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JPH0322479A - Solid-state image sensing device - Google Patents

Solid-state image sensing device

Info

Publication number
JPH0322479A
JPH0322479A JP1156593A JP15659389A JPH0322479A JP H0322479 A JPH0322479 A JP H0322479A JP 1156593 A JP1156593 A JP 1156593A JP 15659389 A JP15659389 A JP 15659389A JP H0322479 A JPH0322479 A JP H0322479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
charge transfer
readout
section
semiconductor substrate
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.)
Pending
Application number
JP1156593A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Futajima
二島 修
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP1156593A priority Critical patent/JPH0322479A/en
Publication of JPH0322479A publication Critical patent/JPH0322479A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the area on a plane occupied by regions of a charge transfer element, a readout element and a channel stopper element and to attain high resolution by forming these elements three-dimensionally in a lateral side part and a bottom part of a groove. CONSTITUTION:A plurality of grooves 3 are formed on a semiconductor substrate 1 and a sensor element 2 is formed between the grooves 3. A readout element 5 constructed of a region of p-type impurities is formed in a lateral side part 3b of the groove 3 adjacent to the sensor element 2. The readout element 5 controls readout of a charge from the sensor element 2. Adjacently to the readout element 5, a charge transfer element 6 constructed of a region of n<+> type impurities is formed in a bottom part 3a of the groove 3. The charge transfer element 6 transfers the charge transferred through the readout element 5. A channel stopper element 7 constructed of a region of p<+> type impurities is formed in a lateral side part 3c of the groove 3 being opposite to the lateral side part 3b. The channel stopper element 7 prevents formation of a channel between the adjacent sensor element 2 in another line and the charge transfer element 6.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は、複数の受光部からの信号電荷を電荷転送部に
よって転送して読み出しを行う固体撮像装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a solid-state imaging device in which signal charges from a plurality of light receiving sections are transferred and read out by a charge transfer section.

[発明の概要] 本発明は、複数の受光部からの信号電荷を転送する電荷
転送部を有した固体撮像装置において、電荷転送部,読
み出し制御領域及びチャンネルストツパ領域が占める平
面上の面積を縮小化させるために、受光部に沿って形成
された溝の少なくとも底部に電荷転送部を形成し、側面
部に読み出し制御領域又はチャンネルストツパ領域を形
或する。
[Summary of the Invention] The present invention provides a solid-state imaging device having a charge transfer section that transfers signal charges from a plurality of light receiving sections, in which the planar area occupied by the charge transfer section, readout control region, and channel stopper region is reduced. In order to reduce the size, a charge transfer section is formed at least at the bottom of the groove formed along the light receiving section, and a readout control region or a channel stopper region is formed at the side surface.

このような三次元化によって、撮像装置の小型化、高密
度化、あるいは高感度化が可能とされる。
Such three-dimensionalization makes it possible to miniaturize, increase the density, or increase the sensitivity of the imaging device.

さらに、本発明は、電荷転送部の転送電極を上記受光部
を囲んで形成される溝の内部に埋め込み、半導体基板の
表面を受光部と転送電極の間に段差がないほぼ平坦な面
にさせることによって、加工精度の向上やスメアの防止
がなされるものである。
Furthermore, the present invention embeds the transfer electrode of the charge transfer section in the groove formed surrounding the light receiving section, thereby making the surface of the semiconductor substrate a substantially flat surface with no step between the light receiving section and the transfer electrode. This improves processing accuracy and prevents smearing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

現在、カラー映像用固体撮像装置においては、インター
ライン方式のCCDが最も多く採用されている。通常、
受光部はフォ1・ダイオードとされ、入射先はフォトダ
イオードにて光の強さに比例した電荷に変換される。こ
の電荷は垂直レジスタに読み出され転送される。
Currently, interline type CCDs are most commonly used in solid-state imaging devices for color images. usually,
The light receiving section is a photodiode, and the incident light is converted into an electric charge proportional to the intensity of the light by the photodiode. This charge is read out and transferred to the vertical register.

このような、インターライン方式の構造をもっCCDイ
メージャにおいて、従来の技術では半導体基板の表面に
平面的に読み出し部.電荷転送部及びチャンネルストッ
パ部として機能する不純物領域がそれぞれ形成される。
In a CCD imager having such an interline structure, conventional technology has a readout section on the surface of a semiconductor substrate. Impurity regions functioning as a charge transfer section and a channel stopper section are respectively formed.

そして、その不純物領域上の半導体基板上に酸化膜を介
してポリシリコン層を用いた電荷転送用の転送電極が形
成される。また、ポリシリコン層に囲まれる開口部がフ
ォトダイオードとされる。
Then, a transfer electrode for charge transfer using a polysilicon layer is formed on the semiconductor substrate over the impurity region with an oxide film interposed therebetween. Furthermore, the opening surrounded by the polysilicon layer is used as a photodiode.

この時、■セル当たりから読み出すことのできる最大信
号電荷量は、フォトダイオードの蓄積可能な最大電荷量
及び電荷転送部の転送可能な最大電荷量によって決定さ
れる。これらの最大電荷量は、フォトダイオード部や電
荷転送部の面積に依存する。
At this time, (2) the maximum amount of signal charge that can be read out per cell is determined by the maximum amount of charge that can be stored by the photodiode and the maximum amount of charge that can be transferred by the charge transfer section. These maximum charges depend on the area of the photodiode section and the charge transfer section.

ところで、現在のビデオカメラ用CCD固体撮像装置で
は、高解像度を得るために撮像装置の画素数を増やす方
向で開発が進められ′(いる。
Incidentally, current CCD solid-state imaging devices for video cameras are being developed in the direction of increasing the number of pixels in the imaging device in order to obtain high resolution.

しかし、上述のような構造において画素数の増加を図る
ためには、フォトダイオード部あるいは電荷転送部の占
める面積を縮小化しなければならない。このため、上述
の理由によりlセル当たりから読み出すことのできる最
大信号電荷量は減少し、ダイナ稟ツタレンジの減少にと
もなって特性の劣化が起こる。
However, in order to increase the number of pixels in the above-described structure, it is necessary to reduce the area occupied by the photodiode section or the charge transfer section. Therefore, for the above-mentioned reason, the maximum signal charge amount that can be read out per cell decreases, and as the dynamic range decreases, the characteristics deteriorate.

そこで、本発明に先行する技術として特開昭61−17
4765号公報に記載される技術が知られている。これ
は、半導体基板上にV字型の溝を形成し、溝の斜面に電
荷転送部を形成することにより、電荷転送部が占める面
積を三次元的に確保して最大信号電荷量の減少を抑えよ
うとしたものである。
Therefore, as a technology prior to the present invention, Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-17
A technique described in Japanese Patent No. 4765 is known. By forming a V-shaped groove on the semiconductor substrate and forming a charge transfer section on the slope of the groove, the area occupied by the charge transfer section is secured three-dimensionally and the maximum signal charge amount is reduced. That's what I was trying to suppress.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、上述の特開昭61−174765号公報に記載
された固体撮像装置に関しては、電荷転送部の占める平
面上の面積のみが減少され、読み出し部,チャンネルス
トッパ部については減少されていない。したがって、ダ
イナごツタレンジの減少を抑えることにおいて十分とは
言えない。
However, in the solid-state imaging device described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 61-174765, only the planar area occupied by the charge transfer section is reduced, but the readout section and channel stopper section are not reduced. Therefore, it cannot be said that this is sufficient in suppressing the decrease in the power range.

また、−i的に、従来の固体撮像装置では、センサ一部
と転送電極との間の約1くクロンにも及ぶ段差や第一層
目のポリシリコン層と第二層目のポリシリコン層の境目
におけるこれらの2層が重なり合った部分が存在してい
る。このため、レジストが形成される工程で膜厚のムラ
による加工精度の劣化や遮光用のアルξニウム層のステ
ップカバレイジの劣化によるスメアの増加等が問題とさ
れるが、上記の公報に記載された固体撮像装置において
も、第一層目のポリシリコン層と第二層目のポリシリコ
ン層の重なり合った部分による段差の問題は解決されて
いない。
In addition, in conventional solid-state imaging devices, there is a difference in level between a part of the sensor and the transfer electrode, which is about 1 micron, and a difference between the first polysilicon layer and the second polysilicon layer. There is a portion where these two layers overlap at the boundary. For this reason, there are problems such as deterioration of processing accuracy due to unevenness in film thickness in the process of forming the resist, and increase in smear due to deterioration of step coverage of the light-shielding aluminum layer, but these problems are described in the above publication. Even in the solid-state imaging device that has been developed, the problem of the step difference caused by the overlapping portion of the first polysilicon layer and the second polysilicon layer remains unsolved.

そこで、本発明は、上述の従来の実情に鑑みて提案され
たものであって、電荷転送部.読み出し部及びチャンネ
ルストッパ部の占める平面上の面積を縮小化し、ダイナ
くツタレンジを増大させることを目的とする。さらには
、レジストの加工精度の向上やスメアの防止がなされる
固体撮像装置を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned conventional situation. The purpose is to reduce the planar area occupied by the readout section and the channel stopper section and increase the dynamic range. A further object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that improves resist processing accuracy and prevents smearing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上述の目的を達威するために、本発明の固体撮像装置は
、入射光を信号電荷に変換するための複数の受光部とそ
れらの受光部に沿って溝を半導体基板上に形或する。上
記溝は底部と側面部を有する。この側面部は傾斜のつい
た平面や湾曲した面等であればよく、半導体基板上の表
面積を増加させるような形状とされる。そして、本発明
の固体撮像装置は、上記溝の少なくとも底部に上記受光
部からの信号電荷を転送する電荷転送部を形成し、当該
溝の側面部にチャンネルストッパ領域又は読み出し制御
領域を形成することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the solid-state imaging device of the present invention includes a plurality of light receiving sections for converting incident light into signal charges and grooves formed along the light receiving sections on a semiconductor substrate. The groove has a bottom part and a side part. The side surface portion may be a sloped plane, a curved surface, or the like, and is shaped to increase the surface area on the semiconductor substrate. In the solid-state imaging device of the present invention, a charge transfer section for transferring signal charges from the light receiving section is formed at least at the bottom of the groove, and a channel stopper region or a readout control region is formed at the side surface of the groove. It is characterized by

さらに、本発明は、上記受光部を平面上囲んで形成され
る溝の内部に電荷転送用の転送電極を埋め込み、半導体
基板の表面がほぼ平坦とされることを特徴とする。
Furthermore, the present invention is characterized in that a transfer electrode for charge transfer is buried inside a groove formed so as to surround the light-receiving section in a plane, so that the surface of the semiconductor substrate is made substantially flat.

〔作用] 本発明の固体撮像装置において、電荷転送部や読み出し
部又はチャンネルストツパ部は受光部に沿って形成され
る溝の底部や両方の側面を利用して三次元的に形成され
る。従って、電荷転送部等が占める平面上の面積は縮小
化されるが、表面積は確保されるので、実質的な転送チ
ャンネル幅は増大され、グイナミンクレンジが増大され
る。
[Function] In the solid-state imaging device of the present invention, the charge transfer section, readout section, or channel stopper section is three-dimensionally formed using the bottom and both side surfaces of the groove formed along the light receiving section. Therefore, although the planar area occupied by the charge transfer section etc. is reduced, the surface area is secured, so the effective transfer channel width is increased and the guinamine range is increased.

さらに、電荷転送用の転送電極が上記溝の内部に埋め込
まれ、半導体基板の表面が略平坦とされるので、レジス
トが平均的に形成され、加工精度が向上する。また、遮
光用のアルミニウム層が電荷転送部等を十分にカハーで
きるのでスメアの防止が可能とされる。
Further, since the transfer electrode for charge transfer is buried inside the groove and the surface of the semiconductor substrate is made substantially flat, the resist is formed evenly and the processing accuracy is improved. Furthermore, since the light-shielding aluminum layer can sufficiently cover the charge transfer portion, etc., it is possible to prevent smearing.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施例は、CCDエリアセンザの例である。This embodiment is an example of a CCD area sensor.

第1図はエリアセンサの構造を表す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an area sensor.

第1図に示すように、半導体基板1上に複数本の溝3が
形成され、その溝3の間にセンサ一部2が形成される。
As shown in FIG. 1, a plurality of grooves 3 are formed on a semiconductor substrate 1, and a sensor portion 2 is formed between the grooves 3.

溝3は底部3aとllJt斜のついた側面部3b.3c
を有ずる。センザ一部2に隣接した上記溝3の側面部3
bにp−型の不純物領域からなる読み出し部5が形成さ
れる。この読み出し部5は半導体基板1の主面1aから
溝3の底部3a近傍まで溝3の側面部3bの傾斜した面
に沿って形成される。この読み出し部5はセンサ一部2
からの電荷の読み出しを制御する。この読み出し部5に
隣接して溝3の底部3aにn1型の不純物領域からなる
電荷転送部6が形成される。電荷転送部6は読み出し部
5とチャンネルス1・ツバ部7に挟まれた領域とされる
。その電荷転送部6は読み出し部5を介して転送された
電荷を転送する。また、読み出し部5が形成された側面
部3bと向かい合う溝3の側面部3cにp゛型の不純物
領域からなるチャンネルス1・ソバ部7が形成される。
The groove 3 has a bottom part 3a and a beveled side part 3b. 3c
have. A side surface 3 of the groove 3 adjacent to the sensor part 2
A readout section 5 made of a p-type impurity region is formed at b. The readout section 5 is formed along the inclined surface of the side surface 3b of the groove 3 from the main surface 1a of the semiconductor substrate 1 to the vicinity of the bottom 3a of the groove 3. This reading section 5 is part of the sensor 2.
Controls readout of charge from. Adjacent to this readout section 5, a charge transfer section 6 made of an n1 type impurity region is formed at the bottom 3a of the groove 3. The charge transfer section 6 is a region sandwiched between the readout section 5 and the channels 1/flange section 7. The charge transfer section 6 transfers the charges transferred via the readout section 5. Further, a channel portion 1/substrate portion 7 made of a p-type impurity region is formed on a side surface portion 3c of the trench 3 facing the side surface portion 3b on which the readout portion 5 is formed.

チャンネルストンパ部7も読み出し部5と同様に半導体
基板1の主面1aから溝3の底部3a近傍までの領域に
ポリシリコン側面部3Cに沿って設&Jられる。そのチ
ャンネルストツパ部7は隣接する他の列のセンサ一部2
と電荷転送部6の間のチャンネルの形成を阻止する。
Similarly to the readout section 5, the channel stopper section 7 is also provided in a region from the principal surface 1a of the semiconductor substrate 1 to the vicinity of the bottom 3a of the groove 3 along the polysilicon side surface section 3C. The channel stopper portion 7 is connected to a sensor portion 2 of another adjacent row.
This prevents the formation of a channel between the charge transfer section 6 and the charge transfer section 6.

以上のように、電荷転送部6,読み出し部5及びチャン
ネルス1・ソバ部7を溝3の側面部3b3C及び底部3
aに三次元的に形成し、表面積を確保したまま半導体基
板1上でこれらの領域が占める平面上の面積が縮小化さ
れる。従って、ダイナξツクレンジの改善を図りながら
画素数を増加させることが可能とされ、高解像度化が図
られる。
As described above, the charge transfer section 6, readout section 5, channels 1 and buckle section 7 are connected to the side surface 3b3C and the bottom 3 of the groove 3.
a, and the planar area occupied by these regions on the semiconductor substrate 1 is reduced while maintaining the surface area. Therefore, it is possible to increase the number of pixels while improving the dynamic range, thereby achieving higher resolution.

このような溝3の形成された半導体基板1上に酸化膜4
が形成される。特に、溝3の側面部3b,3c及び底部
3aの内側に宜って酸化膜4が形成され、その酸化膜4
を介して2層のポリシリコン層により電荷転送用の転送
電極8が形成される。
An oxide film 4 is formed on the semiconductor substrate 1 in which such a groove 3 is formed.
is formed. In particular, an oxide film 4 is formed inside the side surfaces 3b, 3c and bottom 3a of the groove 3, and the oxide film 4
A transfer electrode 8 for charge transfer is formed by two polysilicon layers via the polysilicon layer.

この転送電極8については第2図を用いて詳しく説明す
る。
This transfer electrode 8 will be explained in detail using FIG. 2.

第2図は、第1図に表したエリアセンサの上部から見た
模式的な平面図である。第2図に示すように、上記転送
電極8は第一層目のポリシリコン層13と第二層目のポ
リシリコン層14からなる2層構造とされる。センサ一
部2の水平方向に並んだ一列が対称的な一組の第一層目
のポリシリコン層13と第二層目のポリシリコン層14
によって囲まれ、第一層目のポリシリコン層13と第一
層目のポリシリコン層14が垂直方向に交互に形成され
るパターンとされる。第一層目のポリシリコン層13及
び第二層目のポリシリコン層14は垂直方向の幅が広い
部分と狭い部分とが水平方向において交互に列なった形
状である。幅の狭い部分では第一層目のポリシリコン層
13と第二層目のポリシリコン層14の間にセンサ一部
2が挟ままれ、幅の広い部分では第一層目のポリシリコ
ン層l3と第二層目のポリシリコン層14が対称な向き
に突き合わされている。そして特に、この境目にはこれ
らの2層が重なった部分は存在しない。
FIG. 2 is a schematic plan view of the area sensor shown in FIG. 1, viewed from above. As shown in FIG. 2, the transfer electrode 8 has a two-layer structure consisting of a first polysilicon layer 13 and a second polysilicon layer 14. A horizontally aligned row of the sensor part 2 is a symmetrical set of a first polysilicon layer 13 and a second polysilicon layer 14
The first polysilicon layer 13 and the first polysilicon layer 14 are alternately formed in the vertical direction. The first polysilicon layer 13 and the second polysilicon layer 14 have a shape in which vertically wide portions and narrow portions are alternately arranged in the horizontal direction. In the narrow part, the sensor part 2 is sandwiched between the first polysilicon layer 13 and the second polysilicon layer 14, and in the wide part, the sensor part 2 is sandwiched between the first polysilicon layer 13 and the second polysilicon layer 14. The second polysilicon layer 14 is symmetrically butted against each other. In particular, there is no overlap between these two layers at this boundary.

この転送電極8は溝3の内部に埋め込まれて形成される
。これにより、センサ一部2と転送電極8の間に段差は
なく、半導体基板lの表面ばは{f平坦な面となる。こ
のように、表面が略平坦化された転送電極8に囲まれた
センサ一部2には、入射光を信号電荷に変換する機能を
もつセンサ一部2の半導体基板lの表面にn゛型の不純
物領域lOが形成される。このn゛型の不純物領域10
が平面上マトリクス状に配列される。
This transfer electrode 8 is formed to be buried inside the groove 3. As a result, there is no step difference between the sensor part 2 and the transfer electrode 8, and the surface of the semiconductor substrate l becomes a flat surface. In this way, the sensor part 2 surrounded by the transfer electrode 8 whose surface is substantially flat has an n-type structure on the surface of the semiconductor substrate l of the sensor part 2, which has the function of converting incident light into signal charges. An impurity region lO is formed. This n-type impurity region 10
are arranged in a matrix on a plane.

転送電極8が溝3に埋め込まれ、平坦にされた半導体基
板1上の全面に酸化膜4を介してリフロー膜1lが形成
される。そして、このリフロー膜ll上にはセンサ一部
2上で開口するパターンで遮光用のアルもニウム層12
が形成される。このアルミニウム層l2は表面が略平坦
なところで加工されるため、その加工精度が向上する。
The transfer electrode 8 is buried in the groove 3, and a reflow film 1l is formed on the entire surface of the flattened semiconductor substrate 1 with the oxide film 4 interposed therebetween. Then, on this reflow film 11, a light-shielding aluminum layer 12 is formed in a pattern that opens above the sensor part 2.
is formed. Since this aluminum layer l2 is processed on a substantially flat surface, the processing accuracy is improved.

また、不要な段差がないためにスメアの低減を図ること
ができる。
Furthermore, since there are no unnecessary steps, smear can be reduced.

次に、第l図及び第2図に表されるエリアセンサの製造
工程を図面を参考にして説明する。
Next, the manufacturing process of the area sensor shown in FIG. 1 and FIG. 2 will be explained with reference to the drawings.

先ず、第3図(a)に示すように、溝53を形成するた
め、半導体基板51の全面にフォトレジスト52が形成
され、溝53が形成されるパターンに応じて窓開けされ
る。熱処理によりその窓開けされた端部にテーパ一部5
2aが形成される。そして、RrE法を用い、テーパー
ドエッチによる形状の制御を行いながら半導体基板51
に溝53が形成される。この溝53はセンサ一部65を
平面上囲むパターンとされ、底部53a及び半導体基板
の主面に対して傾斜のついた側面部53b,53cを有
する。
First, as shown in FIG. 3(a), in order to form the grooves 53, a photoresist 52 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 51, and windows are opened according to the pattern in which the grooves 53 are to be formed. A tapered portion 5 is formed at the windowed end by heat treatment.
2a is formed. Then, using the RrE method, while controlling the shape by tapered etching, the semiconductor substrate 51 is
A groove 53 is formed in the groove 53 . The groove 53 has a pattern that surrounds the sensor portion 65 on a plane, and has a bottom portion 53a and side portions 53b and 53c inclined with respect to the main surface of the semiconductor substrate.

続いて、第3図(b)に示すように、フォトレジスト5
2を除去した後、半導体基板51を表面酸化して半導体
基板51の主面及び溝53の内部に熱酸化膜54が形成
される。そして、半導体基板5Iの表面にイオン注入を
行う。これにより、溝53の底部53aにn゛型の不純
物領域からなる電荷転送部56が形成され、溝53の側
面部53b,53cにp一型の不純物領域からなる読み
出1l し部55及びp1型の不純物領域からなるチャンネルス
トッパ部57がそれぞれ選択的に形成される。これらの
読み出し部55,電荷転送部56及びチャンネルストッ
パ部57の形成時には、必要であれば選択的にフォトレ
ジストを形成する工程を設けてもよいが特に、読み出し
部55及びチャンネルストツバ部57の形成には斜め方
向からのイオン注入も有効である。
Subsequently, as shown in FIG. 3(b), a photoresist 5 is applied.
After removing the semiconductor substrate 51 , the surface of the semiconductor substrate 51 is oxidized to form a thermal oxide film 54 on the main surface of the semiconductor substrate 51 and inside the groove 53 . Then, ion implantation is performed into the surface of the semiconductor substrate 5I. As a result, a charge transfer portion 56 made of an n-type impurity region is formed at the bottom 53a of the groove 53, and a readout portion 55 and p1 made of a p-type impurity region are formed on the side portions 53b and 53c of the groove 53. Channel stopper portions 57 each made of a type impurity region are selectively formed. When forming the readout section 55, charge transfer section 56, and channel stopper section 57, a step of selectively forming a photoresist may be provided if necessary. Ion implantation from an oblique direction is also effective for formation.

次に、ポリシリコン層を全面に堆積させた後、第3図(
c)に示すように、ポリシリコン層が満53の内部にの
み残されるようにエッチバックを行う。その後、全面に
フォトレジストを形成し、第二層目のポリシリコン層を
形成するために第二層目のポリシリコン層が形成される
べき箇所のフォトレジストに窓開けを行う。そして、そ
のフォトレジストをマスクとしてエッチングにより第一
層目のポリシリコン層をパターニングする。
Next, after depositing a polysilicon layer on the entire surface, as shown in FIG.
As shown in c), etch back is performed so that the polysilicon layer is left only inside the area 53. Thereafter, a photoresist is formed on the entire surface, and in order to form a second polysilicon layer, a window is opened in the photoresist at a location where the second polysilicon layer is to be formed. Then, using the photoresist as a mask, the first polysilicon layer is patterned by etching.

続いて、第二層目ポリシリコン層が形成される領域の溝
53の内部の熱酸化DI!54をHF処理などを行って
一旦除去した後、再び、この萌域の半l2 導体基板51上に熱酸化膜59を形成する。熱酸化膜5
9はこの時、同時に既にパターニングされた第一層目の
ポリシリコン層上にも形成される。
Next, thermal oxidation DI! is performed inside the groove 53 in the region where the second polysilicon layer is to be formed. 54 is once removed by HF treatment or the like, a thermal oxide film 59 is again formed on the half l2 conductive substrate 51 in this sprouting area. Thermal oxide film 5
At this time, 9 is also formed on the first polysilicon layer which has already been patterned.

次に、セルファラインでイオン注入により第二層目のポ
リシリコン層が形成される領域の溝の底部にn型の不純
物領域が形成される。従って、第一層目のポリシリコン
層が形成される領域の電荷転送部56はn+型の不純物
領域が形成されているので、電荷転送部56には第一層
目のポリシリコン層と第二層目のポリシリコン層に対応
してストレージ部とトランスファ一部が形戒卒れる。
Next, an n-type impurity region is formed at the bottom of the groove in the region where the second polysilicon layer is to be formed by ion implantation in the self-line. Therefore, since the n+ type impurity region is formed in the charge transfer section 56 in the region where the first polysilicon layer is formed, the charge transfer section 56 has the first polysilicon layer and the second polysilicon layer. The storage section and transfer section are shaped differently depending on the polysilicon layer.

続いて、上述と同様にポリシリコン層を全面に堆積させ
た後、エッチバックにより溝の内部にのみ第二層目のポ
リシリコン層を形成し、その第二層目のポリシリコン層
上に熱酸化膜59を形成する。
Next, after depositing a polysilicon layer over the entire surface in the same manner as described above, a second polysilicon layer is formed only inside the trench by etchback, and then a heat treatment is applied on the second polysilicon layer. An oxide film 59 is formed.

このように、第一層目のポリシリコン層及び第二層目の
ポリシリコン層が形成された後、半導体基板5lの表面
にセンサ一部65を形成するためのn゛型の不純物領域
がイオン注入により形成される。
In this manner, after the first polysilicon layer and the second polysilicon layer are formed, the n-type impurity region for forming the sensor portion 65 on the surface of the semiconductor substrate 5l is ionized. Formed by injection.

そして、半導体基板51上の全面に熱酸化膜59を介し
てリフロー膜6lが形成される。そのリフロー膜61上
にアルごニウム層を形成した後、センサ一部65上で開
口するマスクを用いてパタニングを行い、遮光用のアル
くニウム層62を形成する。アルミニウム層62は略平
坦な表面上に均一に形成されるため、その加工精度が向
上し、センサ一部65以外の部分を十分にカハーするこ
とができるため、スメアが低減される。
Then, a reflow film 6l is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 51 with a thermal oxide film 59 interposed therebetween. After forming an argonium layer on the reflow film 61, patterning is performed using a mask that opens above the sensor portion 65 to form a light-shielding aluminum layer 62. Since the aluminum layer 62 is uniformly formed on a substantially flat surface, its processing accuracy is improved, and parts other than the sensor part 65 can be sufficiently covered, so that smear is reduced.

以上のように、本実施例のCCDエリアセンサは、半導
体基板上にセンサ一部を囲んで溝を形成し、その溝の底
部に電荷転送部56を設け、溝の側面部を読み出し部及
びチャンネルストツパ部とすることによって、これらの
領域が占める面積を:次元的に確保し、平面上の面積を
縮小化させることができる。このため、ダイナミックレ
ンジの増大と高感度化を同時に図ることが可能とされる
As described above, in the CCD area sensor of this embodiment, a groove is formed on a semiconductor substrate surrounding a part of the sensor, a charge transfer section 56 is provided at the bottom of the groove, and the side surfaces of the groove are used as a readout section and a channel. By forming the stopper portion, the area occupied by these regions can be ensured dimensionally, and the area on the plane can be reduced. Therefore, it is possible to increase the dynamic range and increase the sensitivity at the same time.

さらに、本実施例のCCDエリアセンサは、溝の内部に
埋め込まれて転送電極が形成され、半導体基板の表面が
ほぼ平坦とされる。これにより、レジストの膜厚ムラに
よる加工精度の劣化や遮光用のアルξニウム層のステッ
プ力バレイジの劣化によるスメアの防止が可能とされる
Further, in the CCD area sensor of this embodiment, a transfer electrode is formed by being buried inside the groove, and the surface of the semiconductor substrate is made substantially flat. This makes it possible to prevent smearing due to deterioration in processing accuracy due to unevenness in resist film thickness and deterioration in step force burage of the light-shielding aluminum layer.

なお、製造工程で、第一層目のポリシリコン層及び第二
層目のポリシリコン層を形成した後に第三層目のポリシ
リコン層を形成し、周辺l・ランジスタの形戒を行って
もよい。
In addition, even if the third polysilicon layer is formed after the first polysilicon layer and the second polysilicon layer are formed in the manufacturing process, and the shape of the peripheral transistors is determined, good.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の固体撮像装置は、底部と側面部を有する溝を形
成し、半導体基板の表面積を増大させ、上記溝の底部と
側面部に電荷転送部や読み出し部又はチャンネルストッ
パ部を形成させることによって、電荷転送部等の占める
平面上の面積を縮小化するとともに転送チャンネル幅を
増大させることができる。従って、高解像度化を図ると
ともに固体撮像装置の感度を上げることができる。さら
に、撮像装置の小型化や高密度化を図ることができる。
In the solid-state imaging device of the present invention, a groove having a bottom and side parts is formed, the surface area of the semiconductor substrate is increased, and a charge transfer part, a readout part, or a channel stopper part is formed in the bottom and side parts of the groove. , it is possible to reduce the planar area occupied by the charge transfer section and the like, and to increase the width of the transfer channel. Therefore, it is possible to increase the resolution and the sensitivity of the solid-state imaging device. Furthermore, it is possible to reduce the size and increase the density of the imaging device.

15 また、溝の内側に転送電極を埋め込む構造とすることに
より、センサ一部と転送電極の間の段差やポリシリコン
層が重なり合った部分の段差による問題が解消され、レ
ジストや遮光用のアルごニウム層が略平坦な表面上に加
工されるため、加工精度の向上とともにスメアの防止が
なされる。
15 In addition, by embedding the transfer electrode inside the groove, problems caused by the difference in level between part of the sensor and the transfer electrode and the part where the polysilicon layers overlap are solved, and the problems caused by the difference in level between the part of the sensor and the transfer electrode and the part where the polysilicon layers overlap are eliminated, and the problem with Since the aluminum layer is processed onto a substantially flat surface, processing accuracy is improved and smear is prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明を適用した固体撮像装置の一例の構造を
示す断面図であり、第2図はその一例の模式的な平面図
であり、第3図(a)乃至第3図(d)は上記一例の製
造方法を説明するためのそれぞれ工程断面図である。 16 ・チャンネルストツハ部 ・転送電極 ・・リフロー膜 ・・アルξニウム層
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an example of a solid-state imaging device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a schematic plan view of the example, and FIGS. ) are process cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the above example. 16 ・Channel storage part ・Transfer electrode ・Reflow film ・Aluminum layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に入射光を信号電荷に変換するため
の複数の受光部と、それら受光部に沿って形成される溝
と、その溝の少なくとも底部に形成され上記受光部から
の信号電荷を転送する電荷転送部を有し、上記溝の側面
部はチャンネルストッパ領域又は読み出し制御領域が形
成されることを特徴とする固体撮像装置。
(1) A plurality of light receiving parts for converting incident light into signal charges on a semiconductor substrate, a groove formed along the light receiving parts, and a signal charge formed at least at the bottom of the groove from the light receiving part. What is claimed is: 1. A solid-state imaging device, comprising a charge transfer section for transferring a charge, and a channel stopper region or a readout control region is formed in a side surface of the groove.
(2)複数の受光部を平面上囲んで溝が形成され、その
溝の内部に電荷転送部の転送電極を埋め込んで、半導体
基板の表面を略平坦にしたことを特徴とする請求項1記
載の固体撮像装置。
(2) A groove is formed to surround the plurality of light receiving sections on a plane, and a transfer electrode of a charge transfer section is embedded in the groove to make the surface of the semiconductor substrate substantially flat. solid-state imaging device.
JP1156593A 1989-06-19 1989-06-19 Solid-state image sensing device Pending JPH0322479A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4714998B2 (en) * 2001-02-14 2011-07-06 ソニー株式会社 Solid-state image sensor

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