JPS58171848A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPS58171848A JPS58171848A JP57054578A JP5457882A JPS58171848A JP S58171848 A JPS58171848 A JP S58171848A JP 57054578 A JP57054578 A JP 57054578A JP 5457882 A JP5457882 A JP 5457882A JP S58171848 A JPS58171848 A JP S58171848A
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- Japan
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- carrier concentration
- mask material
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-
- 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
- H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
- H10F39/184—Infrared image sensors
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
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】
に）発明の技術分野
本発明はフレームＦランスファ型の半導体固体撮像装置
の製造方法に係り、特に同一半導体基板上に＠果して画
素を構成した場合各−案の信号を確実に分解できるよう
に電荷堰を形成できる製造方法に関する。
の製造方法に係り、特に同一半導体基板上に＠果して画
素を構成した場合各−案の信号を確実に分解できるよう
に電荷堰を形成できる製造方法に関する。
■） 技術の背景
近年、半導体技術の著しい進歩によって多元半導体、例
えば水銀カドミラムチ／ｌ／ ｙｖ （ＨｇＣｄＴｅ
）の合金などは、その中での電荷の易動度が、従来側わ
れていたシリコン（Ｓｌ）などよりもはるかに大である
ことに注目され、多くの半導体装置、あるいは機能デバ
イスの試作が多元半導体を用いて行われている。
えば水銀カドミラムチ／ｌ／ ｙｖ （ＨｇＣｄＴｅ
）の合金などは、その中での電荷の易動度が、従来側わ
れていたシリコン（Ｓｌ）などよりもはるかに大である
ことに注目され、多くの半導体装置、あるいは機能デバ
イスの試作が多元半導体を用いて行われている。
（Ｑ） 従来技術と問題点
フレームトランヌファ型（以下ＦＴ、と称スル）の固体
撮像装置もこの例に洩れないものであって、これは例え
ば第１図に例示するごとくｎ型の基板１上に作られた受
光面上に絶縁膜２を介して例えばＣ’ＣＤを複数条配設
し、該ＣＯＤの複数の転送［極３の内に周期的配列をな
して透明電極を配したものである。ただし７ｇ１図は電
荷転送路を長手方向から見た断面図である。こうした装
置は撮像装置に共通な性質として、隣接する各電荷転送
路６間に電荷堰を設けなければならないが、ＨｇＣｄＴ
ｅ中では不純物の拡散係数が極めて大きいので、このよ
うな半導体基板中に例えば拡散などによって、低キャリ
ヤ濃度の、しかも基板と同じ導電型の高キャリヤ濃度領
域からなる電荷堰を構成することができない。
撮像装置もこの例に洩れないものであって、これは例え
ば第１図に例示するごとくｎ型の基板１上に作られた受
光面上に絶縁膜２を介して例えばＣ’ＣＤを複数条配設
し、該ＣＯＤの複数の転送［極３の内に周期的配列をな
して透明電極を配したものである。ただし７ｇ１図は電
荷転送路を長手方向から見た断面図である。こうした装
置は撮像装置に共通な性質として、隣接する各電荷転送
路６間に電荷堰を設けなければならないが、ＨｇＣｄＴ
ｅ中では不純物の拡散係数が極めて大きいので、このよ
うな半導体基板中に例えば拡散などによって、低キャリ
ヤ濃度の、しかも基板と同じ導電型の高キャリヤ濃度領
域からなる電荷堰を構成することができない。
したがって従来は第１図に見られるようないわゆるＭ工
Ｓ構成体の性質を利用し、絶縁膜２上に形成されたフィ
ールドプレート７に電圧■νを印加して該フィールドプ
レート７直下の半導体表面をフラットバンド状態あるい
は累積状態として各電荷転送路６間の分離を行なって来
た。但し８は電荷転送路６を形成する電位の井戸（以下
井戸と呼ぶ）である。
Ｓ構成体の性質を利用し、絶縁膜２上に形成されたフィ
ールドプレート７に電圧■νを印加して該フィールドプ
レート７直下の半導体表面をフラットバンド状態あるい
は累積状態として各電荷転送路６間の分離を行なって来
た。但し８は電荷転送路６を形成する電位の井戸（以下
井戸と呼ぶ）である。
また図には示していないがフィールドプレート７が形成
できない時にはその部分の絶縁膜厚を大にすれば該絶縁
膜２と半導体との界面近くの正の固定電荷が多くなるこ
とを利用して、該絶縁膜厚を大にし、その直下を例えば
累積状態にして電荷転送路６間の分離を行なって来た。
できない時にはその部分の絶縁膜厚を大にすれば該絶縁
膜２と半導体との界面近くの正の固定電荷が多くなるこ
とを利用して、該絶縁膜厚を大にし、その直下を例えば
累積状態にして電荷転送路６間の分離を行なって来た。
しかしこのうち前者のフィールドプレート７を形成する
ならば配設電極数が増え、そのために歩留９が低下する
という欠点がある。そしてまたこの前者においても、あ
るいは後者の絶縁膜厚を大にするという方法においても
、共に電荷転送路６間の分離つまシアイソレーションが
充分でハナく、仮に過ＩＩ信号光の入射などが生じれば
たちまちにして各電荷転送路６中の電荷は入シまじす、
いわゆるクロストークを生じるという欠点を有していた
。
ならば配設電極数が増え、そのために歩留９が低下する
という欠点がある。そしてまたこの前者においても、あ
るいは後者の絶縁膜厚を大にするという方法においても
、共に電荷転送路６間の分離つまシアイソレーションが
充分でハナく、仮に過ＩＩ信号光の入射などが生じれば
たちまちにして各電荷転送路６中の電荷は入シまじす、
いわゆるクロストークを生じるという欠点を有していた
。
口）発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、基板
材料としてのＨｇＣｄＴｅ特有の熱処理による性質を利
用し、基板表層部のＴ（ｇ原子の比較的容易な抜は出し
ならびに再導入の過程を利用して所定部分だけに基板と
同じ導電型の高キャリヤ濃度の個所を構成して、これに
よって確実な電荷堰を形成する固体撮像装置の製造方法
を提供することを目的とするものである。
材料としてのＨｇＣｄＴｅ特有の熱処理による性質を利
用し、基板表層部のＴ（ｇ原子の比較的容易な抜は出し
ならびに再導入の過程を利用して所定部分だけに基板と
同じ導電型の高キャリヤ濃度の個所を構成して、これに
よって確実な電荷堰を形成する固体撮像装置の製造方法
を提供することを目的とするものである。
（６１） 発明の構成
そして、この目的は、本発明によれば、水銀力ドミウム
テ１ｖｌｖの半導体基板を材料として固体撮像装置を作
製するに際して上記半導体基板に対して水銀蒸気中で高
温熱処理をほどこし、当該基板表層部の水銀を抜きとる
ことになシ、キャリヤ濃度を一旦高めてから、その表面
の所定位置に所定の拡散マスク材を配設する工程の後に
、再び水銀蒸気中で低温処理を行なって、上記拡散マス
ク材で覆われていない前記基板表層部に水銀を導入し、
当該表層部のキャリヤ濃度を低め、前記拡散マスク材直
下に残置された高キャリヤ濃度部分によって電荷堰を形
成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法によっ
て達成される。
テ１ｖｌｖの半導体基板を材料として固体撮像装置を作
製するに際して上記半導体基板に対して水銀蒸気中で高
温熱処理をほどこし、当該基板表層部の水銀を抜きとる
ことになシ、キャリヤ濃度を一旦高めてから、その表面
の所定位置に所定の拡散マスク材を配設する工程の後に
、再び水銀蒸気中で低温処理を行なって、上記拡散マス
ク材で覆われていない前記基板表層部に水銀を導入し、
当該表層部のキャリヤ濃度を低め、前記拡散マスク材直
下に残置された高キャリヤ濃度部分によって電荷堰を形
成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法によっ
て達成される。
（０発明の実施例
以下本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
第２図（ａ）に示すようにＨｇＣｄＴθ基板１を作製す
るのであるが、該基板ｌの結晶製作時にあらかじめ低濃
度のアクセプタ不純物、例えば銀（Ａｇ）を添加してお
き、このウェハをＨｇ蒸気中で低温例えば２５０℃で約
８０分間熱処理を行う。こうすれば上記基板ｌ中の深層
部に至るまで、メタルサイトの空格子点がＨｇ原子によ
って埋められ、その結果、上述のあらかじめ添加してお
いたアクセプタ不純物が支配的に導電型を決定するよう
になって、基板１全体は第２図銖）に示したように低キ
ャリヤ濃度のｐ型となる。
るのであるが、該基板ｌの結晶製作時にあらかじめ低濃
度のアクセプタ不純物、例えば銀（Ａｇ）を添加してお
き、このウェハをＨｇ蒸気中で低温例えば２５０℃で約
８０分間熱処理を行う。こうすれば上記基板ｌ中の深層
部に至るまで、メタルサイトの空格子点がＨｇ原子によ
って埋められ、その結果、上述のあらかじめ添加してお
いたアクセプタ不純物が支配的に導電型を決定するよう
になって、基板１全体は第２図銖）に示したように低キ
ャリヤ濃度のｐ型となる。
次にこの基板１を高温例えば５００℃で約８０分間熱処
理する。こうすれば該基板１の表層部の例えば５μｍの
深さの所までの水銀原子が抜は出してメタルサイトの空
格子点が発生し、第２図（至）に見られるような高キャ
リヤ濃度のｐ型層９ができ上る。
理する。こうすれば該基板１の表層部の例えば５μｍの
深さの所までの水銀原子が抜は出してメタルサイトの空
格子点が発生し、第２図（至）に見られるような高キャ
リヤ濃度のｐ型層９ができ上る。
そしてこうした基板表面に、第２図（０）に示したよう
に例えば硫化亜鉛のような拡散マヌク材ｌＯを一面に形
成し、電荷転送路形成予定部だけ窓Ｗを開く。さらにこ
うしてできたものに対してＨｇ蒸気中の前記と同じ低温
熱処理をほどこすと、拡散マスク材のない窓Ｗの部分の
表層部には再哩ｇが拡散され、メタルサイトの空格子点
が埋められる結果、第２図ａ）に示すように、残された
拡散マスフ材１０（７）直下の部分以外の表層部は基板
ｌと同じ低キャリヤ濃度のｐ型に戻り、電荷層として十 働＜［１１１のみが残される。
に例えば硫化亜鉛のような拡散マヌク材ｌＯを一面に形
成し、電荷転送路形成予定部だけ窓Ｗを開く。さらにこ
うしてできたものに対してＨｇ蒸気中の前記と同じ低温
熱処理をほどこすと、拡散マスク材のない窓Ｗの部分の
表層部には再哩ｇが拡散され、メタルサイトの空格子点
が埋められる結果、第２図ａ）に示すように、残された
拡散マスフ材１０（７）直下の部分以外の表層部は基板
ｌと同じ低キャリヤ濃度のｐ型に戻り、電荷層として十 働＜［１１１のみが残される。
この後拡散マスク材１０を除去して露出した基板表面に
例えばｌｎｏλ程度の厚さの絶縁膜１２を配設し、さら
に所定の部分にフィールド絶縁層１８を形成すれば第２
図［有］）のようになる。
例えばｌｎｏλ程度の厚さの絶縁膜１２を配設し、さら
に所定の部分にフィールド絶縁層１８を形成すれば第２
図［有］）のようになる。
そしてこの上にニッケμ（Ｎ１）もしくはクローム（Ｏ
ｒ）の導電膜１４を一面に配設し、所定部分に４として
示した分離領域を作れば第２図（ト）で２分された導電
１１１１４はＣＯＤの転送電極８となるから、あとは鋏
導電膜１４に対してボンディング配線を行えばＦＴ型の
固体撮像装置ができ上る。
ｒ）の導電膜１４を一面に配設し、所定部分に４として
示した分離領域を作れば第２図（ト）で２分された導電
１１１１４はＣＯＤの転送電極８となるから、あとは鋏
導電膜１４に対してボンディング配線を行えばＦＴ型の
固体撮像装置ができ上る。
この場合、第２図１）の拡散マスク材１０で覆われてい
た部分の基板表層部には１１として示した＋ ｐ半導体領域が残されたままになっているが、と□ の領域は冶金学的に作られた電荷層としての役割を果た
すようになり、したがってここに第２図（ｆ）中に６と
して示し九電荷転送路が画定されることになる。
た部分の基板表層部には１１として示した＋ ｐ半導体領域が残されたままになっているが、と□ の領域は冶金学的に作られた電荷層としての役割を果た
すようになり、したがってここに第２図（ｆ）中に６と
して示し九電荷転送路が画定されることになる。
第８図（ａ）〜（↑）は本発明の変形実施例を示す製造
工程を示すものであるが、第２図（ａ）〜（ト）に示し
た工程と対称的な所は第８図れ）に示したようにｎ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ基板１ａの上にｐ−型ＨｇＣｄＴｅ層１５を
エピタキシャル技術で積み上げたウェハを用いる点であ
る。この場合ｎ型ＨｇＣｄＴｅ成長層１５を積み上げる
に際しては、あらかじめ低濃度のドナー不純物例えばイ
ンジウム（工ｎ）を添加しておく。
工程を示すものであるが、第２図（ａ）〜（ト）に示し
た工程と対称的な所は第８図れ）に示したようにｎ型Ｈ
ｇＣｄＴｅ基板１ａの上にｐ−型ＨｇＣｄＴｅ層１５を
エピタキシャル技術で積み上げたウェハを用いる点であ
る。この場合ｎ型ＨｇＣｄＴｅ成長層１５を積み上げる
に際しては、あらかじめ低濃度のドナー不純物例えばイ
ンジウム（工ｎ）を添加しておく。
とのウェハをＨｇ蒸気中で高温熱処理すればｐ−′型Ｈ
ｇＣｄＴｅ層中のＨｇ原子は抜は出して上記の層１５は
第３図（′ｂ）に示したようにｐの導電型となるので、
その表面に前述したような拡散マスク材１０を第３図（
Ｑ）のように配設する。
ｇＣｄＴｅ層中のＨｇ原子は抜は出して上記の層１５は
第３図（′ｂ）に示したようにｐの導電型となるので、
その表面に前述したような拡散マスク材１０を第３図（
Ｑ）のように配設する。
こうした後にこの試料をやはりＨｇ蒸気中で低温熱処理
すれば、前記成長層１５における表面の拡散マヌク１０
で覆われていない部分１６はｐｌとなるが拡散マスク１
０で覆われていた部分にはｐ型のＨｇＣｄＴｅが第８図
（ｄ）において１７として示したように残されている。
すれば、前記成長層１５における表面の拡散マヌク１０
で覆われていない部分１６はｐｌとなるが拡散マスク１
０で覆われていた部分にはｐ型のＨｇＣｄＴｅが第８図
（ｄ）において１７として示したように残されている。
し九がってこの上に第３図（ｅ）のように絶縁膜１２を
配設しさらにフィールド絶縁層１８を形成し友上で、第
８図（ｆ）に示したように導電膜１４を配設すれば、第
２図（ａ）〜（ｆ）に示したものと同導電型の半導体固
体撮像装置ができ上がる。
配設しさらにフィールド絶縁層１８を形成し友上で、第
８図（ｆ）に示したように導電膜１４を配設すれば、第
２図（ａ）〜（ｆ）に示したものと同導電型の半導体固
体撮像装置ができ上がる。
すなわち本発明によれば、電荷層は電界誘発方式で作ら
れたものでなく、冶金学的方式で作製されたものである
という点で従来のものと大きく異なり、特に、上記変形
実施例においてはｐｎ接合が各電荷転送路直下に存在す
ることになるので、強い光が入射した場合に電荷が転送
路からあふれ出てもこれは上記ｐｎ接合のビルドイン電
界によって基板１ａ方向に引かれるために隣接する電荷
転送路中に電荷が混入するような事態は生じないことに
なって好都合である。
れたものでなく、冶金学的方式で作製されたものである
という点で従来のものと大きく異なり、特に、上記変形
実施例においてはｐｎ接合が各電荷転送路直下に存在す
ることになるので、強い光が入射した場合に電荷が転送
路からあふれ出てもこれは上記ｐｎ接合のビルドイン電
界によって基板１ａ方向に引かれるために隣接する電荷
転送路中に電荷が混入するような事態は生じないことに
なって好都合である。
（２）発明の効果
以上、詳細に説明したように、本発明の固体撮像装置の
製造方法を用いれば、電荷層は冶金学的手法で作られた
ものとなるために各電荷転送路間のアイソレーションも
完全なものとなるために、実用上多大の効果が期待でき
る。
製造方法を用いれば、電荷層は冶金学的手法で作られた
ものとなるために各電荷転送路間のアイソレーションも
完全なものとなるために、実用上多大の効果が期待でき
る。
第１図は従来の固体撮像装置の構造を示した図、第２図
は本発明による上記装置の製造工程図、また第８図は本
発明の変形実施例になる製造工程図である。 図において、１は半導体基板、２は絶縁膜、８は転送電
極、６は電荷転送路、７はフィールドプレート、８は電
位の井戸、９は高キャリヤ濃度の＋ ｐ層、ｌＯは拡散マスク材、１１は電荷層として働くｐ
層、１２は絶縁膜、１８はフィールド絶縁層、１４は導
電膜をそれぞれ示す。
は本発明による上記装置の製造工程図、また第８図は本
発明の変形実施例になる製造工程図である。 図において、１は半導体基板、２は絶縁膜、８は転送電
極、６は電荷転送路、７はフィールドプレート、８は電
位の井戸、９は高キャリヤ濃度の＋ ｐ層、ｌＯは拡散マスク材、１１は電荷層として働くｐ
層、１２は絶縁膜、１８はフィールド絶縁層、１４は導
電膜をそれぞれ示す。
Claims (1)
- 水銀カドミラムチ／Ｌ／／Ｌ／の・半導体基板を材料と
して固体撮像装置を作製するに際し、上記半導体基板に
対して水銀蒸気中で高温熱処理をほどこし、当該基板表
層部の水銀を抜きとることになり、キャリヤ濃度を一旦
高めてから、その表面の所定場゛所に所定の拡散マスク
材を配設する工程の俵に、再び水銀蒸気中で低温処理を
行なって、上記拡散マスク材で覆われていな□い前記基
板表層部に水銀を導入し、当該表層部のキャリヤ濃度を
低め、前記拡散マスク材直下に残置され圧扁キャリヤ濃
度部分によって電荷堰を形成することを特徴とする固体
撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57054578A JPS58171848A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57054578A JPS58171848A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58171848A true JPS58171848A (ja) | 1983-10-08 |
| JPH0450753B2 JPH0450753B2 (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=12974578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57054578A Granted JPS58171848A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58171848A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280684A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-12-11 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | 光検出器 |
| JPH0945953A (ja) * | 1995-08-01 | 1997-02-14 | Nec Corp | 配列型赤外線検出器 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP57054578A patent/JPS58171848A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61280684A (ja) * | 1985-03-01 | 1986-12-11 | テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド | 光検出器 |
| JPH0945953A (ja) * | 1995-08-01 | 1997-02-14 | Nec Corp | 配列型赤外線検出器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0450753B2 (ja) | 1992-08-17 |
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