JPH05183184A - 固体撮像装置の製造方法 - Google Patents
固体撮像装置の製造方法Info
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- JPH05183184A JPH05183184A JP3345652A JP34565291A JPH05183184A JP H05183184 A JPH05183184 A JP H05183184A JP 3345652 A JP3345652 A JP 3345652A JP 34565291 A JP34565291 A JP 34565291A JP H05183184 A JPH05183184 A JP H05183184A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】PN接合の光電領域を設けてなる固体撮像装置
の製造方法に関し、画素面積を増やすことなく赤外より
の長波長帯の感度を高めることを目的とする。 【構成】500keV〜10MeVの加速エネルギーで反対
導電型不純物をドープして、反対導電型半導体層5を半
導体基板1の表面から深い位置に形成して、その反対導
電型半導体層5の上部に光電領域となる一導電型半導体
層1cを残すか、または、光電領域となる一導電型半導
体層22とその下の反対導電型半導体層21をエピタキ
シャル成長して、その一導電型半導体層22を0.3μ
mよりも厚く形成することを含み構成する。
の製造方法に関し、画素面積を増やすことなく赤外より
の長波長帯の感度を高めることを目的とする。 【構成】500keV〜10MeVの加速エネルギーで反対
導電型不純物をドープして、反対導電型半導体層5を半
導体基板1の表面から深い位置に形成して、その反対導
電型半導体層5の上部に光電領域となる一導電型半導体
層1cを残すか、または、光電領域となる一導電型半導
体層22とその下の反対導電型半導体層21をエピタキ
シャル成長して、その一導電型半導体層22を0.3μ
mよりも厚く形成することを含み構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、固体撮像装置の製造方
法に関し、より詳しくは、PN接合の光電領域を設けて
なる固体撮像装置の製造方法に関する。
法に関し、より詳しくは、PN接合の光電領域を設けて
なる固体撮像装置の製造方法に関する。
【0002】近年の固体撮像素子は、広い波長帯にわた
り高感度の性能が要求されている。
り高感度の性能が要求されている。
【0003】
【従来の技術】固体撮像素子のセルは、一般に図7(g)
に示すような断面構造をしている。即ち、N型半導体基
板71の表面から内部に形成されたP型半導体層72の
上層部に、電荷転送用のN型拡散層73と画素に対応す
るN型拡散層74を間隔をおいて設けた構造となってい
る。また、半導体基板71の表面のうち2つのN型拡散
層73、74の間から電荷転送用のN型拡散層73に到
る領域には、絶縁膜76を介して電荷転送用電極75が
設けられている。
に示すような断面構造をしている。即ち、N型半導体基
板71の表面から内部に形成されたP型半導体層72の
上層部に、電荷転送用のN型拡散層73と画素に対応す
るN型拡散層74を間隔をおいて設けた構造となってい
る。また、半導体基板71の表面のうち2つのN型拡散
層73、74の間から電荷転送用のN型拡散層73に到
る領域には、絶縁膜76を介して電荷転送用電極75が
設けられている。
【0004】そして、画素に対応するN型拡散層74が
光電領域となり、ここに入射した光により発生した電荷
は、電荷転送用電極75に任意の電圧を与えることによ
り電荷転送用のN型拡散層73に移動する。
光電領域となり、ここに入射した光により発生した電荷
は、電荷転送用電極75に任意の電圧を与えることによ
り電荷転送用のN型拡散層73に移動する。
【0005】ところで、このセルを形成する場合には次
に示すような工程を経る。図6、7は、その工程を示す
断面図で、まず、図6(a) に示すように、シリコンより
なるN型半導体基板71に、硼素等のP型不純物を18
0keV 以下のイオン注入法にてドープした後に、アニー
ルにより不純物を活性化して不純物濃度8×1015/cc
のP型半導体層72をN型半導体基板71表面から数μ
mの深さに形成する(図6(b))。
に示すような工程を経る。図6、7は、その工程を示す
断面図で、まず、図6(a) に示すように、シリコンより
なるN型半導体基板71に、硼素等のP型不純物を18
0keV 以下のイオン注入法にてドープした後に、アニー
ルにより不純物を活性化して不純物濃度8×1015/cc
のP型半導体層72をN型半導体基板71表面から数μ
mの深さに形成する(図6(b))。
【0006】ついで、半導体基板71表面を熱酸化して
SiO2膜(絶縁膜)76を形成した後に、フォトレジスト
61を塗布してこれを露光、現像し、電荷転送領域に沿
って窓62を設け、この窓62を通して加速エネルギー
180keV 、ドーズ量3.5×1012/cm2 の条件で砒
素をイオン注入する。ついで、不純物をアニールにより
活性化して深さ約0.2μmの第一のN型拡散層73を形
成する(図6(c))。
SiO2膜(絶縁膜)76を形成した後に、フォトレジスト
61を塗布してこれを露光、現像し、電荷転送領域に沿
って窓62を設け、この窓62を通して加速エネルギー
180keV 、ドーズ量3.5×1012/cm2 の条件で砒
素をイオン注入する。ついで、不純物をアニールにより
活性化して深さ約0.2μmの第一のN型拡散層73を形
成する(図6(c))。
【0007】さらに、SiO2膜76の上に不純物を含む多
結晶シリコン膜78を積層し、その上にフォトレジスト
63を塗布してこれを露光、現像し、第一のN型拡散層
73の領域とその側方に突出する領域にフォトレジスト
63を残存させる(図6(d))。
結晶シリコン膜78を積層し、その上にフォトレジスト
63を塗布してこれを露光、現像し、第一のN型拡散層
73の領域とその側方に突出する領域にフォトレジスト
63を残存させる(図6(d))。
【0008】この後に、フォトレジスト63をマスクに
して多結晶シリコン膜78をエッチングし、残存した部
分を電荷転送用電極75となし、ついでフォトレジスト
63を除去してから電荷転送用電極75の表面を熱酸化
して酸化膜79によって覆う(図7(e))。
して多結晶シリコン膜78をエッチングし、残存した部
分を電荷転送用電極75となし、ついでフォトレジスト
63を除去してから電荷転送用電極75の表面を熱酸化
して酸化膜79によって覆う(図7(e))。
【0009】さらに、フォトレジスト64を塗布し、こ
れを露光、現像して第一のN型拡散層73から突出させ
た電荷転送用電極75に隣接する画素領域を露出させる
窓65を形成し(図7(f))、第一のN型拡散層73の形
成の際と同じ条件で燐をイオン注入し、これを活性化し
て深さ0.3μm程度の第二のN型拡散層74を形成す
る(図7(g))。
れを露光、現像して第一のN型拡散層73から突出させ
た電荷転送用電極75に隣接する画素領域を露出させる
窓65を形成し(図7(f))、第一のN型拡散層73の形
成の際と同じ条件で燐をイオン注入し、これを活性化し
て深さ0.3μm程度の第二のN型拡散層74を形成す
る(図7(g))。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した加
速エネルギーによって光電領域のN型拡散層74を0.
3μm程度の深さに形成すると、400〜700nmまで
の可視光が入射する場合に、400〜550nmまでの波
長成分によって発生し蓄積する電荷は多く、高感度であ
るが、実質的に光電領域となる空乏層の位置が表面近傍
の為、長波長の光による電荷蓄積は少なく、実質的に感
度が小さくなるといった問題がある。
速エネルギーによって光電領域のN型拡散層74を0.
3μm程度の深さに形成すると、400〜700nmまで
の可視光が入射する場合に、400〜550nmまでの波
長成分によって発生し蓄積する電荷は多く、高感度であ
るが、実質的に光電領域となる空乏層の位置が表面近傍
の為、長波長の光による電荷蓄積は少なく、実質的に感
度が小さくなるといった問題がある。
【0011】これに対して、光電領域のN型拡散層74
の面積を大きくして入射光の感度を高くすることもでき
るが、装置の微細化に支障をきたすといった不都合があ
る。また、N型拡散層74を深くするために加速エネル
ギーを大きくすることも考えられるが、光電領域がダメ
ージを受け、暗電流が大きくなるといった問題がある。
の面積を大きくして入射光の感度を高くすることもでき
るが、装置の微細化に支障をきたすといった不都合があ
る。また、N型拡散層74を深くするために加速エネル
ギーを大きくすることも考えられるが、光電領域がダメ
ージを受け、暗電流が大きくなるといった問題がある。
【0012】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであって、画素面積を広げずに可視光のうち赤外よ
りの長波長帯の感度をより高めることができる固体撮像
装置の製造方法を提供することを目的とする。
ものであって、画素面積を広げずに可視光のうち赤外よ
りの長波長帯の感度をより高めることができる固体撮像
装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1に
例示するように、一導電型半導体基板1の一表面に反対
導電型不純物を500keV〜10MeVの加速エネルギー
でドープし、前記一導電型半導体基板1表層部の一導電
型半導体層1aよりも深い位置に反対導電型半導体層5
を形成する第1の工程と、前記一導電型半導体層1aの
うち少なくとも光電領域の周辺に反対導電型不純物をド
ープし、該反対導電型不純物を活性化して、前記一導電
型半導体層1aの表面から少なくとも底部に到る範囲に
該光電領域を囲む反対導電型拡散領域4を形成する第2
の工程を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方
法によって達成する。
例示するように、一導電型半導体基板1の一表面に反対
導電型不純物を500keV〜10MeVの加速エネルギー
でドープし、前記一導電型半導体基板1表層部の一導電
型半導体層1aよりも深い位置に反対導電型半導体層5
を形成する第1の工程と、前記一導電型半導体層1aの
うち少なくとも光電領域の周辺に反対導電型不純物をド
ープし、該反対導電型不純物を活性化して、前記一導電
型半導体層1aの表面から少なくとも底部に到る範囲に
該光電領域を囲む反対導電型拡散領域4を形成する第2
の工程を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方
法によって達成する。
【0014】または、図5に例示するように、一導電型
半導体基板1の一表面に反対導電型半導体層21をエピタ
キシャル成長する工程と、前記反対導電型半導体層21の
上に一導電型半導体層22を0.3μm以上の厚さにエピ
タキシャル成長する工程と、前記一導電型半導体層22
のうち少なくとも光電領域の周辺に反対導電型不純物を
ドープし、該反対導電型不純物を活性化することによ
り、前記一導電型半導体層22の表面から少なくとも前記
反対導電型半導体層21に達する部分に該光電領域を囲む
反対導電型拡散領域23を形成する工程とを有することを
特徴とする固体撮像装置の製造方法により達成する。
半導体基板1の一表面に反対導電型半導体層21をエピタ
キシャル成長する工程と、前記反対導電型半導体層21の
上に一導電型半導体層22を0.3μm以上の厚さにエピ
タキシャル成長する工程と、前記一導電型半導体層22
のうち少なくとも光電領域の周辺に反対導電型不純物を
ドープし、該反対導電型不純物を活性化することによ
り、前記一導電型半導体層22の表面から少なくとも前記
反対導電型半導体層21に達する部分に該光電領域を囲む
反対導電型拡散領域23を形成する工程とを有することを
特徴とする固体撮像装置の製造方法により達成する。
【0015】または、第4図に例示するように、前記一
導電型半導体層1a、22のうち、前記反対導電型拡散領
域4、23に囲まれる前記光電領域の上部に反対導電型不
純物をドープして反対導電型半導体層15を形成する工程
を有することを特徴とする前記2つの固体撮像装置の製
造方法により達成する。
導電型半導体層1a、22のうち、前記反対導電型拡散領
域4、23に囲まれる前記光電領域の上部に反対導電型不
純物をドープして反対導電型半導体層15を形成する工程
を有することを特徴とする前記2つの固体撮像装置の製
造方法により達成する。
【0016】または、前記一導電型半導体層1a、22の
うち、前記反対導電型拡散領域4に囲まれる前記光電領
域内に一導電型不純物をドープして不純物濃度を大きく
する工程を有することを特徴とする前記2つの固体撮像
装置の製造方法により達成する。
うち、前記反対導電型拡散領域4に囲まれる前記光電領
域内に一導電型不純物をドープして不純物濃度を大きく
する工程を有することを特徴とする前記2つの固体撮像
装置の製造方法により達成する。
【0017】
【作 用】本発明によれば、500keV〜10MeVの加
速エネルギーで反対導電型不純物をドープすることによ
り、半導体基板1の表面から深い位置に反対導電型半導
体層5を形成することにより、その反対導電型半導体層
5の上部に光電領域となる一導電型半導体層1aを残す
ようにしている。または、光電領域となる一導電型半導
体層22とその下の反対導電型半導体層21をエピタキ
シャル成長して、その一導電型半導体層22を0.3μ
mよりも厚く形成している。
速エネルギーで反対導電型不純物をドープすることによ
り、半導体基板1の表面から深い位置に反対導電型半導
体層5を形成することにより、その反対導電型半導体層
5の上部に光電領域となる一導電型半導体層1aを残す
ようにしている。または、光電領域となる一導電型半導
体層22とその下の反対導電型半導体層21をエピタキ
シャル成長して、その一導電型半導体層22を0.3μ
mよりも厚く形成している。
【0018】従って、光電領域となる一導電型半導体層
1a,22が深くなるので、波長400〜700nmの可
視光が光電領域に入射すると、深く入り込む長波長側の
入射光による電荷量を多く蓄積することになり、従来装
置に比べて画素面積を増やすことなく550〜700nm
の長波長帯の感度が高くなる。
1a,22が深くなるので、波長400〜700nmの可
視光が光電領域に入射すると、深く入り込む長波長側の
入射光による電荷量を多く蓄積することになり、従来装
置に比べて画素面積を増やすことなく550〜700nm
の長波長帯の感度が高くなる。
【0019】また、光電領域となる一導電型半導体層1
a,22の上層部に反対導電型半導体層を形成すると、
その上に形成される絶縁膜の界面準位により発生する電
荷量が少なくなり、特性が向上する。
a,22の上層部に反対導電型半導体層を形成すると、
その上に形成される絶縁膜の界面準位により発生する電
荷量が少なくなり、特性が向上する。
【0020】また、光電領域となる一導電型半導体層1
a,22の不純物濃度を大きくすると、画素に蓄積する
電荷量が多くなって高感度となる。
a,22の不純物濃度を大きくすると、画素に蓄積する
電荷量が多くなって高感度となる。
【0021】
【実施例】そこで、以下に本発明の実施例を図面に基づ
いて説明する。図1、2は、本発明の第1実施例を示す
断面図、図3は、第1実施例装置の平面図である。
いて説明する。図1、2は、本発明の第1実施例を示す
断面図、図3は、第1実施例装置の平面図である。
【0022】図において符号1は、シリコンよりなるN
型30Ω・cmの半導体基板で、その不純物濃度は約1.8
×1014/ccとなっている。まず、半導体基板1の表面
にフォトレジスト2を塗布し、これを露光、現像して電
荷転送方向に沿った帯状の電荷転送領域、および画素領
域の周囲を露出する窓3を形成する。ついで、フォトレ
ジスト2をマスクにして加速エネルギー180keV 、ドー
ズ量2.8×1012/cm2 の条件で硼素等のP型不純物
を窓3を通して半導体基板1にイオン注入する(図1
(a))。
型30Ω・cmの半導体基板で、その不純物濃度は約1.8
×1014/ccとなっている。まず、半導体基板1の表面
にフォトレジスト2を塗布し、これを露光、現像して電
荷転送方向に沿った帯状の電荷転送領域、および画素領
域の周囲を露出する窓3を形成する。ついで、フォトレ
ジスト2をマスクにして加速エネルギー180keV 、ドー
ズ量2.8×1012/cm2 の条件で硼素等のP型不純物
を窓3を通して半導体基板1にイオン注入する(図1
(a))。
【0023】そして、温度1200℃のアニールを15
0分間行い、半導体基板1の表面から約4μmの深さま
でにP型拡散領域4を形成する(図1(b))。なお、図3
に示すように、P型拡散領域4に囲まれる領域は画素Y
となる。
0分間行い、半導体基板1の表面から約4μmの深さま
でにP型拡散領域4を形成する(図1(b))。なお、図3
に示すように、P型拡散領域4に囲まれる領域は画素Y
となる。
【0024】次に、フォトレジスト2を溶剤により除去
してから、加速エネルギー5MeV、ドーズ量1.5 ×10
11/cm2 の条件で硼素を半導体基板1に深くイオン注入
する(図1(c))。この場合、硼素は、基板中にRP ≒
5.9μm、ΔRP ≒0.44μm、SKEW≒−3.
5、KURT≒55.2のピアソン分布と似た分布をす
る。
してから、加速エネルギー5MeV、ドーズ量1.5 ×10
11/cm2 の条件で硼素を半導体基板1に深くイオン注入
する(図1(c))。この場合、硼素は、基板中にRP ≒
5.9μm、ΔRP ≒0.44μm、SKEW≒−3.
5、KURT≒55.2のピアソン分布と似た分布をす
る。
【0025】なお、このイオン注入の際に、固体撮像素
子形成領域以外はマスクで覆ってもよい。この後に、窒
素雰囲気中、1100℃の温度で半導体基板1を加熱す
ると、半導体基板1の3.8μmの深さから7.5μm
の深さの間にP型半導体層5が形成され、P型拡散領域
4の底部と重なり合って電気的に接続する(図1(d))。
子形成領域以外はマスクで覆ってもよい。この後に、窒
素雰囲気中、1100℃の温度で半導体基板1を加熱す
ると、半導体基板1の3.8μmの深さから7.5μm
の深さの間にP型半導体層5が形成され、P型拡散領域
4の底部と重なり合って電気的に接続する(図1(d))。
【0026】これにより、P型拡散領域4に囲まれた画
素領域Yの底部はP型半導体層5によって塞がれた状態
となり、その画素Yにある表層部のN型半導体領域1a
は不純物濃度の1.8×1014/ccとなり、この領域が光
電領域となる。この場合、N型半導体領域1aは、N型
半導体基板1の表層部であり、上記した工程によりN型
不純物を注入せずに深い光電領域が形成されることにな
る。
素領域Yの底部はP型半導体層5によって塞がれた状態
となり、その画素Yにある表層部のN型半導体領域1a
は不純物濃度の1.8×1014/ccとなり、この領域が光
電領域となる。この場合、N型半導体領域1aは、N型
半導体基板1の表層部であり、上記した工程によりN型
不純物を注入せずに深い光電領域が形成されることにな
る。
【0027】この後に、半導体基板1の表面に熱酸化法
によって200ÅのSiO2膜6を形成し、この上にフォト
レジスト7を塗布する。ついで、フォトレジスト7を露
光、現像して電荷転送領域Xの中央を通る窓8を形成
し、さらに、窓8を通して加速エネルギー180keV 、
ドーズ量4.0×1012/cm2 の条件で砒素をP型拡散
層4にイオン注入し、砒素を活性化して深さ約0.2μm
のN型埋込層9を形成する(図2(e))。SiO2膜6を除去
したのち、500ÅのSiO2膜6aを熱酸化法で形成す
る。
によって200ÅのSiO2膜6を形成し、この上にフォト
レジスト7を塗布する。ついで、フォトレジスト7を露
光、現像して電荷転送領域Xの中央を通る窓8を形成
し、さらに、窓8を通して加速エネルギー180keV 、
ドーズ量4.0×1012/cm2 の条件で砒素をP型拡散
層4にイオン注入し、砒素を活性化して深さ約0.2μm
のN型埋込層9を形成する(図2(e))。SiO2膜6を除去
したのち、500ÅのSiO2膜6aを熱酸化法で形成す
る。
【0028】次に、CVD法により多結晶シリコン膜1
0を成長し、内部に燐をドープした後に、全体にフォト
レジスト11を塗布する。そしてフォトレジスト11を
露光、現像し、図2(f),図3に示すように、N型半導体
領域1aの側縁部の一部から側方の電荷転送領域Xの一
部に至る範囲と、電荷転送領域Xと直交する方向でN型
半導体領域1aの脇を通るパターンP1 を形成する。
0を成長し、内部に燐をドープした後に、全体にフォト
レジスト11を塗布する。そしてフォトレジスト11を
露光、現像し、図2(f),図3に示すように、N型半導体
領域1aの側縁部の一部から側方の電荷転送領域Xの一
部に至る範囲と、電荷転送領域Xと直交する方向でN型
半導体領域1aの脇を通るパターンP1 を形成する。
【0029】この後に、フォトレジスト11から露出し
た多結晶シリコン膜10を反応性イオンエッチング法等
により選択的にエッチングし、残存した部分を第一の電
荷転送用電極12とする(図2(g))。ついで、フォトレ
ジスト11を除去する。
た多結晶シリコン膜10を反応性イオンエッチング法等
により選択的にエッチングし、残存した部分を第一の電
荷転送用電極12とする(図2(g))。ついで、フォトレ
ジスト11を除去する。
【0030】そして、第一の電荷転送用電極11の表面
および半導体基板1の表面を熱酸化してSiO2膜13を形
成する。さらに、第一の電荷転送用電極と同様な工程に
よって、電荷転送領域に沿って形成された第一の電荷転
送用電極12の間に、図3に示すように第二の電荷転送
用電極14を形成する。
および半導体基板1の表面を熱酸化してSiO2膜13を形
成する。さらに、第一の電荷転送用電極と同様な工程に
よって、電荷転送領域に沿って形成された第一の電荷転
送用電極12の間に、図3に示すように第二の電荷転送
用電極14を形成する。
【0031】次に、上記した工程により形成された装置
の作用について説明する。上記実施例において、リセッ
トドレイン(不図示)からN型埋込層9に12Vの電位
を与え、また、電気的に接続しているP型拡散領域4と
P型半導体層5に0Vの電位を与える。
の作用について説明する。上記実施例において、リセッ
トドレイン(不図示)からN型埋込層9に12Vの電位
を与え、また、電気的に接続しているP型拡散領域4と
P型半導体層5に0Vの電位を与える。
【0032】そして、3値波形のクロックを電荷転送用
電極12、14に与えると、高レベル電位となった第一
の電荷転送用電極12の下にあるN型埋込層9は、図2
(g)に示すように隣接するP型拡散領域4の表層に形成
された反転層Dを通してN型半導体領域1aに電位を与
える。
電極12、14に与えると、高レベル電位となった第一
の電荷転送用電極12の下にあるN型埋込層9は、図2
(g)に示すように隣接するP型拡散領域4の表層に形成
された反転層Dを通してN型半導体領域1aに電位を与
える。
【0033】これにより、N型半導体領域1aの電位が
高くなってP型半導体層5との界面から空乏層Eが伸び
る。そして、N型半導体領域1aと空乏層E内に可視光
が入射するとその内部で電子・正孔対が生成され、その
うち電子はN型半導体領域1aに移動し、正孔はP型拡
散領域4及びP型半導体層5に移動する。
高くなってP型半導体層5との界面から空乏層Eが伸び
る。そして、N型半導体領域1aと空乏層E内に可視光
が入射するとその内部で電子・正孔対が生成され、その
うち電子はN型半導体領域1aに移動し、正孔はP型拡
散領域4及びP型半導体層5に移動する。
【0034】この場合、波長400〜700nmの可視光
が光電領域に入射すると、N型半導体領域1aでは空乏層
が3μm以上深い位置で形成されるため、深く入射する
長波長光による電荷蓄積量が増加し、従来装置に比べて
長波長帯の感度が高くなる。
が光電領域に入射すると、N型半導体領域1aでは空乏層
が3μm以上深い位置で形成されるため、深く入射する
長波長光による電荷蓄積量が増加し、従来装置に比べて
長波長帯の感度が高くなる。
【0035】ところで、P型半導体層5を形成する際の
加速エネルギーは、上記した値に限定されるものでな
く、500KeV〜10MeVの高エネルギーで行い、さら
に深く形成してもよい。また、加速エネルギー4MeVに
よりP型半導体層5を形成した場合の波長・感度特性
を、従来との比較において示すと図6のような結果が得
られた。
加速エネルギーは、上記した値に限定されるものでな
く、500KeV〜10MeVの高エネルギーで行い、さら
に深く形成してもよい。また、加速エネルギー4MeVに
よりP型半導体層5を形成した場合の波長・感度特性
を、従来との比較において示すと図6のような結果が得
られた。
【0036】なお、上記工程ではP型拡散領域4を形成
した後にP型半導体層5を形成したが、この順を逆にし
てもよい。また、半導体基板1の表層部のN型半導体領
域1aに、燐や砒素等のN型不純物をドープして低抵抗
化し、蓄積する電荷量を多くしてもよい。
した後にP型半導体層5を形成したが、この順を逆にし
てもよい。また、半導体基板1の表層部のN型半導体領
域1aに、燐や砒素等のN型不純物をドープして低抵抗
化し、蓄積する電荷量を多くしてもよい。
【0037】(b)本発明の第2実施例の説明 上記した実施例では、光電領域のN型半導体領域1aの
上にSiO2膜13が形成されるが、それらの境界に生じる
界面準位により負電荷が発生するために特性低下の原因
となる。
上にSiO2膜13が形成されるが、それらの境界に生じる
界面準位により負電荷が発生するために特性低下の原因
となる。
【0038】そこで、図4(a) 、図3に示すように、第
一及び第二の電荷転送用電極12、14を形成した後
に、これらの電極12、14をマスクにして、加速エネ
ルギー25keV 、ドーズ量8.0×1012/cm2 の条件
で硼素等のP型不純物をN型半導体領域1aの上層部に
イオン注入し(図4(b))、これを活性化して上部P型半
導体層15を形成してもよい(図4(c))。
一及び第二の電荷転送用電極12、14を形成した後
に、これらの電極12、14をマスクにして、加速エネ
ルギー25keV 、ドーズ量8.0×1012/cm2 の条件
で硼素等のP型不純物をN型半導体領域1aの上層部に
イオン注入し(図4(b))、これを活性化して上部P型半
導体層15を形成してもよい(図4(c))。
【0039】これにより、N型半導体領域1aが基板表
面のSiO2膜13と接触しなくなり、特性の低下が防止さ
れる。 (c)本発明の第3の実施例の説明 上記した実施例では、イオン注入法によってN型半導体
基板1の下方にP型半導体層5を形成したが、エピタキ
シャル成長により形成してもよい。
面のSiO2膜13と接触しなくなり、特性の低下が防止さ
れる。 (c)本発明の第3の実施例の説明 上記した実施例では、イオン注入法によってN型半導体
基板1の下方にP型半導体層5を形成したが、エピタキ
シャル成長により形成してもよい。
【0040】図4は、エピタキシャル成長を採用した実
施例を示す断面図である。まず、第1実施例と同様に、
N型30Ω・cmのシリコンよりなる半導体基板1を用い
てその上に不純物濃度4×1014/ccのP型シリコンよ
りなる半導体層21を1.5μmの厚さに成長し、さらに
その上に不純物濃度1.5×1015/ccのN型シリコンの
半導体層22を4μm成長する(図5(a))。
施例を示す断面図である。まず、第1実施例と同様に、
N型30Ω・cmのシリコンよりなる半導体基板1を用い
てその上に不純物濃度4×1014/ccのP型シリコンよ
りなる半導体層21を1.5μmの厚さに成長し、さらに
その上に不純物濃度1.5×1015/ccのN型シリコンの
半導体層22を4μm成長する(図5(a))。
【0041】そして、第1実施例と同様に、フォトレジ
スト23をマスクにして光電領域Yの周囲とこれに接す
る電荷転送領域Xに硼素をイオン注入し(図5(b))、不
純物を拡散してP型半導体層21に達する深さのP型拡
散領域23を形成する(図5(c))。
スト23をマスクにして光電領域Yの周囲とこれに接す
る電荷転送領域Xに硼素をイオン注入し(図5(b))、不
純物を拡散してP型半導体層21に達する深さのP型拡
散領域23を形成する(図5(c))。
【0042】これにより、画素領域に分離されたN型半
導体層22が設けられ、その深さは4μm程度になる。
この後、第1実施例と同様にして電荷転送領域XにN型
埋込層24を形成し、この上にSiO2膜25を介して電荷
転送用電極26を形成する(図5(d))。
導体層22が設けられ、その深さは4μm程度になる。
この後、第1実施例と同様にして電荷転送領域XにN型
埋込層24を形成し、この上にSiO2膜25を介して電荷
転送用電極26を形成する(図5(d))。
【0043】このように形成された固体撮像素子は、第
1実施例と同様に空乏層レンジが深くなり、長波長側の
可視光による感度が高くなる。なお、この実施例におい
ても、第2実施例と同様に、画素領域にあるN型半導体
層22の上層部にP型半導体層を形成して、界面準位に
よる電荷発生を防止してもよい。なお、転送電極12,
14は、図3中では並置した形状にしたが、これは重ね
ても良い。
1実施例と同様に空乏層レンジが深くなり、長波長側の
可視光による感度が高くなる。なお、この実施例におい
ても、第2実施例と同様に、画素領域にあるN型半導体
層22の上層部にP型半導体層を形成して、界面準位に
よる電荷発生を防止してもよい。なお、転送電極12,
14は、図3中では並置した形状にしたが、これは重ね
ても良い。
【0044】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、50
0keV〜10MeVの加速エネルギーで反対導電型不純物
をドープして、反対導電型半導体層5を半導体基板の表
面から深い位置に形成することにより、その上部に光電
領域となる一導電型半導体層が残るようにしている。ま
たは、光電領域となる一導電型半導体層とその下の反対
導電型半導体層をエピタキシャル成長して、その一導電
型半導体層を0.3μmよりも厚く形成している。
0keV〜10MeVの加速エネルギーで反対導電型不純物
をドープして、反対導電型半導体層5を半導体基板の表
面から深い位置に形成することにより、その上部に光電
領域となる一導電型半導体層が残るようにしている。ま
たは、光電領域となる一導電型半導体層とその下の反対
導電型半導体層をエピタキシャル成長して、その一導電
型半導体層を0.3μmよりも厚く形成している。
【0045】従って、光電領域となる一導電型半導体層
が深くなり、波長400〜700nmの可視光が光電領域
に入射すると、深く入り込む長波長の入射光による電荷
の蓄積量を多くすることができ、画素面積を増やすこと
なく550〜700nmの長波長帯の感度を高めることが
できた。図6は、反対導電型半導体層を4MeV にて形成
したものである。
が深くなり、波長400〜700nmの可視光が光電領域
に入射すると、深く入り込む長波長の入射光による電荷
の蓄積量を多くすることができ、画素面積を増やすこと
なく550〜700nmの長波長帯の感度を高めることが
できた。図6は、反対導電型半導体層を4MeV にて形成
したものである。
【0046】また、光電領域となる一導電型半導体層の
上層部に反対導電型半導体層を形成すると、その上に形
成される絶縁膜の界面準位で発生する電荷量が少なくな
り特性を向上できる。
上層部に反対導電型半導体層を形成すると、その上に形
成される絶縁膜の界面準位で発生する電荷量が少なくな
り特性を向上できる。
【0047】また、光電領域となる一導電型半導体層の
不純物濃度を大きくすると、転送する電荷量を多くして
感度を大きくすることができる。
不純物濃度を大きくすると、転送する電荷量を多くして
感度を大きくすることができる。
【図1】本発明の第1実施例を示す断面図(その1)で
ある。
ある。
【図2】本発明の第1実施例を示す断面図(その2)で
ある。
ある。
【図3】本発明の実施例装置のセルを示す平面図であ
る。
る。
【図4】本発明の第2実施例を示す断面図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す断面図である。
【図6】本発明の分光感度の一例を示す特性図である。
【図7】従来例を示す断面図(その1)である。
【図8】従来例を示す断面図(その2)である。
1 半導体基板 1a N型半導体層 2、7、11、23 フォトレジスト 3、8、24 窓 4 P型拡散領域 5 P型半導体層 6、6a、13、25 SiO2膜 9 埋込層 10 多結晶シリコン膜 12、14、26 電荷転送用電極 15 P型半導体層 21 P型半導体層 22 N型半導体層
Claims (4)
- 【請求項1】一導電型半導体基板(1)の一表面に反対
導電型不純物を500keV〜10MeVの加速エネルギー
でドープし、前記一導電型半導体基板(1)表層部の一
導電型半導体層(1a)よりも深い位置に反対導電型半
導体層(5)を形成する第1の工程と、 前記一導電型半導体層(1a)のうち少なくとも光電領
域の周辺に反対導電型不純物をドープし、該反対導電型
不純物を活性化することにより、前記一導電型半導体層
(1a)の表面から少なくとも底部に到る範囲に該光電
領域を囲む反対導電型拡散領域(4)を形成する第2の
工程を有することを特徴とする固体撮像装置の製造方
法。 - 【請求項2】一導電型半導体基板(1)の一表面に反対
導電型半導体層(21)をエピタキシャル成長する工程
と、 前記反対導電型半導体層(21)の上に一導電型半導体
層(22)を0.3μm以上の厚さにエピタキシャル成
長する工程と、 前記一導電型半導体層(22)のうち少なくとも光電領
域の周辺に反対導電型不純物をドープし、該反対導電型
不純物を活性化することにより、前記一導電型半導体層
(22)の表面から少なくとも前記反対導電型半導体層
(21)に達する部分に該光電領域を囲む反対導電型拡
散領域(23)を形成する工程とを有することを特徴と
する固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項3】前記一導電型半導体層(1a、22)のう
ち、前記反対導電型拡散領域(4、23)に囲まれる前記
光電領域の上部に反対導電型不純物をドープして反対導
電型半導体層(15)を形成する工程を有することを特徴
とする請求項1、2記載の固体撮像装置の製造方法。 - 【請求項4】前記一導電型半導体層(1a、22)のう
ち、前記反対導電型拡散領域(4)に囲まれる前記光電
領域内に一導電型不純物をドープして不純物濃度を大き
くする工程を有することを特徴とする請求項1、2記載
の固体撮像装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3345652A JPH05183184A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 固体撮像装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3345652A JPH05183184A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 固体撮像装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05183184A true JPH05183184A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18378051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3345652A Withdrawn JPH05183184A (ja) | 1991-12-26 | 1991-12-26 | 固体撮像装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05183184A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6525351B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-02-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device capable of improving sensitivity without causing rise in depletion voltage and shutter voltage |
JP2006147758A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2013527625A (ja) * | 2010-06-03 | 2013-06-27 | サニーバ,インコーポレイテッド | In−situ表面不動態化を伴うイオン注入された選択エミッタ太陽電池 |
-
1991
- 1991-12-26 JP JP3345652A patent/JPH05183184A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6525351B2 (en) | 2000-03-31 | 2003-02-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device capable of improving sensitivity without causing rise in depletion voltage and shutter voltage |
JP2006147758A (ja) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Sony Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP4561328B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2010-10-13 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
JP2013527625A (ja) * | 2010-06-03 | 2013-06-27 | サニーバ,インコーポレイテッド | In−situ表面不動態化を伴うイオン注入された選択エミッタ太陽電池 |
JP2015111721A (ja) * | 2010-06-03 | 2015-06-18 | サニーバ,インコーポレイテッド | In−situ表面不動態化を伴うイオン注入された選択エミッタ太陽電池 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990311 |