JPH0689994A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents

固体撮像装置の製造方法

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JPH0689994A
JPH0689994A JP4239633A JP23963392A JPH0689994A JP H0689994 A JPH0689994 A JP H0689994A JP 4239633 A JP4239633 A JP 4239633A JP 23963392 A JP23963392 A JP 23963392A JP H0689994 A JPH0689994 A JP H0689994A
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JP
Japan
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charge transfer
gate electrode
region
horizontal charge
solid
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Pending
Application number
JP4239633A
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English (en)
Inventor
Takao Shibuya
隆夫 渋谷
Mitsugi Yoshida
貢 吉田
Tadashi Sugaya
正 菅谷
Shoji Tanaka
晶二 田中
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 4.5V以上の駆動電圧においてはFPNが
発生しないような固体撮像装置を製造する方法を提供す
る。 【構成】 半導体基板1の表面にP型ウェル領域を形成
した後、該P型ウェル領域にチャネル領域3を形成す
る。次に、P型ウェル領域2の上側に絶縁膜5を介して
第1層の多結晶シリコン膜をパターニングすることによ
り第1ゲート電極6を形成する。次に、第1ゲート電極
6をマスクとしてチャネル領域3の信号電荷転送方向に
対する逆方向の上方からイオン注入をすることにより、
チャネル領域3における第2ゲート電極7の下側の領域
にN- 型の不純物濃度調整領域3aを形成する。次に、
チャネル領域3の上側に絶縁膜5を介して第2層の多結
晶シリコン膜をパターニングして第2ゲート電極7を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入射光量に応じて信号
電荷を発生する光電変換部と、該光電変換部に発生した
信号電荷を順次転送するCCD(Charge Coupled De
vice)よりなる電荷転送部とを有する固体撮像装置の製
造方法に関し、特に固定パターンノイズの発生を低減す
ることができる固体撮像装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カメラ一体型VTRに搭載されている固
体撮像装置に対する特性への要望は、年々厳しくなって
きており、その中の一つとして、水平CCDに起因する
固定パターンノイズ(Fixed Pattern Noise )(以
下、FPNと略する。)の低減が挙げられる。FPNの
発生は水平CCDの製造方法と関係すると考えられる。
【0003】図2及び図3は従来の固体撮像装置の製造
方法における水平CCDの製造工程を示しており、図2
(a)〜(c)は各製造工程を示す断面図、図3(a)
は図2(a)におけるA−A線の断面図、図3(b)は
図2(b)におけるB−B線の断面図、図3(c)は図
2(c)における断面図である。
【0004】同図において、1はN型の半導体基板、2
は半導体基板1上に形成されたP型ウェル領域、3はP
型ウェル領域2上に形成されたN型拡散層よりなるチャ
ネル領域であって、該チャネル領域3は、P型ウェル領
域2上に形成され、入射光量に応じた信号電荷を発生す
る光電変換部(図示は省略している。)に発生した信号
電荷を水平方向へ転送する水平方向電荷転送部(HCD
D)を構成している。また、同図において、4はP型ウ
ェル領域2に形成されたP型拡散層よりなる分離領域、
5は絶縁膜、6は多結晶シリコン膜よりなる第1ゲート
電極、7は多結晶シリコン膜よりなる第2ゲート電極で
ある。尚、図2において、白抜き矢印は水平方向電荷転
送部における信号電荷の転送方向を示し、VCDDは垂
直方向電荷転送部を示している。
【0005】まず、図2及び図3の(a)に示すように
半導体基板1にP型ウェル領域2を形成すると共に、該
P型ウェル領域2に上記光電変換部及びチャネル領域3
をそれぞれ形成した後、P型ウェル領域2の上側に絶縁
膜5を介して第1層の多結晶シリコン膜をパターニング
することにより第1ゲート電極6を形成する。
【0006】次に、図2及び図3の(b)の矢印(イ)
に示すように、第1ゲート電極6をマスクとしてチャネ
ル領域3に対してイオン注入をすることにより、チャネ
ル領域3における第1ゲート電極6の下側以外の領域つ
まり第2ゲート電極7の下側の領域にN- 型の不純物濃
度調整領域3aを形成する。この場合、イオン注入は、
第1ゲート電極6の側辺に対する平面的な角θが0°で
あり、半導体基板1の表面に対して垂直な垂線となす角
δが7°になるような方向から行われる。すなわち、イ
オン注入は、チャネル領域3の信号電荷転送方向に対し
て直交する方向の上方から行われる。
【0007】次に、図2及び図3の(c)に示すよう
に、不純物濃度調整領域3aが形成されたチャネル領域
3の上側に絶縁膜5を介して第2層の多結晶シリコン膜
をパターニングして第2ゲート電極7を形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにイオン注入をして不純物濃度調整領域3aを形成
することにより固体撮像装置の水平CCDを製造する場
合には、固定パターンノイズ(FPN)が発生するとい
う問題がある。
【0009】このFPNの発生は、チャネル領域3にお
ける第1ゲート電極6の下側部分に電荷の溜まりとなる
ポテンシャルのこぶが発生することが原因であり、水平
CCDの駆動電圧が下がるとFPNは発生し易くなる。
水平CCDはCMOSドライバーにより駆動されるた
め、4.5V以上の駆動電圧においては、FPNが発生
しないことが必要である。
【0010】図4は、従来の方法でイオン注入をするこ
とにより水平CCDを製造した場合において、水平CC
Dの駆動電圧を下げていったときにFPNが発生する電
圧であるFPN発生電圧を測定した結果を示しており、
FPN発生電圧が4.5V以上のものが全体の90%で
あり、良品率は10%であって、歩留りは非常に低いと
いう問題がある。
【0011】上記に鑑み、本発明は、4.5V以上の駆
動電圧においてはFPNが発生しないような固体撮像装
置を製造する方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、水平方向電荷
転送部にイオン注入をして不純物濃度調整領域を形成す
る工程におけるイオン注入を水平方向電荷転送部の信号
電荷転送方向に対する逆方向の上方から行なうと、4.
5V以上の駆動電圧においてはFPNが発生しないとい
う知見に基づいてなされたものであって、具体的に本発
明が講じた解決手段は、半導体基板上に、入射光量に応
じた信号電荷を発生する光電変換部及び該光電変換部に
発生した信号電荷を水平方向へ転送する水平方向電荷転
送部をそれぞれ形成する工程と、上記水平方向電荷転送
部の上側に該水平方向電荷転送部に信号電荷を転送せし
めるための下層の第1ゲート電極を形成する工程と、該
第1ゲート電極をマスクとして上記水平方向電荷転送部
にイオン注入をすることにより該水平方向電荷転送部に
不純物濃度調整領域を形成する工程と、上記水平方向電
荷転送部における不純物濃度調整領域の上側に該水平方
向電荷転送部に信号電荷を転送せしめるための上層の第
2ゲート電極を形成する工程とを有する固体撮像装置の
製造方法を前提とし、上記不純物濃度調整領域を形成す
る工程におけるイオン注入を、上記水平方向電荷転送部
の信号電荷転送方向に対する逆方向の上方から行なう構
成とするものである。
【0013】
【作用】上記の構成により、イオン注入を水平方向電荷
転送部の信号電荷転送方向に対する逆方向の上方から行
なうため、水平方向電荷転送部における第1ゲート電極
の下側部分に電荷の溜まりとなるポテンシャルのこぶが
できないので、4.5V以上の駆動電圧ではFPNが発
生しない。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る固体撮像装置
の製造方法について図面を参照しながら説明する。
【0015】図1は上記製造方法における水平CCDの
製造工程を示しており、図1(a)〜(c)は各製造工
程を示す断面図である。また、図3(a)は図1(a)
におけるA−A線の断面図、図3(b)は図1(b)に
おけるB−B線の断面図、図3(c)は図1(c)にお
ける断面図でもある。つまり、図3(a)〜(c)は図
1及び図2における(a)〜(c)の共通の断面図であ
る。
【0016】N型の半導体基板1、P型ウェル領域2、
チャネル領域3、分離領域4、絶縁膜5、第1ゲート電
極6、第2ゲート電極7については、従来の製造方法に
より得られる固体撮像装置と同様であるので、同じ符号
を付すことにより詳細な説明は省略する。また、図1に
おいても、白抜き矢印は水平方向電荷転送部における信
号電荷の転送方向を示し、VCDDは垂直方向電荷転送
部を示している。
【0017】まず、図1及び図3の(a)に示すように
半導体基板1にP型ウェル領域2を形成すると共に、該
P型ウェル領域2上に上記光電変換部及びチャネル領域
3をそれぞれ形成した後、P型ウェル領域2の上側に絶
縁膜5を介して第1層の多結晶シリコン膜をパターニン
グすることにより第1ゲート電極6を形成する。
【0018】次に、図1及び図3の(b)の矢印(イ)
に示すように、第1ゲート電極6をマスクとしてチャネ
ル領域3に対してイオン注入をすることにより、チャネ
ル領域3における第2ゲート電極7の下側の領域にN-
型の不純物濃度調整領域3aを形成する。この場合、イ
オン注入は、図1(b)に示すように第1ゲート電極6
の側辺に対する平面的な角θが70°〜110°であ
り、図3(b)に示すように半導体基板1の表面に対し
て垂直な垂線となす角δが5°〜9°になるような方向
から行なう。すなわち、イオン注入は、チャネル領域3
の信号電荷転送方向に対する逆方向の上方から行なう。
【0019】次に、図2及び図3の(c)に示すよう
に、不純物濃度調整領域3aが形成されたチャネル領域
3の上側に絶縁膜5を介して第2層の多結晶シリコンを
パターニングして第2ゲート電極7を形成する。
【0020】上記のように、第1ゲート電極6の側辺に
対する平面的な角θが70°〜110°であり、半導体
基板1の表面に対して垂直な垂線となす角δが5°〜9
°になるような方向からイオン注入をすると、4.5V
以上の駆動電圧では固定パターンノイズ(FPN)の発
生がない。その理由は、上記のような角度でイオン注入
をすると、チャネル領域3における第1ゲート電極6の
下側部分に電荷の溜まりとなるポテンシャルのこぶが発
生する事態が抑制されるからである。
【0021】図5は、注入角θを70゜、90゜及び1
10゜にとってイオン注入をすることにより不純物濃度
調整領域3aが形成された固体撮像装置において、水平
CCDの駆動電圧を下げていきFPNが発生したときの
電圧をFPN発生電圧として測定した結果を示してお
り、FPN発生電圧は4.5V以上においては0%であ
った。すなわち、本実施例によると良品率は100%で
あった。
【0022】図6は、注入角θを0゜から360゜まで
の範囲で変化させたときに、FPN発生電圧が4.5V
以下の固体撮像装置を得ることができる率(良品率)を
まとめたものであり、注入角θが70゜から110゜ま
での範囲であれば良品率は100%であるが、注入角θ
が0゜から70°までの範囲内である場合及び注入角θ
が110゜から360゜の範囲内である場合には、良品
率は100%ではなく、大きく低下している。
【0023】なお、上記のデータは、従来例と同様の注
入加速電圧及び注入量によりイオン注入をした結果であ
るが、注入加速電圧及び注入量を変化させると、FPN
の良品率が100%となる注入角θも変化する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る固体
撮像装置の製造方法によると、イオン注入を水平方向電
荷転送部の信号電荷転送方向に対する逆方向の上方から
行なうため、水平方向電荷転送部における第1ゲート電
極の下側部分に電荷の溜まりとなるポテンシャルのこぶ
ができないので、4.5V以上の駆動電圧ではFPNが
発生しない。
【0025】このため、本発明によると、4.5V以上
の駆動電圧でFPNが発生しない固体撮像装置を簡易且
つ確実に製造することができ、固体撮像装置の歩留りを
極めて向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)、(b)、(c)は本発明の一実施例に
係る固体撮像装置の製造方法の各製造工程を示す平面図
である。
【図2】(a)、(b)、(c)は従来の固体撮像装置
の製造方法の各製造工程を示す平面図である。
【図3】(a)、(b)、(c)はそれぞれ図1及び図
2におけるA−A線、B−B線、C−C線の断面図であ
る。
【図4】従来の固体撮像装置の製造方法により得られる
固体撮像装置のFPN発生電圧の分布を示す図である。
【図5】本発明の一実施例に係る固体撮像装置の製造方
法により得られる固体撮像装置において、イオン注入の
注入角とFPN発生電圧との関係を示す図である。
【図6】本発明に至る過程おいて行なったイオン注入の
注入角とFPNに対する良品率との関係を調べた図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 P型ウェル領域 3 チャネル領域(水平方向電荷転送部) 3a 不純物濃度調整領域 4 分離領域 5 絶縁膜 6 第1ゲート電極 7 第2ゲート電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 晶二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電子 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に、入射光量に応じた信号
    電荷を発生する光電変換部及び該光電変換部に発生した
    信号電荷を水平方向へ転送する水平方向電荷転送部をそ
    れぞれ形成する工程と、上記水平方向電荷転送部の上側
    に該水平方向電荷転送部に信号電荷を転送せしめるため
    の下層の第1ゲート電極を形成する工程と、該第1ゲー
    ト電極をマスクとして上記水平方向電荷転送部にイオン
    注入をすることにより該水平方向電荷転送部に不純物濃
    度調整領域を形成する工程と、上記水平方向電荷転送部
    における不純物濃度調整領域の上側に該水平方向電荷転
    送部に信号電荷を転送せしめるための上層の第2ゲート
    電極を形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法
    において、上記不純物濃度調整領域を形成する工程にお
    けるイオン注入は、上記水平方向電荷転送部の信号電荷
    転送方向に対する逆方向の上方から行なうことを特徴と
    する固体撮造装置の製造方法。
JP4239633A 1992-09-08 1992-09-08 固体撮像装置の製造方法 Pending JPH0689994A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02133962A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Toshiba Corp 固体撮像装置
JPH04155842A (ja) * 1990-10-18 1992-05-28 Matsushita Electron Corp 電荷転送装置の製造方法

Patent Citations (2)

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JPH02133962A (ja) * 1988-11-15 1990-05-23 Toshiba Corp 固体撮像装置
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A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19971014