JPH0219632B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0219632B2 JPH0219632B2 JP59220016A JP22001684A JPH0219632B2 JP H0219632 B2 JPH0219632 B2 JP H0219632B2 JP 59220016 A JP59220016 A JP 59220016A JP 22001684 A JP22001684 A JP 22001684A JP H0219632 B2 JPH0219632 B2 JP H0219632B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- impurity layer
- conductivity type
- type
- impurity
- photoelectric conversion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
- H10F39/15—Charge-coupled device [CCD] image sensors
- H10F39/158—Charge-coupled device [CCD] image sensors having arrangements for blooming suppression
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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の
である。
である。
従来例の構成とその問題点
近年、固体撮像装置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われて
きた。しかしながら、入射光によつて発生した電
荷の一部が、転送手段に混入することによつて発
生するいわゆるスミア現象は依然としてまだ改善
すべき点である。このスミア現象に対して、Ｐウ
エル構造が有効と考えられている。
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われて
きた。しかしながら、入射光によつて発生した電
荷の一部が、転送手段に混入することによつて発
生するいわゆるスミア現象は依然としてまだ改善
すべき点である。このスミア現象に対して、Ｐウ
エル構造が有効と考えられている。
第１図は従来のＰウエル構造インターライン転
送方式CCD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
つて垂直CCDチヤンネル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剰電荷が発
生した場合には、ｎ型基板６とＰウエル５，４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ウエル４−ｎ型基板６間のパン
チスルー効果を利用して、過剰電荷をｎ型基板６
に排出することによつてブ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Ｐウエ
ル４の厚さは、薄く（２〜4μ程度）なければな
らない。これに対し、垂直CCDチヤンネル３の
周辺のＰウエル５は、垂直CCDの正常動作のた
めに厚く（７〜10μ程度）なければならない。こ
のように上述したＰウエル構造では、初めに２段
の濃度プロフアイルをもつたＰウエル形成が必要
であり、光電変換素子１の下のＰウエル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CCDチヤン
ネル３の周辺のＰウエル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つて単位
画素のピツチが小さくなると、深いＰウエルが、
Ｐウエル４の領域まで拡がり、浅いＰウエル領域
が減少し、浅いＰウエル領域を形成するための制
御が困難になる。これはブ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ウエルが光電変換素子の下まで拡がれ
ば、光電変換によつて発生した電荷が、垂直
CCDチヤンネル３に混入しやすくなり、スミア
が増加することになり、これは大きい問題であ
る。
送方式CCD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
つて垂直CCDチヤンネル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剰電荷が発
生した場合には、ｎ型基板６とＰウエル５，４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ウエル４−ｎ型基板６間のパン
チスルー効果を利用して、過剰電荷をｎ型基板６
に排出することによつてブ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Ｐウエ
ル４の厚さは、薄く（２〜4μ程度）なければな
らない。これに対し、垂直CCDチヤンネル３の
周辺のＰウエル５は、垂直CCDの正常動作のた
めに厚く（７〜10μ程度）なければならない。こ
のように上述したＰウエル構造では、初めに２段
の濃度プロフアイルをもつたＰウエル形成が必要
であり、光電変換素子１の下のＰウエル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CCDチヤン
ネル３の周辺のＰウエル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つて単位
画素のピツチが小さくなると、深いＰウエルが、
Ｐウエル４の領域まで拡がり、浅いＰウエル領域
が減少し、浅いＰウエル領域を形成するための制
御が困難になる。これはブ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ウエルが光電変換素子の下まで拡がれ
ば、光電変換によつて発生した電荷が、垂直
CCDチヤンネル３に混入しやすくなり、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、画素ピツチが小さく
なつてもプロセスが制御しやすく、スミアおよび
ブ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。
なつてもプロセスが制御しやすく、スミアおよび
ブ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。
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。
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。
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ａ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ｂ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
しては、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１
２の少くとも一方をエピタキシヤル成長法によつ
て形成すれば、制御性がより良好になる。即ち、
エピタキシヤル成長法によつて第２図ｂの状態を
実現してもよい。第２図ｃ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。
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ａ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ｂ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
しては、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１
２の少くとも一方をエピタキシヤル成長法によつ
て形成すれば、制御性がより良好になる。即ち、
エピタキシヤル成長法によつて第２図ｂの状態を
実現してもよい。第２図ｃ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順
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１
２、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ためのイオン注
入を予め行なつておき、次に一回の高温の熱処理
によつ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１０に、適当な濃度の
ボロンイオンと、ヒ素イオンを注入し、同時に高
温処理を行なえば、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、分離領域１６垂直CCDチヤンネル１５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。
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１
２、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ためのイオン注
入を予め行なつておき、次に一回の高温の熱処理
によつ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１０に、適当な濃度の
ボロンイオンと、ヒ素イオンを注入し、同時に高
温処理を行なえば、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、分離領域１６垂直CCDチヤンネル１５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CCD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
たがつてブ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。また、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１７との境
界１８が第１図に示す従来例に比べて、垂直
CCDチヤンネル１５方向に形成されているため、
その付近での空乏層も垂直CCDチヤンネル１５
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。
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
たがつてブ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。また、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１７との境
界１８が第１図に示す従来例に比べて、垂直
CCDチヤンネル１５方向に形成されているため、
その付近での空乏層も垂直CCDチヤンネル１５
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型固体撮像
素子を用いて説明したが、本発明はMOS型固体
撮像素子にも適用でき、さらに一次元および二次
元のいずれの固体撮像装置にも適用できるもので
ある。
素子を用いて説明したが、本発明はMOS型固体
撮像素子にも適用でき、さらに一次元および二次
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工
程により、単位画素ピツチが小さくなつてもブル
ーミン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、その実用的効果は大なるものがあ
る。更に、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ヤル成長法で形成することに
より、より制御性の高い素子が実現しやすい。
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工
程により、単位画素ピツチが小さくなつてもブル
ーミン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、その実用的効果は大なるものがあ
る。更に、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ヤル成長法で形成することに
より、より制御性の高い素子が実現しやすい。
第１図は従来のＰウエル構造インターライン転
送方式CCD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ため
の図、第３図は本発明の実施例におけるＰウエル
構造インターライン転送方式CCDの断面構造図
である。 １……光電変換素子、２……転送電極、３……
垂直転送チヤンネル、４，５……Ｐウエル、６，
１０……ｎ型基板、１１……Ｐ型不純物層、１２
……ｎ型不純物層、１３……Ｐ型不純物領域、１
７……光電変換素子、１８……Ｐ型不純物領域１
３と光電変換素子１７との境界。
送方式CCD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ため
の図、第３図は本発明の実施例におけるＰウエル
構造インターライン転送方式CCDの断面構造図
である。 １……光電変換素子、２……転送電極、３……
垂直転送チヤンネル、４，５……Ｐウエル、６，
１０……ｎ型基板、１１……Ｐ型不純物層、１２
……ｎ型不純物層、１３……Ｐ型不純物領域、１
７……光電変換素子、１８……Ｐ型不純物領域１
３と光電変換素子１７との境界。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一導電型の半導体基板の上に、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した
後、前記第一の不純物層の上に前記一導電型の第
二の不純物層を形成し、次いで前記第二の不純物
層の表面の一部から少くとも前記第一の不純物層
に達する深さに前記反対導電型の不純物を導入し
て前記反対導電型の不純物領域を形成して、前記
反対導電型不純物が導入されなかつた前記第二の
不純物層を光電変換部とし、その後前記不純物領
域の前記光電変換部近傍部に電荷転送手段を形成
する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ヤル成長
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。
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 JPS6197861A (ja) | 1986-05-16 |
| JPH0219632B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2910681B2 (ja) * | 1996-07-24 | 1999-06-23 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
| JPH1098176A (ja) | 1996-09-19 | 1998-04-14 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
Family Cites Families (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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6197861A (ja) | 1986-05-16 |
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