JP3076415B2 - Method for manufacturing solid-state imaging device - Google Patents
Method for manufacturing solid-state imaging deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置の製造方法
に係わり、特に感光部の形成方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device, and more particularly to a method for forming a photosensitive portion.
【０００２】[0002]
【従来の技術】固体撮像装置の例として、ＣＣＤリニア
イメージセンサの構成を図１０に示す。複数の感光画素
が直線状に配列された感光画素列２が配置されている。
この感光画素列２の両側に、平行に二つの読み出し電極
３ａ及び３ｂが配置され、さらにその両側に二つのＣＣ
Ｄレジスタ１ａ及び１ｂが配置されている。感光画素列
２の各々の画素において、光学的情報が信号電荷に変換
される。この発生した信号電荷は、読み出し電極３ａ又
は３ｂによって、矢印ａ又はｂ及びｃのように、一つお
きにＣＣＤレジスタ１ａ又は１ｂへ移送される。この信
号電荷は、それぞれＣＣＤレジスタ１ａ又は１ｂにおい
て、図中左方向へ転送されていき、出力ゲート４を介し
て浮遊拡散領域５に転送される。浮遊拡散領域５におい
て、信号電荷の電荷量が電圧の変化に変換され、この電
圧変化を示す信号がソースフォロワ回路８を介して出力
端子９より外部へ出力される。また、浮遊拡散領域５に
はリセットゲート６のソースが接続されている。このリ
セットゲート６のゲート端子に所定の電圧が印加される
と、浮遊拡散領域５中の電荷が正電源電圧端子に接続さ
れているリセットドレイン７へ移動し排出される。2. Description of the Related Art As an example of a solid-state imaging device, a configuration of a CCD linear image sensor is shown in FIG. A photosensitive pixel row 2 in which a plurality of photosensitive pixels are linearly arranged is arranged.
Two readout electrodes 3a and 3b are arranged in parallel on both sides of the photosensitive pixel row 2, and two readout electrodes 3a and 3b
D registers 1a and 1b are arranged. In each pixel of the photosensitive pixel row 2, optical information is converted into signal charges. The generated signal charges are transferred to every other CCD register 1a or 1b by the readout electrodes 3a or 3b as shown by arrows a or b and c. This signal charge is transferred in the CCD register 1a or 1b to the left in the figure, and is transferred to the floating diffusion region 5 via the output gate 4. In the floating diffusion region 5, the amount of signal charge is converted into a change in voltage, and a signal indicating this voltage change is output from the output terminal 9 to the outside via the source follower circuit 8. The source of the reset gate 6 is connected to the floating diffusion region 5. When a predetermined voltage is applied to the gate terminal of the reset gate 6, the charges in the floating diffusion region 5 move to the reset drain 7 connected to the positive power supply voltage terminal and are discharged.
【０００３】次に、図１０において点線で囲まれた領域
Ａのパターンを図１１に概略的に示す。ここで、ＣＣＤ
レジスタ１０は２相駆動型であり、実線で示された１層
目の多結晶シリコン膜と、点線で示された２層目の多結
晶シリコン膜から成る２層ＣＣＤ電極２１と、埋め込み
チャネルに相当するｎ型不純物領域１０とを有してい
る。FIG. 11 schematically shows a pattern of a region A surrounded by a dotted line in FIG. Where CCD
The register 10 is of a two-phase drive type, and has a two-layer CCD electrode 21 composed of a first polycrystalline silicon film shown by a solid line, a second polycrystalline silicon film shown by a dotted line, and a buried channel. And a corresponding n-type impurity region 10.
【０００４】この図１１におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面
を、図１２に示す。ｐ型半導体基板１１の表面部分にお
いて、ｎ型不純物領域１２と、このｎ型不純物領域１２
の表面を覆うように浅く形成された高濃度のｐ型不純物
領域１８とで感光画素が構成されている。ｎ型不純物領
域１２の表面をｐ型不純物領域１８で覆っているのは、
シリコンとシリコン酸化膜１３との界面の欠陥をホール
で充満させて、暗電流が発生するのを抑制するためであ
る。FIG. 12 shows a vertical section taken along the line BB in FIG. In the surface portion of p-type semiconductor substrate 11, n-type impurity region 12 and n-type impurity region 12
A photosensitive pixel is composed of a high-concentration p-type impurity region 18 formed shallowly to cover the surface of the pixel. The reason that the surface of the n-type impurity region 12 is covered with the p-type impurity region 18 is as follows.
This is because defects at the interface between silicon and the silicon oxide film 13 are filled with holes to suppress the occurrence of dark current.
【０００５】このｎ型不純物領域１２及びｐ型不純物領
域１８と一定の間隔をあけて埋め込みチャネルに相当す
るｎ型不純物領域１０が形成されている。半導体基板１
１の表面上に、シリコン酸化膜１３を介して、ｎ型不純
物領域１２及びｐ型不純物領域１８の両側に読み出し電
極３ａ及び３ｂが形成され、ｎ型不純物領域１０の上方
にＣＣＤ電極２１が形成されている。An n-type impurity region 10 corresponding to a buried channel is formed at a fixed distance from n-type impurity region 12 and p-type impurity region 18. Semiconductor substrate 1
The read electrodes 3a and 3b are formed on both sides of the n-type impurity region 12 and the p-type impurity region 18 via the silicon oxide film 13 on the surface of the semiconductor device 1, and the CCD electrode 21 is formed above the n-type impurity region 10. Have been.
【０００６】ここで、ｎ型不純物領域１２は特性を安定
させるため、さらに暗電流の発生を抑制するために、深
く形成されていることが望ましい。図１３に、このｎ型
不純物領域１２を形成する場合の従来の方法を示す。多
結晶シリコン膜をパターニングして読み出し電極３ａ及
び３ｂを形成した後、表面全体にレジストを塗布する。
そして、ｎ型不純物領域１２を形成すべき領域を除去し
たレジスト膜３１５を形成する。このレジスト膜３１５
の端面が、読み出し電極３ｂの端面よりも図中右方向へ
ずれている。これは、マスク合わせずれによって、レジ
スト膜３１５の端面が読み出し電極３ｂの端面よりも、
右へずれたり左へずれたりすると、電気的特性が不安定
になる。そこで、予めマージンを持たせて、レジスト膜
３１５の端面が読み出し電極３ｂの端面より必ず右側に
ずれるようにしている。Here, it is desirable that the n-type impurity region 12 is formed deeply in order to stabilize the characteristics and further suppress the generation of dark current. FIG. 13 shows a conventional method for forming the n-type impurity region 12. After patterning the polycrystalline silicon film to form read electrodes 3a and 3b, a resist is applied to the entire surface.
Then, a resist film 315 from which a region where the n-type impurity region 12 is to be formed is removed is formed. This resist film 315
Is shifted to the right in the drawing from the end surface of the readout electrode 3b. This is because the end face of the resist film 315 is larger than the end face of the readout electrode 3b due to the misalignment of the mask.
If it shifts to the right or left, the electrical characteristics become unstable. Therefore, a margin is provided in advance so that the end face of the resist film 315 is always shifted to the right side from the end face of the readout electrode 3b.
【０００７】このようなレジスト膜３１５と、読み出し
電極３ａ及び３ｂとをマスクとして、例えばリンイオン
（Ｐ+ ）を注入し、ｎ型不純物領域１２を形成する。こ
の場合に、ｎ型不純物領域１２を深く形成するために
は、イオン注入の加速電圧を高くする必要がある。しか
し、上述したような理由でレジスト膜３１５によって覆
われていない読み出し電極３ｂのみをマスクとする領域
では、マスクとしての厚みが不足して不純物イオンが読
み出し電極３ｂを貫通し、ｎ型不純物領域１２ａが形成
される。このｎ型不純物領域１２ａは、読み出し電極３
ｂの端面よりも内側に位置しており、電位のポケットと
なって残像や暗電流の増加の原因となる。Using the resist film 315 and the read electrodes 3a and 3b as a mask, for example, phosphorus ions (P + ) are implanted to form the n-type impurity region 12. In this case, in order to form the n-type impurity region 12 deep, it is necessary to increase the acceleration voltage for ion implantation. However, in a region using only the readout electrode 3b as a mask that is not covered with the resist film 315 for the reason described above, the thickness as a mask is insufficient, and impurity ions penetrate the readout electrode 3b, and the n-type impurity region 12a Is formed. The n-type impurity region 12a is
It is located inside the end face b, and serves as a potential pocket, causing an afterimage and an increase in dark current.
【０００８】読み出し電極３ｂの膜厚を厚くすること
で、不純物イオンの貫通をある程度抑制することは可能
である。しかし、レジスト膜３１５で覆われていないた
めマスクとしての膜厚は十分ではない。このため、不純
物イオンを注入するための加速電圧を高めることができ
ず、結果的に暗電流を抑制することができないなどの問
題が残る。By increasing the thickness of the readout electrode 3b, penetration of impurity ions can be suppressed to some extent. However, since it is not covered with the resist film 315, the film thickness as a mask is not sufficient. For this reason, the acceleration voltage for implanting the impurity ions cannot be increased, and as a result, there remains a problem that the dark current cannot be suppressed.
【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、残像や暗電流の発生を抑制し得る固体撮像装置の
製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a solid-state imaging device capable of suppressing generation of an afterimage and a dark current.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置の
製造方法は、一導電型の半導体基板上に形成された導電
性膜の表面上に、電荷転送方向の幅が略同一である感光
部を形成すべき領域が除去されたレジスト膜を形成する
工程と、レジスト膜を用いて導電性膜にエッチングを行
い、その後このエッチングされた導電性膜とレジスト膜
とをマスクとして不純物イオンを注入し、逆導電型の不
純物領域を形成する工程と、導電性膜の端面のうち、不
純物領域に近接した部分が除去されず、かつ不純物領域
の端面より導電性膜の端面の幅が狭くなるように導電性
膜にパターニングを行い電極を形成する工程とを備えた
ことを特徴としている。According to a method of manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, a photosensitive film having a charge transfer direction having substantially the same width on a surface of a conductive film formed on a semiconductor substrate of one conductivity type. Forming a resist film in which a region where a portion is to be formed is removed, etching the conductive film using the resist film, and then implanting impurity ions using the etched conductive film and the resist film as a mask Forming the impurity region of the opposite conductivity type, wherein the portion of the end surface of the conductive film that is close to the impurity region is not removed, and the width of the end surface of the conductive film is smaller than the end surface of the impurity region. Forming an electrode by patterning the conductive film.
【００１１】または、本発明は一導電型の半導体基板上
に絶縁膜を介して形成された第１の導電性膜の表面にレ
ジストを塗布し、電荷転送方向の幅が略同一である感光
部を形成すべき領域が除去された第１のレジスト膜を形
成する工程と、第１のレジスト膜を用いて第１の導電性
膜にエッチングを行い、感光部を形成すべき領域が除去
された第２の導電性膜を形成する工程と、第１のレジス
ト膜と第２の導電性膜とをマスクとして不純物イオンを
注入し、逆導電型の不純物領域を形成する工程と、第１
のレジスト膜を除去した後表面全体にレジストを塗布
し、第２の導電性膜の端面のうち不純物領域に近接した
部分を覆った状態で、かつ不純物領域の端面より第２の
導電性膜の端面の幅が狭くなるように電極のパターンに
対応した第２のレジスト膜を形成する工程と、第２のレ
ジスト膜を用いて第２の導電性膜にエッチングを行い電
極を形成する工程とを備えたことを特徴としている。Alternatively, according to the present invention, a resist is applied to a surface of a first conductive film formed on a semiconductor substrate of one conductivity type via an insulating film, and a photosensitive portion having substantially the same width in a charge transfer direction. Forming a first resist film from which a region where a photosensitive portion is to be formed is removed, and etching is performed on the first conductive film using the first resist film to remove a region where a photosensitive portion is to be formed. Forming a second conductive film, implanting impurity ions using the first resist film and the second conductive film as a mask to form a reverse conductivity type impurity region,
After the resist film is removed, a resist is applied to the entire surface to cover a portion of the end surface of the second conductive film that is close to the impurity region, and to remove the second conductive film from the end surface of the impurity region. A step of forming a second resist film corresponding to the pattern of the electrode such that the width of the end face is reduced; and a step of forming an electrode by etching the second conductive film using the second resist film. It is characterized by having.
【００１２】あるいは、本発明は一導電型の半導体基板
上に、電極のパターンに対応した導電性膜を形成する工
程と、電荷転送方向の幅が略同一である感光部を形成す
べき領域が除去されたレジスト膜を形成する工程と、導
電性膜の端面のうち感光部を形成すべき領域と近接する
部分がレジスト膜の端面と一致し、かつ感光部を形成す
べき領域の端面より導電性膜の端面の幅が狭くなるよう
にレジスト膜を用いて導電性膜にエッチングを行い、電
極を形成する工程と、レジスト膜と電極とをマスクとし
て不純物イオンを注入し逆導電型の不純物領域を形成す
る工程とを備えている。Alternatively, according to the present invention, a step of forming a conductive film corresponding to an electrode pattern on a semiconductor substrate of one conductivity type and a step of forming a photosensitive portion having a width substantially the same in a charge transfer direction are performed. The step of forming the removed resist film, and the portion of the end surface of the conductive film which is close to the region where the photosensitive portion is to be formed coincides with the end surface of the resist film, and the conductive film is formed from the end surface of the region where the photosensitive portion is to be formed. Forming an electrode by etching the conductive film using a resist film so that the width of the end face of the conductive film is reduced; and implanting impurity ions using the resist film and the electrode as a mask to form an impurity region of a reverse conductivity type. Forming a step.
【００１３】さらに、本発明は一導電型の半導体基板上
に絶縁膜を介して形成された第１の導電性膜の表面にレ
ジストを塗布し、電極のパターンに対応した第１のレジ
スト膜を形成する工程と、第１のレジスト膜を用いて第
１の導電性膜にエッチングを行い、電極のパターンに対
応した第２の導電性膜を形成する工程と、第１のレジス
ト膜を除去した後、表面全体にレジストを塗布し、電荷
転送方向の幅が略同一である感光部を形成すべき領域が
除去された第２のレジスト膜を形成する工程と、第２の
導電性膜の端面のうち、感光部の領域と近接する部分が
第２のレジスト膜の端面と一致し、かつ感光部を形成す
べき領域の端面より第２の導電性膜の端面の幅が狭くな
るように第２のレジスト膜を用いて第２の導電性膜にエ
ッチングを行い、電極を形成する工程と、第２のレジス
ト膜と電極とをマスクとして不純物イオンを注入し、感
光部を形成すべき領域に逆導電型の不純物領域を形成す
る工程とを備えていてもよい。Further, the present invention provides a method in which a resist is applied to a surface of a first conductive film formed on a semiconductor substrate of one conductivity type via an insulating film, and a first resist film corresponding to an electrode pattern is formed. Forming, etching the first conductive film using the first resist film, forming a second conductive film corresponding to the electrode pattern, and removing the first resist film. After that, a step of applying a resist to the entire surface to form a second resist film in which a region where a photosensitive portion having a width in the charge transfer direction is substantially the same is removed, and an end surface of the second conductive film is formed. Of the second resist film, the width of the end surface of the second conductive film is narrower than that of the region where the photosensitive portion is to be formed, and the portion close to the region of the photosensitive portion is coincident with the end surface of the second resist film. Etching the second conductive film using the second resist film, Forming a pole, the impurity ions are implanted and a second resist film and the electrode as a mask, may comprise a step of forming an impurity region of opposite conductivity type to the region for forming a photosensitive portion.
【００１４】ここで、逆導電型の不純物領域を含んだ電
極で囲まれている領域に、不純物イオンを注入して一導
電型の不純物領域を形成する工程をさらに備えていても
よい。Here, the method may further include a step of implanting impurity ions into a region surrounded by the electrode including the impurity region of the opposite conductivity type to form an impurity region of one conductivity type.
【００１５】[0015]
【作用】導電性膜の表面に、感光部を形成すべき領域が
除去されたレジスト膜を形成し、このレジスト膜を用い
て導電性膜にエッチングを行うと共に、同じレジスト膜
と導電性膜とをマスクとして不純物イオンを注入し、感
光部を形成すべき領域に逆導電型の不純物領域を形成す
る。ここで、同じレジスト膜を用いて導電性膜と不純物
領域の形成とを行うため、端面が一致した導電性膜のエ
ッチングとレジスト膜とを用いて不純物イオンの注入を
行うことになる。このため、端部においても十分な膜厚
のマスクが得られ、導電性膜を不純物イオンが貫通して
基板の表面部分まで到達することがなく、導電性膜の端
面と不純物領域の境界とが上下に並んだ位置関係にな
る。これにより、暗電流や残像の発生が抑制される。A resist film is formed on the surface of a conductive film, from which a region where a photosensitive portion is to be formed is removed, and the resist film is used to etch the conductive film. Is used as a mask to implant impurity ions to form a reverse conductivity type impurity region in a region where a photosensitive portion is to be formed. Here, since the conductive film and the impurity region are formed using the same resist film, etching of the conductive film whose end faces coincide with each other and implantation of impurity ions using the resist film are performed. For this reason, a mask having a sufficient thickness can be obtained even at the end portion, and the impurity ions do not penetrate the conductive film and reach the surface portion of the substrate, and the boundary between the end surface of the conductive film and the impurity region is formed. The positional relationship is arranged vertically. Thereby, generation of dark current and afterimages is suppressed.
【００１６】第１の導電性膜の表面に、感光部を形成す
べき領域が除去された第１のレジスト膜を形成し、この
第１のレジスト膜を用いて第１の導電性膜にエッチング
を行って第２の導電性膜を形成し、第１のレジスト膜と
第２の導電性膜とを用いて不純物イオンを注入し、逆導
電型の不純物領域を形成する場合も、同じ第１のレジス
ト膜を用いて導電性膜のエッチングと不純物領域の形成
を行うことになり、端面の一致した第１のレジスト膜と
第２の導電性膜とから成る十分な膜厚のマスクを用いて
不純物イオンを注入することができる。On the surface of the first conductive film, a first resist film from which a region where a photosensitive portion is to be formed is removed, and the first resist film is used to etch the first conductive film. To form a second conductive film, and to implant impurity ions using the first resist film and the second conductive film to form an impurity region of the opposite conductivity type. The etching of the conductive film and the formation of the impurity region are performed by using the resist film of FIG. 1, and the mask having a sufficient thickness composed of the first resist film and the second conductive film whose end faces are matched is used. Impurity ions can be implanted.
【００１７】上述した方法では、いずれも導電性膜に感
光部を形成すべき領域が除去されるようにエッチングし
た後、不純物領域の形成を行い、その後導電性膜を電極
のパターンにエッチングしている。この順序を逆にし
て、導電性膜をエッチングして電極を形成し、その後不
純物領域の形成を行ってもよい。即ち、電極のパターン
に対応した導電性膜を形成し、感光部を形成すべき領域
が除去されたレジスト膜を形成し、このレジスト膜を用
いて導電性膜にエッチングを行って電極を形成すること
で、端面が一致したレジスト膜と電極とが得られる。こ
のレジスト膜と電極とで膜厚の十分なマスクが得られ、
不純物イオンを注入した場合に、不純物イオンが電極貫
通して基板の表面部分まで到達するのが防止され、同様
に暗電流や残像の発生が抑制される。In any of the above-described methods, the conductive film is etched so that the region where the photosensitive portion is to be formed is removed, then the impurity region is formed, and then the conductive film is etched into an electrode pattern. I have. The order may be reversed so that the conductive film is etched to form an electrode, and then the impurity region is formed. That is, a conductive film corresponding to the pattern of the electrode is formed, a resist film in which a region where a photosensitive portion is to be formed is removed is formed, and the conductive film is etched using the resist film to form an electrode. As a result, a resist film and an electrode having the same end face can be obtained. With this resist film and the electrode, a mask having a sufficient thickness can be obtained,
When impurity ions are implanted, the impurity ions are prevented from penetrating the electrode and reaching the surface of the substrate, and similarly, the occurrence of dark current and afterimages is suppressed.
【００１８】第１の導電性膜の表面に電極のパターンに
対応した第１のレジスト膜を形成し、第１のレジスト膜
を用いて第１の導電性膜にエッチングを行って第２の導
電性膜を形成した後、感光部を形成すべき領域が除去さ
れた第２のレジスト膜を形成して第２の導電性膜にさら
にエッチングを行うことで、感光部の領域に近接した部
分において端面が一致した第２の導電性膜と第２のレジ
スト膜とが得られる。この第２の導電性膜と第２のレジ
スト膜とをマスクとして不純物イオンを注入する場合に
も、同様に不純物イオンが第２の導電性膜を貫通して基
板の表面部分まで到達するのが防止される。A first resist film corresponding to the electrode pattern is formed on the surface of the first conductive film, and the first conductive film is etched using the first resist film to form a second conductive film. After the formation of the conductive film, a second resist film in which the region where the photosensitive portion is to be formed is removed and the second conductive film is further etched, so that the portion close to the region of the photosensitive portion is formed. A second conductive film and a second resist film whose end faces match are obtained. Similarly, when impurity ions are implanted using the second conductive film and the second resist film as a mask, the impurity ions similarly pass through the second conductive film and reach the surface portion of the substrate. Is prevented.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。先ず、第１の実施例による固体撮像装置
の製造方法に関し、図１から図５に工程別にその素子断
面を示す。ここで、図１（ｂ）〜図５（ｂ）はそれぞれ
図１（ａ）〜図５（ａ）におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面
図に相当する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, regarding the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment, FIGS. 1 to 5 show the cross sections of the elements in each step. Here, FIGS. 1B to 5B correspond to longitudinal sectional views taken along line BB in FIGS. 1A to 5A, respectively.
【００２０】先ず、図１（ａ）及び（ｂ）に示されるよ
うに、ｐ型半導体基板１１の表面全体にシリコン酸化膜
１３が形成され、その表面上に多結晶シリコンが堆積さ
れて多結晶シリコン膜１６が形成される。First, as shown in FIGS. 1A and 1B, a silicon oxide film 13 is formed on the entire surface of a p-type semiconductor substrate 11, and polycrystalline silicon is deposited on the surface to form a polycrystalline silicon. A silicon film 16 is formed.
【００２１】多結晶シリコン膜１６の表面にレジストが
塗布され、パターニングが行われて画素を形成すべき領
域が除去されたレジスト膜１５が形成される。このレジ
スト膜１５をマスクとしてエッチングが行われ、図２
（ａ）及び（ｂ）のように画素形成領域が除去された多
結晶シリコン膜１６ａが形成される。さらにレジスト膜
１５をマスクとして、例えばリンイオン（Ｐ+ ）等の不
純物イオンが注入され、ｎ型不純物領域１７が形成され
る。この場合に、ドーズ量は例えば２〜３×１０12cm-2
であり、加速電圧は２００ｋ〜１ＭｅＶというように高
電圧でイオン注入が行われ、ｎ型不純物領域１７が深く
形成される。A resist is applied to the surface of the polycrystalline silicon film 16 and is patterned to form a resist film 15 from which a region where a pixel is to be formed is removed. Etching is performed using this resist film 15 as a mask.
As shown in FIGS. 3A and 3B, the polycrystalline silicon film 16a from which the pixel formation region has been removed is formed. Further, using resist film 15 as a mask, impurity ions such as phosphorus ions (P + ) are implanted to form n-type impurity regions 17. In this case, the dose amount is, for example, 2 to 3 × 10 12 cm −2.
Then, ion implantation is performed at a high voltage such as an acceleration voltage of 200 k to 1 MeV, and the n-type impurity region 17 is formed deeply.
【００２２】ここで、レジスト膜１５を用いてエッチン
グを行う場合に、等方性エッチングを行うと、多結晶シ
リコン膜１６の端面がレジスト膜１５の端面から後退す
る。この結果、ｎ型不純物領域１７の図中右側の端面と
多結晶シリコン膜１５ａの端面とが上下に並ばず、両者
の間に隙間が生じることになる。このような隙間が存在
すると、読み出し動作時に隙間が障壁となって作用し、
不都合が生じる。そこで、反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）等の異方性エッチングを行い、多結晶シリコン膜
１６ａの端面がレジスト膜１５の端面から後退しないよ
うにするのが望ましい。Here, in the case where etching is performed using the resist film 15, if isotropic etching is performed, the end face of the polycrystalline silicon film 16 recedes from the end face of the resist film 15. As a result, the end surface on the right side of the n-type impurity region 17 in the figure and the end surface of the polycrystalline silicon film 15a do not line up and down, and a gap is formed between them. When such a gap exists, the gap acts as a barrier during the read operation, and acts as a barrier.
Inconvenience occurs. Therefore, reactive ion etching (R
It is desirable to perform anisotropic etching such as IE) so that the end face of the polycrystalline silicon film 16a does not recede from the end face of the resist film 15.
【００２３】レジスト膜１５が除去された後、再び表面
全体にレジストが塗布される。図３（ａ）及び（ｂ）に
示されるように、多結晶シリコン膜１６ａのうち、読み
出し電極のパターンに対応した領域、即ちｎ型不純物領
域１７とシリコン酸化膜１３を介して近接する部分と、
この部分を相互に接続する部分を残すようにパターニン
グされたレジスト膜２５が形成される。この場合に、多
結晶シリコン膜１６ａのうち、ｎ型不純物領域１７と近
接している端部がエッチングにより除去されないよう
に、レジスト膜２５ａで覆っておく必要がある。After the resist film 15 is removed, a resist is applied again on the entire surface. As shown in FIGS. 3A and 3B, a region of the polycrystalline silicon film 16a corresponding to the pattern of the readout electrode, that is, a portion adjacent to the n-type impurity region 17 via the silicon oxide film 13 ,
A resist film 25 patterned so as to leave a portion connecting these portions to each other is formed. In this case, the end of the polycrystalline silicon film 16a that is close to the n-type impurity region 17 needs to be covered with a resist film 25a so as not to be removed by etching.
【００２４】このようなレジスト膜２５をマスクとして
多結晶シリコン膜１６ａに対してエッチングが行われ、
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるような多結晶シリコン
膜１６ｂが形成される。この多結晶シリコン膜１６ｂ
が、読み出し電極として用いられる。Using the resist film 25 as a mask, the polycrystalline silicon film 16a is etched,
A polycrystalline silicon film 16b as shown in FIGS. 4A and 4B is formed. This polycrystalline silicon film 16b
Are used as readout electrodes.
【００２５】レジスト膜２５が除去され、表面全体にレ
ジストが塗布される。多結晶シリコン膜１６ｂで囲まれ
た領域を除去するようにレジスト膜にパターニングが行
われ、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるようなレジスト
膜３５が形成される。このレジスト膜３５をマスクとし
て、ボロンイオン（Ｂ+ ）等の不純物イオンがドーズ量
が１〜２×１０13cm-2で、加速電圧が６０〜８０ｋｅＶ
の条件で注入され、高濃度なｐ型不純物領域２７が浅く
形成される。The resist film 25 is removed, and a resist is applied to the entire surface. The resist film is patterned so as to remove the region surrounded by the polycrystalline silicon film 16b, and a resist film 35 as shown in FIGS. 5A and 5B is formed. Using this resist film 35 as a mask, impurity ions such as boron ions (B + ) have a dose of 1-2 × 10 13 cm −2 and an acceleration voltage of 60-80 keV.
And the high concentration p-type impurity region 27 is formed shallowly.
【００２６】この第１の実施例によれば、図２（ａ）及
び（ｂ）に示された工程で、高い加速電圧で不純物イオ
ンを注入してｎ型不純物領域１７を形成する際に、多結
晶シリコン膜１６ａとレジスト膜１５とをマスクとして
用いる。この多結晶シリコン膜１６ａは、同じレジスト
膜１５をマスクとしてエッチングされているため、従来
の場合とは異なりその端面はレジスト膜１５の端面と一
致している。従って、端部においても十分な膜厚のマス
クが得られる。このため、高い加速電圧で不純物イオン
を注入しても不純物イオンが多結晶シリコン膜１６ｂを
貫通して半導体基板１１の表面部分まで到達することが
なく、ｎ型不純物領域１７の境界と多結晶シリコン膜１
６ｂの端面とが上下に並ぶ。これにより、残像や暗電流
の発生を抑制することができる。According to the first embodiment, in the steps shown in FIGS. 2A and 2B, when the impurity ions are implanted at a high accelerating voltage to form the n-type impurity region 17, The polycrystalline silicon film 16a and the resist film 15 are used as a mask. Since the polycrystalline silicon film 16a is etched using the same resist film 15 as a mask, the end face thereof coincides with the end face of the resist film 15 unlike the conventional case. Therefore, a mask having a sufficient thickness can be obtained even at the end. Therefore, even if impurity ions are implanted at a high accelerating voltage, the impurity ions do not penetrate through the polycrystalline silicon film 16b and reach the surface of the semiconductor substrate 11, and the boundary between the n-type impurity region 17 and the polycrystalline silicon Membrane 1
6b are arranged vertically. As a result, the occurrence of an afterimage and a dark current can be suppressed.
【００２７】次に、本発明の第２の実施例による固体撮
像装置の製造方法について、図６（ａ）及び（ｂ）から
図９（ａ）及び（ｂ）までを参照して説明する。第１の
実施例では、ｎ型不純物領域を形成した後、多結晶シリ
コン膜にパターニングを行って読み出し電極を形成して
いる。これに対し、第２の実施例は多結晶シリコン膜に
パターニングを行った後、ｎ型不純物領域の形成を行う
点が相違する。Next, a method of manufacturing a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 (a) and 6 (b) to 9 (a) and 9 (b). In the first embodiment, after forming an n-type impurity region, a polycrystalline silicon film is patterned to form a read electrode. On the other hand, the second embodiment differs from the first embodiment in that an n-type impurity region is formed after patterning a polycrystalline silicon film.
【００２８】先ず、図６（ａ）及び（ｂ）のように、ｐ
型半導体基板１１の表面上にシリコン酸化膜１３と多結
晶シリコン膜１６が順に形成されている。この多結晶シ
リコン膜１６の表面上にレジストが塗布され、読み出し
電極のパターンに対応したパターニングが行われ、レジ
スト膜１１５が形成される。このレジスト膜１１５をマ
スクとしてエッチングが行われ、多結晶シリコン膜１１
６が形成される。First, as shown in FIGS. 6A and 6B, p
A silicon oxide film 13 and a polycrystalline silicon film 16 are sequentially formed on the surface of a mold semiconductor substrate 11. A resist is applied on the surface of the polycrystalline silicon film 16, and patterning corresponding to the pattern of the readout electrode is performed, so that a resist film 115 is formed. Etching is performed using this resist film 115 as a mask, and the polycrystalline silicon film 11 is etched.
6 are formed.
【００２９】レジスト膜１１５が除去され、再びレジス
トが表面全体に塗布される。そして、図７（ａ）及び
（ｂ）に示されるように、ｎ型不純物領域を形成すべき
領域以外が除去されたレジスト膜１２５が形成される。
このレジスト膜１２５をマスクとして、多結晶シリコン
膜１１６に対して再びエッチングが行われる。これによ
り、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように多結晶シリ
コン膜１１６ａの端面とレジスト膜１２５の端面とが一
致した状態になる。The resist film 115 is removed, and a resist is applied again on the entire surface. Then, as shown in FIGS. 7A and 7B, a resist film 125 is formed in which the region other than the region where the n-type impurity region is to be formed is removed.
Using the resist film 125 as a mask, the polycrystalline silicon film 116 is etched again. As a result, as shown in FIGS. 8A and 8B, the end face of the polycrystalline silicon film 116a and the end face of the resist film 125 are brought into a state of coincidence.
【００３０】この多結晶シリコン膜１１６ａとレジスト
膜１２５とをマスクとして、リンイオン（Ｐ+ ）等の不
純物イオンが、第１の実施例と同様なドーズ量と高い加
速電圧で注入されて、ｎ型不純物領域１１７が深く形成
される。Using the polycrystalline silicon film 116a and the resist film 125 as a mask, impurity ions such as phosphorus ions (P + ) are implanted at the same dose and a high accelerating voltage as in the first embodiment. Impurity region 117 is formed deeply.
【００３１】レジスト膜１２５が除去され、再びレジス
トが表面全体に塗布される。多結晶シリコン膜１１６ａ
で囲まれた領域が除去されたレジスト膜１３５を形成す
る。このレジスト膜１３５をマスクとして、ボロンイオ
ン（Ｂ+ ）等の不純物イオンが第１の実施例と同様なド
ーズ量及び加速電圧で注入され、高濃度なｐ型不純物領
域１１７が浅く形成される。The resist film 125 is removed, and a resist is applied again on the entire surface. Polycrystalline silicon film 116a
The resist film 135 from which the region surrounded by is removed. Using this resist film 135 as a mask, impurity ions such as boron ions (B + ) are implanted at the same dose and acceleration voltage as in the first embodiment, and a high-concentration p-type impurity region 117 is formed shallowly.
【００３２】この第２の実施例においても、高い加速電
圧でｎ型不純物イオンを注入する際に、端面が上下に一
致した多結晶シリコン膜１６ａとレジスト膜１２５をマ
スクとして用いる。このため、マスクの膜厚は端部にお
いても十分に厚く、半導体基板１１の表面部分まで不純
物イオンが到達せず、残像や暗電流の抑制が可能であ
る。Also in the second embodiment, when implanting n-type impurity ions at a high accelerating voltage, the polycrystalline silicon film 16a and the resist film 125 whose end faces are vertically aligned are used as masks. For this reason, the thickness of the mask is sufficiently large even at the end portions, the impurity ions do not reach the surface portion of the semiconductor substrate 11, and the afterimage and dark current can be suppressed.
【００３３】上述した実施例は一例であり、本発明を限
定するものではない。例えば、実施例では読み出し電極
をいずれも多結晶シリコンで形成しているが、導電性を
有するものであれば他の材料を用いてもよい。The above embodiment is merely an example and does not limit the present invention. For example, in the embodiment, all of the readout electrodes are formed of polycrystalline silicon, but other materials having conductivity may be used.
【００３４】また、実施例では読み出し部分のみが接す
る構造を示したが、他の部分の電極と不純物領域が接す
る構造も可能である。Although the structure in which only the read portion is in contact with the embodiment has been described, a structure in which the electrode of another portion is in contact with the impurity region is also possible.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置の製造方法は、同一のレジスト膜を用いて導電性膜
のエッチングと不純物領域の形成とを行うことで、端面
の一致したレジスト膜と導電性膜とから成る十分な膜厚
のマスクを用いて不純物イオンの注入を行うことがで
き、不純物イオンが導電性膜を貫通して基板の表面部分
にまで打ち込まれるのが防止され、暗電流や残像の発生
が抑制される。As described above, according to the method of manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, the etching of the conductive film and the formation of the impurity region are performed using the same resist film, so that the resist having the same end face can be obtained. Impurity ions can be implanted by using a mask having a sufficient thickness composed of a film and a conductive film, and the impurity ions are prevented from penetrating the conductive film and being implanted into the surface portion of the substrate, Generation of dark current and afterimage is suppressed.
【図１】本発明の第１の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 1 is an element cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 2 is an element cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第１の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 3 is an element cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第１の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 4 is an element sectional view showing one step in a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第１の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 5 is an element cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第２の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 6 is an element cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第２の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 7 is an element cross-sectional view showing one step in a method for manufacturing a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第２の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 8 is an element sectional view showing one step in a method of manufacturing a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図９】本発明の第２の実施例による固体撮像装置の製
造方法における一工程を示した素子断面図。FIG. 9 is an element cross-sectional view showing one step in a method of manufacturing a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の適用が可能な固体撮像装置の概略構
成を示した平面図。FIG. 10 is a plan view showing a schematic configuration of a solid-state imaging device to which the present invention can be applied.
【図１１】図１０における領域Ａを拡大した部分詳細
図。FIG. 11 is an enlarged partial detail view of a region A in FIG. 10;
【図１２】図１１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面を示した
縦断面図。FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a section taken along line BB in FIG. 11;
【図１３】従来の固体撮像装置の製造方法を示した縦断
面図。FIG. 13 is a longitudinal sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional solid-state imaging device.
１ａ，１ｂ ＣＣＤレジスタ ２ 感光画素列 ３ａ，３ｂ 読み出し電極 ４ 出力ゲート ５ 浮遊拡散領域 ６ リセットゲート ７ リセットドレイン ８ ソースフォロワ回路 ９ 出力端子 １０ ｎ型不純物領域 １１ 半導体基板 １３ シリコン酸化膜 １５，２５，２５ａ，３５，１１５，１２５，１３５
レジスト膜 １６，１６ａ，１１６，１１６ａ 多結晶シリコン膜 １７，１１７ ｎ型不純物領域 ２７，１２７ ｐ型不純物領域1a, 1b CCD register 2 photosensitive pixel row 3a, 3b readout electrode 4 output gate 5 floating diffusion region 6 reset gate 7 reset drain 8 source follower circuit 9 output terminal 10 n-type impurity region 11 semiconductor substrate 13 silicon oxide film 15, 25, 25a, 35, 115, 125, 135
Resist film 16, 16a, 116, 116a Polycrystalline silicon film 17, 117 n-type impurity region 27, 127 p-type impurity region
Claims (5)
性膜の表面上に、入射光を電荷に変換し、電荷転送方向
の幅が略同一である感光部を形成すべき領域が除去され
たレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜を用いて前記導電性膜にエッチングを行
い、その後、このエッチングされた前記導電性膜と前記
レジスト膜とをマスクとして不純物イオンを注入し、前
記感光部を形成すべき領域に逆導電型の不純物領域を形
成する工程と、 前記導電性膜の端面のうち、前記不純物領域に近接した
部分が除去されず、かつ前記不純物領域の端面より前記
導電性膜の端面の幅が狭くなるように前記導電性膜にパ
ターニングを行い、電極を形成する工程とを備えたこと
を特徴とする固体撮像装置の製造方法。An area on a surface of a conductive film formed on a semiconductor substrate of one conductivity type, in which incident light is converted into charges and a photosensitive portion having a width substantially equal in a charge transfer direction is to be formed. Forming a removed resist film, etching the conductive film using the resist film, and then implanting impurity ions using the etched conductive film and the resist film as a mask, Forming a reverse conductivity type impurity region in a region where the photosensitive portion is to be formed; and, of the end face of the conductive film, a portion close to the impurity region is not removed, and the end face of the impurity region is Patterning the conductive film so that the width of the end face of the conductive film is reduced, and forming an electrode.
形成された第１の導電性膜の表面にレジストを塗布し、
入射光を電荷に変換し、電荷転送方向の幅が略同一であ
る感光部を形成すべき領域が除去された第１のレジスト
膜を形成する工程と、 前記第１のレジスト膜を用いて前記第１の導電性膜にエ
ッチングを行い、前記感光部を形成すべき領域が除去さ
れた第２の導電性膜を形成する工程と、 前記第１のレジスト膜と前記第２の導電性膜とをマスク
として不純物イオンを注入し、逆導電型の不純物領域を
前記感光部を形成すべき領域に形成する工程と、 前記第１のレジスト膜を除去した後、表面全体にレジス
トを塗布し、前記第２の導電性膜の端面のうち、前記絶
縁膜を介して前記不純物領域に近接した部分を覆った状
態で、かつ前記不純物領域の端面より前記第２の導電性
膜の端面の幅が狭くなるように電極のパターンに対応し
た第２のレジスト膜を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜を用いて前記第２の導電性膜にエ
ッチングを行い、電極を形成する工程とを備えたことを
特徴とする固体撮像装置の製造方法。2. A resist is applied to a surface of a first conductive film formed on a semiconductor substrate of one conductivity type via an insulating film,
Converting incident light into electric charges, forming a first resist film from which a region where a photosensitive portion having a width in the electric charge transfer direction to be formed is substantially the same has been removed, and using the first resist film to form the first resist film. Etching the first conductive film to form a second conductive film in which the region where the photosensitive portion is to be formed is removed; and forming the first resist film and the second conductive film. Implanting impurity ions using as a mask to form an impurity region of the opposite conductivity type in a region where the photosensitive portion is to be formed; and, after removing the first resist film, applying a resist to the entire surface; In the end surface of the second conductive film, the end surface of the second conductive film is narrower than the end surface of the impurity region while covering a portion close to the impurity region via the insulating film. The second resist corresponding to the electrode pattern Forming a film, the second resist film etched into the second conductive film using the method for manufacturing a solid-state imaging device characterized by comprising a step of forming an electrode.
ンに対応した導電性膜を形成する工程と、 入射光を電荷に変換し、電荷転送方向の幅が略同一であ
る感光部を形成すべき領域が除去されたレジスト膜を形
成する工程と、 前記導電性膜の端面のうち、前記感光部を形成すべき領
域と近接する部分が前記レジスト膜の端面と一致し、か
つ前記感光部を形成すべき領域の端面より前記導電性膜
の端面の幅が狭くなるように前記レジスト膜を用いて前
記導電性膜にエッチングを行い、電極を形成する工程
と、 前記レジスト膜と前記電極とをマスクとして不純物イオ
ンを注入し、前記感光部を形成すべき領域に逆導電型の
不純物領域を形成する工程とを備えたことを特徴とする
固体撮像装置の製造方法。3. A step of forming a conductive film corresponding to a pattern of an electrode on a semiconductor substrate of one conductivity type, and a step of converting incident light into electric charges and forming a photosensitive portion having substantially the same width in a charge transfer direction. Forming a resist film from which a region to be formed has been removed; and, of the end surfaces of the conductive film, a portion close to a region where the photosensitive portion is to be formed coincides with the end surface of the resist film, and Forming an electrode by etching the conductive film using the resist film so that the width of the end surface of the conductive film is smaller than the end surface of the region where the portion is to be formed; and forming the electrode, Implanting impurity ions using the mask as a mask to form an impurity region of the opposite conductivity type in a region where the photosensitive section is to be formed.
形成された第１の導電性膜の表面にレジストを塗布し、
電極のパターンに対応した第１のレジスト膜を形成する
工程と、 前記第１のレジスト膜を用いて前記第１の導電性膜にエ
ッチングを行い、前記電極のパターンに対応した第２の
導電性膜を形成する工程と、 前記第１のレジスト膜を除去した後、表面全体にレジス
トを塗布し、入射光を電荷に変換し、電荷転送方向の幅
が略同一である感光部を形成すべき領域が除去された第
２のレジスト膜を形成する工程と、 前記第２の導電性膜の端面のうち、前記感光部を形成す
べき領域と近接する部分が前記第２のレジスト膜の端面
と一致し、かつ前記感光部を形成すべき領域の端面より
前記第２の導電性膜の端面の幅が狭くなるように前記第
２のレジスト膜を用いて前記第２の導電性膜にエッチン
グを行い、電極を形成する工程と、 前記第２のレジスト膜と前記電極とをマスクとして不純
物イオンを注入し、前記感光部を形成すべき領域に逆導
電型の不純物領域を形成する工程とを備えたことを特徴
とする固体撮像装置の製造方法。4. A resist is applied to a surface of a first conductive film formed on a semiconductor substrate of one conductivity type via an insulating film,
Forming a first resist film corresponding to the electrode pattern; etching the first conductive film using the first resist film to form a second conductive film corresponding to the electrode pattern; A step of forming a film, and after removing the first resist film, a resist is applied to the entire surface to convert incident light into electric charges, and to form a photosensitive portion having substantially the same width in the electric charge transfer direction. Forming a second resist film from which a region has been removed; and, of the end surfaces of the second conductive film, a portion close to a region where the photosensitive portion is to be formed is an end surface of the second resist film. The second resist film is used to etch the second conductive film so that the width of the end face of the second conductive film is smaller than the end face of the region where the photosensitive portion is to be formed. Performing the step of forming an electrode, and the second resist. Implanting impurity ions using the resist film and the electrode as a mask to form an impurity region of the opposite conductivity type in a region where the photosensitive portion is to be formed.
で囲まれた領域に、不純物イオンを注入して一導電型の
不純物領域を形成する工程をさらに備えたことを特徴と
する請求項１ないし４のいずれかに記載の固体撮像装置
の製造方法。5. The method according to claim 1, further comprising the step of implanting impurity ions into a region surrounded by said electrode including said impurity region of said opposite conductivity type to form an impurity region of one conductivity type. 5. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to any one of 1 to 4.
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| JP03204342A JP3076415B2 (en) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Method for manufacturing solid-state imaging device |
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