JPH04260369A - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置およびその製造方法Info
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- JPH04260369A JPH04260369A JP3021930A JP2193091A JPH04260369A JP H04260369 A JPH04260369 A JP H04260369A JP 3021930 A JP3021930 A JP 3021930A JP 2193091 A JP2193091 A JP 2193091A JP H04260369 A JPH04260369 A JP H04260369A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置およびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】以下に従来の固体撮像装置について説明
する。
する。
【０００３】図３は従来の固体撮像装置の単位画素部の
一例を示す断面図である。１はＮ型のシリコン基板、２
はＰウェル層、３はＰウェル層２とで光電変換素子２ａ
を形成するＮ型の電荷蓄積部で光電変換された電荷はこ
の領域に蓄積される。４はＮ型の電荷蓄積部３の上に形
成されたＰ＋＋型埋め込み領域で、Ｎ型の電荷蓄積部３
に蓄積された電荷の表面再結合を抑制する。５はチャネ
ルストッパを形成するＰ＋領域、６は垂直ＣＣＤ部を形
成するＮ型の埋め込みチャネル領域、６ａは信号電荷読
み出し経路、７はＮ型の電荷蓄積部３から垂直ＣＣＤ部
に電荷を転送するためのポリシリコン等のゲート電極、
８はアルミニウム等の遮光膜である。
一例を示す断面図である。１はＮ型のシリコン基板、２
はＰウェル層、３はＰウェル層２とで光電変換素子２ａ
を形成するＮ型の電荷蓄積部で光電変換された電荷はこ
の領域に蓄積される。４はＮ型の電荷蓄積部３の上に形
成されたＰ＋＋型埋め込み領域で、Ｎ型の電荷蓄積部３
に蓄積された電荷の表面再結合を抑制する。５はチャネ
ルストッパを形成するＰ＋領域、６は垂直ＣＣＤ部を形
成するＮ型の埋め込みチャネル領域、６ａは信号電荷読
み出し経路、７はＮ型の電荷蓄積部３から垂直ＣＣＤ部
に電荷を転送するためのポリシリコン等のゲート電極、
８はアルミニウム等の遮光膜である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、Ｎ型の電荷蓄積部３の電位は、Ｐ＋＋型
の埋め込み領域４の影響を受けて変動しやすく、画素部
面内でも不均一となるため、信号電荷の飽和容量が不安
定となり、飽和出力信号が低下する。高画素密度化が進
むと、Ｎ型の電荷蓄積部３は小さくなるので、充分な飽
和容量を得るには不純物の濃度を高くし、かつその領域
を拡大する必要がある。しかし従来の固体撮像装置では
、Ｎ型の電荷蓄積部３はイオン注入後の熱拡散によって
形成されるため、その不純物分布はガウス分布に近いも
のとなる。したがって注入する不純物の濃度を高くして
、熱拡散によって不純物濃度の高い領域を拡大しようと
しても、横方向の拡散によって垂直ＣＣＤとのパンチス
ルーを引き起こしかねない。一方、信号電荷をＮ型の電
荷蓄積部３からゲート電極７の下のチャネルを通して垂
直ＣＣＤへ転送する場合に、信号電荷の転送は主に拡散
によるので、一回の読み出し時間内にすべての信号電荷
を排出して残像をなくすには、フォトダイオードの不純
物濃度を低くして、電荷転送後にＮ型の電荷蓄積部３全
体を空乏化させる必要がある。また縦型のオーバーフロ
ードレインでは、Ｎ型の電荷蓄積部３からＰウェル層２
を通してＮ型のシリコン基板１へ信号電荷を排出する際
に、Ｎ型の電荷蓄積部３の電荷排出領域の不純物濃度が
高いと、信号電荷の蓄積とともにＰウェル層２の電位と
位置が変化するため、実行的な光電変換領域が浅くなり
、各画素間の分光感度が不安定となる。すなわち、イオ
ン注入後の熱拡散によってＮ型の電荷蓄積部３を形成す
るという従来の固体撮像装置の製造方法では、不純物濃
度の低い領域と高い領域とを選択的に形成することは困
難であるため、Ｎ型の電荷蓄積部３の不純物濃度を高く
して信号電荷の飽和容量を増大しようとすると、パンチ
スルーが生じやすくなり、電荷排出部の不純物濃度の増
加によって残像が発生し、分光感度が不安定になるとい
う課題を有していた。
来の構成では、Ｎ型の電荷蓄積部３の電位は、Ｐ＋＋型
の埋め込み領域４の影響を受けて変動しやすく、画素部
面内でも不均一となるため、信号電荷の飽和容量が不安
定となり、飽和出力信号が低下する。高画素密度化が進
むと、Ｎ型の電荷蓄積部３は小さくなるので、充分な飽
和容量を得るには不純物の濃度を高くし、かつその領域
を拡大する必要がある。しかし従来の固体撮像装置では
、Ｎ型の電荷蓄積部３はイオン注入後の熱拡散によって
形成されるため、その不純物分布はガウス分布に近いも
のとなる。したがって注入する不純物の濃度を高くして
、熱拡散によって不純物濃度の高い領域を拡大しようと
しても、横方向の拡散によって垂直ＣＣＤとのパンチス
ルーを引き起こしかねない。一方、信号電荷をＮ型の電
荷蓄積部３からゲート電極７の下のチャネルを通して垂
直ＣＣＤへ転送する場合に、信号電荷の転送は主に拡散
によるので、一回の読み出し時間内にすべての信号電荷
を排出して残像をなくすには、フォトダイオードの不純
物濃度を低くして、電荷転送後にＮ型の電荷蓄積部３全
体を空乏化させる必要がある。また縦型のオーバーフロ
ードレインでは、Ｎ型の電荷蓄積部３からＰウェル層２
を通してＮ型のシリコン基板１へ信号電荷を排出する際
に、Ｎ型の電荷蓄積部３の電荷排出領域の不純物濃度が
高いと、信号電荷の蓄積とともにＰウェル層２の電位と
位置が変化するため、実行的な光電変換領域が浅くなり
、各画素間の分光感度が不安定となる。すなわち、イオ
ン注入後の熱拡散によってＮ型の電荷蓄積部３を形成す
るという従来の固体撮像装置の製造方法では、不純物濃
度の低い領域と高い領域とを選択的に形成することは困
難であるため、Ｎ型の電荷蓄積部３の不純物濃度を高く
して信号電荷の飽和容量を増大しようとすると、パンチ
スルーが生じやすくなり、電荷排出部の不純物濃度の増
加によって残像が発生し、分光感度が不安定になるとい
う課題を有していた。
【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもので
、Ｎ型の電荷蓄積部の構造を変えることで、ダイナミッ
クレンジを増大させ、かつパンチスルーを防止し、残像
の発生を抑制し、さらに分光感度を安定させることので
きる固体撮像装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。
、Ｎ型の電荷蓄積部の構造を変えることで、ダイナミッ
クレンジを増大させ、かつパンチスルーを防止し、残像
の発生を抑制し、さらに分光感度を安定させることので
きる固体撮像装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の固体撮像装置は、光電変換素子の電荷蓄積部
に不純物濃度の低い領域と高い領域を選択的に形成した
ものであり、またその製造方法はイオン注入とその注入
原子を活性化する熱処理を行った後、所定の領域に再度
イオン注入をする構成を有している。
に本発明の固体撮像装置は、光電変換素子の電荷蓄積部
に不純物濃度の低い領域と高い領域を選択的に形成した
ものであり、またその製造方法はイオン注入とその注入
原子を活性化する熱処理を行った後、所定の領域に再度
イオン注入をする構成を有している。
【０００７】
【作用】この構成によって、電荷蓄積部は不純物濃度の
低い領域と高い領域とで形成され、信号電荷の飽和容量
を安定させ、かつ増大させ、さらに電荷蓄積部を空乏化
しやすくできる。
低い領域と高い領域とで形成され、信号電荷の飽和容量
を安定させ、かつ増大させ、さらに電荷蓄積部を空乏化
しやすくできる。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例における固体撮像
装置の単位画素部を示す断面図であり、図３に示す従来
例と同一箇所には同一符号を付して詳細説明を省略した
。図１において、９は電荷蓄積部３ａのうち不純物濃度
の低い領域、１０は不純物濃度の高い領域である。この
ように本実施例の固体撮像装置では、電荷蓄積部３ａが
不純物濃度の低い領域９で不純物濃度の高い領域１０を
囲んた構造となっており、Ｐウェル層２と領域９とで光
電変換素子２ａが構成される。
装置の単位画素部を示す断面図であり、図３に示す従来
例と同一箇所には同一符号を付して詳細説明を省略した
。図１において、９は電荷蓄積部３ａのうち不純物濃度
の低い領域、１０は不純物濃度の高い領域である。この
ように本実施例の固体撮像装置では、電荷蓄積部３ａが
不純物濃度の低い領域９で不純物濃度の高い領域１０を
囲んた構造となっており、Ｐウェル層２と領域９とで光
電変換素子２ａが構成される。
【００１０】次に図１に示す固体撮像装置の製造方法に
ついて説明する。まずＰウェル層２の表面に加速エネル
ギー１００ＫｅＶでりん原子を注入した後、１１００〜
１２００℃のドライブインを３０〜１００分行ってＮ−
型の不純物濃度の低い領域９を形成する。その後、所定
の領域に加速エネルギー５００ＫｅＶで再度りん原子を
注入し、表面から深いところにＮ＋型の不純物濃度の高
い領域１０を形成し、これらの領域で電荷蓄積部３ａを
構成する。
ついて説明する。まずＰウェル層２の表面に加速エネル
ギー１００ＫｅＶでりん原子を注入した後、１１００〜
１２００℃のドライブインを３０〜１００分行ってＮ−
型の不純物濃度の低い領域９を形成する。その後、所定
の領域に加速エネルギー５００ＫｅＶで再度りん原子を
注入し、表面から深いところにＮ＋型の不純物濃度の高
い領域１０を形成し、これらの領域で電荷蓄積部３ａを
構成する。
【００１１】図２は本発明の他の実施例における固体撮
像装置の単位画素部を示す断面図であり、図３に示す従
来例と同一箇所には同一符号を付して詳細説明を省略し
た。図２において、１１は電荷蓄積部３ａを構成する不
純物濃度の低い領域、１２は不純物濃度の高い領域、１
３は不純物濃度の高い領域１２から信号電荷読み出し経
路６ａへ延長された延長領域である。図２に示す実施例
では電荷蓄積部３ａとして不純物濃度の低い領域１１の
上に不純物濃度の高い１２が形成されており、かつ不純
物濃度の高い領域１２から信号電荷読み出し経路６ａへ
延長された延長領域１３が形成されている。この場合、
光電変換素子２ａはＰウェル層２と領域１１とで構成さ
れる。次に図２に示す実施例の製造方法について説明す
る。まずＰウェル層２の表面に加速エネルギー１５０Ｋ
ｅＶでりん原子を注入した後、１１００〜１２００℃の
ドライブインを３０〜３００分行ってＮ型の不純物濃度
の低い領域１１を形成する。その後、所定の領域に加速
エネルギー２５０ＫｅＶで再度りん原子を注入し、Ｎ＋
型の不純物濃度の高い領域１２を形成する。この時信号
電荷の読み出し経路６ａには同時に不純物濃度の低い延
長領域１３が形成される。
像装置の単位画素部を示す断面図であり、図３に示す従
来例と同一箇所には同一符号を付して詳細説明を省略し
た。図２において、１１は電荷蓄積部３ａを構成する不
純物濃度の低い領域、１２は不純物濃度の高い領域、１
３は不純物濃度の高い領域１２から信号電荷読み出し経
路６ａへ延長された延長領域である。図２に示す実施例
では電荷蓄積部３ａとして不純物濃度の低い領域１１の
上に不純物濃度の高い１２が形成されており、かつ不純
物濃度の高い領域１２から信号電荷読み出し経路６ａへ
延長された延長領域１３が形成されている。この場合、
光電変換素子２ａはＰウェル層２と領域１１とで構成さ
れる。次に図２に示す実施例の製造方法について説明す
る。まずＰウェル層２の表面に加速エネルギー１５０Ｋ
ｅＶでりん原子を注入した後、１１００〜１２００℃の
ドライブインを３０〜３００分行ってＮ型の不純物濃度
の低い領域１１を形成する。その後、所定の領域に加速
エネルギー２５０ＫｅＶで再度りん原子を注入し、Ｎ＋
型の不純物濃度の高い領域１２を形成する。この時信号
電荷の読み出し経路６ａには同時に不純物濃度の低い延
長領域１３が形成される。
【００１２】
【発明の効果】以上のように本発明は、光電変換素子の
電荷蓄積部を不純物濃度の低い領域と高い領域とで構成
することにより、残像を抑止してダイナミックレンジを
増大した優れた固体撮像装置およびその製造方法を実現
できるものである。
電荷蓄積部を不純物濃度の低い領域と高い領域とで構成
することにより、残像を抑止してダイナミックレンジを
増大した優れた固体撮像装置およびその製造方法を実現
できるものである。
【図１】本発明の一実施例における固体撮像装置の単位
画素部を示す断面図
画素部を示す断面図
【図２】本発明の他の実施例における固体撮像装置の単
位画素部を示す断面図
位画素部を示す断面図
【図３】従来の固体撮像装置の単位画素部を示す断面図
１ シリコン基板（半導体基板）
２ Ｐウェル層（反対導電型層）
２ａ 光電変換素子
３ａ 電荷蓄積部
６ａ 埋め込みチャネル領域（転送段）６ａ 信号
電荷読み出し経路 ９ 不純物濃度の低い領域 １０ 不純物濃度の高い領域
電荷読み出し経路 ９ 不純物濃度の低い領域 １０ 不純物濃度の高い領域
Claims (5)
- 【請求項１】一導電型の半導体基板の主面に形成された
反対導電型層と前記反対導電型層の主面に形成された一
導電型の電荷蓄積部からなる光電変換素子と、前記電荷
蓄積部から信号電荷を読み出す信号電荷読み出し経路と
、前記信号電荷を転送する転送段とを有し、前記電荷蓄
積部が不純物濃度の高い領域と不純物濃度の低い領域か
らなる固体撮像装置。 - 【請求項２】電荷蓄積部が不純物濃度の高い領域を不純
物濃度の低い領域で囲んでなる請求項１記載の固体撮像
装置。 - 【請求項３】電荷蓄積部が不純物濃度の低い領域の上に
不純物濃度の高い領域を形成してなる請求項１記載の固
体撮像装置。 - 【請求項４】電荷蓄積部を構成する不純物濃度の高い領
域が信号電荷読み出し経路へ延長されてなる請求項１記
載の固体撮像装置 - 【請求項５】一導電型の半導体基板の主面に形成された
反対導電型層の所定領域にイオン注入により一導電型の
不純物濃度の低い領域を形成する工程と、注入されたイ
オンを活性化するための熱処理を行う工程と、前記不純
物濃度の低い領域の一部にイオン注入により一導電型の
不純物濃度の高い領域を形成する工程を有する固体撮像
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021930A JPH04260369A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3021930A JPH04260369A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04260369A true JPH04260369A (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=12068775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3021930A Pending JPH04260369A (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04260369A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004349715A (ja) * | 2004-06-21 | 2004-12-09 | Sony Corp | イメージセンサ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167465A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPS60257566A (ja) * | 1984-06-04 | 1985-12-19 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPS6157181A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-24 | Sharp Corp | 固体撮像装置 |
| JPH0318059A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
| JPH0475383A (ja) * | 1990-07-18 | 1992-03-10 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP3021930A patent/JPH04260369A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60167465A (ja) * | 1984-02-10 | 1985-08-30 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPS60257566A (ja) * | 1984-06-04 | 1985-12-19 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPS6157181A (ja) * | 1984-08-28 | 1986-03-24 | Sharp Corp | 固体撮像装置 |
| JPH0318059A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004349715A (ja) * | 2004-06-21 | 2004-12-09 | Sony Corp | イメージセンサ |
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