(57)【要約】【課題】固体撮像素子において、受光部を構成する暗電流低減のための表面高濃度領域の位置がプロセスのばらつきにより変動しても、この位置変動に起因して受光部から電荷読出領域へ信号電荷を読出しにくくなるのを抑制して残像成分の増加を抑える。【解決手段】ｎ型エピタキシャル基板２上に形成された複数の受光部を有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出すＣＣＤイメージセンサにおいて、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４以外の領域を覆うよう形成された遮光膜１３を備え、受光部を構成する表面高濃度領域４ａを、遮光膜の遮光膜開口１３ａに対して自己整合的に位置決している。【選択図】図３
2014060258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数の受光部とを有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子であって、
該半導体基板上に該受光部以外の領域を覆うよう形成され、該半導体基板の受光部以外の領域への光の入射を遮る遮光膜を備え、
該受光部は、
該入射光の光電変換により得られた信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域と、
該電荷蓄積領域の該半導体基板の表面側に形成され、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域とを有し、
該受光部を構成する表面高濃度領域は、該遮光膜の、該複数の受光部の各々に対応するよう形成された遮光膜開口により自己整合的に位置決めされている、固体撮像素子。
【請求項２】
前記受光部は、前記表面高濃度領域の周囲を囲むように形成され、該表面高濃度領域よりも不純物濃度の低い表面低濃度領域を含む、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記半導体基板の、前記受光部が形成されている領域上には、シリコン酸化膜とその上に形成されたシリコン窒化膜とからなる反射防止膜が形成されている、請求項１または請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記複数の受光部の各列に沿って設けられ、各列の受光部で得られた信号電荷を転送する複数の電荷転送部と、
該電荷転送部とその一方側の受光部との間に設けられ、該一方側の受光部から信号電荷を電荷転送部に読み出す複数の電荷読出部と、
該電荷転送部とその他方側の受光部との間に設けられ、該他方側の受光部と該電荷転送部との間での信号電荷の流れを阻止する複数のチャネルストップ部とを有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記電荷転送部における、前記半導体基板上に信号電荷の転送経路を形成する転送チャネル上には、該信号電荷の転送方向に沿って複数の転送電極が配列されており、
該転送方向と直交する行方向に沿って配列されている複数の転送電極は、行毎に１つの転送配線に接続されている、請求項４に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記転送配線は、第１層目の転送配線と第２層目の転送配線とからなる積層構造となっており、
所定行上に配列されている複数の転送電極上には、第１層目の転送配線と第２層目の転送配線とが電気的に絶縁され、かつ、該所定行上の複数の転送電極に該第１層目の転送配線が接触するように配置されており、
該所定行に隣接する行に沿って配列されている複数の転送電極の各々は、所定行の第２層目の転送配線から延びる複数の枝部の各々に電気的に接続されている、請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数の受光部とを有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子を製造する方法であって、
該半導体基板上に、該受光部を構成する、該入射光の光電変換により得られる信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域を形成する工程と、
該半導体基板上に光を遮る遮光膜を、該受光部に対応する部分に遮光膜開口が位置するよう形成する工程と、
該受光部を構成する、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域を、該遮光膜をマスクとするイオン注入により該遮光膜開口に対して自己整合的に形成する工程と
を含む、固体撮像素子の製造方法。
【請求項８】
前記固体撮像素子は、
前記複数の受光部の各列に沿って設けられ、各列の受光部で得られた信号電荷を転送する複数の電荷転送部を有し、
前記受光部は、
前記表面高濃度領域の周囲を囲むように形成され、該表面高濃度領域よりも不純物濃度の低い表面低濃度領域を有し、
前記固体撮像素子の製造方法は、
該電荷転送部を構成する転送電極を形成する工程と、
該転送電極をマスクとするイオン注入により、前記遮光膜の形成前に該受光部を構成する表面低濃度領域を形成する工程と
を含む、請求項７に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項９】
前記表面高濃度領域はｐ型不純物拡散領域であり、該表面高濃度領域の形成に用いるイオン注入種はボロンもしくはＢＦ２である、請求項７または請求項８に記載の固体撮像素子の製造方法。
【請求項１０】
被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、
該撮像部は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の固体撮像素子である電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子及びその製造方法、並びに電子情報機器に関し、特に、被写体からの画像光を光電変換する受光部として、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域を有するフォトダイオードを備えた固体撮像素子及びその製造方法、並びにこのような固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像光を画像信号として電気信号に変換する固体撮像素子としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどが知られている。このうち、ＣＣＤ型イメージセンサは、画像光の光電変換を行う受光領域と、光電変換により得られた信号電荷を転送する転送領域とを有し、これらの受光領域及び転送領域が共通基板上に設けられている。ここで、受光領域には、光照射により電荷を発生する複数の受光部としてのフォトダイオードが設けられており、また、転送領域では、この受光領域の各受光部で発生した電荷が信号電荷として読み出され、読み出された信号電荷の垂直転送動作が行われた後にこの信号電荷の水平転送動作が行われるようになっている。
【０００３】
このようなＣＣＤ型イメージセンサにおいては、近年の画素の縮小化に伴って、フォトダイオードの開口部の面積が小さくなり、開口部への入射光量の低下が顕著になっており、感度低下に伴うＳＮ比の低下により画質の劣化を抑えることが重要になっている。
【０００４】
ここで、ＳＮ比の低下については、フォトダイオードが形成されている領域の表面付近での表面準位起因の暗電流が主要因となっており、このような暗電流に起因するＳＮ比の低下に対しては、従来から、フォトダイオードをその表面に例えば高濃度ｐ型領域を形成した構造としている。この高濃度ｐ型領域は、フォトダイオードを構成するｎ型電荷蓄積領域の表面部分で結晶欠陥などに起因して熱的に発生したノイズ電荷（電子）と結合するホールの濃度を高めてノイズ電荷の寿命を短縮させることにより信号電荷以外のノイズ電荷による雑音を抑制する働きがあり、このような構造を採用することで暗電流低減のための対策を講じている。
【０００５】
ところで、特許文献１には、このような高濃度ｐ型領域（表面ｐ＋＋領域）を有するフォトダイオードを用いた固体撮像素子の製造方法において、表面ｐ＋＋領域をこの領域が転送電極に対してセルフアラインで位置決めされるようにイオン注入により形成することによって、プロセスばらつきによる特性変動を抑制して暗電流を低減する技術が開示されている。
【０００６】
図７は、この特許文献１に開示の固体撮像素子の構造及び製造工程を説明する断面図である。
【０００７】
図７に示す従来の固体撮像素子２００は、被写体からの画像光を光電変換する複数の受光部Ｐｄと、受光部Ｐｄで生成された信号電荷を転送する電荷転送部Ｃｔと、受光部Ｐｄで生成された信号電荷を電荷転送部Ｃｔに読み出す読出ゲート部ＲＯＧとを有している。
【０００８】
ここで、この固体撮像素子２００を構成するシリコンウェハ等の基板２０１にはｎ−型エピタキシャル層２０２が形成され、このｎ−型エピタキシャル層２０２にはｐ型ウェル領域２０４が形成されている。また、このｐ型ウェル領域２０４には、電荷転送部Ｃｔを構成するｎ型転送チャネル領域２０７、ｐ型チャネルストップ領域２０８、及び他のｐ型ウェル領域２１０が選択的なｎ型不純物及びｐ型不純物のイオン注入により形成され、さらに、このｐ型ウェル領域２０４には、受光部Ｐｄを構成するｎ型不純物拡散層２０５、及び読出ゲート部ＲＯＧを構成するｐ型不純物拡散層２３０が選択的なｎ型不純物及びｐ型不純物のイオン注入により形成されている。
【０００９】
また、フォトダイオードＰｄを構成するｎ型不純物拡散層２０５の表面部分には高濃度ｐ型拡散層（表面ｐ＋＋型拡散層）２０９が形成されており、電荷転送部Ｃｔを構成するｎ型転送チャネル領域２０７上には、ゲート絶縁膜２１８を介してポリシリコンなどからなる転送電極２１９が形成されている。この転送電極２１９の受光部Ｐｄと対向する部分には開口２１９ａが形成されている。
【００１０】
なお、図７中、２３４は炭素注入領域であり、この炭素注入領域２３４は、ｎ型シリコン基板２０１上にｎ−型エピタキシャル層２０２を形成する前に、暗電流や白傷を低減する目的で形成されたものである。
【００１１】
ここで、電荷転送部Ｃｔを構成するｎ型転送チャネル領域２０７、受光部Ｐｄを構成するｎ型不純物拡散層２０５、及び読出ゲート部ＲＯＧを構成するｐ型不純物拡散層２０８は、転送電極２１９の形成前に形成されており、また、フォトダイオードＰｄを構成する表面ｐ＋＋型拡散層２０９は、転送電極２１９の開口２１９ａを介してのイオン注入により形成されたものである。
【００１２】
このような構成の固体撮像素子２００においては、表面ｐ＋＋領域を転送電極２１９に対してセルフアラインで形成されるため、転送電極に対しては精度よく位置決めされるが、転送電極２１９を読み出しゲート領域ＲＯＧや不純物拡散領域２０５よりも後で形成するため、転送電極２１９の開口位置ズレ等によって、表面ｐ＋＋拡散層２０９と読出ゲート部ＲＯＧとの距離（ＲＯＧ／ポリ端距離）Ｘが変動することとなる。
【００１３】
そこで、この特許文献１では、この距離Ｘを例えばウェハ毎に実測し、この距離Ｘの大きさに応じて、ボロンをイオン注入して表面ｐ＋＋型拡散層２０９を形成するためのイオン注入の角度を、読出ゲート部ＲＯＧを構成するｐ型不純物拡散層２３０と、表面ｐ＋＋型拡散層２０９との間の領域の不純物濃度が適切な濃度になるようウェハ毎に、例えば図７の矢印で示すような角度θ１〜θ３に調整するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−１５９０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上説明したように、特許文献１に開示の固体撮像装置の製造方法では、半導体基板における受光部（フォトダイオード）を形成した領域の表面部分に転送電極２１９の開口２１９ａを介してイオン注入する際、転送電極２１９の開口２１９ａの端部と読出ゲート部ＲＯＧを構成するｐ型不純物拡散層２３０の端部との位置関係に基づいてイオン注入角度を設定して、受光部（フォトダイオード）の表面ｐ＋＋型拡散層２０９とｐ型不純物拡散層２３０との間の領域２５０の不純物濃度を調整している。つまり、転送電極（読出ゲート電極）２１９の加工後、その上に層間絶縁膜を形成する前に、表面ｐ＋＋型領域２０９を形成するイオン注入処理でのイオン注入角度を例えば角度θ１、θ２、θ３といったように調整して、暗電流を抑制するための表面ｐ＋＋型拡散層を形成し、これによりプロセスばらつきによる特性変動を抑制し、固体撮像装置の信頼性向上及び生産性向上を図っている。
【００１６】
しかしながら、このような工程により得られた表面ｐ＋＋型拡散層を、暗電流の更なる低減のために高濃度化しようとすると、後工程の高温熱処理に伴ってこの表面ｐ＋＋型拡散層からの不純物拡散が促進され、読出ゲート部ＲＯＧ付近まで不純物が拡散することにより、受光部に蓄積された電荷を完全に読み出すために読出ゲート部（つまり、転送電極）に印加すべき電圧（以下、空乏化電圧とする）が高くなる。その結果、受光部に蓄積された電荷が読出しにくくなって、残像成分が増大してしまい、画質劣化を招くといった問題が生じる。
【００１７】
また、特許文献１に開示の固体撮像装置の製造方法のように、転送電極２１９の開口２１９ａの端部から読出ゲート部ＲＯＧの端部までの距離Ｘをウェハ毎に実測し、この距離Ｘの大きさに応じて、読出ゲート部ＲＯＧを構成するｐ型不純物拡散層２３０と、フォトダイオードＰｄを構成する表面ｐ＋＋型拡散層２０９との間の領域２５０の不純物濃度が適切な濃度になるよう、フォトダイオードの表面ｐ＋＋型拡散層２０９を形成するためのイオン注入処理における注入角度をウェハ毎に調整するのは、工程の増大を招き、固体撮像素子の製造プロセスが複雑化するといった問題もある。
【００１８】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、受光部を構成する暗電流低減のための表面高濃度領域の位置がプロセスのばらつきにより変動しても、この表面高濃度領域の位置変動に起因して、受光部から読出ゲート部へ信号電荷を読出しにくくなるのを抑制して残像成分の増加を抑えることができる固体撮像素子、及びこのような残像成分の増加抑制とともに、表面高濃度領域がその不純物の熱拡散により低濃度化するのを抑制して暗電流のさらなる低減を図ることができる固体撮像素子の製造方法、並びに、このような固体撮像素子を用いた電子情報機器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明に係る固体撮像素子は、半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数の受光部とを有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子であって、該半導体基板上に該受光部以外の領域を覆うよう形成され、該半導体基板の受光部以外の領域への光の入射を遮る遮光膜を備え、該受光部は、該入射光の光電変換により得られた信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域と、該電荷蓄積領域の該半導体基板の表面側に形成され、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域とを有し、該受光部を構成する表面高濃度領域は、該遮光膜の、該複数の受光部の各々に対応するよう形成された遮光膜開口により自己整合的に位置決めされており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
本発明は、上記固体撮像素子において、前記受光部は、前記表面高濃度領域の周囲を囲むように形成され、該表面高濃度領域よりも不純物濃度の低い表面低濃度領域を含むことが好ましい。
【００２１】
本発明は、上記固体撮像素子において、前記半導体基板の、前記受光部が形成されている領域上には、シリコン酸化膜とその上に形成されたシリコン窒化膜とからなる反射防止膜が形成されていることが好ましい。
【００２２】
本発明は、上記固体撮像素子において、前記複数の受光部の各列に沿って設けられ、各列の受光部で得られた信号電荷を転送する複数の電荷転送部と、該電荷転送部とその一方側の受光部との間に設けられ、該一方側の受光部から信号電荷を電荷転送部に読み出す複数の電荷読出部と、該電荷転送部とその他方側の受光部との間に設けられ、該他方側の受光部と該電荷転送部との間での信号電荷の流れを阻止する複数のチャネルストップ部とを有することが好ましい。
【００２３】
本発明は、上記固体撮像素子において、前記電荷転送部における、前記半導体基板上に信号電荷の転送経路を形成する転送チャネル上には、該信号電荷の転送方向に沿って複数の転送電極が配列されており、該転送方向と直交する行方向に沿って配列されている複数の転送電極は、行毎に１つの転送配線に接続されていることが好ましい。
【００２４】
本発明は、上記固体撮像素子において、前記転送配線は、第１層目の転送配線と第２層目の転送配線とからなる積層構造となっており、所定行上に配列されている複数の転送電極上には、第１層目の転送配線と第２層目の転送配線とが電気的に絶縁され、かつ、該所定行上の複数の転送電極に該第１層目の転送配線が接触するように配置されており、該所定行に隣接する行に沿って配列されている複数の転送電極の各々は、所定行の第２層目の転送配線から延びる複数の枝部の各々に電気的に接続されていることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る固体撮像素子の製造方法は、半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数の受光部とを有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子を製造する方法であって、該半導体基板上に、該受光部を構成する、該入射光の光電変換により得られる信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域を形成する工程と、該半導体基板上に光を遮る遮光膜を、該受光部に対応する部分に遮光膜開口が位置するよう形成する工程と、該受光部を構成する、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域を、該遮光膜をマスクとするイオン注入により該遮光膜開口に対して自己整合的に形成する工程とを含むものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２６】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記固体撮像素子は、前記複数の受光部の各列に沿って設けられ、各列の受光部で得られた信号電荷を転送する複数の電荷転送部を有し、前記受光部は、前記表面高濃度領域の周囲を囲むように形成され、該表面高濃度領域よりも不純物濃度の低い表面低濃度領域を有し、前記固体撮像素子の製造方法は、該電荷転送部を構成する転送電極を形成する工程と、該転送電極をマスクとするイオン注入により、前記遮光膜の形成前に該受光部を構成する表面低濃度領域を形成する工程とを含むことが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記固体撮像素子の製造方法において、前記表面高濃度領域はｐ型不純物拡散領域であり、該表面高濃度領域の形成に用いるイオン注入種はボロンもしくはＢＦ２であることが好ましい。
【００２８】
本発明に係る電子情報機器は、被写体の撮像を行う撮像部を備えた電子情報機器であって、該撮像部は、上述した本発明に係る固体撮像素子であり、そのことにより上記目的が達成される。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明によれば、受光部を構成する暗電流低減のための表面高濃度領域の位置がプロセスのばらつきにより変動しても、この表面高濃度領域の位置変動に起因して、受光部から読出ゲート部へ信号電荷を読出しにくくなるのを抑制して残像成分の増加を抑えることができる固体撮像素子、及びこのような残像成分の増加抑制とともに、表面高濃度領域がその不純物の熱拡散により低濃度化するのを抑制して暗電流のさらなる低減を図ることができる固体撮像素子の製造方法、並びに、このような固体撮像素子を用いた電子情報機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による固体撮像素子としてＣＣＤ型イメージセンサを説明する図であり、その全体構成を概略的に示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による固体撮像素子の一部を詳しく説明する図であり、図１に示すＣＣＤ型イメージセンサの一部（Ａ部分）における転送電極及びその転送配線と受光部（電荷蓄積領域）との位置関係を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による固体撮像素子を説明する断面図であり、図２のＢ１−Ｂ１線における断面構造（図３（ａ））、図２のＢ２−Ｂ２線における断面構造（図３（ｂ））、図２のＢ３−Ｂ３線における断面構造（図３（ｃ））を示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態１による固体撮像素子（ＣＣＤ型イメージセンサ）の製造方法を説明する断面図であり、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、種々の拡散領域の形成工程から反射防止膜の形成工程までの工程を段階的に示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態１による固体撮像素子（ＣＣＤ型イメージセンサ）の製造方法を説明する断面図であり、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、遮光膜の形成工程からオンチップレンズの形成工程までの工程を段階的に示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態２として、実施形態１の固体撮像素子を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、特許文献１に開示の固体撮像素子の構造及び製造工程を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
まず、本発明の基本原理について図面（図１〜図３）を参照して説明する。
【００３２】
本発明は、ｎ型エピタキシャル基板２などの半導体基板と、該半導体基板上に形成された複数の受光部（フォトダイオードＰＤ）１０１とを有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子１００であって、該半導体基板上に該受光部以外の領域を覆うよう形成され、該半導体基板の受光部以外の領域への光の入射を遮る遮光膜１３を備え、該受光部は、該入射光の光電変換により得られた信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域（ｎ型電荷蓄積領域）４と、該電荷蓄積領域の該半導体基板の表面側に形成され、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域（表面ｐ＋層）４ａとを備え、該受光部を構成する表面高濃度領域を、該遮光膜の、該複数の受光部の各々に対応するよう形成された遮光膜開口１３ａにより自己整合的に位置決したことを本質的特徴としている。
【００３３】
このような構成の本発明では、受光部を構成する表面高濃度領域４ａは遮光膜の開口１３ａ内に配置されるので、受光部１０１を構成する表面高濃度領域４ａは、受光部を構成する電荷蓄積領域４の内側に位置することとなり、受光部を構成する表面高濃度領域から、該受光部の電荷蓄積領域の外側に位置する、受光部から信号電荷を電荷転送部に読み出すための電荷読出領域（ｐ型電荷読出領域）６までの距離が、この表面高濃度領域を転送電極９に対して自己整合的に配置した場合に比べて広がることとなる。
【００３４】
この結果、例えば、遮光膜開口１３ａの位置がプロセスの変動（マスク合わせの誤差ななど）により多少ずれても、表面高濃度領域の位置ずれは、電荷読出領域６から離れたところでの位置変動となり、この位置ずれが電荷読出領域と高濃度表面領域との間の領域の濃度変動に及ぼす影響は小さいものとなる。
【００３５】
従って、特許文献１に記載の方法のように、遮光膜開口の位置のプロセスの変動を考慮して、表面高濃度領域を形成するためのイオン注入処理におけるイオン注入角度をウェハ毎に調整する処理は、製造処理の効率や作業性を犠牲にしてまで行う必要性はなくなり、残層成分及び暗時白傷の低減を図った固体撮像素子を簡単な製造プロセスで作成することが可能となる。
【００３６】
また、本発明の実施形態においては、受光部を構成する電荷蓄積領域とは逆導電型の表面低濃度領域（表面ｐ−層）４ｂを、表面高濃度領域を囲むように転送電極９に対して自己整合的に配置することが好ましい。
【００３７】
この場合、電荷読出領域６に近いところでは、受光部を構成する電荷蓄積領域とは逆導電型の表面領域の不純物濃度を下げることができ、これにより表面準位起因の暗電流を低減させつつ、電荷読出領域６に対する空乏化電圧の増加を抑えて、受光部から電荷転送部への信号電荷の読出しが阻害されるのを抑制することができる。また、電荷を読み出す際に転送電極９に転送電圧を与えた場合に電界が強すぎると読み出し時にｎ型転送チャネル領域５と表面高濃度領域４ａの間でブレークダウンを起こしてしまうため、電界緩和効果をも期待することができる。さらに、この表面低濃度領域４ｂは、プロセス変動による転送電極９の位置ずれにより、表面高濃度領域に比べて電荷読出領域６に近いところで位置変動することとなるが、この表面低濃度領域は表面高濃度領域に比べて不純物濃度が低いので、この表面低濃度領域の位置ずれの影響が電荷読出領域６と表面高濃度領域４ａとの間の領域の濃度変動に及ぼす影響は小さい。このため、低濃度表面領域の位置ずれが生じても、表面高濃度領域が電荷読出領域の近傍で位置変動する場合とは異なり、電荷読出領域６での濃度増大に伴う残像成分の増大あるいは電荷蓄積領域４の表面領域での濃度低下に伴う表面準位起因の暗時白傷の増大はいずれも低く抑えられることとなる。
【００３８】
また、本発明は、半導体基板（ｎ型エピタキシャル基板）２と、該半導体基板２上に形成された複数の受光部１０１とを有し、該受光部で入射光の光電変換により得られた信号電荷を画素信号として読み出す固体撮像素子１００を製造する方法であって、該半導体基板上に、該受光部を構成する、該入射光の光電変換により得られる信号電荷を蓄積する電荷蓄積領域（ｎ型電荷蓄積領域）４を形成する工程と、該半導体基板上に光を遮る遮光膜１３を、該受光部に対応する部分に遮光膜開口１３ａが位置するよう形成する工程と、該受光部を構成する、表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域（表面ｐ＋層）４ａを、該遮光膜をマスクとするイオン注入により、該遮光膜開口に対して自己整合的に形成する工程とを含むことを本質的特徴としている。
【００３９】
このような構成の本発明では、受光部を構成する表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域は、遮光膜形成工程までの熱処理の影響を受けることがなく、この表面高濃度領域の不純物プロファイルに影響を及ぼす熱処理は、遮光膜形成より後の工程での熱処理のみとなり、表面高濃度領域が影響を受ける熱処理の回数が少なくなる。
【００４０】
例えば、特許文献１に開示の固体撮像装置の製造方法では、受光部を構成する表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域（正電荷蓄積領域９）は、転送電極をマスクとするイオン注入により形成しているため、転送電極の形成後にシリコン酸化膜を形成する際の熱処理や、転送電極と転送配線との間の層間絶縁膜の形成工程、さらに、層間絶縁膜形成後工程における高温処理の影響を受けることとなるが、本発明では、受光部を構成する表面準位起因の暗電流を抑制する表面高濃度領域が、層間絶縁膜形成工程以前の高温処理の影響を受けることはなく、これにより表面高濃度領域の不純物プロファイルがこの表面高濃度領域の形成後の高温処理で崩れるのを抑制することができる。このように、表面高濃度領域の不純物プロファイルがその後の処理工程で崩れるのが抑制されることから、より高濃度の表面高濃度領域をイオン注入により形成することにより、さらなる暗電流の低減を図ることが可能となる。
【００４１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００４２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１による固体撮像素子としてＣＣＤ型イメージセンサを説明する図であり、このＣＣＤ型イメージセンサの全体構成を概略的に示している。また、図２は、図１に示す固体撮像素子の一部（Ａ部分）における転送電極及びその転送配線と受光部（電荷蓄積領域）との位置関係を示している。さらに、図３は、図２のＢ１−Ｂ１線における断面構造（図３（ａ））、図２のＢ２−Ｂ２線における断面構造（図３（ｂ））、図２のＢ３−Ｂ３線における断面構造（図３（ｃ））を示している。なお、図２及び図３では、遮光膜より上層側の構成要素については図示していない。
【００４３】
この実施形態１による固体撮像素子１００は、行列状に配列され、被写体からの画像光（入射光）の光電変換により信号電荷を生成する複数のセンサ部（以下、受光部という。）１０１と、複数の受光部１０１の列毎に設けられ、対応する列の受光部１０１から信号電荷を読み出して垂直方向に転送する垂直電荷転送部１１０と、垂直電荷転送部１１０から転送されてきた信号電荷を水平方向に転送する水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）１２０と、水平電荷転送部１２０から転送されてきた信号電荷を電圧信号に変換し増幅して出力する出力部１３０とを有している。ここで、各受光部１０１と、垂直電荷転送部１１０における受光部１０１に対向する部分とにより画素Ｐｘが構成されており、受光部１０１はフォトダイオードＰＤにより構成されている。
【００４４】
また、この固体撮像素子１００を構成する、例えばシリコンを構成材料とするｎ型エピタキシャル基板（半導体基板）２には、ｐ−型ウェル部３が形成されている。このｐ−型ウェル部３には、フォトダイオードＰＤを構成するｎ型電荷蓄積領域４が形成されており、このｎ型電荷変換領域４の表面部分には表面ｐ＋層（表面高濃度領域）４ａが形成されている。ここで、ｎ型光電変換領域４は、受光時に入射光の光電変換を行い、この光電変換により発生した信号電荷を蓄積するための領域である。また、表面ｐ＋層４ａは、受光部１０１を構成するｎ型電荷蓄積領域４の表面部分で結晶欠陥などに起因して熱的に発生したノイズ電荷（電子）と結合するホールの濃度を高めてノイズ電荷の寿命を短縮させることにより信号電荷以外のノイズ電荷による雑音を抑制する働きがある。さらに、受光部１０１を構成するフォトダイオードＰＤは、表面ｐ＋層（表面高濃度領域）４ａの周囲を囲むように形成され、表面ｐ＋層４ａよりも不純物濃度の低い表面ｐ−層（表面低濃度領域）４ｂを含んでいる。このｎ型エピタキシャル基板２のフォトダイオードＰＤが形成された部分上には、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１０とシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）１２とが順に積層されており、これらの絶縁膜により反射防止膜が構成されている。
【００４５】
また、垂直電荷転送部１１０は、ｎ型エピタキシャル基板２のｐ−型ウェル部３内に転送方向に沿って形成されたｎ型転送チャネル領域５と、ｐ−型ウェル部３上にゲート絶縁膜（熱酸化膜）８を介してｎ型転送チャネル領域５に沿って配列された複数の転送電極９とを有している。この転送電極９はポリシリコン膜の堆積及びそのパターニングにより形成したポリシリコン電極であり、その周囲は、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４上のシリコン酸化膜１０と同時に形成された絶縁膜（熱酸化膜）８ａにより覆われている。ここで、垂直電荷転送部１１０のｎ型転送チャネル領域５とその一方側の受光部１０１のｎ型電荷蓄積領域４との間には、この一方側の受光部１０１から信号電荷を垂直電荷転送部１１０に読み出すｐ型電荷読出領域６が形成されており、垂直電荷転送部１１０のｎ型転送チャネル領域５とその他方側の受光部１０１のｎ型電荷蓄積領域４との間には、この垂直電荷転送部と他方側の受光部１０１との間での信号電荷の流れを阻止するｐ型チャネルストップ領域６が形成されている。
【００４６】
さらに、転送方向と直交する行方向に沿って配列されている複数の転送電極９は、行毎に１つの転送配線に接続されている。具体的には、この固体撮像素子１００では、転送配線は、図２及び図３（ａ）に示すように、第１層目の転送配線２１と第２層目の転送配線２２とからなる積層構造となっており、所定行（例えば奇数行）に沿って配列されている複数の転送電極９上には、第１層目の転送配線２１と第２層目の転送配線２２とが絶縁膜３１により電気的に絶縁され、かつ所定行の転送電極９に第１層目の転送配線２１が接触するように配置されており、所定行に隣接する行（例えば偶数行）に沿って配列されている複数の転送電極９は、所定行の第２層目の転送配線２２の配線基幹部２２ａから延びる配線枝部２２ｂにコンタクトホールＣＨを介して接続されている。ここでは、第１層目の転送配線２１及び第２層目の転送配線２２ともにタングステンからなるタングステン配線である。
【００４７】
そして、ｎ型エピタキシャル基板２上には、受光部以外の領域を覆うよう、このｎ型エピタキシャル基板２への外部からの光の入射を遮る遮光膜１３が形成されており、つまり、遮光膜１３の受光部１０１のｎ型電荷蓄積領域４に対向する部分には遮光膜開口１３ａが形成されており、受光部１０１を構成する表面ｐ＋層４ａは、この遮光膜開口１３ａを有する遮光膜１３をマスクとするイオン注入により形成されたものであり、複数の受光部１０１の各々に対応するよう形成された遮光膜開口１３ａにより自己整合的に位置決めされている。また、この遮光膜１３と第２層目の転送配線２２とは絶縁膜３２により絶縁されており、第１層目の転送配線２１と、ｎ型エピタキシャル基板２の表面上のシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）１２との間には絶縁膜３０が形成されている。
【００４８】
さらに、図５（ｃ）に示すように、ｎ型エピタキシャル基板２の転送電極９や転送配線２１及び２２、さらに遮光膜１３を形成した表面側は、平坦化膜４０により平坦化されており、この平坦化膜４０上にはパッシベーション膜（ＳｉＮ膜）４０ａが形成され、このパッシベーション膜４０ａ上にはインナーレンズ５１が各受光部１０１のｎ型電荷蓄積領域４に対向するように配置されている。このインナーレンズ５１と対向する受光部１０１のｎ型電荷蓄積領域４との間には、平坦化膜４０よりも屈折率の大きい絶縁性膜が光導波路２８として形成され、インナーレンズ５１により集光された光が光導波路２８を通ってｎ型電荷蓄積領域４の中央部分に位置する表面ｐ＋層４ａに導かれるようになっている。そして、このインナーレンズ５１上には、第２の平坦化膜４１を介してカラーフィルタ２０ａおよび２０ｂが配置されており、このカラーフィルタ２０ａ及び２０ｂ上には、第３の平坦化膜４２を介してオンチップレンズ５２が形成されている。
【００４９】
次に、この実施形態１の固体撮像素子の製造方法について説明する。
【００５０】
図４は、本発明の実施形態１による固体撮像素子の製造方法としてＣＣＤ型イメージセンサの製造方法を工程順に説明する縦断面図であり、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、種々の拡散領域の形成工程から反射防止膜の形成工程までの工程における要部構造（図２のＢ２−Ｂ２線における断面構造）を模式的に示している。
【００５１】
まず、ｎ型エピタキシャル基板２上に不純物のイオン注入によりｐ−型ウェル部３を形成する。このイオン注入は、例えば、不純物としてボロンを用い、不純物のドーズ量を１×１０１１〜１×１０１２／ｃｍ２として行う。さらに、ｐ−型ウェル部３上には、受光部１０１を構成するｎ型電荷蓄積領域４をイオン注入により形成し、垂直電荷転送部１１０を構成するｎ型転送チャネル領域５、このｎ型転送チャネル領域５の両脇に位置するｐ型チャネルストップ領域７、及びｎ型転送チャネル領域５の一方側に位置するｐ型電荷読出領域６をイオン注入により形成する（図４（ａ））。これらの領域は、一般的なＣＣＤ型イメージセンサの製造プロセスにより形成する。ここで、ｎ型電荷蓄積領域４を形成するためのイオン注入は、例えば、不純物としてヒ素を用い、３５０〜４００ｋｅＶのイオン注入エネルギーでイオンドーズ量を１×１０１２〜１×１０１３／ｃｍ２として行う。ｎ型電荷読出領域６を形成するためのイオン注入は、例えば、不純物としてボロンを用い、２０〜４０ｋｅＶのイオン注入エネルギーでイオンドーズ量を１×１０１２〜１×１０１３／ｃｍ２として行う。さらに、ｐ型チャネルストップ領域７を形成するためのイオン注入は、例えば、不純物としてボロンを用い、２０〜４０ｋｅＶのイオン注入エネルギーでイオンドーズ量を１×１０１２〜１×１０１３／ｃｍ２として行う。さらに、ｎ型転送チャネル領域５を形成するためのイオン注入は、例えば、不純物としてヒ素を用い、１００〜１５０ｋｅＶのイオン注入エネルギーでイオンドーズ量を１×１０１２〜１×１０１３／ｃｍ２として行う。
【００５２】
次に、ｎ型エピタキシャル基板２上に熱酸化によりゲート絶縁膜８を形成した後、このゲート絶縁膜８上にポリシリコン層を形成し、このポリシリコン層をフォトリソグラフィ技術及びエッチングプロセスによりパターニングして、転送電極９をｎ型転送チャネル領域５、ｐ型電荷読出領域６及びｐ型チャネルストップ領域７上に位置するように形成する。続いて、ｎ型電荷蓄積領域４上のゲート絶縁膜８を除去した後、ｎ型電荷蓄積領域４及び転送電極９を取り囲むように熱酸化によるシリコン酸化膜１０を形成する。このときのシリコン酸化膜１０の膜厚は、例えば１０〜２０ｎｍに設定することができる（図４（ｂ））。
【００５３】
次に、選択的なイオン注入によりｎ型電荷蓄積領域４の直上に低濃度表面領域（表面ｐ−層）１１を、転送電極９に対して自己整合的に形成する。このイオン注入では、パターニングしたフォトレジスト膜とともに転送電極９をイオン注入マスクとして用い、例えば、不純物としてボロンとし、イオン注入エネルギーを５〜１５ｋｅＶとし、ドーズ量を１×１０１２〜１×１０１３／ｃｍ２とする（図４（ｃ））。
【００５４】
その後、ｎ型電荷蓄積領域４上にシリコン窒化膜１２を選択的に形成する。このとき、シリコン窒化膜の成長にはＬＰＣＶＤ法を用い、このシリコン窒化膜１２の膜厚は、このシリコン窒化膜１２とその下側のシリコン酸化膜１０とにより実質的に反射防止膜が形成されるように、例えば３０〜６０ｎｍに設定する（図４（ｄ））。
【００５５】
図５は、このＣＣＤ型イメージセンサの製造方法のその後の工程を説明する図であり、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、遮光膜の形成工程からマイクロレンズの形成工程までの工程における要部構造（図２のＢ２−Ｂ２線における断面構造）を模式的に示している。
【００５６】
続いて、マトリクス状に配列されている複数の画素Ｐｘにおける所定行（例えば奇数行）の画素に跨る第１層目の転送配線２１を、これらの画素の転送電極９に接触するように形成し、さらに転送配線２１を覆うように層間絶縁膜３１を形成する。次に、この層間絶縁膜３１の、所定行の画素（例えば奇数行の画素）に隣接する画素（偶数行の画素）の転送電極９上に位置する部分にコンタクトホールＣＨ（図２、図３（ｃ）参照）を形成した後、第１層目の転送配線２１上に層間絶縁膜３１を介して第２層目の転送配線２２を形成する。この第２層目の転送配線２２は、第１層目の転送配線２１上に重なる水平方向に延びる配線基幹部２２ａと、この配線基幹部２２ａから垂直方向に延びる配線枝部２２ｂとからなり、この配線枝部２２ｂは、偶数行の画素の転送電極９とコンタクトホールＣＨを介して電気的に接続される。さらに、この第２層目のタングステン配線２２を覆うように層間絶縁膜３２を形成する（図２及び図３（ａ）参照）。
【００５７】
その後、全面にタングステン遮光膜１３を、受光部１０１を構成するｎ型電荷蓄積領域４に対応する部分以外の領域が遮光されるように形成する。つまり、タングステン遮光膜１３を形成する際には、ｎ型電荷蓄積領域４に対応する部分に遮光膜開口１３ａを設ける。このタングステン遮光膜１３を後工程のイオン注入処理でイオン注入マスクとして用いるため、このタングステン遮光膜１３の膜厚は、遮光性能を満たし、且つ、イオン種の突き抜けが起こらないように、例えば８０〜１２０ｎｍに設定する（図５（ａ））。
【００５８】
次に、タングステン遮光膜１３をイオン注入マスクとして、ｎ型電荷蓄積領域４におけるこのタングステン遮光膜１３の遮光膜開口１３ａ内に露出する部分に選択的にイオンを注入して高濃度表面領域（表面ｐ＋層）４ａを形成する。このとき、表面ｐ＋層４ａを形成するためのイオン注入は、シリコン窒化膜１２及びシリコン酸化膜１０を突き抜けるよう条件設定を行う。具体的には、注入種としてボロンを使用する場合、例えば注入エネルギーを２０〜４０ｋｅＶ、ドーズ量を１×１０１３〜１×１０１４／ｃｍ２と設定することができる。また注入種としてＢＦ２を使用する場合もボロンの場合と同様に所望のプロファイルが得られるよう注入条件を設定することができる（図５（ｂ））。
【００５９】
その後は、遮光膜１３の上側の上層構造をＣＣＤ型イメージセンサの一般的な製造プロセスを用いて形成する。
【００６０】
つまり、上記のとおり遮光膜１３をマスクとしてイオン注入を行った後、全面に平坦化膜を兼ねる層間絶縁膜（ＳｉＯ２膜）４０及び集光効率を向上させるための光導波路２８を形成し、その上にパッシベーション膜（ＳｉＮ膜）４０ａを形成する。続いて、このパッシベーション膜４０ａ上にインナーレンズ５１を形成し、平坦化膜４１を形成した後、カラーフィルタ２０ａおよび２０ｂを形成する。さらにカラーフィルタ２０ａおよび２０ｂ上に平坦化膜４２を形成した後、オンチップレンズ５２を形成する。これにより、ＣＣＤ型イメージセンサを完成する。
【００６１】
以下、本実施形態の作用効果について説明する。
【００６２】
このように本実施形態１による固体撮像素子１００では、受光部１０１であるフォトダイオードＰＤを構成する表面ｐ＋層（表面高濃度領域）４ａを、各受光部に対応するよう遮光膜開口１３ａを形成した遮光膜１３をマスクとするイオン注入により遮光膜開口１３ａに対して自己整合的に形成するので、受光部１０１を構成する表面ｐ＋層４ａは、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４の内側に位置することとなる。つまり、表面ｐ＋層４ａは、この表面ｐ＋層４ａを転送電極に対して自己整合的に配置した場合に比べて、遮光膜１３とｎ型電荷蓄積領域４とが重なる距離だけｐ型電荷読出領域６から離れて位置することとなる。
【００６３】
この結果、例えば、遮光膜開口１３ａの位置がプロセスの変動（マスク合わせの誤差ななど）により多少ずれても、表面ｐ＋層４ａの位置ずれは、ｐ型電荷読出領域６から離れたところでの位置変動となり、この位置ずれがｐ型電荷読出領域６と表面ｐ＋層４ａとの間の領域の濃度変動に及ぼす影響は小さいものとなる。
【００６４】
従って、遮光膜開口位置のプロセス変動を考慮して、表面ｐ＋層４ａを調整する特別な処理（例えば、特許文献１に開示の表面ｐ＋層４ａをイオン注入する処理におけるイオン注入角度をウェハ毎に調整する処理）は、製造処理の効率や作業性を犠牲にしてまで行う必要性はなくなり、暗時白傷の低減を図った固体撮像素子を簡単な製造プロセスで作成することが可能となる。
【００６５】
また、この実施形態では、受光部を構成する表面ｐ−層（表面低濃度領域）４ｂを、転送電極９をマスクとするイオン注入により自己整合的に形成し、表面ｐ−層（表面低濃度領域）４ｂが表面ｐ＋層（表面高濃度領域）４ａを囲むようにしているので、ｐ型電荷読出領域６に近いところでは、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４とは逆導電型の表面領域のｐ型不純物濃度を下げることができ、これにより表面準位起因の暗電流を低減させつつ、ｐ型電荷読出領域６に対する空乏化電圧の増加を抑えて、受光部からｎ型電荷転送チャネル領域５への信号電荷の読出しが阻害されるのを抑制することができる。
【００６６】
さらに、この表面ｐ−層（表面低濃度領域）４ｂは、プロセス変動による転送電極９の位置ずれが生ずると、表面ｐ＋層４ａに比べてｐ型電荷読出領域６に近いところで位置変動するが、この表面ｐ−層４ｂは表面ｐ＋層４ａに比べて不純物濃度が低いので、この表面ｐ−層４ｂの位置ずれの影響がｐ型電荷読出領域６と表面ｐ＋型領域４ａとの間の領域の濃度変動に及ぼす影響は小さい。このため、表面ｐ−層４ｂの位置ずれが生じても、表面ｐ＋層４ａがｐ型電荷読出領域６の近傍で位置変動する場合とは異なり、ｐ型電荷読出領域６での濃度増大に伴う残像成分の増大あるいはｎ型電荷蓄積領域４の表面領域での濃度低下に伴う表面準位起因の暗時白傷の増大はいずれも低く抑えられることとなる。
【００６７】
また、本実施形態による固体撮像素子１００の製造方法では、ｎ型エピタキシャル基板２上に、受光部１０１を構成する、入射光の光電変換により得られる信号電荷を蓄積するｎ型電荷蓄積領域４を形成し、さらにｎ型エピタキシャル基板２上に遮光膜を、その遮光膜開口１３ａが受光部に対応する部分に位置するよう形成した後、表面準位起因の暗電流を抑制する表面ｐ＋層４ａを、遮光膜１３をマスクとするイオン注入により遮光膜開口１３ａに対して自己整合的に形成するので、受光部を構成する表面準位起因の暗電流を抑制する表面ｐ＋層４ａは、遮光膜形成工程までの熱処理の影響を受けることがなく、この表面ｐ＋層４ａの不純物プロファイルに影響を及ぼす熱処理は、遮光膜形成より後の工程での熱処理のみとなり、表面ｐ＋層４ａが影響を受ける熱処理の回数が少なくなる。
【００６８】
その結果、表面ｐ＋層４ａの形成後の熱処理により表面ｐ＋層４ａから不純物が拡散するのを抑制でき、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４の近傍に位置するｐ型電荷読出領域６での空乏化電圧を増大させない範囲で、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４の表面領域に高濃度不純物領域（表面ｐ＋層）４ａを形成することが可能になり、残像成分の増大を抑えつつ暗時白傷発生を抑制することができる。
【００６９】
また、この実施形態１においては、遮光膜１３をマスクとするイオン注入により表面ｐ＋層４ａを形成するので、表面ｐ＋層４ａは遮光膜開口１３ａに対して自己整合的に位置決めされることから、表面ｐ＋層４ａは、受光部を構成するｎ型電荷蓄積領域４における実際に光が入射する部分にのみ形成されることとなり、受光部の光が入射する領域に対する線幅（つまり、表面ｐ＋層４ａの縦横の寸法）、アライメント（表面ｐ＋層４ａのレイアウト）のばらつきといった特性変動要因を最小化することにより生産の向上も図ることができる。
【００７０】
さらに、上記実施形態１では、特に説明しなかったが、上記実施形態１の固体撮像素子を撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや、画像入力カメラ、スキャナ、ファクシミリ、カメラ付き携帯電話装置などの、画像入力デバイスを有した電子情報機器について以下簡単に説明する。
（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２として、実施形態１の固体撮像装置を撮像部に用いた電子情報機器の概略構成例を示すブロック図である。
【００７１】
図６に示す本発明の実施形態２による電子情報機器９０は、本発明の上記実施形態１の固体撮像素子１００を、被写体の撮影を行う撮像部９１として備えたものであり、このような撮像部による撮影により得られた高品位な画像データを記録用に所定の信号処理した後にデータ記録する記録メディアなどのメモリ部９２と、この画像データを表示用に所定の信号処理した後に液晶表示画面などの表示画面上に表示する液晶表示装置などの表示部９３と、この画像データを通信用に所定の信号処理をした後に通信処理する送受信装置などの通信部９４と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力部９５とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００７２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、被写体からの画像光を光電変換する受光部として、表面高濃度領域を有する埋め込み型フォトダイオードを備えた固体撮像素子及びその製造方法、並びにこの固体撮像素子を画像入力デバイスとして撮像部に用いた、例えばデジタルビデオカメラおよびデジタルスチルカメラなどのデジタルカメラや監視カメラなどの画像入力カメラ、スキャナ装置、ファクシミリ装置、テレビジョン電話装置、カメラ付き携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、受光部を構成する暗電流低減のための表面高濃度領域の位置がプロセスのばらつきにより変動しても、この表面高濃度領域の位置変動に起因して、受光部から読出ゲート部へ信号電荷を読出しにくくなるのを抑制して残像成分の増加を抑えることができる固体撮像素子、及びこのような残像成分の増加抑制とともに、表面高濃度領域がその不純物の熱拡散により低濃度化するのを抑制して暗電流のさらなる低減を図ることができる固体撮像素子の製造方法、並びに、このような固体撮像素子を用いた電子情報機器を実現することができ、高画素のビデオカメラ、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話器など、固体撮像素子を利用可能な電子情報機器に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
２  Ｎ型エピタキシャル基板（半導体基板）
３  ｐ−型ウェル部
４  ｎ−型電荷蓄積領域
４ａ  表面ｐ＋層（表面高濃度領域）
４ｂ  表面ｐ−層（表面低濃度領域）
５  ｎ型転送チャネル領域
６  ｐ型電荷読出領域
７  ｐ型チャネルストップ領域
８  ゲート絶縁膜
９  転送電極
１０  シリコン酸化膜
１２  シリコン窒化膜
１３  タングステン遮光膜
１３ａ  遮光膜開口
２１  第１層目の転送配線
２２  第２層目の転送配線
２２ａ  配線基幹部
２２ｂ  配線枝部
２８  光導波路
３１、３２  層間絶縁膜
４０、４１、４２  平坦化膜
４０ａ  パッシベーション膜（ＳｉＮ膜）
５１  インナーレンズ
５２  オンチップレンズ
９０  電子情報機器
９１  撮像部
９２  メモリ部
９３  表示部
９４  通信部
９５  画像出力部
１００  固体撮像素子
１０１  センサ部（受光部）
１１０  垂直電荷転送部
１２０  水平電荷転送部（ＨＣＣＤ）
１３０  出力部
ＣＨ  コンタクトホール
ＰＤ  フォトダイオード
Ｐｘ  画素
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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