JP2007189129A - Solid-state photographing device, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は固体撮像装置およびその製造方法に関するものであり、特に、入射光を有効に光電変換するため受光部を基板深く形成している固体撮像装置およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a solid-state imaging device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a solid-state imaging device in which a light receiving portion is formed deep in a substrate in order to effectively photoelectrically convert incident light and a manufacturing method thereof.
以下、図5ないし図7を参照しながら、従来技術の固体撮像装置(特許文献1)を説明する。 Hereinafter, a conventional solid-state imaging device (Patent Document 1) will be described with reference to FIGS.
図5は固体撮像装置の概略構成を示す平面図、図6は図5のVI-VI線の撮像部内の入射光概略図、図7は図5のVII-VII線の画素部の構造断面図である。 5 is a plan view showing a schematic configuration of the solid-state imaging device, FIG. 6 is a schematic diagram of incident light in the imaging unit of the VI-VI line of FIG. 5, and FIG. 7 is a structural sectional view of the pixel unit of the VII-VII line of FIG. It is.
図5において、固体撮像装置は、格子状に配置した複数の撮像画素21と垂直電荷転送部29とからなる撮像部20と、水平電荷転送部12ならびにAMP部(増幅器)11にて構成されている。
In FIG. 5, the solid-state imaging device includes an
撮像画素21は、図7に示すように、第1導電型、例えばn型のシリコンからなる半導体基板22の深い位置に、オーバーフローバリア領域となる第2導電型、即ちp型の第1の半導体ウェル領域23が形成され、第1のp型半導体ウェル領域23上に、例えばp-領域、ノンドープ領域、n-領域等の比抵抗の高い高抵抗領域24が形成される。
As shown in FIG. 7, the imaging pixel 21 has a first conductivity type, for example, a second conductivity type, that is, a p-type first semiconductor, which becomes an overflow barrier region, at a deep position of a
高抵抗領域24の表面に、マトリックス配列の各受光部25を構成するn+半導体領域26及びこの上のp+正電荷蓄積領域27が形成される。
On the surface of the
p+正電荷蓄積領域27は、界面準位による暗電流の発生をおさえる。n+半導体領域26は、いわゆる電荷蓄積領域となる。
The p + positive
n+半導体領域26下の高抵抗領域24には、n+半導体領域26から第1のp型半導体ウェル領域、いわゆるオーバーフローバリア領域23に達する電荷収集領域となる、高抵抗領域24よりは濃度の高いn-半導体領域40が形成される。
n + a
高抵抗領域24の各受光部列の一側に対応する位置に、読み出しゲート領域28を挟んで垂直電荷転送部29となるn型の埋め込み転送チャネル領域(以下、電荷転送部と称する)30が形成される。電荷転送部30の周りを囲むように、第2のp型半導体ウェル領域31が形成される。
An n-type buried transfer channel region (hereinafter referred to as a charge transfer unit) 30 serving as a vertical
さらに、受光部25を含む各画素を区画するp型のチャネルストップ領域32が形成される。
Further, a p-type channel stop
電荷転送部30、チャネルストップ領域32及び読み出しゲート部28上に、ゲート絶縁膜34を介して、例えば多結晶シリコンからなる転送電極35が形成され、電荷転送部30、ゲート絶縁膜34及び転送電極35によりCCD構造の垂直電荷転送部29が構成される。
A
転送電極35上を被覆する層間絶縁膜36を介して、受光部25の開口を除く他部全面に、例えばAlによる遮光膜37が形成される。
A
さらに、平坦化膜38、色フィルタ(図示せず)を介して各受光部25に対応して受光部25への入射光を集光する、いわゆるマイクロレンズ39が形成される。
Further, a so-called
特に、受光部25の電荷蓄積領域となるn+半導体領域26より深く、かつオーバーフローバリア領域として働く第1のp型半導体ウェル領域23よりは浅いn-半導体領域40内の位置に、新たに第2のn型半導体領域41を形成する。
In particular, the n + semiconductor region 26 that is deeper than the n + semiconductor region 26 serving as the charge accumulation region of the
n型半導体領域41は、n+半導体領域26より広く、本例では読み出しゲート領域28を越えて垂直電荷転送部29の下まで入り込むように形成する。
The n-type semiconductor region 41 is wider than the n + semiconductor region 26, and in this example, is formed so as to enter the vertical
第2のn型半導体領域(以下、n半導体領域と称する)41の濃度は、n+半導体領域26より薄く、例えばn+半導体領域26の少なくとも半分以下の濃度で、かつn-半導体領域40の濃度より大きい濃度にする。 The concentration of the second n-type semiconductor region (hereinafter referred to as n semiconductor region) 41 is lower than that of the n + semiconductor region 26, for example, at least half the concentration of the n + semiconductor region 26, and in the n − semiconductor region 40. Make the density higher than the density.
理由は、電荷蓄積される領域をn+半導体領域26の位置にしないと電荷の読み出しができないので、ポテンシャルプロファイルがn半導体領域41からn+半導体領域26に向かって緩やかに上昇するような濃度設定にするためである。 Is because the not to the region that is the charge accumulated in the position of the n + semiconductor region 26 can not charge readout, density setting, such as the potential profile gradually rises toward the n semiconductor region 41 to the n + semiconductor region 26 It is to make it.
ここで、n半導体領域41は、垂直電荷転送部29下とn+半導体領域26下とで分けて形成し、濃度が異なった部分からなっても構わないが、電位的にはn半導体領域41が一体となっていることが必要である。
Here, the n semiconductor region 41 may be formed separately under the vertical
このn半導体領域41の深さは、垂直電荷転送部29のオーバーフローバリアとなる第2のp型半導体ウェル領域31のバリアを潰さない程度に深い位置から、つまり第2のp型半導体ウェル領域31の一部にかかってもいいが、電位のバリアをつぶさない程度に深いところから、第1のp型半導体ウェル領域23の手前までの深さのどこであっても構わない。但し、受光部25の飽和信号量を一定とすると、深い位置ほどn半導体領域41は、低濃度にしなければならない。
The depth of the n semiconductor region 41 is set from a position deep enough not to collapse the barrier of the second p-type
受光部25の光電変換する領域は、n+半導体領域26と、これから基板下方向へ向かって伸びる空乏層のうち第1のp型半導体ウェル領域23の手前のn-半導体領域40と、n半導体領域41とからなる。
The photoelectric conversion region of the
さらにn半導体領域41とほぼ同等の深さに、第2のp型半導体ウェル領域31から第1のp型チャネルストップ領域32にかけて、分離領域となる第2のp型チャネルストップ領域44を形成する。
Further, a second p-type
この構造によれば、n+半導体領域26下の深い位置に垂直電荷転送部29の下まで入り込むようにn半導体領域41を形成することにより、電荷収集領域43を垂直電荷転送部29下まで伸ばすことができる。これにより、斜めに入射した光Lも、受光部25の電荷収集領域41内を通過する割合が多くなり、捨てていた電荷を集めることができ、感度を向上することができる。
According to this structure, the n semiconductor region 41 is formed so as to enter under the vertical
ところで、n半導体領域41により形成される電荷収集領域43を垂直電荷転送部29下部へ伸ばしていくと、やがて隣接の受光部25へ空乏層が伸びてしまい、ブルーミングが発生してしまう。
By the way, when the charge collection region 43 formed by the n semiconductor region 41 is extended to the lower part of the vertical
そこで、n半導体領域41とほぼ同等の深さに、第2のp型半導体ウェル領域31から第1のp型チャネルストップ領域32にかけて、第2のp型チャンネルストップ領域44を形成することにより、電位障壁を形成し確実にブルーミングを防止している。
Therefore, by forming the second p-type
第2のp型チャネルストップ領域44を有する構成であれば、n半導体領域41を第2のp型半導体ウェル領域31下へ大きく張り出すことが可能となり、よりぎりぎりまで確実に電荷収集領域43を増加させることができる。また、第2のp型チャネルストップ領域44の濃度が大きければ、このp型チャネルストップ領域44の近くまでn半導体領域41を伸ばすことができる。
しかしながら、従来の固体撮像装置では、基板に対して斜め光Lが入射しやすい撮像部の周辺部ではスミア特性が悪化するという問題がある。 However, in the conventional solid-state imaging device, there is a problem that smear characteristics deteriorate in the peripheral portion of the imaging unit where the oblique light L is likely to be incident on the substrate.
すなわち、図6に示すように、撮像部の周辺部に配された撮像画素21a,21cにおいては、マイクロレンズ39の光軸が光の入射方向にシフトしていることから、斜め光Lがマイクロレンズ39により有効に受光部25に集光されることとなる。
That is, as shown in FIG. 6, in the
しかしながら、図7のように、受光部25を深さ方向において深く形成している場合であっても、斜めから入ってくる光が、受光部25の形成領域とは外れた位置において光電変換されて、当該光電変換された信号電荷が受光部25に有効に蓄積されない場合がある。また、一部の光は光電変換されぬままp不純物領域23,44およびシリコン基板22まで進み、電荷が基板に捨てられてしまっている。
However, even when the
このように、受光部25を基板深くにまで形成する方法は、特に周辺部において、先に述べたシリコン基板中で光電変換され電荷転送部30に流れ込むスミア発生モードについての有効な対策とはならず、また電荷発生領域の広さが充分でなく電荷を基板に捨てているという問題がある。
As described above, the method of forming the
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、斜め光が入射する撮像部の周辺部においても、スミアの発生を抑制し感度を向上させることができる固体撮像装置およびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device capable of suppressing the occurrence of smear and improving sensitivity even in the peripheral portion of the imaging unit where oblique light is incident. It is to provide a manufacturing method.
本発明の固体撮像装置は、半導体基板中に、光を受光して光電変換を行う受光部と、各受光部で蓄積した電荷を転送する垂直電荷転送部を設けた複数の撮像画素が2次元状に配列され、互いに隣接する撮像画素の受光部を分離するための分離領域が格子状に設けられている撮像部において、当該各分離部の位置に応じ前記分離領域の幅が異なることを特徴とする。 The solid-state imaging device according to the present invention has a two-dimensional imaging pixel in which a light receiving unit that receives light and performs photoelectric conversion and a vertical charge transfer unit that transfers charges accumulated in each light receiving unit are provided in a semiconductor substrate. In an imaging unit in which separation regions for separating light receiving units of imaging pixels adjacent to each other are provided in a lattice shape, the width of the separation region varies depending on the position of each separation unit. And
具体的には、前記撮像部における中央部から周辺部へいくに従い、前記分離領域の幅が狭くなる。また、前記撮像部における中央部から周辺部へいくに従い、前記分離領域の幅の比率が垂直方向と水平方方向で異なる。 Specifically, the width of the separation region becomes narrower from the central part to the peripheral part in the imaging unit. Further, the width ratio of the separation region differs in the vertical direction and the horizontal direction as it goes from the central part to the peripheral part in the imaging unit.
本発明の固体撮像装置の製造方法は、シリコン基板中に、光を受光して光電変換を行う受光部と、各受光部で蓄積した電荷を転送する垂直電荷転送部を設けた複数の撮像画素が2次元状に配列され、互いに隣接する撮像画素の受光部を分離するための分離領域が格子状に設けられている撮像部において、当該各分離部の位置に応じ前記分離領域の幅が異なる固体撮像装置の製造方法であり、前記シリコン基板の表面に、シリコンの酸化物または窒化物による無機膜を形成する工程と、前記無機膜の上に、下層レジストを形成する工程と、前記下層レジストの上に、前記下層レジストより反応性イオンエッチングが遅い上層レジストを形成し、さらにこれをパターンニングする工程と、前記上層レジストからなるパターンをマスクとして、前記下層レジストを反応性イオンエッチングによりエッチングする工程と、前記分離領域を形成するために、前記シリコン基板の特定箇所に高い注入エネルギーによるイオン注入を行う工程とを含む。 A method of manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of imaging pixels provided with a light receiving unit that receives light and performs photoelectric conversion in a silicon substrate, and a vertical charge transfer unit that transfers charges accumulated in each light receiving unit. Are two-dimensionally arranged, and in the imaging unit in which the separation regions for separating the light receiving portions of the adjacent imaging pixels are provided in a grid shape, the width of the separation region differs depending on the position of each separation unit A method for manufacturing a solid-state imaging device, the step of forming an inorganic film of silicon oxide or nitride on the surface of the silicon substrate, the step of forming a lower layer resist on the inorganic film, and the lower layer resist On top of the above, a step of forming an upper layer resist whose reactive ion etching is slower than that of the lower layer resist, and patterning this, and using the pattern made of the upper layer resist as a mask, And etching by reactive ion etching a layer resist, in order to form the isolation region, and a step of performing ion implantation with high implantation energy to specific locations of the silicon substrate.
本発明の固体撮像装置およびその製造方法によれば、斜め光が入射する撮像部の周辺部においてもスミアの発生を抑制し、感度を向上させることができる。 According to the solid-state imaging device and the manufacturing method thereof of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of smear and improve the sensitivity even in the peripheral portion of the imaging unit where oblique light is incident.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態における固体撮像装置およびその製造方法について説明する。 Hereinafter, a solid-state imaging device and a method for manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図3は固体撮像装置における撮像部の周辺部の断面構成を示すものであり、図2は撮像部の中央部における断面構成を示すものである。本実施の形態では、CCD固体撮像素子に適用している。 1 and 3 show a cross-sectional configuration of the periphery of the imaging unit in the solid-state imaging device, and FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the central part of the imaging unit. In this embodiment, the present invention is applied to a CCD solid-state imaging device.
本固体撮像装置において、n型シリコンからなる半導体基板22には、その深い位置にオーバーフローバリア領域となる第1のp型ウェル領域23が形成されている。受光部25は画素となるものであり、複数の受光部25が画素として格子状(マトリクス状)に配列されている。受光部25は、n+型不純物領域26とこの上のp+型不純物領域27とにより構成されている。n+型不純物領域26は発生した電荷が主に蓄積される電荷蓄積領域であり、p+型不純物領域27は界面順位による暗電流の発生を抑える領域である。n+型不純物領域26下のn-不純物領域40は、光を受光して光電変換により電荷が主に発生する電荷発生領域である。
In the solid-state imaging device, a first p-
n-不純物領域40の各受光部列の一側に対応する位置に、読み出しゲート部28を挟んでn型の電荷転送部30が形成されている。電荷転送部30の周りを囲むように、第2のp型ウェル領域31が形成されている。また、受光部25を含む各画素を区画するp型のチャネルストップ領域32,44が形成されている。
An n-type
電荷転送部30、チャネルストップ領域32及び読み出しゲート部28上に、ゲート絶縁膜34を介して、例えば多結晶シリコンからなる転送電極35が形成されている。さらに、転送電極35上を被膜する層間絶縁膜36を介して、受光部25の開口を除く他部全面に、例えばW等による遮光膜37が形成される。
A
さらに、平坦化膜38、カラーフィルタ(図示せず)を介して各受光部25へ入射光を集光する、いわゆるマイクロレンズ39が形成されている。
Furthermore, a so-called
以上の構成において、本実施の形態では、撮像部の周辺部の第1のp型のチャネルストップ領域(以下、分離領域と称する)44を中央部より狭く形成している。以下に、このような構造を用いる理由について説明する。 In the above configuration, in the present embodiment, the first p-type channel stop region (hereinafter referred to as the separation region) 44 in the peripheral portion of the imaging unit is formed narrower than the central portion. The reason why such a structure is used will be described below.
一般的に、固体撮像装置は、さらなる画質向上に応えるため、画素の小型化により配列密度を高くし解像度を上げること、それに伴う感度低下を補うことが必要である。画素が小型化された場合、入射する光量は減少し、各画素の受光部25の感度特性が低下する。そこで、感度向上のため受光部25の開口となる遮光膜37の開口部を水平方向に大きくすると、垂直電荷転送部29への光の混入によるスミアが発生し易くなる。また、遮光膜37の開口部を垂直方向に大きくすると、転送電極35が細り抵抗が高くなるため撮像部にて電荷転送電圧の鈍りが生じる。
In general, in order to respond to further improvement in image quality, a solid-state imaging device needs to increase the array density by increasing the size of pixels and increase the resolution, and compensate for the sensitivity reduction associated therewith. When the pixels are downsized, the amount of incident light is reduced, and the sensitivity characteristics of the
このように、水平方向ならびに垂直方向に、受光部の開口を大きくするのには限界があるため、受光部25の上方にマイクロレンズ39を設け、受光部25への集光効率を高める工夫がなされている。
As described above, since there is a limit to increasing the opening of the light receiving unit in the horizontal direction and the vertical direction, a
また、上述した画素サイズの縮小およびカメラや使用するレンズの小型化により、撮像部の周辺部では斜め光成分が入射しやすくなるため、深いシリコン基板中で光電変換された電荷が電荷転送部30に流れ込み、スミアの発生が顕著になってきている。 Further, due to the reduction in the pixel size and the reduction in the size of the camera and the lens used, oblique light components are likely to be incident on the periphery of the imaging unit. The occurrence of smear has become noticeable.
この対策の一つとして、マイクロレンズ形成用フォトマスク描画時に倍率補正を行い、撮像部の周辺部において開口部に対してマイクロレンズ39の位置をずらすことで斜め光に対しても開口中心に集光する構造が用いられてきた。
As one of countermeasures, magnification correction is performed at the time of drawing a photomask for forming a microlens, and the position of the
しかしながら、マイクロレンズ39単独で集光効率を高めることは技術的に困難であるため、近年では深いシリコン基板中で光電変換される電荷をも有効に信号電荷として取り出せるよう、受光部25を従来のものより深く形成する技術が提案されている。
However, since it is technically difficult to increase the light collection efficiency with the
受光部25は、入射光が光電変換された後、電荷の蓄積を行うn+型不純物領域26と、n+型不純物領域26の基板表面部分に形成され、界面順位によって発生する電荷の湧き出し(暗電流)を抑制するためのp+型不純物領域27を形成している。
The
さらに受光部25下には、オーバーフローバリア(OFB)を形成するp型ウェル領域23を基板深くに形成しておき、入射光が光電変換された後に電荷の蓄積を行うn+不純物領域26と上記のp型ウェル領域23との間を繋ぐように、n-不純物領域40が形成されており、受光部25の空乏層を滑らかに伸ばすようにしている。
Further, a p-
この構造においては、n-不純物領域40は、注入エネルギーを換えて多段階でイオン注入して形成する。 In this structure, the n − impurity region 40 is formed by ion implantation in multiple stages while changing the implantation energy.
このように、本実施の形態の固体撮像装置では、入射した光Lは、マイクロレンズ39により受光部25に集光され、受光部25で光電変換された入射光量に応じた量の信号電荷が発生する。この電荷は、受光部25内のn+不純物領域26内で一定期間蓄積され後、電荷として読み出されることから、基板深くにおいて光電変換し発生した電荷を基板に捨てずに有効にn+不純物領域26において蓄積することができ、感度を向上させることができる。
As described above, in the solid-state imaging device according to the present embodiment, the incident light L is condensed on the
さらに、撮像部20の周辺部21a,21cにおいては斜め光Lが入射するが、周辺部21a,21cの第1のp型のチャネルストップ領域(分離領域)44を中央部21bより狭く形成することにより、電荷発生領域を広げることができる。すなわち、電荷発生領域を通過する光の割合を多くすることができ、より多くの電荷を集めることができ、固体撮像装置の感度特性を向上させることができる。
Further, the oblique light L is incident on the
なお、固体撮像装置は撮像部20の中央部21bから周辺部21a,21cにいくに従って、基板面の法線に対する入射光の角度が大きくなって斜め光が入射しやすくなる。したがって、本実施の形態は、分離領域44も、撮像部20の中央部21bから周辺部21a,21cにいくに従って連続的に小さくなるように形成されることが好ましい。
Note that in the solid-state imaging device, the angle of incident light with respect to the normal of the substrate surface increases as the distance from the
さらに、本実施の形態では、分離領域44の濃度は、第1のp型半導体ウェル領域23の深さや、n+不純物領域26の不純物量、画素サイズにより全体の電位で決まるため一概に言うことはできないが、電位障壁を形成し確実にブルーミングを防止できるよう設定する。
Furthermore, in the present embodiment, the concentration of the
次に、本実施の形態における固体撮像装置の製造方法について、一例を説明する。 Next, an example of the method for manufacturing the solid-state imaging device in the present embodiment will be described.
図1〜3に示すように、半導体基板22に第1のp型半導体ウェル領域23を形成し、このp型半導体ウェル領域23上のn-不純物領域40に電荷転送部30、第2のp型半導体ウェル領域31、p型チャネルストップ領域32,44を形成する。
As shown in FIGS. 1-3, the first p-type
分離領域44の幅および位置で光電変換領域40を制御するためには、これまでより狭い領域に、深い個所にまで不純物を注入しなければならない。そのためには、高い注入エネルギーに十分なイオン阻止能力を確保するため、フォトレジスト層を厚く形成する必要があり、本実施の形態では複数のレジスト層からなる多層レジスト法を用いた。
In order to control the
図4に、2層レジスト時のプロセスフロー概要を示す。下層レジスト51は高い注入エネルギーに十分なイオン阻止能力を確保するため、レジストを厚膜に塗布する。下層レジスト51が十分に架橋されてない場合、上層レジスト52を露光した際に発生した酸を下層レジスト51が吸い取り、上層レジスト52のパターン不良になる恐れがあるため、200度程度のベークが必要である。上層レジスト52には、微細パターン形成が可能であり高いエッチング耐性があるレジストが必要であるため、例えばSi含有レジストを塗布する。 FIG. 4 shows an outline of the process flow for the two-layer resist. The lower resist 51 is coated with a thick film in order to ensure sufficient ion blocking ability for high implantation energy. If the lower layer resist 51 is not sufficiently crosslinked, the lower layer resist 51 may absorb the acid generated when the upper layer resist 52 is exposed to cause a pattern defect of the upper layer resist 52. It is. Since the upper resist 52 requires a resist capable of forming a fine pattern and having high etching resistance, for example, a Si-containing resist is applied.
上層レジスト52の露光・現像後、酸素プラズマによるエッチングにより、上層レジスト52の表面をSiO2化させ、その上層レジスト52をマスクとし下層レジストをエッチングする。これにより、高いアスペクト比のレジストを形成し、高い注入エネルギーにより分離領域44を形成する。
After the upper resist 52 is exposed and developed, the surface of the upper resist 52 is changed to SiO 2 by etching with oxygen plasma, and the lower resist is etched using the upper resist 52 as a mask. Thereby, a resist with a high aspect ratio is formed, and the
また、下層レジスト51のエッチング、具体的には酸素プラズマによるエッチングの際、基板にプラズマの影響が及ばぬように、酸化膜や窒化膜等のCVD系無機膜の保護膜上から注入する方が望ましい。 Further, when etching the lower resist 51, specifically, etching with oxygen plasma, it is preferable to implant from above the protective film of the CVD inorganic film such as an oxide film or a nitride film so that the substrate is not affected by the plasma. desirable.
なお、ポリイミド、酸化膜や窒化膜等のCVD系無機膜および金属膜などによる下地レジストパターン形成の際のハードマスクと成りうる材料のパターン形成も考えられるが、ポリイミドでは微細加工が困難であり、CVD系無機膜は一般に引っ張り方向の膜応力が大きいため膜厚を厚くするとクラックを発生し、金属膜は成膜や剥離が難しく、またノックオン現象による金属汚染の原因となり撮像素子の画質を劣化させてしまう。 In addition, pattern formation of a material that can be used as a hard mask in forming a base resist pattern by CVD, inorganic film such as polyimide, oxide film or nitride film and metal film is also considered, but it is difficult to finely process with polyimide, CVD inorganic films generally have a large film stress in the pulling direction, so cracks occur when the film thickness is increased.Metal films are difficult to form and peel off, and cause metal contamination due to the knock-on phenomenon, degrading the image quality of the image sensor. End up.
次に、受光部25のp+不純物領域27を形成し、さらに、ゲート絶縁膜34、転送電極35を形成する。以後の工程は通常と同様であるので、説明を省略する。
Next, the p + impurity region 27 of the
以上説明を行ったように、本実施の形態の構成によれば、従来の製造工程に多層レジスト法の1工程を追加するだけで実現できる。 As described above, according to the configuration of the present embodiment, it can be realized only by adding one process of the multilayer resist method to the conventional manufacturing process.
また、電荷発生領域40を垂直電荷転送部29下まで伸ばすことができる。これにより、マイクロレンズ39を通して斜めに入射した光Lであってもフォトダイオードの電荷発生領域40を通過割合が多くなり、従来捨てていた電荷を集めることができ、感度を向上させることができる。
Further, the
さらに、前記実施の形態では、分離領域44を水平方向に並設したものであるが、図示してないが垂直方向においても同様に分離領域44を並設して、撮像部20に分離領域44を格子状に形成してもよい。これにより、斜めに入射した光Lがフォトダイオードの電荷収拾領域40を通過する割合がより一層多くなり、従来捨てていた電荷を集めることができ、感度をより一層向上させることができる。なお、分離領域44の幅の比率は、垂直方向と水平方方向で等しくしてもよく、あるいは異なるようにしてもよい。すなわち、撮像部20に格子状に形成した垂直方向と水平方方向の分離領域44の幅を、撮像部20の中央部21bから周辺部21a,21cにいくに従って、同じ割合にて連続して狭くしてもよく、あるいは異なる割合にて連続して狭くしもよい。例えば、水平方向に並設した分離領域44が周辺に向かって狭くなる割合に対して、垂直方向に並設した分離領域44が周辺に向かって狭くなる割合を小さくしたり、逆に大きくしたりしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
なお、本発明の固体撮像装置は、画素の大小に関わらず応用可能である。また、受光部の空乏領域を深く形成して近赤外線領域にも感度を有せしめた固体撮像装置にも好適である。さらに、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、その他様々な構成を取り得る。 Note that the solid-state imaging device of the present invention can be applied regardless of the size of pixels. Further, it is also suitable for a solid-state imaging device in which a depletion region of the light receiving unit is formed deeply and sensitivity is also provided in the near infrared region. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various other configurations can be taken without departing from the gist of the present invention.
本発明の固体撮像装置は、スミアの低減や感度が要求されるカラーカメラ等に有用である。 The solid-state imaging device of the present invention is useful for a color camera or the like that requires reduction in smear and sensitivity.
20 撮像部
21 撮像画素
22 半導体基板
25 受光部
29 垂直電荷転送部
44 分離領域
20 Image pickup unit 21
Claims (4)
前記シリコン基板の表面に、シリコンの酸化物または窒化物による無機膜を形成する工程と、
前記無機膜の上に、下層レジストを形成する工程と、
前記下層レジストの上に、前記下層レジストより反応性イオンエッチングが遅い上層レジストを形成し、さらにこれをパターンニングする工程と、
前記上層レジストからなるパターンをマスクとして、前記下層レジストを反応性イオンエッチングによりエッチングする工程と、
前記分離領域を形成するために、前記シリコン基板の特定箇所に高い注入エネルギーによるイオン注入を行う工程とを含む固体撮像装置の製造方法。 In a silicon substrate, a plurality of imaging pixels provided with a light receiving unit that receives light and performs photoelectric conversion and a vertical charge transfer unit that transfers charges accumulated in each light receiving unit are arranged two-dimensionally and adjacent to each other. In the imaging unit in which the separation regions for separating the light receiving units of the imaging pixels are provided in a lattice shape, the width of the separation region differs according to the position of each separation unit,
Forming an inorganic film of silicon oxide or nitride on the surface of the silicon substrate;
Forming a lower layer resist on the inorganic film;
On the lower resist, forming an upper resist that is slower in reactive ion etching than the lower resist, and further patterning this,
Etching the lower layer resist by reactive ion etching using the pattern made of the upper layer resist as a mask;
A method of manufacturing a solid-state imaging device, including a step of performing ion implantation with a high implantation energy in a specific portion of the silicon substrate to form the isolation region.
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