JPH11274461A - 固体撮像装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＭＯＳ型固体撮像装置のセンサー部の表面に
高不純物濃度層が形成される構成とするとき、その読み
出し絶縁ゲートトランジスタへの読み出しの印加電圧が
高くなり、またセンサー部の信号電荷の読み出しが不完
全となる。 【解決手段】 半導体基板に、光電変換素子が構成され
たセンサー部と電荷読み出しの絶縁ゲートトランジスタ
とを有する複数の単位画素部が配列形成された構成にお
いて、そのセンサー部Ｓが、第１導電型の半導体領域１
と、この上に形成された第２導電型の第１半導体領域２
と、この半導体領域２の表面に形成された第１導電型の
高不純物濃度層６とを有して成る光電変換素子が形成さ
れて成り、絶縁ゲートトランジスタは、センサー部と所
要の距離を隔てて形成された第２導電型の第２半導体領
域３との間に絶縁ゲート部が形成されて成る。そして、
そのセンサー部における高不純物濃度層６が、第２導電
型の第１半導体領域の表面において、絶縁ゲート部と隣
接する部分を除く部分に限定的に形成された構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像装置、特
にＭＯＳトランジスタ（本明細書でいうＭＯＳとは、導
電層／絶縁膜／半導体構造を総称するものとする）を有
するＭＯＳ型の固体撮像装置とその製造方法に係わる。

【０００２】

【従来の技術】図４は、いわゆるＦＤ（Floating Diffu
sion) 型構成によるＭＯＳ型固体撮像装置の要部の構成
図を示す。この固体撮像装置は、それぞれ複数の行およ
び列、すなわち水平および垂直方向にそれぞれ複数の単
位画素１０１（図４においては、１つの単位画素のみを
示す）が配列され、各単位画素１０１が、センサー部の
光電変換素子としてのフォトダイオード１０２と、この
センサー部で得た信号電荷をＦＤ読み出しＭＯＳトラン
ジスタ１０３によって読み出し、この信号電荷を、各単
位画素においてＦＤ増幅ＭＯＳトランジスタ１０４によ
って信号電圧もしくは信号電流に増幅する構成とされて
いる。

【０００３】図４の構成においては、各単位画素１０１
において信号の増幅を行う構成とした場合であるが、図
５にその要部の構成図を示すように、例えば共通の列毎
に増幅器が配置されたいわゆるカラムアンプ型固体撮像
装置とすることができる。

【０００４】このカラムアンプ型固体撮像装置において
もそれぞれ複数の行および列、すなわち水平および垂直
方向にそれぞれ複数の単位画素２０１（図５において
も、１つの単位画素のみを示す）が配列され、各単位画
素２０１は、そのセンサー部に光電変換素子としてのフ
ォトダイオード２０２を有し、このフォトダイオード２
０２に蓄積された信号電荷を読み出すＭＯＳトランジス
タ２０３と、信号電荷を垂直信号線２０８に読みだす選
択用ＭＯＳトランジスタ２０４が形成され、垂直信号線
２０８毎にカラム増幅器２０５が配置された構成を有す
る。

【０００５】これらＭＯＳ型の固体撮像装置の各単位画
素１０１，２０１における、センサー部の光電変換素
子、すなわちフォトダイオードと、これからの電荷読み
出しを行うＭＯＳトランジスタとは、フォトダイオード
を構成する一方の半導体領域例えばカソード領域をＭＯ
Ｓトランジスタのソース領域と兼ねしめる複合構成とさ
れる。

【０００６】これらＭＯＳ型の固体撮像装置の各単位画
素における、そのセンサー部の光電変換素子、すなわち
フォトダイオードと、これからの電荷読み出しを行うＭ
ＯＳトランジスタとは、フォトダイオードを構成する一
方の半導体領域例えばカソード領域をＭＯＳトランジス
タのソース領域と兼ねしめる複合構成とされる。

【０００７】図８はそのセンサー部Ｓと、これからの信
号電荷の読み出しを行うＭＯＳトランジスタの形成部の
概略断面図を示す。この場合、例えばｐ型の半導体領域
１を有し、そのセンサー部Ｓの形成部に、ｎ型の第１の
半導体領域２が形成され、この第１半導体領域２と所要
の間隔、すなわちＭＯＳトランジスタのチャネル長に応
じた間隔を保持して同様にｎ型の第２半導体領域２が形
成される。そして、第１および第２半導体領域２および
３間上に、ゲート絶縁膜４を介してゲート電極５が形成
される。このようにして、センサー部Ｓにフォトダイオ
ードが構成され、第１半導体領域２をソース領域とし、
第２半導体領域３をドレイン領域とするＭＯＳトランジ
スタ（ＭＯＳ）が構成される。

【０００８】ところで、この場合、単にｐ−ｎ接合によ
るフォトダイオードとしてこれに逆バイアスが印加され
る構成とすると、Ｓｉ−ＳｉＯ₂ 界面（半導体とその表
面の絶縁膜との界面）が空乏化し、界面に存在する生成
・再結合中心からの暗電流が生じ、これが撮像装置の撮
像画像にいわゆる固定パターンノイズを発生させる。そ
こで、図８に示すように、第１半導体領域２とは異なる
導電型、この例では正孔の蓄積層を構成するｐ型の高不
純物濃度層６を形成するいわゆるＨＡＤ（Hole Accumul
ated Diode）型構成とし、界面の高不純物濃度層６を０
Ｖに固定するようにして、フォトダイオードの界面が空
乏化しないようにすることによって暗電流の減少をはか
るものである。

【０００９】第２半導体領域３の表面には、これと同導
電型の高不純物濃度層７を形成することによってその寄
生抵抗の低減化をはかることができる。

【００１０】半導体基板上には、図示しないが、センサ
ー部Ｓ上に受光窓が形成された遮光膜が全面的に形成さ
れ、受光窓を通じてセンサー部Ｓに、光照射がなされ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うに、各種ＭＯＳ型固体撮像装置において、そのセンサ
ー部表面に高不純物濃度層が形成された構成（すなわち
信号電荷が電子の場合はいわゆるＨＡＤ構成）とする場
合、このセンサー部からＭＯＳトランジスタによって信
号の電荷を読みだす構成とするとき、ＭＯＳトランジス
タへの読み出しの印加電圧が高くなり、また信号電荷の
完全な読み出しがなされないという問題がある。

【００１２】本発明においては、低い読み出し電圧によ
って、センサー部の信号電荷をほぼ完全に読み出すこと
ができるようにする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像装
置は、半導体基板に、光電変換素子が構成されたセンサ
ー部と電荷読み出しのＭＯＳトランジスタ（絶縁ゲート
トランジスタ）とを有する複数の単位画素が配列形成さ
れた構成とされる。センサー部は、第１導電型の半導体
領域と、この上に形成された第２導電型の第１半導体領
域と、この半導体領域の表面に形成された第１導電型の
高不純物濃度層とを有して成る光電変換素子が形成され
て成り、絶縁ゲートトランジスタは、センサー部と所要
の距離を隔てて形成された第２導電型の第２半導体領域
との間に絶縁ゲート部が形成されて成る。そして、その
センサー部における高不純物濃度層が、第２導電型の第
１半導体領域の表面において、絶縁ゲート部と隣接する
部分を除く部分に限定的に形成された構成とする。

【００１４】また、本発明による固体撮像装置の製造方
法は、第１の導電型の半導体領域に、ゲート絶縁膜を形
成する工程と、この絶縁膜上に、導電層を形成する工程
と、この導電層のゲート電極形成部にレジスト層を形成
する工程と、このレジスト層をマスクとして導電層をパ
ターンエッチングしてゲート電極を形成する工程と、第
１の導電型の半導体領域に、レジスト層を残したまま、
このレジストとゲート電極をマスクとして、ゲート電極
を挟んでその両側に、第２導電型の不純物を導入して第
２導電型の第１および第２半導体領域を形成する工程
と、ゲート電極の、少なくとも第１半導体領域と隣接す
る側面に、絶縁層によるサイドウオールを形成する工程
と、このサイドウオールとゲート電極とをマスクとし
て、第１半導体領域の表面に、ゲート電極と離間して高
不純物濃度層を限定的に形成する工程とを採る。

【００１５】本発明による固体撮像装置は、センサー部
におけるＭＯＳトランジスタのゲート部との隣接部、す
なわちＭＯＳトランジスタのチャネルと隣接する部分に
おいては、高不純物濃度層が排除された構成としたこと
によって、この高不純物濃度層の存在によって生じる信
号電荷に対するポテンシャルバリアを、ＭＯＳトランジ
スタの読み出し部において低めることができて、センサ
ー部からの信号電荷の読み出しを、低電圧印加によっ
て、しかも完全に読み出すことができるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明によるＭＯＳランジスタを
有する固体撮像装置は、それぞれ複数の行および列、す
なわち水平および垂直方向にそれぞれ複数の単位画素が
配列された構成を有し、各単位画素が、光電変換素子を
有するセンサー部と、このセンサー部で発生させた入射
光量に応じた信号電荷を読み出すＭＯＳトランジスタと
を有する各種構成によるＭＯＳ型固体撮像装置である。

【００１７】本発明によるＭＯＳ型固体撮像装置の一形
態は、前述した図４のＦＤ型のＭＯＳ型固体撮像装置と
することができる。この固体撮像装置は、前述したよう
に、それぞれ複数の行および列、すなわち水平および垂
直方向にそれぞれ複数の単位画素１０１が配列され、各
単位画素１０１が、光電変換がなされるセンサー部と、
このセンサー部で得た信号電荷をＭＯＳトランジスタ１
０３によって読み出し、この信号電荷を、各単位画素に
おいてＭＯＳトランジスタ１０４のよって信号電圧もし
くは信号電流に増幅する構成としたいわゆるの増幅型撮
像装置とするものである。

【００１８】この固体撮像装置の単位画素１０１は、そ
のセンサー部に光電変換素子としてのフォトダイオード
１０２を有し、このフォトダイオード１０２に蓄積され
た信号電荷を読み出すＦＤ読み出しＭＯＳトランジスタ
１０３と、ＦＤ増幅ＭＯＳトランジスタ１０４と、ＦＤ
リセットＭＯＳトランジスタ１０５と、垂直選択ＭＯＳ
トランジスタ１０６とを有してなる。

【００１９】ＦＤ読み出しＭＯＳトランジスタ１０３の
ゲート電極は、垂直読み出し線１０７に接続され、ＦＤ
リセットＭＯＳトランジスタ１０５のゲート電極は、垂
直リセット線１０８に接続され、垂直選択ＭＯＳトラン
ジスタ１０６のゲート電極は、垂直選択線に接続され、
垂直選択ＭＯＳトランジスタ１０６のソースが垂直信号
線１１０にそれぞれ接続される。

【００２０】１１１は、水平信号線で、この水平信号線
１１１と垂直信号線１１０との間に水平選択ＭＯＳトラ
ンジスタ１１２が接続され、このＭＯＳトランジスタ１
１２のゲート電極に、水平走査回路１１３からの水平走
査パルスφ_Hmが、印加される。そして、行選択をする垂
直走査回路１１４からの垂直走査パルスφｖ_Sn，φ
ｖ_tn，φｖ_Rnにより各行ごとに各単位画素１０１におい
て、フォトダイオード１０２に蓄積された信号電荷が、
読み出しＭＯＳトランジスタ１０３によって読み出さ
れ、増幅ＭＯＳトランジスタ１０４によって増幅され、
垂直選択ＭＯＳトランジスタ１０６によって選択され
る。そして、列選択する水平走査回路１１３からの水平
走査パルスφ_Hmにより制御される水平選択ＭＯＳトラン
ジスタ１１２を通じて各画素信号が水平線１１１に出力
される。一方、リセットＭＯＳトランジスタ１０５によ
って各単位画素１０１のリセットがなされる。

【００２１】また、本発明によるＭＯＳトランジスタ型
固体撮像装置の他の一形態は、図５で示したいわゆるコ
ラムアンプ型によるＭＯＳ型固体撮像装置を構成するこ
とができる。この固体撮像装置についても、すでに説明
したように、共通の列毎に増幅器が配置される。この固
体撮像装置においてもそれぞれ複数の行および列、すな
わち水平および垂直方向にそれぞれ複数の単位画素２０
１が配列され、各単位画素２０１が、そのセンサー部に
光電変換素子としてのフォトダイオード２０２を有し、
このフォトダイオード２０２に蓄積された信号電荷を読
み出す選択用ＭＯＳトランジスタ２０３を有し、この信
号電荷を垂直信号線２０８に読み出す水平読み出しＭＯ
Ｓトランジスタ２０４を有して成る。

【００２２】ＭＯＳトランジスタ２０３は、そのゲート
電極への垂直走査回路２１４からの垂直走査パルスの印
加によってオンされる電荷読み出しのいわばスイッチ機
能を有し、ＭＯＳトランジスタ２０４は、そのゲート電
極に水平走査回路２１３からの水平走査パルスが印加さ
れることによって信号電荷を垂直信号線２０８に読み出
す。そして、この垂直信号線２０８に読み出された信号
電荷を増幅器２０５によって増幅し、水平選択ＭＯＳト
ランジスタ２０６によって、選択された列上の単位画素
からの信号電荷による出力を水平信号線２０７に出力す
るようになされる。

【００２３】しかしながら、本発明による固体撮像装置
は、図４および図５で示した固体撮像装置の構成に限ら
れるものではない。例えば図４および図５等の固体撮像
装置を基本構成とするものの、例えば固定パターンノイ
ズの軽減化をはかるようになされた各種ＭＯＳ型固体撮
像装置に適用することができる。

【００２４】すなわち、本発明による固体撮像装置は、
行および列上にそれぞれ複数の単位画素が配列され、そ
のセンサー部の光電変換素子、すなわちフォトダイオー
ドと、これからの電荷読み出しを行うＭＯＳトランジス
タとが、フォトダイオードを構成する一方の半導体領域
例えばカソード領域をＭＯＳトランジスタのソース領域
と兼ねしめる複合構成とする固体撮像装置であって、そ
のセンサー部の表面に形成する高不純物濃度層を、ＭＯ
Ｓトランジスタと隣接する側を除く部分に限定的に形成
する。

【００２５】図１は、本発明による固体撮像装置におけ
る、そのセンサー部Ｓと、これからの信号電荷の読み出
しを行うＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳ）の形成部の概略
断面図を示す。目的とする固体撮像装置を構成する例え
ばＳｉ半導体基板による半導体基板２１に、その一部よ
りなる、あるいはこの半導体基板２１に形成した低不純
物濃度の第１導電型、この例ではｐ型の半導体領域１
に、第２導電型、この例ではｎ型の第１の半導体領域２
を形成する。また、この第１半導体領域２と所要の間
隔、すなわち、ＭＯＳトランジスタのチャネル長に応じ
た間隔を保持して第１半導体領域２と同導電型のｎ型の
第２半導体領域３を形成する。

【００２６】また、半導体基板２１の表面、少なくとも
第１および第２半導体領域２および３間の表面に、例え
ばＳｉＯ₂ によるゲート絶縁膜４を形成し、その上にゲ
ート電極５を形成してＭＯＳトランジスタのゲート部を
構成する。また、第１半導体領域２の表面の上述のゲー
ト部と隣接する部分を除く、全表面に第１導電型、この
例ではｐ型の、電荷（多数キャリア、この例では正孔）
の蓄積層とする高不純物濃度層６を形成し、第２半導体
領域３の表面に、この第２半導体領域３と同導電型、こ
の例ではｎ型の高不純物濃度層７を構成する。

【００２７】このようにして、センサー部Ｓにおいて、
ｐ⁺⁺／ｎ／ｐ^- 構造のフォトダイオード、すなわち図４
および図５におけるフォトダイオード１０２および２０
２が構成され、その第１半導体領域２をソース領域と
し、第２半導体領域３をドレイン領域とするＭＯＳトラ
ンジスタ（ＭＯＳ）を構成する。

【００２８】次に、本発明による固体撮像装置の製造方
法の一例を図２および図３を参照して説明する。まず、
図２Ａに示すように、目的とする固体撮像装置を構成す
る例えばＳｉ半導体基板による半導体基板２１を用意
し、その電荷の授受が回避されるべき部分、例えば各単
位画素の形成部間、センサー部のこれよりの電荷読み出
し側を除く周囲、各ＭＯＳトランジスタ等の回路素子間
等に、厚い分離絶縁層２２を、周知の局部的熱酸化いわ
ゆる LOCOS（Local Oxidation of Silicon）法によって
形成する。また、この分離絶縁層２２の形成部下に、イ
オン注入によって高濃度のｐ型のチャネルストップ領域
２３を形成する。そして、上述したLOCOS やイオン注入
におけるマスク層を除去し、半導体基板２１の表面、す
なわちセンサー部およびＭＯＳトランジスタの形成部上
に、表面熱酸化によってＳｉＯ₂ によるゲート絶縁膜４
を形成する。

【００２９】次に、図２Ｂに示すように、全面的にゲー
ト電極を構成する導電層２４、例えば低抵抗率を有する
多結晶シリコンによる半導体層をＣＶＤ(Chemical Vapo
r Deposition) 法等によって例えば０．２μｍ程度の厚
さに形成する。そして、この導電層２４上のゲート電極
の形成部にレジスト層２５を形成する。このレジスト層
２５の形成は、フォトレジストの塗布、パターン露光、
現像処理によって形成することができる。

【００３０】図３Ａに示すように、レジスト層２５を、
エッチングマスクとして、導電層２４をパターンエッチ
ングしてゲート電極５を形成する。このゲート電極５の
形成は、これに関連する配線部はもとより他の電極およ
び配線部を同時に形成することができる。次に、レジス
ト層２５およびゲート電極５、絶縁分離層２２をマスク
として第２導電型、この例ではｎ型の不純物の例えばＡ
ｓ⁺ を数１００ｋｅＶという高いエネルギーをもってイ
オン注入して、最終的に形成するフォトダイオードにお
ける光電変換を効率良く行うに充分な深さの第１半導体
領域２を形成し、同時に第２半導体領域３を形成する。
このイオン注入は、上述したように比較的高いエネルギ
ーをもって行われることから、多結晶半導体層等による
ゲート電極５のみをマスクとしてイオン注入を行うとき
は、このゲート電極５を突き抜けてイオン注入がなされ
る恐れがあることから、ゲート電極５のエッチングマス
クとして用いたレジスト層２５を残しておき、これを含
めてイオン注入のマスクとするものである。そして、こ
のようにすることによって、確実にゲート電極５を挟ん
でその両側に限定的に第１および第２半導体領域２およ
び３を形成することができる。

【００３１】次に、図３Ｂに示すように、レジスト層２
５を除去し、ゲート電極５の第１半導体領域２と隣接す
る側面、実際には図３で示すように、ゲート電極５の両
側面に、サイドウオール２６を形成する。このサイドウ
オール２６の形成は、周知の方法によって形成する。例
えばＳｉＯ₂ 層をＣＶＤ法によって、ゲート電極５の側
面を含んで所要の厚さに形成し、エッチバックすること
によって形成することができる。その後、第１半導体領
域２または第２半導体領域２のいずれか一方をレジスト
層２７によって覆う。図においては、第１半導体領域２
上をレジスト層２７によって覆った場合である。そし
て、このレジスト層２７とサイドウオール２６、および
分離絶縁層２２をマスクとして第２半導体領域３の表面
にこれと同導電型の高不純物濃度層７をイオン注入によ
って形成する。

【００３２】その後、図３Ｃに示すように、レジスト層
２７を除去し、他方の半導体領域、図示の例では、第２
半導体領域３上をレジスト層２８によって覆い、このレ
ジスト層２７とサイドウオール２６、および分離絶縁層
２２をマスクとして第１半導体領域２の表面にこれと同
導電型の高不純物濃度層６をイオン注入によって形成す
る。

【００３３】その後、レジスト層２８を除去する。そし
て、熱処理がなされて、各イオン注入領域の不純物の活
性化を行う。

【００３４】このようにして、図１に示したセンサー部
Ｓにおいて、ｐ⁺⁺／ｎ／ｐ^- 構造のフォトダイオード、
すなわち図４および図５におけるフォトダイオード１０
２および２０２が構成され、その第１半導体領域２をソ
ース領域とし、第２半導体領域３をドレイン領域とする
ＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳ）が構成される。

【００３５】上述したように、本発明構造においては、
センサー部Ｓの光電変換素子のフォトダイオードが、ｐ
⁺⁺／ｎ／ｐ^- 構造を有することから、暗電流の低減がな
され、しかもこのように表面に高不純物濃度層６が形成
されているにもかかわらず、そのＭＯＳゲート部と隣接
する部分においては、高不純物濃度層６が形成されない
構造すなわち欠除部２９を形成したことにより、ＭＯＳ
トランジスタによる信号電荷の読み出しを低電圧をもっ
て完全に行うことができる。この欠除部２９の幅ｄは、
例えば０．０５μｍ〜０．２μｍに選定する。

【００３６】次に、本発明構造において、ＭＯＳトラン
ジスタによる信号電荷の読み出しを低電圧をもって完全
に行うことができることについて考察する。今、図１で
示す構造において、図１の鎖線ａで示す位置における深
さ方向のポテンシャルをみると、図６の曲線ａとなり、
表面の高不純物濃度層６と半導体領域１とによって第１
半導体領域２に信号電荷ｅが蓄積されている。しかしな
がら、図１の鎖線ｂの高不純物濃度層６の欠除部２９に
おけるポテンシャル分布は、図６の曲線ｂに示すよう
に、高不純物濃度層６によるポテンシャルのバリアが存
在しないことから矢印ｆで示す信号電荷の流れが生じ得
る。したがって、ゲート電極５に所要の電圧を印加し
て、図１の鎖線ｃのゲート部すなわちチャネル部におけ
るポテンシャル分布を図６の曲線ｃのように、表面から
比較的浅い部分で形成して、すなわち比較的低い印加電
圧によって形成して、矢印ｇに示す信号電荷の流れ、す
なわち読み出しを行うことができ、しかも信号電荷を殆
ど完全に読み出すことができる。

【００３７】これに比し、上述した欠除部２９が形成さ
れずに、第１半導体領域２の全表面に高不純物濃度層が
形成された構造とするときは、図７にそのポテンシャル
分布を示すように、図６における曲線ｂが存在しないこ
とから、ＭＯＳトランジスタのゲート部には大きな印加
電圧を印加して図７の曲線ｃに示すように、深いポテン
シャルを形成することが必要となり、しかも図７によっ
て明らかなように、信号電荷が完全に読み出されること
なく残るという現象が生じる。

【００３８】また、本発明装置を得る本発明製造方法
は、サイドウオール２６の形成という簡潔な方法で、上
述のｐ⁺⁺／ｎ／ｐ^- 構造を有し、ゲート部との隣接部に
はｐ⁺⁺層、すなわち高不純物濃度層６の欠除部２９を、
容易に形成することができるものである。

【００３９】尚、図１〜図６においては、１つの単位画
素における、センサー部Ｓと、ＭＯＳトランジスタ１０
２あるいは２０２を構成する１つのＭＯＳトランジスタ
部分のみを示したものであるが、言うまでもなく、複数
のＭＯＳトランジスタ１０１あるいは２０２を並行して
形成するものであり、また、これらセンサー部Ｓおよび
ＭＯＳトランジスタの形成と同時に、他の半導体素子の
形成、例えば同一単位画素内における他のＭＯＳトラン
ジスタや、他の単位画素の各ＭＯＳトランジスタ等の半
導体素子を同時に並行して形成することができることは
いうまでもない。

【００４０】また、上述した例では、各ＭＯＳトランジ
スタが、ＳｉＯ₂ ゲート絶縁膜による構成とした場合で
あるが、このゲート絶縁膜は酸化膜に限定されるもので
はなく、各種絶縁ゲートトランジスタ構成とすることが
できる。

【００４１】また、通常、固体撮像装置における信号電
荷は、電子であるが、信号電荷を正孔とする場合におい
ては、上述した各例において、第１導電型をｎ型、第２
導電型をｐ型に選定することができるなど、本発明は上
述した例に限られるものではなく種々の変更を行うこと
ができる。

【００４２】

【発明の効果】上述したように、本発明による固体撮像
装置によれば、そのセンサー部の光電変換素子のフォト
ダイオードを、表面に高不純物濃度層６による電荷蓄積
層すなわち例えば信号電荷が電子である場合は、正孔の
蓄積層を形成することによって、信号電荷の蓄積を高
め、かつ暗電流対策を行った構成とするにもかかわら
ず、この高不純物濃度層６の存在によるセンサー部から
の信号電荷の読み出しを低い読み出し電圧をもって、し
かも信号電荷の読み出しをほぼ完全に行うことができ
る。したがって、ＭＯＳ型固体撮像装置における暗電流
対策による固定パターンのノイズの改善をはかることが
でき、効率の良い読み出しがなされることとが相俟って
画質の向上を図ることができる。

【００４３】また、読み出し駆動電圧の低減化によって
ＭＯＳ型固体撮像装置における消費電力の低減化の特長
をより助長することができる。

【００４４】また、本発明製造方法によれば、上述した
本発明構造による固体撮像装置を、サイドウオール工程
の追加で容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による固体撮像装置の一例の要部の概略
断面図である。

【図２】ＡおよびＢは、本発明製造方法の一例の工程図
である。

【図３】Ａ〜Ｃは、本発明製造方法の一例の工程図であ
る。

【図４】本発明を適用する固体撮像装置の一例の構成図
である。

【図５】本発明を適用する固体撮像装置の他の一例の構
成図である。

【図６】本発明の固体撮像装置におけるポテンシャル分
布図である。

【図７】本発明と比較される固体撮像装置におけるポテ
ンシャル分布図である。

【図８】従来の固体撮像装置の要部の概略断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｓ・・・センサー部、ＭＯＳ・・・ＭＯＳトランジス
タ、１・・・半導体領域、２・・・第１半導体領域、３
・・・第２半導体領域、４・・・ゲート絶縁膜、５・・
・ゲート電極、６・・・高不純物濃度層、７・・・高不
純物濃度層、２１・・・半導体基板、２２・・・絶縁分
離層、２３・・・チャネルストップ領域、２４・・・導
電層、２５・・・レジスト層、２６・・・サイドウオー
ル、２７，２８・・・レジスト層、２９・・・欠除部、
１０１，２０１・・・単位画素、１０２，２０２・・・
フォトダイオード、１０３，２０３・・・読み出しＭＯ
Ｓトランジスタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板に、光電変換素子が構成され
   たセンサー部と該センサー部から電荷を読み出す絶縁ゲ
   ートトランジスタとを有する複数の単位画素が配列形成
   され、 上記センサー部は、第１導電型の半導体領域と、この上
   に形成された第２導電型の第１半導体領域と、この半導
   体領域の表面に形成された第１導電型の高不純物濃度層
   とを有して成る光電変換素子が形成されて成り、 上記絶縁ゲートトランジスタは、上記第２導電型の第１
   半導体領域と所要の距離を隔てて形成された第２導電型
   の第２半導体領域との間に絶縁ゲート部が形成されて成
   り、 上記センサー部の上記高不純物濃度層は、上記第２導電
   型の第１半導体領域の表面の、上記絶縁ゲート部と隣接
   する部分を除く部分に限定的に形成されて成ることを特
   徴とする固体撮像装置。
2. 【請求項２】 第１導電型の半導体領域に、ゲート絶縁
   膜を形成する工程と、 該絶縁膜上に、導電層を形成する工程と、 該導電層のゲート電極形成部にレジスト層を形成する工
   程と、 該レジスト層をマスクとして上記導電層をパターンエッ
   チングしてゲート電極を形成する工程と、 上記第１の導電型の半導体領域に、上記レジスト層を残
   したまま、該レジストと上記ゲート電極をマスクとして
   このゲート電極を挟んでその両側に、第２導電型の不純
   物を導入して第２導電型の第１および第２半導体領域を
   形成する工程と、 上記ゲート電極の、少なくとも上記第１半導体領域と隣
   接する側面に、絶縁層によるサイドウオールを形成する
   工程と、 該サイドウオールと上記ゲート電極とをマスクとして、
   上記第１半導体領域の表面に、上記ゲート電極と離間し
   て高不純物濃度層を形成する工程とを有することを特徴
   とする固体撮像装置の製造方法。
3. 【請求項３】 上記高不純物濃度層を形成する工程の後
   または前に、上記サイドウオールと上記ゲート電極とを
   マスクとして、上記第２半導体領域の表面に、上記ゲー
   ト電極と離間して第２導電型の高不純物濃度領域を形成
   する工程を有することを特徴とする請求項２に記載の固
   体撮像装置の製造方法。