JPH11168206A

JPH11168206A - 固体撮像装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11168206A
Application number: JP10269309A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Nakashiba; 康隆中柴
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 1999-06-22
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: JP3252807B2

Abstract

(57)【要約】【課題】垂直電荷転送部１１２ａ〜ｄと、水平電荷転送
部１１３ａ〜ｄと、垂直電荷転送部１１２ｄと水平電荷
転送部１１３ｄ間とで、それぞれの電荷転送電極間に形
成される電位ポテンシャルを均一に低減し、これにより
電荷転送効率の優れた固体撮像装置を提供する。【解決手段】第１の第１導電型半導体領域１０６と、第
２の第１導電型半導体領域１０７および第３の第１導電
型半導体領域１０８の不純物濃度を、電極間の間隔等を
考慮してそれぞれ個別に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電荷転送電極が所
定の間隔で形成された垂直電荷転送部および水平電荷転
送部を有する固体撮像装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、微細加工技術の進歩に伴い、単層
の導電性電極材料を用いてこれをエッチング加工するこ
とで０．２〜０．３μｍの電極間距離を有する単層電極
構造の電荷転送装置が形成可能となった。単層電極構造
の電荷転送装置では、電極間の重なり部分がないことか
ら、層間容量が小さく、また、電極間の絶縁の問題が無
いという利点がある。また、層間膜を形成するために電
極を酸化する必要がないため、電極材料として多結晶シ
リコンのほかにメタル膜やそのシリサイド膜を用いるこ
とができ、電極の低抵抗化が図れるという利点もある。

【０００３】図１１は、従来の固体撮像装置の垂直電荷
転送部と水平電荷転送部に相当する単層電極４相駆動と
２相駆動の電荷転送装置の平面図である。

【０００４】図１１において、１０２は電荷転送部とな
るＮ型半導体領域、１０５は垂直電荷転送部の電荷転送
電極間に形成されたＮ^-型半導体領域、１０９は光電変
換部となるＮ型半導体領域、１１０は信号読み出し部と
なるＰ型半導体領域、１１１は素子分離部となるＰ⁺型
半導体領域、１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄは垂直電荷転送部の
電荷転送電極、１１３ａ、ｂは水平電荷転送部の電荷転
送電極である。なお、垂直電荷転送部、水平電荷転送部
の各電荷転送電極は約０．３μｍの間隙を隔てて形成さ
れている。

【０００５】図１２は、従来の固体撮像装置の垂直電荷
転送部と水平電荷転送部に相当する単層電極４相駆動と
２相駆動の電荷転送装置の各製造工程に於ける断面図を
示したものである。

【０００６】まず、不純物濃度が１×１０¹⁶ｃｍ^-3程度
のＰ型半導体基板１０１内に逆導電型の不純物濃度が１
×１０¹⁷ｃｍ^-3程度のＮ型半導体領域１０２を形成し、
熱酸化を施すことにより約３０ｎｍ程度の第１の酸化膜
１０３を形成する（図１２（ａ））。

【０００７】更に、写真食刻法およびエッチング法によ
り水平電荷転送部のＮ型半導体領域１０２の所望の領域
および垂直電荷転送部のＮ型半導体領域１０２の第１の
酸化膜１０３を除去した後、再び熱酸化を施すことによ
り約６０ｎｍ程度の第２の酸化膜１０４を形成する。こ
のとき水平電荷転送部のＮ型半導体層１０２の所望の領
域に形成された第１の酸化膜１０３は約７０ｎｍ程度の
膜厚となる（図１２（ｂ））。

【０００８】次に、前記第１の酸化膜１０３および第２
の酸化膜１０４を介して周知の技術により０．３μｍの
間隔をおいて多結晶シリコン膜から成る垂直電荷転送部
の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷転
送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを形成する（図１２
（ｃ））。

【０００９】続いて、写真食刻法を用いて前記多結晶シ
リコン膜から成る垂直電荷転送部の電荷転送電極１１２
ａ、ｂ、ｃ、ｄの各電極間、水平電荷転送部の電荷転送
電極１１３ａ、ｂの各電極間、および垂直電荷転送部の
電荷転送電極１１２ｄと水平電荷転送部の電荷転送電極
１１３ａ間に自己整合的にＮ型半導体領域１０２と逆導
電型の不純物（例えばボロン）をイオン注入法にて導入
することにより不純物濃度が９．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度
のＮ^-型半導体領域１０５を形成する（図１２
（ｄ））。

【００１０】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を介して垂直電荷転送部の電荷転送電極１１２ａ、
ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷転送部の電荷転送電極１１３
ａ、ｂを金属配線１１５にて接続することにより従来の
電荷転送装置が得られる（図１２（ｅ））。

【００１１】一般的に、この様な固体撮像装置は、垂直
電荷転送部の各電荷転送電極２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに
は０〜−８Ｖ程度の振幅を有し、９０度ずつ位相のずれ
た駆動パルスを各電極に印加することにより、水平電荷
転送部の各電荷転送電極３ａ、３ｂには０〜５Ｖ程度の
振幅を有し、１８０度位相のずれた駆動パルスを各電極
に印加することにより駆動される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような固体撮像装置に於いて、垂直電荷転送部と水平
電荷転送部でそれぞれの駆動パルスの絶対値および振幅
が異なる場合があり、また、垂直電荷転送部と水平電荷
転送部でそれぞれのチャンネル幅、或いは電極間隔が異
なる場合がある。

【００１３】このような場合、垂直電荷転送部と、水平
電荷転送部と、垂直電荷転送部と水平電荷転送部間とで
それぞれ電荷転送電極間に形成される電位ポテンシャル
の深さが相違するものとなる。すなわち、電荷電送電極
が間隔をおいて存在する場合、間隙部には電位ポテンシ
ャルが形成されるが、この電位ポテンシャルは間隔が開
いているほど深いものとなる（図１３（ａ）、
（ｂ））。また、電極間に印可される電位によっても電
位ポテンシャルの形状、深さが変化し、電位差が大きけ
れば電位変調効果により浅い電位ポテンシャルが形成さ
れることとなる（（図１３（ｃ））。

【００１４】一方、前述の従来例では逆導電型のイオン
を導入して電位ポテンシャルの低減を図っているが、こ
のイオン注入による電位ポテンシャルの低減も注入量が
多すぎると逆にポテンシャル障壁を生じ、注入量には最
適値が存在する。例えば、図１４（ａ）、（ｂ）におい
て、Ф’が最適注入量となる。なお、図１４（ａ）は電
位差が無い場合、（ｂ）は電位差がある場合である。

【００１５】ところが前述の従来例では、全ての電荷転
送電極間に自己整合的にＮ型半導体領域と逆導電型の不
純物（例えばボロン）をイオン注入法にて導入すること
によりＮ^-型半導体領域を形成しているため、全ての電
荷転送電極間の電位ポテンシャルを均一に低減すること
が困難であった。このため、信号電荷の転送残りが生じ
る等、電荷転送効率の点でなお改善の余地を有してい
た。

【００１６】本発明の目的は、垂直電荷転送部と、水平
電荷転送部と、垂直電荷転送部と水平電荷転送部間とで
それぞれの電荷転送電極間に形成される電位ポテンシャ
ルを均一に低減し、電荷転送効率の優れた固体撮像装置
及びその製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明によれば、光電変換部と、前記光電変換部で発生した
電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、前記垂直
電荷転送部より転送された電荷を受けこれを水平方向に
転送する水平電荷転送部とを備える固体撮像装置であっ
て、前記垂直電荷転送部に設けられた複数の垂直電荷転
送電極と、前記各垂直電荷転送電極間に設けられた第１
の不純物領域と、前記水平電荷転送部に設けられた複数
の水平電荷転送電極と、前記各水平電荷転送電極間に設
けられた第２の不純物領域と、前記垂直電荷転送電極及
び前記水平電荷転送電極間に設けられた第３の不純物領
域とを備え、前記第３の不純物領域の不純物濃度は、少
なくとも前記第１及び第２の不純物領域の一方の不純物
濃度とは異なることを特徴とする固体撮像装置が提供さ
れる。

【００１８】また、前記第３の不純物領域の不純物濃度
は、少なくとも前記第１及び第２の不純物領域の一方の
不純物濃度よりも高いことが好ましい。

【００１９】また、前記第３の不純物領域の不純物濃度
は、前記第１及び第２の不純物領域の一方の不純物濃度
とは異なり、前記第１及び第２の不純物領域の他方の不
純物濃度と実質的に同一であることも好ましい。さら
に、前記第３の不純物領域の不純物濃度は、前記第１及
び第２の不純物領域の前記一方の不純物濃度よりも高い
ことが好ましい。

【００２０】また、前記第１、第２及び第３の不純物領
域の不純物濃度はいずれも互いに異なることが好まし
い。さらに、前記第１の不純物領域の不純物濃度は前記
第２の不純物領域の不純物濃度よりも高く、前記第２の
不純物領域の不純物濃度は前記第３の不純物領域の不純
物濃度よりも高いことが好ましい。

【００２１】さらに、本発明によれば、光電変換部と、
垂直電荷転送部と、水平電荷転送部とを備える固体撮像
装置において、前記垂直電荷転送部は、一導電型の複数
の第１不純物領域と、絶縁膜を介して前記複数の第１不
純物領域上にそれぞれ設けられた複数の垂直電荷転送電
極と、前記複数の第１不純物領域間にそれぞれ設けられ
た前記一導電型の複数の第２不純物領域とを備え、前記
水平電荷転送部は、前記一導電型の複数の第３不純物領
域と、絶縁膜を介して前記複数の第３不純物領域上にそ
れぞれ設けられた複数の水平電荷転送電極と、前記複数
の第３不純物領域間にそれぞれ設けられた前記一導電型
の複数の第４不純物領域とを備え、前記第２不純物領域
の不純物濃度と前記第４不純物領域の不純物濃度とは異
なることを特徴とする固体撮像装置が提供される。

【００２２】また、前記第１不純物領域と前記第３不純
物領域との間に設けられた前記一導電型の第５不純物領
域をさらに備え、前記第５不純物領域の不純物濃度は、
少なくとも前記第２及び第４不純物領域の一方の不純物
濃度とは異なることが好ましい。さらに、前記第１及び
第３不純物領域の不純物濃度はいずれも前記第５不純物
領域の不純物濃度よりも高く、前記第５不純物領域の不
純物濃度は前記第２及び第４不純物領域の少なくとも一
方の不純物濃度よりも高いことが好ましい。また、前記
第１、第２、第４及び第５不純物領域の不純物濃度はい
ずれも互いに異なることも好ましい。また、前記第１不
純物領域の不純物濃度と前記第３不純物領域の不純物濃
度とは実質的に同一であり、前記第２不純物領域の不純
物濃度と前記第５不純物領域の不純物濃度とは実質的に
同一であり、前記第１及び第３不純物領域の不純物濃度
は前記第２及び第５不純物領域の不純物濃度よりも高
く、前記第２及び第５不純物領域の不純物濃度は前記第
４不純物領域の不純物濃度よりも高いことも好ましい。
また、前記第１不純物領域の不純物濃度と前記第３不純
物領域の不純物濃度とは実質的に同一であり、前記第４
不純物領域の不純物濃度と前記第５不純物領域の不純物
濃度とは実質的に同一であり、前記第１及び第３不純物
領域の不純物濃度は前記第２不純物領域の不純物濃度よ
りも高く、前記第２不純物領域の不純物濃度は前記第４
及び第５不純物領域の不純物濃度よりも高いことも好ま
しい。また、前記第１、第２及び第３不純物領域の不純
物濃度はいずれも互いに同一であり、前記第４及び第５
不純物領域の不純物濃度は互いに同一であり、前記第
１、第２及び第３不純物領域の不純物濃度は前記第４及
び第５不純物領域の不純物濃度よりも高いことも好まし
い。また、前記第１、第２、第３及び第５不純物領域の
不純物濃度はいずれも互いに同一であり、前記第１、第
２、第３及び第５不純物領域の不純物濃度は前記第４不
純物領域の不純物濃度よりも高いことも好ましい。

【００２３】さらに、本発明によれば、一導電型の半導
体基板内に逆導電型の不純物領域を形成する工程と、前
記半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜
上に複数の垂直電荷転送電極及び複数の水平電荷転送電
極を形成する工程と、前記各垂直電荷転送電極間及び前
記各水平電荷転送電極間をマスクで覆い前記垂直電荷転
送電極と前記水平電荷転送電極との間の前記不純物領域
内に前記一導電型の不純物を導入する工程と、前記各水
平電荷転送電極間と前記垂直電荷転送電極及び前記水平
電荷転送電極間とをマスクで覆い前記各垂直電荷転送電
極間の前記不純物領域内に前記一導電型の不純物を導入
する工程と、前記各垂直電荷転送電極間と前記垂直電荷
転送電極及び前記水平電荷転送電極間とをマスクで覆い
前記各水平電荷転送電極間の前記不純物領域内に前記一
導電型の不純物を導入する工程とを備え、これにより前
記垂直電荷転送電極と前記水平電荷転送電極との間の不
純物領域、前記各垂直電荷転送電極間の不純物領域、及
び前記各水平電荷転送電極間の不純物領域のそれぞれの
不純物濃度を互いに異ならせたことを特徴とする固体撮
像装置の製造方法が提供される。

【００２４】また、本発明によれば、一導電型の半導体
基板内に逆導電型の不純物領域を形成する工程と、前記
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上
に複数の垂直電荷転送電極及び複数の水平電荷転送電極
を形成する工程と、前記複数の垂直電荷転送電極及び前
記複数の水平電荷転送電極をマスクとして前記不純物領
域内に前記一導電型の不純物を導入する工程と、前記垂
直電荷転送電極及び前記水平電荷転送電極間をマスクで
覆い前記各垂直電荷転送電極間及び前記各水平電荷転送
電極間の前記不純物領域内に前記一導電型の不純物を導
入する工程と、前記各垂直電荷転送電極間と前記垂直電
荷転送電極及び前記水平電荷転送電極間とをマスクで覆
い前記各水平電荷転送電極間の前記不純物領域内に前記
一導電型の不純物を導入する工程とを備える固体撮像装
置の製造方法が提供される。

【００２５】また、本発明によれば、一導電型の半導体
基板内に逆導電型の不純物領域を形成する工程と、前記
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上
に複数の垂直電荷転送電極及び複数の水平電荷転送電極
を形成する工程と、前記各水平電荷転送電極間をマスク
で覆い前記各垂直電荷転送電極間と前記垂直電荷転送電
極及び前記水平電荷転送電極間の前記不純物領域内に前
記一導電型の不純物を導入する工程と、前記各垂直電荷
転送電極間と前記垂直電荷転送電極及び前記水平電荷転
送電極間とをマスクで覆い前記各水平電荷転送電極間の
前記不純物領域内に前記一導電型の不純物を導入する工
程とを備える固体撮像装置の製造方法が提供される。

【００２６】また、本発明によれば、一導電型の半導体
基板内に逆導電型の不純物領域を形成する工程と、前記
半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上
に複数の垂直電荷転送電極及び複数の水平電荷転送電極
を形成する工程と、前記各水平電荷転送電極間と前記垂
直電荷転送電極及び前記水平電荷転送電極間とをマスク
で覆い前記各垂直電荷転送電極間の前記不純物領域内に
前記一導電型の不純物を導入する工程と、前記各垂直電
荷転送電極間をマスクで覆い前記各水平電荷転送電極間
と前記垂直電荷転送電極及び前記水平電荷転送電極間の
前記不純物領域内に前記一導電型の不純物を導入する工
程とを備える固体撮像装置の製造方法が提供される。

【００２７】また、本発明によれば、第１導電型半導体
基板上に絶縁膜を介して単層の電荷転送電極が所定の間
隔で形成されてなる垂直電荷転送部および水平電荷転送
部を備えた固体撮像装置において、前記垂直電荷転送部
と水平電荷転送部との間の接続領域に設けられた第１の
第１導電型半導体領域と、前記垂直電荷転送部の各電荷
転送電極間の間隙に設けられた第２の第１導電型半導体
領域と、前記水平電荷転送部の各電荷転送電極間の間隙
に設けられた第３の第１導電型半導体領域とを有し、前
記第１の第１導電型半導体領域、前記第２の第１導電型
半導体領域および前記第３の第１導電型半導体領域の不
純物濃度がそれぞれ異なり、駆動電圧印加時に、前記垂
直電荷転送部の各電荷転送電極間に形成される電位ポテ
ンシャルと、前記水平電荷転送部の各電荷転送電極間に
形成される電位ポテンシャルと、前記垂直電荷転送部と
前記水平電荷転送部との間の接続領域に形成される電位
ポテンシャルとが略等しい深さとなるように、前記第１
の第１導電型半導体領域、前記第２の第１導電型半導体
領域および前記第３の第１導電型半導体領域の不純物濃
度が設定されていることを特徴とする固体撮像装置も提
供される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、実施例をもって本発明の実
施の形態を説明する。

【００２９】本発明の一実施例による固体撮像装置を示
す図１を参照すれば、本実施例による固体撮像装置は光
電変換部１０と、垂直電荷転送部２０と、水平電荷転送
部３０とからなる。垂直電荷転送部２０及び水平電荷転
送部３０は単層電極構造を有する。垂直電荷転送部２０
は４相クロックからなる駆動パルスによって駆動され
て、光電変換部１０で発生した電荷を水平電荷転送部３
０へ転送する。水平電荷転送部３０は２相クロックから
なる駆動パルスによって駆動されて、垂直電荷転送部２
０より転送される電荷を図示しない出力端へ転送する。

【００３０】図１において、１０２は電荷転送部となる
Ｎ型半導体領域、１０６は垂直電荷転送部と水平電荷転
送部の電荷転送電極間に形成された第１のＮ^-型半導体
領域、１０７は垂直電荷転送部の電荷転送電極間に形成
された第２のＮ^-型半導体領域、１０８は水平電荷転送
部の電荷転送電極間に形成された第３のＮ^-型半導体領
域、１０９は光電変換部となるＮ型半導体領域、１１０
は信号読み出し部となるＰ型半導体領域、１１１は素子
分離部となるＰ⁺型半導体領域、１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄ
は垂直電荷転送部の電荷転送電極、１１３ａ、ｂは水平
電荷転送部の電荷転送電極である。

【００３１】垂直電荷転送部の電荷転送電極１１２ａ、
ｂ、ｃ、ｄにはそれぞれ異なる位相の駆動パルスが印加
され、水平電荷転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂには
それぞれ異なる位相の駆動パルスが印加される。なお、
垂直電荷転送部、水平電荷転送部の各電荷転送電極は約
０．３μｍの間隙を隔て形成されている。

【００３２】次に、図２を用いて、図１に示す固体撮像
装置の製造工程を、垂直電荷転送部のＩ−Ｉ’断面と、
水平電荷転送部のＩＩ−ＩＩ’断面を用いて説明する。

【００３３】まず、不純物濃度が１．０×１０¹⁶ｃｍ^-3
程度のＰ型半導体基板１０１内に逆導電型の不純物濃度
が１．０×１０¹⁷ｃｍ^-3程度のＮ型半導体領域１０２を
形成する。その後、熱酸化を施すことにより約３０ｎｍ
程度の第１の酸化膜１０３を形成する（図２（ａ））。

【００３４】次に、写真食刻法およびエッチング法によ
り、水平電荷転送部２０に形成された第１の酸化膜１０
３及び垂直電荷転送部３０に形成された第１の酸化膜１
０３の一部を除去する。その後、再び熱酸化を施すこと
により約６０ｎｍ程度の第２の酸化膜１０４を形成す
る。この時、水平電荷転送部３０に残存している第１の
酸化膜１０３はさらに成長し、約７０ｎｍ程度の膜厚と
なる。

【００３５】これにより、垂直電荷転送部２０の全面
は、厚さ約６０ｎｍの第２の酸化膜１０４に覆われるこ
ととなり、水平電荷転送部３０のうち、上記エッチング
により第１の酸化膜１０３が除去された部分においては
厚さ約６０ｎｍの第２の酸化膜１０４に覆われ、第１の
酸化膜１０３が除去されなかった部分においては厚さ約
７０ｎｍに成長した第１の酸化膜１０３に覆われること
なる。

【００３６】次に、前記第１の酸化膜１０３および第２
の酸化膜１０４上に多結晶シリコン膜を形成し、これを
パターニングすることにより、垂直電荷転送部２０には
電荷転送電極１１２を形成し、水平電荷転送部３０には
電荷転送電極１１３を形成する。これら各電荷転送電極
１１２間の間隔及び各電荷転送電極１１３間の間隔は約
０．３μｍである。また、Ｉ−Ｉ’断面に示されるよう
に、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極１１２と水
平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との間隔も約
０．３μｍである（図２（ｂ））。

【００３７】続いて、全面にマスク材を形成し、写真食
刻法を用いて、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極
１１２と水平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との
間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材１１６ａ
とする。その後、マスク材１１６ａをマスクとしてＮ型
半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えばボロン）
をイオン注入法にて導入する。これにより、不純物濃度
が９．７×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第１のＮ^-型半導体領域
１０６が形成される（図２（ｃ））。

【００３８】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電
極１１２間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｂとする。その後、マスク材１１６ｂをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が９．５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ−型半
導体領域１０７が形成される（図２（ｄ））。

【００３９】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｃとする。その後、マスク材１１６ｃをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が９．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第３のＮ−型半
導体領域１０８が形成される（図２（ｅ））。

【００４０】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を形成し（図２（ｆ））、これを介して垂直電荷転送
部の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷
転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを金属配線１１５に
て接続することにより本発明の電荷転送装置が完成する
（図２（ｇ））。

【００４１】一般的に、この様な固体撮像装置の駆動時
においては、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１
２ａ、ｂ、ｃ、ｄには、０〜−８Ｖ程度の振幅を有する
９０度ずつ位相のずれた駆動パルスがそれぞれ印加さ
れ、水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３ａ、ｂ
には、０〜５Ｖ程度の振幅を有する１８０度位相のずれ
た駆動パルスがそれぞれ印加される。

【００４２】この様に、垂直電荷転送部２０の電荷転送
電極１１２に印加される駆動パルスと、水平電荷転送部
３０の電荷転送電極１１３に印加される駆動パルスは、
その振幅も電位も異なっている。さらに、垂直電荷転送
部２０と水平電荷転送部３０とはチャンネル幅が異なっ
ており、チャンネル幅が狭いほどナローチャンネル効果
が顕著となる。このため、垂直電荷転送部２０の各電荷
転送電極１１２間に形成される電位ポテンシャルと、水
平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間に形成され
る電位ポテンシャルは、互いに異なった深さとなってい
る。さらに、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極１
１２と水平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との間
に形成される電位ポテンシャルの深さも、上記電位ポテ
ンシャルとは異なっている。

【００４３】しかし、本実施例の固体撮像装置によれ
ば、垂直電荷転送部２０と水平電荷転送部３０の接続領
域となる電荷転送電極間には、不純物濃度が９．７×１
０¹⁶ｃｍ^-3程度の第１のＮ^-型半導体領域が形成され、
垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間には不純
物濃度が９．５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ^-型半導
体領城が形成され、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間には不純物濃度が９．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度
の第３のＮ^-型半導体領域が形成されている。このた
め、上述のように、垂直電荷転送部２０と水平電荷転送
部３０のチャンネル幅、及びこれら電荷転送電極に印加
される駆動パルスの振幅、電位が異なる場合において
も、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間、水
平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３間、および垂直
電荷転送部２０と水平電荷転送部３０の接続領域の全て
において、電荷転送の障害とならないような均一な電位
ポテンシャルが形成される。これにより電荷転送効率が
向上する。

【００４４】次に、図３を用いて、図１に示す固体撮像
装置の他の製造工程を、垂直電荷転送部のＩ−Ｉ’断面
と、水平電荷転送部のＩＩ−ＩＩ’断面を用いて説明す
る電荷転送電極１１２及び１１３を形成する工程（図３
（ａ）及び（ｂ））までは、図２（ａ）及び（ｂ）に示
した工程と同一であるので、その説明は省略する。

【００４５】図３（ａ）及び（ｂ）に示す工程により電
荷転送電極１１２及び１１３を形成した後、マスク材を
形成することなく、Ｎ型半導体領域１０２と逆導電型の
不純物（例えばボロン）をイオン注入法にて導入する。
これにより、各電荷転送電極１１２及び１１３間には、
不純物濃度が９．７×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第１のＮ^- 型
半導体領域１０６が形成される（図３（ｃ））。

【００４６】次に、全面にマスク材を形成し、写真食刻
法を用いて、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１
２間に対応する部分及び水平電荷転送部３０の各電荷転
送電極１１３間に対応する部分を選択的に除去し、マス
ク材１１６ａとする。その後、マスク材１１６ａをマス
クとしてＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例
えばボロン）をイオン注入法にて導入する。これによ
り、不純物濃度が９．５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ
^-型半導体領域１０７が形成される（図３（ｄ））。

【００４７】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｂとする。その後、マスク材１１６ｂをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が９．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第３のＮ^-型半
導体領域１０８が形成される（図３（ｅ））。

【００４８】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を形成し（図３（ｆ））、これを介して垂直電荷転送
部の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷
転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを金属配線１１５に
て接続することにより本発明の電荷転送装置が完成する
（図３（ｇ））。

【００４９】このように、導入すべき不純物濃度が小さ
い領域から順次イオン注入をを行うことにより、写真食
刻法による工程が１回削減される。

【００５０】次に、図４を用いて、図１に示す固体撮像
装置のさらに他の製造工程を、垂直電荷転送部のＩ−
Ｉ’断面と、水平電荷転送部のＩＩ−ＩＩ’断面を用い
て説明する。

【００５１】電荷転送電極１１２及び１１３を形成する
工程（図４（ａ）及び（ｂ））までは、図２（ａ）及び
（ｂ）に示した工程と同一であるので、その説明は省略
する。

【００５２】図４（ａ）及び（ｂ）に示す工程により電
荷転送電極１１２及び１１３を形成した後、全面にマス
ク材を形成し、写真食刻法を用いて、垂直電荷転送部２
０の各電荷転送電極１１２間に対応する部分及び垂直電
荷転送部２０の最終電荷転送電極と水平電荷転送部３０
の電荷転送電極１１２との間に対応する部分を選択的に
除去し、マスク材１１６ａとする。その後、マスク材１
１６ａをマスクとしてＮ型半導体領域１０２と逆導電型
の不純物（例えばボロン）をイオン注入法にて導入す
る。これにより、不純物濃度が９．７×１０¹⁶ｃｍ^-3程
度の第１のＮ^-型半導体領域１０６が形成される（図４
（ｃ））。

【００５３】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｂとする。その後、マスク材１１６ｂをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が９．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ^-型半
導体領域１０８が形成される（図４（ｄ））。

【００５４】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を形成し（図４（ｅ））、これを介して垂直電荷転送
部の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷
転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを金属配線１１５に
て接続することにより本発明の電荷転送装置が完成する
（図４（ｆ））。

【００５５】このように、垂直電荷転送部２０の各電荷
転送電極１１２間の不純物濃度と、垂直電荷転送部２０
の最終電荷転送電極と水平電荷転送部３０の電荷転送電
極１１２との間の不純物濃度が同一であっても、実用上
問題がない場合は、これらを共通のイオン注入工程によ
り同時に形成することにより、工程を簡素化することが
出来る。すなわち、この方法によれば、各領域１０６及
び１０８を形成するためのイオン注入は、図２に示した
方法と同様それぞれ１回であるため、各イオン注入工程
における条件設定が図２に示した方法と同様、容易であ
るとともに、イオン注入のための写真食刻工程が図３に
示した方法と同様、図２に示した方法と比べて１回削減
される。

【００５６】次に、図５を用いて、図１に示す固体撮像
装置のさらに他の製造工程を、垂直電荷転送部のＩ−
Ｉ’断面と、水平電荷転送部のＩＩ−ＩＩ’断面を用い
て説明する。

【００５７】電荷転送電極１１２及び１１３を形成する
工程（図５（ａ）及び（ｂ））までは、図２（ａ）及び
（ｂ）に示した工程と同一であるので、その説明は省略
する。

【００５８】図５（ａ）及び（ｂ）に示す工程により電
荷転送電極１１２及び１１３を形成した後、全面にマス
ク材を形成し、写真食刻法を用いて、垂直電荷転送部２
０の各電荷転送電極１１２間に対応する部分を選択的に
除去し、マスク材１１６ａとする。その後、マスク材１
１６ａをマスクとしてＮ型半導体領域１０２と逆導電型
の不純物（例えばボロン）をイオン注入法にて導入す
る。これにより、不純物濃度が９．５×１０¹⁶ｃｍ^-3程
度の第１のＮ^-型半導体領域１０６が形成される（図５
（ｃ））。

【００５９】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間に対応する部分及び垂直電荷転送部２０の最
終電荷転送電極と水平電荷転送部３０の電荷転送電極１
１２との間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｂとする。その後、マスク材１１６ｂをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が９．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ^-型半
導体領域１０８が形成される（図５（ｄ））。

【００６０】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を形成し（図５（ｅ））、これを介して垂直電荷転送
部の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷
転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを金属配線１１５に
て接続することにより本発明の電荷転送装置が完成する
（図５（ｆ））。

【００６１】このように、水平電荷転送部３０の各電荷
転送電極１１３間の不純物濃度と、垂直電荷転送部２０
の最終電荷転送電極と水平電荷転送部３０の電荷転送電
極１１２との間の不純物濃度が同一であっても、実用上
問題がない場合は、これらを共通のイオン注入工程によ
り同時に形成することにより、工程を簡素化することが
出来る。すなわち、この方法によれば、各領域１０６及
び１０８を形成するためのイオン注入は、図２に示した
方法と同様それぞれ１回であるため、各イオン注入工程
における条件設定が図２に示した方法と同様、容易であ
るとともに、イオン注入のための写真食刻工程が図３及
び図４に示した方法と同様、図２に示した方法と比べて
１回削減される。

【００６２】また、図示しないが、特に垂直電荷転送部
２０の各電荷転送電極１１２間の間隔がより狭い場合な
どは、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間へ
のイオン注入工程を省略することも可能である。この場
合は、例えば、図２に示した工程のうち、図２（ｄ）の
工程を省略すればよい。若しくは、図３に示した工程の
うち、図３（ｄ）の工程を省略するとともに図３（ｃ）
の工程において垂直電荷転送部２０をマスク材１１６で
覆えばよい。これによれば、イオン注入のための写真食
刻工程が図２に示した方法と比べて１回削減される。

【００６３】さらに、垂直電荷転送部２０の各電荷転送
電極１１２間へのイオン注入工程を省略する場合におい
て、図５において説明したように、水平電荷転送部３０
の各電荷転送電極１１３間の不純物濃度と、垂直電荷転
送部２０の最終電荷転送電極と水平電荷転送部３０の電
荷転送電極１１２との間の不純物濃度が同一であっても
実用上問題がない場合は、その製造工程は一層簡易とな
る。すなわち、図５に示した工程のうち、図５（ｃ）の
工程を省略すればよい。これによれば、イオン注入工程
は図５（ｄ）の１回だけですむ。

【００６４】さらに、垂直電荷転送部２０の各電荷転送
電極１１２間へのイオン注入工程を省略するだけでな
く、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極と水平電荷
転送部３０の電荷転送電極１１２との間へのイオン注入
工程をも省略し、水平電荷転送部３０の各電荷転送電極
１１３間へのみイオン注入することも可能である。この
場合は、図４に示した工程のうち、図４（ｃ）の工程を
省略すればよい。これによれば、イオン注入工程は図４
（ｄ）の１回だけですむ。

【００６５】次に、本発明の他の実施例による固体撮像
装置について説明する。図６を参照すれば、本実施例に
よる固体撮像装置は光電変換部１０と、垂直電荷転送部
２０と、水平電荷転送部３０とからなる。垂直電荷転送
部２０及び水平電荷転送部３０は単層電極構造を有す
る。垂直電荷転送部２０は４相クロックからなる駆動パ
ルスによって駆動されて、光電変換部１０で発生した電
荷を水平電荷転送部３０へ転送する。水平電荷転送部３
０は２相クロックからなる駆動パルスによって駆動され
て、垂直電荷転送部２０より転送される電荷を図示しな
い出力端へ転送する。

【００６６】図６に示す固体撮像装置が図１に示す固体
撮像装置と異なる点は、垂直電荷転送部２０の各電荷転
送電極１１２間の間隔と、水平電荷転送部３０の各電荷
転送電極１１３間の間隔とが異なっている点である。す
なわち、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間
の間隔は約０．３μｍであり、水平電荷転送部３０の各
電荷転送電極１１３間の間隔は約０．５μｍである。
尚、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極１１２と水
平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との間隔は約
０．３μｍである。

【００６７】この様に、水平電荷転送部３０の各電荷転
送電極１１３間の間隔を、垂直電荷転送部２０の各電荷
転送電極１１２間の間隔よりも広く設定することによ
り、水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の容
量を小さくし、これにより、駆動周波数の高い水平電荷
転送部が消費する電力を低減している。

【００６８】次に、図７を用いて、図６に示す固体撮像
装置の製造工程を、垂直電荷転送部のＩ−Ｉ’断面と、
水平電荷転送部のＩＩ−ＩＩ’断面を用いて説明する。

【００６９】まず、不純物濃度が１．０×１０¹⁶ｃｍ^-3
程度のＰ型半導体基板１０１内に逆導電型の不純物濃度
が１．０×１０¹⁷ｃｍ^-3程度のＮ型半導体領域１０２を
形成する。その後、熱酸化を施すことにより約３０ｎｍ
程度の第１の酸化膜１０３を形成する（図７（ａ））。

【００７０】次に、写真食刻法およびエッチング法によ
り、水平電荷転送部２０に形成された第１の酸化膜１０
３及び垂直電荷転送部３０に形成された第１の酸化膜１
０３の一部を除去する。その後、再び熱酸化を施すこと
により約６０ｎｍ程度の第２の酸化膜１０４を形成す
る。この時、水平電荷転送部３０に残存している第１の
酸化膜１０３はさらに成長し、約７０ｎｍ程度の膜厚と
なる。

【００７１】これにより、垂直電荷転送部２０の全面
は、厚さ約６０ｎｍの第２の酸化膜１０４に覆われるこ
ととなり、水平電荷転送部３０のうち、上記エッチング
により第１の酸化膜１０３が除去された部分においては
厚さ約６０ｎｍの第２の酸化膜１０４に覆われ、第１の
酸化膜１０３が除去されなかった部分においては厚さ約
７０ｎｍに成長した第１の酸化膜１０３に覆われること
なる。

【００７２】次に、前記第１の酸化膜１０３および第２
の酸化膜１０４上に多結晶シリコン膜を形成し、これを
パターニングすることにより、垂直電荷転送部２０には
電荷転送電極１１２を形成し、水平電荷転送部３０には
電荷転送電極１１３を形成する。垂直電荷転送部２０の
各電荷転送電極１１２間の間隔は約０．３μｍであり、
水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の間隔は
約０．５μｍである。また、Ｉ−Ｉ’断面に示されるよ
うに、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極１１２と
水平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との間隔は約
０．３μｍである（図７（ｂ））。

【００７３】続いて、全面にマスク材を形成し、写真食
刻法を用いて、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極
１１２と水平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との
間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材１１６ａ
とする。その後、マスク材１１６ａをマスクとしてＮ型
半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えばボロン）
をイオン注入法にて導入する。これにより、不純物濃度
が９．７×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第１のＮ^-型半導体領域
１０６が形成される（図７（ｃ））。

【００７４】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電
極１１２間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｂとする。その後、マスク材１１６ｂをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が９．５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ^-型半
導体領域１０７が形成される（図７（ｄ））。

【００７５】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｃとする。その後、マスク材１１６ｃをマスクと
してＮ型半導体領域１０２と逆導電型の不純物（例えば
ボロン）をイオン注入法にて導入する。これにより、不
純物濃度が８．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第３のＮ^-型半
導体領域１０８が形成される（図７（ｅ））。

【００７６】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を形成し（図７（ｆ））、これを介して垂直電荷転送
部の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電荷
転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを金属配線１１５に
て接続することにより本発明の電荷転送装置が完成する
（図７（ｇ））。

【００７７】このように、本実施例の固体撮像装置によ
れば、垂直電荷転送部２０と水平電荷転送部３０の接続
領域となる電荷転送電極間には、不純物濃度が９．７×
１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第１のＮ^-型半導体領域１０６が形
成され、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間
には不純物濃度が９．５×１０¹⁶ｃｍ^-3程度の第２のＮ
^-型半導体領城１０７が形成され、水平電荷転送部３０
の各電荷転送電極１１３間には不純物濃度が８．０×１
０¹⁶ｃｍ^-3程度の第３のＮ^-型半導体領域１０８が形成
されている。

【００７８】つまり、本実施例では、駆動周波数の高い
水平電荷転送部における消費電力低減のために、水平電
荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の間隔を、垂直
電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間の間隔よりも
広く設定しているため、水平電荷転送部３０の各電荷転
送電極１１３間の不純物濃度を一層低く設定することに
より、各領域において均一な電位ポテンシャルが形成さ
れる。これにより電荷転送効率が向上する。

【００７９】尚、本実施例による固体撮像装置において
も、図３乃至図５に示した方法を用いて各領域の不純物
濃度を設定しても良い。

【００８０】次に、本発明のさらに他の実施例による固
体撮像装置について図８を用いて説明する。

【００８１】図７に示す、本実施例による固体撮像装置
は、不純物濃度が１．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度のＮ型半導
体基板２０１内に形成された逆導電型の不純物濃度が
１．０×１０¹⁶ｃｍ^-3程度のＰ型ウエル層２０２を形成
を有し、このＰ型ウエル層２０２内に逆導電型のＮ型半
導体領域１０２を形成し、またＰ型ウエル層２０２上に
電荷転送電極１１２及び１１３を形成するものである。
その製造方法は、図８（ａ）〜図８（ｇ）に示すよう
に、Ｎ型半導体基板２０１内にＰ型ウエル層２０２を形
成する工程を除いて図２又は図７に示した方法と同様で
ある。また、図３乃至図５に示した方法を用いても良い
ことはいうまでもない。

【００８２】このように、本発明は、ウェルを用いた固
体撮像装置にも適用可能である。

【００８３】上述した各実施例は、本発明を埋め込み型
の電荷転送装置に適用したものであるが、本発明は、表
面型の電荷転送装置に対しても、同様に適用できる。

【００８４】図９は、本発明を表面型の電荷転送装置に
適用した実施例を説明する図である。本実施例において
も、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間の間
隔と、水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の
間隔とが異なっている。すなわち、垂直電荷転送部２０
の各電荷転送電極１１２間の間隔は約０．３μｍであ
り、水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の間
隔は約０．５μｍである。尚、垂直電荷転送部２０の最
終電荷転送電極１１２と水平電荷転送部３０の電荷転送
電極１１３との間隔は約０．３μｍである。この様に、
水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の間隔
を、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電極１１２間の間
隔よりも広く設定することにより、駆動周波数の高い水
平電荷転送部が消費する電力を低減している。

【００８５】次に、図１０を用いて、図９に示す固体撮
像装置の製造工程を、垂直電荷転送部のＩ−Ｉ’断面
と、水平電荷転送部のＩＩ−ＩＩ’断面を用いて説明す
る。

【００８６】まず、不純物濃度が１．０×１０¹⁶ｃｍ^-3
程度のＰ型半導体基板１０１を熱酸化することにより約
３０ｎｍ程度の第１の酸化膜１０３を形成する（図１０
（ａ））。

【００８７】次に、写真食刻法およびエッチング法によ
り、水平電荷転送部２０に形成された第１の酸化膜１０
３及び垂直電荷転送部３０に形成された第１の酸化膜１
０３の一部を除去する。その後、再び熱酸化を施すこと
により約６０ｎｍ程度の第２の酸化膜１０４を形成す
る。この時、水平電荷転送部３０に残存している第１の
酸化膜１０３はさらに成長し、約７０ｎｍ程度の膜厚と
なる。

【００８８】これにより、垂直電荷転送部２０の全面
は、厚さ約６０ｎｍの第２の酸化膜１０４に覆われるこ
ととなり、水平電荷転送部３０のうち、上記エッチング
により第１の酸化膜１０３が除去された部分においては
厚さ約６０ｎｍの第２の酸化膜１０４に覆われ、第１の
酸化膜１０３が除去されなかった部分においては厚さ約
７０ｎｍに成長した第１の酸化膜１０３に覆われること
なる。

【００８９】次に、前記第１の酸化膜１０３および第２
の酸化膜１０４上に多結晶シリコン膜を形成し、これを
パターニングすることにより、垂直電荷転送部２０には
電荷転送電極１１２を形成し、水平電荷転送部３０には
電荷転送電極１１３を形成する。垂直電荷転送部２０の
各電荷転送電極１１２間の間隔は約０．３μｍであり、
水平電荷転送部３０の各電荷転送電極１１３間の間隔は
約０．５μｍである。また、Ｉ−Ｉ’断面に示されるよ
うに、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極１１２と
水平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との間隔は約
０．３μｍである（図１０（ｂ））。

【００９０】続いて、全面にマスク材を形成し、写真食
刻法を用いて、垂直電荷転送部２０の最終電荷転送電極
１１２と水平電荷転送部３０の電荷転送電極１１３との
間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材１１６ａ
とする。その後、マスク材１１６ａをマスクとしてＰ型
半導体領域１０１と逆導電型の不純物（例えばリン）を
イオン注入法にて導入する（図１０（ｃ））。

【００９１】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、垂直電荷転送部２０の各電荷転送電
極１１２間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｂとする。その後、マスク材１１６ｂをマスクと
してＰ型半導体領域１０１と逆導電型の不純物（例えば
リン）をイオン注入法にて導入する（図１０（ｄ））。

【００９２】更に、再度、全面にマスク材を形成し、写
真食刻法を用いて、水平電荷転送部３０の各電荷転送電
極１１３間に対応する部分を選択的に除去し、マスク材
１１６ｃとする。その後、マスク材１１６ｃをマスクと
してＰ型半導体領域１０１と逆導電型の不純物（例えば
リン）をイオン注入法にて導入する（図１０（ｅ））。

【００９３】その後、周知の技術により層間絶縁膜１１
４を形成し（図１０（ｆ））、これを介して垂直電荷転
送部の電荷転送電極１１２ａ、ｂ、ｃ、ｄおよび水平電
荷転送部の電荷転送電極１１３ａ、ｂを金属配線１１５
にて接続することにより本発明の電荷転送装置が完成す
る（図１０（ｇ））。

【００９４】この様に、本実施例による固体撮像装置
も、上記各実施例によるの固体撮像装置と同様に、垂直
電荷転送部２０の電荷転送電極１１２間、水平電荷転送
部３０の電荷転送電極１１３間、および垂直電荷転送部
２０と水平電荷転送部３０の接続領域のそれぞれに、均
一な電位ポテンシャルを形成することができ、これによ
り電荷転送効率を向上させることができる。

【００９５】尚、本発明は、上述のような単層電極４相
駆動の垂直電荷転送部と単層電極２相駆動の水平電荷転
送部からなるインターライン型固体撮像装置に限定され
ず、例えば、３相駆動であっても良いし、またフレーム
転送型固体撮像装置であっても良い。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の固体撮像
装置は、垂直電荷転送部と水平電荷転送部との間の接続
領域、垂直電荷転送部の各電荷転送電極間、水平電荷転
送部の各電荷転送電極間のそれぞれに不純物濃度の異な
る半導体領域を設けているため、各電極間に電荷転送の
障害とならないような均一な電位ポテンシャルが形成さ
れるようにすることができ、これにより電荷転送効率を
向上させることができる。

【００９７】また、これらの半導体領域の内、任意の２
つの半導体領域の不純物濃度を等しくすれば、製造工程
を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の平面
図である。

【図２】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の製造
方法を示す主要工程の断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例の固体撮像装置の他の
製造方法を示す主要工程の断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例の固体撮像装置のさら
に他の製造方法を示す主要工程の断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例の固体撮像装置のさら
に他の製造方法を示す主要工程の断面図である。

【図６】本発明の第２の実施例の固体撮像装置の平面
図である。

【図７】本発明の第２の実施例の固体撮像装置の製造
方法を示す主要工程の断面図である。

【図８】本発明の第３の実施例の固体撮像装置の製造
方法を示す主要工程の断面図である。

【図９】本発明の第４の実施例の固体撮像装置の平面
図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の固体撮像装置の製
造方法を示す主要工程の断面図である。

【図１１】従来の固体撮像装置の平面図である。

【図１２】従来の固体撮像装置の製造方法を示す主要
工程の断面図である。

【図１３】電極間に形成される電位ポテンシャルの形
状を示す図である。

【図１４】電極間に形成される電位ポテンシャルの形
状がイオン注入量によって異なることを説明するための
図である。

【符号の説明】

１０光電変換部２０垂直電荷転送部３０水平電荷転送部１０１Ｐ型半導体基板１０２電荷転送部のＮ型半導体領域１０３第１の絶縁膜１０４第２の絶縁膜１０５Ｎ^-型半導体領域１０６第１のＮ^-型半導体領域１０７第２のＮ^-型半導体領域１０８第３のＮ^-型半導体領域１０９光電変換部のＮ型半導体領域１１０Ｐ型半導体領域１１１Ｐ⁺型半導体領域１１２垂直電荷転送部の電荷転送電極１１３水平電荷転送部の電荷転送電極１１４層間絶縁膜１１５金属配線１１６フォトレジスト２０１Ｎ-型半導体基板２０２Ｐ型ウエル層３０６第１のＰ^-型半導体領域３０７第２のＰ^-型半導体領域３０８第３のＰ^-型半導体領域１２０１電極１２０２ポテンシャル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換部と、前記光電変換部で発生し
た電荷を垂直方向に転送する垂直電荷転送部と、前記垂
直電荷転送部より転送された電荷を受けこれを水平方向
に転送する水平電荷転送部とを備える固体撮像装置であ
って、前記垂直電荷転送部に設けられた複数の垂直電荷
転送電極と、前記各垂直電荷転送電極間に設けられた第
１の不純物領域と、前記水平電荷転送部に設けられた複
数の水平電荷転送電極と、前記各水平電荷転送電極間に
設けられた第２の不純物領域と、前記垂直電荷転送電極
及び前記水平電荷転送電極間に設けられた第３の不純物
領域とを備え、前記第３の不純物領域の不純物濃度は、
少なくとも前記第１及び第２の不純物領域の一方の不純
物濃度とは異なることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】前記第３の不純物領域の不純物濃度は、
少なくとも前記第１及び第２の不純物領域の一方の不純
物濃度よりも高いことを特徴とする請求項１記載の固体
撮像装置。
【請求項３】前記第３の不純物領域の不純物濃度は、
前記第１及び第２の不純物領域の一方の不純物濃度とは
異なり、前記第１及び第２の不純物領域の他方の不純物
濃度と実質的に同一であることを特徴とする請求項１記
載の固体撮像装置。
【請求項４】前記第３の不純物領域の不純物濃度は、
前記第１及び第２の不純物領域の前記一方の不純物濃度
よりも高いことを特徴とする請求項３記載の固体撮像装
置。
【請求項５】前記第１、第２及び第３の不純物領域の
不純物濃度はいずれも互いに異なることを特徴とする請
求項１記載の固体撮像装置。
【請求項６】前記第１の不純物領域の不純物濃度は前
記第２の不純物領域の不純物濃度よりも高く、前記第２
の不純物領域の不純物濃度は前記第３の不純物領域の不
純物濃度よりも高いことを特徴とする請求項５記載の固
体撮像装置。
【請求項７】光電変換部と、垂直電荷転送部と、水平
電荷転送部とを備える固体撮像装置において、前記垂直
電荷転送部は、一導電型の複数の第１不純物領域と、絶
縁膜を介して前記複数の第１不純物領域上にそれぞれ設
けられた複数の垂直電荷転送電極と、前記複数の第１不
純物領域間にそれぞれ設けられた前記一導電型の複数の
第２不純物領域とを備え、前記水平電荷転送部は、前記
一導電型の複数の第３不純物領域と、絶縁膜を介して前
記複数の第３不純物領域上にそれぞれ設けられた複数の
水平電荷転送電極と、前記複数の第３不純物領域間にそ
れぞれ設けられた前記一導電型の複数の第４不純物領域
とを備え、前記第２不純物領域の不純物濃度と前記第４
不純物領域の不純物濃度とは異なることを特徴とする固
体撮像装置。
【請求項８】前記第１不純物領域と前記第３不純物領
域との間に設けられた前記一導電型の第５不純物領域を
さらに備え、前記第５不純物領域の不純物濃度は、少な
くとも前記第２及び第４不純物領域の一方の不純物濃度
とは異なることを特徴とする請求項７記載の固体撮像装
置。
【請求項９】前記第１及び第３不純物領域の不純物濃
度はいずれも前記第５不純物領域の不純物濃度よりも高
く、前記第５不純物領域の不純物濃度は前記第２及び第
４不純物領域の少なくとも一方の不純物濃度よりも高い
ことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１０】前記第１、第２、第４及び第５不純物
領域の不純物濃度はいずれも互いに異なることを特徴と
する請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１１】前記第１不純物領域の不純物濃度と前
記第３不純物領域の不純物濃度とは実質的に同一であ
り、前記第２不純物領域の不純物濃度と前記第５不純物
領域の不純物濃度とは実質的に同一であり、前記第１及
び第３不純物領域の不純物濃度は前記第２及び第５不純
物領域の不純物濃度よりも高く、前記第２及び第５不純
物領域の不純物濃度は前記第４不純物領域の不純物濃度
よりも高いことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装
置。
【請求項１２】前記第１不純物領域の不純物濃度と前
記第３不純物領域の不純物濃度とは実質的に同一であ
り、前記第４不純物領域の不純物濃度と前記第５不純物
領域の不純物濃度とは実質的に同一であり、前記第１及
び第３不純物領域の不純物濃度は前記第２不純物領域の
不純物濃度よりも高く、前記第２不純物領域の不純物濃
度は前記第４及び第５不純物領域の不純物濃度よりも高
いことを特徴とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１３】前記第１、第２及び第３不純物領域の
不純物濃度はいずれも互いに同一であり、前記第４及び
第５不純物領域の不純物濃度は互いに同一であり、前記
第１、第２及び第３不純物領域の不純物濃度は前記第４
及び第５不純物領域の不純物濃度よりも高いことを特徴
とする請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１４】前記第１、第２、第３及び第５不純物
領域の不純物濃度はいずれも互いに同一であり、前記第
１、第２、第３及び第５不純物領域の不純物濃度は前記
第４不純物領域の不純物濃度よりも高いことを特徴とす
る請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項１５】一導電型の半導体基板内に逆導電型の
不純物領域を形成する工程と、前記半導体基板上に絶縁
膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に複数の垂直電荷転
送電極及び複数の水平電荷転送電極を形成する工程と、
前記各垂直電荷転送電極間及び前記各水平電荷転送電極
間をマスクで覆い前記垂直電荷転送電極と前記水平電荷
転送電極との間の前記不純物領域内に前記一導電型の不
純物を導入する工程と、前記各水平電荷転送電極間と前
記垂直電荷転送電極及び前記水平電荷転送電極間とをマ
スクで覆い前記各垂直電荷転送電極間の前記不純物領域
内に前記一導電型の不純物を導入する工程と、前記各垂
直電荷転送電極間と前記垂直電荷転送電極及び前記水平
電荷転送電極間とをマスクで覆い前記各水平電荷転送電
極間の前記不純物領域内に前記一導電型の不純物を導入
する工程とを備え、これにより前記垂直電荷転送電極と
前記水平電荷転送電極との間の不純物領域、前記各垂直
電荷転送電極間の不純物領域、及び前記各水平電荷転送
電極間の不純物領域のそれぞれの不純物濃度を互いに異
ならせたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】一導電型の半導体基板内に逆導電型の
不純物領域を形成する工程と、前記半導体基板上に絶縁
膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に複数の垂直電荷転
送電極及び複数の水平電荷転送電極を形成する工程と、
前記複数の垂直電荷転送電極及び前記複数の水平電荷転
送電極をマスクとして前記不純物領域内に前記一導電型
の不純物を導入する工程と、前記垂直電荷転送電極及び
前記水平電荷転送電極間をマスクで覆い前記各垂直電荷
転送電極間及び前記各水平電荷転送電極間の前記不純物
領域内に前記一導電型の不純物を導入する工程と、前記
各垂直電荷転送電極間と前記垂直電荷転送電極及び前記
水平電荷転送電極間とをマスクで覆い前記各水平電荷転
送電極間の前記不純物領域内に前記一導電型の不純物を
導入する工程とを備える固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】一導電型の半導体基板内に逆導電型の
不純物領域を形成する工程と、前記半導体基板上に絶縁
膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に複数の垂直電荷転
送電極及び複数の水平電荷転送電極を形成する工程と、
前記各水平電荷転送電極間をマスクで覆い前記各垂直電
荷転送電極間と前記垂直電荷転送電極及び前記水平電荷
転送電極間の前記不純物領域内に前記一導電型の不純物
を導入する工程と、前記各垂直電荷転送電極間と前記垂
直電荷転送電極及び前記水平電荷転送電極間とをマスク
で覆い前記各水平電荷転送電極間の前記不純物領域内に
前記一導電型の不純物を導入する工程とを備える固体撮
像装置の製造方法。
【請求項１８】一導電型の半導体基板内に逆導電型の
不純物領域を形成する工程と、前記半導体基板上に絶縁
膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に複数の垂直電荷転
送電極及び複数の水平電荷転送電極を形成する工程と、
前記各水平電荷転送電極間と前記垂直電荷転送電極及び
前記水平電荷転送電極間とをマスクで覆い前記各垂直電
荷転送電極間の前記不純物領域内に前記一導電型の不純
物を導入する工程と、前記各垂直電荷転送電極間をマス
クで覆い前記各水平電荷転送電極間と前記垂直電荷転送
電極及び前記水平電荷転送電極間の前記不純物領域内に
前記一導電型の不純物を導入する工程とを備える固体撮
像装置の製造方法。
【請求項１９】第１導電型半導体基板上に絶縁膜を介
して単層の電荷転送電極が所定の間隔で形成されてなる
垂直電荷転送部および水平電荷転送部を備えた固体撮像
装置において、前記垂直電荷転送部と水平電荷転送部と
の間の接続領域に設けられた第１の第１導電型半導体領
域と、前記垂直電荷転送部の各電荷転送電極間の間隙に
設けられた第２の第１導電型半導体領域と、前記水平電
荷転送部の各電荷転送電極間の間隙に設けられた第３の
第１導電型半導体領域とを有し、前記第１の第１導電型
半導体領域、前記第２の第１導電型半導体領域および前
記第３の第１導電型半導体領域の不純物濃度がそれぞれ
異なり、駆動電圧印加時に、前記垂直電荷転送部の各電
荷転送電極間に形成される電位ポテンシャルと、前記水
平電荷転送部の各電荷転送電極間に形成される電位ポテ
ンシャルと、前記垂直電荷転送部と前記水平電荷転送部
との間の接続領域に形成される電位ポテンシャルとが略
等しい深さとなるように、前記第１の第１導電型半導体
領域、前記第２の第１導電型半導体領域および前記第３
の第１導電型半導体領域の不純物濃度が設定されている
ことを特徴とする固体撮像装置。