JP2010199450A - 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】画素間での信号検出特性のばらつきを抑制するとともに、リーク電流による白点発生を抑制すること。
【解決手段】本発明は、基板に複数のフォトダイオード２１を形成する工程と、基板に形成されたフォトダイオード２１に接続される転送ゲート２２ｇを形成する工程と、基板上にマスク用絶縁膜３１を形成する工程と、マスク用絶縁膜３１をエッチングすることで、隣接する転送ゲート２２ｇの間となるマスク用絶縁膜３１のエッチング部分が先細りするよう下地を露出させる工程と、エッチング後に残ったマスク用絶縁膜３１を介して露出部分に不純物を注入し、ＦＤ部を形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法である。
【選択図】図５

Description

本発明は、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置および電子機器に関する。詳しくは、複数の受光部で共用となる電荷電圧変換部の製造方法および構成に特徴を有する固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置および電子機器に関する。

ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）あるいはＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型の固体撮像装置は、デジタルカメラやビデオカメラ、複写機、カメラ付携帯などに数多く搭載されている。これらの固体撮像素子は微細化および多画素化の傾向に有り、フォトダイオードの面積も減少していく傾向にある。その結果、信号電荷量も減少するため、フォトダイオード、フローティングディフュージョン、リセットトランジスタにおけるリーク電流を小さく抑えて、ノイズを抑制する必要がある。

ここで、複数の画素で１つのフローティングディフュージョンを共用する固体撮像装置では、フローティングディフュージョンを形成するにあたり、先ず、受光部および転送ゲートを形成する。その後、レジストマスクをパターニングして開口し、その開口を介して不純物注入することで、開口に対応した位置にフローティングディフュージョンを形成している（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−３３５９０５号公報

しかしながら、複数の画素でフローティングディフュージョンを共用する固体撮像装置では、フローティングディフュージョンを形成する際のレジストマスクの合わせずれが発生する。この合わせずれが発生すると、同じフローティングディフュージョンを共有している画素間で信号検出特性にばらつきが発生し、画質の劣化を招くという問題が生じている。また、転送ゲートのサイドウォールとフローティングディフュージョン領域とが交差する領域で電界集中による高電界領域が発生し、リーク電流による白点発生の原因となっている。

本発明は、画素間での信号検出特性のばらつきを抑制するとともに、リーク電流による白点発生を抑制することを目的とする。

本発明は、基板に複数の受光部を形成する工程と、基板に形成された受光部に接続される転送ゲートを形成する工程と、基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜をエッチングすることで、隣接する転送ゲートの間となる絶縁膜のエッチング部分が先細りするよう下地を露出させる工程と、エッチング後に残った絶縁膜をマスクとして露出部分に不純物を注入し、不純物注入部を形成する工程とを有する固体撮像装置の製造方法である。

このような本発明では、転送ゲート上に形成された絶縁膜をエッチングすることでできる開口をマスクとして、隣接する転送ゲート間に不純物注入部が自己整合的に形成される。また、隣接する転送ゲートの間となる絶縁膜のエッチング部分が先細りするよう下地を露出させることから、隣接する転送ゲート間において不純物注入部と転送ゲートとが斜めに交わり、電界集中を緩和できるようになる。

上記のような絶縁膜のエッチング部分の先細りを形成するには、基板上に絶縁膜を塗布する際、隣接する転送ゲートの間となる絶縁膜に凹部が構成されるよう塗布する。これにより、絶縁膜をエッチバックすると、凹部の隅部でエッチングが進行し、先細りを形成できるようになる。

このような絶縁膜の凹部を構成するには、絶縁材料を回転塗布によって形成したり、絶縁材料をＳＡ−ＣＶＤ（Sub Atmospheric-Chemical Vapor Deposition：準常圧ＣＶＤ）によって形成したりする。

また、本発明は、基板に形成された複数の受光部と、受光部に接続された転送ゲートと、複数の転送ゲートで囲まれる位置に中央部分が設けられ、当該中央部分から隣接する転送ゲートの間に延設する部分が先細りするよう設けられる不純物注入部とを有する固体撮像装置である。また、この固体撮像装置を用いた電子機器でもある。

このような本発明では、隣接する転送ゲートの間となる不純物注入部が先細りするよう設けられていることから、隣接する転送ゲート間において不純物注入部と転送ゲートとが斜めに交わり、電界集中を緩和できるようになる。

本発明によれば、電荷電圧変換部となる不純物注入部を正確な位置に形成でき、電荷電圧変換部を共有する画素の特性差を低減させることが可能となる。また、転送ゲートと不純物注入部との間の電界集中を緩和でき、リーク電流による白点発生を抑制することが可能となる。

ＣＭＯＳ型イメージセンサから成る固体撮像装置の全体構成を説明する図である。 単位画素の回路構成の一例を示す回路図である。 比較例における固体撮像装置の画素部のレイアウトを説明する図である。 比較例の構造における電界集中を説明する図である。 本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図（その１）である。 本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図（その２）である。 本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図（その３）である。 本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図（その４）である。 本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図（その５）である。 本実施形態に固体撮像装置を説明する図である。 本実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．固体撮像装置の全体構成（ＣＭＯＳ型イメージセンサの構成、単位画素の回路構成）
２．固体撮像装置の製造方法（比較例、本実施形態の製造方法）
３．固体撮像装置（画素部の構造、電気力線）
４．電子機器

＜１．固体撮像装置の全体構成＞
［ＣＭＯＳ型イメージセンサの構成］
図１は、ＣＭＯＳ型イメージセンサから成る固体撮像装置の全体構成を説明する図である。図１に示すように、ＣＭＯＳ型イメージセンサ１０は、図示せぬ半導体基板（チップ）上に形成された画素アレイ部１１と、当該画素アレイ部１１と同じ半導体基板上に設けられた周辺回路とを有する構成となっている。画素アレイ部１１の周辺回路としては、垂直駆動回路１２、信号処理回路であるカラム回路１３、水平駆動回路１４、出力回路１５およびタイミングジェネレータ（ＴＧ）１６等が用いられる。

画素アレイ部１１には、入射する可視光をその光量に応じた電荷量に光電変換する光電変換素子を含む単位画素（以下、単に「画素」と記述する場合もある。）２０が行列状に２次元配置されている。単位画素２０の具体的な構成については後述する。

画素アレイ部１１にはさらに、単位画素２０の行列状配列に対して画素行ごとに画素駆動線１７が図の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って形成され、画素列ごとに垂直信号線１８が図の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って形成されている。図１では、画素駆動線１７について１本として示しているが、１本に限られるものではない。画素駆動線１７の一端は、垂直駆動回路１２の各画素行に対応した出力端に接続されている。

垂直駆動回路１２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成される。その具体的な構成については図示を省略するが、信号を読み出す画素２０を行単位で順に選択走査を行うための読み出し走査系を有する。また、当該読み出し走査系によって読み出し走査が行われる読み出し行に対して、その読み出し走査よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して当該読み出し行の画素２０の光電変換素子から不要な電荷を掃き出す（リセットする）掃き出し走査を行うための掃き出し走査系を有する。

この掃き出し走査系による不要電荷の掃き出し（リセット）により、いわゆる電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、光電変換素子の光電荷を捨て、新たに露光を開始する（光電荷の蓄積を開始する）動作のことを言う。

読み出し走査系による読み出し動作によって読み出される信号は、その直前の読み出し動作または電子シャッタ動作以降に入射した光量に対応するものである。そして、直前の読み出し動作による読み出しタイミングまたは電子シャッタ動作による掃き出しタイミングから、今回の読み出し動作による読み出しタイミングまでの期間が、単位画素２０における光電荷の蓄積時間（露光時間）となる。

垂直駆動回路１２による走査によって選択された画素行の各単位画素２０から出力される信号は、垂直信号線１８の各々を通してカラム回路１３に供給される。カラム回路１３は、画素アレイ部１１の画素列ごとに、選択行の各画素２０から出力される信号を画素列ごとに受けて、その信号に対して画素固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ(Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング)や信号増幅や、ＡＤ変換などの信号処理を行う。

なお、ここでは、カラム回路１３を画素列に対して１対１の対応関係をもって配置した構成を採る場合を例に挙げて示しているが、この構成に限られるものではない。例えば、複数の画素列（垂直信号線１８）ごとにカラム回路１３を１個ずつ配置し、これらカラム回路１３を複数の画素列間で時分割にて共用する構成などを採ることも可能である。

水平駆動回路１４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによってカラム回路１３を順番に選択する。なお、図示を省略するが、カラム回路１３の各出力段には、水平選択スイッチが水平信号線１９との間に接続されて設けられている。水平駆動回路１４から順次出力される水平走査パルスは、カラム回路１３の各出力段に設けられた水平選択スイッチを順番にオンさせる。これら水平選択スイッチは、水平走査パルスに応答して順にオンすることで、画素列ごとにカラム回路１３で処理された画素信号を水平信号線１９に順番に出力させる。

出力回路１５は、カラム回路１３から水平信号線１９を通して順に供給される画素信号に対して種々の信号処理を施して出力する。この出力回路１５での具体的な信号処理としては、例えば、バッファリングだけする場合もあるし、あるいはバッファリングの前に黒レベル調整、列ごとのばらつきの補正、信号増幅、色関係処理などを行うこともある。

タイミングジェネレータ１６は、各種のタイミング信号を生成し、これら各種のタイミング信号を基に垂直駆動回路１２、カラム回路１３および水平駆動回路１４などの駆動制御を行う。

［単位画素の回路構成］
図２は、単位画素の回路構成の一例を示す回路図である。本回路例に係る単位画素２０は、受光部である光電変換素子、例えばフォトダイオード２１に加えて、例えば転送トランジスタ２２、リセットトランジスタ２３、増幅トランジスタ２４および選択トランジスタ２５の４つのトランジスタを有する構成となっている。

ここでは、これらトランジスタ２２〜２５として、例えばＮチャネルのＭＯＳトランジスタを用いている。ただし、ここでの転送トランジスタ２２、リセットトランジスタ２３、増幅トランジスタ２４および選択トランジスタ２５の導電型の組み合わせは一例に過ぎず、これらの組み合わせに限られるものではない。

この単位画素２０に対して、画素駆動線１７として、例えば、転送線１７１、リセット線１７２および選択線１７３の３本の駆動配線が同一画素行の各画素について共通に設けられている。これら転送線１７１、リセット線１７２および選択線１７３の各一端は、垂直駆動回路１２の各画素行に対応した出力端に、画素行単位で接続されている。

フォトダイオード２１は、アノードが負側電源、例えばグランドに接続されており、受光した光をその光量に応じた電荷量の光電荷（ここでは、光電子）に光電変換する。フォトダイオード２１のカソード電極は、転送トランジスタ２２を介して増幅トランジスタ２４のゲート電極と電気的に接続されている。この増幅トランジスタ２４のゲート電極と電気的に繋がったノードをＦＤ（電荷電圧変換部：フローティングディフュージョン）部２６と呼ぶ。

転送トランジスタ２２は、フォトダイオード２１のカソード電極とＦＤ部２６との間に接続され、高レベル（例えば、Ｖｄｄレベル）がアクティブ（以下、「Ｈｉｇｈアクティブ」と記述する）の転送パルスφＴＲＦが転送線１７１を介してゲート電極に与えられることによってオン状態となる。これにより、フォトダイオード２１で光電変換された光電荷をＦＤ部２６に転送する。

リセットトランジスタ２３は、ドレイン電極が画素電源Ｖｄｄに、ソース電極がＦＤ部２６にそれぞれ接続され、ＨｉｇｈアクティブのリセットパルスφＲＳＴがリセット線１７２を介してゲート電極に与えられることによってオン状態となる。これにより、フォトダイオード２１からＦＤ部２６への信号電荷の転送に先立って、ＦＤ部２６の電荷を画素電源Ｖｄｄに捨てることによって当該ＦＤ部２６をリセットする。

増幅トランジスタ２４は、ゲート電極がＦＤ部２６に、ドレイン電極が画素電源Ｖｄｄにそれぞれ接続され、リセットトランジスタ２３によってリセットした後のＦＤ部２６の電位をリセットレベルとして出力する。さらに、増幅トランジスタ２４は、転送トランジスタ２２によって信号電荷を転送した後のＦＤ部２６の電位を信号レベルとして出力する。

選択トランジスタ２５は、例えば、ドレイン電極が増幅トランジスタ２４のソースに、ソース電極が垂直信号線１８にそれぞれ接続され、Ｈｉｇｈアクティブの選択パルスφＳＥＬが選択線１７３を介してゲートに与えられることによってオン状態となる。これにより、単位画素２０を選択状態として増幅トランジスタ２４から出力される信号を垂直信号線１８に中継する。

なお、選択トランジスタ２５については、画素電源Ｖｄｄと増幅トランジスタ２４のドレインとの間に接続した回路構成を採ることも可能である。

また、単位画素２０としては、上記構成の４つのトランジスタからなる画素構成のものに限られるものではなく、増幅トランジスタ２４と選択トランジスタ２５とを兼用した３つのトランジスタからなる画素構成のものなどであっても良く、その画素回路の構成は問わない。

本実施形態の固体撮像装置では、複数のフォトダイオード２１に対して１つのＦＤ部２６を共有する構成を採用している。したがって、複数のフォトダイオード２１に対するＦＤ部２６の位置が正確に配置されることで、複数のフォトダイオード２１で取り込んだ信号のばらつきを抑制できることになる。

＜２．固体撮像装置の製造方法＞
次に、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法について説明する。先ず、本実施形態の説明に先立ち、比較例について説明する。

［比較例について］
図３は、比較例における固体撮像装置の画素部のレイアウトを説明する図である。図３（ａ）に示すように、このレイアウトでは、縦横各々２つ、合計４つのフォトダイオード２１の並びに対して１つのＦＤ部２６が共用されているものである。ＦＤ部２６は、この４つのフォトダイオード２１の配置の中央に設けられている。各フォトダイオード２１には、ＦＤ部２６が配置される側の隅部に転送トランジスタ２２が設けられている。この転送トランジスタ２６の転送ゲート２２ｇに転送パルスが与えられることで、フォトダイオード２１で光電変換して得た電荷がＦＤ部２６へ転送される。

このような画素部を製造するには、先ず、フォトダイオード２１および転送トランジスタ２２ならびに転送ゲート２２ｇを基板に形成する。その後、基板上にレジストを塗布し、露光、現像によってパターニングして開口を形成する。このレジストの開口を介して不純物注入することで開口に対応した位置にＦＤ部２６を形成している。

図３（ａ）に示す例では、４つの転送ゲート２２ｇで囲まれる中央の破線がレジストの開口位置を示しており、この開口の内側に不純物注入することで、開口に対応した位置にＦＤ部２６が形成されることになる。

しかし、ＦＤ部２６を不純物注入で形成するにあたり、マスクとなるレジストの開口の位置がずれると、不純物注入によって形成されるＦＤ部２６の位置もずれてしまう。図３（ｂ）はレジストの開口の位置がずれた場合を示す図である。この図において、４つの転送ゲート２２ｇで囲まれる中央の破線がレジストの開口位置を示している。ここでは、正確な位置を示す図３（ａ）に比べ、図中下方にレジストの開口がずれている。このようにレジストの開口がずれてしまうと、これをマスクにして不純物を注入し、形成されるＦＤ部２６も、同じようにずれてしまう。

例えば、ＦＤ部２６が図中下方にずれることで、上側２つの転送ゲート２２ｇとＦＤ部２６との接触長と、下側２つの転送ゲート２２ｇとＦＤ部２６との接触長に差が生じ、フォトダイオード２１からＦＤ部２６へ転送する電荷の量に差が生じてしまう。つまり、画素間で特性のばらつきが生じることになる。

図４は、比較例の構造における電界集中を説明する図である。図４に示すように、ＦＤ部２６が正確な位置に形成されていても、転送ゲート２２ｇとＦＤ部２６との境界で高電界領域（図中丸印参照）が発生する。これは、図４（ｂ）の転送ゲート部分の模式断面図に示すように、転送ゲート２２ｇから回ってきたゲートの電界とＦＤ部２６のジャンクション部分で生じる電界の双方の影響によって、サイドウォール２２ｗ下に電界集中が発生するためである。このような電界集中はリーク電流および白点欠陥の原因となる。

［本実施形態の製造方法］
本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は、上記の問題点を解消するものである。図５〜図９は、本実施形態に係る固体撮像装置の製造方法を説明する図である。ここで、図５〜図８は模式断面図、図９は模式平面図である。

先ず、図５（ａ）に示すように、シリコン等の基板上の所定の領域に、入射光を電気信号に変換するフォトダイオード２１を形成する。また、このフォトダイオード２１に隣接して転送トランジスタの転送ゲート２２ｇを形成する。転送ゲート２２ｇは、ゲート絶縁膜を介した上に形成される。そして、転送ゲート２２ｇの両側となる基板に図示しないＬＤＤ（Lightly Doped Drain）を形成した後、転送ゲート２２ｇの両脇にサイドウォール２２ｗを形成する。なお、図５（ａ）に示す例では、フォトダイオード２１に接続される転送ゲート２２ｇと、隣りのフォトダイオード２１に接続される転送ゲート２２ｇとが示されている。その後、基板の全面にＳｉＯ₂およびＳｉＮから成る２層絶縁膜３０を形成する。

次に、２層絶縁膜３０の上に、マスク用絶縁膜３１を形成する。本実施形態では、マスク用絶縁膜３１として、ＳＯＧ（Spin on Glass）を用いる。ＳＯＧは、ＳｉＯ₂を回転塗布して形成される膜であり、流動性によって下地形状の凸部分から凹部分に流れ、凸部分に比べて凹部分の方がやや厚く形成されるものである。

ここで、転送ゲート２２ｇに囲まれる部分では、マスク用絶縁膜３１に窪み３１ａが形成される。図９（ａ）は、マスク用絶縁膜を塗布した後の状態を説明する模式平面図である。この図では、４つの転送ゲート２２ｇに囲まれた中央部分にマスク用絶縁膜の窪み３１ａが形成されている状態を示している。

４つの転送ゲート２２ｇは凸部として構成され、そこに囲まれる領域は凹部となっている。４つの転送ゲートは中央部側に各々斜めの直線部分が設けられており、これによって４つの転送ゲートで囲まれる凹部は各直線部分を辺とした矩形領域となる。また、４つの転送ゲート２２ｇのうち、横に隣接する転送ゲート２２ｇの間、および縦に隣接する転送ゲート２２ｇの間にも凹部が形成される。これにより、凹部は中央の矩形領域を中心として十字に延びる状態で構成される。

マスク用絶縁膜３１を形成した場合、上記凹部のうち４つの転送ゲートで囲まれる中央の矩形領域は、２つの転送ゲート２２ｇの間となる部分より広いため、この矩形領域にマスク用絶縁膜３１の窪み３１ａが形成される。図９（ａ）におけるＡ−Ａ線断面が図５（ａ）に示され、図９（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面が図５（ｂ）に示されている。このように、４つの転送ゲート２２ｇで囲まれる中央の矩形領域にマスク用絶縁膜３１の窪み３１ａが形成される。

次に、図６に示すように、基板上にレジストＲを塗布し、フォトリソグラフィによって転送ゲート２２ｇで囲まれる中央部分に開口を形成する。この開口は、マスク用絶縁膜３１の窪み３１ａより大きく形成される。なお、レジストＲは必ずしも形成する必要はないが、後のエッチング処理を行った状態でフォトダイオード２１上のマスク用絶縁膜３１を残し、保護の強化を図りたい場合に適用すればよい。

次に、このレジストＲを介してマスク用絶縁膜３１をエッチングする。これにより、マスク用絶縁膜３１がエッチバックされ、図７（ａ）に示すように、転送ゲート２２ｇで囲まれた部分の下地が露出する。

図９（ｂ）は、マスク用絶縁膜がエッチバックされた状態を示す模式平面図である。マスク用絶縁膜は、図９（ａ）に示すように、転送ゲート２２ｇで囲まれた中央部分に窪みが形成されていることから、この状態でマスク用絶縁膜がエッチバックされると、マスク用絶縁膜の窪みが徐々に大きくなり、やがて下地が露出する状態となる。この際、縦横に隣接する転送ゲート２２ｇの間では、マスク用絶縁膜の窪みの隅部におけるエッチング部分が各々の隅部の方向に延びていき、先細りするよう下地が露出することになる。

ここで、図９（ｂ）におけるＣ−Ｃ線断面が図５（ｂ）に示され、図９（ｂ）におけるＤ−Ｄ線断面が図５（ｂ）に示されている。このように、４つの転送ゲート２２ｇで囲まれる中央におけるマスク用絶縁膜３１のエッチング部分が、縦横に隣接する転送ゲート２２ｇの間に先細りする状態で延びていく。

このエッチバックでは、マスク用絶縁膜３１のエッチング部分が周辺の転送ゲート２２ｇのサイドウォール２２ｗ（サイドウォール２２ｗ上の２層絶縁膜３０）に達するまで行う。これにより、転送ゲート２２ｇのサイドウォール２２ｗ部分が露出する。

次に、図８に示すように、エッチバックされたマスク用絶縁膜３１を介して不純物注入を行い、転送ゲート２２ｇで囲まれた部分に不純物注入部である部２６を形成する。先に説明したように、マスク用絶縁膜３１のエッチバックによって下地が露出している。この際、転送ゲート２ｇのサイドウォール２２ｗ部分が露出しているため、不純物注入ではサイドウォール２２ｗ部分で自己整合的に不純物が注入される。これによって、形成されるＦＤ部２６は、４つの転送ゲート２２ｇに対して位置ずれなく、正確な位置に設けられることになる。

また、図９（ｂ）に示すように、マスク用絶縁膜のエッチバックによって、マスク用絶縁膜のエッチング部分は、縦横に隣接する転送ゲート２２ｇの間に先細りする状態で延びている。したがって、このマスク用絶縁膜を介して不純物を注入すると、先細りしている部分の形状が反映され、この部分のＦＤ部２６も先細りする状態で設けられることになる。このような形状でＦＤ部２６が形成されることにより、ＦＤ部２６と転送ゲート２２ｇとの間の電界集中が緩和されることになる。電界集中の緩和については後述する。

不純物注入を行った後は、マスク用絶縁膜３１をウェットエッチング等で除去し、その後は絶縁膜を形成して平坦化プロセスを行う。なお、マスク用絶縁膜３１を残したまま絶縁膜を形成し、平坦化プロセスを行ってもよい。

上記説明した製造方法では、マスク用絶縁膜３１としてＳｉＯ₂を用いた回転塗布によるＳＯＧを用いる例を示したが、これ以外の絶縁材料を用いてもよい。例えば、絶縁材料をＳＡ−ＣＶＤ（Sub Atmospheric-Chemical Vapor Deposition：準常圧ＣＶＤ）によって形成したり、絶縁材料としてＢＰＳＧ（Boron Phosphor Silicate Glass）など、他の材料を用いても良い。なお、マスク用絶縁膜３１の形成で転送ゲート２２ｇの間に窪み３１ａを設けることから、流動性を備えた材料を用いることが望ましい。

また、本実施形態では、縦横２つずつ配置されてなる４つの転送ゲート２２ｇに囲まれる位置にＦＤ部２６を形成する例を示したが、必ずしも４つ全てが転送ゲート２２ｇである必要はない。すなわち、４つのうち少なくとも１つを転送ゲート２２ｇとして、転送ゲートとして用いないものは転送ゲートと同じ形状（凸形状）のダミーパターンとする。

また、本実施形態では、縦横２つずつ配置されてなる４つの転送ゲート２２ｇに囲まれる位置にＦＤ部２６を形成するレイアウトを例としたが、その他のレイアウト（他のＦＤ部共有レイアウト）であっても適用可能である。

＜３．固体撮像装置＞
［画素部の構造］
図１０は、本実施形態に固体撮像装置を説明する図で、（ａ）は本実施形態に係る固体撮像装置の主要部を示す模式平面図、（ｂ）は比較例に係る固体撮像装置の主要部を示す模式平面図である。この図では、図１に示す全体構成のうち４つの単位画素で共有されるＦＤ部２６を中心に示したものである。なお、図１０（ｂ）は、比較例の主要部を示す模式平面図である。

本実施形態に係る固体撮像装置は、基板に形成された複数のフォトダイオード２１と、フォトダイオード２１に接続された転送トランジスタ２２の転送ゲート２２ｇと、複数のフォトダイオード２１に囲まれる位置に設けられるＦＤ部２６とを有している。このうちＦＤ部２６は、縦横２つずつ配置される４つの転送ゲート２２ｇで囲まれる位置に中央部が設けられ、この中央部から延設する部分、すなわち隣接する２つの転送ゲート２２ｇの間に延設する部分が先細りするよう設けられる。

ここで、図１０（ｂ）に示す比較例では、本実施形態と同様に、縦横２つずつ配置される４つの転送ゲート２２ｇの配置の中央となる位置にＦＤ部２６が設けられているものの、縦横に隣接する転送ゲート２２ｇ間に延設する部分が先細りしていない。つまり、ＦＤ部２６の端部は、隣接する転送ゲート２２ｇの端部と直交するよう設けられている。

［電気力線］
このような比較例の構造では、図中矢印で示すように、転送ゲート２２ｇからＦＤ部２６の交点へ電気力線が集中し、サイドウォール２２ｗ下のＦＤ部２６との交点部分（図中丸印参照）に高電界領域が発生する。このため、リーク電流による白点欠陥を発生させる原因となる。

一方、図１０（ａ）に示す本実施形態の構造ように、ＦＤ部２６における、縦横に隣接する転送ゲート２２ｇ間に延設する部分が先細りするよう設けられていると、ＦＤ部２６の端部と転送ゲート２２ｇの端部との交わる角度が斜めとなる。このように斜めとなることで、ＦＤ部２６の端部は、中央から離れるにしたがい転送ゲート２２ｇの端部（サイドウォール）から徐々に離れていくことになる。

したがって、図１０（ａ）で示す矢印のように、転送ゲート２２ｇからＦＤ部２６へ伸びる電気力線が分散され、サイドウォール２２ｗ下にできる高電界領域（図中丸印参照）への電気力線が少なくなって、高電界が緩和される。これにより、リーク電流および白点欠陥の発生を抑制できることになる。

なお、本実施形態では、縦横２つずつ配置されてなる４つの転送ゲート２２ｇに囲まれる位置にＦＤ部２６を形成するレイアウトを例としたが、その他のレイアウト（他のＦＤ部共有レイアウト）であっても適用可能である。

＜４．電子機器＞
図１１は、本実施形態に係る電子機器の一例である撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１１に示すように、撮像装置９０は、レンズ群９１を含む光学系、固体撮像装置９２、カメラ信号処理回路であるＤＳＰ回路９３、フレームメモリ９４、表示装置９５、記録装置９６、操作系９７および電源系９８等を有している。これらのうち、ＤＳＰ回路９３、フレームメモリ９４、表示装置９５、記録装置９６、操作系９７および電源系９８がバスライン９９を介して相互に接続された構成となっている。

レンズ群９１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像装置９２の撮像面上に結像する。固体撮像装置９２は、レンズ群９１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像装置９２として、先述した本実施形態の固体撮像装置が用いられる。

表示装置９５は、液晶表示装置や有機ＥＬ(electro luminescence)表示装置等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置９２で撮像された動画または静止画を表示する。記録装置９６は、固体撮像装置９２で撮像された動画または静止画を、不揮発性メモリやビデオテープ、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)等の記録媒体に記録する。

操作系９７は、ユーザによる操作の下に、本撮像装置が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源系９８は、ＤＳＰ回路９３、フレームメモリ９４、表示装置９５、記録装置９６および操作系９７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。

このような撮像装置９０は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールに適用される。この固体撮像装置９２として先述した本実施形態に係る固体撮像装置を用いることで、ノイズの抑制された高画質の撮像装置を提供できることになる。

１０…ＣＭＯＳ型イメージセンサ、１１…画素アレイ部、２０…単位画素、２１…フォトダイオード、２２…転送トランジスタ、２２ｇ…転送ゲート、２６…ＦＤ部、３１…マスク用絶縁膜、３１ａ…窪み

Claims (8)

1. 基板に複数の受光部を形成する工程と、
   前記基板に形成された受光部に接続される転送ゲートを形成する工程と、
   前記基板上に絶縁膜を形成する工程と、
   前記絶縁膜をエッチングすることで、隣接する前記転送ゲートの間となる絶縁膜のエッチング部分が先細りするよう下地を露出させる工程と、
   エッチング後に残った前記絶縁膜をマスクとして露出部分に不純物を注入し、不純物注入部を形成する工程と
   を有する固体撮像装置の製造方法。
2. 前記基板上に絶縁膜を塗布する際には、隣接する前記転送ゲートの間となる絶縁膜で凹部が構成されるよう塗布する
   請求項１記載の固体撮像装置の製造方法。
3. 前記不純物注入部は、縦横２つずつ配置される４つの受光部の配置の中央となる位置に形成する
   請求項１または２記載の固体撮像装置の製造方法。
4. 前記基板上に絶縁膜を形成する工程では、絶縁材料を回転塗布によって形成する
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
5. 前記基板上に絶縁膜を形成する工程では、絶縁材料をＳＡ−ＣＶＤ（Sub Atmospheric-Chemical Vapor Deposition：準常圧ＣＶＤ）によって形成する
   請求項１から３のうちいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
6. 前記絶縁膜は、酸化シリコンである
   請求項４または５記載の固体撮像装置の製造方法。
7. 基板に形成された複数の受光部と、
   前記受光部に接続された転送ゲートと、
   複数の前記転送ゲートで囲まれる位置に中央部分が設けられ、当該中央部分から隣接する前記転送ゲートの間に延設する部分が先細りするよう設けられる不純物注入部と
   を有する固体撮像装置。
8. 受光量に応じた電気信号を出力する固体撮像装置と、
   前記固体撮像装置から出力された電気信号を処理する信号処理装置とを有し、
   前記固体撮像装置が、
   基板に形成された複数の受光部と、
   前記受光部に接続された転送ゲートと、
   複数の前記転送ゲートで囲まれる位置に中央部分が設けられ、当該中央から隣接する２つの前記転送ゲートの間に延設する部分が先細りするよう設けられる不純物注入部と
   を有する電子機器。

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