JPH0355854A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0355854A JPH0355854A JP1192959A JP19295989A JPH0355854A JP H0355854 A JPH0355854 A JP H0355854A JP 1192959 A JP1192959 A JP 1192959A JP 19295989 A JP19295989 A JP 19295989A JP H0355854 A JPH0355854 A JP H0355854A
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- 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
- H01L27/146—Imager structures
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- H01L27/14831—Area CCD imagers
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、高ダイナミックレンジ特性を維持しつつ高密
度化に対応可能な電荷転送を実現する半導体装置の構造
と製造方法に関する。
度化に対応可能な電荷転送を実現する半導体装置の構造
と製造方法に関する。
域４０１と垂直ＣＣＤ部４０２から成る受光部分４０３
、水平ＣＣＤ部４０４、および出力アンプ４０５で構成
される。受光部分４０３の拡大断面図が第４図（ｂ）で
、Ｐ基板４０８表面に形成されたｎ十領域４０７がｐｎ
接合型フォトダイオード（以下、ＰＤと略記する）の光
電変換領域４０３を構成し、高抵抗のｎ一領域４０８が
転送ゲート電極４０９と共に垂直ＣＣＤ部４０２を構成
する。
、水平ＣＣＤ部４０４、および出力アンプ４０５で構成
される。受光部分４０３の拡大断面図が第４図（ｂ）で
、Ｐ基板４０８表面に形成されたｎ十領域４０７がｐｎ
接合型フォトダイオード（以下、ＰＤと略記する）の光
電変換領域４０３を構成し、高抵抗のｎ一領域４０８が
転送ゲート電極４０９と共に垂直ＣＣＤ部４０２を構成
する。
このような、ＣＣＤ型撮像装置で受光部分４０３の面積
を維持したまま（つまり、光学レンズ系をそのままにし
て）高解像度化（高密度化）しようとすると、１画素の
セル面積を光電変換領域４０１（この占有面積は感度を
決め、開口率とよばれる）と垂直ＣＣＤ部４０２（この
占有面積は電荷転送のチャネル幅に関係し、ダイナミッ
クレンジ（以下ＤＲと略記する）を決定する）とに分配
しなければならず、感度とＤＲという撮像素子の二大基
本性能のトレードオフを招く。
を維持したまま（つまり、光学レンズ系をそのままにし
て）高解像度化（高密度化）しようとすると、１画素の
セル面積を光電変換領域４０１（この占有面積は感度を
決め、開口率とよばれる）と垂直ＣＣＤ部４０２（この
占有面積は電荷転送のチャネル幅に関係し、ダイナミッ
クレンジ（以下ＤＲと略記する）を決定する）とに分配
しなければならず、感度とＤＲという撮像素子の二大基
本性能のトレードオフを招く。
本発明者は、このトレードオフを大幅に緩和する手段と
して、垂直ＣＣＤ部４０２に第５図に示すような三次元
構造のトレンチ溝を用いて、実効的なチャネル幅を増大
できることを見いだした［特開昭６３−１２１［ｉ２号
公報］。これは第５図のように、Ｐ基板５０１上に一方
向に長い凹溝すなわちトレンチ溝５０２を形成し、トレ
ンチ溝５０２の表面に埋め込みチャネルとなるｎ領域５
０３を形成した後、絶縁膜５０４を隔てて第１の転送電
極５ｏ５を形成し、さらに絶縁膜５０８を隔てて第２の
転送電極５０７を形成するものである。こうすることに
より、１画素あたりで垂直ＣＣＤ部４０２の占有面積が
小さくても済むため、光電変換領域４０１の占有面積が
大きく取れ感度向上が可能になる。また、垂直ＣＣＤ部
４０２もトレンチ溝５０２の深さを大きくすることで実
効的な転送チャネル幅を増大できるのでＤＲ向上も可能
になる（発明が解決しようとする課題 しかしながら、基本的なトレンチＣＣＤの構造および製
造方法に関してはトレンチ構造に特有な問題がまだ残っ
ている。すなわち、トレンチ溝の壁面に沿ってポリシリ
コンを一様に形成した後、エッチングにより不用部分を
取り除いて、第５図に示すような転送電極５０５を形成
する工程はトレンチ溝の深さが増大すると共に極めて困
難になる。
して、垂直ＣＣＤ部４０２に第５図に示すような三次元
構造のトレンチ溝を用いて、実効的なチャネル幅を増大
できることを見いだした［特開昭６３−１２１［ｉ２号
公報］。これは第５図のように、Ｐ基板５０１上に一方
向に長い凹溝すなわちトレンチ溝５０２を形成し、トレ
ンチ溝５０２の表面に埋め込みチャネルとなるｎ領域５
０３を形成した後、絶縁膜５０４を隔てて第１の転送電
極５ｏ５を形成し、さらに絶縁膜５０８を隔てて第２の
転送電極５０７を形成するものである。こうすることに
より、１画素あたりで垂直ＣＣＤ部４０２の占有面積が
小さくても済むため、光電変換領域４０１の占有面積が
大きく取れ感度向上が可能になる。また、垂直ＣＣＤ部
４０２もトレンチ溝５０２の深さを大きくすることで実
効的な転送チャネル幅を増大できるのでＤＲ向上も可能
になる（発明が解決しようとする課題 しかしながら、基本的なトレンチＣＣＤの構造および製
造方法に関してはトレンチ構造に特有な問題がまだ残っ
ている。すなわち、トレンチ溝の壁面に沿ってポリシリ
コンを一様に形成した後、エッチングにより不用部分を
取り除いて、第５図に示すような転送電極５０５を形成
する工程はトレンチ溝の深さが増大すると共に極めて困
難になる。
さらに、一般的なＣＣＤと同様に、基本的なトレンチＣ
ＣＤも二種類の転送電極５０５、５０７を持つので上記
のエッチング工程を二度繰り返すことが必要となり［特
願昭８３−２３０４４１号コ、このために長時間エッチ
ングのダメージに耐える保諧膜の実現が不可欠になるな
どプロセスの負担が無視できない。
ＣＤも二種類の転送電極５０５、５０７を持つので上記
のエッチング工程を二度繰り返すことが必要となり［特
願昭８３−２３０４４１号コ、このために長時間エッチ
ングのダメージに耐える保諧膜の実現が不可欠になるな
どプロセスの負担が無視できない。
本発明は、この様な課題に注目し、ダイナミック性能を
損なうことな＜、トレンチ溝内でのポリシリコン加工が
不必要なトレンチ構造の半導体装置およびその製造方法
の提供を目的とする。
損なうことな＜、トレンチ溝内でのポリシリコン加工が
不必要なトレンチ構造の半導体装置およびその製造方法
の提供を目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、上記目的を達成するために電荷転送方向にト
レンチホールを並べ、トレンチホールの凹部内面に絶縁
膜を隔てて電荷転送電極を埋め込んで形成し、このトレ
ンチホールの凹部周囲に形成した高抵抗領域を電荷転送
領域として用いるトレンチホール構造ＣＣＤを備えた半
導体装置および製造方法である。
レンチホールを並べ、トレンチホールの凹部内面に絶縁
膜を隔てて電荷転送電極を埋め込んで形成し、このトレ
ンチホールの凹部周囲に形成した高抵抗領域を電荷転送
領域として用いるトレンチホール構造ＣＣＤを備えた半
導体装置および製造方法である。
作用
本発明は、前記した構造および製造方法により、トレン
チホールに埋め込んだ電荷転送電極をトレンチ内部でエ
ッチング加工する必要がないためトレンチ深さに依存し
ない電極形成が可能になり、構造および製造方法がシン
プルになる。
チホールに埋め込んだ電荷転送電極をトレンチ内部でエ
ッチング加工する必要がないためトレンチ深さに依存し
ない電極形成が可能になり、構造および製造方法がシン
プルになる。
実施例
第１図は、本発明の第１の実施例における半導体装置の
構造を示すもので、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）
のＣ−Ｃ′断面図、同図（ｄ）は駆動パルス、同図（ｅ
）は実体図を表す。
構造を示すもので、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は
同図（ａ）のＢ−Ｂ’断面図、同図（Ｃ）は同図（ａ）
のＣ−Ｃ′断面図、同図（ｄ）は駆動パルス、同図（ｅ
）は実体図を表す。
第１図（ａ）〜（ｅ）において、ｐ形基板１０１上に形
成されたｎ形高抵抗領域１０２表面から縦Ｌ１横Ｗ１
深さＤのトレンチホール１０３を形成し（以下、縦Ｌ
●横Ｗで示されるトレンチホールの開口部を窓と称し、
Ｌ＠Ｗを窓寸法と称する）、絶縁膜１０４を隔てて第１
のポリシリコン電極１０５、第２のポリシリコン電極１
０６を形成する。
成されたｎ形高抵抗領域１０２表面から縦Ｌ１横Ｗ１
深さＤのトレンチホール１０３を形成し（以下、縦Ｌ
●横Ｗで示されるトレンチホールの開口部を窓と称し、
Ｌ＠Ｗを窓寸法と称する）、絶縁膜１０４を隔てて第１
のポリシリコン電極１０５、第２のポリシリコン電極１
０６を形成する。
１０７および１０８は主動作状態で現れる電荷転送チャ
ネルであり、１０９はチャネルストップとして形成され
たＰ形低抵抗領域である。
ネルであり、１０９はチャネルストップとして形成され
たＰ形低抵抗領域である。
以上のように形成された本実施例の半導体装置について
、以下にその動作を説明する。
、以下にその動作を説明する。
第１図（ｄ）が駆動パルスであり、例えば第１のポリシ
リコン１０５にΦ！パルスを印加し、第２のポリシリコ
ンにΦ２パルスを印加することにより、時刻ｔｌからｔ
２に駆動パルスが推移する時、電荷転送チャネル１０８
から電荷転送チャネル１０７へ向かって矢印のように信
号電荷が転送する。
リコン１０５にΦ！パルスを印加し、第２のポリシリコ
ンにΦ２パルスを印加することにより、時刻ｔｌからｔ
２に駆動パルスが推移する時、電荷転送チャネル１０８
から電荷転送チャネル１０７へ向かって矢印のように信
号電荷が転送する。
これを繰り返すことによりトレンチホールを並べた方向
に電荷転送が行われる。第１図（ｅ）は本実施例の構成
を示す斜視図であり、トレンチホール１０３の凹部は一
種類のポリシリコン電極だけが埋め込まれている様子が
示されている。
に電荷転送が行われる。第１図（ｅ）は本実施例の構成
を示す斜視図であり、トレンチホール１０３の凹部は一
種類のポリシリコン電極だけが埋め込まれている様子が
示されている。
以上の様に本実施例によれば、トレンチホールを電荷転
送方向に並べ、トレンチホールに埋め込んだ電極を電荷
転送電極とし、トレンチホールの周囲に形成された電荷
転送チャネルを用いることによりトレンチ深さに依存し
ないデバイス構造および製造方法が実現できる。
送方向に並べ、トレンチホールに埋め込んだ電極を電荷
転送電極とし、トレンチホールの周囲に形成された電荷
転送チャネルを用いることによりトレンチ深さに依存し
ないデバイス構造および製造方法が実現できる。
この結果、電荷転送チャネルのダイナミックレンジ特性
を支配するトレンチホールの深さを自由に設定すること
が可能になり、素子設計が容易になる。
を支配するトレンチホールの深さを自由に設定すること
が可能になり、素子設計が容易になる。
本実施例の動作●構造については様々なバリエーシａン
が可能であり、その補足説明を以下に行う。
が可能であり、その補足説明を以下に行う。
第１図（ｆ）（ｇ）は、第１図（ａ）（ｂ）を部分的に
切り出した図で、電荷転送が転送チャネルの連結部１１
０を通して矢印のように行われる。一方、第１図（ｈ）
（１）のようにトレンチホール１１１の間隔が小さくな
ると、電荷転送は転送チャネル１１２から転送チャネル
１１３へ矢印のように、より広い転送チャネルの連結部
１１４を通して面転送が行われる。
切り出した図で、電荷転送が転送チャネルの連結部１１
０を通して矢印のように行われる。一方、第１図（ｈ）
（１）のようにトレンチホール１１１の間隔が小さくな
ると、電荷転送は転送チャネル１１２から転送チャネル
１１３へ矢印のように、より広い転送チャネルの連結部
１１４を通して面転送が行われる。
第１図（Ｊ）（ｋ）はトレンチホール１１５の窓寸法で
横Ｗより縦Ｌが大きい場合を表し、第１図（１）（ｍ）
はトレンチホール１１６の窓寸法で横Ｗより縦Ｌが小さ
い場合を表す。
横Ｗより縦Ｌが大きい場合を表し、第１図（１）（ｍ）
はトレンチホール１１６の窓寸法で横Ｗより縦Ｌが小さ
い場合を表す。
第１図（ｎ）（ｏ）（ｐ）は、第１図（ａ）（ｂ）（ｃ
）でトレンチホール１０３の形成に用いた半導体領域１
０２と反対導電形の半導体領域１２１にトレンチホール
１２３を形成する場合の構造を示すもので、同図（ｎ）
は平面図、同図（０）は同図（ｎ）のＯ−０゛断面図、
同図（ｐ）は同図（ｎ）のＰ−Ｐ″断面図を表す。
）でトレンチホール１０３の形成に用いた半導体領域１
０２と反対導電形の半導体領域１２１にトレンチホール
１２３を形成する場合の構造を示すもので、同図（ｎ）
は平面図、同図（０）は同図（ｎ）のＯ−０゛断面図、
同図（ｐ）は同図（ｎ）のＰ−Ｐ″断面図を表す。
第１図（ｎ）（ｏ）（ｐ）において、ｎ形基板１２０上
に形成したｐ一形高抵抗領域１２１の表面から縦Ｌ１横
Ｗ１ 深さＤのトレンチホール１２３を形成し、絶縁
膜１２４を隔てて第１のポリシリコン電極１２５、第２
のポリシリコン電極１２６を形成する。
に形成したｐ一形高抵抗領域１２１の表面から縦Ｌ１横
Ｗ１ 深さＤのトレンチホール１２３を形成し、絶縁
膜１２４を隔てて第１のポリシリコン電極１２５、第２
のポリシリコン電極１２６を形成する。
トレンチホール１２３の凹部周辺にはｎ形高抵抗領域１
２７が形成され、その外側にはチャネルストップ領域と
してｐ◆形低抵抗領域１２８が形成される。
２７が形成され、その外側にはチャネルストップ領域と
してｐ◆形低抵抗領域１２８が形成される。
第２図は本発明の第２の実施例の構成および構造を示す
もので、同図（ａ）は撮像装置とする為の構成図、同図
（ｂ）は受光部の平面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＣ
−Ｃ’断面図、同図（ｄ）は同図（ｂ）のＤ−Ｄ”断面
図、同図（ｅ）は受光部から蓄積部の範囲の平面図、同
図（ｆ）．は２チャネル水平ＣＣＤの平面図、同図（ｇ
）は同図（ｆ）のＧ−Ｇ ’断面図である。
もので、同図（ａ）は撮像装置とする為の構成図、同図
（ｂ）は受光部の平面図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＣ
−Ｃ’断面図、同図（ｄ）は同図（ｂ）のＤ−Ｄ”断面
図、同図（ｅ）は受光部から蓄積部の範囲の平面図、同
図（ｆ）．は２チャネル水平ＣＣＤの平面図、同図（ｇ
）は同図（ｆ）のＧ−Ｇ ’断面図である。
第２図（ａ）は本実施例の撮像装置の構成図であり、光
電変換領域２０１と垂直ＣＣＤ部２０２とから成る受光
部分２０３、水平ＣＣＤ部２０４、垂直−水平変換部と
して用いる電荷蓄積部２０５（この領域を有するＣＣＤ
撮像素子は一般にフレームインターライントランスファ
ー型ＣＣＤ１ 略してＦＩＴ型ＣＣＤと呼ばれる）およ
び出力アンプ２０６で構成される。
電変換領域２０１と垂直ＣＣＤ部２０２とから成る受光
部分２０３、水平ＣＣＤ部２０４、垂直−水平変換部と
して用いる電荷蓄積部２０５（この領域を有するＣＣＤ
撮像素子は一般にフレームインターライントランスファ
ー型ＣＣＤ１ 略してＦＩＴ型ＣＣＤと呼ばれる）およ
び出力アンプ２０６で構成される。
第２図（ｂ）は受光部分２０３の拡大平面図であり、同
図（ｂ）のＣ−Ｃ ’断面図とＤ−Ｄ ’断面図がそれ
ぞれ同図（ｃ）と同図（ｄ）である。第２図（ｂ）（ｃ
）（ｄ）において、ｐ形基板２１１上に形成されたｐ一
形領域２１２の表面に形成されたｎ形領域２１３がｐｎ
接合型フォトダイオード（以下、ＰＤと略記する）の光
電変換領域２０１を形成し、第１図（ｎ）（ｏ）（ｐ）
で示したトレンチホール型ＣＣＤで垂直ＣＣＤ部３０２
を構成する。第２図（ｂ）（ｃ）（ｄ）において垂直Ｃ
ＣＤ部は、縦Ｌ●横Ｗ●深さＤのトレンチホール２１４
を転送方向に並べ、トレンチホールに埋め込みながら第
１のポリシリコン電極２１５および第２のポリシリコン
電極２１６を形成する。トレンチホールの凹部周辺には
転送チャネルとして用いるためのｎ形領域２１７とその
外側のチャネルストップ領域としてのｐ十形領域２１８
が形成される。
図（ｂ）のＣ−Ｃ ’断面図とＤ−Ｄ ’断面図がそれ
ぞれ同図（ｃ）と同図（ｄ）である。第２図（ｂ）（ｃ
）（ｄ）において、ｐ形基板２１１上に形成されたｐ一
形領域２１２の表面に形成されたｎ形領域２１３がｐｎ
接合型フォトダイオード（以下、ＰＤと略記する）の光
電変換領域２０１を形成し、第１図（ｎ）（ｏ）（ｐ）
で示したトレンチホール型ＣＣＤで垂直ＣＣＤ部３０２
を構成する。第２図（ｂ）（ｃ）（ｄ）において垂直Ｃ
ＣＤ部は、縦Ｌ●横Ｗ●深さＤのトレンチホール２１４
を転送方向に並べ、トレンチホールに埋め込みながら第
１のポリシリコン電極２１５および第２のポリシリコン
電極２１６を形成する。トレンチホールの凹部周辺には
転送チャネルとして用いるためのｎ形領域２１７とその
外側のチャネルストップ領域としてのｐ十形領域２１８
が形成される。
第２図（ｅ）は、垂直一水平変換部として用いる電荷蓄
積部２０５の平面図であり、受光部分２０３で用いるト
レンチホール２１４とは異なる窓寸法（すなわち、縦Ｌ
′●横Ｗ’）のトレンチホール２２１を用いている。こ
のトレンチホール２２１に対して受光部分２０３と同様
に第１のポリシリコン電極２２３と第２のポリシリコン
電極２２４が形成される。
積部２０５の平面図であり、受光部分２０３で用いるト
レンチホール２１４とは異なる窓寸法（すなわち、縦Ｌ
′●横Ｗ’）のトレンチホール２２１を用いている。こ
のトレンチホール２２１に対して受光部分２０３と同様
に第１のポリシリコン電極２２３と第２のポリシリコン
電極２２４が形成される。
第２図（ｆ）（ｇ）は２チャネル水平ＣＣＤの構造を示
すもので、第１の水平ＣＣＤ部２３１と第２の水平ＣＣ
Ｄ部２３２との間の電荷転送のためにトレンチホール２
３３が形成されている（水平ＣＣＤ及びトレンチホール
周辺の電荷転送領域としてはｎ形領域２３７を形成し、
チャネルストップ領域としてはｐ十形領域２３８を形成
する。）。さらに、第１および第２の水平ＣＣＤ２３１
．２３２のための転送電極として第１のポリシリコン電
極２３４と第２のポリシリコン電極２３５が形成される
。第１の水平ＣＣＤ部２３１と第２の水平ＣＣＤ部２３
２を結ぶトレンチホール型電荷転送ゲートの転送電極と
して第３のポリシリコン電極２３６が形成される。
すもので、第１の水平ＣＣＤ部２３１と第２の水平ＣＣ
Ｄ部２３２との間の電荷転送のためにトレンチホール２
３３が形成されている（水平ＣＣＤ及びトレンチホール
周辺の電荷転送領域としてはｎ形領域２３７を形成し、
チャネルストップ領域としてはｐ十形領域２３８を形成
する。）。さらに、第１および第２の水平ＣＣＤ２３１
．２３２のための転送電極として第１のポリシリコン電
極２３４と第２のポリシリコン電極２３５が形成される
。第１の水平ＣＣＤ部２３１と第２の水平ＣＣＤ部２３
２を結ぶトレンチホール型電荷転送ゲートの転送電極と
して第３のポリシリコン電極２３６が形成される。
本実施例のトレンチホール型電荷転送部の動作は第１の
実施例と同様である。
実施例と同様である。
以上のように本実施例によれば、垂直ＣＣＤ部にトレン
チホール型ＣＣＤを採用したことで、従来のトレンチ溝
型ＣＣＤのような凹部内での電極加工工程が不用になっ
た結果トレンチ深さに依存しないデバイス構造および製
造が可能になる。
チホール型ＣＣＤを採用したことで、従来のトレンチ溝
型ＣＣＤのような凹部内での電極加工工程が不用になっ
た結果トレンチ深さに依存しないデバイス構造および製
造が可能になる。
第３図は、第２図の実施例の半導体装置の製造方法を示
すものである。次に製造プロセスの基本的な工程を図面
と共に説明する。
すものである。次に製造プロセスの基本的な工程を図面
と共に説明する。
（１）第３図（ａ）（ｂ）に示すように、ｎ形基板３０
１上のｐ一形領域３０２の表面に保護酸化膜３０３を形
成した後、電荷転送領域を連結する領域を形成するため
にレジスト３０４を形成し、ｎ形不純物のイオン注入を
行う。
１上のｐ一形領域３０２の表面に保護酸化膜３０３を形
成した後、電荷転送領域を連結する領域を形成するため
にレジスト３０４を形成し、ｎ形不純物のイオン注入を
行う。
（２）イオン注入の後で熱処理を施すと、第３図（ｃ）
（ｄ）のようにｎ形領域３０５が形成される。その後、
ＰＤを形成するためにレジスト３０Ｂを形成し、ｎ形不
純物のイオン注入を行う。
（ｄ）のようにｎ形領域３０５が形成される。その後、
ＰＤを形成するためにレジスト３０Ｂを形成し、ｎ形不
純物のイオン注入を行う。
（３）イオン注入の後で熱処理を施すと、第３図（ｅ）
（ｆ）のように、ＰＤのｎ形領域３０７が形成される。
（ｆ）のように、ＰＤのｎ形領域３０７が形成される。
その後、酸化膜を一度除去してから窒化膜３０８、ＰＳ
Ｇ膜３０９を形成し、さらにレジスト３１０を形成して
窒化ＷＸ３０８、ＰＳＧ膜３０９の一部を除去する。そ
れから、シリコンをエッチングして縦Ｌ●横Ｗ●深さＤ
のトレンチホールを形成する。
Ｇ膜３０９を形成し、さらにレジスト３１０を形成して
窒化ＷＸ３０８、ＰＳＧ膜３０９の一部を除去する。そ
れから、シリコンをエッチングして縦Ｌ●横Ｗ●深さＤ
のトレンチホールを形成する。
（４）第３図（ｇ）（ｈ）に示すように、トレンチホー
ルに対して電荷転送の方向と直角な正負の２方向にｐ形
不純物の斜めイオン注入を行う。
ルに対して電荷転送の方向と直角な正負の２方向にｐ形
不純物の斜めイオン注入を行う。
（５）イオン注入の後で熱処理を施すと、第３図（１）
（Ｊ）のようにチャネルストップ領域となるｐ“形領域
３１１が形成される。この後、トレンチホールに対して
ｎ形不純物の回転斜めイオン注入を行う。
（Ｊ）のようにチャネルストップ領域となるｐ“形領域
３１１が形成される。この後、トレンチホールに対して
ｎ形不純物の回転斜めイオン注入を行う。
（６）イオン注入の後で熱処理を施すと、第３図（ｋ）
（１’）のように電荷転送領域としてのｎ形領域３１２
が形成される。この後、トレンチホールの凹部表面に三
層構造（ＳＩＯ２／ＳｉＪａ／Ｓｔ−ＮｖＯｚ ）のゲ
ート酸化膜を形成してから第１のポリシリコンを成長さ
せた後、トレンチホール以外の表面部分で第１ポリシリ
コンをレジストを用いてエッチングして第１の転送電極
３１３とする。同様にして第２の転送電極３１４も形成
する。
（１’）のように電荷転送領域としてのｎ形領域３１２
が形成される。この後、トレンチホールの凹部表面に三
層構造（ＳＩＯ２／ＳｉＪａ／Ｓｔ−ＮｖＯｚ ）のゲ
ート酸化膜を形成してから第１のポリシリコンを成長さ
せた後、トレンチホール以外の表面部分で第１ポリシリ
コンをレジストを用いてエッチングして第１の転送電極
３１３とする。同様にして第２の転送電極３１４も形成
する。
なお、第３図（ｍ）（ｎ）に示すように、ポリシリコン
電極３１３、３１４を形成するためにトレンチホールの
凹部にポリシリコン３１５、３１６を埋め込んで素子表
面の平坦化を考慮しながらプロセスを進めることも実用
化には大切なことである。
電極３１３、３１４を形成するためにトレンチホールの
凹部にポリシリコン３１５、３１６を埋め込んで素子表
面の平坦化を考慮しながらプロセスを進めることも実用
化には大切なことである。
以上の製造方法により、トレンチ凹部内での電極加工を
必要とせず、トレンチホール構造を用いた電荷転送素子
を実現することが出来る。
必要とせず、トレンチホール構造を用いた電荷転送素子
を実現することが出来る。
また、本実施例で用いたトレンチホールは窓寸法が縦Ｌ
●横Ｗの四角形であるが、多角形でも円形でも楕円形で
も構わないことは勿論である。さらに、本実施例のトレ
ンチホールは四角柱構造の凹部を形成するが、逆錐体構
造の凹部を形成しても本発明の本質は変わらない。
●横Ｗの四角形であるが、多角形でも円形でも楕円形で
も構わないことは勿論である。さらに、本実施例のトレ
ンチホールは四角柱構造の凹部を形成するが、逆錐体構
造の凹部を形成しても本発明の本質は変わらない。
また、トレンチホールの凹部周囲に形成する電荷転送領
域は不純物元素の斜めイオン注入によっているが、固相
拡散あるいは気相拡散などの工程で代用することも可能
である。
域は不純物元素の斜めイオン注入によっているが、固相
拡散あるいは気相拡散などの工程で代用することも可能
である。
発明の効果
以上のように、本発明によれば電荷転送方向にトレンチ
ホールを並べ、一つの転送電極は対応するトレンチホー
ルの凹部を埋め込む形で形成されるためトレンチホール
の深さに依存しない半導体装置を実現することができる
。また、トレンチホールの深さがプロセスに負担をかけ
るような工程が存在しない製造方法の実現により、電荷
転送のダイナミックレンジ特性を決めるトレンチホール
の深さは自由に設定できる。従って、本発明がもたらす
実用的な効果は極めて大きい。
ホールを並べ、一つの転送電極は対応するトレンチホー
ルの凹部を埋め込む形で形成されるためトレンチホール
の深さに依存しない半導体装置を実現することができる
。また、トレンチホールの深さがプロセスに負担をかけ
るような工程が存在しない製造方法の実現により、電荷
転送のダイナミックレンジ特性を決めるトレンチホール
の深さは自由に設定できる。従って、本発明がもたらす
実用的な効果は極めて大きい。
第１図は本発明の一実施例の半導体装置の構造図、第２
図は撮像に関する本発明の第２の実施例の半導体装置の
構成図、第３図は同第２の実施例の半導体装置の製造工
程図、第４図は従来例のＣＣＤ撮像装置の構成図、第５
図は従来のトレンチ溝型のＣＣＤの基本概念図である。 １０３，１１５，ｌＩＧ．１２３，２１４，２２１，２
３３・・トレンチホール、１０５，１０［ｉ，１２５．
１２６，２１５，２１Ｇ，２２３，２２４．２３１１ｉ
・・ポリシリコン電極。
図は撮像に関する本発明の第２の実施例の半導体装置の
構成図、第３図は同第２の実施例の半導体装置の製造工
程図、第４図は従来例のＣＣＤ撮像装置の構成図、第５
図は従来のトレンチ溝型のＣＣＤの基本概念図である。 １０３，１１５，ｌＩＧ．１２３，２１４，２２１，２
３３・・トレンチホール、１０５，１０［ｉ，１２５．
１２６，２１５，２１Ｇ，２２３，２２４．２３１１ｉ
・・ポリシリコン電極。
Claims (5)
- （１）高抵抗半導体層にトレンチホールを電荷転送の方
向に並べて形成し、前記トレンチホールは凹部内面に絶
縁膜を隔てて転送ゲート電極を有し、主動作状態で前記
トレンチホールの凹部周辺の半導体層に電荷転送領域が
形成されることを特徴とする半導体装置。 - （２）第１導電形の半導体層にトレンチホールを電荷転
送の方向に並べて形成し、前記トレンチホールの凹部周
囲に高抵抗の第２導電形領域を形成し、隣接するトレン
チホールの前記第２導電形領域の連結しない部分を低抵
抗の第１導電形領域で被覆することを特徴とする半導体
装置。 - （３）光電変換部と、読み出しゲート部と、垂直ＣＣＤ
部と、垂直−水平変換部と、水平ＣＣＤ部と、信号出力
部とからなり、少なくとも前記垂直ＣＣＤ部、前記垂直
−水平変換部、前記水平ＣＣＤ部のいずれかに電荷転送
領域を凹部周囲に持つトレンチホールが存在することを
特徴とする半導体装置。 - （４）平行に並ぶ第１のＣＣＤと第２のＣＣＤとの間に
設けられた転送ゲート部にトレンチホールが存在するこ
とを特徴とする半導体装置。 - （５）第１導電形の半導体層に電荷転送方向に並んだト
レンチホールを形成する第１の工程と、前記トレンチホ
ールに対して第１導電形の半導体領域を形成する不純物
元素イオンをトレンチホールの並びとは直角な二方向に
斜めイオン注入する第２の工程と、前記トレンチホール
に対して第２導電形の半導体領域を形成する不純物元素
イオンを回転斜めイオン注入する第３の工程と、前記ト
レンチホール表面に絶縁膜を隔てて転送ゲート電極を形
成する第４の工程とを含む半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192959A JPH0355854A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 半導体装置およびその製造方法 |
| EP19900114003 EP0418500A3 (en) | 1989-07-25 | 1990-07-21 | Semiconductor device for charge transfer |
| US07/821,286 US5223726A (en) | 1989-07-25 | 1992-01-10 | Semiconductor device for charge transfer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1192959A JPH0355854A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355854A true JPH0355854A (ja) | 1991-03-11 |
Family
ID=16299881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1192959A Pending JPH0355854A (ja) | 1989-07-25 | 1989-07-25 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0418500A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0355854A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2947383B1 (fr) | 2009-06-24 | 2011-12-02 | St Microelectronics Crolles 2 | Capteur d'images a transfert de charges multidirectionnel a deux phases. |
| FR2947382B1 (fr) | 2009-06-24 | 2011-09-09 | St Microelectronics Crolles 2 | Capteur d'images a transfert de charges a deux phases. |
| FR2947381B1 (fr) | 2009-06-24 | 2011-09-09 | St Microelectronics Crolles 2 | Capteur photosensible a transfert de charges comportant des electrodes verticales. |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54160181A (en) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | Pioneer Electronic Corp | Charge transfer device |
| JPS58125977A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 電荷転送撮像装置 |
| JPS63156318A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Fujitsu Ltd | 荷電ビ−ムの照射方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60262461A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-25 | Matsushita Electronics Corp | 電荷結合装置 |
| JPS61174765A (ja) * | 1985-01-30 | 1986-08-06 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| NL8600786A (nl) * | 1986-03-27 | 1987-10-16 | Philips Nv | Ladingsgekoppelde inrichting. |
| JPS6312162A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPS6369263A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
-
1989
- 1989-07-25 JP JP1192959A patent/JPH0355854A/ja active Pending
-
1990
- 1990-07-21 EP EP19900114003 patent/EP0418500A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54160181A (en) * | 1978-06-09 | 1979-12-18 | Pioneer Electronic Corp | Charge transfer device |
| JPS58125977A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 電荷転送撮像装置 |
| JPS63156318A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Fujitsu Ltd | 荷電ビ−ムの照射方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0418500A3 (en) | 1991-08-28 |
| EP0418500A2 (en) | 1991-03-27 |
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