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JPS59208870A - Manufacturing method of solid-state image sensor - Google Patents

Manufacturing method of solid-state image sensor

Info

Publication number
JPS59208870A
JPS59208870A JP58083548A JP8354883A JPS59208870A JP S59208870 A JPS59208870 A JP S59208870A JP 58083548 A JP58083548 A JP 58083548A JP 8354883 A JP8354883 A JP 8354883A JP S59208870 A JPS59208870 A JP S59208870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
transfer gate
gate region
mask
silicon dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58083548A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Akiyama
秋山 郁男
Hidetsugu Oda
織田 英嗣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP58083548A priority Critical patent/JPS59208870A/en
Publication of JPS59208870A publication Critical patent/JPS59208870A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10Integrated devices
    • H10F39/12Image sensors
    • H10F39/15Charge-coupled device [CCD] image sensors
    • H10F39/153Two-dimensional or three-dimensional array CCD image sensors

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable to reduce the cell size per division by perfectly eliminating the dispersion of the channel length of a transfer gate region due to the shortage in mask alignment accuracy by enabling to form the vertical register part and the photoelectric conversion part in self-alignment. CONSTITUTION:After phosphorus ion implantation with channel stop regions 24 and an Si dioxide film 34 remaining on the transfer gate region 20 as a mask, about 1,600Angstrom Si dioxide films 35 are formed by high temperature oxidizing treatment in an oxidizing atmosphere. Thereafter, the phosphorus ion-implanted in the former process is diffused to the depth of about 2mum by high temperature treatment, thus the N type layer serving as the buried channel of the vertical register 19 and the N type layer of the photoelectric conversion part 22 are formed at the same time. By this process, it follows that the vertical register 19 and the photoelectric conversion part 22 are formed in self-alignment, resulting in no dispersion of the channel length of the transfer gate region 20 due to the shortage in mask alignment accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体撮像素子の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for manufacturing a solid-state image sensor.

近年、半導体・集積回路技術の急速な=達を背景に、固
体撮像素子の開発が強力に推進されている。この固体撮
像素子には画像企、残像、焼き付きがなく、かつ小型軽
量、低消費電力であることから、家庭用テレビカメラを
中心に、撮像管の代替として実用化されつつある。しか
しながら、近い将来実用化されるであろう高品位テレヒ
ジョン・システムに対応するためには、現行の400 
X 500程度の画素数ではまだ不足であり、またテレ
ビカメラ光学系の小型化や固体撮像素子の歩留り向」ニ
のだめには、チップサイズを現行の%インチ系よりも更
に縮小化する必要がある。この大画素数化およびチップ
サイズの縮小化を実現するためには、フォトリソグラフ
ィ一工程に縮小投影型露光装置を用いることのほかに、
製造プロセス自身を微細化に適した形に改める必要があ
る。
In recent years, with the rapid development of semiconductor and integrated circuit technology, the development of solid-state imaging devices has been strongly promoted. This solid-state image sensor is free from image distortion, afterimages, and burn-in, and is small, lightweight, and consumes low power, so it is being put into practical use as a replacement for image pickup tubes, mainly in home television cameras. However, in order to support high-definition telephony systems that will be put into practical use in the near future,
The number of pixels of about 500 x is still insufficient, and in order to reduce the size of TV camera optical systems and improve the yield of solid-state image sensors, it is necessary to further reduce the chip size from the current % inch system. . In order to achieve this increase in the number of pixels and reduction in chip size, in addition to using a reduction projection exposure device in one photolithography process,
The manufacturing process itself needs to be modified to be suitable for miniaturization.

第1図は固体撮像素子の一例を説明するための平面配置
図である。この固体撮像素子はインターライン転送方式
電荷転送撮像素子と呼ばれるもので、入射光量に応じた
信号電荷を蓄積するための光電変換部11と、この光電
変換部11に蓄積された信号電荷を一水平走査周期(フ
ィールドまたはフレーム)ごとに読み出すための転送ゲ
ート領域12と、読み出した信号電荷を一水平走査周期
(IH)ごとに垂直方向に転送するための垂直レジスタ
13と、各垂直レジスタの一端に電気的に結合して、信
号電荷を水平方向に転送するための水平レジスタ14と
、この水平レジスタ14からの信号電荷を順次電圧信号
に変換するための出力回路15とから構成されている。
FIG. 1 is a plan layout diagram for explaining an example of a solid-state image sensor. This solid-state image sensor is called an interline transfer type charge transfer image sensor, and includes a photoelectric conversion section 11 for accumulating signal charges according to the amount of incident light, and a photoelectric conversion section 11 that converts the signal charges accumulated in the photoelectric conversion section 11 in one horizontal line. A transfer gate region 12 for reading data every scanning period (field or frame), a vertical register 13 for vertically transferring the read signal charge for every horizontal scanning period (IH), and one end of each vertical register. It consists of a horizontal register 14 that is electrically coupled to transfer signal charges in the horizontal direction, and an output circuit 15 that sequentially converts the signal charges from the horizontal register 14 into voltage signals.

第2図は第1図に示した撮像素子のA−A’断面図であ
る。ここで説明を簡単にするために本撮像素子はN−チ
ャネルデバイスとする。P型基板半導体16の主面に絶
縁層17を介して垂直レジスフの電荷転送電極18が設
けられている。垂直レジスタ19は基板半導体の導電型
と逆の導電型であるN型層から成る埋込みチャネルで構
成されている。また転送ゲート領域20の表面には基板
半導体と同一導電型をもつP型層21が設けられている
。また′重荷転送電極18は、垂直レジスタ19および
転送ゲート領域20を被うように配置されている。22
は基板半導体とP−N接合を形成しでなる光電変換部で
、光電変換部22以外は金属層路で光遮蔽されている。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA' of the image sensor shown in FIG. Here, to simplify the explanation, the present image sensor is assumed to be an N-channel device. A vertical register charge transfer electrode 18 is provided on the main surface of the P-type substrate semiconductor 16 with an insulating layer 17 interposed therebetween. The vertical resistor 19 consists of a buried channel consisting of an N-type layer of conductivity type opposite to that of the substrate semiconductor. Further, a P-type layer 21 having the same conductivity type as the substrate semiconductor is provided on the surface of the transfer gate region 20. Further, the heavy transfer electrode 18 is arranged to cover the vertical register 19 and the transfer gate region 20. 22
2 is a photoelectric conversion section formed by forming a P-N junction with a substrate semiconductor, and the parts other than the photoelectric conversion section 22 are shielded from light by a metal layer path.

また24は基板不純物濃度が高いチャネルストップ領域
で、各光゛電変換部22および垂直レジスタ19を分離
している。
Further, reference numeral 24 denotes a channel stop region having a high substrate impurity concentration, which separates each photoelectric conversion section 22 and the vertical register 19.

次に第3図〜鳩6図は第1図および第2図に示した固体
撮像素子を製造するのに用いられていた従来の工程を説
明するための図で、第1図におけるA−A’断面図を主
要工程ごとに示した。
Next, FIGS. 3 to 6 are diagrams for explaining the conventional process used to manufacture the solid-state image sensor shown in FIGS. 1 and 2, and are A-A in FIG. 'Cross-sectional views are shown for each major process.

ます、第3図に示すように130・ぼのP型シリコン基
板16の主表面に酸化性雰囲気中で高温酸化処理するこ
とにより約1600^の二酸化シリコン膜を形成し、既
知の写真蝕刻技術を用いて垂直レジスタ19を形成する
部分の二酸化シリコン膜を除去し、マスク25を形成す
る。次にこのマスク25を用いてリンをイオン注入法に
より選択的に注入した後、再び酸化性雰囲気中で高温酸
化処理することにより該部分に約1600^の二酸化シ
リコン膜を形成する。その後高温処理することにより、
リンを2μ2n程度の深さにまで拡散させて、垂直レジ
スタ19の埋込みチャネルとなるへ型層を形成する。
First, as shown in FIG. 3, a silicon dioxide film of approximately 1600^ thickness was formed on the main surface of a 130^ P-type silicon substrate 16 by high-temperature oxidation treatment in an oxidizing atmosphere, and then a known photolithography technique was used. Then, the silicon dioxide film in the portion where the vertical register 19 will be formed is removed using a mask 25. Then, a mask 25 is formed. Next, using this mask 25, phosphorus is selectively implanted by ion implantation, and then high-temperature oxidation treatment is performed again in an oxidizing atmosphere to form a silicon dioxide film with a thickness of about 1600^ in the area. Afterwards, by high temperature treatment,
Phosphorus is diffused to a depth of about 2 μ2n to form a hemi-shaped layer that will become a buried channel of the vertical register 19.

次にリン注入のマスクとした二酸化シリコン膜25を弗
酸系のエツチング液で除去した後再び全面を熱酸化し、
主表面の全面に約500^の二酸化シリコン膜を形成す
る。次いでシランおよびアンモニアを用いる既知の方法
により約1100λの窒化シリコン膜26を沈積し、チ
ャネルスt−、yプ領域冴を形成する表面上の窒化シリ
コン膜だけを既知のプラズマエツチング法により除去し
た後、この窒化シリコン膜26をマスクとしてポロンを
イオン注入しチャネルストップ領域24を形成する。そ
の後熱酸化を行なうことにより、窒化シリコン膜26で
被覆されていないチャネルストップ領域24の表面上に
約800OA の二酸化シリコン膜27を形成する(第
4図)。
Next, the silicon dioxide film 25 used as a mask for phosphorus implantation was removed using a hydrofluoric acid etching solution, and then the entire surface was thermally oxidized again.
A silicon dioxide film of approximately 500^ thickness is formed over the entire main surface. A silicon nitride film 26 of about 1100 λ is then deposited by a known method using silane and ammonia, and only the silicon nitride film on the surface forming the channel t-, y-p regions is removed by a known plasma etching method. Using this silicon nitride film 26 as a mask, boron ions are implanted to form a channel stop region 24. Thereafter, thermal oxidation is performed to form a silicon dioxide film 27 of about 800 OA on the surface of the channel stop region 24 not covered with the silicon nitride film 26 (FIG. 4).

次に窒化シリコン膜26を燐酸等のエツチング液で除去
した後、チャネルストップ領域24の表向上の二酸化シ
リコン膜のみを残して、他を弗酸系のエツチング液で除
去し、その後、熱酸化により約100OAの二酸化シリ
コン膜あを形成する。そして既知の写真蝕刻技術を用い
て転送ケート領域20を形成する部分以外をフォトレジ
スト29で被覆し、このフォトレジスト29をマスク古
してホロンを二酸化シリコン膜28を介してイオン注入
し、転送ケート領域20の閾値電圧を制御するP型層2
1を形成する(第5図)。
Next, after removing the silicon nitride film 26 with an etching solution such as phosphoric acid, only the silicon dioxide film on the surface of the channel stop region 24 is left, and the rest is removed with a hydrofluoric acid-based etching solution. A silicon dioxide film of about 100 OA is formed. Then, using a known photolithographic technique, the area other than the area where the transfer gate region 20 will be formed is covered with a photoresist 29, and this photoresist 29 is masked and holons are ion-implanted through the silicon dioxide film 28 to form the transfer gate. P-type layer 2 controlling the threshold voltage of region 20
1 (Figure 5).

次にP型層21を形成するのに用いたフォトレジスト2
9を除去し、全面に多結晶シリコン膜を既矧のシランの
熱分解法によって約6000人沈積し、その後、この多
結晶ンリコン膜に導電性を持たせるためにP型の不純物
を拡散する。そして既知の写真蝕刻技術とプラズマエツ
チング法を用いて電荷転送14N、極18以外の部分の
多結晶シリコン膜を除去する。次いで、この電荷転送電
極18を形成する多結晶シリコン膜をマスクとして、こ
の多結晶シリコン膜で被覆されていない部分の二1y化
シリコン膜28を弗酸系のエツチング液で除去し、その
後、再びこの多結晶シリコン膜をマスクとしてリンを選
択的に注入し、光電変換部22のN型層を形成する(第
6図)。
Next, the photoresist 2 used to form the P-type layer 21
9 is removed, and a polycrystalline silicon film of about 6,000 layers is deposited on the entire surface by thermal decomposition of silane, and then P-type impurities are diffused in order to make this polycrystalline silicon film conductive. Then, the polycrystalline silicon film in portions other than the charge transfer 14N and the pole 18 is removed using known photolithography and plasma etching. Next, using the polycrystalline silicon film that forms the charge transfer electrode 18 as a mask, the portions of the diary silicon film 28 that are not covered with the polycrystalline silicon film are removed using a hydrofluoric acid-based etching solution, and then etched again. Using this polycrystalline silicon film as a mask, phosphorus is selectively implanted to form an N-type layer of the photoelectric conversion section 22 (FIG. 6).

次に電荷転送電極18および光電変換部22の表面上に
熱酸化により約75OAの二酸化シリコン膜を形成した
後、気相生長で約11μW のリンカラス膜を生長さぜ
、絶縁層17を形成する。次いで既知の写真蝕刻技術を
用いて光電変換部22以外を光遮蔽のための金属1! 
23で被包する(第2図)。
Next, a silicon dioxide film of about 75 OA is formed on the surfaces of the charge transfer electrode 18 and the photoelectric conversion section 22 by thermal oxidation, and then a linker glass film of about 11 μW is grown by vapor phase growth to form the insulating layer 17. Next, a known photo-etching technique is used to form a metal 1 for shielding parts other than the photoelectric conversion section 22 from light!
23 (Fig. 2).

このような従来の固体撮像素子の製造方法に従えは、ま
ず最初に垂直レジスタ19の埋込みチャネルとなるN型
層を形成し、次にこのN型層に目合わせをして転送ケー
ト領域2(1(7) P型層21を形成し、次いで再び
前記N型層に1什わせをして光電変換部22のN型層を
形成している。このため転送ゲート領域20のチャネル
長は垂ip’、 L/ジス19と光@変換部22とのマ
スク目金わせ精度に大きく依存することになる。例えば
転送ケート領域20のマスターヒのチャネル長を35μ
772.、マスクのl」合わせ梢度合±0.5μ777
  とすると、出来上がりのチャネル長は30〜40μ
mnの間でばらつくことになる。こイ1は転送ケート領
域2()の閾値′電圧がウェハごとにばbつくことを意
味(ッ、最悪の場合には二次元効果により電荷の鼓動を
開側1する転送ケートとして動作しない場合も十分に考
えられ、固体撮像素子の大画素数化およびチップサイス
の縮小化を実現する上で著しい障害と/工っでいった。
According to such a conventional manufacturing method of a solid-state image sensor, first, an N-type layer is formed which will become the buried channel of the vertical register 19, and then this N-type layer is aligned and the transfer gate region 2 ( 1(7) The P-type layer 21 is formed, and then the N-type layer is layered again to form the N-type layer of the photoelectric conversion section 22. Therefore, the channel length of the transfer gate region 20 is vertical. ip', L/JIS 19 and the optical conversion section 22 depend largely on the accuracy of mask alignment.For example, the master channel length of the transfer gate area 20 is set to 35μ.
772. , mask's total height ±0.5μ777
Then, the finished channel length is 30~40μ
It will vary between mn. This 1 means that the threshold voltage of the transfer gate region 2 () varies from wafer to wafer (in the worst case, the two-dimensional effect causes the charge to pulsate on the open side 1) and does not operate as a transfer gate. This has been well thought out, and has been a significant obstacle to achieving a larger number of pixels and a smaller chip size for solid-state image sensors.

本発明の目的は上記の欠点を除去し、大画素数化および
チップ→)−イスの縮小化が可能な1^1体撮像素子の
製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a 1^1 image sensor that eliminates the above-mentioned drawbacks and allows for a larger number of pixels and a smaller chip size.

本発明によれば、第1の導電型からなる半導体基板上に
マトリックス状に配置され、前記基板と反対の第2の導
電型からなる俵数個の光′電装換部と、該光電変換部間
にチャネルストップ領域によって互いに電気的に分離さ
れ、前記第2の導電型の埋込みチャネルで構成された複
数列の電荷転送装置からなるシフトレジスタ群と、列方
向に沿う前記光電変換部と対応する前記シフトレジスタ
の間に設けられた転送ゲート領域とからなる固体撮像素
子の製造において、前記光電変換部とシフトレジスタ部
を窒化シリコン膜で被覆した後、前記転送ケート領域を
フォトレジストで被覆し、前記窒化シリコン膜および前
記フォトレジストをマスクとして前記チャネルストップ
領域を形成し、前記フォト1/シストを除去した後に前
記窒化シリコン膜をマスクとして二酸化シリコン膜を形
成し、前記窒化シリコン膜を除去した後に前記二酸化シ
リコン膜をマスクとして前記光′電食換部および前記シ
フトレジスタ部に前記第2の導電型を同時に形成し、次
に前記二酸化シリコン膜を除去して前記転送ケート領域
を形成することを特徴とする固体撮像素子の製造方法が
得られる。
According to the present invention, several photoelectric conversion parts are arranged in a matrix on a semiconductor substrate of a first conductivity type and are made of a second conductivity type opposite to the substrate, and the photoelectric conversion parts are arranged in a matrix on a semiconductor substrate of a first conductivity type. A shift register group consisting of a plurality of columns of charge transfer devices electrically separated from each other by a channel stop region between them and configured with the buried channels of the second conductivity type, and corresponding to the photoelectric conversion section along the column direction. In manufacturing a solid-state imaging device comprising a transfer gate region provided between the shift registers, the photoelectric conversion section and the shift register section are coated with a silicon nitride film, and then the transfer gate region is coated with a photoresist; forming the channel stop region using the silicon nitride film and the photoresist as a mask, removing the photo 1/cyst, forming a silicon dioxide film using the silicon nitride film as a mask, and removing the silicon nitride film; using the silicon dioxide film as a mask to simultaneously form the second conductivity type in the photo-electrolytic conversion section and the shift register section, and then removing the silicon dioxide film to form the transfer gate region. A method for manufacturing a solid-state image sensor with features can be obtained.

次に、本発明の実施例について図面を用いて説明する。Next, embodiments of the present invention will be described using the drawings.

説明を簡単にするために本発明の実施例はN−チャネル
デバイスとする。
For ease of explanation, the embodiment of the present invention is an N-channel device.

第7図〜第11図は前記本発明の実施例を1i511.
明するための図で、本発明によって製造される固体撮像
素子の平面配置図は第1図と同一なため、第1図におけ
るA−A’断面図を主袂工程ご吉に示した。
7 to 11 show the embodiment of the present invention 1i511.
This figure is for clarity, and since the plan layout of the solid-state imaging device manufactured according to the present invention is the same as that in FIG. 1, the sectional view taken along the line AA' in FIG. 1 is shown to illustrate the main process.

また第2図〜第6図と同一のものには同一番号を付しで
ある。
Components that are the same as those in FIGS. 2 to 6 are designated by the same numbers.

ます、第7図に示すように13Ω・口のP型シリコン基
板16の主表面lこ酸化性雰囲気中で高温酸化処理する
ことにより約160OAの二酸化シリコン膜30を形成
した後、シランおよびアンモニアを用いる既知の方法に
より窒化シリコン膜31を沈積する。次にこの窒化シリ
コン膜31上にフォトレジスト32を塗布し、既知の写
真蝕刻技術とプラズマエツチング法を用いてチャネルス
トップ領域24および転送ゲーHA域20を形成する部
分の窒化シリコン膜31を除去する。ここで再び写真蝕
刻技術を用いて転送ゲート領域20を形成する部分のみ
をフォトレジスト33で覆い、フォトレジスト32と北
をマスクとしてボロンを二酸化シリコン膜30を介して
イオン注入し、基板不純物濃度が高いチャネルストップ
領域24を形成する。
First, as shown in FIG. 7, a silicon dioxide film 30 of about 160 OA was formed on the main surface of a 13 Ω P-type silicon substrate 16 by oxidation treatment at high temperature in an oxidizing atmosphere, and then silane and ammonia were added. A silicon nitride film 31 is deposited using known methods. Next, a photoresist 32 is coated on this silicon nitride film 31, and the silicon nitride film 31 in the portion where the channel stop region 24 and the transfer game HA region 20 are to be formed is removed using known photolithography and plasma etching. . Here, only the portion where the transfer gate region 20 will be formed is covered with a photoresist 33 using photolithography again, and using the photoresist 32 and the north as a mask, boron ions are implanted through the silicon dioxide film 30 to increase the substrate impurity concentration. A high channel stop region 24 is formed.

次にチャネルストップ領域24を形成するマスクとして
用いたフォトレジスト32と33を除去した後に、窒化
シリコン膜31をマスクさして熱酸化を行ない、チャネ
ルストップ領域24上および転送ゲート領域20を形成
する部分に約800OAの二酸化シリコン膜34を形成
する(第8図)。
Next, after removing the photoresists 32 and 33 used as masks for forming the channel stop region 24, thermal oxidation is performed using the silicon nitride film 31 as a mask to form the area above the channel stop region 24 and the transfer gate region 20. A silicon dioxide film 34 of approximately 800 OA is formed (FIG. 8).

次に窒化シリコン膜31を燐酸等のエツチング液で除去
した後、チヤ不ルストッ勺°領域Uおよび転送ゲート領
域20上の二酸化シリコン膜34のみを残して、他を弗
酸系のエツチング液で除去する。次いでチャネルストッ
プ領域24および転送ゲート領域20上に残った二酸化
シリコン膜34をマスクとしてリンをイオン注入した後
、酸化性雰囲気中で高温酸化処理することにより約16
00尤の二酸化シリコン膜35を形成する。その後高温
処理することにより、前工程でイオン注入されたリンを
約2μmの深さにまで拡散させて、垂直レジスタ19の
埋込みチャネルとなるN型層と光電変換部22のN型層
を同時に形成する。この工程により垂直レジスタ19と
光電変換部22とは所謂セルファラインで形成されたこ
とになり、従来の製造方法で問題となっていたマスク目
金せ精度不足による転送ゲート領域20のチャネル長の
ほらつきは皆無となる(第9図)。
Next, after removing the silicon nitride film 31 with an etching solution such as phosphoric acid, only the silicon dioxide film 34 on the channel block area U and the transfer gate region 20 is left, and the rest is removed with a hydrofluoric acid-based etching solution. do. Next, using the silicon dioxide film 34 remaining on the channel stop region 24 and the transfer gate region 20 as a mask, phosphorus ions are implanted, and then high temperature oxidation treatment is performed in an oxidizing atmosphere to reduce the
A silicon dioxide film 35 of 0.00 mm is formed. After that, by high temperature treatment, the phosphorus ion-implanted in the previous step is diffused to a depth of approximately 2 μm, and an N-type layer that will become the buried channel of the vertical resistor 19 and an N-type layer of the photoelectric conversion section 22 are simultaneously formed. do. Through this process, the vertical register 19 and the photoelectric conversion section 22 are formed by a so-called self-line, and the channel length of the transfer gate region 20 is shortened due to the lack of mask alignment accuracy, which was a problem in the conventional manufacturing method. There will be no sticking (Figure 9).

次に写真蝕刻技術を用いて転送ゲート領域20以外をフ
ォトレジスト36で被覆し、このフォトレジスト36を
マスクとして転送ゲート領域20上の二酸化シリコン膜
34を除去する。次いでポロンをイオン注入して転送ゲ
ート領域20の閾値電圧を制御するP型層21を形成す
る(第10図)。
Next, the area other than the transfer gate region 20 is covered with a photoresist 36 using photolithography, and the silicon dioxide film 34 on the transfer gate region 20 is removed using the photoresist 36 as a mask. Next, poron ions are implanted to form a P-type layer 21 that controls the threshold voltage of the transfer gate region 20 (FIG. 10).

次に転送ゲート領域20を形成するのに用いたフォトレ
ジスト36を除去した後、二酸化シリコン膜35を弗酸
系のエツチング液で除去し、その後、熱酸化により約1
00OAの二酸化シリコン膜37を形成する。次いで既
知のシランの熱分解法によって約6000にの多結晶シ
リコン膜をウェハ全面に沈積し、その後、この多結晶シ
リコン膜に導電性を持たせるためにP型の不純物を拡散
する。そして既知の写真蝕刻技術とプラズマエツチング
法を用いて電荷転送電極18以外の部分の多結晶シリコ
ン膜を除去する。次に熱酸化により約75OAの二酸化
シリコン膜を形成した後、気相生長で約1.1μmのリ
ンカラス膜を生長させ、前記二酸化シリコン膜34.3
7と合わせて絶縁層17を形成する。次いで既知の写真
蝕刻技術を用いて光電変換部22以外を光遮蔽のための
金属層23で被覆する(第11図)。
Next, after removing the photoresist 36 used to form the transfer gate region 20, the silicon dioxide film 35 is removed using a hydrofluoric acid-based etching solution, and then thermal oxidation is performed to remove the silicon dioxide film 35.
A silicon dioxide film 37 of 00OA is formed. A polycrystalline silicon film of about 6000 nm is then deposited over the entire surface of the wafer by a known silane pyrolysis method, and then P-type impurities are diffused into the polycrystalline silicon film to make it conductive. Then, the polycrystalline silicon film in areas other than the charge transfer electrode 18 is removed using known photolithography and plasma etching. Next, after forming a silicon dioxide film of about 75 OA by thermal oxidation, a link glass film of about 1.1 μm was grown by vapor phase growth, and the silicon dioxide film 34.3
Together with 7, an insulating layer 17 is formed. Next, using a known photolithographic technique, parts other than the photoelectric conversion section 22 are covered with a metal layer 23 for shielding light (FIG. 11).

以上、実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば固体撮像素子の垂直レジスタ部と光電変換部とが所謂
セルファラインで形成できるため、従来の製造方法で問
題となっていたマスク目金わせ精度不足による転送ゲー
ト領域のチャネル長のばらつきは皆無となる。このため
光電変換部と転送ゲート領域および垂直レジスタ部を含
む固体撮像素子の一画素当りのセルサイズが縮小化でき
、その結果、大画素数化およびチップサイズの縮小化が
可能となり、その効果は太きい。
As is clear from the description of the embodiments above, according to the present invention, the vertical register section and photoelectric conversion section of a solid-state image sensor can be formed in a so-called self-line, so that mask lines, which have been a problem with conventional manufacturing methods, can be formed. There is no variation in the channel length of the transfer gate region due to insufficient metal alignment precision. Therefore, the cell size per pixel of the solid-state image sensor including the photoelectric conversion section, transfer gate region, and vertical register section can be reduced, and as a result, it is possible to increase the number of pixels and reduce the chip size. Thick.

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

第1図はインターライン転送方式固体撮像素子の一例の
平面配置図、第2図は第1図に示ず固体撮像素子のA−
A’線における断面図、第3図〜第6図は従来の製造方
法の一例を説明するために、工程順に示した断面図、第
7図〜第11図は本発明の製造方法を説明するために、
工程順に示した断面図である。 11 、22・・・光電変換部、12 、20−・転送
ゲート領域、13 、19・・・垂直レジスタ、14・
・・水平1/ジスタ、15・・出力回路、16・・・基
板半導体、17・・・絶縁層、18・・パ屯荷転送電極
、23・・金属層、24・・・チャネルストップ領域、
25 、27 、28 、30 、34 、35 、3
7・・・二階化シリコン膜、26 、31・・・窒化シ
リコン膜、29 、32 、33 。 36・・・フォトレジスト。 一軸11 代理人弁理士 内 原   晋   1.)−一′ 第1記 第2記 2う 第3図 5s 第1/ g 3
Fig. 1 is a plan layout diagram of an example of an interline transfer type solid-state image sensor, and Fig. 2 is an A-
A cross-sectional view taken along line A', FIGS. 3 to 6 are cross-sectional views shown in the order of steps for explaining an example of a conventional manufacturing method, and FIGS. 7 to 11 are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the present invention. for,
It is sectional drawing shown in order of a process. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 22... Photoelectric conversion part, 12, 20-- Transfer gate region, 13, 19... Vertical register, 14-
...Horizontal 1/transistor, 15...Output circuit, 16...Substrate semiconductor, 17...Insulating layer, 18...Passage transfer electrode, 23...Metal layer, 24...Channel stop region,
25, 27, 28, 30, 34, 35, 3
7...Second-level silicon film, 26, 31...Silicon nitride film, 29, 32, 33. 36...Photoresist. One Axis 11 Representative Patent Attorney Susumu Uchihara 1. )-1' 1st article 2nd article 2u 3rd figure 5s 1st/g 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1の導電型からなる半導体基板上にマ) IJワック
ス状配置され、前記基板と反対の第2の導電型からなる
複数個の光電変換部と、該光電変換部間にチャネルスト
ップ領域lこよって互いに電気的に分離され、前記第2
の導電型の埋込みチャネルで構成された複数列の電荷転
送装置からなるシフトレジスフ群と、列方向に沿う前記
光電変換部と対応する前記シフトレジスタの間に設けら
れた転送ゲート領域とからなる固体撮像素子の製造にお
いて、前記光電変換部とシフトレジスタ部を窒化シリコ
ン膜で被覆した後、前記転送ケート領域をフォトレジス
1−で被覆し、前記窒化シリコン膜および前記フォトレ
ジストをマスクとして前記チャネルストップ領域を形成
し、前記フォトレジストを除去した後に前記窒化シリコ
ン膜をマスクとして二酸化シリコン膜を形成し、前記窒
化シリコン膜を除去した後に前記二酸化シリコン膜をマ
スクとして前記光電変換部および前記シフトレジスタ部
に前記第2の導電型を同時に形成し、次に前記二酸化シ
リコン膜を除去して前記転送ゲート領域を形成すること
を特徴とする固体撮像素子の製造方法。
A plurality of photoelectric conversion parts made of a second conductivity type opposite to the substrate, arranged in an IJ wax pattern on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a channel stop region l between the photoelectric conversion parts. Therefore, the second
A solid-state imaging device comprising a shift register group consisting of a plurality of rows of charge transfer devices configured with buried channels of conductivity type, and a transfer gate region provided between the photoelectric conversion section and the corresponding shift register along the column direction. In manufacturing the device, after the photoelectric conversion section and the shift register section are covered with a silicon nitride film, the transfer gate region is covered with a photoresist 1-, and the channel stop region is formed using the silicon nitride film and the photoresist as a mask. forming a silicon dioxide film using the silicon nitride film as a mask after removing the photoresist, and forming a silicon dioxide film on the photoelectric conversion section and the shift register section using the silicon dioxide film as a mask after removing the silicon nitride film. A method of manufacturing a solid-state imaging device, characterized in that the second conductivity type is formed at the same time, and then the silicon dioxide film is removed to form the transfer gate region.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006190769A (en) * 2005-01-05 2006-07-20 Sony Corp Solid-state imaging device and manufacturing method thereof

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