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JP2009272596A - Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and electronic instrument - Google Patents

Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and electronic instrument Download PDF

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JP2009272596A
JP2009272596A JP2008199050A JP2008199050A JP2009272596A JP 2009272596 A JP2009272596 A JP 2009272596A JP 2008199050 A JP2008199050 A JP 2008199050A JP 2008199050 A JP2008199050 A JP 2008199050A JP 2009272596 A JP2009272596 A JP 2009272596A
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solid
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Takuji Matsumoto
拓治 松本
Keiji Taya
圭司 田谷
Yasushi Tateshimo
八州志 舘下
Fumihiko Koga
史彦 古閑
Takashi Nagano
隆史 永野
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable curtailment in numbers of manufacturing steps and improvement in characteristic of pixel in a solid-state imaging device. <P>SOLUTION: The solid-state imaging device has a first element separating unit 43 having a pixel portion 23, a peripheral circuit 24, and an STI structure formed on the semiconductor substrate 22 of the peripheral circuit 24; and a second element separating unit 45 having the STI structure, formed on the semiconductor substrate 22 of the pixel portion 23, with a shallower embedded portion inside the semiconductor substrate 22 than that inside the semiconductor substrate 22 of the first element separating unit 43, and with the same height of the surface as that of the first element separating unit 43. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置とその製造方法、及びこの固体撮像装置を備えた電子機器に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus including the solid-state imaging device.

固体撮像装置は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置と、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサに代表される電荷転送方固体撮像装置に大別される。これら固体撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどに広く用いられている。また、近年、カメラ付き携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)などのモバイル機器に搭載される固体撮像装置としては、電源電圧が低く、消費電力の観点などからCMOSイメージセンサが多くも用いられている。   Solid-state imaging devices are roughly classified into an amplification-type solid-state imaging device typified by a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor and a charge transfer type solid-state imaging device typified by a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. These solid-state imaging devices are widely used in digital still cameras, digital video cameras, and the like. In recent years, as a solid-state imaging device mounted on a mobile device such as a camera-equipped mobile phone or a PDA (Personal Digital Assistant), a CMOS image sensor is often used from the viewpoint of low power supply voltage and power consumption. .

CMOS固体撮像装置では、その素子分離部として画素部及び周辺回路部共に、同じ構成のSTI(Shallow Trench Isolation)構造を用いた構成が知られている。また、CMOS固体撮像装置では、画素部の素子分離部として拡散層を用いた構成も知られている(特許文献1、2参照)。図27に、拡散層による素子分離部を構成したCMOS固体撮像装置の例を示す。   In the CMOS solid-state imaging device, a configuration using an STI (Shallow Trench Isolation) structure of the same configuration is known for both the pixel unit and the peripheral circuit unit as the element isolation unit. In addition, a CMOS solid-state imaging device is also known in which a diffusion layer is used as an element separation portion of a pixel portion (see Patent Documents 1 and 2). FIG. 27 shows an example of a CMOS solid-state imaging device in which an element isolation unit using a diffusion layer is configured.

この固体撮像装置101は、図27に示すように、半導体基板102に複数の画素が配列された画素部103と、画素部103の周辺に形成されたロジック回路からなる周辺回路部104を有して成る。画素部103では、光電変換素子となるフォトダイオード(PD)107と複数の画素トランジスタ108からなる単位画素110が複数、2次元的に配列される。図27では画素トランジスタ108を代表して示しており、ソース・ドレイン領域109と図示しないゲート絶縁膜及びゲート電極とを有して画素トランジスタ108が構成される。画素110の上方には、層間絶縁膜112を介して多層の配線113を形成した多層配線層114が形成され、さらに、その上にオンチップカラーフィルタ115及びオンチップマイクロレンズ116が形成される。図示しないが、周辺回路部104においても、層間絶縁膜を介して多層の配線を形成した多層配線層が形成される。   As illustrated in FIG. 27, the solid-state imaging device 101 includes a pixel unit 103 in which a plurality of pixels are arranged on a semiconductor substrate 102 and a peripheral circuit unit 104 including a logic circuit formed around the pixel unit 103. It consists of In the pixel portion 103, a plurality of unit pixels 110 including a photodiode (PD) 107 serving as a photoelectric conversion element and a plurality of pixel transistors 108 are two-dimensionally arranged. In FIG. 27, the pixel transistor 108 is shown as a representative, and the pixel transistor 108 includes a source / drain region 109 and a gate insulating film and a gate electrode (not shown). A multilayer wiring layer 114 in which a multilayer wiring 113 is formed via an interlayer insulating film 112 is formed above the pixel 110, and an on-chip color filter 115 and an on-chip microlens 116 are formed thereon. Although not shown, a multilayer wiring layer in which multilayer wiring is formed is also formed in the peripheral circuit portion 104 via an interlayer insulating film.

画素部103内では、素子分離部121が半導体基板102内にイオン注入で形成したp+拡散層122とその上のシリコン酸化膜による絶縁層123とにより構成される。絶縁層123は一部基板102に埋め込まれるが、その埋め込み深さh1は50nm以下に設定され、トータルの厚さが50nm〜150nm程度に設定されている。一方、周辺回路部104では、素子分離部125が半導体基板102に溝126を形成し、その溝126内にシリコン酸化膜による絶縁層127を埋め込んだSTI構造で構成される。絶縁層127の基板102内に埋め込まれる埋め込み深さh2は、200nm〜300nm程度であり、基板表面に突出される突出高さh3は、画素部103の絶縁層123の突出高さh4より十分に低い。   In the pixel unit 103, the element isolation unit 121 includes a p + diffusion layer 122 formed by ion implantation in the semiconductor substrate 102 and an insulating layer 123 made of a silicon oxide film thereon. Although the insulating layer 123 is partially embedded in the substrate 102, the embedded depth h1 is set to 50 nm or less, and the total thickness is set to about 50 nm to 150 nm. On the other hand, in the peripheral circuit unit 104, the element isolation unit 125 has a STI structure in which a groove 126 is formed in the semiconductor substrate 102 and an insulating layer 127 made of a silicon oxide film is embedded in the groove 126. The embedded depth h2 embedded in the substrate 102 of the insulating layer 127 is about 200 nm to 300 nm, and the protruding height h3 protruding to the substrate surface is sufficiently larger than the protruding height h4 of the insulating layer 123 of the pixel portion 103. Low.

その他、特許文献3に画素部の素子分離部の例、特許文献4のDRAMの素子分離部の例などが開示されている。
特開2005−347325号公報 特開2006−24786号公報 特開2005−191262号公報 特開2007−288137号公報
In addition, Patent Document 3 discloses an example of an element isolation part of a pixel part, and an example of an element isolation part of a DRAM of Patent Document 4.
JP 2005-347325 A JP 2006-24786 A JP 2005-191262 A JP 2007-288137 A

固体撮像装置の素子分離部として、上述した前者の画素部及び周辺回路部共に、同じ構造のSTI構造を用いた構成では、白点が増えるという問題がある。すなわち、画素部でのSTI素子分離部は、周辺回路部のSTI分離部と同様に、半導体基板内に深く形成されるために、フォトダイオードに対するストレス、ダメージの影響が増え、白点が増えることになる。この白点を抑えるためには、STI素子分離部の端部でのピンニング(すなわちホールアキュミレーション)を強化しなければならない。ピンニング強化、つまりホールアキュミレーション強化は、p型のイオン注入を行うため、その分、フォトダイオードを構成するn型領域の面積が縮小し、飽和信号量を減少させる。従って、ピンイング強化は、飽和信号量の減少とトレードオフの関係となっている。   As the element separation unit of the solid-state imaging device, in the former pixel unit and the peripheral circuit unit described above, the configuration using the STI structure of the same structure has a problem that white spots increase. That is, since the STI element isolation portion in the pixel portion is formed deep in the semiconductor substrate, similar to the STI isolation portion in the peripheral circuit portion, the influence of stress and damage on the photodiode increases and white spots increase. become. In order to suppress this white spot, pinning (that is, hole accumulation) at the end of the STI element isolation portion must be strengthened. Since pinning enhancement, that is, hole accumulation enhancement, performs p-type ion implantation, the area of the n-type region constituting the photodiode is reduced accordingly, and the saturation signal amount is reduced. Therefore, the enhancement of pinning has a trade-off relationship with the decrease of the saturation signal amount.

この改善策として、後者(図27の構成参照)のp+拡散層122とその上の絶縁層123とからなる素子分離部121の構成がある。しかし、この場合は周辺回路部104のSTI構造の素子分離部125との作り込みにより、工程数が増えるという問題があった。また、図28A,Bに示すように、画素部の素子分離部121では絶縁層123の突出高さh4が大きいため、各画素トランジスタのゲート電極131[131A,131B,131C]の形成工程で、ポリシリコンの残渣133aなどが生じる問題があった。すなわち、図19Bに示すように、ポリシリコン膜133を全面に形成した後、リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてパターニングした際に、段差の大きい絶縁層123の側壁に導電性のポリシリコンの残渣133aが生じ易い。ポリシリコンの残渣133aが生じると、隣り合うゲート電極131間が短絡してしまったり、欠陥として撮像特性に悪影響を及ぼすことがある。
なお、図28A、Bにおいて、131Aは転送トランジスタのゲート電極、131Bはリセットトランジスタのゲート電極、131Cは増幅トランジスタのゲート電極を示す。また、134はn+ソース・ドレイン領域を示す。
As an improvement measure, there is a configuration of the element isolation portion 121 including the latter (see the configuration of FIG. 27) p + diffusion layer 122 and the insulating layer 123 thereon. However, in this case, there is a problem that the number of processes increases due to the incorporation of the STI structure element isolation portion 125 of the peripheral circuit portion 104. Further, as shown in FIGS. 28A and 28B, in the element isolation portion 121 of the pixel portion, the protruding height h4 of the insulating layer 123 is large. Therefore, in the step of forming the gate electrode 131 [131A, 131B, 131C] of each pixel transistor, There has been a problem that polysilicon residue 133a and the like are generated. That is, as shown in FIG. 19B, when a polysilicon film 133 is formed on the entire surface and then patterned using a lithography technique and an etching technique, a conductive polysilicon residue 133a is formed on the sidewall of the insulating layer 123 having a large step. Is likely to occur. If the polysilicon residue 133a is generated, the adjacent gate electrodes 131 may be short-circuited, or the imaging characteristics may be adversely affected as a defect.
28A and 28B, 131A represents a gate electrode of a transfer transistor, 131B represents a gate electrode of a reset transistor, and 131C represents a gate electrode of an amplification transistor. Reference numeral 134 denotes an n + source / drain region.

さらに、図27の構成では、画素部の素子分離部を構成する絶縁層の基板より突出高さh4が大きいので、その分フォトダイオードとオンチップマイクロレンズまでの距離L1が長くなり易く、集光効率にとって不利になる。   Further, in the configuration of FIG. 27, since the protrusion height h4 is larger than the substrate of the insulating layer that constitutes the element isolation portion of the pixel portion, the distance L1 between the photodiode and the on-chip microlens is easily increased accordingly, It is disadvantageous for efficiency.

本発明は、上述の点に鑑み、製造工程数の削減と画素特性の向上を可能した固体撮像装置とその製造方法を提供するものである。
また、本発明は、かかる固体撮像素子を備えた電子機器を提供するものである。
In view of the above, the present invention provides a solid-state imaging device capable of reducing the number of manufacturing steps and improving pixel characteristics, and a manufacturing method thereof.
Moreover, this invention provides the electronic device provided with this solid-state image sensor.

本発明に係る固体撮像装置は、画素部と、周辺回路部と、周辺回路部の半導体基板に形成されたSTI構造を有する第1素子分離部と、画素部の半導体基板に形成されたSTI構造を有する第2素子分離部とを有する。画素部の第2素子分離部は、半導体基板内に埋め込まれた部分が第1素子分離部の半導体基板内に埋め込まれた部分より浅く、表面高さが前記第1素子分離部と同じであるSTI構造を有する第2素子分離部とを有する。   A solid-state imaging device according to the present invention includes a pixel unit, a peripheral circuit unit, a first element isolation unit having an STI structure formed on a semiconductor substrate of the peripheral circuit unit, and an STI structure formed on the semiconductor substrate of the pixel unit. And a second element isolation part. The second element isolation portion of the pixel portion has a shallower portion embedded in the semiconductor substrate than the portion embedded in the semiconductor substrate of the first element isolation portion, and has the same surface height as the first element isolation portion. A second element isolation portion having an STI structure.

本発明の固体撮像装置では、画素部の第2素子分離部の半導体基板に埋め込まれた部分が、周辺回路部の第1素子分離部の半導体基板に埋め込まれた部分より浅いので、光電変換素子へのストレス、ダメージの影響が抑えられる。画素部の第2素子分離部の表面高さを周辺回路部の第1素子分離部の表面高さと同じにして低くしたので、素子分離部の形成後のゲート電極の加工において、素子分離部の側壁に電極材料が残らない。画素部の第2素子分離部の表面高さを周辺回路部の第1素子分離部の表面高さと同じにしたので、第1、第2素子分離部のSTI構造の違いによる工程増を最小限に抑えられる。   In the solid-state imaging device of the present invention, the portion embedded in the semiconductor substrate of the second element isolation portion of the pixel portion is shallower than the portion embedded in the semiconductor substrate of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion. The effects of stress and damage to the can be suppressed. Since the surface height of the second element isolation portion of the pixel portion is made lower than the surface height of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion, in the processing of the gate electrode after the formation of the element isolation portion, No electrode material remains on the sidewall. Since the surface height of the second element isolation portion of the pixel portion is made the same as the surface height of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion, the increase in process due to the difference in the STI structure of the first and second element isolation portions is minimized. Can be suppressed.

本発明に係る固体撮像装置の製造方法は、半導体基板の周辺回路部の素子分離部を形成すべき部分に第1の溝と、画素部の素子分離部を形成すべき部分に第1の溝よりも浅い第2の溝を形成する工程と、第1及び第2の溝内を含んで絶縁層を形成する工程と、絶縁層を研磨して、表面高さを同じにした第1素子分離部及び第2素子分離部を形成する工程とを有する。   The method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention includes a first groove in a portion where an element isolation portion of a peripheral circuit portion of a semiconductor substrate is to be formed, and a first groove in a portion where an element isolation portion of a pixel portion is to be formed. Forming a second shallower groove, forming the insulating layer including the first and second grooves, and isolating the first element by polishing the insulating layer to have the same surface height And forming a second element isolation portion.

本発明の固体撮像装置の製造方法では、周辺回路部側の第1の溝と、これより浅い画素部側の第2の溝への絶縁層の形成、絶縁層の研磨を同じ工程で行い、第1、第2素子分離部となる絶縁層の表面高さを同じにしている。これにより、第1、第2素子分離部のSTI構造の違いによる工程増を最小限に抑えられる。画素部の第2素子分離部の表面高さを周辺回路部の第1素子分離部の表面高さと同じにして低くしたので、素子分離部の形成後のゲート電極の加工において、素子分離部の側壁に電極材料が残らない。画素部側の第2の溝を周辺回路部側の第1の溝より浅く形成するので、第2の素子分離部による光電変換素子へのストレス、ダメージの影響が抑えられる。   In the manufacturing method of the solid-state imaging device of the present invention, the insulating layer is formed in the first groove on the peripheral circuit portion side and the second groove on the pixel portion side shallower than this, and the insulating layer is polished in the same process, The surface heights of the insulating layers serving as the first and second element isolation portions are the same. As a result, an increase in the number of processes due to the difference in the STI structure between the first and second element isolation portions can be minimized. Since the surface height of the second element isolation portion of the pixel portion is made lower than the surface height of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion, in the processing of the gate electrode after the formation of the element isolation portion, No electrode material remains on the sidewall. Since the second groove on the pixel portion side is formed shallower than the first groove on the peripheral circuit portion side, the influence of stress and damage to the photoelectric conversion element by the second element separation portion can be suppressed.

本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の光電変換素子に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備える。固体撮像装置は、画素部と、周辺回路部と、周辺回路部の半導体基板に形成されたSTI構造を有する第1素子分離部と、画素部の半導体基板に形成されたSTI構造を有する第2素子分離部とを有する。画素部の第2素子分離部は、半導体基板内に埋め込まれた部分が第1素子分離部の半導体基板内に埋め込まれた部分より浅く、表面高さが前記第1素子分離部と同じである構成を有する。   An electronic apparatus according to the present invention includes a solid-state imaging device, an optical system that guides incident light to a photoelectric conversion element of the solid-state imaging device, and a signal processing circuit that processes an output signal of the solid-state imaging device. The solid-state imaging device includes a pixel portion, a peripheral circuit portion, a first element isolation portion having an STI structure formed on a semiconductor substrate of the peripheral circuit portion, and a second having an STI structure formed on the semiconductor substrate of the pixel portion. And an element isolation part. The second element isolation portion of the pixel portion has a shallower portion embedded in the semiconductor substrate than the portion embedded in the semiconductor substrate of the first element isolation portion, and has the same surface height as the first element isolation portion. It has a configuration.

本発明の電子機器では、その固体撮像装置において、画素部の第2素子分離の半導体基板に埋め込まれた部分が、周辺回路部の第1素子分離部の半導体基板に埋め込まれた部分より浅い。これにより、第2素子分離部による光電変換素子へのストレス、ダメージの影響が抑えられる。画素部の第2素子分離部の表面高さを周辺回路部の第1素子分離部の表面高さと同じにして低くしたので、素子分離部の形成後のゲート電極の加工において、素子分離部の側壁に電極材料が残らない。画素部の第2素子分離部の表面高さを周辺回路部の第1素子分離部の表面高さと同じにしたので、第1、第2素子分離部のSTI構造の違いによる工程増を最小限に抑えられる。   In the electronic device of the present invention, in the solid-state imaging device, the portion embedded in the second element isolation semiconductor substrate of the pixel portion is shallower than the portion embedded in the semiconductor substrate of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion. Thereby, the influence of the stress and damage to the photoelectric conversion element by the second element separation unit can be suppressed. Since the surface height of the second element isolation portion of the pixel portion is made lower than the surface height of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion, in the processing of the gate electrode after the formation of the element isolation portion, No electrode material remains on the sidewall. Since the surface height of the second element isolation portion of the pixel portion is made the same as the surface height of the first element isolation portion of the peripheral circuit portion, the increase in process due to the difference in the STI structure of the first and second element isolation portions is minimized. Can be suppressed.

本発明によれば、工程の削減、画素特性の向上を図ることができる。   According to the present invention, it is possible to reduce processes and improve pixel characteristics.

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.

本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、画素部及び周辺回路部における素子分離部の構成に特徴を有する。   The solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention is characterized by the configuration of the element separation unit in the pixel unit and the peripheral circuit unit.

図1に、本発明に適用される固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像素子の一例の概略構成を示す。本例の固体撮像装置1は、半導体基板11例えばシリコン基板に複数の光電変換素子を含む画素2が規則的に2次元的に配列された画素部(いわゆる撮像領域)3と、周辺回路部とを有して構成される。画素2は、光電変換素子となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ(いわゆるMOSトランジスタ)を有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの4つのトランジスタで構成することができる。その他、例えば選択トランジスタを省略して3つのトランジスタで構成することもできる。これら単位画素の等価回路は通常と同様であるので、詳細説明を省略する。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a solid-state imaging device applied to the present invention, that is, a CMOS solid-state imaging device. The solid-state imaging device 1 of this example includes a pixel unit (so-called imaging region) 3 in which pixels 2 including a plurality of photoelectric conversion elements are regularly arranged in a semiconductor substrate 11, for example, a silicon substrate, a peripheral circuit unit, It is comprised. The pixel 2 includes, for example, a photodiode serving as a photoelectric conversion element and a plurality of pixel transistors (so-called MOS transistors). The plurality of pixel transistors can be constituted by four transistors, for example, a transfer transistor, a reset transistor, an amplification transistor, and a selection transistor. In addition, for example, the selection transistor may be omitted and the transistor may be configured with three transistors. Since the equivalent circuit of these unit pixels is the same as usual, detailed description is omitted.

周辺回路部は、垂直駆動回路4と、カラム信号処理回路5と、水平駆動回路6と、出力回路7と、制御回路8などを有して構成される。   The peripheral circuit section includes a vertical drive circuit 4, a column signal processing circuit 5, a horizontal drive circuit 6, an output circuit 7, a control circuit 8, and the like.

制御回路8は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5及び水平駆動回路6などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成し、これらの信号を垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5及び水平駆動回路6等に入力する。   The control circuit 8 generates a clock signal and a control signal as a reference for operations of the vertical drive circuit 4, the column signal processing circuit 5, and the horizontal drive circuit 6 based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock, These signals are input to the vertical drive circuit 4, the column signal processing circuit 5, the horizontal drive circuit 6, and the like.

垂直駆動回路4は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素部3の各画素2を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線9を通して各画素2の光電変換素子となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路5に供給する。   The vertical drive circuit 4 is configured by, for example, a shift register, and selectively scans each pixel 2 of the pixel unit 3 in the vertical direction sequentially in units of rows, and is a photoelectric conversion element of each pixel 2 through the vertical signal line 9, for example, a photodiode. A pixel signal based on the signal charge generated according to the amount of received light is supplied to the column signal processing circuit 5.

カラム信号処理回路5は、画素2の例えば列ごとに配置されており、1行分の画素2から出力される信号を画素列ごとに黒基準画素(有効画素領域の周囲に形成される)からの信号によってノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路5は、画素2固有の固定パターンノイズを除去するためのCDSや、信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路5の出力段には水平選択スイッチ(図示せず)が水平信号線10との間に接続されて設けられる。   The column signal processing circuit 5 is arranged, for example, for each column of the pixels 2, and signals output from the pixels 2 for one row are generated from black reference pixels (formed around the effective pixel region) for each pixel column. The signal processing such as noise removal is performed by the signal. That is, the column signal processing circuit 5 performs signal processing such as CDS for removing fixed pattern noise unique to the pixel 2 and signal amplification. A horizontal selection switch (not shown) is connected to the horizontal signal line 10 at the output stage of the column signal processing circuit 5.

水平駆動回路6は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路5の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路5の各々から画素信号を水平信号線10に出力させる。
出力回路7は、カラム信号処理回路5の各々から水平信号線10を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。
The horizontal drive circuit 6 is constituted by, for example, a shift register, and sequentially outputs horizontal scanning pulses to select each of the column signal processing circuits 5 in order, and the pixel signal is output from each of the column signal processing circuits 5 to the horizontal signal line. 10 to output.
The output circuit 7 performs signal processing and outputs the signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 5 through the horizontal signal line 10.

また、本例では表面照射型の固体撮像素子としているので、画素部3及び周辺回路部が形成された基板の表面側の上方に、層間絶縁膜を介して多層配線層が形成される。画素部3では、多層配線層の上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ、さらにその上にオンチップマイクロレンズが形成される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と撮像領域のフォトダイオード(いわゆる受光部)を除く他部領域とに遮光膜が形成される。この遮光膜は、例えば多層配線層の最上層の配線層で形成することができる。   In this example, since the surface irradiation type solid-state imaging device is used, a multilayer wiring layer is formed above the surface side of the substrate on which the pixel unit 3 and the peripheral circuit unit are formed, with an interlayer insulating film interposed therebetween. In the pixel unit 3, an on-chip color filter is formed on the multilayer wiring layer via a planarizing film, and an on-chip microlens is further formed thereon. A light-shielding film is formed in a region other than the pixel portion in the imaging region, more specifically, in the peripheral circuit portion and other region other than the photodiode (so-called light receiving portion) in the imaging region. This light shielding film can be formed by, for example, the uppermost wiring layer of the multilayer wiring layer.

なお、後述するが、裏面照射型の固体撮像装置では光入射面(いわゆる受光面)側の裏面上には多層配線層はない。多層配線層は受光面と反対側の表面側に形成される。   As will be described later, in the back-illuminated solid-state imaging device, there is no multilayer wiring layer on the back surface on the light incident surface (so-called light receiving surface) side. The multilayer wiring layer is formed on the surface side opposite to the light receiving surface.

そして、本実施の形態に係る固体撮像装置、特にその素子分離部の構成は、上述のCMOS固体撮像装置に適用されるものであるが、この例に限るものではない。   And although the structure of the solid-state imaging device concerning this Embodiment, especially the element isolation | separation part is applied to the above-mentioned CMOS solid-state imaging device, it is not restricted to this example.

[固体撮像装置の第1実施の形態]
図2に、本発明の第1実施の形態に係る固体撮像装置を示す。図2は、半導体基板22、例えばシリコン基板に形成した画素部(いわゆる撮像領域)23と、周辺回路部24の要部を示した構成図である。本実施の形態に係る固体撮像装置21は、半導体基板22に複数の画素が配列された画素部23と、画素部23の周辺に形成された例えばロジック回路からなる周辺回路部24とを有して成る。
[First Embodiment of Solid-State Imaging Device]
FIG. 2 shows a solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram showing a main part of a pixel portion (so-called imaging region) 23 and a peripheral circuit portion 24 formed on a semiconductor substrate 22, for example, a silicon substrate. The solid-state imaging device 21 according to the present embodiment includes a pixel unit 23 in which a plurality of pixels are arranged on a semiconductor substrate 22, and a peripheral circuit unit 24 formed of, for example, a logic circuit around the pixel unit 23. It consists of

画素部23では、光電変換素子となるフォトダイオード(PD)26と複数の画素トランジスタ27からなる単位画素25が複数、2次元的に配列される。図2では複数の画素トランジスタを1つの画素トランジスタ27で代表して示しており、ソース・ドレイン領域28と図示しないゲート絶縁膜とゲート電極とを有して画素トランジスタ27が構成される。画素25の上方には、層間絶縁膜31を介して多層の配線32を形成した多層配線層33が形成され、その上にオンチップカラーフィルタ34及びオンチップマイクロレンズ35が形成される。周辺回路部24では、図示しない例えばCMOSトランジスタからなるロジック回路が形成され、同様に層間絶縁膜31を介して多層の配線を形成した多層配線層が形成される。   In the pixel unit 23, a plurality of unit pixels 25 each including a photodiode (PD) 26 serving as a photoelectric conversion element and a plurality of pixel transistors 27 are two-dimensionally arranged. In FIG. 2, a plurality of pixel transistors are representatively shown as one pixel transistor 27, and the pixel transistor 27 includes a source / drain region 28, a gate insulating film (not shown), and a gate electrode. A multilayer wiring layer 33 in which a multilayer wiring 32 is formed via an interlayer insulating film 31 is formed above the pixel 25, and an on-chip color filter 34 and an on-chip microlens 35 are formed thereon. In the peripheral circuit unit 24, a logic circuit made of, for example, a CMOS transistor (not shown) is formed, and similarly, a multilayer wiring layer in which a multilayer wiring is formed via the interlayer insulating film 31 is formed.

本例の固体撮像装置21は、信号電荷として電子を用いている。フォトダイオード26としては、図3に示すように、半導体基板22の第1導電型であるp型半導体ウェル領域36に、第2導電型のn型の電荷蓄積領域37とその表面の絶縁膜39、例えばシリコン酸化膜との界面近傍に形成された暗電流抑制のためのp+半導体領域(いわゆるホールアキュミュレーション層)38とを有して構成される。   The solid-state imaging device 21 of this example uses electrons as signal charges. As shown in FIG. 3, the photodiode 26 includes a p-type semiconductor well region 36 of the first conductivity type of the semiconductor substrate 22, an n-type charge storage region 37 of the second conductivity type, and an insulating film 39 on the surface thereof. For example, a p + semiconductor region (so-called hole accumulation layer) 38 for suppressing dark current is formed near the interface with the silicon oxide film.

そして、本実施の形態においては、周辺回路部24での素子分離に、半導体基板22に垂直に形成した溝41に絶縁層42を埋め込んでなるSTI構造の第1素子分離部43が形成される。また、画素部23では、素子分離として同様に半導体基板22に垂直に形成した溝44に絶縁層42を埋め込んでなるSTI構造の第2素子分離部45が形成される。周辺回路部24の第1素子分離部43は、絶縁層42の半導体基板内に埋め込まれた部分の埋め込み深さh5が200nm〜300nm程度であり、半導体基板22の表面からから突出する部分の表面の高さ、すなわち突出高さが0〜40nm程度となるように形成される。埋め込み深さh5は、絶縁膜39の下の半導体基板22表面からの深さである。また突出高さh6は、絶縁膜39の下の半導体基板22表面からの突出高さである。   In the present embodiment, the first element isolation portion 43 having the STI structure is formed by embedding the insulating layer 42 in the groove 41 formed perpendicular to the semiconductor substrate 22 for element isolation in the peripheral circuit portion 24. . In the pixel portion 23, a second element isolation portion 45 having an STI structure is formed by embedding an insulating layer 42 in a groove 44 formed perpendicularly to the semiconductor substrate 22 for element isolation. The first element isolation portion 43 of the peripheral circuit portion 24 has a buried depth h5 of the portion embedded in the semiconductor substrate of the insulating layer 42 of about 200 nm to 300 nm, and the surface of the portion protruding from the surface of the semiconductor substrate 22. , Ie, the protruding height is about 0 to 40 nm. The embedding depth h <b> 5 is a depth from the surface of the semiconductor substrate 22 below the insulating film 39. The protrusion height h6 is a protrusion height from the surface of the semiconductor substrate 22 below the insulating film 39.

一方、画素部23の第2素子分離部45は、絶縁層42の半導体基板内に埋め込まれた部分の埋め込み深さh7が周辺回路部24側の埋め込み深さh5より浅く形成される。また、この第2素子分離部45は、絶縁層42の半導体基板22の表面からから突出する部分の表面の高さ、すなわち突出高さh8は、周辺回路部24側の突出高さh6と同じになるように形成される。第2素子分離部45の突出高さh8は0nm〜40nm程度、埋め込み深さh7は50nm〜160nm程度とし、トータルの厚さh9は70nm〜200nm程度とすることができる。   On the other hand, the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23 is formed such that the embedded depth h7 of the portion embedded in the semiconductor substrate of the insulating layer 42 is shallower than the embedded depth h5 on the peripheral circuit portion 24 side. Further, the height of the surface of the portion of the insulating layer 42 protruding from the surface of the semiconductor substrate 22, that is, the protruding height h8 is the same as the protruding height h6 on the peripheral circuit portion 24 side. It is formed to become. The protrusion height h8 of the second element isolation part 45 can be about 0 nm to 40 nm, the embedding depth h7 can be about 50 nm to 160 nm, and the total thickness h9 can be about 70 nm to 200 nm.

周辺回路部24側では、通常のMOS構造の制約から、第1素子分離部43の突出高さh6として0nm〜40nm程度の必要がある。画素部24側では、この周辺回路部24側の突出高さh6に合わせて、第2素子分離部45の突出高さh8を0nm〜40nm程度に設定する。そして、第2素子分離部45のトータルの厚さh9は画素特性の制約により、上述した70nm〜200nm程度必要となる。   On the peripheral circuit part 24 side, the protrusion height h6 of the first element isolation part 43 is required to be about 0 nm to 40 nm due to restrictions of a normal MOS structure. On the pixel part 24 side, the protrusion height h8 of the second element isolation part 45 is set to about 0 nm to 40 nm in accordance with the protrusion height h6 on the peripheral circuit part 24 side. The total thickness h9 of the second element isolation part 45 is required to be about 70 nm to 200 nm as described above due to pixel characteristic restrictions.

この画素部23の第2素子分離部45のトータル厚さh9は、素子分離性が得られ、絶縁層42上に配線が形成されても寄生MOSトランジスタが形成されず、かつフォトダイオード26に対してストレス、ダメージの影響を与えない厚さである。   The total thickness h9 of the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23 provides element isolation, and even if a wiring is formed on the insulating layer 42, no parasitic MOS transistor is formed. The thickness is not affected by stress and damage.

すなわち、突出高さh8が0nm〜40nmであれば、後述するように、ポリシリコンによるゲート電極の加工時に、第2素子分離部45の基板表面からの突出部側壁にポリシリコンが残らない。このことはゲート電極間短絡を阻止することができる。h8が40nmより突出していると、突出部の側壁にポリシリコン残渣が発生し易い。埋め込み深さh7が50nmより浅いと素子分離部45上に配線が形成されると、寄生MOSトランジスタが形成され易い。h7が160nmより深いと、フォトダイオード26にストレス、ダメージを与え易く、白点発生の要因になる。トータルの厚さh9が70nm〜200nmの範囲ないであれば、素子分離部45としての素子分離性が得られ、かつ白点発生が抑制される。   That is, when the protrusion height h8 is 0 nm to 40 nm, as described later, no polysilicon remains on the protrusion side wall from the substrate surface of the second element isolation portion 45 when the gate electrode is processed with polysilicon. This can prevent a short circuit between the gate electrodes. If h8 protrudes from 40 nm, polysilicon residue is likely to be generated on the side wall of the protrusion. If the embedding depth h7 is shallower than 50 nm, a parasitic MOS transistor is easily formed when a wiring is formed on the element isolation portion 45. If h7 is deeper than 160 nm, the photodiode 26 is likely to be stressed and damaged, which causes white spots. If the total thickness h9 is not in the range of 70 nm to 200 nm, element isolation as the element isolation unit 45 is obtained, and generation of white spots is suppressed.

ここで、第1素子分離部と第2素子分離部の突出高さh6及びh8が同じ突出高さとは、製造加工精度に基づく加工ばらつきの範囲内であれば、同じ突出高さであると定義する。すなわち、溝(トレンチ)加工での窒化膜マスクの膜厚は、一般的に200nm程度の窒化膜でウェハの面内ばらつきが±10%程度ある。CMP(化学機械研磨)による研磨ばらつきについても、±20〜30nm程度ある。したがって、画素部23と周辺回路部24で突出高さh8、h6が同じになるように工夫しても、20nm〜30nm程度変動する可能性がある。厳密に観察してチップ面内のどこかで画素部と周辺回路部を比較した場合、完全に同じ突出高さでないとしても、画素部と周辺回路部において両突出高さh8とh6との差が30nm以内に入っていれば、本発明でいう「同じ高さ」の範疇に入ることは言うまでもない。   Here, the protrusion heights h6 and h8 of the first element isolation portion and the second element isolation portion are defined as the same protrusion height if the protrusion height is within the range of processing variation based on manufacturing processing accuracy. To do. That is, the film thickness of the nitride film mask in the trench processing is generally about 200 nm of nitride film, and the in-plane variation of the wafer is about ± 10%. Polishing variation due to CMP (chemical mechanical polishing) is also about ± 20 to 30 nm. Therefore, even if it is devised so that the protrusion heights h8 and h6 are the same in the pixel portion 23 and the peripheral circuit portion 24, the pixel portion 23 and the peripheral circuit portion 24 may vary by about 20 to 30 nm. When the pixel portion and the peripheral circuit portion are compared with each other in the chip surface by observing strictly, even if the protrusion height is not completely the same, the difference between the protrusion heights h8 and h6 in the pixel portion and the peripheral circuit portion. Needless to say, if it falls within 30 nm, it falls within the category of “same height” in the present invention.

第1実施の形態に係る固体撮像装置21によれば、画素部23の第2素子分離部45と周辺回路部24の第1素子分離部43を共に、STI構造として、その夫々の絶縁層42の半導体基板22表面からの突出高さh6及びh8を同じにした構成としている。この構成により、製造に際して絶縁層42の埋め込み、絶縁層42の平坦化処理などの工程を同時に行うことができるので、工程数を削減することができる。   According to the solid-state imaging device 21 according to the first embodiment, both the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23 and the first element isolation unit 43 of the peripheral circuit unit 24 have the STI structure, and the respective insulating layers 42. The protrusion heights h6 and h8 from the surface of the semiconductor substrate 22 are the same. With this configuration, steps such as embedding the insulating layer 42 and planarization of the insulating layer 42 can be performed at the same time during manufacturing, so that the number of steps can be reduced.

画素部23の第2素子分離部45では、その基板上の突出高さh8が周辺回路部24の第1素子分離部43の突出高さh6と同じく0nm〜40nmと低い。このため、画素トランジスタのゲート電極の形成工程で、ポリシリコン膜をパターニングした際に、パターニングが高精度に行われ、第2素子分離部45を基板より突出する部分の側壁にポリシリコンが残ることがない。したがってポリシリコン残渣による画素トランジスタ間の短絡不良が回避される。   In the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23, the protrusion height h8 on the substrate is as low as 0 nm to 40 nm, similar to the protrusion height h6 of the first element isolation portion 43 of the peripheral circuit portion 24. For this reason, when the polysilicon film is patterned in the step of forming the gate electrode of the pixel transistor, the patterning is performed with high accuracy, and the polysilicon remains on the side wall of the portion where the second element isolation portion 45 protrudes from the substrate. There is no. Therefore, a short circuit failure between the pixel transistors due to the polysilicon residue is avoided.

画素部23では、その第2素子分離部45がSTI構造で形成され、その第2素子分離部45の半導体基板22内に埋め込まれた部分の埋め込み深さh7が、周辺回路部24のSTI構造の第1素子分離部43の半導体基板22内の埋め込み深さh5より浅く形成される。すなわち、画素部23の第2素子分離部45の埋め込み深さh7は50nm〜160nmに設定される。この埋め込み深さh7は、フォトダイオード26に対してストレス、ダメージを与えることがない。つまり、溝44の深さが浅いので、欠陥発生が抑制される。このため、第2素子分離部45とフォトダイオード26との界面で白点発生のための電子の発生が抑えられる。したがって、第2素子分離部45との界面からフォトダイオード26へ電子の洩れ込みが抑制され、これに基づくフォトダイオード26での白点の発生を抑制することができる。   In the pixel portion 23, the second element isolation portion 45 is formed with an STI structure, and the embedded depth h 7 of the portion embedded in the semiconductor substrate 22 of the second element isolation portion 45 is the STI structure of the peripheral circuit portion 24. The first element isolation portion 43 is formed to be shallower than the embedding depth h5 in the semiconductor substrate 22. That is, the embedding depth h7 of the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23 is set to 50 nm to 160 nm. This embedding depth h7 does not give stress or damage to the photodiode 26. That is, since the depth of the groove 44 is shallow, the generation of defects is suppressed. For this reason, generation of electrons for generating white spots at the interface between the second element isolation unit 45 and the photodiode 26 is suppressed. Therefore, the leakage of electrons from the interface with the second element isolation unit 45 to the photodiode 26 is suppressed, and the generation of white spots in the photodiode 26 based on this can be suppressed.

しかも、画素部23の第2素子分離部45のトータル厚さh9が、70nm〜200nm程度であるので、十分な素子分離特性を得ることができる。また、第2素子分離部45上に配線が延在しても、寄生MOSトランジスタは形成されない。   In addition, since the total thickness h9 of the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23 is about 70 nm to 200 nm, sufficient element isolation characteristics can be obtained. Further, even if the wiring extends on the second element isolation portion 45, the parasitic MOS transistor is not formed.

さらに、画素部23の第2素子分離部45の端部(横方向端部)におけるp型イオン濃度が薄くても分離特性が確保できるので、従来の図27に示す拡散層分離部を有する構成と比較して、転送トランジスタの読み出しに対して有利になる。上記のp型領域は、図示しないが、画素の転送トランジスタ脇の分離部に形成される。   Further, since the separation characteristics can be ensured even if the p-type ion concentration at the end (lateral end) of the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23 is low, the configuration having the conventional diffusion layer isolation portion shown in FIG. This is advantageous for reading the transfer transistor. Although the p-type region is not shown, the p-type region is formed in a separation part beside the transfer transistor of the pixel.

画素部23の第2素子分離部45の突出高さh8が、周辺回路部24の第1素子分離部43の突出高さh6と同じになり低くなるので、フォトダイオード26とオンチップマイクロレンズ35との間の距離L2が図27の距離L1より短くなる。このため、フォトダイオード26への集光効率が向上し、感度が向上する。   Since the protrusion height h8 of the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23 is the same as the protrusion height h6 of the first element isolation portion 43 of the peripheral circuit portion 24, the photodiode 26 and the on-chip microlens 35 are reduced. The distance L2 between the two is shorter than the distance L1 in FIG. For this reason, the light collection efficiency to the photodiode 26 is improved, and the sensitivity is improved.

このように、第1実施の形態に係る固体撮像装置の構成によれば、製造プロセスにおける工程数の削減を可能し、残像特性や飽和信号量、画素トランジスタ間の短絡防止、その他等、画素特性を向上することができる。また、ポリシリコン膜によるゲート電極加工において、画素部23側の第2素子分離部45を構成する絶縁膜42の基板上に突出する部分の側壁にポリシリコン残渣が生じない。これにより、ゲート電極加工が容易になり、製造の歩留まりを向上することができる。   Thus, according to the configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment, the number of steps in the manufacturing process can be reduced, and after-image characteristics, saturation signal amounts, prevention of short-circuits between pixel transistors, etc. Can be improved. Further, in the gate electrode processing using the polysilicon film, no polysilicon residue is generated on the side wall of the portion of the insulating film 42 that constitutes the second element isolation portion 45 on the pixel portion 23 side that protrudes on the substrate. Thereby, gate electrode processing becomes easy and the yield of manufacture can be improved.

[固体撮像装置の第2実施の形態]
図4に、本発明の第2実施の形態に係る固体撮像装置を示す。図4は画素部23のフォトダイオード26及びこれに隣接する第2素子分離部45を含む要部のみを示す断面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置48は、画素部23の第2素子分離部45において、少なくともフォトダイオード26と接する領域部にp型半導体層49が形成される。すなわち、第2素子分離部45の絶縁層42のフォトダイオード26に接する側面及び一部下面に延長して形成される。なお、鎖線で示すように絶縁層42の半導体基板22に埋め込まれた部分の側面の下面の全面にわたってp型半導体層49を形成してもよい。このp型半導体層49は、例えば不純物のイオン注入で形成するができる。
[Second Embodiment of Solid-State Imaging Device]
FIG. 4 shows a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view showing only a main part including the photodiode 26 of the pixel portion 23 and the second element isolation portion 45 adjacent thereto. In the solid-state imaging device 48 according to the present embodiment, a p-type semiconductor layer 49 is formed at least in a region in contact with the photodiode 26 in the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23. In other words, the insulating layer 42 of the second element isolation part 45 is formed to extend on the side surface and part of the lower surface that are in contact with the photodiode 26. Note that the p-type semiconductor layer 49 may be formed over the entire lower surface of the side surface of the portion embedded in the semiconductor substrate 22 of the insulating layer 42 as indicated by a chain line. The p-type semiconductor layer 49 can be formed by impurity ion implantation, for example.

このp型半導体層49の形成は、STI構造を作る際の溝形成の後でイオン注入を行って形成することもでき、あるいはSTI構造を形成した後で、絶縁層42上からイオン注入して形成することもできる。絶縁層42を形成した後にイオン注入でp型半導体層49を形成するときは、絶縁層42の深さが深すぎると、どの角度でイオン打ち込みしてもp型不純物が適正に入り難い場合が生じる。これを回避するために、絶縁層42の深さは浅く、かつ少しテーパを付けて、すなわち下方に行くに従って幅が狭くなるように絶縁層42を形成することが望ましい。
その他の構成は、図1及び図2で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。
The p-type semiconductor layer 49 can be formed by performing ion implantation after the formation of the trench when forming the STI structure, or by ion implantation from above the insulating layer 42 after forming the STI structure. It can also be formed. When forming the p-type semiconductor layer 49 by ion implantation after forming the insulating layer 42, if the depth of the insulating layer 42 is too deep, it may be difficult for p-type impurities to enter properly regardless of the angle of ion implantation. Arise. In order to avoid this, it is desirable to form the insulating layer 42 so that the depth of the insulating layer 42 is shallow and slightly tapered, that is, the width becomes narrower as it goes downward.
Other configurations are the same as those described with reference to FIGS.

第2実施の形態に係る固体撮像装置48によれば、画素部23の第2素子分離部45において、絶縁層42とフォトダイオード26との界面近傍に、p型半導体層49が形成されるので、さらに素子分離界面での電子発生を抑制し、フォトダイオード26での白点の発生を抑えることができる。その他、第1実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。   According to the solid-state imaging device 48 according to the second embodiment, the p-type semiconductor layer 49 is formed near the interface between the insulating layer 42 and the photodiode 26 in the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23. Furthermore, generation of electrons at the element isolation interface can be suppressed, and generation of white spots at the photodiode 26 can be suppressed. In addition, the same effects as described in the first embodiment can be obtained.

[固体撮像装置の第3実施の形態]
図5に、本発明の第3実施の形態に係る固体撮像装置を示す。図5は画素部23のフォトダイオード26及びこれに隣接する第2素子分離部45を含む要部のみを示す断面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置51は、画素部23の第2素子分離部45において、さらに絶縁層42の下にp型半導体層52を形成して拡散層分離を兼ねた構成としている。図5では、図4と同様に、少なくともフォトダイオード26と絶縁層42との界面近傍にp型半導体層49を形成している。このp型半導体層49を省略した構成とすることもできる。
その他の構成は、図2、図3、図4で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。
[Third Embodiment of Solid-State Imaging Device]
FIG. 5 shows a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view showing only a main part including the photodiode 26 of the pixel part 23 and the second element isolation part 45 adjacent thereto. The solid-state imaging device 51 according to the present embodiment has a configuration in which the p-type semiconductor layer 52 is further formed under the insulating layer 42 in the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23 and also serves as diffusion layer isolation. 5, a p-type semiconductor layer 49 is formed at least in the vicinity of the interface between the photodiode 26 and the insulating layer 42 as in FIG. The p-type semiconductor layer 49 may be omitted.
Other configurations are the same as those described in FIG. 2, FIG. 3, and FIG.

第3実施の形態に係る固体撮像装置51によれば、画素部23の第2素子分離部45において、おの絶縁層42に下にさらに拡散層分離に供するp型半導体層52が形成されるので、この拡散層分離を合わせて、画素部23の第2素子分離部45の素子分離性がさらに向上する。その他、第1、第2実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。   According to the solid-state imaging device 51 according to the third embodiment, the p-type semiconductor layer 52 for further diffusion layer isolation is formed below the insulating layer 42 in the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23. Therefore, the element isolation of the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23 is further improved by combining this diffusion layer isolation. In addition, the same effects as described in the first and second embodiments can be obtained.

[固体撮像装置の第4実施の形態]
図6に、本発明の第4実施の形態に係る固体撮像装置を示す。図6は画素部23のフォトダイオード26及びこれに隣接する第2素子分離部45を含む要部のみを示す断面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置54は、画素部23において、上例と同様に周辺回路部24側に比べて浅いSTI構造の第2素子分離部45を形成し、さらにフォトダイオード26の一部を第2素子分離部45の下面に入り込むように延長して構成される。第2素子分離部45と少なくともフォトダイオード26との界面近傍には、図4で示したと同様のp型半導体層49を形成することができる。このp型半導体層49を省略した構成とすることもできる。さらに、図5で説明したように、第2素子分離部45の絶縁層42の下に拡散層素子分離に供するp型半導体層52を形成することもできる。
その他の構成は、第1、第2実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。
[Fourth Embodiment of Solid-State Imaging Device]
FIG. 6 shows a solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing only the main part including the photodiode 26 of the pixel part 23 and the second element isolation part 45 adjacent thereto. In the solid-state imaging device 54 according to the present embodiment, in the pixel unit 23, the second element isolation unit 45 having a shallower STI structure than the peripheral circuit unit 24 side is formed as in the above example. The part is extended so as to enter the lower surface of the second element isolation part 45. A p-type semiconductor layer 49 similar to that shown in FIG. 4 can be formed in the vicinity of the interface between the second element isolation portion 45 and the photodiode 26 at least. The p-type semiconductor layer 49 may be omitted. Further, as described with reference to FIG. 5, the p-type semiconductor layer 52 used for the diffusion layer element isolation can be formed under the insulating layer 42 of the second element isolation part 45.
Other configurations are the same as those described in the first and second embodiments, and therefore, a duplicate description is omitted.

第4実施の形態に係る固体撮像装置54によれば、フォトダイオード26がその一部を第2素子分離部45の下面に入り込むように延長して形成されるので、フォトダイオード26の面積を拡大することができます。フォトダイオードの面積拡大は、飽和信号量の増大、感度の向上に寄与する。
その他、第1、第2、第3実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。
According to the solid-state imaging device 54 according to the fourth embodiment, the photodiode 26 is formed so as to extend partly so as to enter the lower surface of the second element isolation portion 45, so that the area of the photodiode 26 is increased. can. Increasing the area of the photodiode contributes to an increase in saturation signal amount and an improvement in sensitivity.
In addition, the same effects as described in the first, second, and third embodiments can be obtained.

[固体撮像装置の第5実施の形態]
図7に、本発明の第5実施の形態に係る固体撮像装置を示す。図7は、画素部23のフォト26、画素トランジスタ27及びこれに隣接する第2素子分離部45、周辺回路部24の第1素子分離部43を含む要部のみを示す断面図である。本実施の形態に係る固体撮像装置55は、前述と同様に、周辺回路部24のSTI構造の第1素子分離部43が半導体基板22に垂直方向に深く形成される。また、画素部23のSTI構造の第2素子分離部45が半導体基板22に垂直方向に第1素子分離部43より浅く形成される。そして、第1素子分離部43の絶縁層42と、第2素子分離部45の絶縁層42との、半導体基板22の表面から突出する高さh8とh6が同じ高さである。
[Fifth Embodiment of Solid-State Imaging Device]
FIG. 7 shows a solid-state imaging device according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing only essential parts including the photo 26 of the pixel portion 23, the pixel transistor 27, the second element isolation portion 45 adjacent thereto, and the first element isolation portion 43 of the peripheral circuit portion 24. In the solid-state imaging device 55 according to the present embodiment, the first element isolation portion 43 having the STI structure of the peripheral circuit portion 24 is formed deep in the vertical direction in the semiconductor substrate 22 as described above. Further, the second element isolation part 45 of the STI structure of the pixel part 23 is formed shallower than the first element isolation part 43 in the direction perpendicular to the semiconductor substrate 22. The heights h8 and h6 protruding from the surface of the semiconductor substrate 22 of the insulating layer 42 of the first element isolation portion 43 and the insulating layer 42 of the second element isolation portion 45 are the same height.

本実施の形態では、特に、第1素子分離部43及び第2素子分離部45の半導体基板22の表面に接する部分に、絶縁層42から延長するバーズビーク状の絶縁部42aを有する。すなわち、第1素子分離部43及び第2素子分離部45のそれぞれ絶縁層42の半導体基板表面に接する肩部がバーズビーク状の絶縁部42aとなっており、肩部が厚い膜厚の絶縁部42aで被覆される。また、バーズビーク状の絶縁部42aであるため、肩部における絶縁膜42の曲率が緩やかとなっている。   In the present embodiment, in particular, a bird's beak-like insulating portion 42 a extending from the insulating layer 42 is provided in a portion of the first element separating portion 43 and the second element separating portion 45 that is in contact with the surface of the semiconductor substrate 22. That is, the shoulder portions of the first element isolation portion 43 and the second element isolation portion 45 in contact with the semiconductor substrate surface of the insulating layer 42 are bird's beak-like insulating portions 42a, and the shoulder portions have a thick film thickness. Covered with. In addition, since the insulating portion 42a has a bird's beak shape, the curvature of the insulating film 42 at the shoulder portion is gentle.

本実施の形態では、後述すように、溝41、44内にシリコン酸化膜による絶縁膜42を埋め込む前の溝41,44の側壁熱酸化による側壁膜で、溝41,44の上部及び下部のコーナ部が丸みを帯びる。また、溝41、44上部のコーナ部(いわゆる肩部)にバーズビーク状の絶縁部42aが形成される。   In the present embodiment, as will be described later, the side walls are formed by side wall thermal oxidation of the grooves 41 and 44 before embedding the insulating film 42 of silicon oxide in the grooves 41 and 44, and the upper and lower portions of the grooves 41 and 44 are formed. The corner is rounded. In addition, a bird's beak-like insulating portion 42a is formed in a corner portion (so-called shoulder portion) above the grooves 41 and 44.

なお、側壁膜としては、熱酸化膜以外の絶縁膜、例えばプラズマ酸化処理、プラズマ酸窒化処理などの絶縁化処理で形成される、プラズマ酸化膜、プラズマ酸窒化膜などを用いることもできる。   Note that as the sidewall film, an insulating film other than the thermal oxide film, for example, a plasma oxide film, a plasma oxynitride film, or the like formed by an insulating process such as a plasma oxidation process or a plasma oxynitride process can also be used.

さらに、画素部23における第2素子分離部45では、半導体基板22との界面から半導体基板22の表面側の一部にわたって、暗電流抑制のための不純物注入領域、すなわちp型半導体層49が形成される。すなわち、第2素子分離部45に埋め込まれた絶縁層42の底面、側面からバーズビーク状の絶縁部42aに沿うように、一部横方向に延長して半導体基板表面に至る範囲にp型半導体層49が形成される。画素トランジスタ27では、ゲート電極56が第2素子分離部45の表面から突出する突出面に跨るように形成される。
その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。
Further, in the second element isolation portion 45 in the pixel portion 23, an impurity injection region for suppressing dark current, that is, a p-type semiconductor layer 49 is formed from the interface with the semiconductor substrate 22 to a part on the surface side of the semiconductor substrate 22. Is done. That is, the p-type semiconductor layer extends from the bottom and side surfaces of the insulating layer 42 embedded in the second element isolation portion 45 partially in the lateral direction to the semiconductor substrate surface along the bird's beak-like insulating portion 42a. 49 is formed. In the pixel transistor 27, the gate electrode 56 is formed so as to straddle the protruding surface protruding from the surface of the second element isolation portion 45.
The other configuration is the same as that described in the first embodiment, and a duplicate description is omitted.

第5実施の形態に係る固体撮像装置55によれば、画素部23におけるSTI構造の第2素子分離部45の溝44の上部コーナ部(肩部)ではバーズビーク状の絶縁部42aが形成される。すなわち、図8に示すように、バーズビーク状の絶縁部42aを有するので、図10に示す通常のSTI構造の素子分離部45で生じるようなディボット59が抑制される。   According to the solid-state imaging device 55 according to the fifth embodiment, the bird's beak-like insulating portion 42a is formed at the upper corner portion (shoulder portion) of the groove 44 of the second element isolation portion 45 of the STI structure in the pixel portion 23. . That is, as shown in FIG. 8, since it has the bird's beak-like insulating portion 42a, the divot 59 that occurs in the element isolation portion 45 of the normal STI structure shown in FIG. 10 is suppressed.

画素トランジスタ27においては、通常、ゲート電極56の端部が素子分離部上に跨って形成される。本実施の形態では、溝44の上部コーナ部の絶縁層42の膜厚t1が厚いことと、上部コーナ部の曲率が緩やかで応力が緩和されることが相俟って、溝44の上部コーナ部への電界集中が緩和される。電界集中の緩和は、上部コーナ部での閾値電圧Vthを高め、図9に示す画素トランジスタ27の第2素子分離部45との境のエッジ部の寄生チャネル成分57の発生を抑制できる。寄生チャネル成分57が抑制されるので、ソースS及びドレインD間のリーク電流が抑制され、ランダムノイズを低減することができる。エッジ部は中央部と比較して相対的に酸化膜質が良くないため、ランダムノイズを低減することができる。ディボット59が抑制されるので、画素トランジスタ27のId(ドレイン電流)−Vg(ゲート電圧)特性でのハンプを低減することができる。   In the pixel transistor 27, the end portion of the gate electrode 56 is usually formed across the element isolation portion. In the present embodiment, the thickness t1 of the insulating layer 42 in the upper corner portion of the groove 44 is thick, and the curvature of the upper corner portion is gentle and the stress is relieved, so that the upper corner of the groove 44 is reduced. Electric field concentration on the part is alleviated. The relaxation of the electric field concentration increases the threshold voltage Vth at the upper corner portion, and can suppress the generation of the parasitic channel component 57 at the edge portion of the pixel transistor 27 and the second element isolation portion 45 shown in FIG. Since the parasitic channel component 57 is suppressed, the leakage current between the source S and the drain D is suppressed, and random noise can be reduced. Since the edge portion has a relatively poor oxide film quality compared to the central portion, random noise can be reduced. Since the divot 59 is suppressed, the hump in the Id (drain current) -Vg (gate voltage) characteristic of the pixel transistor 27 can be reduced.

周辺回路部24の第1素子分離部43の絶縁層42においても画素部23の第2素子分離部45の絶縁層42と同様の構成をとるので、周辺回路部24のMOSトランジスタにおいても、Id−Vg特性でのハンプを低減する効果がある。   Since the insulating layer 42 of the first element isolation unit 43 of the peripheral circuit unit 24 has the same configuration as that of the insulating layer 42 of the second element isolation unit 45 of the pixel unit 23, the MOS transistor of the peripheral circuit unit 24 also has Id. There is an effect of reducing hump in the -Vg characteristic.

また、画素部23の第2素子分離部45において、溝44の上部コーナ部の曲率が緩やかであるので、上部コーナ部にかかる応力が低減する。これにより、画素のフローティングディフージョン(FD)部に起因した暗電流、白点を改善することができる。フローティングディフージョン部での接合リークが抑制される。   Further, in the second element isolation portion 45 of the pixel portion 23, since the curvature of the upper corner portion of the groove 44 is gentle, the stress applied to the upper corner portion is reduced. As a result, dark current and white spots caused by the floating diffusion (FD) portion of the pixel can be improved. Junction leakage at the floating diffusion portion is suppressed.

画素部23のSTI構造の第2素子分離部45では、暗電流、白点を改善するために、STI構造の周りにp型半導体層49を設けている。本実施の形態においては、p型半導体層49が溝44の側壁から半導体基板の表面側、すなわち、p型半導体層49がフォトダイオードあるいは画素トランジスタなどの活性領域側にわたって形成される。このように、溝44の上部の活性領域側にもp型半導体層49を設定できるので、さらに暗電流、白点を改善できる自由度が増す。   In the second element isolation portion 45 of the STI structure of the pixel portion 23, a p-type semiconductor layer 49 is provided around the STI structure in order to improve dark current and white spots. In the present embodiment, the p-type semiconductor layer 49 is formed from the side wall of the trench 44 to the surface side of the semiconductor substrate, that is, the p-type semiconductor layer 49 from the active region side such as a photodiode or a pixel transistor. Thus, since the p-type semiconductor layer 49 can be set also on the active region side above the trench 44, the degree of freedom for further improving the dark current and the white point is increased.

溝44の上部の活性領域側にp型半導体層49が形成されるので、画素トランジスタにおいては、寄生チャネル成分をより小さくできる。上記のディボット改善と合わせて相乗的にランダムノイズを改善することができる。
その他、第1実施の形態で説明したと同様の効果を奏する。
Since the p-type semiconductor layer 49 is formed on the active region side above the trench 44, the parasitic channel component can be further reduced in the pixel transistor. In combination with the above divot improvement, the random noise can be improved synergistically.
In addition, the same effects as described in the first embodiment can be obtained.

[製造方法の第1実施の形態]
次に、図11〜図15を参照して、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第1実施の形態を説明する。本例では、上述の図4に示す第2実施の形態に係る固体撮像装置の製造、特にその素子分離部の作製に適用した場合である。
[First Embodiment of Manufacturing Method]
Next, a first embodiment of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied to the manufacture of the solid-state imaging device according to the second embodiment shown in FIG.

先ず、図11Aに示すように、半導体基板22一主面上に所要の膜厚の薄い絶縁膜39を成膜し、その絶縁膜39上に所要の膜厚の絶縁膜39とはエッチングレートが異なる絶縁膜61を成膜する。絶縁膜39としては、例えばシリコン酸化膜を用いることができる。絶縁膜61としては、例えば膜厚100nm程度の低圧CVDによるシリコン窒化膜を用いることができる。絶縁膜61上にフォトレジスト膜を堆積する。このフォトレジスト膜を所要パターンの光学マスクを介して露光し、現像して、周辺回路部24側の素子分離部を形成すべき部分のみに開口62を有するレジストマスク63を形成する。画素部23側は開口のない全面レジストマスク63で被覆される。   First, as shown in FIG. 11A, a thin insulating film 39 having a required thickness is formed on one main surface of the semiconductor substrate 22, and the etching rate of the insulating film 39 having the required thickness is increased on the insulating film 39. Different insulating films 61 are formed. As the insulating film 39, for example, a silicon oxide film can be used. As the insulating film 61, for example, a silicon nitride film formed by low pressure CVD having a film thickness of about 100 nm can be used. A photoresist film is deposited on the insulating film 61. This photoresist film is exposed through an optical mask having a required pattern and developed to form a resist mask 63 having an opening 62 only in a portion where an element isolation portion on the peripheral circuit portion 24 side is to be formed. The pixel portion 23 side is covered with an entire resist mask 63 having no opening.

次に、図11Bに示すように、レジストマスク63を介して、周辺回路部24側の絶縁膜61、39を選択的にエッチング除去し、さらに半導体基板22を所要の深さまで選択的にエッチング除去して溝41を形成する。この溝41は、前述したように、200nm〜300nm程度の深い溝として形成する。   Next, as shown in FIG. 11B, the insulating films 61 and 39 on the peripheral circuit portion 24 side are selectively removed by etching through the resist mask 63, and the semiconductor substrate 22 is selectively removed by etching to a required depth. Thus, the groove 41 is formed. As described above, the groove 41 is formed as a deep groove of about 200 nm to 300 nm.

次に、図12Cに示すように、レジストマスク63を除去した後、新たにフォトレジスト膜を堆積する。このフォトレジスト膜を所要パターンの光学マスクを介して露光、現像して、画素部23側素子分離部を形成すべき部分のみに開口64を有するレジストマスク65を形成する。周辺回路部24側は開口のない全面レジストマスク65で被覆される。   Next, as shown in FIG. 12C, after removing the resist mask 63, a new photoresist film is deposited. The photoresist film is exposed and developed through an optical mask having a required pattern to form a resist mask 65 having an opening 64 only in a portion where the pixel portion 23 side element separation portion is to be formed. The peripheral circuit portion 24 side is covered with an entire resist mask 65 having no opening.

次に、図12Dに示すように、レジストマスク65を介して、画素部23側の絶縁膜61,49を選択的にエッチング除去し、さらに半導体基板22を所要深さまで選択的にエッチング除去して溝44を形成する。この溝44は、前述したように、50nm〜160nm程度の浅い溝として形成される。なお、実際には、最初エッチング処理で40nm〜150nm程度の溝として形成され、その後に軽いエッチングを施すなどして、最終的な出来上がり寸法が前述した50nm〜160nmになる。   Next, as shown in FIG. 12D, the insulating films 61 and 49 on the pixel portion 23 side are selectively removed by etching through the resist mask 65, and the semiconductor substrate 22 is selectively removed by etching to a required depth. A groove 44 is formed. As described above, the groove 44 is formed as a shallow groove of about 50 nm to 160 nm. Actually, a groove having a thickness of about 40 nm to 150 nm is first formed by an etching process, and then light etching is performed, so that a final finished size becomes 50 nm to 160 nm as described above.

次に、図13Eに示すように、レジストマスク65を除去する。
なお、周辺回路部24側の深い溝41を先に形成し、その後に画素部23側の浅い溝44を形成したが、逆に画素部23側の浅い溝44を先に形成し、その後、周辺回路部24側の深い溝41を形成してもよい。
Next, as shown in FIG. 13E, the resist mask 65 is removed.
The deep groove 41 on the peripheral circuit portion 24 side is formed first, and then the shallow groove 44 on the pixel portion 23 side is formed. On the contrary, the shallow groove 44 on the pixel portion 23 side is formed first, and then, A deep groove 41 on the peripheral circuit portion 24 side may be formed.

次に、例えば、図13Fの工程で、溝44の内壁面にイオン注入によりp型半導体層49を形成するようにしてもよい。このp型半導体層49は、素子分離部を完全に形成した後にイオン注入で形成することもできる。さらには、図13Fの工程で第1のp型不純物をイオン注し、さらに素子分離部を完全に形成した後に第2のp型不純物をイオン注入して、この2回のイオン注入でp型半導体層49を形成することもできる。   Next, for example, in the step of FIG. 13F, the p-type semiconductor layer 49 may be formed on the inner wall surface of the groove 44 by ion implantation. The p-type semiconductor layer 49 can also be formed by ion implantation after the element isolation portion is completely formed. Further, the first p-type impurity is ion-implanted in the step of FIG. 13F, and after the element isolation portion is completely formed, the second p-type impurity is ion-implanted. The semiconductor layer 49 can also be formed.

この例では、図13Fに示すように、全面にフォトレジスト膜を堆積する。このフォトレジスト膜を所要パターンの光学マスクを介して露光し、現像して、周辺回路部24側にのみレジストマスク67を形成する。そして、画素部23側の絶縁膜61例えばシリコン窒化膜をハードマスクとして用い、画素部23の全面にp型不純物60をイオン注入する。p型不純物60は、ハードマスクとなる絶縁膜61が形成された部分の基板22にはイオン注入されず、開口61aは形成された部分の基板22すなわちその溝44の内壁面にイオン注入される。これにより、溝44の内壁面、すなわち内側面及び底面を含む全内壁面にp型半導体層49を形成する。このイオン注入は回転注入で行われる。なお、イオン注入の他の方法によりフォトダイオードに接する側の溝内面のみにp型半導体層49を形成することもできる。   In this example, as shown in FIG. 13F, a photoresist film is deposited on the entire surface. This photoresist film is exposed through an optical mask having a required pattern and developed to form a resist mask 67 only on the peripheral circuit portion 24 side. Then, the p-type impurity 60 is ion-implanted into the entire surface of the pixel portion 23 using an insulating film 61 on the pixel portion 23 side, for example, a silicon nitride film as a hard mask. The p-type impurity 60 is not ion-implanted into the portion of the substrate 22 where the insulating film 61 serving as a hard mask is formed, and the opening 61a is ion-implanted into the portion of the substrate 22 where the insulating film 61 is formed, that is, the inner wall surface of the groove 44. . Thus, the p-type semiconductor layer 49 is formed on the inner wall surface of the groove 44, that is, the entire inner wall surface including the inner surface and the bottom surface. This ion implantation is performed by rotational implantation. Note that the p-type semiconductor layer 49 can be formed only on the inner surface of the groove on the side in contact with the photodiode by another method of ion implantation.

溝44を形成しているため、p型不純物をイオン注入してp型半導体層49を形成するが、イオン注入するp型不純物の濃度を薄くできる可能性があり、単位面積当たりの電荷Qsを向上させる利点もある。   Since the trench 44 is formed, the p-type impurity is ion-implanted to form the p-type semiconductor layer 49. However, there is a possibility that the concentration of the p-type impurity to be ion-implanted can be reduced, and the charge Qs per unit area can be reduced. There is also an advantage to improve.

次に、図14Gに示すように、レジストマスク67を除去した後、それぞれの溝41、44内に埋め込むように、基板上の全面に絶縁層42を例えばCVD法により堆積する。絶縁層42としては、例えばシリコン酸化膜を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 14G, after removing the resist mask 67, an insulating layer 42 is deposited on the entire surface of the substrate by, for example, a CVD method so as to be embedded in the grooves 41 and 44, respectively. As the insulating layer 42, for example, a silicon oxide film can be used.

次に、図14Hに示すように、後工程の絶縁層42の研磨において、全面均一に研磨できるように、絶縁層42に対して表面の凹凸の密度が粗い部分を一部エッチング除去する。表面の凹凸の密度差があると全面同時に研磨したときに研磨むらが生じる。このため、凹凸の密度が粗い部分を、図14Hの工程では少しエッチングして置く。   Next, as shown in FIG. 14H, in the polishing of the insulating layer 42 in a later step, a portion of the surface having a rough surface roughness density is partially etched away so that the entire surface can be uniformly polished. If there is a difference in density of the unevenness on the surface, uneven polishing occurs when the entire surface is polished simultaneously. For this reason, a portion where the uneven density is rough is slightly etched in the step of FIG. 14H.

次に、図15Iに示すように、絶縁層42の表面を平坦研磨する。このとき、研磨は絶縁膜61の面で停止する。その後、絶縁層42の突出高さh6、h8が0nm〜40nm程度、本例では40nm程度となるように研磨する。この時点では少し厚く、研磨後の洗浄などの作業を含めて0nm〜40nmに合わせる。研磨は、例えばCMP(化学機械研磨)法を用いることができる。   Next, as shown in FIG. 15I, the surface of the insulating layer 42 is flatly polished. At this time, polishing stops on the surface of the insulating film 61. Thereafter, polishing is performed so that the protruding heights h6 and h8 of the insulating layer 42 are about 0 nm to 40 nm, in this example about 40 nm. At this time, it is a little thicker, and it is adjusted to 0 nm to 40 nm including work such as cleaning after polishing. For the polishing, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method can be used.

次に、図15Jに示すように、絶縁膜61を選択的にエッチング除去する。これにより、画素部23及び周辺回路部24のそれぞれの突出高さh8、h6が同じで(h8=h6)、しかも周辺回路部24では深いSTI構造の第1素子分離部43が形成され、画素部23では第1素子分離部43より浅いSTI構造の第2素子分離部45が形成される。   Next, as shown in FIG. 15J, the insulating film 61 is selectively removed by etching. As a result, the protruding heights h8 and h6 of the pixel unit 23 and the peripheral circuit unit 24 are the same (h8 = h6), and the first element isolation unit 43 having a deep STI structure is formed in the peripheral circuit unit 24. In the portion 23, a second element isolation portion 45 having an STI structure shallower than the first element isolation portion 43 is formed.

その後の工程で、フォトダイオード26、画素トランジスタ27を形成し、その上に多層配線層33を形成する。さらに多層配線層33上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ34、オンチップマイクロレンズ35を形成して目的のMOS型の固体撮像装置48を得る。   In the subsequent process, the photodiode 26 and the pixel transistor 27 are formed, and the multilayer wiring layer 33 is formed thereon. Further, an on-chip color filter 34 and an on-chip microlens 35 are formed on the multilayer wiring layer 33 through a planarizing film to obtain a target MOS type solid-state imaging device 48.

なお、フォトダイオード26を、第1素子分離部43、第2素子分離部45を形成する工程の前に形成する製法とすることもできる。   Note that the photodiode 26 may be formed before the step of forming the first element isolation portion 43 and the second element isolation portion 45.

[製造方法の第2実施の形態]
次に、図16〜図20を参照して、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第2実施の形態を説明する。本例では、上述の図4に示す第2実施の形態に係る固体撮像装置の製造、特にその素子分離部の作製に適用した場合である。
[Second Embodiment of Manufacturing Method]
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied to the manufacture of the solid-state imaging device according to the second embodiment shown in FIG.

先ず、図16Aに示すように、半導体基板22一主面上に薄い所要の膜厚の絶縁膜39を成膜し、その絶縁膜39上に所要の膜厚の絶縁膜39とはエッチングレートが異なる絶縁膜61を成膜する。絶縁膜39としては、例えばシリコン酸化膜を用いることができる。絶縁膜61としては、例えば膜厚100nm程度の低圧CVD法によるシリコン窒化膜を用いることができる。絶縁膜61上にフォトレジスト膜を堆積する。このフォトレジスト膜を所要パターンの光学マスクを介して露光し、現像して、画素部23及び周辺回路部24側のそれぞれ素子分離部を形成すべき部分に開口71、72を有するレジストマスク73を形成する。   First, as shown in FIG. 16A, a thin insulating film 39 having a required thickness is formed on one main surface of the semiconductor substrate 22, and the etching rate of the insulating film 39 having the required thickness is increased on the insulating film 39. Different insulating films 61 are formed. As the insulating film 39, for example, a silicon oxide film can be used. As the insulating film 61, for example, a silicon nitride film by a low pressure CVD method having a film thickness of about 100 nm can be used. A photoresist film is deposited on the insulating film 61. The photoresist film is exposed through an optical mask having a required pattern and developed to form a resist mask 73 having openings 71 and 72 in portions where the element isolation portions on the pixel portion 23 and peripheral circuit portion 24 sides are to be formed. Form.

次に、図16Bに示すように、レジストマスク73を介して、画素部23側及び周辺回路部24側の絶縁膜61、39を選択的にエッチング除去し、さらに半導体基板22を所要の深さまで選択的にエッチング除去して溝44及び溝41aをそれぞれ形成する。この溝44は前述したように50nm〜160nm程度の浅い溝として形成される。また、周辺回路部24側の溝41aは、画素部23側の溝44と同時に形成されるので、溝44と同程度の深さの溝として形成される。   Next, as shown in FIG. 16B, the insulating films 61 and 39 on the pixel portion 23 side and the peripheral circuit portion 24 side are selectively removed by etching through the resist mask 73, and the semiconductor substrate 22 is further removed to a required depth. The groove 44 and the groove 41a are formed by selectively etching away. As described above, the groove 44 is formed as a shallow groove of about 50 nm to 160 nm. Further, since the groove 41 a on the peripheral circuit portion 24 side is formed at the same time as the groove 44 on the pixel portion 23 side, it is formed as a groove having the same depth as the groove 44.

次に、図17Cに示すように、レジストマスク73を除去した後、新たにフォトレジスト膜を堆積する。このフォトレジスト膜を所要パターンの光学マスクを介して露光し、現像して、画素部23側のみにレジストマスク74を形成する。すなわち、周辺回路部24側にはレジストマスク74が形成されず、画素部23側の全域がレジストマスク74で被覆される。このレジストマスク74を介して周辺回路部24側の溝41aをさらにエッチング除去して深い溝41を形成する。この溝41は、前述したように200nm〜300nm程度の深さの溝として形成される。   Next, as shown in FIG. 17C, after removing the resist mask 73, a new photoresist film is deposited. This photoresist film is exposed through an optical mask having a required pattern and developed to form a resist mask 74 only on the pixel portion 23 side. That is, the resist mask 74 is not formed on the peripheral circuit portion 24 side, and the entire area on the pixel portion 23 side is covered with the resist mask 74. The deep groove 41 is formed by further etching away the groove 41a on the peripheral circuit portion 24 side through the resist mask 74. The groove 41 is formed as a groove having a depth of about 200 nm to 300 nm as described above.

次に、図17Dに示すように、レジストマスク74を除去する。   Next, as shown in FIG. 17D, the resist mask 74 is removed.

次に、例えば、図18Eの工程で、溝44の内壁面にイオン注入によりp型半導体層49を形成するようにしてもよい。このp型半導体層49は、素子分離部を完全に形成した後にイオン注入で形成することもできる。さらには、図18Eの工程で第1のp型不純物をイオン注し、さらに素子分離部を完全に形成した後に第2のp型不純物をイオン注入して、この2回のイオン注入でp型半導体層49を形成することもできる。   Next, for example, in the step of FIG. 18E, the p-type semiconductor layer 49 may be formed on the inner wall surface of the groove 44 by ion implantation. The p-type semiconductor layer 49 can also be formed by ion implantation after the element isolation portion is completely formed. Further, the first p-type impurity is ion-implanted in the step of FIG. 18E, and after the element isolation portion is completely formed, the second p-type impurity is ion-implanted. The semiconductor layer 49 can also be formed.

この例では、次に、図18Eに示すように、レジストマスク74を除去した後、新たにフォトレジスト膜を堆積する。このフォトレジスト膜を所要パターンの光学マスクを介して露光し、現像して、周辺回路部24側にのみレジストマスク76を形成する。そして、画素部23側の絶縁膜61例えばシリコン窒化膜をハードマスクとして用い、画素部23の全面にp型不純物60をイオン注入する。p型不純物60は、ハードマスクとなる絶縁膜61が形成された部分の基板22にイオン注入されず、開口61aが形成された部分の基板22すなわちその溝44の内壁面にイオン注入される。これにより、溝44の内壁面、すなわち内側面及び底面を含む全内壁面にp型半導体層49を形成する。このイオン注入は回転注入で行われる。なお、イオン注入の他の方法によりフォトダイオードに接する側の溝内面のみにp型半導体層49を形成することもできる。   In this example, next, as shown in FIG. 18E, after removing the resist mask 74, a new photoresist film is deposited. This photoresist film is exposed through an optical mask having a required pattern and developed to form a resist mask 76 only on the peripheral circuit portion 24 side. Then, the p-type impurity 60 is ion-implanted into the entire surface of the pixel portion 23 using an insulating film 61 on the pixel portion 23 side, for example, a silicon nitride film as a hard mask. The p-type impurity 60 is not ion-implanted into the portion of the substrate 22 where the insulating film 61 serving as a hard mask is formed, but is ion-implanted into the portion of the substrate 22 where the opening 61 a is formed, that is, the inner wall surface of the groove 44. Thus, the p-type semiconductor layer 49 is formed on the inner wall surface of the groove 44, that is, the entire inner wall surface including the inner surface and the bottom surface. This ion implantation is performed by rotational implantation. Note that the p-type semiconductor layer 49 can be formed only on the inner surface of the groove on the side in contact with the photodiode by another method of ion implantation.

この後の図18F〜図20までの工程は、前述の図14G〜図15Jまでの工程と同じであるので、図14〜図15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。   Since the subsequent steps from FIG. 18F to FIG. 20 are the same as the steps from FIG. 14G to FIG. 15J described above, the same reference numerals are given to the portions corresponding to FIG. To do.

この工程の後で、前述と同様に、フォトダイオード26、画素トランジスタ27を形成し、その上に多層配線層33を形成する。さらに多層配線層33上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ34、オンチップマイクロレンズ35を形成して目的のMOS型の固体撮像装置48を得る。   After this step, the photodiode 26 and the pixel transistor 27 are formed as described above, and the multilayer wiring layer 33 is formed thereon. Further, an on-chip color filter 34 and an on-chip microlens 35 are formed on the multilayer wiring layer 33 through a planarizing film to obtain a target MOS type solid-state imaging device 48.

なお、フォトダイオード26を、第1素子分離部43、第2素子分離部45を形成する工程の前に形成する製法とすることもできる。   Note that the photodiode 26 may be formed before the step of forming the first element isolation portion 43 and the second element isolation portion 45.

上述の第1、第2の実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、画素部23及び周辺回路部24側の溝44及び溝41を形成した後に、同時工程で絶縁層42の堆積、CMP法による研磨を行い、画素部23及び周辺回路部24の、第2及び第1の素子分離部45、43を形成している。したがって、製造プロセスの工程数を削減することができる。また、第1及び第2の素子分離部45,43の突出高さが同じで、しかも画素部23側の第2素子分離部45の深さが周辺回路部24側の第1素子分離部43より浅く形成している。これにより、前述したように残像特性や飽和信号量、その他等の画素特性の向上した固体撮像装置を製造することができる。   According to the manufacturing method of the solid-state imaging device according to the first and second embodiments described above, after forming the groove 44 and the groove 41 on the pixel unit 23 and the peripheral circuit unit 24 side, Deposition and polishing by a CMP method are performed to form second and first element isolation portions 45 and 43 of the pixel portion 23 and the peripheral circuit portion 24. Therefore, the number of manufacturing process steps can be reduced. Further, the protruding heights of the first and second element isolation parts 45 and 43 are the same, and the depth of the second element isolation part 45 on the pixel part 23 side is the same as the first element isolation part 43 on the peripheral circuit part 24 side. It is formed shallower. Thereby, as described above, a solid-state imaging device having improved pixel characteristics such as afterimage characteristics, saturation signal amount, and the like can be manufactured.

[製造方法の第3実施の形態]
次に、図21〜図23を参照して、本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第3実施の形態を説明する。本例では、上述の図7に示す第5実施の形態に係る固体撮像装置55の製造、特にその素子分離部の作製に適用した場合である。
[Third Embodiment of Manufacturing Method]
Next, a third embodiment of the method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this example, the present invention is applied to the manufacture of the solid-state imaging device 55 according to the fifth embodiment shown in FIG.

第3実施の形態の係る製造方法は、先ず、図21Aに示すように、前述の図11A〜図13Eまでの工程、あるいは図16A〜図17Dまでの工程を用いて、画素部23に浅い溝44及び周辺回路部24に深い溝41を夫々形成する。図21Aの状態では、溝44及び41が形成されていない半導体基板22の表面に、例えばシリコン酸化膜による薄い絶縁膜39と、その上の例えばシリコン窒化膜による絶縁膜61が形成されている。   In the manufacturing method according to the third embodiment, as shown in FIG. 21A, first, a shallow groove is formed in the pixel portion 23 by using the steps up to FIGS. 11A to 13E or the steps up to FIGS. 16A to 17D. 44 and the deep groove 41 are formed in the peripheral circuit portion 24, respectively. In the state of FIG. 21A, a thin insulating film 39 made of, for example, a silicon oxide film and an insulating film 61 made of, for example, a silicon nitride film are formed on the surface of the semiconductor substrate 22 where the grooves 44 and 41 are not formed.

次に、図21Bに示すように、絶縁膜61の幅を選択的に狭くする。例えば、ホット燐酸などの薬液を用いてシリコン窒化膜による絶縁膜61の露出面を所要の厚み分、選択的に除去し、当初の幅d1から幅d2に狭める。除去する幅d3は、約2nm〜15nmとすることができる。2nmより少ないと本発明の効果が得られない。幅d3を大きくすると活性層領域エッジのゲート酸化膜が厚くなる領域が増加し、トランジスタの実効的なゲート幅が狭くなる。90nm世代では、最小活性層幅を120nm程度にしたい。幅d3を15nm以上にすると最小実効活性層幅は120−15×2=90nm程度になり、最小活性層幅のトランジスタの駆動力を10%程度悪化させてしまう。速度性能に影響するため、d3のMax量は15nm程度になる。   Next, as shown in FIG. 21B, the width of the insulating film 61 is selectively narrowed. For example, the exposed surface of the insulating film 61 made of a silicon nitride film is selectively removed by a required thickness using a chemical solution such as hot phosphoric acid, and narrowed from the initial width d1 to the width d2. The width d3 to be removed can be about 2 nm to 15 nm. If it is less than 2 nm, the effect of the present invention cannot be obtained. When the width d3 is increased, the region where the gate oxide film at the edge of the active layer region becomes thicker increases, and the effective gate width of the transistor becomes narrower. In the 90 nm generation, the minimum active layer width is desired to be about 120 nm. When the width d3 is set to 15 nm or more, the minimum effective active layer width is about 120-15 × 2 = 90 nm, and the driving force of the transistor having the minimum active layer width is deteriorated by about 10%. Since the speed performance is affected, the maximum amount of d3 is about 15 nm.

次に、図22Cに示すように、シリコン窒化膜による絶縁膜61をマスクにして溝41及び44の側壁から基板表面側にかけて熱酸化処理する。いわゆる溝41,44の側壁酸化を行う。この熱酸化処理で、溝41及び44の側壁に熱酸化膜71を形成する。この熱酸化は、シリコン窒化膜による絶縁膜61で被覆されない表面に対する選択酸化であるので、図24に示すように、溝41、44の上部コーナ部では酸化膜が盛り上がるような、いわばバーズビーク状の熱酸化膜71aとなる。このバーズビーク状の熱酸化膜71aは、図8で示すバーズビーク状の絶縁層42aに相当する。この選択酸化で、溝41,44の上部コーナ部のシリコンの半導体基板22と接する熱酸化膜の面は緩やかな丸みを帯びた曲面となる。同時に、溝41,44の下部コーナ部も丸みを帯びた熱酸化膜となる。   Next, as shown in FIG. 22C, thermal oxidation is performed from the side walls of the grooves 41 and 44 to the substrate surface side using the insulating film 61 made of silicon nitride as a mask. Side wall oxidation of the so-called grooves 41 and 44 is performed. A thermal oxide film 71 is formed on the side walls of the grooves 41 and 44 by this thermal oxidation treatment. Since this thermal oxidation is selective oxidation of the surface not covered with the insulating film 61 by the silicon nitride film, as shown in FIG. 24, a so-called bird's beak-like shape in which the oxide film swells at the upper corner portions of the grooves 41 and 44 is formed. A thermal oxide film 71a is formed. The bird's beak-like thermal oxide film 71a corresponds to the bird's beak-like insulating layer 42a shown in FIG. By this selective oxidation, the surface of the thermal oxide film in contact with the silicon semiconductor substrate 22 in the upper corner portions of the grooves 41 and 44 becomes a gently rounded curved surface. At the same time, the lower corners of the grooves 41 and 44 are also rounded thermal oxide films.

上記溝41、44の側壁から基板表面にかけての側壁膜としては、熱酸化膜以外に、プラズマ酸化処理、プラズマ酸窒化処理などの選択的な絶縁化処理で形成される、プラズマ酸化膜、プラズマ酸窒化膜などでもよい。これらプラズマ酸化、プラズマ酸窒化は、シリコン窒化膜による絶縁膜61をマスクに選択的に行われる。   As the sidewall film from the sidewalls of the grooves 41 and 44 to the substrate surface, in addition to the thermal oxide film, a plasma oxide film, a plasma acid formed by a selective insulating process such as a plasma oxidation process or a plasma oxynitriding process is used. A nitride film or the like may be used. These plasma oxidation and plasma oxynitridation are selectively performed using the insulating film 61 made of a silicon nitride film as a mask.

次に、図22Dに示すように、周辺回路部24側をレジストマスクで被覆した状態で、シリコン窒化膜による絶縁膜61をマスクにp型不純物60をイオン注入して、画素部23溝44の内壁面にp型半導体層49を形成する。このp型半導体層49は、図25に示すように、溝44の内側面及び底面と共に、上部コーナ部より横方向に延長するように形成される。すなわち、絶縁膜61が被覆さない半導体基板22の表面にまで延長してp型半導体層49を形成する。この図22Dの工程は、前述の図13F、図18Eの工程に相当する。   Next, as shown in FIG. 22D, with the peripheral circuit portion 24 side covered with a resist mask, p-type impurities 60 are ion-implanted using the insulating film 61 made of silicon nitride as a mask to form the pixel portion 23 groove 44. A p-type semiconductor layer 49 is formed on the inner wall surface. As shown in FIG. 25, the p-type semiconductor layer 49 is formed so as to extend laterally from the upper corner portion together with the inner surface and the bottom surface of the groove 44. That is, the p-type semiconductor layer 49 is formed extending to the surface of the semiconductor substrate 22 that is not covered with the insulating film 61. The process of FIG. 22D corresponds to the process of FIGS. 13F and 18E described above.

これ以降は、前述の図14G〜図15Jの工程、図18F〜図19H及び図20の工程と同様である。そして、図23に示すように、画素部23及び周辺回路部24のそれぞれの突出高さh8、h6が同じで、周辺回路部24では深いSTI構造の第1素子分離部43を形成し、画素部23では浅いSTI構造の第2素子分離部45を形成する。このとき、第1、第2素子分離部43,45では溝41,44内に絶縁層42が埋め込まれているが、溝41、44の上部コーナ部にバーズビーク状の絶縁部42aを有する。また、画素部23側の第2素子分離部45では素子分離部45を囲み、一部溝44の上部コーナ部より横方向に延長するp型半導体層49が形成される。   The subsequent steps are the same as the steps shown in FIGS. 14G to 15J and FIGS. 18F to 19H and FIG. As shown in FIG. 23, the protrusion heights h8 and h6 of the pixel portion 23 and the peripheral circuit portion 24 are the same, and the first element isolation portion 43 having a deep STI structure is formed in the peripheral circuit portion 24. In the portion 23, a second element isolation portion 45 having a shallow STI structure is formed. At this time, although the insulating layer 42 is embedded in the grooves 41 and 44 in the first and second element isolation parts 43 and 45, a bird's beak-like insulating part 42 a is provided at the upper corner part of the grooves 41 and 44. In the second element isolation part 45 on the pixel part 23 side, a p-type semiconductor layer 49 that surrounds the element isolation part 45 and extends laterally from the upper corner part of the partial groove 44 is formed.

その後の工程で、フォトダイオード26、画素トランジスタ27を形成し、その上に多層配線層33を形成する。さらに多層配線層33上に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ34、オンチップマイクロレンズ35を形成して目的のMOS型の固体撮像装置55を得る。   In the subsequent process, the photodiode 26 and the pixel transistor 27 are formed, and the multilayer wiring layer 33 is formed thereon. Further, an on-chip color filter 34 and an on-chip microlens 35 are formed on the multilayer wiring layer 33 through a planarizing film to obtain a target MOS type solid-state imaging device 55.

第3実施の形態に係る固体撮像装置の製造方法によれば、溝41、44を形成した後、図21Bの工程でシリコン窒化膜による絶縁膜61の幅を狭めて、図22Cの工程で溝41,44の側壁酸化を行っている。すなわち、幅を狭めた絶縁膜61をマスクにして溝41、44の側壁酸化し酸化膜71を形成している。この選択酸化により、溝上部のコーナ部では、酸化膜が盛り上がったようなバーズビーク状の酸化膜71aが形成される。この酸化膜71aは、図8のバーズビーク状の絶縁層42aに相当する。そして、その後、溝41、44内を絶縁層42を埋め込んで第1、第2素子分離部43,45を形成するので、通常のSTI構造の素子分離部で生じるディボットを低減することができる。   According to the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the third embodiment, after forming the grooves 41 and 44, the width of the insulating film 61 made of the silicon nitride film is narrowed in the process of FIG. 41 and 44 are subjected to side wall oxidation. That is, the oxide film 71 is formed by oxidizing the side walls of the trenches 41 and 44 using the narrowed insulating film 61 as a mask. By this selective oxidation, an oxide film 71a having a bird's beak shape in which the oxide film is raised is formed at the corner portion above the groove. This oxide film 71a corresponds to the bird's beak-like insulating layer 42a of FIG. Then, since the first and second element isolation parts 43 and 45 are formed by embedding the insulating layer 42 in the grooves 41 and 44, divots generated in the element isolation part having a normal STI structure can be reduced.

ディボットを抑制することができるので、画素トランジスタ、あるいは周辺回路部のMOSトランジスタにおいて、中央部のゲート酸化膜よりは膜質は劣るものの分離エッジ部の絶縁層の膜質の悪さを改善できる。ディボットを無くすことにより寄生チャネル成分を少なくし、ランダムノイズを低減できる。   Since the divot can be suppressed, in the pixel transistor or the MOS transistor in the peripheral circuit portion, although the film quality is inferior to that of the gate oxide film in the central portion, the poor quality of the insulating layer in the isolation edge portion can be improved. By eliminating the divot, parasitic channel components can be reduced and random noise can be reduced.

また、側壁酸化は、溝41、44の上部、下部のコーナ部を丸めることができる。溝の上部コーナ部では曲率が緩やかな面が形成される。これにより、STI構造の素子分離部43、45における上部コーナ部の応力を低減することができる。画素部では、画素のフローティングディフージョン(FD)部に起因した暗電流、白点を改善できる。   Further, the side wall oxidation can round the upper and lower corner portions of the grooves 41 and 44. A surface with a gentle curvature is formed at the upper corner of the groove. Thereby, the stress of the upper corner part in the element isolation parts 43 and 45 of the STI structure can be reduced. In the pixel portion, dark current and white spots caused by the floating diffusion (FD) portion of the pixel can be improved.

図22Dの工程で暗電流、白点を抑制するために、イオン注入でp型半導体層49を形成するが、このときp型半導体層49は、溝側壁から基板表面の横方向にかけて形成される。溝44上部の活性領域側の表面に横方向に延長するように、p型半導体層49が形成されるので、さらに暗電流、白点を改善できる自由度を増すことができる。   In order to suppress dark current and white spots in the step of FIG. 22D, the p-type semiconductor layer 49 is formed by ion implantation. At this time, the p-type semiconductor layer 49 is formed from the trench sidewall to the lateral direction of the substrate surface. . Since the p-type semiconductor layer 49 is formed so as to extend in the lateral direction on the surface of the upper portion of the trench 44 on the active region side, the degree of freedom for further improving the dark current and the white point can be increased.

溝上部より基板表面側へ延長するようにp型半導体層49が形成されるので、溝上部のエッジ部のp型半導体層49の濃度が高くなる。これにより、例えば図9で示す画素トランジスタの素子分離部に接するエッジ部の寄生チャネル成分をより小さくすることができる。ディボットの改善と合わせて、相乗的にランダムノイズを改善することができる。   Since the p-type semiconductor layer 49 is formed so as to extend from the upper part of the groove to the substrate surface side, the concentration of the p-type semiconductor layer 49 at the edge part of the upper part of the groove is increased. Thereby, for example, the parasitic channel component of the edge portion in contact with the element isolation portion of the pixel transistor shown in FIG. 9 can be further reduced. Together with the improvement of the divot, the random noise can be improved synergistically.

その他、第1、第2実施の形態に係る固体撮像素子の製造方法で説明したと同様の効果を奏する。   In addition, the same effects as described in the method for manufacturing the solid-state imaging device according to the first and second embodiments can be obtained.

本発明は、表面照射型の固体撮像装置、裏面照射型の固体撮像装置のいずれにも適用することが可能である。CMOS固体撮像装置では、前述したように、多層配線層側から光入射する表面照射型と、多層配線層とは反対側の基板裏面から光入射させる裏面照射型とに適用できる。
本発明に係る固体撮像装置は、上例のエリアイメージセンサの他、リニアイメージセンサ等にも適用できる。
The present invention can be applied to both a front-illuminated solid-state imaging device and a back-illuminated solid-state imaging device. As described above, the CMOS solid-state imaging device can be applied to the front side irradiation type in which light is incident from the multilayer wiring layer side and the back side irradiation type in which light is incident from the back surface of the substrate opposite to the multilayer wiring layer.
The solid-state imaging device according to the present invention can be applied to a linear image sensor or the like in addition to the above-described area image sensor.

本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器、等の電子機器に適用することができる。   The solid-state imaging device according to the present invention can be applied to electronic devices such as a camera equipped with a solid-state imaging device, a portable device with a camera, and other devices equipped with a solid-state imaging device.

図26に、本発明の電子機器の一例としてカメラに適用した実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラ80は、光学系(光学レンズ)81と、固体撮像装置82と、信号処理回路83とを備えてなる。固体撮像装置82は、上述した各実施の形態のいずれか1つの固体撮像装置が適用される。光学系81は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置82の光電変換素子において一定期間信号電荷が蓄積される。信号処理回路83は、固体撮像装置82の出力信号に対して種々の信号処理を施して出力する。本実施の形態のカメラ80は、光学系81、固体撮像装置82、信号処理回路83がモジュール化したカメラモジュールの形態を含む。   FIG. 26 shows an embodiment applied to a camera as an example of the electronic apparatus of the present invention. The camera 80 according to the present embodiment includes an optical system (optical lens) 81, a solid-state imaging device 82, and a signal processing circuit 83. As the solid-state imaging device 82, any one of the above-described embodiments is applied. The optical system 81 forms image light (incident light) from the subject on the imaging surface of the solid-state imaging device. Thereby, signal charges are accumulated in the photoelectric conversion element of the solid-state imaging device 82 for a certain period. The signal processing circuit 83 performs various signal processing on the output signal of the solid-state imaging device 82 and outputs the processed signal. The camera 80 according to the present embodiment includes a camera module in which an optical system 81, a solid-state imaging device 82, and a signal processing circuit 83 are modularized.

本発明は、図26のカメラ、あるいはカメラモジュールを備えた例えば携帯電話に代表されるカメラ付き携帯機器などを構成することができる。
さらに、図26の構成は、光学系81、固体撮像装置82、信号処理回路83がモジュール化した撮像機能を有するモジュール、いわゆる撮像機能モジュ−ルとして構成することができる。本発明は、このような撮像機能モジュールを備えた電子機器を構成することができる。
The present invention can constitute the camera shown in FIG. 26 or a camera-equipped portable device such as a mobile phone provided with a camera module.
Furthermore, the configuration of FIG. 26 can be configured as a module having an imaging function in which the optical system 81, the solid-state imaging device 82, and the signal processing circuit 83 are modularized, a so-called imaging function module. The present invention can constitute an electronic apparatus provided with such an imaging function module.

本実施の形態に係る電子機器によれば、固体撮像装置における画素特性が優れており、高画質が得られ、高性能の電子機器を提供することができる。   According to the electronic device according to this embodiment, the pixel characteristics of the solid-state imaging device are excellent, high image quality is obtained, and a high-performance electronic device can be provided.

上例では本発明を1つのフォトダイオードと複数の画素トランジスタからなる単位画素を複数、配列した固体撮像装置に適用した場合について説明した。しかし、本発明の固体撮像装置は、複数のトランジスタ及び転送トランジスタと、各1つの他の画素トランジスタとからなる、いわゆる共有画素を複数、配列した固体撮像装置にも適用することができる。   In the above example, the case where the present invention is applied to a solid-state imaging device in which a plurality of unit pixels each including one photodiode and a plurality of pixel transistors are arranged has been described. However, the solid-state imaging device of the present invention can also be applied to a solid-state imaging device in which a plurality of so-called shared pixels including a plurality of transistors and transfer transistors and one other pixel transistor are arranged.

本発明が適用される固体撮像装置の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the solid-state imaging device to which this invention is applied. 本発明の第1実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the solid-state imaging device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 光電変換素子の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a photoelectric conversion element. 本発明の第2実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the solid-state imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the solid-state imaging device which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the solid-state imaging device which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施の形態に係る固体撮像装置の要部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the principal part of the solid-state imaging device which concerns on 5th Embodiment of this invention. 第5実施の形態に係る画素部のSTI構造の素子分離部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the element isolation part of the STI structure of the pixel part which concerns on 5th Embodiment. 第5実施の形態の説明に供する画素トランジスタの概略平面図である。It is a schematic plan view of the pixel transistor used for description of the fifth embodiment. 比較のためのSTI素子分離部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the STI element isolation | separation part for a comparison. A,B 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第1実施の形態を示す製造工程図(その1)である。1A and 1B are manufacturing process diagrams (part 1) illustrating a first embodiment of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention. C,D 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第1実施の形態を示す製造工程図(その2)である。C and D are manufacturing process diagrams (part 2) illustrating the first embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. E,F 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第1実施の形態を示す製造工程図(その3)である。E and F are manufacturing process diagrams (part 3) illustrating the first embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. G,H 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第1実施の形態を示す製造工程図(その4)である。G and H are manufacturing process diagrams (part 4) illustrating the first embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. I,J 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第1実施の形態を示す製造工程図(その5)である。I and J are manufacturing process diagrams (part 5) illustrating the first embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. A,B 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第2実施の形態を示す製造工程図(その1)である。FIGS. 9A and 9B are manufacturing process diagrams (part 1) illustrating a second embodiment of a method for manufacturing a solid-state imaging device according to the present invention. FIGS. C,D 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第2実施の形態を示す製造工程図(その2)である。C and D are manufacturing process diagrams (part 2) illustrating the second embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. E,F 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第2実施の形態を示す製造工程図(その3)である。E and F are manufacturing process diagrams (part 3) illustrating the second embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. G,H 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第2実施の形態を示す製造工程図(その4)である。G and H are manufacturing process diagrams (part 4) showing the second embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第2実施の形態を示す製造工程図(その5)である。It is a manufacturing process figure (the 5) which shows 2nd Embodiment of the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on this invention. A,B 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第3実施の形態を示す製造工程図(その1)である。A and B are manufacturing process diagrams (part 1) showing a third embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. C,D 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第3実施の形態を示す製造工程図(その2)である。C and D are manufacturing process diagrams (part 2) illustrating the third embodiment of the method of manufacturing the solid-state imaging device according to the present invention. 本発明に係る固体撮像装置の製造方法の第3実施の形態を示す製造工程図(その3)である。It is a manufacturing process figure (the 3) which shows 3rd Embodiment of the manufacturing method of the solid-state imaging device which concerns on this invention. 図22Cの拡大断面図である。FIG. 22C is an enlarged cross-sectional view of FIG. 22C. 図22Dの拡大断面図である。FIG. 22D is an enlarged cross-sectional view of FIG. 22D. 本発明に係る電子機器をカメラに適用した場合の概略構成図である。It is a schematic block diagram at the time of applying the electronic device which concerns on this invention to a camera. 従来例に係る固体撮像装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the solid-state imaging device concerning a prior art example. A、B 従来の問題点の説明に供する画素の平面図及びそのA−A線上の断面図である。A and B are a plan view of a pixel and a cross-sectional view taken along the line AA for explaining a conventional problem.

符号の説明Explanation of symbols

1・・固体撮像装置、21、48、51、54、55・・固体撮像装置、22・・半導体基板、23・・画素部、24・・周辺回路部、25・・単位画素、26・・光電変換素子、27・・画素トランジスタ、41、44・・溝、42・・絶縁層、43・・第1素子分離部、45・・第2素子分離部、31・・層間絶縁膜、32・・多層配線、33・・多層配線層、34・・オンチップカラーフィルタ、35・・オンチップマイクロレンズ、49・・p型半導体層、52・・p型半導体層、71・・酸化膜、80・・電子機器   1 ..Solid-state imaging device, 21, 48, 51, 54, 55 ..Solid-state imaging device, 22 ..Semiconductor substrate, 23 ..Pixel unit, 24 ..Peripheral circuit unit, 25. Photoelectric conversion element 27... Pixel transistor 41, 44... Groove, 42.. Insulating layer 43.. First element isolation part 45.. Second element isolation part 31.・ Multi-layer wiring, 33 ..Multi-layer wiring layer, 34 .. On-chip color filter, 35 ..On-chip microlens, 49 ..p-type semiconductor layer, 52 ..p-type semiconductor layer, 71. ··Electronics

Claims (19)

画素部と、
周辺回路部と、
前記周辺回路部の半導体基板に形成されたSTI構造を有する第1素子分離部と、
前記画素部の半導体基板に形成され、該半導体基板内に埋め込まれた部分が前記第1素子分離部の半導体基板内に埋め込まれた部分より浅く、表面の高さが前記第1素子分離部と同じであるSTI構造を有する第2素子分離部と
を有する固体撮像装置。
A pixel portion;
A peripheral circuit section;
A first element isolation part having an STI structure formed on a semiconductor substrate of the peripheral circuit part;
The portion formed in the semiconductor substrate of the pixel portion and embedded in the semiconductor substrate is shallower than the portion embedded in the semiconductor substrate of the first element isolation portion, and the surface height is the same as that of the first element isolation portion. A solid-state imaging device having a second element isolation unit having the same STI structure.
前記第2素子分離部と前記画素部の光電変換素子と接する界面に形成した不純物注入領域
を有する請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising an impurity implantation region formed at an interface contacting the photoelectric conversion element of the second element isolation unit and the pixel unit.
前記第1素子分離部及び前記第2素子分離部の基板面よりの突出高さが0〜40nmである
請求項2記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein a protrusion height from the substrate surface of the first element isolation part and the second element isolation part is 0 to 40 nm.
前記第2素子分離部の前記半導体基板内に埋め込まれた部分の深さが50nm〜160nmであり、
前記第2素子分離部のトータル厚みが70nm〜200nmである
請求項3記載の固体撮像装置。
The depth of the portion embedded in the semiconductor substrate of the second element isolation part is 50 nm to 160 nm,
The solid-state imaging device according to claim 3, wherein a total thickness of the second element separation unit is 70 nm to 200 nm.
前記光電変換素子の一部が前記第2素子分離部の下方に延長されている
請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a part of the photoelectric conversion element extends below the second element separation unit.
前記第1素子分離部及び前記第2素子分離部の前記半導体基板の表面に接する部分にバーズビーク状の絶縁部
を有する請求項1記載の固体撮像装置。
2. The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising: a bird's beak-like insulating portion at a portion of the first element separation portion and the second element separation portion that are in contact with a surface of the semiconductor substrate.
前記第2素子分離部と前記半導体基板との界面から前記半導体基板の表面側の一部にわたって、暗電流抑制のための不純物注入領域
を有する請求項6記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 6, further comprising an impurity implantation region for suppressing dark current from an interface between the second element isolation portion and the semiconductor substrate to a part on a surface side of the semiconductor substrate.
半導体基板の周辺回路部の素子分離部を形成すべき部分に第1の溝と、画素部の素子分離部を形成すべき部分に前記第1の溝よりも浅い第2の溝を形成する工程と、
前記第1及び第2の溝内を含んで絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を研磨して、表面の高さを同じにした第1素子分離部及び第2素子分離部を形成する工程と
を有する固体撮像装置の製造方法。
Forming a first groove in a portion of the peripheral circuit portion of the semiconductor substrate where the element isolation portion is to be formed and a second groove shallower than the first groove in a portion of the pixel portion where the element isolation portion is to be formed; When,
Forming an insulating layer including in the first and second grooves;
Polishing the insulating layer to form a first element isolation part and a second element isolation part having the same surface height. A method for manufacturing a solid-state imaging device.
前記化学機械研磨の工程において、
前記第1素子分離部及び前記第2素子分離部の基板よりの突出高さが0〜40nmとなるように、前記絶縁層を研磨する
請求項8記載の固体撮像装置の製造方法。
In the chemical mechanical polishing step,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 8, wherein the insulating layer is polished so that a protruding height of the first element isolation part and the second element isolation part from the substrate is 0 to 40 nm.
溝内の絶縁層の深さが50nm〜160nmとなり、
前記絶縁層のトータル厚みが70nm〜200nmとなるように前記第2の溝を形成する
請求項9記載の固体撮像装置の製造方法。
The depth of the insulating layer in the groove is 50 nm to 160 nm,
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 9, wherein the second groove is formed so that a total thickness of the insulating layer is 70 nm to 200 nm.
前記第1の溝または前記第2の溝を形成する工程と、
次に、前記第2の溝または前記第1の溝を形成する工程
を有する請求項8記載の固体撮像装置の製造方法。
Forming the first groove or the second groove;
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 8, further comprising: forming the second groove or the first groove.
同時エッチング処理で同じ深さの第1及び第2の溝を形成する工程と、
次に、エッチング処理して前記第2の溝より深い第1の溝を形成する工程
を有する請求項8記載の固体撮像装置の製造方法。
Forming first and second grooves of the same depth by a simultaneous etching process;
The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 8, further comprising a step of forming a first groove deeper than the second groove by etching.
窒化膜をマスクに前記第1の溝と前第2の溝を形成する工程の後に、
前記マスクの幅を狭める工程と、
前記幅が狭められたマスクを介して酸化処理または酸窒化処理し、前記第1の溝と前記第2の溝の内面及び前記半導体基板の前記マスクが形成されない表面に酸化膜または酸窒化膜を形成する工程を
有する請求項8記載の固体撮像装置の製造方法。
After the step of forming the first groove and the second groove using the nitride film as a mask,
Reducing the width of the mask;
Oxidation treatment or oxynitridation treatment is performed through the narrowed mask, and an oxide film or an oxynitride film is formed on the inner surfaces of the first groove and the second groove and on the surface of the semiconductor substrate where the mask is not formed. The method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 8, further comprising a forming step.
前記酸化膜を形成する工程の後に、
前記マスクを介して所要不純物を導入し、前記第2素子分離部と前記半導体基板との界面から前記半導体基板の表面側の一部にわたって、暗電流抑制のための不純物注入領域を形成する工程
を有する請求項13記載の固体撮像装置の製造方法。
After the step of forming the oxide film,
Introducing a required impurity through the mask and forming an impurity implantation region for dark current suppression from the interface between the second element isolation part and the semiconductor substrate to a part of the surface side of the semiconductor substrate; A method for manufacturing a solid-state imaging device according to claim 13.
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の光電変換素子に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路を備え、
前記固体撮像装置は、
画素部と、
周辺回路部と、
前記周辺回路部の半導体基板に形成されたSTI構造を有する第1素子分離部と、
前記画素部の半導体基板に形成され、該半導体基板内に埋め込まれた部分が前記第1素子分離部の半導体基板内に埋め込まれた部分より浅く、表面の高さが前記第1分離素子部と同じであるSTI構造を有する第2の素子分離部と
を有する電子機器。
A solid-state imaging device;
An optical system for guiding incident light to the photoelectric conversion element of the solid-state imaging device;
A signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state imaging device;
The solid-state imaging device
A pixel portion;
A peripheral circuit section;
A first element isolation part having an STI structure formed on a semiconductor substrate of the peripheral circuit part;
A portion formed in the semiconductor substrate of the pixel portion and embedded in the semiconductor substrate is shallower than a portion embedded in the semiconductor substrate of the first element isolation portion, and a surface height is the same as that of the first isolation element portion. A second element isolation portion having the same STI structure.
前記固体撮像装置における前記第2素子分離部と前記画素部の光電変換素子と接する界面近傍に形成した不純物注入領域
を有する請求項15記載の電子機器。
The electronic device according to claim 15, further comprising: an impurity implantation region formed near an interface in contact with the photoelectric conversion element of the pixel unit and the second element separation unit in the solid-state imaging device.
前記固体撮像装置における前記光電変換素子の一部が前記第2素子分離部の下方に延長されている
請求項16記載の電子機器。
The electronic apparatus according to claim 16, wherein a part of the photoelectric conversion element in the solid-state imaging device is extended below the second element separation unit.
前記固体撮像装置における前記第1素子分離部及び前記第2素子分離部の前記半導体基板表面に接する部分にバーズビーク状の絶縁部
を有する請求項15記載の電子機器。
The electronic device according to claim 15, further comprising: a bird's beak-like insulating portion in a portion of the solid-state imaging device in contact with the surface of the semiconductor substrate of the first element separation portion and the second element separation portion.
前記固体撮像装置における前記第2素子分離部と前記半導体基板との界面から前記半導体基板の表面側の一部にわたって、暗電流抑制のための不純物注入領域
を有する請求項18記載の電子機器。
19. The electronic device according to claim 18, further comprising: an impurity implantation region for suppressing dark current from an interface between the second element isolation unit and the semiconductor substrate in the solid-state imaging device to a part on a surface side of the semiconductor substrate.
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US13/178,624 US8728852B2 (en) 2008-04-09 2011-07-08 Solid-state imaging device, production method thereof, and electronic device
US14/244,485 US20140327052A1 (en) 2008-04-09 2014-04-03 Solid-state imaging device, production method thereof, and electronic device
US15/072,538 US10438983B2 (en) 2008-04-09 2016-03-17 Solid-state imaging device, production method thereof, and electronic device

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084748A (en) * 2010-10-13 2012-04-26 Sharp Corp Solid state image sensor and electronic information apparatus
JP2013016799A (en) * 2011-06-30 2013-01-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Co-implantation system for backside illumination sensor
US9029182B2 (en) 2012-09-06 2015-05-12 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing solid-state image sensor
JP2016538713A (en) * 2013-10-17 2016-12-08 マイクロン テクノロジー, インク. Method for providing epitaxial photonic devices with fewer defects and resulting structure
US10553634B2 (en) 2016-03-31 2020-02-04 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and camera

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8610240B2 (en) * 2009-10-16 2013-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuit with multi recessed shallow trench isolation
JP5568969B2 (en) * 2009-11-30 2014-08-13 ソニー株式会社 SOLID-STATE IMAGING DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE
JP5564909B2 (en) * 2009-11-30 2014-08-06 ソニー株式会社 SOLID-STATE IMAGING DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE
US9165969B2 (en) * 2010-03-18 2015-10-20 Omnivision Technologies, Inc. Apparatus having thinner interconnect line for photodetector array and thicker interconnect line for periphery region
JP2012033583A (en) * 2010-07-29 2012-02-16 Sony Corp Solid-state imaging device, method for manufacturing the same, and imaging apparatus
JP6299058B2 (en) * 2011-03-02 2018-03-28 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
JP5943577B2 (en) 2011-10-07 2016-07-05 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device and imaging system
JP6124555B2 (en) * 2012-11-01 2017-05-10 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device and distance measuring device using the same
US8779542B2 (en) * 2012-11-21 2014-07-15 Intersil Americas LLC Photodetectors useful as ambient light sensors and methods for use in manufacturing the same
JP6190175B2 (en) * 2013-06-19 2017-08-30 キヤノン株式会社 Method for manufacturing solid-state imaging device
JP2015018907A (en) * 2013-07-10 2015-01-29 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
KR101377063B1 (en) * 2013-09-26 2014-03-26 (주)실리콘화일 Pixel circuit for global shutter of substrate stacked type image sensor
JP2015076569A (en) * 2013-10-11 2015-04-20 ソニー株式会社 Imaging device, manufacturing method thereof and electronic apparatus
US20150206789A1 (en) * 2014-01-17 2015-07-23 Nanya Technology Corporation Method of modifying polysilicon layer through nitrogen incorporation for isolation structure
TWI841030B (en) 2016-01-27 2024-05-01 日商新力股份有限公司 Solid-state imaging devices and electronic devices
CN108476298B (en) * 2017-02-25 2020-06-09 华为技术有限公司 Dual sensitive pixel CMOS image sensor
CN107195646B (en) * 2017-04-06 2020-06-09 上海集成电路研发中心有限公司 An image sensor and its manufacturing method
CN107634057B (en) 2017-10-30 2018-10-16 睿力集成电路有限公司 Dynamic random access memory array and its domain structure, production method
JP7175159B2 (en) 2018-11-05 2022-11-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging device, manufacturing method, and electronic device
WO2020095689A1 (en) 2018-11-06 2020-05-14 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Imaging element and electronic apparatus
JP7502866B2 (en) * 2020-01-21 2024-06-19 浜松ホトニクス株式会社 Method for manufacturing a back-illuminated solid-state imaging device
CN113742795B (en) * 2020-05-27 2024-07-02 台湾积体电路制造股份有限公司 Method for authenticating a security level of a semiconductor memory in an integrated circuit
JP2024127099A (en) * 2023-03-08 2024-09-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Image pickup element and image pickup device
CN119050132A (en) * 2024-08-14 2024-11-29 武汉华星光电技术有限公司 Semiconductor device and electronic device

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11145275A (en) * 1997-07-02 1999-05-28 Toshiba Corp Shallow trench isolation structure and method of forming the same
JP2002033381A (en) * 2000-07-19 2002-01-31 Mitsubishi Electric Corp Method for forming element isolation insulating film and method for manufacturing semiconductor device
JP2003031651A (en) * 2001-07-18 2003-01-31 Denso Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2003197731A (en) * 2001-12-20 2003-07-11 Tobu Denshi Kk Method for forming isolation film of semiconductor element
JP2003273207A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Fujitsu Ltd Method for manufacturing semiconductor device
JP2004356484A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
JP2005317639A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Canon Inc Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP2006521697A (en) * 2003-03-12 2006-09-21 マイクロン・テクノロジー・インコーポレイテッド Inclined implantation for trench isolation.
JP2006261411A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Fujitsu Ltd Image sensor with embedded photodiode region and method of manufacturing the same
JP2007036118A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Sony Corp Solid-state image pickup device and its manufacturing method
JP2007207828A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing solid-state imaging device
JP2007266167A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Oki Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005191331A (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Nec Electronics Corp Method for manufacturing semiconductor device
KR100619396B1 (en) * 2003-12-31 2006-09-11 동부일렉트로닉스 주식회사 CMOS Image sensor and its fabricating method
JP4539176B2 (en) * 2004-05-31 2010-09-08 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP4496866B2 (en) * 2004-07-08 2010-07-07 ソニー株式会社 Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
US7342268B2 (en) * 2004-12-23 2008-03-11 International Business Machines Corporation CMOS imager with Cu wiring and method of eliminating high reflectivity interfaces therefrom
EP1858082A4 (en) * 2005-03-11 2011-01-19 Fujitsu Semiconductor Ltd IMAGE SENSOR IN WHICH THE PHOTODIODE ZONE IS INTEGRATED AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
JP2007109966A (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4791799B2 (en) * 2005-11-07 2011-10-12 株式会社東芝 Semiconductor memory device and manufacturing method thereof
JP2007142276A (en) * 2005-11-21 2007-06-07 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2008078302A (en) * 2006-09-20 2008-04-03 Canon Inc Imaging apparatus and imaging system
JP2008166677A (en) * 2006-12-08 2008-07-17 Sony Corp Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11145275A (en) * 1997-07-02 1999-05-28 Toshiba Corp Shallow trench isolation structure and method of forming the same
JP2002033381A (en) * 2000-07-19 2002-01-31 Mitsubishi Electric Corp Method for forming element isolation insulating film and method for manufacturing semiconductor device
JP2003031651A (en) * 2001-07-18 2003-01-31 Denso Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2003197731A (en) * 2001-12-20 2003-07-11 Tobu Denshi Kk Method for forming isolation film of semiconductor element
JP2003273207A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Fujitsu Ltd Method for manufacturing semiconductor device
JP2006521697A (en) * 2003-03-12 2006-09-21 マイクロン・テクノロジー・インコーポレイテッド Inclined implantation for trench isolation.
JP2004356484A (en) * 2003-05-30 2004-12-16 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacturing method of semiconductor device
JP2005317639A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Canon Inc Photoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JP2006261411A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 Fujitsu Ltd Image sensor with embedded photodiode region and method of manufacturing the same
JP2007036118A (en) * 2005-07-29 2007-02-08 Sony Corp Solid-state image pickup device and its manufacturing method
JP2007207828A (en) * 2006-01-31 2007-08-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing solid-state imaging device
JP2007266167A (en) * 2006-03-28 2007-10-11 Oki Electric Ind Co Ltd Method for manufacturing semiconductor device

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084748A (en) * 2010-10-13 2012-04-26 Sharp Corp Solid state image sensor and electronic information apparatus
JP2013016799A (en) * 2011-06-30 2013-01-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co Ltd Co-implantation system for backside illumination sensor
US8748952B2 (en) 2011-06-30 2014-06-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Co-implant for backside illumination sensor
US9029182B2 (en) 2012-09-06 2015-05-12 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing solid-state image sensor
JP2016538713A (en) * 2013-10-17 2016-12-08 マイクロン テクノロジー, インク. Method for providing epitaxial photonic devices with fewer defects and resulting structure
US10553634B2 (en) 2016-03-31 2020-02-04 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and camera
US11430822B2 (en) 2016-03-31 2022-08-30 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and camera

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