JP3467918B2 - 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66946—Charge transfer devices
- H01L29/66954—Charge transfer devices with an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
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- H01L27/148—Charge coupled imagers
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子の製
造方法及び固体撮像素子に関し、特に固体撮像素子にお
ける垂直転送レジスタから水平転送レジスタへの電荷転
送部の製造方法及び固体撮像素子に関する。
造方法及び固体撮像素子に関し、特に固体撮像素子にお
ける垂直転送レジスタから水平転送レジスタへの電荷転
送部の製造方法及び固体撮像素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像素子において、素子全体の小型
化に伴って各部の寸法が縮小されている。その一例とし
て、固体撮像素子における垂直転送レジスタから水平転
送レジスタへ信号電荷を転送する電荷転送部（以下、Ｖ
‐Ｈ転送部と称する）のチャネル幅が縮小されている。
化に伴って各部の寸法が縮小されている。その一例とし
て、固体撮像素子における垂直転送レジスタから水平転
送レジスタへ信号電荷を転送する電荷転送部（以下、Ｖ
‐Ｈ転送部と称する）のチャネル幅が縮小されている。
【０００３】図８に従来のＶ‐Ｈ転送部の平面パターン
を、図９に図８のＹ‐Ｙ′矢視断面構造をそれぞれ示
す。これらの図において、垂直転送レジスタ８１は、シ
リコン基板８２の表面側にＮ+型不純物をイオン注入す
ることによって形成されたチャネル８３と、そのチャネ
ル８３の上方にその転送方向において繰返し配列された
例えば４相の電極８４-1〜８４-4（図８には、４相目の
電極８４-4のみを示す）とから構成されている。
を、図９に図８のＹ‐Ｙ′矢視断面構造をそれぞれ示
す。これらの図において、垂直転送レジスタ８１は、シ
リコン基板８２の表面側にＮ+型不純物をイオン注入す
ることによって形成されたチャネル８３と、そのチャネ
ル８３の上方にその転送方向において繰返し配列された
例えば４相の電極８４-1〜８４-4（図８には、４相目の
電極８４-4のみを示す）とから構成されている。
【０００４】一方、水平転送レジスタ８５は、シリコン
基板８２の表面側にＮ+ 型不純物をイオン注入すること
によって形成されたチャネル８６と、蓄積電極ＳＴおよ
び転送電極ＴＲを対とし、チャネル８６の上方にその転
送方向において繰返し配列された２相の電極対８７-1，
８７-2とから構成されている。これら電極対８７-1，８
７-2において、図に一点鎖線で示す蓄積電極ＳＴは１層
目のポリシリコンによって形成され、図に二点鎖線で示
す転送電極ＴＲは２層目のポリシリコンによって形成さ
れる。
基板８２の表面側にＮ+ 型不純物をイオン注入すること
によって形成されたチャネル８６と、蓄積電極ＳＴおよ
び転送電極ＴＲを対とし、チャネル８６の上方にその転
送方向において繰返し配列された２相の電極対８７-1，
８７-2とから構成されている。これら電極対８７-1，８
７-2において、図に一点鎖線で示す蓄積電極ＳＴは１層
目のポリシリコンによって形成され、図に二点鎖線で示
す転送電極ＴＲは２層目のポリシリコンによって形成さ
れる。
【０００５】また、１相目（φＨ１）の電極対８７-1に
おける転送電極ＴＲは、垂直転送レジスタ８１のチャネ
ル８３に沿って４相目（φＶ４）の電極８４-4まで延在
している。そして、この転送電極ＴＲのチャネル８６か
らの延出部分ＴＲ′とその下のチャネル８３により、垂
直転送レジスタ８１から水平転送レジスタ８５へ信号電
荷を転送するＶ‐Ｈ転送部８８が構成されている。
おける転送電極ＴＲは、垂直転送レジスタ８１のチャネ
ル８３に沿って４相目（φＶ４）の電極８４-4まで延在
している。そして、この転送電極ＴＲのチャネル８６か
らの延出部分ＴＲ′とその下のチャネル８３により、垂
直転送レジスタ８１から水平転送レジスタ８５へ信号電
荷を転送するＶ‐Ｈ転送部８８が構成されている。
【０００６】上記構成のＶ‐Ｈ転送部８８において、そ
のチャネル幅は、水平転送レジスタ８５の１相目（φＨ
１）の電極対８７-1の転送電極ＴＲやチャネル８３の加
工精度から決まる。すなわち、チャネル８３は、１相目
（φＨ１）の電極対８７-1の転送電極ＴＲの延出部分Ｔ
Ｒ′との重ね合わせ加工精度を見込んで、当該延出部分
ＴＲ′の外側にはみ出さないように、転送電極ＴＲの端
より内側に一定の距離（マージン）Ａをおいて形成され
る。
のチャネル幅は、水平転送レジスタ８５の１相目（φＨ
１）の電極対８７-1の転送電極ＴＲやチャネル８３の加
工精度から決まる。すなわち、チャネル８３は、１相目
（φＨ１）の電極対８７-1の転送電極ＴＲの延出部分Ｔ
Ｒ′との重ね合わせ加工精度を見込んで、当該延出部分
ＴＲ′の外側にはみ出さないように、転送電極ＴＲの端
より内側に一定の距離（マージン）Ａをおいて形成され
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の固
体撮像素子では、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅が水平
転送レジスタ８５の１相目の電極対８７-1の転送電極Ｔ
Ｒやチャネル８３の加工精度から決まることから、その
加工精度を考慮すると、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅
をあまり拡大できない。このような制限の下に、固体撮
像素子の小型化に伴って各部の寸法の縮小化が進められ
ると、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅も縮小せざるを得
ない。しかしながら、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅が
狭くなりすぎると、垂直転送レジスタ８１から水平転送
レジスタ８５への信号電荷の転送効率が悪化する。した
がって、固体撮像素子の小型化にも限界が生ずる。
体撮像素子では、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅が水平
転送レジスタ８５の１相目の電極対８７-1の転送電極Ｔ
Ｒやチャネル８３の加工精度から決まることから、その
加工精度を考慮すると、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅
をあまり拡大できない。このような制限の下に、固体撮
像素子の小型化に伴って各部の寸法の縮小化が進められ
ると、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅も縮小せざるを得
ない。しかしながら、Ｖ‐Ｈ転送部８８のチャネル幅が
狭くなりすぎると、垂直転送レジスタ８１から水平転送
レジスタ８５への信号電荷の転送効率が悪化する。した
がって、固体撮像素子の小型化にも限界が生ずる。
【０００８】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、Ｖ‐Ｈ転送部の転送
効率を改善し、素子の小型化に寄与できるようにした固
体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子を提供すること
にある。
であり、その目的とするところは、Ｖ‐Ｈ転送部の転送
効率を改善し、素子の小型化に寄与できるようにした固
体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子を提供すること
にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による固体撮像素
子の製造方法は、固体撮像素子における垂直転送レジス
タから水平転送レジスタへの電荷転送部の製造に際し、
先ず、第１導電型不純物のイオン注入により、形成予定
の水平転送レジスタの転送電極の垂直転送レジスタ側へ
の延出部分の幅もしくはそれよりも広くなるように第１
導電型不純物領域を形成し、次いで垂直転送レジスタお
よび水平転送レジスタの各転送電極を形成し、しかる後
これら各転送電極に対してセルフアライメントにて第２
導電型不純物を注入することにより、前記水平転送レジ
スタの転送電極の延出部分の幅よりも広い部分における
前記第１導電型不純物を相殺して前記第１導電型不純物
領域の残った部分を垂直転送レジスタのチャネルとす
る。本発明による固体撮像素子は、形成予定の水平転送
レジスタの転送電極の垂直転送レジスタ側への延出部分
の幅もしくはそれよりも広くなるように第１導電型不純
物をイオン注入した領域に、形成後の垂直転送レジスタ
および水平転送レジスタの各転送電極に対してセルフア
ライメントにて第２導電型不純物を注入することによ
り、前記水平転送レジスタの転送電極の延出部分の幅よ
りも広い部分における前記第１導電型不純物を相殺し、
相殺されずに残った部分をチャネルとする垂直転送レジ
スタを有する構成となっている。
子の製造方法は、固体撮像素子における垂直転送レジス
タから水平転送レジスタへの電荷転送部の製造に際し、
先ず、第１導電型不純物のイオン注入により、形成予定
の水平転送レジスタの転送電極の垂直転送レジスタ側へ
の延出部分の幅もしくはそれよりも広くなるように第１
導電型不純物領域を形成し、次いで垂直転送レジスタお
よび水平転送レジスタの各転送電極を形成し、しかる後
これら各転送電極に対してセルフアライメントにて第２
導電型不純物を注入することにより、前記水平転送レジ
スタの転送電極の延出部分の幅よりも広い部分における
前記第１導電型不純物を相殺して前記第１導電型不純物
領域の残った部分を垂直転送レジスタのチャネルとす
る。本発明による固体撮像素子は、形成予定の水平転送
レジスタの転送電極の垂直転送レジスタ側への延出部分
の幅もしくはそれよりも広くなるように第１導電型不純
物をイオン注入した領域に、形成後の垂直転送レジスタ
および水平転送レジスタの各転送電極に対してセルフア
ライメントにて第２導電型不純物を注入することによ
り、前記水平転送レジスタの転送電極の延出部分の幅よ
りも広い部分における前記第１導電型不純物を相殺し、
相殺されずに残った部分をチャネルとする垂直転送レジ
スタを有する構成となっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が
適用される例えばインターライン転送方式ＣＣＤ固体撮
像素子の概略構成図である。図１において、入射光をそ
の光量に応じた電荷量の信号電荷に変換し、これを蓄積
する多数のフォトセンサ１１が２次元配列され、これら
フォトセンサ１１の垂直列ごとにＣＣＤからなる複数本
の垂直転送レジスタ１２が配されている。
て図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明が
適用される例えばインターライン転送方式ＣＣＤ固体撮
像素子の概略構成図である。図１において、入射光をそ
の光量に応じた電荷量の信号電荷に変換し、これを蓄積
する多数のフォトセンサ１１が２次元配列され、これら
フォトセンサ１１の垂直列ごとにＣＣＤからなる複数本
の垂直転送レジスタ１２が配されている。
【００１１】これら垂直転送レジスタ１２の転送先側の
端部にはＶ‐Ｈ転送部１３が設けられ、さらにＣＣＤか
らなる水平転送レジスタ１４が配されている。水平転送
レジスタ１４の転送先側の端部には、例えばフローティ
ング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷検出部１５
が設けられている。垂直転送レジスタ１２は例えば４相
の転送パルスφＶ１〜φＶ４によって４相駆動され、水
平転送レジスタ１４は例えば２相の転送パルスφＨ１，
φＨ２によって２相駆動される。
端部にはＶ‐Ｈ転送部１３が設けられ、さらにＣＣＤか
らなる水平転送レジスタ１４が配されている。水平転送
レジスタ１４の転送先側の端部には、例えばフローティ
ング・ディフュージョン・アンプ構成の電荷検出部１５
が設けられている。垂直転送レジスタ１２は例えば４相
の転送パルスφＶ１〜φＶ４によって４相駆動され、水
平転送レジスタ１４は例えば２相の転送パルスφＨ１，
φＨ２によって２相駆動される。
【００１２】上記構成のＣＣＤ固体撮像素子において、
入射光は各フォトセンサ１１で光電変換され、そこに蓄
積される。各フォトセンサ１１に蓄積された信号電荷
は、図示せぬ読み出しゲート部を介して垂直転送レジス
タ１２に読み出される。垂直転送レジスタ１２は、各フ
ォトセンサ１１から読み出された信号電荷を、１水平走
査期間のある特定の期間、例えば水平帰線期間中に１段
転送する。これにより、複数本の垂直転送レジスタ１２
の信号電荷は、１ライン（１走査線）分ずつＶ‐Ｈ転送
部１３を介して水平転送レジスタ４に転送される。この
１ライン分の信号電荷は、水平転送レジスタ１４によっ
て順次水平転送され、さらに電荷検出部１５で信号電圧
に変換されて出力される。
入射光は各フォトセンサ１１で光電変換され、そこに蓄
積される。各フォトセンサ１１に蓄積された信号電荷
は、図示せぬ読み出しゲート部を介して垂直転送レジス
タ１２に読み出される。垂直転送レジスタ１２は、各フ
ォトセンサ１１から読み出された信号電荷を、１水平走
査期間のある特定の期間、例えば水平帰線期間中に１段
転送する。これにより、複数本の垂直転送レジスタ１２
の信号電荷は、１ライン（１走査線）分ずつＶ‐Ｈ転送
部１３を介して水平転送レジスタ４に転送される。この
１ライン分の信号電荷は、水平転送レジスタ１４によっ
て順次水平転送され、さらに電荷検出部１５で信号電圧
に変換されて出力される。
【００１３】図２は、本発明に係るＶ‐Ｈ転送部３の周
辺の平面パターン図であり、図３にそのＸ‐Ｘ′矢視断
面構造を示す。これらの図において、垂直転送レジスタ
１２は、シリコン基板２１の表面側にＮ+ 型不純物をイ
オン注入することによって形成されたチャネル２２と、
そのチャネル２２の上方にその転送方向において繰返し
配列された４相（φＶ１〜φＶ４）の電極２３-1〜２３
-4（図２には、４相目（φＶ４）の電極２３-4のみを示
す）とから構成されている。
辺の平面パターン図であり、図３にそのＸ‐Ｘ′矢視断
面構造を示す。これらの図において、垂直転送レジスタ
１２は、シリコン基板２１の表面側にＮ+ 型不純物をイ
オン注入することによって形成されたチャネル２２と、
そのチャネル２２の上方にその転送方向において繰返し
配列された４相（φＶ１〜φＶ４）の電極２３-1〜２３
-4（図２には、４相目（φＶ４）の電極２３-4のみを示
す）とから構成されている。
【００１４】一方、水平転送レジスタ１４は、シリコン
基板２１の表面側に第１導電型であるＮ+ 型の不純物を
イオン注入することによって形成されたチャネル２４
と、蓄積電極ＳＴおよび転送電極ＴＲを対とし、チャネ
ル２４の上方にその転送方向において繰返し配列された
２相（φＨ１，φＨ２）の電極対２５-1，２５-2とから
構成されている。これら電極対２５-1，２５-2におい
て、図に一点鎖線で示す蓄積電極ＳＴは１層目のポリシ
リコンによって形成され、図に二点鎖線で示す転送電極
ＴＲは２層目のポリシリコンによって形成される。
基板２１の表面側に第１導電型であるＮ+ 型の不純物を
イオン注入することによって形成されたチャネル２４
と、蓄積電極ＳＴおよび転送電極ＴＲを対とし、チャネ
ル２４の上方にその転送方向において繰返し配列された
２相（φＨ１，φＨ２）の電極対２５-1，２５-2とから
構成されている。これら電極対２５-1，２５-2におい
て、図に一点鎖線で示す蓄積電極ＳＴは１層目のポリシ
リコンによって形成され、図に二点鎖線で示す転送電極
ＴＲは２層目のポリシリコンによって形成される。
【００１５】また、１相目（φＨ１）の電極対２５-1に
おける転送電極ＴＲは、垂直転送レジスタ１２のチャネ
ル２２に沿って４相目（φＶ４）の電極２３-4まで延出
している。そして、この転送電極ＴＲの延出部分ＴＲ′
とその下のチャネル２２により、垂直転送レジスタ１２
から水平転送レジスタ１４へ信号電荷を転送するＶ‐Ｈ
転送部１３が構成されている。そして、垂直転送レジス
タ１２の４相目（φＶ４）の電極２３-4、Ｖ‐Ｈ転送部
１３の電極（転送電極ＴＲの延出部分）ＴＲ′および水
平転送レジスタ１４の電極対２５-1，２５-2によって囲
まれる領域２６には、第２導電型であるＰ+ 型の不純物
がイオン注入されている。
おける転送電極ＴＲは、垂直転送レジスタ１２のチャネ
ル２２に沿って４相目（φＶ４）の電極２３-4まで延出
している。そして、この転送電極ＴＲの延出部分ＴＲ′
とその下のチャネル２２により、垂直転送レジスタ１２
から水平転送レジスタ１４へ信号電荷を転送するＶ‐Ｈ
転送部１３が構成されている。そして、垂直転送レジス
タ１２の４相目（φＶ４）の電極２３-4、Ｖ‐Ｈ転送部
１３の電極（転送電極ＴＲの延出部分）ＴＲ′および水
平転送レジスタ１４の電極対２５-1，２５-2によって囲
まれる領域２６には、第２導電型であるＰ+ 型の不純物
がイオン注入されている。
【００１６】次に、Ｖ‐Ｈ転送部１３の周辺部分を製造
する際の手順について、図４の工程図にしたがって説明
する。先ず、図４において、シリコン基板２１にＮ+ 型
不純物をイオン注入し、水平転送レジスタ１４の転送電
極ＴＲ（延出部分ＴＲ′）の幅もしくはそれよりも広い
チャネル幅の垂直転送レジスタ１２のチャネル２２を仮
に形成する（工程１）。続いて、基板２１の表面にシリ
コン酸化膜（ＳｉＯ2)２７を形成し（工程２）、その上
にさらにポリシリコン層２８を形成する（工程３）。次
いで、ポリシリコン層２８の上に、レジスト２９をＶ‐
Ｈ転送部１３の電極２４′および水平転送レジスタ１４
の転送電極ＴＲの形状にパターニングする（工程４）。
する際の手順について、図４の工程図にしたがって説明
する。先ず、図４において、シリコン基板２１にＮ+ 型
不純物をイオン注入し、水平転送レジスタ１４の転送電
極ＴＲ（延出部分ＴＲ′）の幅もしくはそれよりも広い
チャネル幅の垂直転送レジスタ１２のチャネル２２を仮
に形成する（工程１）。続いて、基板２１の表面にシリ
コン酸化膜（ＳｉＯ2)２７を形成し（工程２）、その上
にさらにポリシリコン層２８を形成する（工程３）。次
いで、ポリシリコン層２８の上に、レジスト２９をＶ‐
Ｈ転送部１３の電極２４′および水平転送レジスタ１４
の転送電極ＴＲの形状にパターニングする（工程４）。
【００１７】続いて、図５において、このレジスト２９
をマスクとしてエッチング処理を行い、しかる後レジス
ト２９を剥離する（工程５）。次に、既に形成されてい
る垂直転送レジスタ１２の４相目の電極２３-4、Ｖ‐Ｈ
転送部１３の電極（転送電極ＴＲの延出部分）ＴＲ′お
よび水平転送レジスタ１４の電極対２５-1，２５-2の上
に、各電極の端よりも内側になるようにレジスト３０を
塗布し（工程６）、次いでこのレジスト３０および各電
極をマスクとしてＰ+ 型不純物をイオン注入する（工程
７）。そして、レジスト３０を剥離する（工程８）。
をマスクとしてエッチング処理を行い、しかる後レジス
ト２９を剥離する（工程５）。次に、既に形成されてい
る垂直転送レジスタ１２の４相目の電極２３-4、Ｖ‐Ｈ
転送部１３の電極（転送電極ＴＲの延出部分）ＴＲ′お
よび水平転送レジスタ１４の電極対２５-1，２５-2の上
に、各電極の端よりも内側になるようにレジスト３０を
塗布し（工程６）、次いでこのレジスト３０および各電
極をマスクとしてＰ+ 型不純物をイオン注入する（工程
７）。そして、レジスト３０を剥離する（工程８）。
【００１８】上述したように、垂直転送レジスタ１２の
チャネル２２を形成する際に、そのチャネル２２を先ず
水平転送レジスタ１４の転送電極ＴＲの延出部分ＴＲ′
の幅もしくはそれよりも広く形成し、次に垂直転送レジ
スタ１２の４相目の電極２３-4および水平転送レジスタ
１４の電極対２５-1，２５-2を形成し、しかる後これら
電極に対してセルフアライメントにて電位障壁用のイオ
ン注入を行うことで、電極からはみ出したチャネル部分
のＮ+ 型不純物は、イオン注入されたＰ+ 型不純物によ
って相殺される。
チャネル２２を形成する際に、そのチャネル２２を先ず
水平転送レジスタ１４の転送電極ＴＲの延出部分ＴＲ′
の幅もしくはそれよりも広く形成し、次に垂直転送レジ
スタ１２の４相目の電極２３-4および水平転送レジスタ
１４の電極対２５-1，２５-2を形成し、しかる後これら
電極に対してセルフアライメントにて電位障壁用のイオ
ン注入を行うことで、電極からはみ出したチャネル部分
のＮ+ 型不純物は、イオン注入されたＰ+ 型不純物によ
って相殺される。
【００１９】これにより、最終的に形成されるチャネル
２２は、電極（転送電極ＴＲの延出部分）ＴＲ′の下の
みとなる。その結果、Ｖ‐Ｈ転送部１３において、製造
時の合わせ精度のばらつきを見込む必要がなくなるた
め、その分だけチャネル２２の幅を拡大できる。すなわ
ち、従来は、製造時の合わせ精度のばらつきを見込んで
２Ａ分のマージン（図８を参照）を持たせる必要があっ
たが、本実施形態に係る製造方法によれば、この２Ａ分
のマージンが不要となり、その分だけチャネル幅を拡大
できるため、Ｖ‐Ｈ転送の転送効率を改善できる。
２２は、電極（転送電極ＴＲの延出部分）ＴＲ′の下の
みとなる。その結果、Ｖ‐Ｈ転送部１３において、製造
時の合わせ精度のばらつきを見込む必要がなくなるた
め、その分だけチャネル２２の幅を拡大できる。すなわ
ち、従来は、製造時の合わせ精度のばらつきを見込んで
２Ａ分のマージン（図８を参照）を持たせる必要があっ
たが、本実施形態に係る製造方法によれば、この２Ａ分
のマージンが不要となり、その分だけチャネル幅を拡大
できるため、Ｖ‐Ｈ転送の転送効率を改善できる。
【００２０】次に、本発明の第２の実施形態について、
図６の平面パターン図を用いて説明する。この第２の実
施形態は、水平転送レジスタ１４のチャネル２４にも適
用したものである。ここで、図２における水平転送レジ
スタ１４に着目すると、この水平転送レジスタ１４にお
いてもＶ‐Ｈ転送部１３と同様に、チャネル２４は１相
目（φＨ１）の蓄積電極ＳＴと２相目（φＨ２）の蓄積
電極ＳＴおよび転送電極ＴＲとの重ね合わせ加工精度を
見込んで、電極の外側にはみ出さないように、電極の端
より内側に一定の距離（マージン）Ｂをおいて形成され
ている。
図６の平面パターン図を用いて説明する。この第２の実
施形態は、水平転送レジスタ１４のチャネル２４にも適
用したものである。ここで、図２における水平転送レジ
スタ１４に着目すると、この水平転送レジスタ１４にお
いてもＶ‐Ｈ転送部１３と同様に、チャネル２４は１相
目（φＨ１）の蓄積電極ＳＴと２相目（φＨ２）の蓄積
電極ＳＴおよび転送電極ＴＲとの重ね合わせ加工精度を
見込んで、電極の外側にはみ出さないように、電極の端
より内側に一定の距離（マージン）Ｂをおいて形成され
ている。
【００２１】そこで、第２の実施形態では、第１の実施
形態と同様の製造過程において、水平転送レジスタ１４
のチャネル２４の形成時に、図６のＣ点（１相目（φＨ
１）の蓄積電極ＳＴおよび２相目（φＨ２）の蓄積電極
ＳＴ，転送電極ＴＲの端）もしくはＤ点（垂直転送レジ
スタ１２の４相目（φＶ４）の電極２３-4の端）までの
間にチャネル２４を作る。その後、水平転送レジスタ１
４の電極対２５-1，２５-2および垂直転送レジスタ１２
の４相目の電極２３-4を形成し、これら電極に対してセ
ルフアライメントにて電位障壁用のＰ+ 型不純物をイオ
ン注入する。
形態と同様の製造過程において、水平転送レジスタ１４
のチャネル２４の形成時に、図６のＣ点（１相目（φＨ
１）の蓄積電極ＳＴおよび２相目（φＨ２）の蓄積電極
ＳＴ，転送電極ＴＲの端）もしくはＤ点（垂直転送レジ
スタ１２の４相目（φＶ４）の電極２３-4の端）までの
間にチャネル２４を作る。その後、水平転送レジスタ１
４の電極対２５-1，２５-2および垂直転送レジスタ１２
の４相目の電極２３-4を形成し、これら電極に対してセ
ルフアライメントにて電位障壁用のＰ+ 型不純物をイオ
ン注入する。
【００２２】これによれば、Ｖ‐Ｈ転送部１３における
チャネル２２の電極ＴＲ′からはみ出した部分のＮ+ 型
不純物とともに、水平転送レジスタ１４におけるチャネ
ル２４の電極対２５-1，２５-2からはみ出した部分のＮ
+ 型不純物が、Ｐ+ 型不純物のイオン注入によって相殺
される。したがって、Ｖ‐Ｈ転送部１３のチャネル２２
と共に水平転送レジスタ１４のチャネル２４も、電極対
２５-1，２５-2の下のみとなる。これにより、Ｖ‐Ｈ転
送部１３のチャネル２２のチャネル幅を広げることがで
きると同時に、垂直転送レジスタ１２と水平転送レジス
タ１４との間の距離を縮めることができるため、Ｖ‐Ｈ
転送部１３の転送効率を第１の実施形態の場合によりも
さらに改善できる。
チャネル２２の電極ＴＲ′からはみ出した部分のＮ+ 型
不純物とともに、水平転送レジスタ１４におけるチャネ
ル２４の電極対２５-1，２５-2からはみ出した部分のＮ
+ 型不純物が、Ｐ+ 型不純物のイオン注入によって相殺
される。したがって、Ｖ‐Ｈ転送部１３のチャネル２２
と共に水平転送レジスタ１４のチャネル２４も、電極対
２５-1，２５-2の下のみとなる。これにより、Ｖ‐Ｈ転
送部１３のチャネル２２のチャネル幅を広げることがで
きると同時に、垂直転送レジスタ１２と水平転送レジス
タ１４との間の距離を縮めることができるため、Ｖ‐Ｈ
転送部１３の転送効率を第１の実施形態の場合によりも
さらに改善できる。
【００２３】ところで、ＣＣＤ固体撮像素子には、Ｖ‐
Ｈ転送部１３の転送効率を上げるために、図７に示すよ
うに、Ｖ‐Ｈ転送部１３の電極ＴＲ″、即ち水平転送レ
ジスタ１４の１相目の電極対２５-1における転送電極Ｔ
Ｒの延出部分ＴＲ″を幅広に形成した構成のものがあ
る。すなわち、Ｖ‐Ｈ転送部１３の電極ＴＲ″を幅広に
形成することで、Ｖ‐Ｈ転送部１３における製造時の合
わせ精度のばらつきに対するマージンを大きくとり、そ
の分だけチャネル幅を拡大することによってＶ‐Ｈ転送
の転送効率を改善するというものである。
Ｈ転送部１３の転送効率を上げるために、図７に示すよ
うに、Ｖ‐Ｈ転送部１３の電極ＴＲ″、即ち水平転送レ
ジスタ１４の１相目の電極対２５-1における転送電極Ｔ
Ｒの延出部分ＴＲ″を幅広に形成した構成のものがあ
る。すなわち、Ｖ‐Ｈ転送部１３の電極ＴＲ″を幅広に
形成することで、Ｖ‐Ｈ転送部１３における製造時の合
わせ精度のばらつきに対するマージンを大きくとり、そ
の分だけチャネル幅を拡大することによってＶ‐Ｈ転送
の転送効率を改善するというものである。
【００２４】本発明の第１，第２の実施形態は、上記構
成のＣＣＤ固体撮像素子にも適用可能であり、第１，第
２の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
この場合の製造工程は、第１，第２の実施形態の場合と
同じである。すなわち、垂直転送レジスタ１２のチャネ
ル２２を電極ＴＲ″の一端（図７の場合には、左側の
端）からはみだした状態で形成するとともに、水平転送
レジスタ１４のチャネル２４を電極対２５-1，２５-2の
端からはみ出した状態で形成し、その後水平転送レジス
タ１４の電極対２５-1，２５-2（Ｖ‐Ｈ転送部１３の電
極ＴＲ″を含む）および垂直転送レジスタ１２の４相目
の電極２３-4を形成し、これら電極に対してセルフアラ
イメントにて電位障壁用のＰ+ 型不純物をイオン注入す
る。
成のＣＣＤ固体撮像素子にも適用可能であり、第１，第
２の実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
この場合の製造工程は、第１，第２の実施形態の場合と
同じである。すなわち、垂直転送レジスタ１２のチャネ
ル２２を電極ＴＲ″の一端（図７の場合には、左側の
端）からはみだした状態で形成するとともに、水平転送
レジスタ１４のチャネル２４を電極対２５-1，２５-2の
端からはみ出した状態で形成し、その後水平転送レジス
タ１４の電極対２５-1，２５-2（Ｖ‐Ｈ転送部１３の電
極ＴＲ″を含む）および垂直転送レジスタ１２の４相目
の電極２３-4を形成し、これら電極に対してセルフアラ
イメントにて電位障壁用のＰ+ 型不純物をイオン注入す
る。
【００２５】ただし、この場合には、Ｖ‐Ｈ転送部１３
の電極ＴＲ″が幅広に形成されていることから、チャネ
ル２２は電極ＴＲ″の一端に寄った形で形成されるた
め、チャネル２２と電極ＴＲ″の他端との間には電位障
壁用のＰ+ 型不純物がイオン注入されないことになる
が、この部分はＶ‐Ｈ転送部１３の転送効率に何ら悪影
響を及ぼすものではない。
の電極ＴＲ″が幅広に形成されていることから、チャネ
ル２２は電極ＴＲ″の一端に寄った形で形成されるた
め、チャネル２２と電極ＴＲ″の他端との間には電位障
壁用のＰ+ 型不純物がイオン注入されないことになる
が、この部分はＶ‐Ｈ転送部１３の転送効率に何ら悪影
響を及ぼすものではない。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｖ‐Ｈ転送部の製造に際し、先ず、第１導電型不純物の
イオン注入により、形成予定の水平転送レジスタの転送
電極の垂直転送レジスタ側への延出部分の幅もしくはそ
れよりも広くなるように第１導電型不純物領域を形成
し、次いで垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタの
各転送電極を形成し、しかる後これら各転送電極に対し
てセルフアライメントにて第２導電型不純物を注入する
ことにより、前記水平転送レジスタの転送電極の延出部
分の幅よりも広い部分における前記第１導電型不純物を
相殺して前記第１導電型不純物領域の残った部分を垂直
転送レジスタのチャネルとするようにしたことにより、
チャネルと電極の重ね合わせ加工精度を考慮しなくて済
み、電極の端までチャネルの配置が可能となるので、Ｖ
‐Ｈ転送部の転送効率を改善でき、しかもそれに伴って
固体撮像素子の小型化に寄与できることになる。
Ｖ‐Ｈ転送部の製造に際し、先ず、第１導電型不純物の
イオン注入により、形成予定の水平転送レジスタの転送
電極の垂直転送レジスタ側への延出部分の幅もしくはそ
れよりも広くなるように第１導電型不純物領域を形成
し、次いで垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタの
各転送電極を形成し、しかる後これら各転送電極に対し
てセルフアライメントにて第２導電型不純物を注入する
ことにより、前記水平転送レジスタの転送電極の延出部
分の幅よりも広い部分における前記第１導電型不純物を
相殺して前記第１導電型不純物領域の残った部分を垂直
転送レジスタのチャネルとするようにしたことにより、
チャネルと電極の重ね合わせ加工精度を考慮しなくて済
み、電極の端までチャネルの配置が可能となるので、Ｖ
‐Ｈ転送部の転送効率を改善でき、しかもそれに伴って
固体撮像素子の小型化に寄与できることになる。
【図１】本発明が適用されるインターライン転送方式Ｃ
ＣＤ固体撮像素子の概略構成図である。
ＣＤ固体撮像素子の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る平面パターン図
である。
である。
【図３】図２のＸ‐Ｘ′矢視断面構造図である。
【図４】第１の実施形態に係る製造工程を示す工程図
（その１）である。
（その１）である。
【図５】第１の実施形態に係る製造工程を示す工程図
（その２）である。
（その２）である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る平面パターン図
である。
である。
【図７】本発明の他の適用例を示す平面パターン図であ
る。
る。
【図８】従来例を示す平面パターン図である。
【図９】図８のＹ‐Ｙ′矢視断面構造図である。
１１ フォトセンサ
１２ 垂直転送レジスタ
１３ Ｖ‐Ｈ転送部
１４ 水平転送レジスタ
２２，２４ チャネル
Claims (4)
- 【請求項１】 固体撮像素子における垂直転送レジスタ
から水平転送レジスタへの電荷転送部の製造に際し、 先ず、第１導電型不純物のイオン注入により、形成予定
の水平転送レジスタの転送電極の垂直転送レジスタ側へ
の延出部分の幅もしくはそれよりも広くなるように第１
導電型不純物領域を形成し、 次いで垂直転送レジスタおよび水平転送レジスタの各転
送電極を形成し、 しかる後これら各転送電極に対してセルフアライメント
にて第２導電型不純物を注入することにより、前記水平
転送レジスタの転送電極の延出部分の幅よりも広い部分
における前記第１導電型不純物を相殺して前記第１導電
型不純物領域の残った部分を垂直転送レジスタのチャネ
ルとすることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記第１導電型不純物をイオン注入する
際に、形成予定の水平転送レジスタのチャネルを、当該
形成予定の水平転送レジスタの転送電極から形成予定の
垂直転送レジスタの最終段電極までの間に形成すること
を特徴とする請求項１記載の固体撮像素子の製造方法。 - 【請求項３】 形成予定の水平転送レジスタの転送電極
の垂直転送レジスタ側への延出部分の幅もしくはそれよ
りも広くなるように第１導電型不純物をイオン注入した
領域に、形成後の垂直転送レジスタおよび水平転送レジ
スタの各転送電極に対してセルフアライメントにて第２
導電型不純物を注入することにより、前記水平転送レジ
スタの転送電極の延出部分の幅よりも広い部分における
前記第１導電型不純物を相殺し、相殺されずに残った部
分をチャネルとする垂直転送レジスタを有することを特
徴とする固体撮像素子。 - 【請求項４】 形成予定の水平転送レジスタの転送電極
から形成予定の垂直転送レジスタの最終段電極までの間
にも前記第１導電型不純物をイオン注入し、形成後の垂
直転送レジスタおよび水平転送レジスタの各転送電極に
対してセルフアライメントにて第２導電型不純物を注入
することにより、形成後の水平転送レジスタの転送電極
から形成後の垂直転送レジスタの最終段電極までの間に
おける前記第１導電型不純物を相殺し、相殺されずに残
った部分をチャネルとする水平転送レジスタを有するこ
とを特徴とする請求項３記載の固体撮像素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19949195A JP3467918B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
| US08/691,250 US5910013A (en) | 1995-08-04 | 1996-08-02 | Process for manufacturing a solid-state pick-up device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19949195A JP3467918B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943053A JPH0943053A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3467918B2 true JP3467918B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=16408703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19949195A Expired - Fee Related JP3467918B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 固体撮像素子の製造方法及び固体撮像素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5910013A (ja) |
| JP (1) | JP3467918B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3649397B2 (ja) * | 2002-03-01 | 2005-05-18 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5819080A (ja) * | 1981-07-27 | 1983-02-03 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| NL8301715A (nl) * | 1983-05-13 | 1984-12-03 | Philips Nv | Ladingstransportinrichting. |
| US5262661A (en) * | 1990-06-25 | 1993-11-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state image pickup device, having increased charge storage and improved electronic shutter operation |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP19949195A patent/JP3467918B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-02 US US08/691,250 patent/US5910013A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0943053A (ja) | 1997-02-14 |
| US5910013A (en) | 1999-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |