JPH0294568A - Manufacture of solid-state image sensing device - Google Patents
Manufacture of solid-state image sensing deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は選択酸化法によって厚い酸化シリコン膜が形成
される固体撮像装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state imaging device in which a thick silicon oxide film is formed by a selective oxidation method.
[発明の概要]
本発明は、選択酸化によって厚い酸化シリコン膜が半導
体基板に形成される固体1最像装置の製造方法において
、選択酸化に用いた窒化シリコン膜を再度i!沢的に除
去し、厚い酸化シリコン膜の一部を開口部内に臨ませて
、これらをマスクとしてセルフアラ・インでイオン注入
を行うことにより、イオン注入される領域の位置ずれを
防止して、素子特性の劣化を防止するものである。[Summary of the Invention] The present invention provides a method for manufacturing a solid-state imaging device in which a thick silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate by selective oxidation, in which the silicon nitride film used for selective oxidation is re-irradiated with i! By removing a large portion of the thick silicon oxide film and exposing a portion of the thick silicon oxide film to the inside of the opening, ion implantation is performed in a self-aligned manner using this as a mask to prevent misalignment of the ion implanted region and improve the device. This prevents deterioration of characteristics.
〔従来の技術]
インターライン型、フレームインターライン型のCCD
は、受光部に読み出し部を介して隣接するような垂直電
荷転送部(Vレジスタ)を有しており、画素同士の分離
や垂直電荷転送部の分離のためにはチャンネルストッパ
ー領域が基板表面に形成される。[Prior art] Interline type, frame interline type CCD
The device has a vertical charge transfer section (V register) adjacent to the light receiving section via the readout section, and a channel stopper region is placed on the substrate surface in order to separate pixels and separate the vertical charge transfer section. It is formed.
ところで、このような各領域を半導体基板の表面に形成
するためのマスク合わせの手段としては、従来のプロセ
スでは、ウェハ上のあるターゲットマークを基準に行わ
れている。By the way, in conventional processes, mask alignment for forming each region on the surface of a semiconductor substrate is performed using a certain target mark on the wafer as a reference.
また、選択酸化法によって厚い酸化シリコン膜を形成し
、その厚い酸化シリコン膜をマスクの一部としてイオン
注入を行い、セルファラインでオーバーフロードレイン
領域を形成する技術も知られている(例えば、特公昭6
(131111号公報参照)。There is also a known technique in which a thick silicon oxide film is formed by a selective oxidation method, and ions are implanted using the thick silicon oxide film as a mask to form an overflow drain region with a self-alignment line (for example, 6
(See Publication No. 131111).
ところが、固体撮像装置の高解像度化を図ろうとした場
合では、さらに高精度のマスク合わせの技術が必要とな
り、最近のように素子が微細化してくると、その位置ず
れは特性の変動につながることになる。セルファライン
技術を用いることで領域の整合性は向上するが、垂直電
荷転送部上に絶縁膜を介して形成される転送電極と、セ
ルファラインで受光部を形成することは可能であるが、
読み出し部やチャンネルストッパー領域を垂直電荷転送
部とセルファラインで形成することは現状のプロセスで
は困難である。However, when trying to increase the resolution of solid-state imaging devices, even more precise mask alignment technology is required, and as elements become smaller in size these days, misalignment can lead to variations in characteristics. become. Although the alignment of the area is improved by using the Selfa line technology, it is possible to form a light receiving part with the transfer electrode formed on the vertical charge transfer part via an insulating film and the Selfa line.
It is difficult to form the readout section and channel stopper region using the vertical charge transfer section and the self-alignment line using the current process.
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、位置の精
度良く各領域を形成するような固体撮像装置の製造方法
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned technical problems, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a solid-state imaging device in which each region is formed with high positional accuracy.
上述の目的を達成するために、本発明の固体1最像装置
の製造方法は、まず、例えばシリコン基板等の半導体基
体上に酸化シリコン膜と窒化シリコン膜を順次積層する
。次に、上記窒化シリコン膜上にマスク層を形成し、そ
のマスク層のパターンを反映してチャンネルストッパー
領域を形成するためのイオン注入を行う。このイオン注
入は上記窒化シリコン膜のバクーニングの前後を問わな
い。In order to achieve the above-mentioned object, the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention starts by sequentially laminating a silicon oxide film and a silicon nitride film on a semiconductor substrate such as a silicon substrate. Next, a mask layer is formed on the silicon nitride film, and ion implantation is performed to form a channel stopper region reflecting the pattern of the mask layer. This ion implantation may be performed before or after the silicon nitride film is vacuumed.
次に、上記マスク層のパターンから選択的に除去された
上記窒化シリコン膜をマスクに用い、厚い酸化シリコン
膜を半導体基体上に形成する。そして、上記窒化シリコ
ン膜を再度選択的に除去し、少なくとも厚い酸化シリコ
ン膜がその開口部内に臨むようにする。その開口部は例
えば垂直電荷転送部の領域に対応したものとすることが
できる。Next, using the silicon nitride film selectively removed from the pattern of the mask layer as a mask, a thick silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate. Then, the silicon nitride film is selectively removed again so that at least the thick silicon oxide film faces into the opening. The opening can correspond, for example, to the area of the vertical charge transfer section.
次に、上記窒化シリコン膜及び厚い酸化シリコン膜をマ
スクとして、イオン注入を行う。このイオン注入により
例えば垂直電荷転送部を形成することができ、イオン注
入の後は、窒化シリコン膜及び厚い酸化シリコン膜を除
去するようにしても良い。Next, ion implantation is performed using the silicon nitride film and the thick silicon oxide film as masks. For example, a vertical charge transfer section can be formed by this ion implantation, and after the ion implantation, the silicon nitride film and the thick silicon oxide film may be removed.
[作用]
窒化シリコン膜がマスク層により選択的に除去された領
域には、チャンネルストッパー領域を形成するためのイ
オン注入が行われ、続いて酸化されるために、選択的に
形成された厚い酸化シリコン膜の下部にはチャンネルス
トッパー領域が形成されることになる。次に、少なくと
も厚い酸化シリコン膜がその開口部内に臨むように再度
窒化シリコン膜を選択的に除去することで、厚い酸化シ
リコン膜をマスクの一部として用いることができ、結果
としてチャンネルストンバー領域とセルファラインでイ
オン注入する領域が得られることになる。[Operation] Ion implantation is performed to form a channel stopper region in the region where the silicon nitride film is selectively removed by the mask layer, and then oxidized, so that the selectively formed thick oxide layer is removed. A channel stopper region will be formed under the silicon film. Next, by selectively removing the silicon nitride film again so that at least the thick silicon oxide film faces into the opening, the thick silicon oxide film can be used as a part of the mask, resulting in a channel stone bar region. This means that a region for ion implantation can be obtained using the self-alignment line.
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施例は、CCDイメージヤの例であり、選択酸化に
よる厚い酸化シリコン膜を利用して、チャンネルストッ
パー領域とセルファラインで垂直電荷転送部が形成され
る。以下、本実施例をその工程に従って、第1図a〜第
1図eを参照しながら説明する。This embodiment is an example of a CCD imager, and a vertical charge transfer portion is formed by a channel stopper region and a self-aligned line using a thick silicon oxide film formed by selective oxidation. Hereinafter, this embodiment will be explained according to its steps with reference to FIGS. 1a to 1e.
(a) まず、第1図aに示すように、シリコン基板
1の全面に酸化シリコン膜2を形成する。この酸化シリ
コン膜2はいわゆるパッド酸化膜である。(a) First, as shown in FIG. 1a, a silicon oxide film 2 is formed on the entire surface of a silicon substrate 1. This silicon oxide film 2 is a so-called pad oxide film.
そして、全面にイオン注入が行われる。このイオン注入
は読み出し部のポテンシャルを設定するために行われる
。図中、基板表面から点線11までの領域は不純物の導
入された領域を示す。Then, ion implantation is performed on the entire surface. This ion implantation is performed to set the potential of the readout section. In the figure, the region from the substrate surface to the dotted line 11 indicates the region into which impurities have been introduced.
[有])次に、第1図すに示すように、酸化シリコン膜
2上の全面に窒化シリコン膜3を形成する。この窒化シ
リコン膜3は耐酸化膜として機能する。Next, as shown in FIG. 1, a silicon nitride film 3 is formed over the entire surface of the silicon oxide film 2. This silicon nitride film 3 functions as an oxidation-resistant film.
その窒化シリコン膜3の上部には、フォトレジスト材料
からなるマスクN4が所要の膜厚で形成される。このマ
スク層4は選択露光、現像等によりパターニングされ、
窓部4aが形成される。この窓部4aのパターンは、後
述するようにチャンネルストッパー領域に対応するもの
となる。エツチングにより、そのマスク層4のパターン
から上記窒化シリコン膜3を選択的に除去し、窓部4a
を反映した開口部3aを得る。そして、これらマスク層
4及び窒化シリコン膜3をマスクとしながらイオン注入
を行って、チャンネルストッパーSJ[[12を形成す
るための不純物領域をシリコン基板1の表面に形成する
。ここで、不純物は例えばボロン等が用いられる。A mask N4 made of a photoresist material is formed on the silicon nitride film 3 to a desired thickness. This mask layer 4 is patterned by selective exposure, development, etc.
A window portion 4a is formed. The pattern of the window portion 4a corresponds to the channel stopper area, as will be described later. By etching, the silicon nitride film 3 is selectively removed from the pattern of the mask layer 4, and the window portion 4a is removed.
An opening 3a that reflects this is obtained. Ion implantation is then performed using these mask layer 4 and silicon nitride film 3 as masks to form an impurity region on the surface of silicon substrate 1 for forming channel stopper SJ[[12. Here, for example, boron or the like is used as the impurity.
(C) 次に、上記マスク層4を除去し、第1図Cに
示すように、選択酸化を行って、上記窒化シリコン膜3
の開口部3aの領域に厚い酸化シリコン膜5をシリコン
基Filの表面に形成する。この厚い酸化シリコン膜5
の下部には、イオン注入された不純物によりチャンネル
ストッパー領域12が形成される。(C) Next, the mask layer 4 is removed, and as shown in FIG. 1C, selective oxidation is performed to form the silicon nitride film 3.
A thick silicon oxide film 5 is formed on the surface of the silicon base Fil in the region of the opening 3a. This thick silicon oxide film 5
A channel stopper region 12 is formed below by ion-implanted impurities.
(dl 次に、今度は、第1図dに示すように、フォ
トレジスト層6により上記窒化シリコン膜3を再度パタ
ーニングする。このとき窒化シリコン膜3に形成される
開口部3bの一部では、上記厚い酸化シリコン膜5がシ
リコン基板Iの表面で臨む。(dl Next, as shown in FIG. 1d, the silicon nitride film 3 is patterned again using the photoresist layer 6. At this time, in a part of the opening 3b formed in the silicon nitride film 3, The thick silicon oxide film 5 faces the surface of the silicon substrate I.
すなおち、厚い酸化シリコン膜5を含んだ領域が開口さ
れる。In other words, a region including the thick silicon oxide film 5 is opened.
次に、その開口部3bを有した窒化シリコン膜3及び厚
い酸化シリコン膜5をマスクとしてイオン注入を行う、
なお、上記フォトレジスト層6が残っていれば、そのフ
ォトレジスト層6がマスクの一部として機能する。この
イオン注入により開口部3bに垂直電荷転送部13を形
成するための不純物が導入される。この垂直電荷転送部
13を形成するためのイオン注入は上記厚い酸化シリコ
ン膜5をマスクの一部としていることから、チャンネル
ストンパー領域12とセルファラインで垂直電荷転送部
13が形成されることになる。従って、チャンネルスト
ッパー領域12と垂直電荷転送部13の間には、マスク
合わせのマージン等は不要になり、両者は整合性良く形
成される。Next, ion implantation is performed using the silicon nitride film 3 having the opening 3b and the thick silicon oxide film 5 as a mask.
Note that if the photoresist layer 6 remains, the photoresist layer 6 functions as a part of the mask. By this ion implantation, impurities for forming the vertical charge transfer section 13 are introduced into the opening 3b. Since the thick silicon oxide film 5 is used as a part of the mask for ion implantation to form the vertical charge transfer section 13, the vertical charge transfer section 13 is formed by the channel stomper region 12 and the self-alignment line. . Therefore, there is no need for a margin for mask alignment between the channel stopper region 12 and the vertical charge transfer section 13, and the two can be formed with good matching.
(e) 次に、フォトレジスト層61選択酸化とイオ
ン注入の2度にわたってマスクとして用いた上記窒化シ
リコン膜3を除去し、さらに表面の酸化シリコン膜2.
5を除去して、シリコン基板1の表面を露出させる。こ
の時既に、垂直電荷転送部13とチャンネルストッパー
領域12は上述のセルファラインで整合性良く形成され
、読み出し部は初めに全面にイオン注入したポテンシャ
ルを用いるために、垂直電荷転送部13.チャンネルス
トンパー領域12読み出し部14は、それぞれ位置精度
良く形成されることになる。(e) Next, the silicon nitride film 3 used as a mask is removed twice: selective oxidation of the photoresist layer 61 and ion implantation, and then the silicon oxide film 2 on the surface is removed.
5 is removed to expose the surface of the silicon substrate 1. At this time, the vertical charge transfer section 13 and the channel stopper region 12 have already been formed with good alignment by the above-mentioned self-alignment line, and since the readout section uses the potential that is initially implanted into the entire surface, the vertical charge transfer section 13. The channel stomper region 12 and the readout section 14 are each formed with high positional accuracy.
続いて、厚い酸化シリコン膜5の形成されていた凹部を
含む全面に絶縁膜7を形成する。この絶縁膜7は、酸化
膜であったり、例えばONO(酸化膜−窒化11ター酸
化膜)構造を有する。次に、転送電極となるポリシリコ
ン層8を形成する。このポリシリコン層8は図示を省略
するが2層構造であり、第1層目と第2N目の間には層
間絶縁膜が形成され、所要の電極の形状にパターニング
される。そして、そのポリシリコン層8をマスクとして
イオン注入を行い受光部15を形成する。以下、所要の
配線、パッシベーション等を施して装置を完成する。Subsequently, an insulating film 7 is formed over the entire surface including the recessed portion where the thick silicon oxide film 5 was formed. This insulating film 7 is an oxide film or has, for example, an ONO (oxide film-nitride oxide film) structure. Next, a polysilicon layer 8 that will become a transfer electrode is formed. Although not shown, this polysilicon layer 8 has a two-layer structure, and an interlayer insulating film is formed between the first layer and the second Nth layer, and is patterned into a desired electrode shape. Then, using the polysilicon layer 8 as a mask, ion implantation is performed to form a light receiving section 15. Thereafter, the necessary wiring, passivation, etc. are performed to complete the device.
このように本実施例の固体描像装置の製造方法では、厚
い酸化シリコン膜5をマスクの一部としてセルファライ
ンで垂直電荷転送部13が形成されるため、その厚い酸
化シリコン膜5の形成前に同しマスクを利用して形成し
たチャンネルストッパー領域12と垂直電荷転送部13
は、位置精度良く形成されることになる。従って、位置
の精度の向上から、素子の特性の変動等を防止すること
が可能となる。In this way, in the manufacturing method of the solid-state imaging device of this embodiment, since the vertical charge transfer section 13 is formed in a self-aligned manner using the thick silicon oxide film 5 as a part of the mask, Channel stopper region 12 and vertical charge transfer section 13 formed using the same mask
are formed with good positional accuracy. Therefore, since the positional accuracy is improved, it is possible to prevent variations in the characteristics of the element.
本発明の固体描像装置の製造方法では、厚い酸化シリコ
ン膜を窒化シリコン膜の開口部に臨ませてイオン注入を
行うため、チャンネルストッパー領域とセルファライン
で所要の領域例えば垂直電荷転送部等が形成されること
になる。従って、転送電極の下部の領域であっても、位
置の精度を高めることができ、素子の特性の変動を防止
でき、特に素子の微細化、高解像度化を図った場合に有
利となる。In the method for manufacturing a solid-state imaging device of the present invention, ions are implanted with the thick silicon oxide film facing the opening of the silicon nitride film, so that required regions such as vertical charge transfer regions are formed in the channel stopper region and the self-alignment line. will be done. Therefore, even in the region below the transfer electrode, positional accuracy can be improved and variations in the characteristics of the element can be prevented, which is particularly advantageous when miniaturizing the element and increasing resolution.
・・・窒化シリコン膜 ・・・マスク層 ・・・厚い酸化シリコン膜 ・・・ポリシリコン層 2・・・チャンネルストッパー領域 3・・・垂直電荷転送部 4・・・読み出し部 5・・・受光部...Silicon nitride film ...mask layer ...thick silicon oxide film ...Polysilicon layer 2...Channel stopper area 3...Vertical charge transfer section 4...Reading section 5... Light receiving section
Claims (1)
積層する工程と、 上記窒化シリコン膜上にマスク層を形成し、そのマスク
層のパターンを反映してチャンネルストッパー領域を形
成するためのイオン注入を行う工程と、 選択的に除去された上記窒化シリコン膜をマスクに用い
て厚い酸化シリコン膜を半導体基体上に形成する工程と
、 上記窒化シリコン膜を再度選択的に除去し、少なくとも
厚い酸化シリコン膜がその開口部内に臨むようにする工
程と、 上記窒化シリコン膜及び厚い酸化シリコン膜をマスクと
して、イオン注入を行う工程とを具備することを特徴と
する固体撮像装置の製造方法。[Claims] A step of sequentially laminating a silicon oxide film and a silicon nitride film on a semiconductor substrate, forming a mask layer on the silicon nitride film, and forming a channel stopper region reflecting the pattern of the mask layer. a step of performing ion implantation to remove the silicon nitride film; a step of forming a thick silicon oxide film on the semiconductor substrate using the selectively removed silicon nitride film as a mask; and a step of selectively removing the silicon nitride film again. manufacturing a solid-state imaging device, comprising: a step of making at least a thick silicon oxide film face into the opening; and a step of performing ion implantation using the silicon nitride film and the thick silicon oxide film as a mask. Method.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63246375A JPH0294568A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Manufacture of solid-state image sensing device |
KR1019890002419A KR890013100A (en) | 1988-02-29 | 1989-02-28 | Hollow polymer particles, preparation method thereof and use as pigment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63246375A JPH0294568A (en) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | Manufacture of solid-state image sensing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0294568A true JPH0294568A (en) | 1990-04-05 |
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ID=17147609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63246375A Pending JPH0294568A (en) | 1988-02-29 | 1988-09-30 | Manufacture of solid-state image sensing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0294568A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04152675A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Sharp Corp | Solid-state image pickup device |
JPH04367235A (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Sharp Corp | Charge transfer device and its manufacture |
US8833369B2 (en) | 2004-03-19 | 2014-09-16 | Airware, Inc. | Breathing air filtration devices |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP63246375A patent/JPH0294568A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04152675A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Sharp Corp | Solid-state image pickup device |
JPH04367235A (en) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Sharp Corp | Charge transfer device and its manufacture |
US8833369B2 (en) | 2004-03-19 | 2014-09-16 | Airware, Inc. | Breathing air filtration devices |
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