JP2003037262A - 固体撮像装置並びにその製造方法および駆動方法 - Google Patents
固体撮像装置並びにその製造方法および駆動方法Info
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Abstract
実現できる固体撮像装置およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 P-型ウェル領域302内にN型光電変
換領域303が形成された固体撮像装置において、N型
光電変換領域303上に第2層間絶縁膜314を介して
遮光膜315および透明導電膜321を形成する。この
遮光膜315および透明導電膜321にマイナス電圧を
印加することにより、N型光電変換領域303の表層部
にP++型反転領域329を形成する。
Description
にその製造方法および駆動方法に関する。
CCD固体撮像装置およびMOS固体撮像装置などの固
体撮像装置は、ファクシミリ、ビデオカメラおよびデジ
タルスチルカメラなどの様々な画像入力機器に使用され
ている。
素構造の一例を示す断面図である(以下、この固体撮像
装置を「第1の従来例」という。)。この第1の従来例
においては、N-型シリコン基板101内に形成された
P-型ウェル領域102内に、N型光電変換領域10
3、N型転送チャネル領域104、P型読み出し領域1
05およびP+型チャネルストップ領域106が形成さ
れている。また、前記光電変換領域103の表層部には
P++型正孔蓄積領域107が形成され、前記転送チャネ
ル領域104の直下にはP型ウェル領域108が形成さ
れている。転送チャネル領域104、読み出し領域10
5およびチャネルストップ領域106の上方には、ゲー
ト絶縁膜110を介して転送電極111が形成されてお
り、この転送電極111表面には、第1の層間絶縁膜1
13が形成されている。更に、第2層間絶縁膜114を
介して導電性遮光膜115が形成されている。この導電
性遮光膜115は、転送電極111を被覆するように形
成され、且つ、光電変換領域103の少なくとも一部に
対応する部分に開口116が設けられている。また、こ
の導電性遮光膜115は、一般に接地されている。更
に、保護膜117、平坦化膜118、カラーフィルタ層
119およびマイクロレンズ120が順次形成されてい
る。
を示す断面図である(以下、この固体撮像装置を「第2
の従来例」という。)。この第2の従来例は、例えば、
特開平7−94699号公報に記載されている。第2の
従来例においては、光電変換領域103の上方に、P++
型正孔蓄積領域107と直接接触するように透明導電膜
121が形成されている。この透明導電膜121は、接
地された導電性遮光膜115と電気的に接続されてい
る。第2の従来例の構造は、透明導電膜121が形成さ
れている点を除けば第1の従来例と同様である。
したように、光電変換領域103の表層部にP++型正孔
蓄積領域107が形成されている。これにより、光電変
換領域表面で熱的に発生する暗電流を、P++型正孔蓄積
領域107の正孔でトラップすることができ、その結
果、固体撮像装置の画質を改善することが可能となる。
このP++型正孔蓄積領域107は、高濃度のP型不純物
拡散領域であり、イオン注入によって形成される領域で
ある。
を説明するための模式図である。まず、N-型シリコン
基板101内にP-型ウェル領域102を形成し、その
内にN型光電変換領域103などを形成する。また、シ
リコン基板101表面にゲート絶縁膜110を介して転
送電極111を形成する。続いて、転送電極111表面
に第1層間絶縁膜113を形成した後、転送電極111
および第1層間絶縁膜113をマスクとして用いて、自
己整合的にボロン(B)またはフッ化ボロン(BF2)
などのP型不純物をイオン注入することにより、P++型
正孔蓄積領域107が形成される。
従来例では、次のような問題点があった。図23および
図24は、従来の固体撮像装置における問題点を第2の
従来例の構造を用いて説明する模式図である。
うに、P++型正孔蓄積領域107は、転送電極111お
よび第1層間絶縁膜113をマスクとして、自己整合的
にP型不純物をイオン注入することにより形成される。
このイオン注入は、光電変換領域103を極力浸食せ
ず、且つ、基板表面で発生する暗電流を効率良く抑制で
きるように、1013〜1014cm-2の高ドーズ量、数〜
数十keVの低エネルギーで実施される。また、P++型
正孔蓄積領域107は、光電変換領域103のほぼ全面
を覆うように形成される。
の不純物濃度が光電変換領域103に対して相対的に高
濃度であることと、イオン注入時のチャネリングおよび
注入後の活性化アニールの影響のため、P型不純物を低
エネルギーでイオン注入しても、不純物分布の広がりを
抑制することは難しかった。そのため、従来の固体撮像
装置においては、P++型正孔蓄積領域107と光電変換
領域103との接合深さ(XJ)は通常0.3μmであ
り、これを縮小することは非常に困難であった。
により発生した信号電荷122の一部が、表面拡散電流
123として、P++型正孔蓄積領域107から転送チャ
ネル領域104に容易に流れ込み、スミアが増加すると
いう問題があった。また、信号電荷122をN型光電変
換領域103からN型転送チャネル領域104に読み出
す際、P++型正孔蓄積領域107を回り込むように電荷
読み出し経路124が形成されるため、読み出し電圧が
増加するという問題もあった。
にも広がって形成されるため、P++型正孔蓄積領域と転
送チャネル領域の間隔125が狭まり、信号電荷122
を読み出すために転送電極111に読み出しパルス(通
常15V程度)を印加すると、P++型正孔蓄積領域10
7とN型転送チャネル104の間の強電界によりホット
エレクトロンが発生し、ランダムノイズの原因となるな
どの問題があった。
では、透明導電膜121が光電変換部109上のシリコ
ン基板表面に直接接触するように形成されるため、光電
変換部109の表面で接合ダメージ126が発生し、い
くらP++型正孔蓄積領域107を接地して最表面の空乏
化を抑制しても、接合ダメージ126を介した暗電流が
増加し、画質の劣化が生じるという問題があった。
び低暗電流を実現できる固体撮像装置並びにその製造方
法および駆動方法を提供することを目的とする。
め、本発明の第1の固体撮像装置は、第1導電型半導体
基板内に形成された第2導電型光電変換領域と、前記基
板の前記第2導電型光電変換領域と隣接する領域上にゲ
ート絶縁膜を介して形成された電極と、前記電極を被覆
し、且つ、前記第2導電型光電変換領域の上方に開口を
有する導電性遮光膜と、前記第2導電型光電変換領域上
に層間絶縁膜を介して形成され、且つ、前記導電性遮光
膜と電気的に接続された透明導電膜とを備えることを特
徴とする。
導電性遮光膜および前記透明導電膜に負電圧を印加する
ことによって、前記第2導電型光電変換領域の表層部に
第1導電型の反転領域を形成することができる。
第2導電型光電変換領域の表層部に第1導電型半導体領
域が形成されていてもよい。この光電変換領域の表層部
に形成される第1導電型半導体領域は、比較的低濃度、
例えば1016〜1019cm-3、好ましくは1017〜10
18cm-3の不純物拡散領域で構成することができる。こ
の場合、前記導電性遮光膜および前記透明導電膜に電圧
を印加することによって、前記光電変換領域の表層部に
形成される第1導電型半導体領域の表層部に、第1導電
型の蓄積領域を形成することができる。
は、前記反転領域または前記蓄積領域の深さが0.1μ
m以下であることが好ましい。
は、前記透明導電膜が前記導電性遮光膜上に形成された
構造とすることもできるが、前記導電性遮光膜が前記透
明導電膜上に形成された構造とすることが好ましい。
1の固体撮像装置の駆動方法であって、前記第2導電型
光電変換領域において光電変換により発生した信号電荷
を蓄積し、前記転送チャネル領域において信号電荷を転
送するステップと、蓄積された前記信号電荷を前記転送
チャネル領域に読み出すステップとを含み、前記N型光
電変換領域に前記信号電荷を蓄積し、前記転送チャネル
領域において前記信号電荷を転送するステップにおいて
は、前記導電性遮光膜および前記透明導電膜に負電圧を
印加し、前記信号電荷を前記転送チャネル領域に読み出
すステップにおいては、前記導電性遮光膜および前記透
明導電膜に0V以上の電圧を印加することを特徴とす
る。
ば、次のような製造方法により作製できる。この製造方
法は、第1導電型半導体基板内に第2導電型光電変換領
域を形成する工程と、前記基板の前記第2導電型光電変
換領域と隣接する領域上にゲート絶縁膜を介して電極を
形成する工程と、前記電極を被覆し、且つ、前記第2導
電型光電変換領域の上方に開口を有する導電性遮光膜を
形成する工程と、前記第2導電型光電変換領域上に層間
絶縁膜を介して透明導電膜を形成し、前記導電性遮光膜
と電気的に接続する工程とを含むことを特徴とする。
固体撮像装置は、第1導電型半導体基板内に形成された
第2導電型光電変換領域と、前記基板の前記第2導電型
光電変換領域と隣接する領域上にゲート絶縁膜を介して
形成された電極と、前記第2導電型光電変換領域の端部
を含む領域および前記電極の上方に層間絶縁膜を介して
形成され、且つ、前記第2導電型光電変換領域の前記端
部を除く領域の上方に開口を有する導電性遮光膜と、前
記第2導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の表層
部に形成された不純物拡散領域である第1導電型半導体
領域とを備えることを特徴とする。
導電性遮光膜に電圧が印加されることによって、前記第
2導電型光電変換領域の前記端部を含む領域の表層部
に、第1導電型の反転領域が形成される。なお、この前
記反転領域の深さは、通常は、0.1μm以下で形成さ
れる。
は、前記第2導電型光電変換領域の前記端部を含む領域
の表層部に、第1導電型半導体領域が形成されていても
よい。この光電変換領域の前記端部を含む領域の表層部
に形成される第1導電型半導体領域は、光電変換領域の
前記端部を除く領域の表層部に形成される第1導電型半
導体領域に比べて十分に低い濃度、例えば1016〜10
19cm-3、好ましくは1017〜1018cm-3の不純物拡
散領域で構成することができる。この場合、前記導電性
遮光膜に電圧が印加されることによって、前記光電変換
領域の前記端部を含む領域の表層部に形成される第1導
電型半導体領域の表層部に、第1導電型の蓄積領域が形
成される。なお、この蓄積領域の深さは、通常は、0.
1μm以下で形成される。
は、前記第2導電型光電変換領域の端部から、前記光電
変換領域の前記端部を除く領域の表層部に形成される第
1導電型半導体領域の端部までの距離が、0.3μm以
上であることが好ましい。
2の固体撮像装置の駆動方法であって、前記第2導電型
光電変換領域において光電変換により発生した信号電荷
を蓄積し、前記転送チャネル領域において信号電荷を転
送するステップと、蓄積された前記信号電荷を前記転送
チャネル領域に読み出すステップとを含み、前記第2導
電型光電変換領域に前記信号電荷を蓄積し、前記転送チ
ャネル領域において前記信号電荷を転送するステップに
おいては、導電性遮光膜に負電圧を印加し、前記信号電
荷を前記転送チャネル領域に読み出すステップにおいて
は、導電性遮光膜に0V以上の電圧を印加することを特
徴とする。
2の固体撮像装置の製造方法であって、第1導電型半導
体基板内に第2導電型光電変換領域を形成する工程と、
前記基板の前記第2導電型光電変換領域と隣接する領域
上にゲート絶縁膜を介して電極を形成する工程と、前記
第2導電型光電変換領域の端部を含む領域および前記電
極の上方に層間絶縁膜を介して導電性遮光膜を形成する
工程と、前記導電性遮光膜の前記第2導電型光電変換領
域の前記端部を除く領域に対応する部分に開口を形成す
る工程と、前記第2導電型光電変換領域の前記端部を除
く領域の表層部に第1導電型不純物をイオン注入して、
第1導電型半導体領域を形成する工程とを含むことを特
徴とする。
導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の表層部に前
記第1導電型半導体領域を形成する工程が、前記第2導
電型光電変換領域の前記端部を含む領域を被覆し、且
つ、前記第2導電型光電変換領域の前記端部を除く領域
の上方に開口を有するフォトレジストを形成する工程
と、前記フォトレジストをマスクとして、前記第2導電
型光電変換領域に第1導電型不純物をイオン注入する工
程とを含むことが好ましい。
記第2導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の表層
部に前記第1導電型半導体領域を形成する工程が、前記
第2導電型光電変換領域の前記端部の少なくとも一方を
含む領域を被覆し、且つ、前記第2導電型光電変換領域
の前記端部を除く領域の上方に開口を有するフォトレジ
ストを形成する工程と、前記フォトレジストをマスクと
して、前記第2導電型光電変換領域に第1導電型不純物
を、前記半導体基板面に対して傾斜した方向から、イオ
ン注入する工程とを含むことが好ましい。
記第2導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の表層
部に前記第1導電型半導体領域を形成する工程が、前記
電極を形成し、前記電極の側面に側壁を形成した後、前
記電極および前記側壁をマスクとして、前記第2導電型
光電変換領域に第1導電型不純物をイオン注入する工程
を含むことが好ましい。
に、前記第2導電型光電変換領域の表層部に第1導電型
半導体領域を形成する工程を含むことが好ましい。この
光電変換領域の表層部に形成される第1導電型半導体領
域は、光電変換領域の端部を除く領域の表層部に形成さ
れる第1導電型半導体領域に比べて十分に低い濃度、例
えば1016〜1019cm-3、好ましくは1017〜1018
cm-3の不純物拡散領域で構成することができる。
1導電型半導体基板内に形成された第2導電型光電変換
領域と、前記基板上に形成され、且つ、前記第2導電型
光電変換領域の上方に開口を有する導電性遮光膜と、前
記第2導電型光電変換領域上に層間絶縁膜を介して形成
され、且つ、前記導電性遮光膜と電気的に接続された透
明導電膜とを備えることを特徴とする。
1導電型半導体基板内に形成された第2導電型光電変換
領域と、前記第2導電型光電変換領域の端部を含む領域
の上方に層間絶縁膜を介して形成され、且つ、前記第2
導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の上方に開口
を有する導電性遮光膜と、前記第2導電型光電変換領域
の前記端部を除く領域の表層部に形成された不純物拡散
領域である第1導電型半導体領域とを備えることを特徴
とする。
を用いて説明する。なお、各実施形態は、CCD固体撮
像装置を例に挙げて説明しているが、本発明はこれ限定
されるものではなく、MOS固体撮像装置に適用するこ
とも可能である。
の実施形態に係る固体撮像装置の構造を示す模式図であ
る。この固体撮像装置は、複数の光電変換部309がマ
トリックス状に配置され、各光電変換部列に対応するよ
うに、光電変換部309からの信号電荷を垂直方向に転
送するためのCCD構造の垂直転送レジスタ312が配
置されている(以下、この領域を「撮像領域」とい
う。)。更に、各垂直転送レジスタ312の端部に接続
するように、垂直転送レジスタ312からの信号電荷を
水平方向に転送するCCD構造の水平転送レジスタ34
1が配置され、水平転送レジスタ341の終段に出力部
342が配置されている。なお、図中の340は一画素
を示す。
撮像領域の構造の一例を示す断面図であり、図1のA−
A’断面図である。
域302が形成されており、このP -型ウェル領域30
2内にN型光電変換領域303が形成されている。この
N型光電変換領域303とP-型ウェル領域302との
PN接合によりフォトダイオードが構成されており、こ
れにより光電変換部309が形成されている。この光電
変換部309は、各画素に対応するように配置されてい
る。また、光電変換領域303の不純物濃度は、特に限
定するものではないが、例えば1015〜1018cm-3、
好ましくは1016〜1017cm-3である。
型転送チャネル領域304、P型読み出し領域305お
よびP+型チャネルストップ領域306が形成されてい
る。また、N型転送チャネル領域304の直下には、P
型ウェル領域308が形成されている。
し領域305およびP+型チャネルストップ領域306
上には、ゲート絶縁膜310を介して、転送電極311
が形成されている。このN型転送チャネル領域304、
ゲート絶縁膜310および転送電極311により、垂直
転送レジスタ312が構成されている。ゲート絶縁膜3
10としては、例えば、シリコン酸化膜およびシリコン
窒化膜などを使用することができ、転送電極311とし
ては、例えば、多結晶シリコンを使用することができ
る。
313が形成されている。第1層間絶縁膜313として
は、例えば、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜など
を使用することができる。
域303上に第2層間絶縁膜314が形成されている。
この第2層間絶縁膜314は、垂直転送レジスタ312
においては第1層間絶縁膜311上に形成されている。
第2層間絶縁膜314としては、例えば、シリコン酸化
膜およびシリコン窒化膜などを使用することができる。
また、その膜厚は、例えば10〜300nm、好ましく
は50〜150nmである。
315が形成されている。この導電性遮光膜315は、
垂直転送レジスタ312に直接光が入射しないように転
送電極311表面を被覆するように形成されており、光
電変換領域303の少なくとも一部の上方には開口31
6が設けられている。図示のように、導電性遮光膜31
5は、マイナス電源に電気的に接続されている。また、
図3に示すように、導電性遮光膜315は、駆動パルス
φPSが印加されるように配線されていてもよい。な
お、導電性遮光膜315としては、例えば、タングステ
ン、アルミニウム、タングステンシリサイドなどを使用
することができる。
1が形成されている。これにより、光電変換領域303
上には、導電性遮光膜の開口316においては透明導電
膜321が、その他の部分においては導電性遮光膜31
5が、それぞれ、第2層間絶縁膜314を介して形成さ
れることとなる。また、本実施形態においては、透明導
電膜321と導電性遮光膜315とは直接接触するよう
に形成されており、これにより互いに電気的に接続され
ている。
インジウム錫(ITO)、シリコンなどを使用すること
ができる。また、透明導電膜321として、半導体基板
の屈折率と保護膜の屈折率との間の屈折率を有する材料
を使用すれば、透明導電膜を反射防止膜として機能させ
ることができ、スミアの更なる低減と感度向上を図るこ
とができるため、好ましい。
成されており、この保護膜317上には平坦化膜318
が形成されている。保護膜317としては、例えば、シ
リコン酸化膜、シリコン窒化膜などを使用することがで
き、平坦化膜318としては、例えば、シリコン酸化
膜、シリコン窒化膜、樹脂などを使用することができ
る。
タ層319が形成され、カラーフィルタ層319上に
は、各光電変換部309に対応するように、マイクロレ
ンズ320が形成されている。
電変換領域303上に、第2層間絶縁膜314を介し
て、導電性遮光膜315および透明導電膜321が形成
されることにより、MOSキャパシタ構造が形成されて
いる。このような構造とすることにより、導電性遮光膜
315および透明導電膜321にマイナス電圧を印加す
ることによって、光電変換領域303の表層部にP++型
反転領域329を形成することができる。この電圧印加
により形成されるP++型反転領域329は、光電変換部
309の基板表面で発生する暗電流をトラップするとい
う作用を果たす。
例えば0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下で
ある。また、その正孔濃度は、例えば1017cm-3以
上、好ましくは1018〜1019cm-3である。また、導
電性遮光膜315および透明導電膜321に印加される
マイナス電圧は、特に限定するものではないが、形成さ
れるP++型反転領域329の正孔濃度が前記範囲となる
ように設定することが好ましい。具体的には、例えば−
1〜−10V、好ましくは−2〜−8Vに設定すること
ができる。
動方法の好ましい一例について、図4を用いて説明す
る。なお、ここで説明する駆動方法は、図3に示すよう
な固体撮像装置、すなわち導電性遮光膜315に駆動パ
ルスφPSが印加されるように構成された固体撮像装置
に適用されるものである。
域303に光が入射し、これが光電変換されて、信号電
荷が発生する。発生した信号電荷は、光電変換領域30
3に蓄積される。そして、蓄積された信号電荷は、転送
チャネル領域304に読み出され、転送される。
加されるパルスであり、例えば、ハイレベルVH(例え
ば、12V)、ミドルレベルVM(例えば、0V)およ
びローレベルVL(例えば、−8V)の三値のパルスか
らなる。このφVが印加される転送電極311は、光電
変換領域303に蓄積された信号電荷を転送チャネル領
域304に読み出す動作と、読み出された信号電荷を転
送チャネル領域308において転送する動作とを行う。
例えば、前記転送電極にハイレベルVHのパルスが印加
されると、光電変換領域303から転送チャンネル領域
304へ信号電荷が読み出される。また、ミドルレベル
VMとローレベルVLのパルスが繰り返し印加されるこ
とで、転送チャネル領域304における電荷転送が実施
される。
導電膜321に印加されるパルスであり、例えば、ハイ
レベルVH’(例えば、12V)およびローレベルV
L’(例えば、−8V)の二値のパルスからなる。導電
性遮光膜315および透明導電膜321にローレベルV
L’のパルスが印加されると、光電変換領域303の表
層部にはP++型反転領域329が形成され、これが暗電
流をトラップするための正孔蓄積領域として機能する。
ベルVMとローレベルVLのパルスが印加され、電荷転
送が実施される期間(T1)においては、導電性遮光膜
315および透明導電膜321にはローレベルVL’の
パルスが印加される。この期間T1は、光電変換領域3
03において信号電荷の蓄積が実施される期間でもあ
る。期間T1においては、前述したように、光電変換領
域303の表層部にP++型反転領域329が形成され、
暗電流やスミアの発生が抑制される。一方、転送電極3
11にハイレベルVHのパルスが印加され、光電変換領
域303から転送チャンネル領域304へ信号電荷が読
み出される期間(T2)においては、導電性遮光膜31
5および透明導電膜321にはハイレベルVH’のパル
スが印加される。そのため、光電変換領域303の表面
近傍の電位が深くなるため、信号電荷の読み出しを更に
低電圧化することが可能となる。
駆動方法は、上記方法に限定されるものではない。少な
くとも光電変換領域において信号電荷の蓄積が実施され
る期間に、導電性遮光膜および透明導電膜にマイナス電
圧が印加されればよい。例えば、図2に示すように、導
電性遮光膜および透明導電膜にマイナスの定電圧を印加
してもよい。この場合、マイナスの定電圧として、固体
撮像装置を動作させる際のマイナス電源を使用すれば、
回路の増加を防ぐことができる。
り達成される効果について、図5を用いて説明する。
ラップするための正孔蓄積領域(図20および図22の
107)は、P型不純物のイオン注入により形成され
る。そのため、従来の正孔蓄積領域の深さを小さくする
には限界があり、0.2μm以下とすることは非常に困
難であった。なお、従来の正孔蓄積領域の深さは、一般
に、0.3μmであった。
においては、前述したように、遮光膜315および透明
導電膜321にマイナス電圧を印加することにより、P
++型反転領域329を形成し、これを暗電流をトラップ
するための正孔蓄積領域として機能させることができ
る。そのため、この正孔蓄積領域の深さを小さく、例え
ば0.1μm以下とすることが可能となる。その結果、
次のような効果を実現することができる。
めの正孔蓄積領域であるP++型反転領域329の深さを
小さくできるため、光電変換により発生した信号電荷3
22による表面拡散電流323が、転送チャネル領域3
04に流れ込みにくくなり、その結果、スミアを低減す
ることが可能となる。図6は、スミアの大きさと、暗電
流抑制のための正孔蓄積領域の深さ(XJ)との関係を
示すグラフである。このグラフに示すように、例えば、
正孔蓄積領域であるP++型反転領域329の深さを0.
1μmとした場合、正孔蓄積領域の深さが0.3μmで
ある場合に比べて、スミアを約4dB低減することがで
きる。
変換領域303から転送チャネル領域304に読み出す
際、読み出し領域305の表面付近に電荷読み出し経路
324を形成することができ、その結果、信号電荷32
2が読み出し易くなる。図7は、読み出し電圧の大きさ
と、暗電流抑制のための正孔蓄積領域の深さ(XJ)と
の関係を示すグラフである。このグラフに示すように、
例えば、正孔蓄積領域であるP++型反転領域329の深
さを0.1μmとした場合、正孔蓄積領域の深さが0.
3μmである場合に比べて、読み出し電圧を約2.0V
低減することができる。
は、暗電流をトラップするための正孔蓄積領域であるP
++型反転領域329は、遮光膜および透明導電膜への電
圧印加により形成されるため、転送電極311に対して
自己整合的に構成される。すなわち、P型不純物のイオ
ン注入により形成される従来の正孔蓄積領域とは異な
り、転送電極下の領域にまで広がることがなく、正孔蓄
積領域と転送チャンネル領域との間隔325は狭くなら
ない。従って、信号電荷322を読み出すために転送電
極311に読み出し電圧(通常15V程度)を印加して
も、P++型反転領域329とN型転送チャネル304の
間で強電界によるホットエレクトロンが発生しにくくな
る。また、同時に、P++型反転領域329は、転送電極
311に対して自己整合的に構成されるため、読み出し
電圧のバラツキも抑制することができる。
は、遮光膜315および透明導電膜321に印加される
マイナス電圧を変えることにより、容易に制御すること
ができる。そのため、高濃度化(例えば1018cm-3以
上)を容易に実現することができ、第2層間絶縁膜31
4から不純物イオン(正イオン)がP++型反転領域32
9に拡散してきたとしても、P++型反転領域329の最
表面が空乏化して暗電流が増加するといった現象を抑制
することができ、より一層の暗電流の低減が可能とな
る。
換領域303をほとんど浸食しないため、N型光電変換
領域303形成のために注入されるN型不純物のドーズ
を低減することが可能となる。従って、イオン注入時の
欠陥によって発生する白キズや暗電流の更なる低減が可
能となる。
は、透明導電膜321は、シリコン基板上に第2層間絶
縁膜314を介して形成されるため、光電変換部309
の基板表面で接合ダメージを抑制し、これによる暗電流
を抑制することができる。
について説明する。
型不純物をイオン注入し、P-型ウェル領域を形成す
る。続いて、P-型ウェル領域内に、ボロンなどのP型
不純物をイオン注入し、読み出し領域、チャネルストッ
プ領域およびP型ウェル領域をそれぞれ形成する。ま
た、P-型ウェル領域内に、リンまたはヒ素などのN型
不純物をイオン注入し、光電変換領域および転送チャン
ネル領域をそれぞれ形成する。
ってシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜を形成した
後、化学気相成長法(以下、「CVD法」という。)な
どによって多結晶シリコンを成膜し、これをパターニン
グして転送電極を形成する。次に、この転送電極を被覆
するように、CVD法などによってシリコン酸化膜また
はシリコン窒化膜などからなる第1層間絶縁膜を形成す
る。
膜またはシリコン窒化膜などからなる第2層間絶縁膜を
形成する。続いて、スパッタリング法またはCVD法な
どにより、アルミニウム、タングステンまたはタングス
テンシリサイドなどを成膜した後、形成された膜に対し
てフォトリソグラフィーおよびエッチングを実施して、
光電変換領域の端部を除く領域の少なくとも一部上方に
対応する部分に開口を形成することにより、遮光膜を形
成する。
においては第2層間絶縁膜上に、スパッタ法などによっ
てインジウム錫酸化物(ITO)などからなる透明導電
膜を形成する。
化膜またはシリコン窒化膜などからなる保護膜を形成す
る。更に、CVD法などによってシリコン酸化膜または
シリコン窒化膜を形成し、その表面を化学機械研磨法な
どによって平坦化して、平坦化膜を形成する。次に、平
坦化膜上に、カラーレジストを用いたフォトリソグラフ
ィー法によってカラーフィルタを形成した後、マイクロ
レンズを形成する。マイクロレンズは、熱溶融可能な樹
脂を塗布し、これを各受光部に対応するように分割した
後、加熱によるリフロー処理を実施することによって形
成できる。
膜314上に導電性遮光膜315を形成し、その上に透
明導電膜321を形成した構造を例に挙げたが、本実施
形態の固体撮像装置はこれに限定されるものではない。
光電変換領域の少なくとも一部の上方に第2層間絶縁膜
を介して透明導電膜が形成されており、この透明導電膜
が導電性遮光膜と電気的に接続されていればよい。例え
ば、図8に示すように、第2層間絶縁膜314上に透明
導電膜321を形成し、その上に導電性遮光膜315を
形成してもよい。このような構造によっても、前述した
ような効果を達成することができ、更に、遮光膜の開口
316を形成する際のエッチングダメージが透明導電膜
321により吸収されるため、暗電流の少ない光電変換
部とすることができる。
および転送チャネル領域の導電型がN型である場合を例
示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、こ
れらの領域をP型領域としてもよい。この場合、半導体
基板内に形成される各領域(ウェル領域、読み出し領域
およびチャネルストップ領域など)の導電型は、上記例
とは逆の導電型にすればよい。このように、光電変換領
域および転送チャネル領域の導電型がP型である場合
は、導電性遮光膜および透明導電膜に印加される電圧と
してプラス電圧を用いることにより、上記と同様の効果
を達成することができる。
撮像装置においては、第1の実施形態と同様に、光電変
換部および垂直転送レジスタにより撮像領域が形成さ
れ、撮像領域の周辺に水平転送レジスタおよび出力部が
配置されている。
体撮像装置の撮像領域の構造の一例を示す断面図であ
る。
域303の表層部にP型不純物拡散領域330が形成さ
れていること以外は、第1の実施形態と同様の構造を有
する。また、各部材の材質としても、第1の実施形態と
同様の材質を使用することができる。
は、例えば1016〜1019cm-3、好ましくは1017〜
1018cm-3である。また、その拡散深さは、例えば
0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下である。
型不純物拡散領域330上に、第2層間絶縁膜314を
介して、導電性遮光膜315および透明導電膜321が
形成されることにより、MOSキャパシタ構造が形成さ
れている。このような構造とすることにより、導電性遮
光膜315および透明導電膜321にマイナス電圧を印
加することによって、P型不純物拡散領域330の表層
部にP++型蓄積領域331を形成することができる。こ
の電圧印加により形成されるP++型蓄積領域331は、
光電変換部309の基板表面で発生する暗電流をトラッ
プするための正孔蓄積領域として機能する。
例えば0.1μm以下、好ましくは0.01〜0.05
μmである。また、その正孔濃度は、例えば1018cm
-3以上、好ましくは1018〜1019cm-3である。ま
た、導電性遮光膜315および透明導電膜321に印加
されるマイナス電圧は、特に限定するものではないが、
形成されるP++型蓄積領域331の正孔濃度が前記範囲
となるように設定することが好ましい。具体的には、例
えば−1〜−10V、好ましくは−2〜−8Vに設定す
ることができる。
は、第1の実施形態で説明したものと同様の駆動方法を
採用することができる。
第1の実施形態と同様の効果を達成することができる。
更に、本実施形態によれば、第1の実施形態に比べて、
遮光膜および透明導電膜に印加される電圧の絶対値を小
さくすることができるため、遮光膜315と転送電極3
11の間の電界および遮光膜315とシリコン基板の間
の電界を緩和し、固体撮像装置の信頼性を向上させるこ
とが可能となる。
撮像装置においては、第1の実施形態と同様に、光電変
換部および垂直転送レジスタにより撮像領域が形成さ
れ、撮像領域の周辺に水平転送レジスタおよび出力部が
配置されている。
における撮像領域の構造の一例を示す断面図である。
領域402が形成されており、このP-型ウェル領域4
02内にN型光電変換領域403が形成され、この部分
が光電変換部409となる。なお、光電変換領域403
の不純物濃度は、例えば10 15〜1018cm-3、好まし
くは1016〜1017cm-3である。また、P-型ウェル
領域402内には、N型転送チャネル領域404、P型
読み出し領域405およびP+型チャネルストップ領域
406が形成されており、N型転送チャネル領域404
の直下にはP型ウェル領域408が形成されている。N
型転送チャネル領域404上にはゲート絶縁膜410を
介して転送電極411が形成されており、この部分が垂
直転送レジスタ412となる。また、転送電極411の
表面には第1の層間絶縁膜413が形成されている。
いては、光電変換領域403の表層部に、P++型不純物
拡散領域407が形成されている。このP++型不純物拡
散領域407は、図11に示すように、光電変換領域4
03の端部を除く領域に形成されている。換言すれば、
光電変換領域403の端部を含む領域には、P++型不純
物拡散領域407は形成されない。P++型不純物拡散領
域407の端部から光電変換領域403の端部までの距
離(以下、「オフセット距離」という。)は、例えば
0.2μm以上、好ましくは0.3〜0.5μmであ
る。また、P++型不純物拡散領域407の不純物濃度
は、例えば1017〜1020cm-3、好ましくは1018〜
1019cm-3であり、拡散深さは、例えば0.5μm以
下、好ましくは0.3μm以下である。
403上に、垂直レジスタ412においては第1層間絶
縁膜413上に、第2の層間絶縁膜414が形成されて
おり、この第2層間絶縁膜414上に導電性遮光膜41
5が形成されている。導電性遮光膜415は、垂直転送
レジスタ412に直接光が入射しないように、転送電極
411表面を被覆するように形成されている。なお、第
2層間絶縁膜414の膜厚は、例えば10〜300n
m、好ましくは50〜100nmである。
純物拡散領域407の少なくとも一部に対応する部分に
開口416が設けられていいる。この開口416は、図
10に示すように、光電変換領域403の端部を除く領
域に形成されている。換言すると、導電性遮光膜415
は、光電変換領域403の端部を含む領域、すなわち、
P++型不純物拡散領域407が形成されていない領域を
被覆するように形成されている。また、この光電変換領
域403の端部を含む領域においては、光電変換領域4
03と導電性遮光膜415との間に、第2層間絶縁膜4
14が介在する。更に、導電性遮光膜415は、駆動パ
ルスφPSが印加されるように配線されているか、また
は、図10に示すようにマイナス電源に電気的に接続さ
れている。
6においては第2層間絶縁膜414上に、保護膜417
が形成されている。この保護膜417上には平坦化膜4
18が形成され、平坦化膜418上にはカラーフィルタ
層419が形成され、更にカラーフィルタ層419上に
は各光電変換部409に対応するようにマイクロレンズ
420が形成されている。
領域403の中央部(すなわち、遮光膜の開口部に対応
する部分)においては、基板表層部にP++型不純物拡散
領域407が形成されており、このP++型不純物拡散領
域407が暗電流をトラップするための正孔蓄積領域と
して機能する。
分(すなわち、遮光膜で被覆された部分)においては、
基板上に第2層間絶縁膜414を介して導電性遮光膜4
15が形成されることにより、MOSキャパシタ構造が
形成されている。そのため、遮光膜415にマイナス電
圧を印加することによって、基板表層部にP++型反転領
域429を形成することができ、このP++型反転領域4
29を、暗電流をトラップするための正孔蓄積領域とし
て機能させることができる。
例えば0.1μm以下、好ましくは0.05μm以下で
ある。また、その正孔濃度は、例えば1018cm-3以
上、好ましくは1018〜1019cm-3である。また、遮
光膜415に印加されるマイナス電圧は、特に限定する
ものではないが、形成されるP++型反転領域429の正
孔濃度が前記範囲となるように設定することが好まし
い。具体的には、例えば−1〜−10V、好ましくは−
2〜−8Vに設定することができる。
は、第1の実施形態で説明したものと同様の駆動方法を
採用することができる。
り達成される効果について、図16を用いて説明する。
述したように、光電変換領域403の中央部(すなわ
ち、遮光膜の開口部に対応する部分)においては、基板
表層部にP++型不純物拡散領域407が形成されてお
り、このP++型不純物拡散領域407が暗電流をトラッ
プするための正孔蓄積領域として機能する。また、光電
変換領域403の端部を含む部分(すなわち、遮光膜で
被覆された部分)においては、遮光膜415にマイナス
電圧を印加することによってP++型反転領域429を形
成し、これを暗電流をトラップするための正孔蓄積領域
として機能させることができる。そのため、この正孔蓄
積領域の深さを小さく、例えば0.1μm以下とするこ
とが可能となる。
を光電変換領域403からオフセットさせて形成し、尚
且つ、遮光膜にマイナス電圧を印加することによって、
このオフセットされた部分にP++型反転領域429を形
成させる結果、次のような効果を実現することができ
る。
た信号電荷422による表面拡散電流423が、転送チ
ャネル領域404に流れ込みにくくなり、その結果、ス
ミアを低減することが可能となる。図17は、遮光膜に
マイナス電圧を印加した場合と印加しない場合におけ
る、スミアの大きさと、P++型不純物拡散領域407と
光電変換領域403とのオフセット距離との関係を示す
グラフである。このグラフに示すように、例えば、オフ
セット距離を0.3μmとし、且つ、遮光膜にマイナス
電圧を印加した場合、オフセット距離が0μmである場
合に比べて、スミアを約5dB低減することができる。
変換領域403から転送チャネル領域404に読み出す
際、読み出し領域405の表面付近に電荷読み出し経路
424を形成することができ、その結果、信号電荷42
2が読み出し易くなる。図18は、読み出し電圧の大き
さと、P++型不純物拡散領域407と光電変換領域40
3とのオフセット距離との関係を示すグラフである。こ
のグラフに示すように、例えば、オフセット距離を0.
3μmとした場合、オフセット距離が0μmである場合
に比べて、読み出し電圧を約3.5V低減することがで
きる。
は、正孔蓄積領域(P++型領域)とN型転送チャネル領
域の間隔425は狭くならないため、信号電荷422を
読み出すために転送電極411に読み出しパルス(通常
15V程度)を印加しても、P++型反転領域429とN
型転送チャネル404の間で強電界によるホットエレク
トロンが発生しにくくなる。また、同時に、P++型反転
領域429は、転送電極411に対して自己整合的に構
成されるため、読み出し電圧のバラツキも抑制すること
ができる。
は、遮光膜415に印加されるマイナス電圧を変えるこ
とにより、容易に制御することができる。そのため、高
濃度化(例えば1018cm-3以上)を容易に実現するこ
とができ、より一層の暗電流の低減が可能となる。
換領域403をほとんど浸食しないため、N型光電変換
領域403形成のために注入されるN型不純物のドーズ
を低減することが可能となる。従って、イオン注入時の
欠陥によって発生する白キズや暗電流の更なる低減が可
能となる。
4の表面に直接形成されるため、転送電極と遮光膜との
隙間427および遮光膜とシリコン基板との隙間428
を比較的小さく設定することが可能である。従って、遮
光膜415の被覆性の劣化や、遮光膜の開口部416の
縮小といった問題を回避することが可能である。
について説明する。
形成し、このP-型ウェル領域内に、読み出し領域、チ
ャネルストップ領域、P型ウェル領域をそれぞれ形成す
る。また、P-型ウェル領域内に、光電変換領域および
転送チャンネル領域をそれぞれ形成する。続いて、シリ
コン基板上にゲート絶縁膜を形成した後、転送電極を形
成する。次に、この転送電極を被覆するように第1層間
絶縁膜を形成する。なお、ここまでの工程は、第1の実
施形態と同様にして実施することができる。
る。この工程は、例えば、次のような第1〜第5の方法
により実施することができる。
式図である。この第1の方法においては、まず、シリコ
ン基板上に、光電変換領域403の端部を除く部分を開
口したフォトレジスト432を形成する。このとき、フ
ォトレジスト432の開口は、特に限定するものではな
いが、例えば、画素の垂直方向に伸びるストライプ形状
や、遮光膜の開口形状に対応させたボックス形状とする
ことができる。続いて、このフォトレジスト432をマ
スクとして用いて、例えばBおよびBF2などのP型不
純物をイオン注入する。注入条件は、特に限定するもの
ではないが、例えば、ドーズ量を1013〜1014cm-2
とし、加速電圧を5〜50keVとすることができる。
式図である。この第2の方法においては、まず、光電変
換領域403表面のチャネルストップ領域406側の端
部を含む部分を被覆するように、フォトレジスト432
を形成する。続いて、このフォトレジスト432をマス
クとして用いて、例えばBおよびBF2などのP型不純
物をイオン注入する。このとき、図12に示すように、
イオンは、基板表面に垂直な方向に対して読み出し領域
405側に傾いた方向から注入される。この傾斜角度
(θ1)は、特に限定するものではないが、例えば5〜
45°、好ましくは7〜30°である。なお、ドーズ量
および加速電圧は、第1の方法と同様に設定することが
できる。この方法によれば、P++型不純物拡散領域40
7の読み出し領域405側のエッジが転送電極411に
対して自己整合的に決定されるため、読み出し電圧のバ
ラツキを抑制できるという効果を奏する。
式図である。この第3の方法においては、まず、光電変
換領域403表面の読み出し領域405側の端部を含む
部分を被覆するように、フォトレジスト432を形成す
る。続いて、このフォトレジスト432をマスクとして
用いて、例えばBおよびBF2などのP型不純物をイオ
ン注入する。このとき、図13に示すように、イオン
は、基板表面に垂直な方向に対してチャンネルストップ
領域406側に傾いた方向から注入される。この傾斜角
度(θ2)は、特に限定するものではないが、例えば5
〜45°、好ましくは7〜30°である。なお、ドーズ
量および加速電圧は、第1の方法と同様に設定すること
ができる。この方法によれば、P++型不純物拡散領域4
07のチャンネルストップ領域406側のエッジが転送
電極411に対して自己整合的に決定されるため、P++
型不純物拡散領域407とN型転送チャネル領域404
との間で強電界により発生するホットエレクトロンを安
定して抑制できるという効果を奏する。
することも可能である。すなわち、第2の方法によるイ
オン注入を実施した後、第3の方法によるイオン注入を
実施することも可能である。なお、第2の方法によるイ
オン注入と、第3の方法によるイオン注入とを実施する
順序については、特に限定するものではない。これによ
れば、P++型正孔蓄積領域407を、イオン注入の傾斜
角度(θ1およびθ2)を制御することにより、転送電
極411から必要なオフセット距離を確保しながら転送
電極411に対して自己整合的に形成することができる
ため、ホットエレクトロンを安定して抑制しながら、読
み出し電圧やスミアなどの光電変換部の特性を安定させ
ることができる。
式図である。この第4の方法においては、まず、転送電
極411の側面に、第1層間絶縁膜413を介して、側
壁433を形成する。この側壁433は、例えば、CV
D法などにより成膜した後、形成された膜に対してドラ
イエッチングなどの異方性エッチングを実施することに
より形成できる。また、側壁433の材料については特
に限定するものではないが、例えば、シリコン酸化物、
シリコン窒化物、シリコンなどを使用することができ
る。続いて、転送電極411および側壁433をマスク
として用いて、例えばBおよびBF2などのP型不純物
をイオン注入する。なお、ドーズ量および加速電圧は、
第1の方法と同様に設定することができる。この方法に
よれば、側壁433の膜厚を制御することにより、P++
型不純物拡散領域407を、転送電極411から適当な
オフセット距離を確保しながら、転送電極411に対し
て自己整合的に形成することができるため、ホットエレ
クトロンの発生を安定して抑制しながら、読み出し電圧
やスミアなどの光電変換部の特性を安定させることがで
きる。
膜またはシリコン窒化膜などからなる第2層間絶縁膜を
形成する。続いて、スパッタリング法またはCVD法な
どにより、アルミニウム、タングステンまたはタングス
テンシリサイドなどを成膜した後、形成された膜に対し
てフォトリソグラフィーおよびエッチングを実施して、
光電変換領域の端部を除く領域の少なくとも一部上方に
対応する部分に開口を形成することにより、遮光膜を形
成する。
タ層およびマイクロレンズを形成する。なお、これらの
工程は、第1の実施形態と同様にして実施することがで
きる。
拡散領域の形成を、遮光膜形成前に実施する場合を例に
挙げて説明したが、遮光膜形成後に実施することも可能
である。図15は、このような製造方法を説明するため
の模式図である。
ェル領域402、光電変換領域403、転送チャンネル
領域、読み出し領域405、チャネルストップ領域40
6およびP型ウェル領域をそれぞれ形成する。続いて、
シリコン基板401上に、ゲート絶縁膜410、転送電
極411および第1層間絶縁膜413を形成する。な
お、ここまでの工程は、前述した製造方法と同様にして
実施することができる。
化膜またはシリコン窒化膜などからなる第2層間絶縁膜
414を形成する。その後、スパッタリング法またはC
VD法などにより、アルミニウム、タングステンまたは
タングステンシリサイドなどを成膜した後、形成された
膜に対してフォトリソグラフィーおよびエッチングを実
施して、光電変換領域403の端部を除く領域の少なく
とも一部に対応する部分に開口416を形成することに
より、遮光膜415を形成する。
て、例えばBおよびBF2などのP型不純物をイオン注
入し、P++型不純物拡散領域407を形成する。注入条
件は、特に限定するものではないが、例えば、ドーズ量
を1013〜1014cm-2とし、加速電圧を5〜50ke
Vとすることができる。この形成方法によれば、P++型
不純物拡散領域407を、遮光膜415の開口416に
対して自己整合的に形成することができる。その結果、
遮光膜に電圧を印加した際に形成されるP++型反転領域
429と、P++型不純物拡散領域407との間に隙間が
生じることを回避することができ、このような隙間に起
因する暗電流および白キズなどの発生を回避することが
できる。
タおよびマイクロレンズを形成し、固体撮像装置が得ら
れる。なお、これらの工程は、前述した製造方法と同様
にして実施することができる。
撮像装置においては、第1の実施形態と同様に、光電変
換部および垂直転送レジスタにより撮像領域が形成さ
れ、撮像領域の周辺に水平転送レジスタおよび出力部が
配置されている。
固体撮像装置の撮像領域の構造の一例を示す断面図であ
る。
域403の端部を含む領域(すなわち、遮光膜で被覆さ
れた領域)の表層部に、P型不純物拡散領域430が形
成されていること以外は、第3の実施形態と同様の構造
を有する。また、各部材の材質としても、第3の実施形
態と同様の材質を使用することができる。
は、例えば1016〜1019cm-3、好ましくは1017〜
1018cm-3である。また、その拡散深さは、例えば
0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下である。
型不純物拡散領域430上に、第2層間絶縁膜414を
介して、導電性遮光膜415が形成されることにより、
MOSキャパシタ構造が形成されている。このような構
造とすることにより、導電性遮光膜415にマイナス電
圧を印加することによって、P型不純物拡散領域430
の表層部にP++型蓄積領域431を形成することができ
る。この電圧印加により形成されるP++型蓄積領域43
1は、光電変換部409の基板表面で発生する暗電流を
トラップするための正孔蓄積領域として機能する。
例えば0.1μm以下、好ましくは0.01〜0.05
μmである。また、その正孔濃度は、例えば1018cm
-3以上、好ましくは1018〜1019cm-3である。ま
た、導電性遮光膜415に印加されるマイナス電圧は、
特に限定するものではないが、形成されるP++型蓄積領
域431の正孔濃度が前記範囲となるように設定するこ
とが好ましい。具体的には、例えば−1〜−10V、好
ましくは−2〜−8Vに設定することができる。
は、第1の実施形態で説明したものと同様の駆動方法を
採用することができる。
第3の実施形態と同様の効果を達成することができる。
更に、本実施形態によれば、第3の実施形態に比べて、
遮光膜に印加される電圧の絶対値を小さくすることがで
きるため、遮光膜415と転送電極411の間の電界お
よび遮光膜415と基板の間の電界を緩和し、固体撮像
装置の信頼性を向上させることが可能となる。
装置によれば、スミア、読み出し電圧および暗電流を低
減することが可能である。
の構造を示す模式図である。
の一例を示す断面図である。
の別の一例を示す断面図である。
の駆動方法の一例を示すタイミングチャートである。
により達成される効果を説明するための模式図である。
により達成されるスミア低減効果を示すグラフである。
により達成される読み出し電圧低減効果を示すグラフで
ある。
の別の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
置の一例を示す断面図である。
法を示す模式図である。
法を示す模式図である。
法を示す模式図である。
法を示す模式図である。
法を示す模式図である。
置により達成される効果を説明するための模式図であ
る。
置により達成されるスミア低減効果を示すグラフであ
る。
置により達成される読み出し電圧低減効果を示すグラフ
である。
置の一例を示す断面図である。
断面図である。
である。
断面図である。
めの模式図である。
めの模式図である。
間隔 327 転送電極と遮光膜の隙間 328 遮光膜とシリコン基板の隙間 329、429 P++型反転領域 330、430 P型不純物領域 331、431 P++型蓄積領域 432 フォトレジスト 433 側壁 340 画素 341 水平転送レジスタ 342 出力部
Claims (17)
- 【請求項1】 第1導電型半導体基板内に形成された
第2導電型光電変換領域と、前記第2導電型光電変換領
域と隣接するように、前記基板内に形成された転送チャ
ネル領域と、前記転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を
介して形成された転送電極と、前記転送電極を被覆し、
且つ、前記第2導電型光電変換領域の上方に開口を有す
る導電性遮光膜と、前記第2導電型光電変換領域上に層
間絶縁膜を介して形成され、且つ、前記導電性遮光膜と
電気的に接続された透明導電膜とを備えることを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項2】 前記導電性遮光膜が前記透明導電膜上
に形成されている請求項1に記載の固体撮像装置。 - 【請求項3】 前記第2導電型光電変換領域の表層部
に、第1導電型半導体領域が形成されている請求項1ま
たは2に記載の固体撮像装置。 - 【請求項4】 前記導電性遮光膜および前記透明導電
膜に電圧が印加されることによって、前記第2導電型光
電変換領域の表層部に形成された前記第1導電型半導体
領域の表層部に、第1導電型蓄積領域が形成される請求
項3に記載の固体撮像装置。 - 【請求項5】 請求項1に記載の固体撮像装置の駆動
方法であって、前記第2導電型光電変換領域において光
電変換により発生した信号電荷を蓄積し、前記転送チャ
ネル領域において信号電荷を転送するステップと、蓄積
された前記信号電荷を前記転送チャネル領域に読み出す
ステップとを含み、 前記第2導電型光電変換領域に前記信号電荷を蓄積し、
前記転送チャネル領域において信号電荷を転送するステ
ップにおいては、前記導電性遮光膜および前記透明導電
膜に負電圧を印加し、 前記信号電荷を前記転送チャネル領域に読み出すステッ
プにおいては、前記導電性遮光膜および前記透明導電膜
に0V以上の電圧を印加することを特徴とする固体撮像
装置の駆動方法。 - 【請求項6】 第1導電型半導体基板内に形成された
第2導電型光電変換領域と、前記基板の前記第2導電型
光電変換領域と隣接する領域上にゲート絶縁膜を介して
形成された電極と、前記第2導電型光電変換領域の端部
を含む領域および前記電極の上方に層間絶縁膜を介して
形成され、且つ、前記第2導電型光電変換領域の前記端
部を除く領域の上方に開口を有する導電性遮光膜と、前
記第2導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の表層
部に形成された不純物拡散領域である第1導電型半導体
領域とを備えることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項7】 前記導電性遮光膜に電圧が印加される
ことによって、前記第2導電型光電変換領域の前記端部
を含む領域の表層部に第1導電型反転領域が形成される
請求項6に記載の固体撮像装置。 - 【請求項8】 前記第2導電型光電変換領域の前記端
部を含む領域の表層部に、第1導電型半導体領域が形成
されている請求項6に記載の固体撮像装置。 - 【請求項9】 前記導電性遮光膜に電圧が印加される
ことによって、前記第2導電型光電変換領域の前記端部
を含む領域の表層部に形成された前記第1導電型半導体
領域の表層部に、第1導電型蓄積領域が形成される請求
項8に記載の固体撮像装置。 - 【請求項10】 請求項6に記載の固体撮像装置の駆動
方法であって、前記第2導電型光電変換領域において光
電変換により発生した信号電荷を蓄積し、前記転送チャ
ネル領域において信号電荷を転送するステップと、蓄積
された前記信号電荷を前記転送チャネル領域に読み出す
ステップとを含み、 前記第2導電型光電変換領域に前記信号電荷を蓄積し、
前記転送チャネル領域において前記信号電荷を転送する
ステップにおいては、導電性遮光膜に負電圧を印加し、 前記信号電荷を前記転送チャネル領域に読み出すステッ
プにおいては、導電性遮光膜に0V以上の電圧を印加す
ることを特徴とする固体撮像装置の駆動方法。 - 【請求項11】 請求項6に記載の固体撮像装置の製造
方法であって、 第1導電型半導体基板内に第2導電型光電変換領域を形
成する工程と、前記基板の前記第2導電型光電変換領域
と隣接する領域上にゲート絶縁膜を介して電極を形成す
る工程と、前記第2導電型光電変換領域の端部を含む領
域および前記電極の上方に層間絶縁膜を介して導電性遮
光膜を形成する工程と、前記導電性遮光膜の前記第2導
電型光電変換領域の前記端部を除く領域に対応する部分
に開口を形成する工程と、前記第2導電型光電変換領域
の前記端部を除く領域の表層部に第1導電型不純物をイ
オン注入して、第1導電型半導体領域を形成する工程と
を含むことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記第2導電型光電変換領域の前記
端部を除く領域の表層部に前記第1導電型半導体領域を
形成する工程が、前記第2導電型光電変換領域の前記端
部を含む領域を被覆し、且つ、前記第2導電型光電変換
領域の前記端部を除く領域の上方に開口を有するフォト
レジストを形成する工程と、前記フォトレジストをマス
クとして、前記第2導電型光電変換領域に第1導電型不
純物をイオン注入する工程とを含む請求項11に固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項13】 前記第2導電型光電変換領域の前記
端部を除く領域の表層部に前記第1導電型半導体領域を
形成する工程が、前記第2導電型光電変換領域の前記端
部の少なくとも一方を含む領域を被覆し、且つ、前記第
2導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の上方に開
口を有するフォトレジストを形成する工程と、前記フォ
トレジストをマスクとして、前記第2導電型光電変換領
域に第1導電型不純物を、前記半導体基板面に対して傾
斜した方向から、イオン注入する工程とを含む請求項1
1に固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項14】 前記第2導電型光電変換領域の前記
端部を除く領域の表層部に前記第1導電型半導体領域を
形成する工程が、前記電極を形成し、前記電極の側面に
側壁を形成した後、前記電極および前記側壁をマスクと
して、前記第2導電型光電変換領域に第1導電型不純物
をイオン注入する工程を含む請求項11に記載の固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項15】 前記第2導電型光電変換領域の前記
端部を除く領域の表層部に前記第1導電型半導体領域を
形成する工程が、前記導電性遮光膜に開口を形成した
後、前記導電性遮光膜をマスクとして、前記第2導電型
光電変換領域に第1導電型不純物をイオン注入する工程
を含む請求項11に記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項16】 第1導電型半導体基板内に形成され
た第2導電型光電変換領域と、前記基板上に形成され、
且つ、前記第2導電型光電変換領域の上方に開口を有す
る導電性遮光膜と、前記第2導電型光電変換領域上に層
間絶縁膜を介して形成され、且つ、前記導電性遮光膜と
電気的に接続された透明導電膜とを備えることを特徴と
する固体撮像装置。 - 【請求項17】 第1導電型半導体基板内に形成された
第2導電型光電変換領域と、前記第2導電型光電変換領
域の端部を含む領域の上方に層間絶縁膜を介して形成さ
れ、且つ、前記第2導電型光電変換領域の前記端部を除
く領域の上方に開口を有する導電性遮光膜と、前記第2
導電型光電変換領域の前記端部を除く領域の表層部に形
成された不純物拡散領域である第1導電型半導体領域と
を備えることを特徴とする固体撮像装置。
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CN100416848C (zh) * | 2003-06-02 | 2008-09-03 | 索尼株式会社 | 固体摄像装置和固体摄像装置的驱动方法 |
US7772616B2 (en) | 2007-09-11 | 2010-08-10 | Fujifilm Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
US7994461B2 (en) | 2008-07-01 | 2011-08-09 | Fujifilm Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
JP2012147004A (ja) * | 2006-02-24 | 2012-08-02 | Sony Corp | 固体撮像装置及びその製造方法、並びにカメラ |
KR101198984B1 (ko) | 2005-02-21 | 2012-11-07 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법 |
KR20150033611A (ko) * | 2012-07-03 | 2015-04-01 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치 |
US9000493B2 (en) | 2006-02-24 | 2015-04-07 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method for producing same, and camera |
US9219094B2 (en) | 2011-07-11 | 2015-12-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Backside illuminated image sensor |
KR20160048066A (ko) * | 2013-08-28 | 2016-05-03 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 장치 및 제조 방법 및 전자 기기 |
-
2002
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100416848C (zh) * | 2003-06-02 | 2008-09-03 | 索尼株式会社 | 固体摄像装置和固体摄像装置的驱动方法 |
KR101293586B1 (ko) * | 2003-06-02 | 2013-08-13 | 소니 주식회사 | 고체촬상장치 및 고체촬상장치의 구동방법 |
KR101198984B1 (ko) | 2005-02-21 | 2012-11-07 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 장치 및 고체 촬상 장치의 구동 방법 |
JP2012147004A (ja) * | 2006-02-24 | 2012-08-02 | Sony Corp | 固体撮像装置及びその製造方法、並びにカメラ |
US9000493B2 (en) | 2006-02-24 | 2015-04-07 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, method for producing same, and camera |
US7772616B2 (en) | 2007-09-11 | 2010-08-10 | Fujifilm Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
US7994461B2 (en) | 2008-07-01 | 2011-08-09 | Fujifilm Corporation | Solid-state imaging device and imaging apparatus |
US9219094B2 (en) | 2011-07-11 | 2015-12-22 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Backside illuminated image sensor |
KR20150033611A (ko) * | 2012-07-03 | 2015-04-01 | 소니 주식회사 | 고체 촬상 소자, 고체 촬상 장치 및 카메라 장치 |
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