JP4758061B2 - 固体撮像装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1における固体撮像装置のセル構造を示す断面図である。Si基板1上のPウェル2内に、入射光を光電変換するための、N型のフォトダイオード領域3が形成されている。ゲート電極4は、その一端部がフォトダイオード領域3との間にオーバーラップ領域を形成するように設けられている。ゲート電極4の他端に隣接して、N型のドレイン領域7が形成されている。ゲート電極4の下部には、ゲート酸化膜5が10nm以下の厚さで形成されている。STI(Shallow Trench Isolation)構造の素子分離部10により、フォトダイオードおよび複数のMOSトランジスタから構成された各素子間が分離されている。
図2は、実施の形態2における固体撮像装置のセル構造を示す断面図である。上述した実施の形態1と同様の部分については、同一の参照番号を付与しており、説明は省略する。
図3は、実施の形態3における固体撮像装置のセル構造を示す断面図である。上述した実施の形態1と同様の部分については、同一の参照番号を付与しており、説明は省略する。
2 Pウェル
3 N型フォトダイオード
4 ゲート電極
5 ゲート酸化膜
6 閾値注入領域
7 ドレイン領域
8 P型拡散層
9 P型拡散層
10 素子分離
11 P型第1領域
12 P型第2領域
13 P型第3領域
14 P型第2A領域
15 P型第2B領域
16 P型第3A領域
Claims (12)
- Si基板上のP型ウェル内部に形成された、入射光を光電変換するためのN型のフォトダイオード領域と、前記フォトダイオード領域に一端が隣接し、前記Si基板の上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の他端に隣接するN型のドレイン領域と、前記フォトダイオード領域およびMOSトランジスタの組からなる各素子間を分離するSTI(Shallow Trench Isolation)構造の素子分離領域とを備えた固体撮像装置において、
前記ゲート電極の一端部は、前記フォトダイオード領域とオーバーラップし、
前記フォトダイオード領域の上部から前記ドレイン領域に至る表面部に、前記ゲート電極の一端から所定距離離間して配置されたP型の第1の濃度C1を有する第1領域と、一端が前記第1領域に隣接し他端が少なくとも前記ゲート電極の一端部まで配置されたP型の第2の濃度C2を有する第2領域と、一端が前記第2領域に隣接し他端が前記ドレイン領域に隣接して配置されたP型の第3の濃度C3を有する第3領域とが形成され、
各濃度の関係が、C1>C2>C3、またはC1≒C2>C3であり、
前記第2領域のP型拡散層の底部が、前記第1領域のP型拡散層の底部よりも深い位置にあることを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第3領域のP型拡散層の底部が、前記第1領域のP型拡散層の底部よりも深い位置にある請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記第2領域は前記ゲート電極とオーバーラップする請求項1または2に記載の固体撮像装置。
- 前記ゲート酸化膜の厚みは10nm以下である請求項1〜3のいずれかに記載の固体撮像装置。
- Si基板上のP型ウェル内部に形成された、入射光を光電変換するためのN型のフォトダイオード領域と、前記フォトダイオード領域に一端が隣接し、前記Si基板の上にゲート酸化膜を介して形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の他端に隣接するN型のドレイン領域と、前記各フォトダイオード領域およびMOSトランジスタの組からなる各素子間を分離するSTI構造の素子分離領域とを備えた固体撮像装置の製造方法において、
前記ゲート電極を、その一端部が前記フォトダイオード領域とオーバーラップするように形成し、
前記フォトダイオード領域の上部から前記ドレイン領域に至る表面部に、前記ゲート電極の一端から所定距離離間して配置されたP型の第1の濃度C1を有する第1領域と、一端が前記第1領域に隣接し他端が少なくとも前記ゲート電極の一端部まで配置されたP型の第2の濃度C2を有する第2領域と、一端が前記第2領域に隣接し他端が前記ドレイン領域に隣接して配置されたP型の第3の濃度C3を有する第3領域とを、各濃度の関係が、C1>C2>C3、またはC1≒C2>C3となるように形成し、
前記各濃度を、P型拡散層を形成するイオン注入におけるドーズ量を制御することにより調整し、
前記第2領域を形成する時のイオン注入における加速エネルギーを、前記第1領域を形成する時より大きくすることにより、前記第2領域のP型拡散層の底部を、前記第1領域のP型拡散層の底部よりも深くすること特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記第3領域を形成する時のイオン注入における加速エネルギーを、前記第1領域を形成する時より大きくすることにより、前記第3領域のP型拡散層の底部を、前記第1領域のP型拡散層の底部よりも深くする請求項5記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2領域形成時のイオン注入以降の熱処理によって、前記第2領域のP型拡散層の底部を、前記第1領域のP型拡散層の底部よりも深くする請求項5または6記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第3領域形成時のイオン注入以降の熱処理によって、前記第3領域のP型拡散層の底部を、前記第1領域のP型拡散層の底部よりも深くする請求項5〜7のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記熱処理が、ゲート酸化膜形成工程における処理である請求項7または8記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記ゲート酸化膜形成工程に、1050℃で30分以上のアニール工程を更に施す請求項9記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記第2領域は前記ゲート電極とオーバーラップさせる請求項5〜10のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
- 前記ゲート酸化膜の厚みは10nm以下とする請求項5〜11のいずれかに記載の固体撮像装置の製造方法。
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