JPH0417368A - 縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素子 - Google Patents
縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素子Info
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- JPH0417368A JPH0417368A JP2120306A JP12030690A JPH0417368A JP H0417368 A JPH0417368 A JP H0417368A JP 2120306 A JP2120306 A JP 2120306A JP 12030690 A JP12030690 A JP 12030690A JP H0417368 A JPH0417368 A JP H0417368A
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- junction
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Landscapes
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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〕
本発明は固体撮像素子に関し、特に縦型オーバーフロー
ドレイン型固体撮像素子に関する。
ドレイン型固体撮像素子に関する。
近年、固体撮像素子の特性の向上はめざましい。
しかしながら、撮像時における有害なノイズとなる暗電
流の低減は現在においても最重点課題である。また撮像
素子のフォトダイオードは一般的にゲート電極が存在し
ない状態で光を照射されるため、特性的に不安定な要因
が多い。これらの改善を目ざして従来から採用されて来
た構造を第４図に示す。これはあらかじめトランスファ
ゲート近辺を含めて、フォトダイオード領域に接合が浅
く、比較的濃度のＮ領域２０４を形成し、ゲート電極２
０２を形成後、それをマスクに高濃度のＮ＋型領領域２
０５Ｐ型領域２０６を形成するものである。
流の低減は現在においても最重点課題である。また撮像
素子のフォトダイオードは一般的にゲート電極が存在し
ない状態で光を照射されるため、特性的に不安定な要因
が多い。これらの改善を目ざして従来から採用されて来
た構造を第４図に示す。これはあらかじめトランスファ
ゲート近辺を含めて、フォトダイオード領域に接合が浅
く、比較的濃度のＮ領域２０４を形成し、ゲート電極２
０２を形成後、それをマスクに高濃度のＮ＋型領領域２
０５Ｐ型領域２０６を形成するものである。
本構造により、一定の低暗電流特性、低残像特性が得ら
れる。
れる。
上述した従来の縦型オーバーフロードレイン型固体撮像
素子に於ては、高濃度のＮ＋型領領域２０５びＰ＋型領
域２０６の形成はゲート電極形成後であり、すでに垂直
ＣＣＤ０Ｎ型埋込チヤネル２０３を形成していることな
どから、次工程に高温熱処理を行うことができない。従
ってフォトダイオードの接合が浅く、（１）スミアに対
して著しく不利になっていること、（２）バンチスルー
オーバーフロードレインの電荷引抜きが減少すること、
（３）高濃度のＮ＋型領領域２０５Ｐ＋型領域２０６の
形成に関してプロセス上の余裕が少ないこと、（４）接
合が浅くなることによりフォトダイオードの分光感度曲
線が青色方向に７フトすることなどの欠点がある。
素子に於ては、高濃度のＮ＋型領領域２０５びＰ＋型領
域２０６の形成はゲート電極形成後であり、すでに垂直
ＣＣＤ０Ｎ型埋込チヤネル２０３を形成していることな
どから、次工程に高温熱処理を行うことができない。従
ってフォトダイオードの接合が浅く、（１）スミアに対
して著しく不利になっていること、（２）バンチスルー
オーバーフロードレインの電荷引抜きが減少すること、
（３）高濃度のＮ＋型領領域２０５Ｐ＋型領域２０６の
形成に関してプロセス上の余裕が少ないこと、（４）接
合が浅くなることによりフォトダイオードの分光感度曲
線が青色方向に７フトすることなどの欠点がある。
本発明は、第１導電型半導体基板に設けられた第２導電
型ウェルと、前記第２導電型ウェルに設けられた第１の
第１導電型領域を含む受光素子と、前記第１の第１導電
型領域から信号電荷を読み出す手段と、前記受光素子に
隣接する第１の第２導電型領域とを含む縦型オーバーフ
ロードレイン型固体撮像素子において、前記信号電荷読
出手段を構成するトランスファゲート電極が前記第１の
第１導電型領域の周辺部上にかけて設けられ、前記トラ
ンスファゲート電極と自己整合的に高濃度の第２の第１
導電型領域が前記第１の第１導電型領域に設けられ、前
記第２の第１導電型領域の表面部には前記第１の第２導
電型領域に連結する第２の第２導電型領域が設けられて
いるというものである。
型ウェルと、前記第２導電型ウェルに設けられた第１の
第１導電型領域を含む受光素子と、前記第１の第１導電
型領域から信号電荷を読み出す手段と、前記受光素子に
隣接する第１の第２導電型領域とを含む縦型オーバーフ
ロードレイン型固体撮像素子において、前記信号電荷読
出手段を構成するトランスファゲート電極が前記第１の
第１導電型領域の周辺部上にかけて設けられ、前記トラ
ンスファゲート電極と自己整合的に高濃度の第２の第１
導電型領域が前記第１の第１導電型領域に設けられ、前
記第２の第１導電型領域の表面部には前記第１の第２導
電型領域に連結する第２の第２導電型領域が設けられて
いるというものである。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す半導体チップの縦
断面図である。
断面図である。
また第２図（ａ）〜げ）は第１の実施例の製造方法を説
明するため製造工程順に示した半導体チップの縦断面図
である。
明するため製造工程順に示した半導体チップの縦断面図
である。
まず、Ｎ型半導体基板０（シリコン）にボロンをエネル
ギー（以後Ｅと記す） ８０〜１３０ｋｅＶ。
ギー（以後Ｅと記す） ８０〜１３０ｋｅＶ。
ドース量（以後Φと記す）工＝ｌｘｌＯ〜３ＸＩＱｃｍ
で注入し、１１８０〜１２３０℃で３〜ｌＯ時間の
押込み拡散をして、接合深さｘｊ＝４〜９μｍのＰウェ
ル７が形成される（第２図（ａ））。次に表面に酸化シ
リコン膜２２を厚さ２００〜９００人形成し、窒化シリ
コン膜２１と７オトレジスト（図示せず）をマスクにリ
ンをＥ＝５０〜ｌ ００ ｋｅＶ。
で注入し、１１８０〜１２３０℃で３〜ｌＯ時間の
押込み拡散をして、接合深さｘｊ＝４〜９μｍのＰウェ
ル７が形成される（第２図（ａ））。次に表面に酸化シ
リコン膜２２を厚さ２００〜９００人形成し、窒化シリ
コン膜２１と７オトレジスト（図示せず）をマスクにリ
ンをＥ＝５０〜ｌ ００ ｋｅＶ。
Φ＝＝ヌｌＸｌ０ 〜７Ｘ１０ ｃｍ で注入し、
１０００〜１１００℃で６〜１２時間押込み拡散を行な
いフォトダイオードの低磯度部を形成する（第２図（ｂ
））。ひきつづき窒化シリコン膜２１と７オトレジスト
（図示せず）でフォトダイオードをおおい、垂直ＣＣＤ
のＮ型埋込チャネル３を形成するために、リンをＥ＝４
０〜１００ ｋｅＶ 、 ０＝２Ｘ１０１２〜６×１０
１２ｃｍ−２または砒素をＥ＝６０〜１５０ｋｅＶ 、
Φ＝２Ｘ１０ 〜６Ｘ１０ ｃｍ で注入後９２０
℃〜１０００℃で酸化シリコン膜２２を２０００〜３０
００Ａ成長させる（第２図（Ｃ））。ひきつづき、窒化
シリコン膜２１を除去後、トランスファゲート部を除い
てチャネルストッパー１としてボロンをＥ＝２０〜６０
ｋｅＶ 、Φ＝ｌｘｌＯ〜４Ｘ１０ ｃｍ 注入
すると共に、トランスファゲート部に読み出し電圧調整
用の不純物層２３を形成する（第２図（ｄ））。
１０００〜１１００℃で６〜１２時間押込み拡散を行な
いフォトダイオードの低磯度部を形成する（第２図（ｂ
））。ひきつづき窒化シリコン膜２１と７オトレジスト
（図示せず）でフォトダイオードをおおい、垂直ＣＣＤ
のＮ型埋込チャネル３を形成するために、リンをＥ＝４
０〜１００ ｋｅＶ 、 ０＝２Ｘ１０１２〜６×１０
１２ｃｍ−２または砒素をＥ＝６０〜１５０ｋｅＶ 、
Φ＝２Ｘ１０ 〜６Ｘ１０ ｃｍ で注入後９２０
℃〜１０００℃で酸化シリコン膜２２を２０００〜３０
００Ａ成長させる（第２図（Ｃ））。ひきつづき、窒化
シリコン膜２１を除去後、トランスファゲート部を除い
てチャネルストッパー１としてボロンをＥ＝２０〜６０
ｋｅＶ 、Φ＝ｌｘｌＯ〜４Ｘ１０ ｃｍ 注入
すると共に、トランスファゲート部に読み出し電圧調整
用の不純物層２３を形成する（第２図（ｄ））。
次に酸化シリコン膜２２を全面除去後、５００〜ｌ１０
０Ａのゲート酸化膜８を形成し、この上に３０００〜６
０００Ａのゲート電極用膜を形成後、パＣｍ−２，Ｅ＝
１５０〜３００ｋｅｖで注入しフォトダイオードのＮ＋
＋域５を形成する（第２図（ｅ））。弓きつづきボロン
をΦ＝０．５Ｘ１０ 〜２．０Ｘ１０ ｃｍＥ＝３０
〜５０ｋｅＶで注入し、フォトダイオード表面にＰ領域
６を形成し、チャネルストッパ１と連結させる（第２図
（ｆ））。ただしトランスフアゲ−）［極２とセルフ・
アラインで注入する必要はない。その後、遮光アルミニ
ウム１０を形成する（第１図）。
０Ａのゲート酸化膜８を形成し、この上に３０００〜６
０００Ａのゲート電極用膜を形成後、パＣｍ−２，Ｅ＝
１５０〜３００ｋｅｖで注入しフォトダイオードのＮ＋
＋域５を形成する（第２図（ｅ））。弓きつづきボロン
をΦ＝０．５Ｘ１０ 〜２．０Ｘ１０ ｃｍＥ＝３０
〜５０ｋｅＶで注入し、フォトダイオード表面にＰ領域
６を形成し、チャネルストッパ１と連結させる（第２図
（ｆ））。ただしトランスフアゲ−）［極２とセルフ・
アラインで注入する必要はない。その後、遮光アルミニ
ウム１０を形成する（第１図）。
トランスファゲート電極下にフォトダイオードのＮ型領
域が一部位置しているので電荷の読み出しが−層確実に
できる外、フォトダイオードがＰ”−Ｎ”−Ｎ接合とな
っているので、全体としてＰウェルとの接合を深い処に
設けることができるため、従来例の欠点（１） 、 （
２） 、 （３） 、 （４）は全て除去できる。
域が一部位置しているので電荷の読み出しが−層確実に
できる外、フォトダイオードがＰ”−Ｎ”−Ｎ接合とな
っているので、全体としてＰウェルとの接合を深い処に
設けることができるため、従来例の欠点（１） 、 （
２） 、 （３） 、 （４）は全て除去できる。
第３図は本発明の第２の実施例を示す半導体チップの縦
断面図である。
断面図である。
一般に縦型オーバーフロードレイン構造をとる場合、セ
ンサ中央部のＰウェル濃度は薄くなり、センサ中央部の
Ｎ型不純物濃度が周辺に比べて高くなる。またセンサ周
辺のポテンシャルがチャネルストッパのＰ領域のため浅
くなっている。したがって一般にトランスファゲート部
よりフォトダイオード中央部のポテンシャルが深く、残
像の原因となる。本発明の第２の実施例はこのような状
態を避けるため、フォトダイオードの低濃度のＮ領域１
０４の中央部を欠落させたものであり、残像に対しても
っと良好な結果が得られる。
ンサ中央部のＰウェル濃度は薄くなり、センサ中央部の
Ｎ型不純物濃度が周辺に比べて高くなる。またセンサ周
辺のポテンシャルがチャネルストッパのＰ領域のため浅
くなっている。したがって一般にトランスファゲート部
よりフォトダイオード中央部のポテンシャルが深く、残
像の原因となる。本発明の第２の実施例はこのような状
態を避けるため、フォトダイオードの低濃度のＮ領域１
０４の中央部を欠落させたものであり、残像に対しても
っと良好な結果が得られる。
以上説明したように本発明は、フォトダイオードのＮ型
領域を低濃度で深い接合を持つ領域（第１の第１導電型
領域）と高濃度で浅い接合を持つ領域（第２の第１導電
型領域）とで構成することによりフォトダイオードその
他の形成にあたってプロセス上の余裕が大きく、低スミ
ア、広い分光感度曲線、高能率な電荷引き抜きドレイン
特性の固体撮像素子を実現できる効果がある。
領域を低濃度で深い接合を持つ領域（第１の第１導電型
領域）と高濃度で浅い接合を持つ領域（第２の第１導電
型領域）とで構成することによりフォトダイオードその
他の形成にあたってプロセス上の余裕が大きく、低スミ
ア、広い分光感度曲線、高能率な電荷引き抜きドレイン
特性の固体撮像素子を実現できる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例の半導体チップの縦断面
図、第２図（ａ）〜（ｆ）は第１の実施例の製造方法を
説明するため工程順に示す半導体チップの縦断面図、第
３図は本発明の第２の実施例を示す縦断面図、第４図は
従来例を示す半導体チップの縦断面図でろる。 ０．１００，２００・・・・・・Ｎ型基板、１，１０１
゜２０１・・・・・・チャネルストッパ、２，１０２，
２０２・・・・・・トランスファゲート電極、３．１０
３，２０３・・・・・・垂直ＣＣＤのＮ型埋込チャネル
、４，１０４゜２０４・・・・・・低濃贋のＮ型領域、
５，１０５，２０５・・・・・・高濃度のＮ＋型領領域
６，１０６，２０６・・・・・・Ｐ型領域、７，１０７
，２０７・・・・・・Ｐウェル、８゜１０８ 、２０８
−−・−・ゲート酸化膜、９ 、１０９ 。 ２０９・・・・・・層間膜、１０，１１０，２１０・・
・・・・遮光アルξニウム、１１．ｉｌｌ、２１１・・
°パ°トランスファゲート部、２１・・・・・・窒化シ
リコンｆｆｌ、２２・・・・・・酸化シリコン膜、２３
・・・・・・トランスファゲート部の不純物層。 代理人 弁理士 内 原 晋 亮 １ 図 声 ２ 図 声 ？ 図 り 図
図、第２図（ａ）〜（ｆ）は第１の実施例の製造方法を
説明するため工程順に示す半導体チップの縦断面図、第
３図は本発明の第２の実施例を示す縦断面図、第４図は
従来例を示す半導体チップの縦断面図でろる。 ０．１００，２００・・・・・・Ｎ型基板、１，１０１
゜２０１・・・・・・チャネルストッパ、２，１０２，
２０２・・・・・・トランスファゲート電極、３．１０
３，２０３・・・・・・垂直ＣＣＤのＮ型埋込チャネル
、４，１０４゜２０４・・・・・・低濃贋のＮ型領域、
５，１０５，２０５・・・・・・高濃度のＮ＋型領領域
６，１０６，２０６・・・・・・Ｐ型領域、７，１０７
，２０７・・・・・・Ｐウェル、８゜１０８ 、２０８
−−・−・ゲート酸化膜、９ 、１０９ 。 ２０９・・・・・・層間膜、１０，１１０，２１０・・
・・・・遮光アルξニウム、１１．ｉｌｌ、２１１・・
°パ°トランスファゲート部、２１・・・・・・窒化シ
リコンｆｆｌ、２２・・・・・・酸化シリコン膜、２３
・・・・・・トランスファゲート部の不純物層。 代理人 弁理士 内 原 晋 亮 １ 図 声 ２ 図 声 ？ 図 り 図
Claims (1)
- 第１導電型半導体基板に設けられた第２導電型ウェル
と、前記第２導電型ウェルに設けられた第１の第１導電
型領域を含む受光素子と、前記第１の第１導電型領域か
ら信号電荷を読み出す手段と、前記受光素子に隣接する
第１の第２導電型領域とを含む縦型オーバーフロードレ
イン型固体撮像素子において、前記信号電荷読出手段を
構成するトランスファゲート電極が前記第１の第１導電
型領域の周辺部上にかけて設けられ、前記トランスファ
ゲート電極と自己整合的に高濃度の第２の第１導電型領
域が前記第１の第１導電型領域に設けられ、前記第２の
第１導電型領域の表面部には前記第１の第２導電型領域
に連結する第２の第２導電型領域が設けられていること
を特徴とする縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素
子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120306A JP2964541B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120306A JP2964541B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417368A true JPH0417368A (ja) | 1992-01-22 |
| JP2964541B2 JP2964541B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=14782976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120306A Expired - Fee Related JP2964541B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | 縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2964541B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04355964A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR20020058458A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 박종섭 | 포토다이오드의 유효 면적을 증가시킬 수 있는 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| KR100450670B1 (ko) * | 2002-02-09 | 2004-10-01 | 삼성전자주식회사 | 포토 다이오드를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| JP2008307688A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Agri Future Joetsu Co Ltd | プラスチック段ボール及びその処分システム |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120306A patent/JP2964541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04355964A (ja) * | 1990-12-21 | 1992-12-09 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR20020058458A (ko) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 박종섭 | 포토다이오드의 유효 면적을 증가시킬 수 있는 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| KR100450670B1 (ko) * | 2002-02-09 | 2004-10-01 | 삼성전자주식회사 | 포토 다이오드를 갖는 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| JP2008307688A (ja) * | 2007-06-12 | 2008-12-25 | Agri Future Joetsu Co Ltd | プラスチック段ボール及びその処分システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2964541B2 (ja) | 1999-10-18 |
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