JP2842066B2 - 固体撮像装置及びその製造方法 - Google Patents
固体撮像装置及びその製造方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、垂直転送部と水平転送
部を有するCCD型固体撮像装置及びその製造方法に関
する。
部を有するCCD型固体撮像装置及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の固体撮像装置は、HDTV
システムに対応するための超高画素化及びムービーシス
テムに対応するための高画素化、小型化につれて垂直転
送部の領域が比例的に縮小されるため、例えば埋め込み
チャンネルCCDを用いた固体撮像装置では、垂直転送
部を構成する,P型ウエル層内に形成されるN型半導体
領域の接合の深さを浅くすることにより、単位面積当た
りの電荷転送能力を向上し、その特性を保持し、一方水
平転送部は、高転送速度による転送効率劣化に備え垂直
転送部と逆に水平転送部を構成する,P型ウエル層内に
形成されるN型半導体領域の接合の深さを深く形成する
ことにより、フリンジ電界強度を増し、その特性を保持
してきた。
システムに対応するための超高画素化及びムービーシス
テムに対応するための高画素化、小型化につれて垂直転
送部の領域が比例的に縮小されるため、例えば埋め込み
チャンネルCCDを用いた固体撮像装置では、垂直転送
部を構成する,P型ウエル層内に形成されるN型半導体
領域の接合の深さを浅くすることにより、単位面積当た
りの電荷転送能力を向上し、その特性を保持し、一方水
平転送部は、高転送速度による転送効率劣化に備え垂直
転送部と逆に水平転送部を構成する,P型ウエル層内に
形成されるN型半導体領域の接合の深さを深く形成する
ことにより、フリンジ電界強度を増し、その特性を保持
してきた。
【0003】図9は、従来の固体撮像装置の一例を概略
的に示す平面図である。半導体基板の表面部に2次元的
に配置された光電変換部11にて入射光を光電変換して
えられた信号電荷は、垂直転送部12に読み出され、更
に、水平転送部13を経て出力回路14に転送され、出
力信号として取り出される。
的に示す平面図である。半導体基板の表面部に2次元的
に配置された光電変換部11にて入射光を光電変換して
えられた信号電荷は、垂直転送部12に読み出され、更
に、水平転送部13を経て出力回路14に転送され、出
力信号として取り出される。
【0004】図10〜図13は、従来の固体撮像装置の
垂直転送部と水平転送部の接続部を主な製造工程順に示
す断面図であり、分図(a),(b)はそれぞれ図9の
Y−Y線,X−X線に沿う部分について示したものであ
る。
垂直転送部と水平転送部の接続部を主な製造工程順に示
す断面図であり、分図(a),(b)はそれぞれ図9の
Y−Y線,X−X線に沿う部分について示したものであ
る。
【0005】まず、図10に示すようにN型シリコン基
板1上に厚さ約50nmの第1の酸化シリコン膜2を成
長させ、写真食刻法を用いて形成された厚さ約1.0μ
mの第1のフォトレジスト膜4aをマスクにイオン注入
(例えば入射角0°,100keV,1.0×1012c
m-2のホウ素)を行う。
板1上に厚さ約50nmの第1の酸化シリコン膜2を成
長させ、写真食刻法を用いて形成された厚さ約1.0μ
mの第1のフォトレジスト膜4aをマスクにイオン注入
(例えば入射角0°,100keV,1.0×1012c
m-2のホウ素)を行う。
【0006】次に、第1のフォトレジスト膜4a除去後
不純物の熱拡散(例えば1200℃,5時間程度)に
て、図11に示すように、水平転送部となる第1のP型
ウエル層5を形成し、続いて、写真食刻法を用いて少な
くとも第1のP型ウエル層5を被覆し、厚さ約1.0μ
mの第2のフォトレジスト膜4bをマスクにイオン注入
(例えば入射角0°,60keV,3.0×1012cm
-2のホウ素)を行う。
不純物の熱拡散(例えば1200℃,5時間程度)に
て、図11に示すように、水平転送部となる第1のP型
ウエル層5を形成し、続いて、写真食刻法を用いて少な
くとも第1のP型ウエル層5を被覆し、厚さ約1.0μ
mの第2のフォトレジスト膜4bをマスクにイオン注入
(例えば入射角0°,60keV,3.0×1012cm
-2のホウ素)を行う。
【0007】次に、第2のフォトレジスト膜4b除去後
不純物の熱拡散(例えば1100℃,2時間程度)に
て、図12に示すように垂直転送部となる第2のP型ウ
エル層6を形成し、続いて、写真食刻法を用いて厚さ約
1.0μmの第3のフォトレジスト膜4cをマスクにイ
オン注入(例えば入射角0°,150keV,2.0×
1012cm-2のヒ素)を行い、垂直転送部の一部となる
第1のN型半導体領域7を形成する。
不純物の熱拡散(例えば1100℃,2時間程度)に
て、図12に示すように垂直転送部となる第2のP型ウ
エル層6を形成し、続いて、写真食刻法を用いて厚さ約
1.0μmの第3のフォトレジスト膜4cをマスクにイ
オン注入(例えば入射角0°,150keV,2.0×
1012cm-2のヒ素)を行い、垂直転送部の一部となる
第1のN型半導体領域7を形成する。
【0008】次に、写真食刻法を用いて図13に示すよ
うに、少なくとも第1のN型半導体領域7の一部を被覆
し、厚さ約1.0μmの第4のフォトレジスト膜4dを
マスクにイオン注入(例えば入射角0°,150ke
V,2.0×1012cm-2のリン)を行い、垂直転送部
の一部となる第2のN型半導体領域8を形成する。
うに、少なくとも第1のN型半導体領域7の一部を被覆
し、厚さ約1.0μmの第4のフォトレジスト膜4dを
マスクにイオン注入(例えば入射角0°,150ke
V,2.0×1012cm-2のリン)を行い、垂直転送部
の一部となる第2のN型半導体領域8を形成する。
【0009】以降、慣用の技術を用いて光電変換部、電
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、従来の固体撮像装置が得られる。
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、従来の固体撮像装置が得られる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の固体撮
像装置では、垂直転送部を構成するP型ウエル層及びN
型半導体領域と水平転送部を構成するP型ウエル層及び
N型半導体領域は、それぞれ別の工程によって形成され
ているので、写真食刻法工程の位置合わせ誤差により、
垂直転送部と水平転送部の接続部を制御良く形成するこ
とが困難であるという欠点があった。
像装置では、垂直転送部を構成するP型ウエル層及びN
型半導体領域と水平転送部を構成するP型ウエル層及び
N型半導体領域は、それぞれ別の工程によって形成され
ているので、写真食刻法工程の位置合わせ誤差により、
垂直転送部と水平転送部の接続部を制御良く形成するこ
とが困難であるという欠点があった。
【0011】例えば、垂直転送部を構成するP型ウエル
層と水平転送部を構成するP型ウエル層の重なり量が少
ないもしくは離れて形成された場合においては、接続部
上の電荷転送電極下に深いポテンシャル井戸が形成さ
れ、また逆に、垂直転送部を構成するP型ウエル層と水
平転送部を構成するP型ウエル層の重なり量が大きくな
った場合においては、電荷転送電極下にポテンシャル障
壁が形成され、いずれの場合においても垂直置転送部か
ら水平転送部への信号電荷のスムーズな転送が阻害され
るという欠点があった。
層と水平転送部を構成するP型ウエル層の重なり量が少
ないもしくは離れて形成された場合においては、接続部
上の電荷転送電極下に深いポテンシャル井戸が形成さ
れ、また逆に、垂直転送部を構成するP型ウエル層と水
平転送部を構成するP型ウエル層の重なり量が大きくな
った場合においては、電荷転送電極下にポテンシャル障
壁が形成され、いずれの場合においても垂直置転送部か
ら水平転送部への信号電荷のスムーズな転送が阻害され
るという欠点があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板の
表面部の第1導電型半導体装置の表面領域内にそれぞれ
形成された複数個の光電変換部、前記光電変換部より転
送されてくる全信号電荷パターンを一水平走査線毎に一
斉に転送する複数本の垂直転送部および前記垂直転送部
より一水平走査線毎に転送されてる信号電荷を信号出力
部に転送する水平転送部から構成される固体撮像装置に
おいて、前記第1導電型半導体層が、前記垂直転送部及
び水平転送部に対してそれぞれ自己整合的に異なる濃度
プロファイルで形成されているというものである。しか
して、前記垂直転送部及び水平転送部を構成する第2導
電型半導体領域が、垂直転送部及び水平転送部に対して
それぞれ自己整合的に異なる濃度プロファイルで形成さ
れている。
表面部の第1導電型半導体装置の表面領域内にそれぞれ
形成された複数個の光電変換部、前記光電変換部より転
送されてくる全信号電荷パターンを一水平走査線毎に一
斉に転送する複数本の垂直転送部および前記垂直転送部
より一水平走査線毎に転送されてる信号電荷を信号出力
部に転送する水平転送部から構成される固体撮像装置に
おいて、前記第1導電型半導体層が、前記垂直転送部及
び水平転送部に対してそれぞれ自己整合的に異なる濃度
プロファイルで形成されているというものである。しか
して、前記垂直転送部及び水平転送部を構成する第2導
電型半導体領域が、垂直転送部及び水平転送部に対して
それぞれ自己整合的に異なる濃度プロファイルで形成さ
れている。
【0013】この固体撮像装置は、半導体基板の一表面
に第1の酸化シリコン膜と窒化シリコン膜を順次に被着
する工程と、前記窒化シリコン膜を第1のフォトレジス
ト膜をマスクとして選択的に除去した後、前記窒化シリ
コン膜と前記第1のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第1のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって水平転送部下の第1の第1導
電型半導体層を形成する工程と、前記窒化シリコン膜を
マスクに選択酸化を施し第2のシリコン酸化膜を成長
し、前記窒化シリコン膜を除去した後、前記第2の酸化
シリコン膜と第2のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第2のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって前記第1の第1導電型半導体
層と自己整合的に垂直転送部の第2の第1導電型半導体
層を形成する工程とにより製造することができる。更
に、前記第2の酸化シリコン膜と第3のフォトレジスト
膜をマスクにイオン注入法にて前記第1の第1導電型半
導体層と自己整合的に前記第2の第1導電型半導体層内
に垂直転送部の第1の第2導電型半導体領域を形成する
工程と、前記第2の酸化シリコン膜を除去した後、第1
及び第2の第1導電型半導体層内に第2の第2導電型半
導体領域を形成する工程とを追加してもよい。
に第1の酸化シリコン膜と窒化シリコン膜を順次に被着
する工程と、前記窒化シリコン膜を第1のフォトレジス
ト膜をマスクとして選択的に除去した後、前記窒化シリ
コン膜と前記第1のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第1のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって水平転送部下の第1の第1導
電型半導体層を形成する工程と、前記窒化シリコン膜を
マスクに選択酸化を施し第2のシリコン酸化膜を成長
し、前記窒化シリコン膜を除去した後、前記第2の酸化
シリコン膜と第2のフォトレジスト膜をマスクにイオン
注入を行ない前記第2のフォトレジスト膜を除去した後
不純物の熱拡散を行なって前記第1の第1導電型半導体
層と自己整合的に垂直転送部の第2の第1導電型半導体
層を形成する工程とにより製造することができる。更
に、前記第2の酸化シリコン膜と第3のフォトレジスト
膜をマスクにイオン注入法にて前記第1の第1導電型半
導体層と自己整合的に前記第2の第1導電型半導体層内
に垂直転送部の第1の第2導電型半導体領域を形成する
工程と、前記第2の酸化シリコン膜を除去した後、第1
及び第2の第1導電型半導体層内に第2の第2導電型半
導体領域を形成する工程とを追加してもよい。
【0014】また、半導体基板の一表面に第1の酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜を順次形成する工程と、前記
窒化シリコン膜を第1のフォトレジスト膜をマスクに選
択的に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第のフォ
トレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第1の
フォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行なっ
て水平転送部の第1の第1導電型半導体層を形成する工
程と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を施し酸
化シリコン膜を成長した後、第2のフォトレジスト膜を
マスクとして前記窒化シリコン膜を選択的に除去し、前
記第2のシリコン酸化膜と前記第2のフォトレジスト膜
及び前記窒化シリコン膜をマスクにイオン注入を行ない
前記第2のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡
散を行なって前記第1の第1導電型半導体層と自己整合
的に垂直転送部の第2の第1導電型半導体層を形成する
工程とにより製造することができる。更に、前記窒化シ
リコン膜及び前記第2の酸化シリコン膜をマスクにイオ
ン注入を行なって前記第1及び第2の第1導電型半導体
層と自己整合的に前記第2の第1導電型半導体層内に垂
直転送部の第1の第2導電型半導体領域を形成する工程
と、前記第2の酸化シリコン膜を除去した後、前記窒化
シリコン膜をマスクとして前記第1の酸化シリコン膜を
除去したのちイオン注入を行なって前記第1の第2導電
型半導体領域と自己整合的に、前記第1及び第2の第1
導電型半導体層内に第2の第2導電型半導体領域を形成
する工程とを追加してもよい。
リコン膜と窒化シリコン膜を順次形成する工程と、前記
窒化シリコン膜を第1のフォトレジスト膜をマスクに選
択的に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第のフォ
トレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第1の
フォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行なっ
て水平転送部の第1の第1導電型半導体層を形成する工
程と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を施し酸
化シリコン膜を成長した後、第2のフォトレジスト膜を
マスクとして前記窒化シリコン膜を選択的に除去し、前
記第2のシリコン酸化膜と前記第2のフォトレジスト膜
及び前記窒化シリコン膜をマスクにイオン注入を行ない
前記第2のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡
散を行なって前記第1の第1導電型半導体層と自己整合
的に垂直転送部の第2の第1導電型半導体層を形成する
工程とにより製造することができる。更に、前記窒化シ
リコン膜及び前記第2の酸化シリコン膜をマスクにイオ
ン注入を行なって前記第1及び第2の第1導電型半導体
層と自己整合的に前記第2の第1導電型半導体層内に垂
直転送部の第1の第2導電型半導体領域を形成する工程
と、前記第2の酸化シリコン膜を除去した後、前記窒化
シリコン膜をマスクとして前記第1の酸化シリコン膜を
除去したのちイオン注入を行なって前記第1の第2導電
型半導体領域と自己整合的に、前記第1及び第2の第1
導電型半導体層内に第2の第2導電型半導体領域を形成
する工程とを追加してもよい。
【0015】
【実施例】次に、本発明を図面を参照して説明する。
【0016】図1〜図4は、本発明第1の実施例の固体
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
で、分図(a),(b)はそれぞれ図9のY−Y線およ
びX−X線に沿う部分について示したものである。
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
で、分図(a),(b)はそれぞれ図9のY−Y線およ
びX−X線に沿う部分について示したものである。
【0017】まず、図1に示すように、N型シリコン基
板1の表面に約50nmの第1の酸化シリコン膜2aと
約250nmの窒化シリコン膜3を順に成膜し、写真食
刻法及びプラズマエッチング法を用いて約1.0μmの
第1のフォトレジスト膜4a及び窒化シリコン膜3から
なるマスクを形成し、イオン注入(例えば入射角60
°,100keV,1.0×1012cm-2のホウ素)を
行う。
板1の表面に約50nmの第1の酸化シリコン膜2aと
約250nmの窒化シリコン膜3を順に成膜し、写真食
刻法及びプラズマエッチング法を用いて約1.0μmの
第1のフォトレジスト膜4a及び窒化シリコン膜3から
なるマスクを形成し、イオン注入(例えば入射角60
°,100keV,1.0×1012cm-2のホウ素)を
行う。
【0018】次に、第1のフォトレジスト膜4a除去後
不純物の熱拡散(例えば1200℃,5時間程度)に
て、図2に示すように、水平転送部となる第1のP型ウ
エル層5を形成し、続いて、窒化シリコン膜3をマスク
に選択酸化を施し、第1のP型ウエル層5上に約400
nm程度の第2の酸化シリコン膜2bを成長し、ウエッ
トエッチング法を用いて窒化シリコン膜3を除去した
後、垂直転送部となる第2のP型ウエル層を形成するた
め写真食刻法を用いて形成した約1.0μmの第2のフ
ォトレジスト膜4bと第2の酸化シリコン膜2bをマス
クにイオン注入(例えば入射角0°,60keV,3.
0×1012cm-2ホウ素)を行う。
不純物の熱拡散(例えば1200℃,5時間程度)に
て、図2に示すように、水平転送部となる第1のP型ウ
エル層5を形成し、続いて、窒化シリコン膜3をマスク
に選択酸化を施し、第1のP型ウエル層5上に約400
nm程度の第2の酸化シリコン膜2bを成長し、ウエッ
トエッチング法を用いて窒化シリコン膜3を除去した
後、垂直転送部となる第2のP型ウエル層を形成するた
め写真食刻法を用いて形成した約1.0μmの第2のフ
ォトレジスト膜4bと第2の酸化シリコン膜2bをマス
クにイオン注入(例えば入射角0°,60keV,3.
0×1012cm-2ホウ素)を行う。
【0019】次に、第2のフォトレジスト膜4b除去後
不純物の熱拡散(例えば1100℃,2時間程度)に
て、図3に示すように、第1のP型ウエル層5と自己整
合的に第2のP型ウエル層6を形成し、続いて、垂直転
送部となる第1のN型半導体領域7を写真食刻法を用い
て形成した第3のフォトレジスト膜4cと第2の酸化シ
リコン膜2bをマスクにイオン注入(例えば入射角0
°,150keV,2.0×1012cm-2のヒ素)に
て、第1のP型ウエル層5と自己整合的に第2のP型ウ
エル層6内に形成する。
不純物の熱拡散(例えば1100℃,2時間程度)に
て、図3に示すように、第1のP型ウエル層5と自己整
合的に第2のP型ウエル層6を形成し、続いて、垂直転
送部となる第1のN型半導体領域7を写真食刻法を用い
て形成した第3のフォトレジスト膜4cと第2の酸化シ
リコン膜2bをマスクにイオン注入(例えば入射角0
°,150keV,2.0×1012cm-2のヒ素)に
て、第1のP型ウエル層5と自己整合的に第2のP型ウ
エル層6内に形成する。
【0020】次に、第1,第2の酸化シリコン膜2a,
bをウエットエッチング法により除去し、図4に示すよ
うに、再度N型半導体基板1に熱酸化を施し約20nm
の酸化シリコン膜2cを成長した後、垂直転送部となる
第2のN型半導体領域8a,8bをそれぞれ垂直転送部
および水平転送部に、写真食刻法を用いて形成した第4
のフォトレジスト膜4dをマスクにイオン注入(例えば
入射角0°,150keV,2.0×1012cm-2のリ
ン)にて第1及び第2のP型ウエル層5,6内に形成す
る。この場合、垂直転送部のN型半導体領域は、第1の
N型半導体領域7および第2のN型半導体領域8aにて
形成されることになる。
bをウエットエッチング法により除去し、図4に示すよ
うに、再度N型半導体基板1に熱酸化を施し約20nm
の酸化シリコン膜2cを成長した後、垂直転送部となる
第2のN型半導体領域8a,8bをそれぞれ垂直転送部
および水平転送部に、写真食刻法を用いて形成した第4
のフォトレジスト膜4dをマスクにイオン注入(例えば
入射角0°,150keV,2.0×1012cm-2のリ
ン)にて第1及び第2のP型ウエル層5,6内に形成す
る。この場合、垂直転送部のN型半導体領域は、第1の
N型半導体領域7および第2のN型半導体領域8aにて
形成されることになる。
【0021】以降、慣用の技術を用いて光電変換部、電
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第1の実施例の固体撮像装置が得られる。
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第1の実施例の固体撮像装置が得られる。
【0022】垂直転送部と水平転送部との接続部は自己
整合的に形成されるため、マスクの位置合せ誤差により
この接続部に生じるポテンシャル井戸や障壁を防止し、
垂直転送部から水平転送部への信号電荷の転送を効率よ
く行える。
整合的に形成されるため、マスクの位置合せ誤差により
この接続部に生じるポテンシャル井戸や障壁を防止し、
垂直転送部から水平転送部への信号電荷の転送を効率よ
く行える。
【0023】図5,図6は、本発明第2の実施例の固体
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
であり、分図(a),(b)はそれぞれ図9のY−Y線
およびX−X線に沿う部分について示したものである。
撮像装置を主な製造工程に沿って説明するための断面図
であり、分図(a),(b)はそれぞれ図9のY−Y線
およびX−X線に沿う部分について示したものである。
【0024】まず、図5に示すように、N型シリコン基
板1上に約50nmの第1の酸化シリコン膜2aと約2
50nmの窒化シリコン膜3を順に成長させ、写真食刻
法及びプラズマエッチング法を用いて形成した約1.0
μmの第1のフォトレジスト膜4a及び窒化シリコン膜
3をマスクにイオン注入(例えば入射角60°,100
keV,1.0×1012cm-2のホウ素)を行う。
板1上に約50nmの第1の酸化シリコン膜2aと約2
50nmの窒化シリコン膜3を順に成長させ、写真食刻
法及びプラズマエッチング法を用いて形成した約1.0
μmの第1のフォトレジスト膜4a及び窒化シリコン膜
3をマスクにイオン注入(例えば入射角60°,100
keV,1.0×1012cm-2のホウ素)を行う。
【0025】次に、第1のフォトレジスト4a除去後不
純物の熱拡散(例えば1200℃,5時間程度)にて、
図6に示すように、水平転送部となる第1のP型ウエル
層5を形成し、続いて、窒化シリコン膜3をマスクに選
択酸化を施し、第1のP型ウエル層5上に約400nm
程度の第2の酸化シリコン膜2bを成長し、写真食刻法
を用いて窒化シリコン膜3を選択的に除去した後、垂直
転送部となる第2のP型ウエル層を形成するため約1.
0μmの第2のフォトレジスト膜4b,窒化シリコン膜
3及び第2の酸化シリコン膜2bをマスクにイオン注入
(例えば入射角0°60keV,3.0×1012cm-2
のホウ素)を行う。
純物の熱拡散(例えば1200℃,5時間程度)にて、
図6に示すように、水平転送部となる第1のP型ウエル
層5を形成し、続いて、窒化シリコン膜3をマスクに選
択酸化を施し、第1のP型ウエル層5上に約400nm
程度の第2の酸化シリコン膜2bを成長し、写真食刻法
を用いて窒化シリコン膜3を選択的に除去した後、垂直
転送部となる第2のP型ウエル層を形成するため約1.
0μmの第2のフォトレジスト膜4b,窒化シリコン膜
3及び第2の酸化シリコン膜2bをマスクにイオン注入
(例えば入射角0°60keV,3.0×1012cm-2
のホウ素)を行う。
【0026】第2のフォトレジスト膜4b除去後不純物
の熱拡散(例えば1100℃,2時間程度)にて、図7
に示すように、第1のP型ウエル層5と自己整合的に第
2のP型ウエル層6を形成し、続いて、垂直転送部とな
る第1のN型半導体領域7を窒化シリコン膜3と第2の
酸化シリコン膜2bをマスクにイオン注入(例えば入射
角0°,150keV,2.0×1012cm-2のヒ素)
にて第1及び第2のP型ウエル層5,6と自己整合的に
第2のP型ウエル層6内に形成する。
の熱拡散(例えば1100℃,2時間程度)にて、図7
に示すように、第1のP型ウエル層5と自己整合的に第
2のP型ウエル層6を形成し、続いて、垂直転送部とな
る第1のN型半導体領域7を窒化シリコン膜3と第2の
酸化シリコン膜2bをマスクにイオン注入(例えば入射
角0°,150keV,2.0×1012cm-2のヒ素)
にて第1及び第2のP型ウエル層5,6と自己整合的に
第2のP型ウエル層6内に形成する。
【0027】次に、図8に示すように、窒化シリコン膜
3をマスクに酸化シリコン膜2a,bをウエットエッチ
ング法により除去し、再度N型シリコン基板1に熱酸化
を施し約20nmの第3の酸化シリコン膜2cを成長し
た後、垂直転送部および水平転送部に第2のN型半導体
領域8a,8bを窒化シリコン膜をマスクにイオン注入
(例えば入射角0°,150keV,2.0×1012c
m-2のリン)にて第1のN型半導体領域7と自己整合的
に、第1及び第2のP型ウエル層5,6内に形成する。
この場合、垂直転送部のN型半導体領域は前記第1及び
第2のN型半導体領域7,8aにて形成されることにな
る。
3をマスクに酸化シリコン膜2a,bをウエットエッチ
ング法により除去し、再度N型シリコン基板1に熱酸化
を施し約20nmの第3の酸化シリコン膜2cを成長し
た後、垂直転送部および水平転送部に第2のN型半導体
領域8a,8bを窒化シリコン膜をマスクにイオン注入
(例えば入射角0°,150keV,2.0×1012c
m-2のリン)にて第1のN型半導体領域7と自己整合的
に、第1及び第2のP型ウエル層5,6内に形成する。
この場合、垂直転送部のN型半導体領域は前記第1及び
第2のN型半導体領域7,8aにて形成されることにな
る。
【0028】以降、慣用の技術を用いて光電変換部、電
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第2の実施例の固体撮像装置が得られる。
荷転送電極、遮光・配線用の金属膜を形成することによ
り、第2の実施例の固体撮像装置が得られる。
【0029】本実施例は、垂直転送部と水平転送部との
接続部が自己整合的に形成されるばかりでなく、垂直転
送部と構成する第2のP型ウエル層6とN型半導体領域
7,8aも図9のX−X方向に自己整合的に形成できる
利点がある。
接続部が自己整合的に形成されるばかりでなく、垂直転
送部と構成する第2のP型ウエル層6とN型半導体領域
7,8aも図9のX−X方向に自己整合的に形成できる
利点がある。
【0030】尚、上述した本発明の第1及び第2の実施
例では、約400nm程度の第2の酸化シリコン膜2b
をシリコン基板に形成したのち選択酸化を施してフィー
ルド酸化膜を形成する固体撮像装置の製造方法を示した
が、第1のシリコン酸化膜上に多結晶シリコン膜を堆積
したのちその多結晶シリコン膜を選択酸化するとか、第
1の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜、多結晶シリコ
ン膜および他の酸化シリコン膜を堆積して多結晶シリコ
ン膜選択酸化してもよい。
例では、約400nm程度の第2の酸化シリコン膜2b
をシリコン基板に形成したのち選択酸化を施してフィー
ルド酸化膜を形成する固体撮像装置の製造方法を示した
が、第1のシリコン酸化膜上に多結晶シリコン膜を堆積
したのちその多結晶シリコン膜を選択酸化するとか、第
1の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜、多結晶シリコ
ン膜および他の酸化シリコン膜を堆積して多結晶シリコ
ン膜選択酸化してもよい。
【0031】また、上述した本発明の第1及び第2の実
施例では、電荷転送部として埋め込みチャンネルCCD
を有する固体撮像装置の製造方法を示したが、表面チャ
ンネルCCDを有する固体撮像装置の製造法においても
同様にして適用できる。
施例では、電荷転送部として埋め込みチャンネルCCD
を有する固体撮像装置の製造方法を示したが、表面チャ
ンネルCCDを有する固体撮像装置の製造法においても
同様にして適用できる。
【0032】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の固体撮
像装置により、上述した課題が極めて容易に解決され
る。
像装置により、上述した課題が極めて容易に解決され
る。
【図1】本発明の第1の実施例を製造工程に沿って説明
するため図8のY−Y線相当部、X−X線相当部を
(a),(b)に分図して示す半導体チップの断面図で
ある。
するため図8のY−Y線相当部、X−X線相当部を
(a),(b)に分図して示す半導体チップの断面図で
ある。
【図2】図1に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に(a),(b)に分図して示す半導体チップ断面図
である。
様に(a),(b)に分図して示す半導体チップ断面図
である。
【図3】図2に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
【図4】図3に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例を製造工程に沿って説明
するため図8のY−Y線相当部、X−X線相当部を
(a),(b)に分図して示す断面図である。
するため図8のY−Y線相当部、X−X線相当部を
(a),(b)に分図して示す断面図である。
【図6】図5に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
【図7】図6に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
【図8】図7に対応する工程の次工程の説明のため、同
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
様に(a),(b)に分図して示す断面図である。
【図9】固体撮像装置を概略的に示す平面図である。
【図10】従来例を製造工程に沿って説明するため図8
のY−Y線相当部、X−X線相当部を(a),(b)に
分図して示す断面図である。
のY−Y線相当部、X−X線相当部を(a),(b)に
分図して示す断面図である。
【図11】図10に対応する工程の次工程の説明のた
め、同様に(a),(b)に分図して示す断面図であ
る。
め、同様に(a),(b)に分図して示す断面図であ
る。
【図12】図11に対応する工程の次工程の説明のた
め、同様に(a),(b)に分図して示す断面図であ
る。
め、同様に(a),(b)に分図して示す断面図であ
る。
【図13】図12に対応する工程の次工程の説明のた
め、同様に(a),(b)に分図して示す断面図であ
る。
め、同様に(a),(b)に分図して示す断面図であ
る。
1 P型シリコン基板 2a 第1の酸化シリコン膜 2b 第2の酸化シリコン膜 2c 第3の酸化シリコン膜 3 窒化シリコン膜 4a 第1のフォトレジスト膜 4b 第2のフォトレジスト膜 4c 第3のフォトレジスト膜 4d 第4のフォトレジスト膜 5 第1のP型ウエル層 6 第2のP型ウエル層 7 第1のN型半導体層 8a,8b 第2のN型半導体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/339 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768 H04N 5/335
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板の表面部の第1導電型半導体
層の表面領域内にそれぞれ形成された複数個の光電変換
部、前記光電変換部より転送されてくる全信号電荷パタ
ーンを一水平走査線毎に一斉に転送する複数本の垂直転
送部および前記垂直転送部より一水平走査線毎に転送さ
れてくる信号電荷を信号出力部に転送する水平転送部か
ら構成される固体撮像装置において、前記水平転送部を
構成する第1の第1導電型半導体層と前記垂直転送部を
構成する第2の第1導電型半導体層とが互いに重ならな
いで接するように形成され、前記第2の第1導電型半導
体層の不純物濃度が前記第1の第1導電型半導体層の不
純物濃度より高くなるように設定され、且つ、前記第
1、第2の第1導電型半導体層の表面領域に第2導電型
半導体領域が形成され、前記第2の第1導電型半導体層
の表面領域に形成された第2導電型半導体領域の不純物
濃度が前記第1の第1導電型半導体層の表面領域に形成
された第2導電型半導体領域の不純物濃度より高くなる
ように設定されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項2】 半導体基板の表面部の第1導電型半導体
層の表面領域内にそれぞれ形成された複数個の光電変換
部、前記光電変換部より転送されてくる全信号電荷パタ
ーンを一水平走査線毎に一斉に転送する複数本の垂直転
送部および前記垂直転送部より一水平走査線毎に転送さ
れてくる信号電荷を信号出力部に転送する水平転送部か
ら構成される固体撮像装置において、前記水平転送部を
構成する第1の第1導電型半導体層と前記垂直転送部を
構成する第2の第1導電型半導体層とが互いに重ならな
いで接するように形成され、前記第2の第1導電型半導
体層の不純物濃度が前記第1の第1導電型半導体層の不
純物濃度より高くなるように設定され、前記第2の第1
導電型半導体層の表面領域にのみ第1の第2導電型半導
体領域が形成されていることを特徴とする固体撮像装
置。 - 【請求項3】 前記第1の第1導電型半導体層および前
記第2の第1導電型半導体層の表面領域に第2の第2導
電型半導体領域が形成されていることを特徴とする請求
項2記載の固体撮像装置。 - 【請求項4】 半導体基板の一表面に第1の酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜を順次に被着する工程と、前記窒
化シリコン膜を第1のフォトレジスト膜をマスクとして
選択的に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第1の
フォトレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第
1のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行
なって水平転送部下の第1の第1導電型半導体層を形成
する工程と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を
施し第2のシリコン酸化膜を成長し、前記窒化シリコン
膜を除去した後、前記第2の酸化シリコン膜と第2のフ
ォトレジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第2
のフォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行な
って前記第1の第1導電型半導体層と自己整合的に垂直
転送部の第2の第1導電型半導体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。 - 【請求項5】 前記第2の酸化シリコン膜と第3のフォ
トレジスト膜をマスクにイオン注入法にて前記第1の第
1導電型半導体層と自己整合的に前記第2の 第1導電型
半導体層内に垂直転送部の第1の第2導電型半導体領域
を形成する工程と、前記第2の酸化シリコン膜を除去し
た後、第1及び第2の第1導電型半導体層内に第2の第
2導電型半導体領域を形成する工程とを有することを特
徴とする特許請求の範囲第4項記載の固体撮像装置の製
造方法。 - 【請求項6】 半導体基板の一表面に第1の酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜を順次形成する工程と、前記窒化
シリコン膜を第1のフォトレジスト膜をマスクに選択的
に除去した後、前記窒化シリコン膜と前記第1のフォト
レジスト膜をマスクにイオン注入を行ない前記第1のフ
ォトレジスト膜を除去した後不純物の熱拡散を行なって
水平転送部の第1の第1導電型半導体層を形成する工程
と、前記窒化シリコン膜をマスクに選択酸化を施し第2
の酸化シリコン膜を成長した後、第2のフォトレジスト
膜をマスクとして前記窒化シリコン膜を選択的に除去
し、前記第2の酸化シリコン膜と前記第2のフォトレジ
スト膜及び前記窒化シリコン膜をマスクにイオン注入を
行ない前記第2のフォトレジスト膜を除去した後不純物
の熱拡散を行なって前記第1の第1導電型半導体層と自
己整合的に垂直転送部の第2の第1導電型半導体層を形
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。 - 【請求項7】 前記窒化シリコン膜及び前記第2の酸化
シリコン膜をマスクにイオン注入を行なって前記第1及
び第2の第1導電型半導体層と自己整合的に前記第2の
第1導電型半導体層内に垂直転送部の第1の第2導電型
半導体領域を形成する工程と、前記第2の酸化シリコン
膜を除去した後、前記窒化シリコン膜をマスクとして前
記第1の酸化シリコン膜を除去したのちイオン注入を行
なって前記第1の第2導電型半導体領域と自己整合的
に、前記第1及び第2の第1導電型半導体層内に第2の
第2導電型半導体領域を形成する工程を有することを特
徴とする特許請求の範囲第6項記載の固体撮像装置の製
造方法。 - 【請求項8】 前記第1の第1導電型半導体層が、イオ
ン注入の入射角を制御することにより第1のフォトレジ
スト膜、窒化シリコン膜および第1の酸化シリコン膜か
らなるマスク材に対して所望の距離を置いて形成するこ
とを特徴とする請求項4,5,6または7記載の固体撮
像装置の製造方法。 - 【請求項9】 半導体基板の一表面に前記第1のシリコ
ン酸化膜を形成する 替りに酸化シリコン膜および多結晶
シリコン膜を堆積するか或いは酸化シリコン膜、窒化シ
リコン膜、多結晶シリコン膜および他の酸化シリコン膜
を堆積する工程を含む請求項4,5,6,7または8記
載の固体撮像装置の製造方法。
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