説明する。
〔第 1の実施の形態〕
ここでは、 第 1の実施の形態に係る固体撮像素子について説明する。 はじめに、 固体撮像素子の概略構成について説明する。 図 1は、 本発明 が適用される固体撮像素子の概略構成例を示す模式図である。 図例のよ うに、 ここで説明する固体撮像素子は、 マ ト リ クス状に二次元配列され た複数のフォ トセンサ 1 と、 その二次元配列の列毎に配設された垂直転 送レジスタ 2と、 垂直転送レジスタ 2に沿って配設されたチャネルス ト ップ 3 とを備えており、 これらによって撮像領域 4が構成されている。 このうち、 フォ トセンサ 1は、 光電変換によって信号電荷を蓄積するた めのもので、 本発明におけるフォ トセンサとして機能するものである。 垂直転送レジスタ 2は、 各フォ トセンサ 1に蓄積された信号電荷を、 二 次元配列における垂直方向に転送するものである。 チャネルス トップ 3 は、 各フォ トセンサ 1 と垂直転送レジスタ 2との間を分離するためのも のである。
このような撮像領域 4に加えて、 固体撮像素子では、 その撮像領域 4 の一端に配された水平転送レジスタ 5 と、 水平転送レジスタ 5の最終段 に接続された出力部 6 とを備えている。 水平転送レジスタ 5は、 各垂直 転送レジスタ 2から信号電荷を受け取って、 これを'二次元配列の水平方 向へ転送するものである。 出力部 6は、 フローティングディフージョン アンプやその他の処理回路等からなるもので、 水平転送レジスタ 5から 出力される信号電荷に対して所定の信号処理を行うものである。
続いて、 以上のような平面構造を有する固体撮像素子における断面構 造について説明する。 図 2 A及び図 2 Bは、 本発明に係る固体撮像素子 の第 1の実施の形態における要部構成例を示す模式図である。 図例のよ うに、 固体撮像素子は、 n型のシリコン （以下 「S i：」 と記す） 基板 1 0上に、 n -のェピタキシャル層 1 1 と、 p型ゥエル層からなるオーバー フ口ーパリァ領域 1 2と、 このオーバーフローパリァ領域 1 2よりも p 型不純物の濃度が低濃度である高抵抗の半導体領域 1 3 と、 フォ トセン サ 1や垂直転送レジスタ 2等とが、 順に積層されてなる画素構造を有し ている。 つまり、 上述したフォ トセンサ 1や垂直転送レジスタ 2等は、 固体撮像素子を構成する半導体基板の表層部側に形成されている。 そし て、 垂直転送レジスタ 2のさらに上方には、 その垂直転送レジスタ 2に 信号電荷の転送を行わせるための転送電極 1 4が形成されている。
このような断面構造において、 オーバーフローパリア領域 1 2は、 必 ずしも p型ゥエル層からなるものでなくても構わない。 すなわち、 S i 基板 1 0における不純物半導体の型を第 1導電型とし、 オーバーフロー パリァ領域 1 2における不純物半導体の型を第 2導電型とすると、 その 第 2導電型は、 第 1導電型と異なる型であればよい。 したがって、 S i 基板 1 0が p型の場合には、 オーバーフローバリア領域 1 2は、 n型ゥ エル層からなるものとする。 また、 オーバーフローバリア領域 1 2上に 形成される半導体領域 1 3は、 必ずしも p型不純物からなるものでなく てもよく、 第 1導電型若しくは第 2導電型または真性のいずれかであれ' ば構わない。
ところで、 ここで説明する固体撮像素子は、 半導体領域 1 3内に形成 された不純物領域部 1 5を備えている点に大きな特徴がある。 不純物領 域部 1 5は、 オーバーフローバリア領域 1 2と同様に第 2導電型の不純 物、 すなわち例えば p型の不純物領域からなり、 好ましくはその不純物 濃度がオーバーフローバリア領域 1 2より濃いものとする。 そして、 図 2 Aに示すように、 二次元配列の垂直方向に隣接するフォ トセンサ 1同 士の間に対応する位置に配されているとともに、 図 2 Bに示すように、 撮像領域 4の略全域にわたって二次元配列の水平方向に連続するように 形成されている。 ここで、 フォ トセンサ 1同士間に対応する位置とは、 フォ トセンサ 1同士間の位置、 すなわち各フォ トセンサ 1 と略同等の深 さでこれらフォ トセンサ 1の間に挟まれる位置の他に、 各フォ トセンサ 1よりも深くフォ トセンサ 1間には挟まれないが、 半導体基板の表層部 側から平面的にみるとフォ トセンサ 1同士の間にある位置も含む意であ る。 また、 撮像領域 4の略全域とは、 その撮像領域 4の一端 （その近傍 を含む） から他端 （その近傍を含む） までの意である。
さらに、 不純物領域部 1 5は、 半導体基板の表層部側からみて、 垂直 転送レジスタ 2よりも深い位置に形成されている。 これにより、 不純物 領域部 1 5は、 垂直転送レジスタ 2の形成位置を回避して、 その下方側 で水平方向に連続するようになっている。 また、 各フォ トセンサ 1同士 6
8 間の対応位置に形成されているので、 半導体基板の表層部側から平面的 にみると、 不純物領域部 1 5は、 水平方向に延びるス トライプ状に形成 されていることになる。
このような不純物領域部 1 5を形成するためには、 例えば p型不純物 であるボロン （B ) を、 η·型の S i基板 1 0に対してイオン注入すれば よい。 ただし、 このとき、 不純物領域部 1 5を垂直転送レジスタ 2より も深い位置に形成するために、 その注入エネルギーは、 数百 K e V以上 であるものとする。 さらには、 不純物領域部 1 5を水平方向に連続させ るべく、 水平方向に延びるス トライプ状に対応したパターニングを利用 してイオン注入を行うようにする。 なお、 他の部分の製法については、 従来と同様で構わないため、 ここではその説明を省略する。
以上のように構成された固体撮像素子では、 垂直方向に隣接する各フ オ トセンサ 1同士間の対応位置に不純物領域部 1 5が形成されていると ともに、 その不純物領域部 1 5が撮像領域 4の略全域にわたって水平方 向に連続するように形成されている。 つまり、 従来のような画素間の一 部分のみではなく、 その全域にわたってパリァ領域としての不純物領域 部 1 5が形成される。 そのために、 垂直方向に隣接する各フォ トセンサ 1同士間に十分なポテンシャルパリァを形成することができ、 垂直方向 における信号電荷の混合を防止し得るようになる。 したがって、 本実施 形態における固体撮像素子によれば、 単位面積あたりの感度向上のため にオーバーフローパリァ領域 1 2が深い位置に形成された場合であって も、隣接画素間の信号電荷の混合を防止することが可能になるといえる。 さらに、 本実施形態における固体撮像素子によれば、 不純物領域部 1 5が垂直転送レジスタ 2よりも深い位置に形成されているため、 垂直転 送レジスタ 2へのポテンシャルの干渉を排除することができる。 すなわ ち、 垂直転送レジスタ 2における転送動作を阻害することなく、 各フォ トセンサ 1同士間に十分なポテンシャルバリァを形成して、 垂直方向に おける信号電荷の混合防止が図れるようになる。 しかも、 p型不純物を 深い位置にイオン注入するだけで形成することができ、 しかも転送電極 1 4等については従来と同様の構成のものがそのまま利用できるので、 構成の複雑化を招いてしまうことがなく非常に容易に実現することが可 能である。
また、 本実施形態における固体撮像素子では、 半導体領域 1 3内に不 純物領域部 1 5が形成されているので、 オーバーフローパリァ領域 1 2 から半導体基板表面までの間の半導体領域 1 3によるホールに対するポ テンシャル障壁を緩和して、 オーバーフローパリア領域 1 2に蓄積され たホールを半導体基板表面に排出することができる。 したがって、 飽和 電荷量の現象が生じたり、 シエーディングが起きたりする等の問題が発 生してしまうこともない。
これらのことから、 本実施形態における固体撮像素子は、 単位面積あ たりの感度を向上させつつ、 隣接画素間の信号の混合を防止し、 さらに はシェーディング等の問題が生じてしまうこともないので、 撮像画質の 低下を招く ことなく固体撮像素子の小型化に資することができるもので あるといえる。
なお、 本実施形態では、 不純物領域部 1 5が垂直転送レジスタ 2より も深い位置に形成されている場合を例に挙げて説明したが、 例えば不純 物領域部 1 5が垂直転送レジスタ 2よりも浅い位置に形成されていても 良く、 その場合であっても不純物領域部 1 5が水平方向に連続していれ ば、 垂直方向における信号電荷の混合を防止し得るようになる。 不純物 領域部 1 5の位置は、垂直転送レジスタ 2よりも深いことが望ましいが、 特にこれに限定されるものではない。
〔第 2の実施の形態〕 次に、 第 2の実施の形態に係る固体撮像素子について説明する。 ただ し、 ここでは、 上述した第 1の実施の形態との相違点についてのみ説明 する。
図 3 A及ぴ図 3 Bは、 本発明に係る固体撮像素子の第 2の実施の形態 における要部構成例を示す模式図である。 図例のように、 ここで説明す る固体撮像素子は、 不純物領域部 1 5が、 半導体基板の深さ方向に複数 段形成されたものである。
このような不純物領域部 1 5を形成するためには、 S i基板 1 0に対 する P型不純物のイオン注入を、 それぞれ注入エネルギーを適宜変更さ せて、 形成する段数の分だけ複数回に分けて行うようにすればよい。 以上のように構成された固体撮像素子では、 水平方向に連続する不純 物領域部 1 5が複数段形成されているため、 垂直方向に隣接する各フォ トセンサ 1同士間に、 第 1の実施の形態の場合よりもさらに十分なポテ ンシャルバリアを形成することができる。 したがって、 第 1の実施の形 態の場合よりもさらに効果的に隣接画素間の信号電荷の混合を防止する ことが可能になる。
〔第 3の実施の形態〕
次に、 第 3の実施の形態に係る固体撮像素子について説明する。 ただ し、 ここでも、 上述した第 1または第 2の実施の形態との相違点につい てのみ説明する。
図 4は、 本発明に係る固体撮像素子の第 3の実施の形態における要部 構成例を示す模式図である。 図例のように、 ここで説明する固体撮像素 子は、 不純物領域部 1 5 とは別に、 垂直方向に隣接する各フォ トセンサ 1同士間で、 かつ、 半導体基板の表面近傍に、 チャネルス トップ領域部 1 6が形成されたものである。 チャネルス トップ領域部 1 6は、 オーバ 一フローパリァ領域 1 2または不純物領域部 1 5 と同様に第 2導電型の 6
11 不純物、 すなわち例えば p型の不純物領域からなるものである。 なお、 チャネルス トップ領域部 1 6の不純物濃度は、 不純物領域部 1 5よりも 高いことが望ましいが、 それに限定されるものではない。
以上のように構成された固体撮像素子では、 半導体基板の表面近傍に チャネルス トップ領域部 1 6が形成され、 これによりポテンシャルが 0 Vに近い領域が広がることになる。 したがって、 オーバーフローバリア 領域 1 2に蓄積されたホールの半導体基板表面への排出を第 1の実施の 形態の場合よりもさらに効果的に行えるようになり、 隣接画素間の信号 電荷の混合防止に寄与するようになる。
〔第 4の実施の形態〕
次に、 第 4の実施の形態に係る固体撮像素子について説明する。 ただ し、 ここでも、 上述した第 1〜第 3の実施の形態との相違点についての み説明する。
図 5は、 本発明に係る固体撮像素子の第 4の実施の形態における要部 構成例を示す模式図である。 図例のように、 ここで説明する固体撮像素 子では、 半導体基板の深層部側、 すなわちフォ トセンサ 1および垂直転 送レジスタ 2よりも深層部側に形成されたオーバーフローバリァ領域 1 2の深さ方向における界面、 具体的には半導体領域 1 3との界面が凹凸 状に形成され、 その凹凸状の凸部分がフォ トセンサ 1同士間に対応する 位置に配されている。 すなわち、 オーバーフローバリア領域 1 2は、 各 フォ トセンサ 1の下層領域では深く、 その周囲の領域では浅く形成され ている。 なお、 ここでいう深さ方向とは、 固体撮像素子の表面から離れ る方向のことである。 ここでいう凹凸状とは、 平坦でない状態のことで あり、 角張った凹凸が形成されている状態の他に、 角がなだらかな場合 をも含む。
このような凹凸状のオーバーフローバリァ領域 1 2を形成するために は、 例えば各フォ トセンサ 1を包囲する環状のフォ トレジス トパターン を設け、 これによりオーバーフローパリァ領域 1 2を形成する際に注入 される S iイオンの飛程を調節すればよい。 S iイオンの飛程の調節は、 フォ トレジス トの膜厚を調節して行う。
以上のように構成された固体撮像素子では、 凹凸状のオーバーフロー バリァ領域 1 2を備えるとともに、 凹凸状の凸部分がフォ トセンサ 1同 士間に対応する位置に配されているので、 その凸部分が信号電荷の移動 を防止する横方向パリアとして機能することになる。 したがって、 水平 方向に連続する不純物領域部 1 5 とともに各フォ トセンサ 1同士間にて 十分なポテンシャルバリアを形成することになり、 第 1の実施の形態の 場合よりもさらに有効に隣接画素間の信号電荷の混合を防止することが 可能になる。 また、 半導体基板の深層部側での信号電荷の移動を防止す るため、 その深層部を経由して発生するスミアを有効に防止でき、 結果 として画質向上を図ることができる。
〔第 5の実施の形態〕
次に、 第 5の実施の形態に係る固体撮像素子について説明する。 ただ し、 ここでも、 上述した第 1〜第 4の実施の形態との相違点についての み説明する。
図 6 A及び図 6 Bは、 本発明に係る固体撮像素子の第 5の実施の形態 における要部構成例を示す模式図である。 図例のように、 ここで説明す る固体撮像素子は、 不純物領域部 1 5に加えて、 垂直方向に隣接する各 フォ トセンサ 1同士間で、 かつ、 半導体基板の表層部側からみて不純物 領域部 1 5よりも浅い位置に、 第 1のパリァ領域部 1 7が形成されたも のである。 第 1のバリァ領域部 1 7は、 不純物領域部 1 5と同様に第 2 導電型の不純物、すなわち例えば p型の不純物領域からなるものである。 また、 その不純物濃度も、 不純物領域部 1 5と同等であってもよい。 た だし、 第 1のバリァ領域部 1 7は、 不純物領域部 1 5のように水平方向 に連続するものではなく、 フォ トセンサ 1同士間の一部分のみに島状に 形成されている。 すなわち、 第 1のバリァ領域部 1 7は、 数十 K e V程 度の比較的低エネルギーで形成されたものである。
以上のように構成された固体撮像素子では、 水平方向に連続する不純 物領域部 1 5によって隣接画素間の信号電荷の混合を防止できるのに加 えて、 島状に点在する第 1のバリァ領域部 1 7も設けられていることか ら、 第 1の実施の形態の場合よりもさらに一層隣接画素間のパリアを大 きく して信号電荷の混合が生じ難くすることができる。 したがって、 特 に感度向上のためにオーバーフローパリァ領域 1 2が深く形成された場 合に有効なものとなる。 さらには、 隣接画素間の表面付近の P型不純物 濃度が薄く、 不都合が生じる場合にも、 非常に有効であるといえる。 し かも、 第 1のバリア領域部 1 7の存在によって、 オーバーフローパリア 領域 1 2が深く形成された場合であっても、 そのオーバーフローバリア 領域 1 2に蓄積されたホールの半導体基板表面への排出を第 1の実施の 形態の場合よりもさらに一層効果的に、 かつ、 容易に行うことができる ようになる。
〔第 6の実施の形態〕
次に、 第 6の実施の形態に係る固体撮像素子について説明する。 ただ し、 ここでも、 上述した第 1〜第 5の実施の形態との相違点についての み説明する。
図 7 A乃至図 7 Cは、 本発明に係る固体撮像素子の第 6の実施の形態 における要部構成例を示す模式図である。 図例のように、 ここで説明す る固体撮像素子は、 不純物領域部 1 5に加えて、 垂直転送レジスタ 2の 下方側にて、 その垂直転送レジスタ 2に沿うように、 垂直方向に連続す る第 2のパリァ領域部 1 8が形成されたものである。 第 2のバリァ領域 2003/015596
14 部 1 8は、 不純物領域部 1 5 と同様に第 2導電型の不純物、 すなわち例 えば p型の不純物領域からなるものである。
また、 第 2のバリァ領域部 1 8は、 不純物領域部 1 5と同一の深さに 形成されたものであっても、 あるいは不純物領域部 1 5 と異なる深さに 形成されたものであってもよい。 ただし、 不純物領域部 1 5 と同一の深 さに形成されたものであれば、 その不純物領域部 1 5およぴ第 2のバリ ァ領域部 1 8は、 例えば p型不純物をイオン注入する際のパターユング をス トライプ状から格子状に変更することによって、 一度のイオン注入 によつて形成することが可能となる。
以上のように構成された固体撮像素子では、 不純物領域部 1 5に加え て第 2のバリァ領域部 1 8が形成されていることから、 これらによって フォ トセンサ 1の部分が囲まれる。 したがって、 垂直方向における隣接 画素間の信号電荷の混合を防止できるだけではなく、 水平方向および斜 め方向についても信号電荷の混合を防止することができる。
また、 不純物領域部 1 5に加えて第 2のパリァ領域部 1 8を形成した 場合には、 上述した第 4の実施の形態で説明したように、 オーバーフロ ーバリァ領域 1 2を凹凸状に形成するとともに、 その凹凸状の凸部分を フォ トセンサ 1同士間に対応する位置に配することも考えられる （図 5 参照） 。 このとき、 本実施形態における固体撮像素子では、 不純物領域 部 1 5およぴ第 2のパリア領域部 1 8によって不純物領域が格子状に配 されていることから、オーバーフローバリァ領域 1 2における凸部分も、 不純物領域部 1 5およぴ第 2のバリァ領域部 1 8に対応して格子状に配 置することが考えられる。 このよ うにすれば、 半導体基板の深層部側で の垂直および水平の両方向の信号電荷の移動を防止できるため、 その深 層部を経由して発生するスミアを有効に防止でき、 結果として画質向上 を図ることができる。 ただし、 オーバーフローパリア領域 1 2における 凸部分は、 格子状ではなくス トライプ状に配置しても良いことは勿論で ある。
なお、 上述した第 1〜第 6の実施の形態は、 本発明を実現し.た一具体 例に過ぎず、 本発明がこれに限定されないことはいうまでもない。 例え ば、 上述の各実施形態では、 フォトセンサ 1がマトリクス状に二次元配 列されており、 不純物領域部 1 5が複数画素分にわたって水平方向に連 続する場合を例に挙げたが、 ライン型の C C Dセンサに本発明を適用す る場合であれば、 一列のフォ トセンサとこれに沿う転送レジスタによつ て撮像領域が構成されるので、 バリア領域部は、 その転送レジスタによ る転送方向と直交する方向に、 撮像領域の略全域にわたって連続してい ればよい。
また、 上述した第 1〜第 6の実施の形態では、 本発明を n型半導体基 板を用いた C C D型固体撮像素子に適用した場合を例に挙げて説明した 1^、 本発明は、 例えば C M O S (Complementary Metal Oxi de
Semi conductor) イメージセンサのような他の固体撮像素子であっても、 同様に適用することが考えられる。 産業上の利用可能性
以上に説明したように、 本発明の請求項 1に係る固体撮像素子は、 フ ォ トセンサ同士間に対応する位置にて撮像領域の略全域にわたって連続 して形成された不純物領域部を備えているため、 フォ トセンサ同士間に 十分なポテンシャルパリアを形成することができる。 したがって、 単位 面積あたりの感度向上のためにオーバーフローバリァが深い位置に形成 された場合であっても、 隣接画素間の信号の混合を防止することが可能 となり、 またオーバーフローパリアに蓄積されたホールを素子表面側へ 排出することもでき、 結果として撮像画質の向上を図ることができる。 さらには、 これらのことから、 固体撮像素子の小型化に資することがで きるという効果を奏する。

Claims

請求の範囲
1 . 複数のフォ トセンサと、 前記フォ トセンサに蓄積された信号電荷 を転送する転送レジスタとからなる撮像領域が、 基板の表層部側に形成 された固体撮像素子において、
前記基板内.において前記転送レジスタの転送方向に沿って隣接するフ ォ トセンサ同士間の対応する位置に、 当該転送方向と直交する方向に連 続して形成された不純物領域部
を德えることを特徴とする固体撮像素子。
2 . 前記不純物領域部は、 前記基板の表層部側からみて前記転送レジ スタよりも深い位置に形成されている
ことを特徴とする請求項 1記載の固体撮像素子。
3 . 前記不純物領域部は、 前記基板の深さ方向に複数段形成されてい る
ことを特徴とする請求項 1記載の固体撮像素子。
4 . 前記不純物領域部とは別に、 前記転送レジスタの転送方向に沿つ て隣接するフォ トセンサ同士の間で、 かつ、 前記基板の表面近傍に、 不 純物領域からなるチャネルス トップ領域部が形成されている
ことを特徴とする請求項 1記載の固体撮像素子。
5 . 前記フォ トセンサおょぴ前記転送レジスタよりも前記基板内の深 層部側に形成されたオーバーフローパリァを備えるとともに、
前記オーバーフローパリアは、 前記基板の深さ方向における界面が凹 凸状に形成され、 当該凹凸状の凸部分が前記フォ トセンサ同士間に対応 する位置に配されたものである
ことを特徴とする請求項 1記載の固体撮像素子。
6 . 前記不純物領域部に加えて、 前記転送レジスタの転送方向に沿つ て隣接するフォ トセンサ同士の間で、 かつ、 前記基板の表層部側からみ て前記不純物領域部よりも浅い位置に、 不純物領域からなる第 1のバリ ァ領域部が形成されている
ことを特徴とする請求項 1記載の固体撮像素子。
7 . 前記転送レジスタに沿うように形成された不純物領域からなる第 2のバリァ領域部を備えている
ことを特徴とする請求項 1記載の固体撮像素子。
8 . 前記フォ トセンサおよび前記転送レジスタよりも前記基板内の深 層部側に形成されたオーバーフローパリアを備えるとともに、
前記オーバーフローバリアは、 前記基板の深さ方向における前記フォ トセンサまたは前記転送レジスタ側の界面が凹凸状に形成され、 当該凹 凸状の凸部分が前記フォ トセンサ同士間に対応する位置に配されたもの である
ことを特徴とする請求項 7記載の固体撮像素子。
9 . 前記不純物領域部は前記オーバーフローパリアよりも不純物濃度 が大きい
ことを特徴とする請求項 5記載の固体撮像素子。
1 0 . 前記不純物領域部は前記オーバーフローバリァよりも不純物濃 度が大きい
ことを特徴とする請求項 8記載の固体撮像素子。
1 1 . 前記不純物領域部と前記第 2のパリァ領域部が前記基板の表層 部側からみて同じ深さである
ことを特徴とする請求項 7記載の固体撮像素子。
1 2 . 複数のフォ トセンサと、 前記フォ トセンサに蓄積された信号電 荷を転送する転送レジスタとからなる撮像領域が、 基板の表層部側に形 成された固体撮像素子において、
前記基板内において前記転送レジスタの転送方向に沿って隣接するフ ォ トセンサ同士間に違続して形成された不純物領域部 - を備えることを特徴とする固体撮像素子。
1 3 . 前記不純物領域部は、 前記基板の表層部側からみて前記転送レ ジスタより も深い位置に形成されている
ことを特徴とする請求項 1 2記載の固体撮像素子。
1 4 . 前記転送レジスタに沿うように形成された不純物領域からなる 第 2のバリァ領域部を備えている
ことを特徴とする請求項 1 2記載の固体撮像素子。
1 5 . 固体撮像素子の製造方法は以下の工程を有す、
複数のフォ トセンサと、 前記フォ トセンサに蓄積された信号電荷を転 送する転送レジスタとを基板の表層部側に形成する工程と、 前記基板内において前記転送レジスタの転送方向に沿つて隣接するフ ォ トセンサ同士間に、 不純物領域部を連続して形成する工程。
1 6 . 前記不純物領域部を、 前記基板の表層部側からみて前記転送レ ジスタよりも深い位置に形成する
ことを特徴とする請求項 1 5記載の固体撮像素子の製造方法。
1 7 . 前記不純物領域部を、 前記基板の深さ方向に複数段形成する ことを特徴とする請求項 1 5記載の固体撮像素子の製造方法。
1 8 . 前記フォ トセンサおょぴ前記転送レジスタよりも前記基板内の 深層部側にオーバーフローバリァを形成する工程を有しており、
前記オーバーフローバリァは、 前記基板の深さ方向における界面が凹 凸状に形成され、 当該囬凸状の凸部分が前記フォ トセンサ同士間に対応 する位置に配されたものである
ことを特徴とする請求項 1 5記載の固体撮像素子の製造方法。
1 9 . 前記転送レジスタの転送方向に沿って隣接するフォ トセンサ同 士の間で、 かつ、 前記基板の表層部側からみて前記不純物領域部よりも 浅い位置に、 不純物領域からなる第 1のバリア領域部を形成する工程を 有する
ことを特徴とする請求項 1 5記載の固体撮像素子の製造方法。
2 0 . 前記転送レジスタに沿うように不純物領域からなる第 2のバリ ァ領域部を形成する工程を有する
ことを特徴とする請求項 1 5記載の固体撮像素子の製造方法。
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