JPS6184059A - solid-state imaging device - Google Patents
solid-state imaging deviceInfo
- Publication number
- JPS6184059A JPS6184059A JP59206086A JP20608684A JPS6184059A JP S6184059 A JPS6184059 A JP S6184059A JP 59206086 A JP59206086 A JP 59206086A JP 20608684 A JP20608684 A JP 20608684A JP S6184059 A JPS6184059 A JP S6184059A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- well
- layer
- channel
- solid
- lsit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- H10F39/196—Junction field effect transistor [JFET] image sensors; Static induction transistor [SIT] image sensors
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
(技術分野)
本発明は、非破壊、増幅読出し機能を有する静電誘導ト
ランジスタ(SIT) より成る受光素子と、その周
辺回路とを同一チップに設けた固体撮像装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a solid-state imaging device in which a light-receiving element made of a static induction transistor (SIT) having a non-destructive amplification/reading function and its peripheral circuitry are provided on the same chip. It is something.
(従来技術)
受光素子としてのSIT とその周辺回路とを同一チッ
プ上に形成した固体撮像装置は、本願人が特願昭59−
85904号において提案している。第2図はその構成
図を示すものであり、同一チップに受光用のSIT と
周辺回路用のNMO3F巳T とを形成したもので、1
が周辺回路用NMO3FET部分を、2が受光SfT
部分を表わし、N、M (l S F B T用のPウ
ェル3とP−基板4とは、埋込みN層5と、N−エピタ
キシャル層6とにより互いに電気的アイソレーションが
行われている。この固体撮像装置においては受光SIT
のソース7、ドレイン8とNMO3FET のソース
9、ドレイン10、受光SIT のゲート絶縁膜11と
NMO3FETのゲート絶縁膜12、および受光S(T
のゲート電極13とN M OS F B T のゲ
ート電極14とをそれぞれ同じ工程で形成できる特長を
有している。(Prior art) A solid-state imaging device in which an SIT as a light-receiving element and its peripheral circuit are formed on the same chip was proposed by the applicant in Japanese Patent Application No.
It is proposed in No. 85904. Figure 2 shows its configuration, in which an SIT for light reception and an NMO3F-T for peripheral circuits are formed on the same chip.
2 is the NMO3FET part for the peripheral circuit, and 2 is the light receiving SfT.
The P well 3 and the P-substrate 4 for the S F B T are electrically isolated from each other by a buried N layer 5 and an N-epitaxial layer 6. In this solid-state imaging device, the light receiving SIT
The source 7 and drain 8 of the
It has the advantage that the gate electrode 13 of NMOS FBT and the gate electrode 14 of NMOS FBT can be formed in the same process.
しかし、第2図に示す固体撮像装置においては、周辺回
路をNMO5FETのみで形成しているため、NM O
S F E T回路固有の以下に示すような不具合があ
った。However, in the solid-state imaging device shown in FIG. 2, the peripheral circuit is formed only with NMO5FETs, so
There were the following problems specific to the SFET circuit.
■CMO5FETに比べて消費電力が大きい。■Higher power consumption than CMO5FET.
■シフトレジスタをNMO3FBT で作成すると、ブ
ートストラップ等の昇圧回路が必要となる。■If the shift register is made of NMO3FBT, a booster circuit such as a bootstrap is required.
■CMO5FBTを仕様した回路と比べると、アナログ
スイッチの特性が劣り、リニアリティー、ダイナミック
レンジの低下につながる。■Compared to a circuit using CMO5FBT, the characteristics of the analog switch are inferior, leading to a decrease in linearity and dynamic range.
■CMO3FBT と比べると、NMO3FET のみ
では回路構成が複雑になる。■Compared to CMO3FBT, the circuit configuration using only NMO3FET is complicated.
(発明の目的)
本発明の目的は、上述した不具合を解決した固体撮像装
置を提供しようとするものである。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that solves the above-mentioned problems.
(発明の概要)
本発明の固体撮像装置は、表面にソース、ドレインおよ
びゲートを有する横形の静電誘導トランジスタまたは表
面に絶縁ゲート構造を有する縦形の静電誘導トランジス
タより成る受光素子と、絶縁ゲート構造を有する相補形
の電界効果トランジスタより成る周辺回路とを同一チッ
プに設けたことを特徴とするものである。(Summary of the Invention) A solid-state imaging device of the present invention includes a light-receiving element consisting of a horizontal electrostatic induction transistor having a source, a drain, and a gate on its surface or a vertical electrostatic induction transistor having an insulated gate structure on its surface, and an insulated gate. The device is characterized in that a peripheral circuit consisting of complementary field effect transistors having a structure is provided on the same chip.
(実施例)
本発明を実施するにあたっては、まず■SITのチャネ
ル部をエビタキシャル工程で形成する場合と熱拡散法に
より形成する場合とがあり、また■CλIO3旺T形成
部の下にウェル−基板アイソレーンョン用埋込み層を形
成する場合としない場合とがある。(Example) In carrying out the present invention, there are two cases: (1) to form the channel part of the SIT by an epitaxial process, and (2) to form it by a thermal diffusion method. There are cases where a buried layer for substrate isolation is formed and cases where it is not.
以下、SIT を表面にソース、ドレインおよびゲート
を有する横形(以下これをLSITと呼ぶ)とする場合
の上記の4つの実施例を説明する。なお、以下の実施例
においては、LSITをそのソース・ドレイン電流がエ
レクトロンにより流れるNチャネルデバイスとすると共
にゲート構造をM OS 型とし、また半導体基板はS
iとして説明する。Hereinafter, the above-mentioned four embodiments will be described in which the SIT is a horizontal type having a source, drain, and gate on the surface (hereinafter referred to as LSIT). In the following examples, the LSIT is an N-channel device in which the source/drain current flows by electrons, the gate structure is a MOS type, and the semiconductor substrate is an S
This will be explained as i.
第1実施例
第1実施例は、LSITのチャネル部を熱拡散法により
形成し、CM OS F E T形成部の下にNタイプ
の埋め込み層を有しないものである。以下、この固体撮
像装置の構成を第1図A−Fに示すプロセス工程図を参
照しながら説明する。First Embodiment In the first embodiment, the channel portion of the LSIT is formed by a thermal diffusion method, and there is no N type buried layer under the CMOS FET forming portion. The configuration of this solid-state imaging device will be described below with reference to process diagrams shown in FIGS. 1A to 1F.
先ず、第1図Aにおいて、P−、P−/P−またはP−
/Pエピタキンヤル基板(P−の厚さは10μm以上で
P−濃度はI Xl013cm−3以下)21 の上に
レジスト22を塗布し、P M OS F E T用N
ウェル窓23をホトリソグラフィにより形成し、イオン
注入法でヒ素、リン等をlXl012cm−2程度注入
する。First, in FIG. 1A, P-, P-/P- or P-
/P epitaxial substrate (P- thickness is 10 μm or more, P- concentration is IXl013cm-3 or less) 21, a resist 22 is applied, and the N for PMOSFET is applied.
A well window 23 is formed by photolithography, and arsenic, phosphorus, or the like is implanted in an amount of about 1×10 12 cm −2 by ion implantation.
次に、第1図Bにおいて、再び基板21の上にレジスト
24を塗布し、LSIT用Nチャネル用窓25をホ)
IJソグラフィにより形成し、イオン注入法でヒ素、リ
ン等のNタイプ不純物をI XIO’〜1×IQIOc
m−2程度注入する。なお、第1N8において、26は
Nウェル形成用Nタイプ不純物注入層である。Next, in FIG. 1B, a resist 24 is applied again onto the substrate 21, and a window 25 for an LSIT N channel is formed.
It is formed by IJ lithography, and N-type impurities such as arsenic and phosphorus are added by ion implantation.
Inject about m-2. Note that in the first N8, 26 is an N type impurity implantation layer for forming an N well.
次に、Nウェルドライブインを行う。第1図CはこのN
ウェルドライブインを終了した後の図で、27はP M
OS F B T用Nウェルを、28はLSIT用N
チャネル部を表わす。Nウェルドライブインとしては、
1200℃の温度で10〜20時間熱処理を行って、p
Mo 5FET用Nウエル27を表面濃度1〜5X1
015cm−3接合深さ8〜13μm程度に形成し、ま
たLSITチャネル用N一層28を表面濃度I Xl0
13〜5 XIO13am−’接合深さ5〜8μm程
度に形成する。Next, an N-well drive-in will be held. Figure 1 C is this N
In the picture after the Wel Drive-in, 27 is P M
N well for OS F B T, 28 is N well for LSIT
Represents the channel part. As N-Well Drive-in,
Heat treatment was performed at a temperature of 1200°C for 10 to 20 hours, and p
N well 27 for Mo 5FET with surface concentration 1~5X1
015cm-3 to a junction depth of about 8 to 13μm, and the N layer 28 for the LSIT channel is formed at a surface concentration of IXl0.
13-5 XIO13am-' Formed at a junction depth of approximately 5-8 μm.
次に、第1図りにおいて、レジスト29を塗布し、ホト
リソグラフィによりNMO5FBT用窓30を形成し、
イオン注入法でボロンを1.4×1013cm−3程度
注入する。Next, in the first drawing, a resist 29 is applied, and a window 30 for NMO5FBT is formed by photolithography.
Boron is implanted in an amount of approximately 1.4×10 13 cm −3 using an ion implantation method.
第1図Eは上記の工程後、更にPウェルドライブインを
行った後の図で、31はPウェルを示す。FIG. 1E is a diagram after performing the P well drive-in after the above steps, and 31 indicates the P well.
Pウェルドライブインとしては、1200℃の温度で4
〜5時間熱処理を行って、Pウェル31を表面濃度1〜
2×l016cm−3、接合深さ4〜5μmに形成する
。As a P-well drive-in, at a temperature of 1200℃
Heat treatment is performed for ~5 hours to reduce the surface concentration of P well 31 to 1 ~
2×l016 cm−3 and a junction depth of 4 to 5 μm.
第1図Fは、上記の工程後、LSITチャネル用N一層
28にN+拡散層より成るソース32、ドレイン33を
、Pウェル31にN+拡散層より成るソース34、ドレ
イン35を、PMO3FBT用Nウェル27にP+拡散
層より成るソース36、ドレイン37を同時に形成し、
その後ゲート絶縁膜38.39.40を同時に形成して
からゲート電極41.42.43を同時に形成して、N
MO3LS[T44 ’より成る受光部と、N M O
S F E T 45およびPMO5FET46 のC
MO3FETより成る周辺回路部とを構成した最終断面
図である。ここで、Pウェル31とNウェル27との距
離dは4μm以上とし、P−基板21とPウェル31と
の間の耐圧はIOV以上とする。FIG. 1F shows that after the above steps, a source 32 and a drain 33 made of an N+ diffusion layer are placed in the N layer 28 for the LSIT channel, a source 34 and a drain 35 made of an N+ diffusion layer are placed in the P well 31, and an N well for the PMO3FBT. A source 36 and a drain 37 made of a P+ diffusion layer are simultaneously formed on 27,
After that, gate insulating films 38, 39, 40 are formed at the same time, gate electrodes 41, 42, 43 are formed at the same time, and N
A light receiving part consisting of MO3LS[T44' and NMO
C of S FET 45 and PMO5FET46
FIG. 3 is a final sectional view configuring a peripheral circuit section made of MO3FET. Here, the distance d between the P-well 31 and the N-well 27 is set to be 4 μm or more, and the breakdown voltage between the P-substrate 21 and the P-well 31 is set to be IOV or more.
第1実施例においては、Nタイプの埋込み層を形成しな
いから、マスク工程を一つ省略できる利点があると共に
、LSITチャネル用N一層28の濃度をイオン注入工
程により精度よく決定出来るという効果がある。In the first embodiment, since an N-type buried layer is not formed, there is an advantage that one mask process can be omitted, and there is also an effect that the concentration of the N layer 28 for the LSIT channel can be accurately determined by the ion implantation process. .
第2実施例
第2実施例は、1.、SITのチャネル部をエピタキシ
ャル層により形成し、C)110 S F E T 形
成部の下にNタイプの埋め込み層を有しないものである
。以下この固体(最像装置の構成を第3図A−Fに示す
プロセス工程図を参照しながら説明する。Second Embodiment The second embodiment includes 1. , the channel part of the SIT is formed by an epitaxial layer, and C) there is no N type buried layer under the 110 S F E T forming part. The structure of this solid state imager will be explained below with reference to process diagrams shown in FIGS. 3A to 3F.
先ず、第3図Aにおいて、P−またはP基板51上にN
−エピタキシャル層52を形成する。このエピタキシャ
ル層52は、濃度1〜5 Xl013cm−3とし、プ
ロセス終了後の層厚さが5〜10μmとなるように成長
させる。First, in FIG. 3A, N is placed on the P- or P substrate 51.
- forming an epitaxial layer 52; This epitaxial layer 52 has a concentration of 1 to 5 Xl013 cm-3 and is grown so that the layer thickness after the process is 5 to 10 μm.
次に、第3N8において、エピタキシャル層52の上に
レジスト53を塗布し、P層、l05FET 用Nウェ
ル窓54をホトリソグラフィにより形成し、イオン注入
法でN型不純物(例えばリン)をI XIO”am−2
程度注入する。Next, in the third N8, a resist 53 is applied on the epitaxial layer 52, a P layer and an N well window 54 for 105FET are formed by photolithography, and an N type impurity (for example, phosphorus) is added by ion implantation. am-2
Inject some amount.
次に、Nウェルドライブインを行う。第3図CはこのN
ウェルトライブインを終了した後の図で:55はPMO
5FET用Nウェルを示し、エピタキシャル層52はL
SIT用Nチャネク部である。なお、Nウェル55は表
面濃度1〜5 X1015cm−3、接合深さ〜10μ
m程度とする。Next, an N-well drive-in will be held. Figure 3 C is this N
In the diagram after completing Welltribe-in: 55 is PMO
5FET N well is shown, and the epitaxial layer 52 is L
This is an N channel section for SIT. Note that the N well 55 has a surface concentration of 1 to 5 x 1015 cm-3 and a junction depth of 10 μm.
It should be about m.
次に、第3図りにおいて、エピタキシャル層52および
Nウェル55上にレジスト56を塗布し、ホトリソグラ
フィによりPウェル用拡散窓57を形成する。なお、第
3図りにおいて左方の拡散窓57は、エピタキシャル層
52とNウェル55との電気的アイソレーションを行う
P層を形成するために作るものである。その後、拡散窓
57を通してイオン注入法により〜1.4 XIO”
cm−2程度ボロン等のP型不純物を注入する。Next, in the third drawing, a resist 56 is applied on the epitaxial layer 52 and the N-well 55, and a P-well diffusion window 57 is formed by photolithography. Note that the diffusion window 57 on the left side in the third diagram is created to form a P layer that electrically isolates the epitaxial layer 52 and the N well 55. Thereafter, ~1.4
A P-type impurity such as boron is implanted to a depth of about cm-2.
第3図Eは上記の工程後、更に、Pウェルドライブイン
を行った後の図で、58はPウェルを示す。FIG. 3E is a diagram after performing the P well drive-in after the above steps, and 58 indicates the P well.
Pウェルドライブインとしては1200℃の温度で、〜
4時間の熱処理を行って、Pウェル58を表面濃度1〜
2 XIO”cm−3、接合深さ〜4μmに形成する。As a P-well drive-in, the temperature is 1200℃, ~
Heat treatment is performed for 4 hours, and the P well 58 is heated to a surface concentration of 1 to 1.
2XIO"cm-3, and a junction depth of ~4 μm is formed.
第3図Fは、上記の工程後、LSITのチャネル部と成
るエピタキシャル層52にN゛ 拡散層より成るソース
59、ドレイン60を、Nウェル55にN+拡散層より
成るソース61、ドレイン62を、Pウェル58にP層
拡販層より成るソース63、ドレイン64を同時に形
成し、その後ゲート絶縁膜65.66、67を同時に形
成してからゲート電極68.69.70を同時に形成し
てNMO5LSIT71より成る受光部と、P M [
I S P E T 72およびN +、(OS F
E T 73 のCλIO3FET より成る周辺回路
部とを構成した最終断面図である。ここで、Pウェル5
8とNウェル55との距離dは4μm以上とし、P基板
51とPウェル58との間の耐圧はIOV以上とする。FIG. 3F shows that after the above steps, a source 59 and a drain 60 made of an Nₛ diffusion layer are placed in the epitaxial layer 52 that will become the channel portion of the LSIT, and a source 61 and a drain 62 made of an N+ diffusion layer are placed in the N well 55. A source 63 and a drain 64 made of a P layer are simultaneously formed in the P well 58, and then gate insulating films 65, 66 and 67 are formed at the same time, and then gate electrodes 68, 69 and 70 are formed simultaneously to form an NMO5LSIT 71. The light receiving section and P M [
I S P E T 72 and N +, (OS F
FIG. 7 is a final cross-sectional view of the peripheral circuit section including a CλIO3FET of E T 73; Here, P well 5
The distance d between the P substrate 51 and the N well 55 is set to be 4 μm or more, and the breakdown voltage between the P substrate 51 and the P well 58 is set to be IOV or more.
第2実施例においては、LSITおよびC1,to S
F E T のチ〒ネル部がエピタキシャル層程で形
成されるから、結晶性がよく、ライフタイムが高く、リ
ーク電流が少なく成るという特長がある。また、埋め込
み層を形成しないと共に、第1実施例におけるN−チャ
ネル用マスクも不要となるから、その分マスク工程が少
なくなる利点がある。In the second embodiment, LSIT and C1, to S
Since the channel portion of FET is formed as much as the epitaxial layer, it has the advantages of good crystallinity, long lifetime, and low leakage current. Further, since a buried layer is not formed and the N-channel mask in the first embodiment is not required, there is an advantage that the number of mask steps is reduced accordingly.
第3実施例
第3実施例は、LSITのチャネル部を熱拡散法により
成形し、CMO3FET形成部の下にNタイプの埋め込
み層を有するものである。以下、この固体撮像装置の構
成を第4図A−Gに示すプロセス工程図を参照しながら
説すする。Third Embodiment In the third embodiment, the channel portion of the LSIT is formed by a thermal diffusion method, and an N-type buried layer is provided under the CMO3FET forming portion. The configuration of this solid-state imaging device will be described below with reference to process diagrams shown in FIGS. 4A to 4G.
先ず、第4図Aにおいて、PまたはP−基板81の上に
レジスト82を塗布し、ホトリソグラフィによりアイソ
レーンヨンN層用窓83を形成する。その後、イオン注
入法によりN型不純物(例えばリン)をl xlQ12
〜I Xl013cm−2注入する。First, in FIG. 4A, a resist 82 is applied on a P or P-substrate 81, and a window 83 for the iso-rayon N layer is formed by photolithography. After that, an N-type impurity (for example, phosphorus) is added by ion implantation.
Inject ~I Xl013cm-2.
次に、第4図Bに示すようにP−エピタキシャル層84
を形成する。このエピタキシャル層84は、好ましくは
濃度を5 Xl012cm−3以下、厚さを15〜20
μmとする。なお、第4N8において、85はウェル−
基板アイソレーション用N層を示す。Next, as shown in FIG. 4B, a P-epitaxial layer 84 is formed.
form. This epitaxial layer 84 preferably has a concentration of 5 Xl012 cm-3 or less and a thickness of 15 to 20
Let it be μm. In addition, in the 4th N8, 85 is a well.
The N layer for substrate isolation is shown.
次に、第4図Cにおいて、エピタキシャル層84上にレ
ジスト86を塗布し、LSIT用Nチャネル用窓87を
ホトリソグラフィにより形成して、イオン注入法でヒ素
、リン等のNタイプ不純物をI×109〜I X10”
am−2程度注入する。Next, in FIG. 4C, a resist 86 is applied on the epitaxial layer 84, an N-channel window 87 for LSIT is formed by photolithography, and N-type impurities such as arsenic and phosphorus are implanted by ion implantation. 109~I X10"
Inject about am-2.
次に、第4図りにおいて、エピタキシャル層84上にレ
ジスト88を塗布し、PMO5FIET用Nウェル窓8
9をホトリソグラフィにより形成して、イオン注入法で
N型不純物(例えばリン)をlXl012cm−2程度
注入する。なお、第4図りにおいて、90はLSITチ
ャネルN一層を形成するためのN層を示す。Next, in the fourth diagram, a resist 88 is applied on the epitaxial layer 84, and the N-well window 88 for PMO5FIET is coated on the epitaxial layer 84.
9 is formed by photolithography, and an N-type impurity (for example, phosphorus) is implanted in an amount of about 1×10 12 cm −2 by ion implantation. Note that in the fourth diagram, 90 indicates an N layer for forming the LSIT channel N single layer.
次に、第4図Eにおいて、レジスト91を塗布し、ホト
リソグラフィによりNMO3F[l:T用窓92を形成
して、Pウェル用のボロンを1.4 XIO”am−
3程度注入する。なお、第4図已において、93はNウ
ェル用N層を示す。Next, in FIG. 4E, a resist 91 is applied, a window 92 for NMO3F[l:T is formed by photolithography, and boron for the P well is filled with 1.4 XIO" am-
Inject about 3 times. In addition, in FIG. 4, 93 indicates an N layer for an N well.
次に、ウェルドライブインを行う。第4図Fはこのウェ
ルドライブインを終了した後の図で、94はLSITチ
ャネル用N一層を、95はNウェルを、96はPウェル
を示す。このウェルドライブインは、1200℃の温度
で10〜15時間行う。ここで、N一層94の表面濃度
は1〜5 XIO”’am−3、Nウェル95の表面濃
度は1〜5 X10150m−’、Pウェル96の表面
濃度は1・〜2×1015cl′l1−3とし、Nウェ
ル95およびPウェル96の深さは7〜9μmとしての
その下部をウェル熱処理によってもち上がったアイソレ
ーション用N層85にそれぞれ接合させる。なお、この
ときのN一層94の深さは6μm程度となる。Next, we will have a well drive-in. FIG. 4F is a diagram after completing this well drive-in, in which 94 shows the N layer for LSIT channel, 95 shows the N well, and 96 shows the P well. This well drive-in is carried out at a temperature of 1200° C. for 10 to 15 hours. Here, the surface concentration of the N layer 94 is 1 to 5 XIO'''am-3, the surface concentration of the N well 95 is 1 to 5 3, and the depth of the N well 95 and the P well 96 is 7 to 9 μm, and their lower parts are respectively bonded to the isolation N layer 85 raised by the well heat treatment.The depth of the N layer 94 at this time is is approximately 6 μm.
第4図Gは、上記の工程後、LSIT用チャネル部を構
成するN一層94にN+拡散層より成るソース97、ド
レイン98を、Nウェル95にP“拡軟層より成るソー
ス99、ドレイン100 を、Pウェル96にN゛拡散
層より成るソース101、ドレイン102 を同時に形
成し、その後ゲート絶、縁膜103. 104.105
を同時に形成してからゲート電極106.107.1
08 を同時に形成して、NMO3LSIT109 よ
り成る受光部と、PMO3FETI 10およびNMO
3FETI 11のCMO3FET より成る周辺回路
部とを構成した最終断面図である。第4図Gから明らか
なように、本例ではPウェル96とPまたはP−基板8
1との電気的アイソレーションを行うために、Nウェル
95でPウェル96の周囲を取り囲んだ構成となってい
る。FIG. 4G shows that after the above steps, a source 97 and a drain 98 made of an N+ diffusion layer are placed in the N layer 94 constituting the LSIT channel section, and a source 99 and a drain 100 made of a P" diffusion layer are placed in the N well 95. A source 101 and a drain 102 made of N diffusion layers are simultaneously formed in the P well 96, and then gate insulating and insulating films 103, 104, and 105 are formed.
are formed at the same time, and then gate electrodes 106.107.1
08 is formed at the same time to form a light receiving section consisting of NMO3LSIT109, PMO3FETI10 and NMO3LSIT109.
FIG. 3 is a final cross-sectional view of the 3FETI 11 and the peripheral circuit section made up of CMO3FETs. As is clear from FIG. 4G, in this example, the P well 96 and the P or P-substrate 8
In order to electrically isolate the P well 96 from the N well 95, the P well 96 is surrounded by an N well 95.
第3実施例においては、LSITおよびCMO旺ETの
チャネル部分がエピタキシャル層で形成されているから
リーク電流が少ないと共に、N−チャネルがイオン注入
で行われるから濃度の制御性が良い利点がある。また、
埋め込みN層を有しない場合に比べて、ウェルのドライ
ブイン時間が短時間でよく、結晶性の改善、制御性向上
の効果がある。In the third embodiment, the channel portions of the LSIT and the CMO ET are formed of an epitaxial layer, so there is less leakage current, and since the N-channel is formed by ion implantation, the concentration can be easily controlled. Also,
Compared to the case without a buried N layer, the drive-in time of the well can be shortened, and there is an effect of improving crystallinity and controllability.
第4実施例
第4実施例は、LSITのチャネル部をエピタキシャル
法により形成し、CMIISFBT 形成部の下にNタ
イプの埋め込み層を有するものである。以下、この固体
撮像装置の構成を第5図A−Fに示すプロセス工程図を
参照しながら説明する。Fourth Embodiment In the fourth embodiment, the channel portion of the LSIT is formed by an epitaxial method, and an N-type buried layer is provided under the CMIISFBT forming portion. The configuration of this solid-state imaging device will be described below with reference to process diagrams shown in FIGS. 5A to 5F.
先ず、第5図Aにおいて、PまたはP−基板121上に
レジスト122 を塗布し、ホトリソグラフィによりア
イソレーションN履用窓123 を形成する。First, in FIG. 5A, a resist 122 is applied onto a P or P-substrate 121, and an isolation N wearing window 123 is formed by photolithography.
その後、イオン注入法により、N型不純物(例えばリン
)をl XIQ+2〜l XIO”cm−2注入する。Thereafter, an N-type impurity (for example, phosphorus) is implanted by lXIQ+2 to lXIO''cm-2 by ion implantation.
次に、第5N8に示すようにN−エピタキシャルM12
4 を形成する。このエピタキシャル層124は、濃度
が1〜5 Xl013cm−3、プロセス終了後の厚さ
が5〜10μmとなるように形成する。なお、第5図B
において、125 はウェル−基板アイソレーション用
N層を示す。Next, as shown in No. 5N8, N-epitaxial M12
Form 4. This epitaxial layer 124 is formed to have a concentration of 1 to 5 Xl013 cm-3 and a thickness of 5 to 10 μm after the process is completed. Furthermore, Figure 5B
In the figure, 125 indicates an N layer for well-substrate isolation.
次に、第5図Cにおいて、エピタキシャル層124上に
レジスト126 を塗布し、PMO3FBT用Nウェル
用窓127 をホトリソグラフィにより形成してイオン
注入法で、ヒ素、リン等のNタイプ不純物をlXl01
2cm−2程度注入する。Next, in FIG. 5C, a resist 126 is applied on the epitaxial layer 124, an N-well window 127 for PMO3FBT is formed by photolithography, and N-type impurities such as arsenic and phosphorus are added by ion implantation.
Inject about 2cm-2.
次に、第5図りにおいて、エピタキシャル層124上に
レジスト128 を塗布し、NMO3FET 用および
アイソレーション用のPウェル窓129 をそれぞれホ
トリソグラフィにより形成してイオン注入法でP型不純
物(例えばボロン)を1〜2 XIO”cm−’程度注
入する。なお、第5図りにおいて、1“5はNウェル形
成用のN層を示す。Next, in the fifth diagram, a resist 128 is applied on the epitaxial layer 124, a P-well window 129 for NMO3FET and isolation is formed by photolithography, and a P-type impurity (for example, boron) is added by ion implantation. About 1 to 2 XIO"cm-' is implanted. In the fifth diagram, 1"5 indicates an N layer for forming an N well.
次に、ウェルドライブインを行う。第5図Eはこのウェ
ルドライブインを終了した後の(8)で、131はNウ
ェルを、132 はPウェルを示す。このウェルドライ
ブインは、1200℃の温度で10〜15時間行う。こ
こで、Nウェル131 の表面濃度は1〜5×IQIS
cm−3、Pウェル132 の表面濃度は1〜2X10
cm −’とし、C!、l03F訂用のNつxル131
およびPウェル132 の深さは7〜9μm として
その下部をウェル熱処理によってもち上がったアイソレ
ーション用N層125 にそれぞれ接合させる。Next, we will have a well drive-in. FIG. 5E shows (8) after completing this well drive-in, 131 indicates the N well, and 132 indicates the P well. This well drive-in is carried out at a temperature of 1200° C. for 10 to 15 hours. Here, the surface concentration of the N well 131 is 1 to 5×IQIS
cm-3, the surface concentration of P well 132 is 1-2X10
cm −' and C! , Nxle 131 for l03F revision
The depth of the P well 132 is set to 7 to 9 μm, and the lower portion thereof is bonded to the isolation N layer 125 raised by the well heat treatment.
第5図Fは、上記の工程後、LSIT用 チャネル部1
24 に・N″拡散層より成るソース133、ドレイ
ン134 を、Nウェル131 にP゛拡散層より成
るソース135、ドレイン136 を、NMO3FET
用Pウェル132 にN”拡散層より成るソース13
7、ドレイン138 を同時に形成し、その後ゲート絶
縁膜139゜140、141を同時に形成してからゲー
ト電極142゜143、144を同時に形成して、Nン
)(O3LSIT145 より成る受光部と、PMO3
旺T146およびNMO3FET147のCMO3参T
より成る周辺回路部とを構成した最終断面図である。第
5図Fから明らかなように、本例ではNウェル131
とN−エピタキシャル層124 との電気的アイソレ
ーションを行うために、これら間にPウェル拡散層を入
れている。Figure 5F shows the LSIT channel section 1 after the above steps.
24, a source 133 and a drain 134 made of an N'' diffusion layer are placed in the N well 131, a source 135 and a drain 136 made of a P'' diffusion layer are placed in the NMO3FET.
A source 13 made of an N” diffusion layer is placed in the P well 132.
7. Form the drain 138 at the same time, then form the gate insulating films 139, 140, 141 at the same time, and then form the gate electrodes 142, 143, 144 at the same time to form the light receiving part made of N)(O3LSIT145) and the PMO3
CMO3 reference of OTO T146 and NMO3FET147
FIG. 2 is a final sectional view configuring a peripheral circuit section consisting of the following. As is clear from FIG. 5F, in this example, the N well 131
In order to provide electrical isolation between the N-epitaxial layer 124 and the N-epitaxial layer 124, a P-well diffusion layer is inserted between them.
第4実施例においては、LSITおよびCMO5FET
のチャネル部分がエピタキシャル層で形成されている
から、リーク電流を少なくてきる。また、埋め込みN層
を有しない場合に比べて、ウェルのドライブイン時間が
短時間でよく、結晶性の改善、制御性向上の効果がある
。In the fourth embodiment, LSIT and CMO5FET
Since the channel portion is formed of an epitaxial layer, leakage current can be reduced. Furthermore, compared to the case without a buried N layer, the well drive-in time can be shortened, and crystallinity can be improved and controllability can be improved.
なお、本発明は上述した実施例にのみ限定されるもので
はなく幾多の変形または変更が可能である。例えばSI
T はMO乳SIT に限らず、ジャンクションしSI
Tとすることもできるし、表面M OS ゲート縦型S
IT とすることもできる。また、5ITitNチヤネ
ルデバイスに限らず、不純物のタイプおよび電圧を変え
ることによりPチャネル部分くイスとすることでもでき
る。更に、上述した例では半導体としてSiを用いたが
GaAs等の他の半導体を用いることもできる。It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or changed in many ways. For example, S.I.
T is not limited to MO milk SIT, but also junction and SI
It can also be T, or surface MOS gate vertical S.
It can also be IT. In addition, the device is not limited to the 5ITitN channel device, but can also be made into a P channel portion by changing the impurity type and voltage. Furthermore, although Si was used as the semiconductor in the above example, other semiconductors such as GaAs may also be used.
(発明の効果)
以上述べたように、本発明においては受光素子としての
SIT とその周辺回路を構成するCMO5FETとを
同一チップに設けたから、次のような効果がある。(Effects of the Invention) As described above, in the present invention, since the SIT as a light receiving element and the CMO5FET constituting its peripheral circuit are provided on the same chip, the following effects can be obtained.
■ 周辺回路をN M OS F B Tで構成する場
合に比べて消費電力が小さい。■ Power consumption is lower than when the peripheral circuit is configured with NMOS FBT.
■ シフトレンスタをブートストラップ等の昇圧回路を
用いることなく、クロックドC!、lO3回路でN !
、(OS FETと同程度の面積で形成できる。■ Clocked C without using a booster circuit such as a bootstrap with shift lens star! , N in the lO3 circuit!
, (can be formed with an area comparable to that of an OS FET.
■CM D S F E Tを用いることにより、アナ
ログスイッチの特性が良くなり、したがってリニアリテ
ィ、ダイナミックレンジが向上する。-Using CMDS FET improves the characteristics of the analog switch, thus improving linearity and dynamic range.
■C〜IO3FETを設けることにより、容易に各種の
処理、演算回路を構成できる。したがって、ワンチップ
で多様な受光処理、演算を行うことができるから、イン
テリジェントIc化に有利である。(2) By providing C to IO3 FETs, various processing and arithmetic circuits can be easily configured. Therefore, it is possible to perform various light reception processing and calculations with a single chip, which is advantageous for making an intelligent IC.
第1図A−Fは本発明の第1実施例を説明するための工
程図、
第2図は本願人が既に提案した固体撮像装置のチップ断
面図、
第3図A−Fは本発明の第2実施例を説明するための工
程図、
第4図A−Gは同じく第3実施例を説明するための工程
図、
第5図A−Fは同じく第4実施例を説明するための工程
図である。
21、51.81.121・・・基板
27、55.95. 131 ・・・Nウェル3L 5
8.96. 132・・・Pウェル28、94・・・N
一層
52、 124・・・エピタキシャル層32、34.3
6.59.6163.97.99. 101. 133
゜135、 137・・・ソース
33、35.37.60.62.64.98. to
o、 102. 134゜136、 138 ・・
・ドレイン
38、’ 39.40.65.’ 66、67、 10
3. 104. 105. 139゜140、141・
・・ゲート絶縁膜
41、 42. 43. 68. 69. 70. 1
06. 107. 108. 142゜143、144
・・・ゲート電極
44、 71. .109. 145・・・NMO3
LSIT45、73. 111. 147・・・NMO
3FET46、72. 110. 146・・・P M
OS F E T第1図
44 4.5 ’6第2
図
1ど1A-F are process diagrams for explaining the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a chip of a solid-state imaging device already proposed by the applicant, and FIGS. 3A-F are process diagrams for explaining the first embodiment of the present invention. Process diagrams for explaining the second embodiment; Figures 4A-G are process diagrams for explaining the third embodiment; Figures 5A-F are process diagrams for explaining the fourth embodiment. It is a diagram. 21, 51.81.121...Substrate 27, 55.95. 131...N well 3L 5
8.96. 132...P well 28, 94...N
One layer 52, 124...Epitaxial layer 32, 34.3
6.59.6163.97.99. 101. 133
゜135, 137... Source 33, 35.37.60.62.64.98. to
o, 102. 134°136, 138...
・Drain 38,' 39.40.65. ' 66, 67, 10
3. 104. 105. 139°140, 141・
...Gate insulating film 41, 42. 43. 68. 69. 70. 1
06. 107. 108. 142°143, 144
...gate electrodes 44, 71. .. 109. 145...NMO3
LSIT45, 73. 111. 147...NMO
3FET46, 72. 110. 146...PM
OS F E T Fig. 1 44 4.5 '6 2nd
Figure 1
Claims (1)
の静電誘導トランジスタまたは表面に絶縁ゲート構造を
有する縦形の静電誘導トランジスタより成る受光素子と
、絶縁ゲート構造を有する相補形の電界効果トランジス
タより成る周辺回路とを同一チップに設けたことを特徴
とする固体撮像装置。1. A light receiving element consisting of a horizontal electrostatic induction transistor having a source, drain, and gate on its surface or a vertical electrostatic induction transistor having an insulated gate structure on its surface, and a peripheral circuit consisting of a complementary field effect transistor having an insulated gate structure. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device, characterized in that: and are provided on the same chip.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59206086A JPH061826B2 (en) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | Solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59206086A JPH061826B2 (en) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | Solid-state imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184059A true JPS6184059A (en) | 1986-04-28 |
| JPH061826B2 JPH061826B2 (en) | 1994-01-05 |
Family
ID=16517582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59206086A Expired - Lifetime JPH061826B2 (en) | 1984-10-01 | 1984-10-01 | Solid-state imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061826B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256470A (en) * | 1986-04-29 | 1987-11-09 | Olympus Optical Co Ltd | Semiconductor image sensing device |
| US4929994A (en) * | 1987-04-28 | 1990-05-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Solid-state imaging device with multiple dielectric layers |
| JPH03203266A (en) * | 1989-12-28 | 1991-09-04 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor device |
| EP0564191A3 (en) * | 1992-03-31 | 1994-11-02 | Sgs Thomson Microelectronics | Structure and method for fabricating integrated circuits |
| JP2005303154A (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Sony Corp | Solid-state imaging device |
| JP2007134581A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Toshiba Corp | Solid-state imaging device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5530855A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-04 | Semiconductor Res Found | Semiconductor optical device |
-
1984
- 1984-10-01 JP JP59206086A patent/JPH061826B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5530855A (en) * | 1978-08-25 | 1980-03-04 | Semiconductor Res Found | Semiconductor optical device |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256470A (en) * | 1986-04-29 | 1987-11-09 | Olympus Optical Co Ltd | Semiconductor image sensing device |
| US4929994A (en) * | 1987-04-28 | 1990-05-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Solid-state imaging device with multiple dielectric layers |
| JPH03203266A (en) * | 1989-12-28 | 1991-09-04 | Hamamatsu Photonics Kk | Semiconductor device |
| EP0564191A3 (en) * | 1992-03-31 | 1994-11-02 | Sgs Thomson Microelectronics | Structure and method for fabricating integrated circuits |
| JP2005303154A (en) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Sony Corp | Solid-state imaging device |
| JP2007134581A (en) * | 2005-11-11 | 2007-05-31 | Toshiba Corp | Solid-state imaging device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH061826B2 (en) | 1994-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940009357B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2965783B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2835116B2 (en) | Power IC and method of manufacturing the same | |
| JPS5925369B2 (en) | Integrated circuit manufacturing method | |
| JPS5843563A (en) | Method of producing high integrated circuit c-mos field effect transistor circuit | |
| JPH05190781A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
| JPH104198A (en) | Semiconductor transistor on silicon with halo injection | |
| JP3031880B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| US5702959A (en) | Method for making an isolated vertical transistor | |
| KR100324931B1 (en) | Method of Fabricating a Twin Well CMOS Device | |
| US20100190316A1 (en) | Method of selective oxygen implantation to dielectricallly isolate semiconductor devices using no extra masks | |
| JPS6184059A (en) | solid-state imaging device | |
| JPH0348458A (en) | Bi-cmos integrated circuit and manufacture thereof | |
| US6107672A (en) | Semiconductor device having a plurality of buried wells | |
| JP2947816B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS61245563A (en) | Bipolar cmos semiconductor device | |
| KR20010011793A (en) | Bicmos having cmos of soi structure and vertical bipolar transistor | |
| JP2000174035A (en) | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit | |
| JP2926723B2 (en) | Complementary semiconductor device | |
| KR940010565B1 (en) | BICMOS semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2808901B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPS59124157A (en) | Complementary type semiconductor integrated circuit | |
| JPS6334949A (en) | Semiconductor device | |
| JP2000164724A (en) | Manufacture of semiconductor integrated circuit | |
| JPS63316468A (en) | Semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |