JP2010114461A - Solid-state image pickup device - Google Patents
Solid-state image pickup device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010114461A JP2010114461A JP2010002250A JP2010002250A JP2010114461A JP 2010114461 A JP2010114461 A JP 2010114461A JP 2010002250 A JP2010002250 A JP 2010002250A JP 2010002250 A JP2010002250 A JP 2010002250A JP 2010114461 A JP2010114461 A JP 2010114461A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- isolation
- region
- type
- oxide film
- insulating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 216
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 91
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 40
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 27
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 26
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 23
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
Description
本発明は、固体撮像素子に関する。 The present invention relates to a solid-state imaging device.
一般にMOS型半導体装置では、素子分離として長くLOCOS(選択酸化)分離が用いられ、近年、微細化のためSTI(シャロー・トレンチ・アイソレーション)が用いられるようになってきている。 In general, MOS type semiconductor devices use LOCOS (selective oxidation) isolation as element isolation for a long time, and recently, STI (shallow trench isolation) has been used for miniaturization.
CMOS固体撮像素子においても、同様に素子分離にSTIを採用することが一般的になってきている。CMOS固体撮像素子は、画素領域とそれを駆動し信号処理する周辺回路とから成っており、周辺回路の微細化技術を画素領域でも採用している。近年の微細CMOS固体撮像素子の画素の素子分離においても、周辺と同じSTI素子分離法が用いられることが一般的である。 Similarly, in a CMOS solid-state imaging device, it has become common to employ STI for device isolation. A CMOS solid-state imaging device is composed of a pixel region and a peripheral circuit that drives the signal region and performs signal processing, and employs a peripheral circuit miniaturization technique in the pixel region. The same STI element isolation method as that of the periphery is generally used in the element isolation of pixels of a recent fine CMOS solid-state imaging element.
図9にCMOS固体撮像素子における画素領域の要部を上面から見た概略構成を示し、図10に従来のSTI分離によるフォトダイオード(光電変換部)と画素のトランジスタの断面構造を示す。なお、図10は図9のAーA線上の断面に対応する。 FIG. 9 shows a schematic configuration of a main part of a pixel region in a CMOS solid-state imaging device as viewed from above, and FIG. 10 shows a cross-sectional structure of a conventional photodiode (photoelectric conversion unit) by STI separation and a pixel transistor. FIG. 10 corresponds to a cross section on the line AA of FIG.
CMOS固体撮像素子は、光電変換部となるフォトダイオードPDと、複数のMOSトランジスタとで単位画素2〔2A,2B,2C,2D〕を形成し、複数の単位画素2がマトリクス状に配列して画素領域3を構成している。単位画素2は、例えば、1つのフォトダイオードPDと4つのCMOSトランジスタ、すなわち読み出しトランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタ及び増幅トランジスタで構成される。図9では、説明の簡略化のために、単位画素2としてフォトダイオードPDとこれに接続された読み出しトランジスタTr1、リセットトランジスタTr2 及び増幅トランジスタTr3のみを示し、他の選択トランジスタは省略した。読み出しトランジスタは,フォトダイオードPDの電荷蓄積領域とフローティングディフュージョン(FD)となるソース・ドレイン領域4とゲート絶縁膜を介して形成された転送ゲート電極5とで形成される。リセットトランジスタTr2 は、一対のソース・ドレイン領域4及び6とゲート絶縁膜を介して形成されたリセットゲート電極7とで形成される。増幅トランジスタTr3は、ソース・ドレイン領域6及び8とゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極とで形成される。垂直方向に配列された各画素の読み出しトランジスタTr1の一方のソース・ドレイン領域8には垂直信号線10が接続され、リセットトランジスタTr2の一方のソース・ドレイン領域6には電源電圧Vddを供給する電源線が接続される。画素2〔2A,2B,2C,2D〕の相互間は素子分離領域22により分離される。
In the CMOS solid-state imaging device, a unit pixel 2 [2A, 2B, 2C, 2D] is formed by a photodiode PD serving as a photoelectric conversion unit and a plurality of MOS transistors, and the plurality of
従来のSTI分離によりCMOS固体撮像素子11は、図10の断面構造に示すように、例えば、n型シリコン半導体基板12にp型半導体ウェル領域13が形成され、このp型半導体ウェル領域13にトレンチ14が形成されると共にトレンチ14内にシリコン酸化膜15が埋め込まれて、隣合う画素2間を素子分離する素子分離領域、すなわちSTI領域221(図9の素子分離領域22に相当する)が形成される。このSTI領域221により、一方の画素2BのフォトダイオードPDとこれに隣合う画素2AのフォトダイオードPDが分離され、また一方の画素2Bの読み出しトランジスタTr1 のフローティング・ディフージョン(FD)と他方の画素2Aの増幅トランジスタTr3 のソース・ドレイン領域8とが分離される。
As shown in the cross-sectional structure of FIG. 10, the CMOS solid-
フォトダイオードPDは、いわゆるn型基板12とp型半導体ウェル領域13とn型電荷蓄積領域18とその表面側の絶縁膜20との界面のp+アキューミュレーション層19とからなるHAD(Hall Acumulated Diode)構造に形成されている。読み出しトランジスタTr1 では、フォトダイオードPDのn型電荷蓄積領域18とフローティングディフュージョン(FD)となるソース・ドレイン領域4間にゲート絶縁膜21を介して転送ゲート電極5を形成して構成される。一方、STI領域221では、深く埋め込まれたシリコン酸化膜15とn型電荷蓄積領域18及びp型半導体ウェル領域13との界面に、暗電流や白傷を抑制するためのp+ 半導体領域17が形成される。
The photodiode PD includes a so-called n-
一方、MOS固体撮像素子において、素子分離部として半導体基板を侵食しないように、半導体基板上に形成した絶縁膜で素子分離部を構成するようにした技術が提案されている(特許文献1参照)。 On the other hand, in a MOS solid-state imaging device, a technique has been proposed in which an element isolation portion is formed of an insulating film formed on a semiconductor substrate so as not to erode the semiconductor substrate as the element isolation portion (see Patent Document 1). .
画素領域の分離技術として上述したSTI素子分離方式を用いたCMOS固体撮像素子では、大きく2つの問題がある。 The CMOS solid-state imaging device using the above-described STI element separation method as a pixel region separation technique has two major problems.
STI素子分離方式は、シリコン基板(12、13)に深いトレンチ14を形成し、シリコン酸化膜15を埋め込んで素子分離領域81を形成するため、微細な素子分離領域の形成に優れている。しかしながら、深く埋め込まれたシリコン酸化膜15とシリコン基板(12、13)との熱膨張係数の違いなどから、熱応力に起因した結晶欠陥が入り易いという第1の問題点がある。そのため、STI形状をテーパーにするなどの工夫が行われている。しかし、STI形状をテーパー状にすることは、フォトダイオードPDの領域を狭くすることになり、飽和信号量や感度の減少につながってしまう。
The STI element isolation method is excellent in forming a fine element isolation region because the
第2の問題点は、トレンチ14内のシリコン酸化膜15とフォトダイオードPDに界面にあるp+ 半導体領域17の存在である。フォトダイオードPD、いわゆるHADセンサでは、n型電荷蓄積領域18を空乏化状態にするが、シリコン酸化膜15との境界は界面準位からの少数電流キャリアの発生による暗電流や白傷を抑制するため、拡散層によるP+ 半導体領域17で覆う必要がある。そのため、STI領域221のシリコン酸化膜15の界面をHADセンサのp+アキューミュレーション層19と同程度の濃度を有するp+半導体領域17で覆う必要がある。3次元的に深さ方向を十分な濃度で覆うことの製造上の問題がある。例えば、STI領域221のトレンチ側面に、p+半導体領域17を形成するためのp型不純物をイオン注入で導入することが難しい。すなわち、斜めイオン注入で狭いところ(トレンチ側面)に不純物を導入するためイオン注入が難しい。また、さらに工程の初期にp+半導体領域17を導入するため、熱拡散によりp+半導体領域17がフォトセンサ(フォトダイオードPD)側へ大きく広がり、フォトセンサを狭めてしまうという問題がある。例え、熱処理が少なくできても、原理的にSTI領域221のトレンチ側面を高濃度のp+半導体領域17で覆う必要があるという理由から、図10に示すように、フォトセンサのn型電荷蓄積領域18の面積は狭くなり、飽和信号量が減少するという根本的な問題がある。
The second problem is the presence of the p +
従来の微細化技術であるSTI領域221による素子分離は、単純なMOSトランジスタの分離法としては微細な分離を実現できるが、CMOS固体撮像素子の画素間分離にとっては、上述した2点の問題があり、画像の劣化と微細画素の製造を困難にしている。
Element isolation by the
本発明は、上述に点に鑑み、結晶欠陥による白傷の発生や暗電流の発生を抑制しつつ、かつ飽和信号量を従来に比べて増大させた固体撮像素子を提供するものである。
すなわち、本発明は、上述した本来微細化のために採用するSTI分離法では、界面の暗電流を抑制するための表面ピンニング層(いわゆるp型半導体領域)を必要とし、実効的なセンサ面積が稼げない、という問題を解決し、同一面積の画素サイズにてより大きな飽和信号量を得ると共に、暗電流の発生も抑制できるCMOS固体撮像素子を提供するものである。特に、分離領域で多くの領域を占める、フォトダイオード間と、フォトダイオードとトランジスタ間の分離領域に関してセンサ領域を広げることにより、飽和信号量を増やすことを可能とする技術を提供するものである。
In view of the above, the present invention provides a solid-state imaging device in which the generation of white scratches due to crystal defects and the occurrence of dark current are suppressed, and the saturation signal amount is increased as compared with the conventional one.
That is, the present invention requires a surface pinning layer (so-called p-type semiconductor region) for suppressing dark current at the interface in the STI separation method originally employed for miniaturization, and has an effective sensor area. It is an object of the present invention to provide a CMOS solid-state imaging device that solves the problem of not being able to earn, obtains a larger saturation signal amount with a pixel size of the same area, and can suppress the occurrence of dark current. In particular, the present invention provides a technique capable of increasing the amount of saturation signal by widening the sensor region with respect to the separation region between the photodiodes and between the photodiodes and the transistors that occupy many regions in the separation region.
本発明に係る固体撮像素子は、半導体基板表面の第1の絶縁膜と、拡散層とその上の第2の絶縁膜によって形成され、隣接する画素間を分離する素子分離手段を有し、第2の絶縁膜が、画素を構成する光電変換部のアキューミュレーション層側のpn接合の位置と同等かまたは該pn接合位置より浅い位置に形成され、且つ第1の絶縁膜より上方に形成される構成とする。
A solid-state imaging device according to the present invention includes an element separation unit that is formed by a first insulating film on a surface of a semiconductor substrate, a diffusion layer, and a second insulating film thereon, and separates adjacent pixels. The
本発明に係る固体撮像素子によれば、隣接する画素間が拡散層とその上の第2の絶縁膜で構成された素子分離手段で分離される。画素間の実質的な素子分離は拡散層でなされるので、分離幅が拡散層だけの幅となり、画素内における光電変換部の面積を広げることができ、微細画素における飽和信号量を増加することができる。STI分離方式に比べて同一面積の画素サイズでより大きな飽和信号量が得られる。また、拡散層を用いるので、結晶欠陥による白傷の発生や暗電流の発生が抑制される。
上記拡散層の上に第1の絶縁膜より上方に突出するように形成される第2の絶縁膜を有するので、第2の絶縁膜上にゲート電極の一部が延長されても第2の絶縁膜直下に空乏化あるいは反転層を誘起させることがなく、画素間分離を確実にする。素子分離手段の第2の絶縁膜を、光電変換部側のアキューミュレーション層側のpn接合位置と同等か、またはこのpn接合位置より浅い位置に形成する、すなわち第2の絶縁膜の下面をpn接合位置以下の浅い位置にすることにより、第2の絶縁膜下まで光電変換部を形成することができ、実効的な光電変換部の面積を増加させることができる。
According to the solid-state imaging device according to the present invention, adjacent pixels are separated by the element separation means constituted by the diffusion layer and the second insulating film thereon. Since substantial element isolation between the pixels is performed in the diffusion layer, the isolation width is only the width of the diffusion layer, the area of the photoelectric conversion unit in the pixel can be expanded, and the saturation signal amount in the fine pixel is increased. Can do. Compared to the STI separation method, a larger saturation signal amount can be obtained with a pixel size of the same area. In addition, since the diffusion layer is used, generation of white scratches due to crystal defects and generation of dark current are suppressed.
Since the second insulating film is formed on the diffusion layer so as to protrude upward from the first insulating film, even if a part of the gate electrode is extended on the second insulating film, the second insulating film is formed. The inter-pixel separation is ensured without causing depletion or inversion layers directly under the insulating film. The second insulating film of the element isolating means is formed at a position equivalent to or shallower than the pn junction position on the accumulation layer side on the photoelectric conversion unit side, that is, the lower surface of the second insulating film Is set to a shallow position below the pn junction position, the photoelectric conversion part can be formed under the second insulating film, and the effective area of the photoelectric conversion part can be increased.
本実施の形態の固体撮像素子(以下、CMOS固体撮像素子という)の特徴は、少なくとも複数の画素が配列された画素領域において、画素内の素子分離、隣合う画素間の素子分離を拡散層により行い、さらに好ましくは、その素子分離を拡散層とその上の絶縁膜で構成した素子分離手段により行うようになす。すなわち、フォトダイオード間の素子分離には、従来のSTI領域のシリコン酸化膜よりも浅い深さの分離用絶縁膜と、この分離用絶縁膜下に設けた所要導電型拡散層、好ましくはHADセンサのアキューミュレーション層と同程度以上の高濃度の所要導電型拡散層とから構成された素子分離手段にて行う。このとき、分離用絶縁膜の底(いわゆる下面)は、HADセンサのアキューミュレーション層側のpn接合位置と同等か、これより浅い位置にする。この構成により、分離用絶縁膜の下までフォトセンサの電荷蓄積領域を延長し易くし、従来よりも実効的なフォトセンサの電荷蓄積領域の面積を増加させ、白点、暗電流を増加させることなく、飽和信号電荷量を増加させること可能にする。本実施の形態のかかる素子分離手段は、フォトダイオードとトランジスタのソース・ドレイン領域との間にも適用し、ここでもフォトセンサの電荷蓄積領域の面積を増大させることを可能にする。 A feature of the solid-state imaging device (hereinafter referred to as a CMOS solid-state imaging device) according to the present embodiment is that, in a pixel region where at least a plurality of pixels are arranged, element separation within a pixel and element separation between adjacent pixels are performed by a diffusion layer. More preferably, the element isolation is performed by an element isolation means composed of a diffusion layer and an insulating film thereon. That is, for element isolation between photodiodes, an isolation insulating film having a shallower depth than the conventional silicon oxide film in the STI region, and a required conductivity type diffusion layer provided under the isolation insulating film, preferably an HAD sensor The element isolation means is composed of a required conductivity type diffusion layer having a high concentration equal to or higher than that of the accumulation layer. At this time, the bottom (so-called lower surface) of the isolation insulating film is set to a position equal to or shallower than the pn junction position on the accumulation layer side of the HAD sensor. This configuration makes it easier to extend the charge storage area of the photosensor below the isolation insulating film, increases the area of the charge storage area of the photosensor more effectively than before, and increases white spots and dark current. Without increasing the saturation signal charge amount. Such element isolation means of the present embodiment is also applied between the photodiode and the source / drain region of the transistor, and again, it is possible to increase the area of the charge storage region of the photosensor.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1に、本発明に係るCMOS固体撮像素子の第1実施の形態を示す。図1は、図9の画素領域のBーB線上に対応した断面構造を示す。
第1実施の形態に係るCMOS固体撮像素子31は、第1導電型、例えばn型のシリコン半導体基板32に第2導電型の例えばp型の半導体ウェル領域33が形成され、このp型半導体ウェル領域33に光電変換部となるフォトダイオードPDと複数のMOSトランジスタからなる単位画素2〔2A,2B,2C,2D〕が複数形成され、各隣合う単位画素2の間に、また単位画素内に本発明に係る素子分離手段となる素子分離領域82(図9の素子分離領域22に相当する)が形成される。図1では、p型半導体ウェル領域33に画素2Bを構成するフォトダイオードPD及び転送トランジスタTr1 と、画素2Aを構成するフォトダイオードPDと、画素2Dを構成するフォトダイオードPDと、さらに各画素2B,2A,2Dの相互間を分離する素子分離領域82が形成されて成る。
FIG. 1 shows a first embodiment of a CMOS solid-state imaging device according to the present invention. FIG. 1 shows a cross-sectional structure corresponding to the BB line of the pixel region of FIG.
In the CMOS solid-
フォトダイオードPDは、前述と同様に、シリコン基板表面の絶縁膜40との界面の第2導電型のp+アキューミュレーション層39とその下の光電変換された信号電荷を蓄積する第1導電型のn型電荷蓄積領域38からなるHAD型センサを形成している。p+ アキューミュレーション層39は、例えば5×1017cm−3以上の高濃度のp型拡散層で形成される。n型電荷蓄積領域38は、例えばドーズ量が1×1012cm−2程度のイオン注入で形成される。
転送トランジスタTr1 は、フローティングディフュージョン(FD)となるn型ソース・ドレイン領域34(図9の領域4(FD)に相当する)と、フォトダイオードPDのn型電荷蓄積領域38と、その間にゲート絶縁膜41を介して形成された例えば他結晶シリコン膜からなる転送ゲート電極35(図9の転送ゲート電極5に相当する)とにより形成される。
In the same way as described above, the photodiode PD is a first conductivity type for accumulating the second conductivity type p +
The transfer transistor Tr1 includes an n-type source / drain region 34 (corresponding to the region 4 (FD) in FIG. 9) serving as a floating diffusion (FD) and an n-type
素子分離領域82は、p型半導体ウェル領域33にイオン注入で形成したp型分離拡散層43と、その上に形成された分離絶縁膜、本例では分離酸化膜(SiO2 膜)44で構成される。分離酸化膜44は、従来より非常に浅い位置に酸化膜44の底が存するように形成される。この分離酸化膜44の底は、n型電荷蓄積領域38とp+アキューミュレーション層39で形成されるpn接合の位置45jより浅い位置、本例ではpn接合位置45jとシリコン基板表面32aとの間に位置するように形成される。従って、少なくとも画素2間の素子分離領域82においては、この分離酸化膜44の下も、フォトダイオードPDから連続するp+アキューミュレーション層39にて界面準位が覆われる。
The
分離酸化膜44下に連続して延長するp+アキューミュレーション層39は、界面準位による暗電流、白点の原因を抑制する働きをする。分離酸化膜44は、非常に浅い酸化膜のため、熱ストレスに起因した結晶欠陥を生じさせることがない。p型分離拡散層43は、隣合うフォトダイオードPD間の深さ方向の分離も行っている。このとき、p型分離拡散層43は、深さ方向に複数回のイオン注入で形成してもよい。
The p +
一方、フォトダイオードPDにおけるn型電荷蓄積領域38は、飽和信号量(いわゆる信号電荷量)を増大させるため,分離酸化膜44の下に存在してp型分離拡散層43に接するように横方向に広げて形成される。このため、p型分離拡散層43の幅d1 は、加工線幅の許す限り細くする。 p型分離拡散層43の幅d1 としては、0.05μmから10μmとすることができる。なお、p型分離拡散層43の分離幅d1 としては、前述のSTI領域221のトレンチ14の幅d2 と同程度とすることもできる。p型分離拡散層43は、n型電荷蓄積領域38のイオン注入のドーズ量が1×1012cm−2程度であるから、これと同程度のドーズ量で形成することができる。
On the other hand, the n-type
画素2DのフォトダイオードPDと,画素2Bの読み出しトランジスタTr1 のフローティング・ディフージョン(FD)となるソース・ドレイン領域34との間の素子分離領域82による分離において、フォトダイオードPD側は、上述とまったく同じ構造することができる。すなわち、分離酸化膜44下にp+アキューミュレーション層39が延長して形成される。フローティング・ディフージョン(FD)側は、分離酸化膜44下及び側面にP+アキューミュレーション層39を形成しても、形成しなくても構わない。
In the isolation by the
第1実施の形態に係るCMOS固体撮像素子31によれば、素子分離領域82をp型分離拡散層43とその上の分離酸化膜44で構成する。このp型分離拡散層43により、隣合う画素2のフォトダイオードPD間、あるいは隣合う画素2のフォトダイオードPDとMOSトランジスタのソース・ドレイン領域34、隣合う画素2のMOSトランジスタのソース・ドレイン領域間の実質的な分離が行われる。また、分離酸化膜44を有することにより、この分離酸化膜44上にゲート電極あるいは配線が延長した(いわゆる乗り上げた)場合にも、分離酸化膜44の直下に空乏化あるいは反転層などの寄生チャネル層が誘起するのを阻止することができ、確実に素子間分離が行える。
According to the CMOS solid-
そして、フォトダイオードPDのn型電荷蓄積領域38を分離酸化膜44の下に存在しp型分離拡散層43に接するように形成することにより、n型電荷蓄積領域の面積を拡大し、飽和信号量を従来のSTI分離方式に比べて大幅に増加することができる。また、分離酸化膜44をその底がp+アキューミュレーション層39側のpn接合位置45jより浅い位置になるように形成し、フォトダイオードPD側において、分離酸化膜44下にp+アキューミュレーション層39が延長して形成されるので、暗電流、白点を抑制することができる。従って、暗電流と白点を増やすことなく、実行的なフォトダイオードPDの開孔を増加させることができ、飽和信号量を大幅に増加することができる。
Then, the n-type
分離酸化膜44としては、シリコン基板表面より深く形成しなくても構わない。分離酸化膜44を薄い酸化膜とした場合には、分離酸化膜44直下のp型領域の不純物濃度を増加させる。これによって分離酸化膜4を薄くしても、分離酸化膜44の直下に寄生チャネルの発生を阻止できる。分離酸化膜44の膜厚としては、分離酸化膜44直下のp型領域の表面濃度とも関係するが、1nmから1000nmとすることができる。
The
ここで、分離酸化膜44の底の深さをpn接合位置45j付近とした上記以外の理由を説明する。因みに、図11Aに示すように、従来のSTI分離方式の場合にSTI領域81の側面に沿ってn型電荷蓄積領域18を深さ方向まで延長し、すなわちpn接合を深さ方向まで伸ばせば、見かけ上のn型電荷蓄積領域18の容量が増加し、信号電荷量をより多く蓄積することが可能になる。しかしながら、特にHAD構造のフォトダイオードPDにおいては、その多く蓄積された信号電荷を完全に読み出すことが必要である。しかし、図11Bに示すように、HADセンサ内の電位分布23にSTI領域221に沿って3次元効果によりより深くなるポテンシャルヂップ24が発生し、信号電荷の読み残しが発生する。従って、HADセンサのpn接合jは、できるだけ水平に素子分離領域の際まで伸ばした状態の方が信号電荷を読み出し易くなる。
第1実施の形態では、HADセンサのpn接合が素子分離領域82の際まで水平に延長して形成できるので、弊害なく飽和信号電荷量を増加させ、且つこの信号電荷を読み残しなく完全に読み出すことができる。
Here, the reason other than the above will be described in which the bottom depth of the
In the first embodiment, since the pn junction of the HAD sensor can be formed to extend horizontally up to the
次に、図2に、本発明に係るCMOS固体撮像素子の第2実施の形態を示す。図2は、前述と同様の画素領域の要部の断面構造を示し、図1と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。 Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the CMOS solid-state imaging device according to the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the main part of the pixel region similar to that described above, and portions corresponding to those in FIG.
第2実施の形態に係るCMOS固体撮像素子51は、フローティングディフュージョン(FD)や他のMOSトランジスタのソース・ドレイン領域49と、隣接画素のフォトダイオードPDとを分離する素子分離領域83(図9の素子分離領域22に相当する)が、第1のp型分離拡散層43とその上の第2のp型分離拡散層47とその上の分離酸化膜44ととにより構成される。第2の分離拡散層47は、p+ アキューミュレーション層39と同等以上の不純物濃度を有するように形成される。
その他の構成は、前述の図1と同様であるので詳細説明を省略する。
A CMOS solid-
The other configuration is the same as that of FIG.
第2実施の形態に係るCMOS固体撮像素子51によれば、第2のp型分離拡散層47を設けることにより、さらに分離能力を上げることができる。すなわち、フローティングディフュージョン(FD)や他のトランジスタのソース・ドレイン領域49と、フォトダイオードPDとの間の素子分離領域においては、ゲート電極48が分離酸化膜44上に乗り上げる。このため、P+アキューミュレーション層39が無い領域で、第1のp型分離拡散層43しかない場合、ゲート電極48の電位により第1のp型分離拡散層43の表面が反転し易くなり、フォトダイオードPDへの電荷の漏れ込みがし易くなる。しかし、本実施の形態では、少なくとも表面を反転する電位がかかるところの分離酸化膜44下に濃度の高い第2のp型分離拡散層47が形成されることにより、反転層の発生が阻止され分離能力が向上する。その他、暗電流、白点を増やすことなく、実行的なフォトダイオードPDの面積を増やして飽和信号両を大幅に増加することができるなど、第1実施の形態と同様の効果を奏する。
According to the CMOS solid-
なお、反転層を阻止する効果は、例えば分離酸化膜44を厚く形成することによっても可能であるが、分離酸化膜の加工が困難になるという欠点がある。第2実施の形態では、分離酸化膜44は、比較的薄く形成することができ、分離酸化膜44の加工がし易くなる。
Note that the effect of blocking the inversion layer can be achieved, for example, by forming the
図3に、本発明に係るCMOS固体撮像素子の第3実施の形態を示す。図3は、前述と同様の画素領域の要部の断面構造を示し、図1と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。 FIG. 3 shows a third embodiment of a CMOS solid-state imaging device according to the present invention. FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the main part of the pixel region similar to that described above, and parts corresponding to those in FIG.
第3実施の形態に係るCMOS固体撮像素子52は、フローティング・ディフージョン(FD)や他のMOSトランジスタのソース・ドレイン領域49と、隣接画素のフォトダイオードPDとの間に、p型分離拡散層43とその上に分離酸化膜44とからなる素子分離領域84(図8の素子分離領域22に相当する)が形成される。
A CMOS solid-
本実施の形態においては、特に、フローティング・ディフージョン(FD)や他のMOSトランジスタのソース・ドレイン領域49、及び素子分離領域のp型分離拡散層43の不純物濃度が濃い場合に、少なくとも分離酸化膜44上にゲート電極が乗り上げない素子分離領域84で、ソース・ドレイン領域34をp型分離拡散層43から所要距離だけはなれるように離間領域53を形成する。すなわち、ソース・ドレイン領域49とp型分離拡散層43との間にp型半導体ウェル領域33が存在するように離間領域53を形成する。
In the present embodiment, at least when the impurity concentration of the floating diffusion (FD), the source /
本構成において、分離酸化膜44が厚い場合には、分離酸化膜44をマスクにセルファラインソース・ドレイン領域39を形成することが可能である。分離酸化膜44が薄い場合には、レジストマスクを介してソース・ドレイン領域39を形成することが可能である。
その他の構成は、前述の図1と同様であるので詳細説明を省略する。
In this configuration, when the
The other configuration is the same as that of FIG.
第3実施の形態に係るCMOS固体撮像素子52によれば、ソース・ドレイン領域49と素子分離領域84との間に離間領域53を設けたことにより、ソース・ドレイン領域49及びp型分離拡散層43が高濃度であっても、ソース・ドレイン領域9の接合電界が高くなることを防ぐことができる。その他、暗電流、白点を増やすことなく、実行的なフォトダイオードPDの面積を増やして飽和信号量を大幅に増加することができるなど、第1実施の形態と同様の効果を奏する。
According to the CMOS solid-
上例では、分離絶縁膜44をシリコン酸化膜で形成したが、その他、分離絶縁膜44をシリコン酸化膜、シリコン窒化膜を含む絶縁膜で形成することもできる。
In the above example, the
本発明の他の実施の形態としては、図示せざるも、素子分離領域の分離酸化膜44の直下のp型分離拡散層43の表面濃度をp+ アキューミュレーション層39の濃度以上とし、且つp型分離拡散層43の濃度を深さ方向へ順に低減した構成とすることができる。特に、表面を除いて、n型電荷蓄積領域38との分離部分に対応するp型分離拡散層43の部分が最も濃度が高くなる構成とすることができる。
p型分離拡散層43の濃度を深さ方向へ順に低濃度とすることにより、p型分離拡散層43の横方向への拡散を抑制することができ、フォトダイオードの面積の減少を阻止することができる。
As another embodiment of the present invention, although not shown, the surface concentration of the p-type
By gradually decreasing the concentration of the p-type
次に、本発明に係るCMOS固体撮像素子の第4実施の形態を説明する。
本実施の形態の素子分離領域において、素子分離に必要な分離酸化膜44とその下のp型分離拡散層43の濃度とを決定するのは、画素内のゲート電極が分離酸化膜44上に乗り上げるところである。図4Aに第4実施の形態に係るCMOS固体撮像素子の要部の断面構造を示す。本実施の形態においては、フォトダイオードPDとこれに隣接する画素のMOSトランジスタとが、前述したp型分離拡散層43とその上の分離酸化膜44による素子分離領域85(図9の素子分離領域22に相当する)により分離される。すなわち、n型電荷蓄積領域38が分離酸化膜44の下に存するようにp型分離拡散層43に対接され、またn型ソース・ドレイン領域49がp型分離拡散層43に対接される。この場合、フォトダイオードPDのp+アキューミュレーション層39が分離酸化膜44下に延長して形成される。MOSトランジスタでは、一対のソース・ドレイン領域とゲート絶縁膜上のゲート電極により形成される。そして、分離酸化膜44上にはゲート電極が乗り上げて形成されている。
その他の構成は、図1と同様であるので対応する部分には同一符号を付して説明を省略する。
Next, a fourth embodiment of the CMOS solid-state imaging device according to the present invention will be described.
In the element isolation region of the present embodiment, the
Since other configurations are the same as those in FIG. 1, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
素子分離領域85において、分離酸化膜44はより厚く、p型分離拡散層43の濃度はより高くすれば分離特性は良くなる。しかし、この場合、分離酸化膜44の形成やゲート電極の加工が困難になる。p型分離拡散層43の濃度が高いとp型不純物の拡散によりn型電荷蓄積領域38を侵食して飽和信号量が減るなどの虞れがある。
In the element isolation region 85, if the
そこで、本実施の形態においては、分離酸化膜44を薄く且つp型分離拡散層43の濃度も低くした素子分離領域85を形成し、CMOS固体撮像素子の画素の駆動条件として、画素の光電変換部に電荷を蓄積する電荷蓄積期間内に、この電荷蓄積する画素の光電変換部に素子分離領域を介して隣接する他の画素のMOSトランジスタのソース・ドレイン領域の電位を0Vにならないようにする。例えばソース・ドレイン領域に印加される電圧を0Vにならないようにする。分離酸化膜44の膜厚としては、1nmから1000nm の薄さとすることができる。すなわち、分離酸化膜44は、ポリシリコン電極と基板間電位差で分離酸化膜に電流が流れない程度の膜厚があればよい。通常電界強度で5MV/cmより下回るように酸化膜厚が厚ければよい。2.5Vであれば、膜厚は5nm程度とすることができる。
Therefore, in the present embodiment, an element isolation region 85 in which the
図4Bは、ソース・ドレイン領域が何らかの要因で0Vになったときのポテンシャル分布を示す。p型分離拡散層43には接地電位が印加されるので、素子分離領域直下のポテンシャルは0Vとなる。このため、分離酸化膜上に配されたゲート電極の電位により、分離酸化膜直下に空乏化もしくは反転層が誘起されると、ソース・ドレイン領域から電荷蓄積中のフォトダイオードPDのn型電荷蓄積領域へ電子(電荷)が流れる虞れがある。このソース・ドレイン領域の電位が0VになるCMOS固体撮像素子においては、素子分離領域の分離酸化膜の膜厚を大きくし、p型分離拡散層43の濃度も高くし、空乏化あるいは反転層が誘起されないようにする必要がある。因みに、ソース・ドレイン領域が0Vになる場合の一例を説明する。例えば、図9に示す画素の増幅トランジスタTr3は、電荷の読み出しやリセットの前に、垂直信号線のリセットのためにプリチャージされる。そのとき垂直信号線10はグランド(GND)レベルまでさげることになり、垂直信号線10に繋がるソース・ドレイン領域8が0Vになる。
FIG. 4B shows a potential distribution when the source / drain region becomes 0 V for some reason. Since the ground potential is applied to the p-type
一方、図4Cは、本実施の形態のポテンシャル分布を示す。ソース・ドレイン領域の電位が0Vより高い電位、例えば+0.2〜0.3V程度、あるいは0.数Vでもプラス電位に設定している。p型分離拡散層43は接地電位が印加されるので、素子分離領域直下のポテンシャルは0Vとなる。このように素子分離領域直下のポテンシャルバリアが形成されるようなポテンシャル分布を有することにより、例え分離酸化膜上に配されたゲート電極の電位により分離酸化膜直下のシリコン領域に空乏化あるいは反転層が誘起されたとしても、n型電荷蓄積領域38の電荷蓄積期間において、隣接する画素のトランジスタのソース・ドレイン領域からn型電荷蓄積領域へ電子(電荷)が漏れ込むことが阻止される。従って、素子分離領域の分離酸化膜を薄く且つp型分離拡散層の濃度を低くすることができる。例えば、ソース・ドレイン領域の電圧が0.5Vであるなら、分離酸化膜44の膜厚を50nm、p型分離拡散層43の濃度を1×1013cm−2として分離が可能となる。この条件下では特に分離酸化膜44の加工に問題がなく、ソース・ドレイン領域の接合電界も弱い。また、p型分離拡散層の濃度を低くすることができるため、不純物拡散でn型電荷蓄積領域が侵食されることがなく、飽和信号量の増加を維持することができる。
On the other hand, FIG. 4C shows the potential distribution of the present embodiment. The potential of the source / drain region is higher than 0V, for example, about +0.2 to 0.3V, or 0. Even a few volts are set to a positive potential. Since the ground potential is applied to the p-type
次に、図5〜図8を用いて本発明に係るCMOS固体撮像素子の製造方法の一実施の形態を説明する。同図は、分かり易くするためにフォトダイオード間の分離と、フォトダイオード及びソース・ドレイン領域間の分離を含む領域について示す。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a CMOS solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. For the sake of clarity, the figure shows a region including separation between photodiodes and separation between the photodiode and source / drain regions.
先ず、図5Aに示すように、第1導電型の例えばn型シリコン基板32に第2導電型の例えばp型半導体ウェル領域33を形成したシリコン基体30を設ける。このシリコン基体30の表面にシリコン酸化膜40を形成し、その上にシリコン窒化膜55を成長させた後、例えばレジストマスク(図示せず)を介してフォトダイオードとなる領域にn型電荷蓄積領域38をイオン注入により形成する。例えば,n型不純物をドーズ量1×1012cm−2程度イオン注入してn型電荷蓄積領域38を形成する。このとき、n型不純物としては、Asである方が熱処理での拡散が抑制されるが、燐(P)を用いることもできる。また、n型電荷蓄積領域38の形成に際し、フォトダイオードと隣接するところは、p型不純物で打ち返して素子分離領域のp型分離領域とするため、連続パターンでn型電荷蓄積領域を形成することもできる。本例では、隣合う画素に連続してn型電荷蓄積領域38を形成している。
First, as shown in FIG. 5A, a
次に、図5Bに示すように、素子分離領域を形成すべき部分、すなわち隣合う画素のフォトダイオード間の部分、及び隣合う画素のフォトダイオードとソース・ドレイン領域間の部分のシリコン窒化膜55を選択的にエッチング除去し、続いて下層のシリコン酸化膜40を選択的にエッチング除去して、開口56を形成する。
Next, as shown in FIG. 5B, the
次に、図6Cに示すように、シリコン窒化膜55及びシリコン酸化膜450をマスクに、浅いエッチング処理で開口56に対応するシリコン基体表面に浅い溝57を掘る。このときの溝深さは、前述したHAD構造のpn接合深さよりは浅いものとする。なお、ここでは必要なシリコン酸化膜が出来る場合には、シリコン基体の表面を掘らなくても構わない。次に、p型不純物をイオン注入して溝57の底面に素子分離用の第2のp型分離拡散層47を形成する。この第2のp型分離拡散層47は、例えばボロン(B)をドーズ量2×1012cm−2〜1×1014cm−2、打ち込みエネルギー数keV〜50keVでイオン注入して形成する。
Next, as shown in FIG. 6C, a
次に、図6Dに示すように、第2のp型分離拡散層47に下に、この第2のp型分離拡散層47より細い幅で第1のp型分離拡散層43〔43a,43b〕をイオン注入により形成する。このとき、イオン注入を深さ方向に複数に分けて行う。本例では深さ方向に2回荷分けてイオン注入し、浅い方に濃度の高いp型分離拡散層43aを形成し、深い方に濃度の低いp型分離拡散層43bを形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, below the second p-type
次に、図7Eに示すように、例えばHDP−CVD法(High Density Plasma Chemical Vapor Deposition:高密度プラズマ絶縁膜CVD装置)にて溝57及び開口56を埋め込むように表面全面に分離酸化膜となるシリコン酸化膜44′を形成する。
Next, as shown in FIG. 7E, an isolation oxide film is formed on the entire surface so as to fill the
次に、図7Fに示すように、シリコン酸化膜44′を例えばCMP(化学機械研磨)法によりシリコン窒化膜55の表面まで平坦化し、溝57及び開口56内に埋め込まれた分離酸化膜44を残す。分離酸化膜44、第2のp型分離拡散層47及び第1のp型分離拡散層43〔43a,43b〕により素子分離領域84を形成する。
Next, as shown in FIG. 7F, the silicon oxide film 44 'is planarized to the surface of the
次に、図8に示すように、シリコン窒化膜55を除去し、以後、通常の工程により、MOSトランジスタのソース・ドレイン領域49、フォトダイオードのp+アキューミュレーション層39を形成する。なお、ソース・ドレイン領域49の深さは、p+アキューミュレーション層39の深さと同じ場合、あるいは図1のソース・ドレイン領域34と同じようにp+アキューミュレーション層39の深さより深く形成する場合のいずれもあり得る。このp+アキューミュレーション層39、n型電荷蓄積領域38、p型半導体ウェル領域33及びn型シリコン基板32により、HAD構造のフォトダイオードPDが形成される。その後、ゲート絶縁膜及びゲート電極を形成して各対応するMOSトランジスタを形成する。図8では分離酸化膜44をマスクに一部としてイオン注入でソース・ドレイン領域49を形成している。これによって、目的のCMOS固体撮像素子を得る。
Next, as shown in FIG. 8, the
他の実施の形態の製造方法としては、図5Bの工程のシリコン窒化膜55及びシリコン酸化膜40に開口56を形成した後、シリコン基体表面に溝を形成せず、イオン注入前にシリコン窒化膜55をマスクにシリコン基体表面を酸化する。この工程により、シリコン基体に表面ダメージの少ない浅い溝57を形成することができる。表面酸化膜は残して、以後、上記と同様の工程で目的のCMOS固体撮像素子を製造することができる。
As another embodiment of the manufacturing method, after forming the
上述の実施の形態に係るCMOS固体撮像素子の製造方法によれば、シリコン窒化膜55の開口56内にシリコン酸化膜44′を埋め込み、シリコン窒化膜55を除去して表面がシリコン基体30の表面より突出するシリコン酸化膜で分離酸化膜44を形成することにより、面積の小さい分離酸化膜44を容易に且つ精度よく形成することができる。
図7E、F工程で開口56内を埋め込むようにシリコン窒化膜55上にシリコン酸化膜44′を形成した後、CMP法によりシリコン窒化膜55の表面まで平坦化処理することにより、膜厚が制御された分離酸化膜44を容易に且つ精度よく形成することができる。
開口56を形成した後、開口56に臨むシリコン基体表面を僅かに選択エッチングして浅い溝57を形成してシリコン酸化膜44′を埋め込むことにより、下面がシリコン基体表面より下がった位置に存する分離酸化膜44を形成することができる。
According to the method for manufacturing a CMOS solid-state imaging device according to the above-described embodiment, the
7E and 7F, a silicon oxide film 44 'is formed on the
After the
図6C工程で開口56に臨むシリコン基体表面に高濃度のp型領域47を形成し、図6D工程で深さ方向に濃度が低くなるように複数のイオン注入でp型分離拡散層43〔43a,43b〕を形成することにより、表面濃度が高く、基体深さ方向に濃度が低くなるp型分離拡散層43を容易に形成することができる。
A high-concentration p-
開口56、シリコン酸化膜44を形成する前にn型電荷蓄積領域38を形成するので、最終的にn型電荷蓄積領域38を分離酸化膜44の下に延長してp型分離拡散層43に接するように形成することができる。
p型領域47、p型拡散層43,343bのイオン注入を行う前に、シリコン窒化膜をマスクにシリコン基体表面を酸化して置くことにより、表面ダメージの少ない浅いシリコンの溝57を形成することができる。
Since the n-type
Before ion implantation of the p-
上例では、シリコン窒化膜55をマスクにシリコン基体表面に浅い溝57を形成した後、分離酸化膜44を形成したが、その他の実施の形態としては、図示せざるも、シリコン基体30を選択エッチングで溝57を掘らないで、非酸化性膜、例えばシリコン窒化膜5をマスクに開口56に臨むシリコン基体表面を局所的に酸化して分離酸化膜44を形成することもできる。
In the above example, the
上記製法で得られた図8に示すCMOS固体撮像素子によれば、前述したように、実質的な素子分離は第1のp型分離拡散層43でなされるので、分離幅が第1のp型分離拡散層43だけの幅となり、画素内におけるフォトダイオードPDの面積を広げることができ、微細画素における飽和信号量を増加することができる。第1のp型分離拡散層43を用いるので、結晶欠陥による白傷の発生や暗電流の発生が抑制される。
According to the CMOS solid-state imaging device shown in FIG. 8 obtained by the above manufacturing method, as described above, since the substantial device isolation is performed by the first p-type
第1のp型分離拡散層43の上にシリコン酸化膜40より上方に突出するように形成される分離絶縁膜44を有するので、分離絶縁膜44上にゲート電極の一部が延長されても分離絶縁膜44直下に空乏化あるいは反転層を誘起させることがなく、画素間分離を確実にする。
Since the
素子分離領域86の分離絶縁膜44を、光電変換部側のアキューミュレーション層側のpn接合位置と同等か、またはこのpn接合位置より浅い位置に形成する、すなわち分離絶縁膜44の下面をpn接合位置以下の浅い位置にすることにより、分離絶縁膜44下までフォトダイオードPDの電荷蓄積領域38を形成することができ、実効的な電荷蓄積領域38の面積を増加させることができる。つまり、フォトダイオードPDの電荷蓄積領域38が分離酸化膜44の下に存在するので、電荷蓄積領域38の面積が拡大し、飽和電荷量を増加することができる。分離酸化膜44下に濃度の高い第2のp型分離拡散層47が形成されるので、分離能力の向上と共に、暗電流、白点を抑制できる。
The
2〔2A〜2D〕・・画素、31、51、52・・CMOS固体撮像素子、30・・半導体基体、32・・n型半導体基板、32a・・半導体表面、33・・p型半導体ウェル領域、PD・・フォトダイオード、Tr1 ・・読み出しトランジスタ、34(FD)・・ソース・ドレイン領域(フローティングディフュージョン)、35・・ゲート電極、38・・電荷蓄積領域、39・・アキューミュレーション層、41・・ゲート絶縁膜、40・・絶縁膜、43・・p型分離拡散層、44・・分離絶縁膜、82〜85・・素子分離領域、45j・・pn接合位置、49・・ソース・ドレイン領域、53・・離間領域、55・・シリコン窒化膜、56・・開口、57・・溝
2 [2A to 2D] .. Pixels, 31, 51, 52..CMOS solid-state imaging device, 30..Semiconductor substrate, 32..n-type semiconductor substrate, 32a..Semiconductor surface, 33..p-type semiconductor well region PD PD photodiode Tr1 Read transistor 34 (FD) Source drain region (floating diffusion) 35
Claims (4)
拡散層とその上の第2の絶縁膜によって形成され、隣接する画素間を分離する素子分離手段を有し、
前記第2の絶縁膜が、前記画素を構成する光電変換部のアキューミュレーション層側のpn接合の位置と同等かまたは該pn接合位置より浅い位置に形成され、且つ第1の絶縁膜より上方に形成される
固体撮像素子。 A first insulating film on the surface of the semiconductor substrate;
Formed by a diffusion layer and a second insulating film thereon, and having element isolation means for separating adjacent pixels,
The second insulating film is formed at a position that is equal to or shallower than the position of the pn junction on the accumulation layer side of the photoelectric conversion portion that constitutes the pixel, and from the first insulating film. A solid-state image sensor formed above.
請求項1記載の固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second insulating film is formed by a CVD method.
請求項2記載の固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the second insulating film is formed by an HDP-CVD method.
請求項1記載の固体撮像素子。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second insulating film is formed by embedding an oxide film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010002250A JP5115563B2 (en) | 2010-01-07 | 2010-01-07 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010002250A JP5115563B2 (en) | 2010-01-07 | 2010-01-07 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004275461A Division JP4595464B2 (en) | 2004-09-22 | 2004-09-22 | Manufacturing method of CMOS solid-state imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010114461A true JP2010114461A (en) | 2010-05-20 |
JP5115563B2 JP5115563B2 (en) | 2013-01-09 |
Family
ID=42302725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010002250A Expired - Fee Related JP5115563B2 (en) | 2010-01-07 | 2010-01-07 | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5115563B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9673247B2 (en) | 2015-10-30 | 2017-06-06 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Image sensor |
FR3049389A1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-29 | St Microelectronics Crolles 2 Sas | INSULATION WALL AND METHOD OF MANUFACTURE |
US11923465B2 (en) | 2019-12-19 | 2024-03-05 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Photodiode comprising a memory area |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11186377A (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2002353430A (en) * | 2001-05-22 | 2002-12-06 | Canon Inc | Photoelectric transducer and imaging device |
JP2003218195A (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Canon Inc | Manufacturing method for semiconductor device |
JP2004111488A (en) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | MOS type imaging device and camera incorporating the same |
WO2004044989A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Micron Technology, Inc. | Grounded gate and isolation techniques for reducing dark current in cmos image sensors |
JP2004235609A (en) * | 2003-01-06 | 2004-08-19 | Canon Inc | Photoelectric conversion device, method of manufacturing photoelectric conversion device, and camera using the photoelectric conversion device |
-
2010
- 2010-01-07 JP JP2010002250A patent/JP5115563B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11186377A (en) * | 1997-12-19 | 1999-07-09 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP2002353430A (en) * | 2001-05-22 | 2002-12-06 | Canon Inc | Photoelectric transducer and imaging device |
JP2003218195A (en) * | 2002-01-22 | 2003-07-31 | Canon Inc | Manufacturing method for semiconductor device |
JP2004111488A (en) * | 2002-09-13 | 2004-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | MOS type imaging device and camera incorporating the same |
WO2004044989A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-27 | Micron Technology, Inc. | Grounded gate and isolation techniques for reducing dark current in cmos image sensors |
JP2004235609A (en) * | 2003-01-06 | 2004-08-19 | Canon Inc | Photoelectric conversion device, method of manufacturing photoelectric conversion device, and camera using the photoelectric conversion device |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9673247B2 (en) | 2015-10-30 | 2017-06-06 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Image sensor |
US10043837B2 (en) | 2015-10-30 | 2018-08-07 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Image sensor |
US10559611B2 (en) | 2015-10-30 | 2020-02-11 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Image sensor |
FR3049389A1 (en) * | 2016-03-22 | 2017-09-29 | St Microelectronics Crolles 2 Sas | INSULATION WALL AND METHOD OF MANUFACTURE |
US9793312B1 (en) | 2016-03-22 | 2017-10-17 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Insulating wall and method of manufacturing the same |
US10355041B2 (en) | 2016-03-22 | 2019-07-16 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Insulating wall and method of manufacturing the same |
US10361238B2 (en) | 2016-03-22 | 2019-07-23 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Insulating wall and method of manufacturing the same |
US11923465B2 (en) | 2019-12-19 | 2024-03-05 | Stmicroelectronics (Crolles 2) Sas | Photodiode comprising a memory area |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5115563B2 (en) | 2013-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4595464B2 (en) | Manufacturing method of CMOS solid-state imaging device | |
KR100669645B1 (en) | Ground Gate and Isolation Technology to Reduce Dark Current in CMOS Image Sensors | |
KR100619396B1 (en) | CMOS Image sensor and its fabricating method | |
US6545302B2 (en) | Image sensor capable of decreasing leakage current between diodes and method for fabricating the same | |
JP5150050B2 (en) | CMOS image sensor and manufacturing method thereof | |
JP5320659B2 (en) | Solid-state imaging device | |
US7638853B2 (en) | Solid state imaging device, method for fabricating the same, and camera | |
JP5100988B2 (en) | Image sensor and manufacturing method thereof | |
TW201312740A (en) | Solid-state imaging element | |
JP2004056156A (en) | Method for manufacturing hybrid element isolation structure of image sensor | |
US7256469B2 (en) | Solid-state image pickup device | |
JP2013157639A (en) | Solid-state imaging device | |
JP2012109540A (en) | Method for manufacturing solid state imaging device | |
JP2006344644A (en) | Solid-state imaging device, camera, and manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP2007288136A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
JP2008153566A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method thereof | |
CN101714524A (en) | Method for fabricating of cmos image sensor | |
JP2004039832A (en) | Photoelectric converter and its manufacturing method | |
JP5115563B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device | |
JP6877872B2 (en) | Photoelectric converter and its manufacturing method | |
JP5326937B2 (en) | Driving method of CMOS solid-state imaging device | |
KR101016552B1 (en) | Image sensor and manufacturing method of image sensor | |
JP2004356246A (en) | Method for manufacturing solid-state imaging device and solid-state imaging device | |
CN101203959A (en) | Image sensor pixel and method of manufacturing the same | |
JP4742661B2 (en) | Manufacturing method of solid-state imaging device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120703 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120918 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121001 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151026 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |