JP4008113B2

JP4008113B2 - 固体撮像装置およびその製造方法

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Publication number: JP4008113B2
Application number: JP24205198A
Authority: JP
Inventors: 景士立川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JP2000077645A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ（charge coupled device）を用いた固体撮像装置およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、固体撮像装置を構成する固体撮像素子の小型化・高画素化が進み、その製造技術についても微細化が要求されている。また、このような動向に伴って感度および画質などの特性向上が課題となっている。
【０００３】
図５は、従来の固体撮像装置の画素部の構造を示す断面図である。以下、図５に基づいて、従来の固体撮像装置の構造について説明する。
【０００４】
半導体基板４０に形成されたｐ型ウェル４１内に、光電変換素子と電荷転送素子とが隣接するように形成されている。光電変換素子と電荷転送素子は交互に配列するように複数形成されており、１個の光電変換素子と１個の電荷転送素子とによって１画素が構成されている。光電変換素子は、ｎ型不純物拡散領域である光電変換部４２と、この光電変換部４２上の半導体基板表層部に形成された高濃度のｐ型拡散領域４３とによって構成されている。電荷転送素子は、ｎ型不純物拡散領域であって電荷転送時にチャンネル領域として機能する電荷転送部４４と、この電荷転送部４４上に絶縁膜４６を介して形成された転送電極４７とによって構成されている。更に、電荷転送素子は、電荷転送部４４の下端に接するように形成されたｐ型拡散領域４５を備えている。また、電荷転送素子の上方には層間絶縁膜４８を介して遮光膜４９が形成されており、電荷転送素子を入射光から遮蔽してスミアの発生を抑制している。なお、遮光膜４９には、光電変換部４２の上方には開口部が形成されている。更に、遮光膜４９上には表面保護膜５０が形成されている。
【０００５】
上記の構造を有する固体撮像装置の動作について説明する。遮光膜４９の開口部から入射した光が、光電変換部４２で信号電荷に変換され蓄積される。読み出しゲート電極を兼ねた転送電極４７に電圧を印加すると、電荷転送部４４からｐ型拡散領域４５を経由して光電変換部４２まで空乏層が広がり、ｐ型拡散領域４３と電荷転送部４４との間の半導体基板表層部に読み出しチャネルが形成される。光電変換部４２に蓄積された信号電荷は、この読み出しチャネルを経由して電荷転送部４４へ転送される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ｐ型拡散領域４３表面に入射する光の大部分が光電変換部４２へ到達し、光電変換部４２において電荷を発生させる。しかし、入射光の一部は、ｐ型拡散領域４３で電荷を発生させる。ｐ型拡散領域４３で電荷が発生すると、半導体基板表面においてｐ型拡散領域４３から電荷転送部４４に向かって電荷密度に勾配が生じるため、電荷が拡散して電荷転送部４４へ流入することがあり、この電荷によってスミアが発生するという問題があった。特に、従来の固体撮像装置においては、ｐ型拡散領域４３がｐ型ウェル４１およびｐ型拡散領域４５に比べて高濃度であり、半導体基板表面のポテンシャルがｐ型拡散領域４３から電荷転送部４４に向かって高くなるため、電荷転送部４４への電荷の流入が助長されスミアが増大していた（図６のポテンシャル分布図を参照）。
【０００７】
本発明は、スミアの発生を抑制した固体撮像装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【発明が解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の固体撮像装置は、第１導電型の半導体基板内に形成された第２導電型の光電変換部と、前記光電変換部上の前記半導体基板の表層部に形成された第１導電型の第１の拡散領域と、前記半導体基板の表層部の前記第１の拡散領域と離間した領域に形成された第２導電型の電荷転送部と、前記電荷転送部下に形成された第１導電型の第２の拡散領域と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して形成された転送電極とを備えた固体撮像装置であって、前記光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置する領域に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域が形成されており、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成にしたことにより、光電変換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間に高濃度のｐ型拡散領域が形成されるため、光電変換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間にポテンシャル障壁を形成し、光電変換部上のｐ型拡散領域で発生した電荷が電荷転送部に流入してスミアとなることを抑制することができる。
【００１０】
光電変換部上のｐ型拡散領域から電荷転送部への電荷の流入を抑制する手段としては、前述した従来の固体撮像装置に、単に、ｐ型拡散領域４３と電荷転送部４４との間にｐ型拡散領域４３よりも不純物濃度の高いｐ型拡散領域を設けることも考えられる。しかし、従来の固体撮像装置においては、読み出しチャネルがｐ型拡散領域４３と電荷転送部４４との間の半導体基板表層部、つまり、高濃度のｐ型拡散領域を形成すればよいと考えられる領域に形成される。そのため、高濃度のｐ型拡散領域を形成すると読み出しに高い電圧を要するという不都合が生じる。
【００１１】
しかし、本発明の固体撮像装置によれば、電荷転送部の下方に高濃度のｎ型拡散領域が形成されているため、電荷転送部の下方に信号電荷を蓄積することができる。このような構成にすることで、読み出しチャネルを、電荷転送部の下方に基板面に対して略垂直方向に形成することができるため、読み出し電圧が、光電変換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間に形成されるｐ型拡散領域の濃度には依存しない構造とすることができる。よって、このｐ型拡散領域を高濃度としても読み出し電圧の増大という不都合を生じない。
【００１２】
前記固体撮像装置においては、前記第４の拡散領域の不純物濃度が、前記第２の拡散領域の不純物濃度と異なることが好ましい。この好ましい例によれば、第４の拡散領域の不純物濃度を高くしてスミアの発生をより確実に抑制する一方で、第２の拡散領域を適度な不純物濃度に保って読み出し電圧が増大することを回避することができる。
【００１３】
前記目的を達成するため、本発明の固体撮像装置の製造方法は、第１導電型の半導体基板内に第２導電型の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板の表層部に第１導電型の第１の拡散領域を前記光電変換部上に位置するように形成する工程と、前記半導体基板の表層部に第２導電型の電荷転送部を前記第１の拡散領域から離間するように形成する工程と、第１導電型の第２の拡散領域を前記電荷転送部下に位置するように形成する工程と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して転送電極を形成する工程とを含み、更に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域を、前記光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置するように形成する工程と、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域を、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に位置するように形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
このような構成としたことにより、読み出し電圧の増大という不都合を生じることなく、光電変換部上のｐ型拡散領域で発生した電荷によるスミアを抑制することができる固体撮像装置を製造することができる。
【００１５】
前記製造方法においては、前記第４の拡散領域の不純物濃度を、前記第２の拡散領域の不純物濃度と相違させることが好ましい。第４の拡散領域の不純物濃度を高くしてスミアの発生をより確実に抑制する一方で、第２の拡散領域の不純物濃度を適正に保って読み出し電圧が増大することを回避した固体撮像装置とすることができるからである。
【００１６】
また、前記製造方法においては、前記第２の拡散領域を形成する工程が、前記半導体基板に、第１導電型の不純物となるイオンを、１００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより実施されることが好ましい。第２の拡散領域の濃度および形成位置を好適に制御できるからである。
【００１７】
また、前記製造方法においては、前記第３の拡散領域を形成する工程が、前記半導体基板に、第２導電型の不純物となるイオンを、２００ｋｅＶ以上、更には３００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより実施されることが好ましい。第３の拡散領域の濃度および形成位置を好適に制御できるからである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の固体撮像装置について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の固体撮像装置の画素部の構造の一例を示す断面図である。また、図２（ａ）〜（ｃ）は、図１に示す固体撮像装置における半導体基板内のポテンシャル分布を示す図である。
【００２０】
半導体基板には１個の光電変換素子と１個の電荷転送素子とによって構成される画素が二次元状に配置されている。つまり、特定の方向に関していえば、光電変換素子と電荷転送素子とが互いに隣接し、交互に配列するように形成されている。各素子は、ｎ型半導体基板１０内に形成されたｐ型ウェル１１に形成されている。ｐ型ウェル１１の不純物濃度は、特に限定するものではないが、好ましくは１×１０¹⁶ｃｍ^-3以下に調整されている。
【００２１】
電荷転送素子は、ｎ型拡散領域である電荷転送部１４と、ｐ型拡散領域１５とを備えている。電荷転送部１４は半導体基板の表層部に形成され、その上方には絶縁膜１６を介して転送電極１７が形成されている。電荷転送部１４は、通常、不純物濃度１×１０¹⁶〜５×１０¹⁷ｃｍ^-3程度、拡散深さ０．２〜０．５μｍ程度が適当である。ｐ型拡散領域１５は電荷転送部１４の下方に形成されている。このｐ型拡散領域１５には、電荷蓄積時に電荷転送部１４と後述するｎ型拡散領域２１の間にポテンシャル障壁を形成し得る程度の不純物濃度が要求される。しかし、後述するように、ｐ型拡散領域１５の濃度は読み出し電圧に影響し、不純物濃度が高すぎると読み出し電圧が増大するため好ましくない。よって、ｐ型拡散領域１５の不純物濃度は、１×１０¹⁵〜５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度とすることが好ましい。
【００２２】
光電変換素子は、ｎ型拡散領域である光電変換部１２と、ｐ型拡散領域１３とを備えている。光電変換部１２は、半導体基板表層部に形成されたｐ型拡散領域１３によって、半導体基板の内部に完全に埋め込まれている。このような構造により、半導体基板表面で発生する暗電流が光電変換部へ流入して蓄積されることを抑制している。特に限定するものではないが、ｐ型拡散領域１３の不純物濃度は、暗電流の流入を効果的に抑制するため、通常５×１０¹⁷〜１×１０²⁰ｃｍ^-3程度に調整される。また、拡散深さは０．２〜０．５μｍ程度が適当である。光電変換部１２の不純物濃度は、光電変換を行える範囲であればよく、通常、１×１０¹⁵〜５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度に調整される。また、光電変換部１２は、その拡散領域が広いほど感度を向上させることができるため、１〜３μｍ程度の深さまで拡散させることが好ましい。
【００２３】
更に、光電変換部１２に接する領域にはｎ型拡散領域２１が形成されている。このｎ型拡散領域２１は電荷転送部１４の下方にまで延長しており、ｐ型拡散領域１５の下端に接するように形成されている。ｎ型拡散領域２１の不純物濃度は、光電変換部１２よりも高くなるように調整される。その結果、図２（ｂ）に示すように、ｎ型拡散領域２１のポテンシャルが光電変換部１２よりも高くなり、光電変換部１２で発生した電荷をｎ型拡散領域２１に移動させて蓄積することができる。また、ｎ型拡散領域２１は光電変換部としても機能し、遮光膜１９の開口部から斜めに入射してｎ型拡散領域２１に到達した光はこの領域で電荷に変換されて蓄積される。また、ｎ型拡散領域２１の不純物濃度を電荷転送部１４よりも高く調整すれば、ｐ型拡散領域１５で発生する電荷についてもｎ型拡散領域２１に捕獲することができ、スミアの発生を低減することができる。以上のことから、ｎ型拡散領域２１の不純物濃度は、１×１０¹⁶〜７×１０¹⁷ｃｍ^-3程度の範囲で光電変換部１２の不純物濃度よりも高く調整することが好ましい。
【００２４】
また、光電変換素子と電荷転送素子との間、具体的にはｐ型拡散領域１３と電荷転送部１４の間の半導体基板の表層部に、ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂが形成されている。このｐ型拡散領域は、同一画素内に形成されているｐ型拡散領域と電荷転送部との間（２２ａの形成位置に相当する。）、および、隣接する別の画素内に形成されているｐ型拡散領域と電荷転送部との間（２２ｂの形成位置に相当する。）のいずれに形成されてもよいが、その両方に形成されることが好ましい。図２（ａ）に示すように、ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂは、光電変換素子と電荷転送素子とを分離するためのポテンシャル障壁を形成し、ｐ型拡散領域１３で発生した電荷が電荷転送部１４に流入してスミアを発生させることを抑制する。ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂの不純物濃度は、電荷転送部への電荷流入を効果的に抑制するため、ｐ型拡散領域１３よりも高く、好ましくは１×１０¹⁸〜１×１０²¹ｃｍ^-3程度に調整される。また、拡散深さは、好ましくは、ｐ型拡散領域１３および電荷転送部１４よりも深くなるように、０．２〜１．０μｍ程度に調整される。
【００２５】
半導体基板上には、層間絶縁膜１８を介して遮光膜１９が形成されている。遮光膜１９は、電荷転送素子を覆うように形成されており、光電変換素子の上方には開口が形成されている。この遮光膜１９により、電荷転送素子を入射光から遮蔽してスミアの発生を抑制している。更に、遮光膜１９の上方には半導体基板全面を覆うように表面保護膜２０が形成されている。
【００２６】
上記の構造を有する固体撮像装置の動作を、図２のポテンシャル分布図を用いて簡単に説明する。なお、図２の点Ａ〜Ｆは、図１中に示す点Ａ〜Ｆに各々対応するものである。遮光膜１９の開口部から入射した光は、光電変換部１２で信号電荷に変換される。ｎ型拡散領域２１の方が光電変換部１２よりもポテンシャルが高いので（図２（ｂ））、この信号電荷はｎ型拡散領域２１に移動し蓄積される。また、斜め方向から入射してｎ型拡散領域２１に到達した光は、ｎ型拡散領域２１で信号電荷に変換されて蓄積される。つまり、信号電荷は電荷転送部１４の下方に蓄積されることになる。図２（ｃ）に示すように、電荷蓄積時には、ｐ型拡散領域１５がポテンシャル障壁を形成するため、ｎ型拡散領域２１から電荷転送部１４への電荷移動は実質的に起こらない。読み出し時には、読み出し電極を兼ねた転送電極１７に電圧が印加されるため、図２（ｃ´）に示すように、電荷転送部１４から空乏層が広がってｐ型拡散領域１５のポテンシャルを変化させ、ｎ型拡散領域２１と電荷転送部１４との間に形成されていたポテンシャル障壁が消失する。その結果、ｎ型拡散領域２１に蓄積されていた電荷は、ｐ型拡散領域１５を経由して電荷転送部１４へ読み出される。このように、本発明の固体撮像装置において読み出しチャネルは、電荷転送部１４の下方に、基板表面に対して略垂直方向に形成される。よって、本発明の固体撮像装置において読み出し電圧は、ｐ型拡散領域１５の不純物濃度および拡散深さには依存するが、ｐ型拡散領域２２ａの不純物濃度には依存しない。
【００２７】
本発明の固体撮像装置によれば、ｐ型拡散領域１３と電荷転送部１４との間にｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂが形成されているため、ｐ型拡散領域１３と電荷転送部１４との間にポテンシャル障壁を形成し、ｐ型拡散領域１３で発生した電荷が電荷転送部１４に流入してスミアとなることを抑制することができる。また、本発明の固体撮像装置においては、読み出し電圧はｐ型拡散領域２２ａの濃度には依存しないため、読み出し電圧の増大という不都合を生じることなく、ｐ型拡散領域２２ａを高濃度に調整することができる。そのため、ｐ型拡散領域１３と電荷転送部１４との間に形成されるポテンシャル障壁を大きく、例えば数十ｍＶ以上に設定して確実にスミアを抑制し、且つ、読み出しの低電圧化を図ることも可能となる。
【００２８】
また、図５に示すような従来の固体撮像装置では、読み出しチャネルがｐ型拡散領域４３と電荷転送部４４との間の半導体基板表層部に形成されるため、ｐ型拡散領域４５の形成位置のばらつき（イオン注入マスク合わせのばらつき）により、各画素の特性にばらつきが生じるという問題があった。しかし、本発明の固体撮像装置によれば、電荷転送部１４の下方にｎ型拡散領域２１が存在してさえいればよく、イオン注入マスク合わせに対して、従来の固体撮像装置ほどの厳密さを要求されない。
【００２９】
次に、本発明の固体撮像装置の製造方法について説明する。図３および図４は、本発明の固体撮像装置の製造方法の一例を示す工程断面図である。なお、この製造方法によって製造される固体撮像装置は、図１に示すものと実質的に同様の構造を有するものである。
【００３０】
まず、ｎ型シリコン基板１０に、ホウ素などのｐ型不純物をイオン注入してｐ型ウェル１１を形成する（図３（ａ））。
【００３１】
この半導体基板表面にフォトレジストを用いてマスクを形成した後、ホウ素などのｐ型不純物をイオン注入し、ｐ型ウェル１１内の所定の領域にｐ型拡散領域１５を形成する。このイオン注入は、好ましくは１００ｋｅＶ以上、更に好ましくは２００〜７００ｋｅＶ程度の加速電圧で実施する。また、ドーズ量は１×１０¹¹〜５×１０¹²ｃｍ^-2程度が適当である。次に、新たにマスクを形成した後、リンやヒ素などのｎ型不純物をイオン注入し、ｐ型拡散領域１５の表層部にｎ型拡散領域である電荷転送部１４を形成する（図３（ｂ））。このイオン注入は、ｐ型拡散領域形成のためのイオン注入よりも小さい加速電圧、好ましくは２０〜２００ｋｅＶ程度の加速電圧で実施する。また、ドーズ量は１×１０¹²〜５×１０¹³ｃｍ^-2程度が適当である。
【００３２】
次に、半導体基板表面にフォトレジストを用いてマスクを形成した後、ホウ素などのｐ型不純物をイオン注入し、ｐ型ウェル１２の表層部の電荷転送部１４の端部に接する領域にｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂを形成する。このｐ型拡散領域は、好ましくは電荷転送部１４の両端に形成される。このイオン注入は、ドーズ量５×１０¹³〜５×１０¹⁵ｃｍ^-2程度、加速電圧１０〜１００ｋｅＶ程度で実施するのが適当である。
【００３３】
以上の工程においては、ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂとｐ型拡散領域１５とを、一体化した１つの領域として一度のイオン注入によって形成する方法も考えられる。しかし、このような方法では、ｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂとｐ型拡散領域１５の不純物濃度を相違させることができないので、読み出し電圧の増大を回避しながらスミアの低減を図ることが困難となるため好ましくない。
【００３４】
次に、熱酸化によって、半導体基板表面にシリコン酸化膜であるゲート絶縁膜１６を形成する（図３（ｃ））。なお、ゲート酸化膜１６の形成は、後述の光電変換部およびｎ型拡散領域を形成した後に実施してもよい。
【００３５】
次に、半導体基板表面にフォトレジストを用いてマスクを形成した後、リンなどのｎ型不純物をイオン注入して、ｐ型拡散領域１５の下方にｎ型拡散領域２１を形成する。このイオン注入は、ｐ型拡散領域１５形成のイオン注入よりも高い加速電圧２００〜１５００ｋｅＶ程度で実施する。また、ドーズ量は５×１０¹¹〜５×１０¹³ｃｍ^-2程度が適当である。次に、新たにマスクを形成した後、リンなどのｎ型不純物をイオン注入することにより、ｐ型ウェル１１内の電荷転送素子に隣接する領域に、ｎ型拡散領域２１に接するように光電変換部１２を形成する（図４（ｄ））。このとき、光電変換部１２とｎ型拡散領域２１とを確実に接触させるため、光電変換部１２を形成するためのマスクは、その開口部（イオンが注入される部分）が、半導体基板表面においてｎ型拡散領域２１を形成するためのマスクの開口部が形成されていた領域と若干（０．３μｍ以内とするのが適当である。）重なるように形成することが好ましい。このイオン注入は、形成される光電変換部１２の不純物濃度がｎ型拡散領域２１よりも低くなるように、ドーズ量１×１０¹¹〜１×１０¹³ｃｍ^-2程度で実施するのが適当である。また、加速電圧は、２００〜１５００ｋｅＶ程度とするのが適当である。
【００３６】
なお、以上の各イオン注入工程を実施する順序は、特に限定するものではない。例えば、電荷転送部１４の形成をｐ型拡散領域１５の形成の前に実施することもでき、光電変換部１２の形成をｎ型拡散領域２１の形成の前に実施することもできる。また、光電変換部１２およびｎ型拡散領域２１の形成を、電荷転送部１４、ｐ型拡散領域１５およびｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂを形成する前に実施することもできる。
【００３７】
ゲート絶縁膜１６を形成したシリコン基板表面に、例えば、減圧ＣＶＤ法によりポリシリコン膜を形成し、このポリシリコン膜の一部をエッチングによって除去することによって、電荷転送部１４の上方に転送電極１７を形成する。続いて、このゲート電極１７をマスクとしてホウ素などのｐ型不純物をイオン注入し、光電変換部１２の表層部にｐ型拡散領域１３を形成する（図４（ｅ））。このイオン注入は、ｐ型拡散領域１３の不純物濃度がｐ型拡散領域２２ａ、２２ｂよりも低くなるように、ドーズ量１×１０¹³〜２×１０¹⁵ｃｍ^-2程度で実施するのが適当である。また、加速電圧は１０〜１００ｋｅＶ程度が適当である。
【００３８】
更に、層間絶縁膜１８、光電変換部の上方に開口部を有するようにパターニングされた遮光膜１９、表面保護膜２０を順に形成する（図４（ｆ））。特に限定するものではないが、例えば、層間絶縁膜１８は減圧ＣＶＤ法によりホウ素およびリンをドープしたシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）を堆積することにより形成し、遮光膜１９はスパッタリング法によりアルミニウム膜を堆積することにより形成し、表面保護膜２０はプラズマＣＶＤ法によって基板全面にシリコン窒化膜を堆積してすることにより形成できる。
【００３９】
なお、上記の製造方法において、マスクの形成、イオン注入、熱酸化、各種ＣＤＶ法などは、基本的に常法に従って実施することができる。
【００４０】
上記の製造方法によれば、本発明の固体撮像装置のような、読み出し電圧の増大という不都合を生じることなく、ｐ型拡散領域で発生した電荷によるスミアを抑制することができる固体撮像装置を製造することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の固体撮像装置によれば、第１導電型の半導体基板内に形成された第２導電型の光電変換部と、前記光電変換部上の前記半導体基板の表層部に形成された第１導電型の第１の拡散領域と、前記半導体基板の表層部の前記第１の拡散領域から離間させた領域に形成された第２導電型の電荷転送部と、前記電荷転送部下に形成された第１導電型の第２の拡散領域と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して形成された転送電極とを含み、更に、前記光電変換部に接し且つ前記電荷転送部の下方に及ぶ領域に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域が形成され、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域が形成されているため、光電変換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間にポテンシャル障壁を形成し、このｐ型拡散領域で発生した電荷が電荷転送部に流入してスミアとなることを抑制することができる。
【００４２】
また、本発明の製造方法によれば、第１導電型の半導体基板内に第２導電型の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板の表層部に第１導電型の第１の拡散領域を前記光電変換部上に位置するように形成する工程と、前記半導体基板の表層部に第２導電型の電荷転送部を前記第１の拡散領域から離間するように形成する工程と、第１導電型の第２の拡散領域を前記電荷転送部下に位置するように形成する工程と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して転送電極を形成する工程とを含み、更に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域を、前記光電変換部に接し且つ前記電荷転送部の下方に位置するように形成する工程と、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域を、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に位置するように形成する工程とを含むため、光電変換部上のｐ型拡散領域と電荷転送部との間にポテンシャル障壁を形成し、このｐ型拡散領域で発生した電荷によるスミアを抑制した固体撮像装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固体撮像装置の構造の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す固体撮像装置における半導体基板内のポテンシャル分布を示す図である。
【図３】本発明の固体撮像装置の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明の固体撮像装置の製造方法の一例を説明するための工程断面図である。
【図５】従来の固体撮像装置の構造を示す断面図である。
【図６】図５に示す固体撮像装置における半導体基板内のポテンシャル分布を示す図である。
【符号の説明】
１０、４０ｎ型半導体基板
１１、４１ｐ型ウェル
１２、４２光電変換部
１３、４３ｐ型拡散領域
１４、４４電荷転送部
１５、４５ｐ型拡散領域
１６、４６ゲート絶縁膜
１７、４７転送電極
１８、４８層間絶縁膜
１９、４９遮光膜
２０、５０表面保護膜
２１ｎ型拡散領域
２２ａ、２２ｂ高濃度のｐ型拡散領域

Claims

第１導電型の半導体基板内に形成された第２導電型の光電変換部と、前記光電変換部上の前記半導体基板の表層部に形成された第１導電型の第１の拡散領域と、前記半導体基板の表層部の前記第１の拡散領域から離間させた領域に形成された第２導電型の電荷転送部と、前記電荷転送部下に形成された第１導電型の第２の拡散領域と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して形成された転送電極とを備えた固体撮像装置であって、前記光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置する領域に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域が形成されており、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域が形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
前記第４の拡散領域の不純物濃度が、前記第２の拡散領域の不純物濃度と異なる請求項１に記載の固体撮像装置。
第１導電型の半導体基板内に第２導電型の光電変換部を形成する工程と、前記半導体基板の表層部に第１導電型の第１の拡散領域を前記光電変換部上に位置するように形成する工程と、前記半導体基板の表層部に第２導電型の電荷転送部を前記第１の拡散領域から離間するように形成する工程と、第１導電型の第２の拡散領域を前記電荷転送部下に位置するように形成する工程と、前記電荷転送部上に絶縁膜を介して転送電極を形成する工程とを含み、更に、前記光電変換部よりも不純物濃度の高い第２導電型の第３の拡散領域を、前記光電変換部に接し且つ前記第２の拡散領域下に位置するように形成する工程と、前記第１の拡散領域よりも不純物濃度の高い第１導電型の第４の拡散領域を、前記第１の拡散領域と前記電荷転送部との間に位置するように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。
前記第４の拡散領域の不純物濃度を、前記第２の拡散領域の不純物濃度と相違させる請求項３に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記第２の拡散領域を形成する工程が、前記半導体基板に、第１導電型の不純物となるイオンを１００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより実施される請求項３または４に記載の固体撮像装置の製造方法。
前記第３の拡散領域を形成する工程が、前記半導体基板に、第２導電型の不純物となるイオンを２００ｋｅＶ以上の加速電圧で注入することにより実施される請求項３〜５のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。