(57)【要約】【課題】スミアの増大を引き起こすことなく、ノイズの低減を実現できる固体撮像装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】基板中に第１導電型不純物拡散層１３を有するフォトダイオード部を形成する。次に、基板中における第１導電型不純物拡散層上に、フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなる第２導電型不純物拡散層１４を形成する。ここで、高濃度領域および中濃度領域は、中濃度領域における受光面側を除く周囲を高濃度領域で囲むように形成する。また、中濃度領域は、高濃度領域の上層部に第１導電型不純物を導入して、高濃度領域よりも不純物濃度が低くなるようにして形成する。【選択図】図１
2007115872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型不純物拡散層を有し、光電変換により信号電荷を生成するフォトダイオード部と、
前記第１導電型不純物拡散層上に形成された第２導電型不純物拡散層とを備えた固体撮像装置であって、
前記第２導電型拡散層は、前記フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなり、
前記中濃度領域は前記受光面側を除く周囲を前記高濃度領域によって囲まれていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記フォトダイオード部は、前記第１導電型不純物拡散層に接続される第２導電型ウェル領域を有し、前記信号電荷を転送する電荷転送部が前記第２導電型ウェル領域に接続して形成される請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第２導電型不純物拡散層は前記フォトダイオード部におけるノイズを低減する機能を有する請求項１または２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１導電型不純物拡散層はｎ型であり、前記第２導電型不純物拡散層はｐ型である請求項１，２または３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
基板中に第１導電型不純物拡散層を有するフォトダイオード部を形成する第１工程と、
前記基板中における前記第１導電型不純物拡散層上に、前記フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなる第２導電型不純物拡散層を形成する第２工程とを含み、
前記第２工程では、前記中濃度領域における前記受光面側を除く周囲を前記高濃度領域で囲むように形成することを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記フォトダイオード部は前記第１導電型不純物拡散層に接続される第２導電型ウェル領域を有し、前記フォトダイオード部の信号電荷を転送する電荷転送部を前記第２導電型ウェル領域に接続して形成する工程を含む請求項５記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２の工程では、前記高濃度領域の上層部に第１導電型不純物を導入して、前記高濃度領域よりも不純物濃度が低い前記中濃度領域を形成する請求項５または６記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２導電型不純物拡散層は前記フォトダイオード部におけるノイズを低減する機能を有する請求項５，６または７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１導電型不純物拡散層はｎ型であり、前記第２導電型不純物拡散層はｐ型である請求項５，６または７記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
前記低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域は、前記基板中にドーズ量が１Ｅ１２／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２で注入エネルギーが８０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶのボロンイオンを用いた第１のイオン注入、ドーズ量が３Ｅ１３／ｃｍ２〜１Ｅ１４／ｃｍ２で注入エネルギーが３０ｋｅＶ〜５０ｋｅＶのボロンイオンを用いた第２のイオン注入、およびドーズ量が１Ｅ１１／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２で注入エネルギーが１０ｋｅＶ〜４０ｋｅＶの砒素イオンを用いた第３のイオン注入を行なうことで形成する請求項９記載の固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置およびその製造方法、特に、受光部におけるノイズの低減化を図った固体撮像装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
以下、従来の固体撮像装置について説明する。
【０００３】
図８は、従来のＣＣＤ固体撮像装置の断面構造を示している。図８において、１１はｎ型半導体基板、１２はｎ型半導体基板１１の表面部に形成された第１のｐ型ウェル領域、１３はｎ型拡散層、１４はノイズ低減用ｐ型拡散層、１５は第２のｐ型ウェル領域、１６はｎ型ウェル領域、１７は分離用ｐ型拡散層、１８はゲート酸化膜、１９はゲート電極、２０は遮光膜、２１はアルミ遮光部、２２は保護膜である。
【０００４】
ここで、第１のｐ型ウェル領域１２およびｎ型拡散層１３によって、光電変換を行い信号電荷を生成するフォトダイオード部が構成され、第２のｐ型ウェル領域１５およびｎ型ウェル領域１６によって、信号電荷を転送する電荷転送部が構成されている。
【０００５】
以下、上記のように構成されたＣＣＤ固体撮像装置の動作を説明する。ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の上方から光が入射すると、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４、ｎ型拡散層１３および第１のｐ型ウェル領域１２において光電変換が行われ、電子・ホール対が発生する。発生した電子は、フォトダイオード部のｎ型拡散層１３に集まり、信号電荷として蓄積される。次に、ゲート電極１９にパルス信号が印加されると、信号電荷は、電荷転送部のｎ型ウェル領域１６に読み出された後、外部取り出し段まで転送され、外部に取り出される。これにより、各ＣＣＤ固体撮像素子に入射した光の強度を判定することができる。
【０００６】
ここで、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４は、ＣＣＤ固体撮像装置製造の際に基板表面付近に形成された欠陥によるノイズを低減するためのものであり、ｎ型拡散層１３の上にｐ型拡散層を形成することによって、ｎ型拡散層１３の上部が空乏化することを防いでいる。ノイズ低減用ｐ型拡散層１４は、ゲート電極１９をマスクとしてイオン注入を行うことにより形成される。
【０００７】
ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の形成において留意すべき点は２つある。１つは、不純物濃度をあまり高くしてはいけないということである。ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の不純物濃度が高いときには、ホール濃度も高くなり、このため、ホールと光電変換により発生した電子とが再結合する確率が増大するので、信号電荷の消滅が起こりやすくなる。これによって、ＣＣＤ固体撮像装置の光感度が低下する。特に短波長領域においては、吸収係数が大きいので、ほとんどすべての光子が、ｎ型拡散層１３まで達することなくノイズ低減用ｐ型拡散層１４内において光電変換される。したがって、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の不純物濃度が高いと、大部分の信号電荷が消滅してしまうことになり、短波長領域における光感度が著しく低下する。もう１つは、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４は基板表面に形成される欠陥の分布位置よりも十分深く形成されていなければならないということである。もし、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４が十分深く形成されていなければ、欠陥の存在する領域は空乏化し、ノイズが低減できない。
【０００８】
また、スミアの発生を低減するために、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４を、不純物濃度が相対的に高い受光面側の領域１４ｂと不純物濃度が相対的に低いフォトダイオード部側の領域１４ｃとから構成することにより、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４内における不純物濃度分布が正のピークをもたないようにし、受光面近傍において受光時の電位分布が負の勾配をもたないような構成になっている。
【０００９】
以上説明したように、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４が低濃度でかつ深い構造を有していることが、高感度かつ低ノイズのＣＣＤ固体撮像装置を実現するための条件となる。また、受光面近傍において受光時の電位分布が負の勾配をもたないようにすることがスミアの発生を低減するための条件となる。
【００１０】
イオン注入法では、ドーズ量と注入エネルギーによって、形成する不純物拡散層の不純物濃度と深さとを調整することができる。したがって、低濃度でかつ深い構造を有する不純物拡散層を形成し、受光面近傍において受光時の電位分布が負の勾配をもたないようにするためには、低ドーズかつ高注入エネルギーのイオン注入を行えばよい。従来の技術においては、ドーズ量１Ｅ１３／ｃｍ２程度、注入エネルギー１００ｋｅＶ程度の条件でボロンを注入し、さらに、ドーズ量６Ｅ１３／ｃｍ２程度、注入エネルギー４０ｋｅＶ程度の条件でボロンを注入することにより、低濃度でかつ深い構造を有するノイズ低減用ｐ型拡散層１４を形成するという方法がとられている。
【特許文献１】特開平８−９７３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図９は、図８のＡ−Ｂ−Ｃ線における不純物濃度分布を示している。図９において３１はノイズ低減用ｐ型拡散層１４の高濃度領域１４ａに、３２はノイズ低減用ｐ型拡散層１４の低濃度領域１４ｂに、３３はｎ型拡散層１３に、３４は第１のｐ型ウェル領域１２に、それぞれ対応している。
【００１２】
また、図１０は、図８のＡ―Ｂ線における、不純物濃度、ホール濃度および受光時の電位の分布を示している。図９および図１０において、ａはゲート酸化膜１９とノイズ低減用ｐ型拡散層１４との境界すなわち受光面を示し、ｂはノイズ低減用ｐ型拡散層１４とｎ型拡散層１３との境界を示している。
【００１３】
図１０の電位分布をみると、界面がピークとなっており、受光面近傍において光電変換や界面順位で発生した電子は、基板深さ方向に移動しようとし、ｎ型拡散層１３に向かって移動する。これはスミアの発生を低減するために、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４が、受光面近傍において受光時の電位分布が負の勾配をもたないような構成になっているからである。ほとんどの電子は、ノイズ低減用ｐ型拡散層中の再結合により消滅するが、一部の電子は、ｎ型拡散層１３に到達してしまう。この電子は、いわゆるノイズ信号の原因となるものであり、ノイズ低減用ｐ型拡散層中で再結合できない電子は全てノイズになってしまう。
【００１４】
以上説明したように、従来の技術では、さらに光感度を向上させようとすると、ノイズとなる電子の信号まで大きくなってしまい、さらなる光感度向上が実現できないことになる。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、スミアの増大を引き起こすことなく、ノイズの低減を実現できる固体撮像装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の請求項１記載の固体撮像装置は、第１導電型不純物拡散層を有し、光電変換により信号電荷を生成するフォトダイオード部と、前記第１導電型不純物拡散層上に形成された第２導電型不純物拡散層とを備えた固体撮像装置であって、前記第２導電型拡散層は、前記フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなり、前記中濃度領域は前記受光面側を除く周囲を前記高濃度領域によって囲まれている。
【００１７】
請求項２記載の固体撮像装置は、請求項１記載の固体撮像装置において、前記フォトダイオード部は、前記第１導電型不純物拡散層に接続される第２導電型ウェル領域を有し、前記信号電荷を転送する電荷転送部が前記第２導電型ウェル領域に接続して形成される。
【００１８】
請求項３記載の固体撮像装置は、請求項１または２記載の固体撮像装置において、前記第２導電型不純物拡散層は前記フォトダイオード部におけるノイズを低減する機能を有する。
【００１９】
請求項４記載の固体撮像装置は、請求項１，２または３記載の固体撮像装置において、前記第１導電型不純物拡散層はｎ型であり、前記第２導電型不純物拡散層はｐ型である。
【００２０】
請求項５記載の固体撮像装置の製造方法は、基板中に第１導電型不純物拡散層を有するフォトダイオード部を形成する第１工程と、前記基板中における前記第１導電型不純物拡散層上に、前記フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなる第２導電型不純物拡散層を形成する第２工程とを含み、前記第２工程では、前記中濃度領域における前記受光面側を除く周囲を前記高濃度領域で囲むように形成する。
【００２１】
請求項６記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項５記載の固体撮像装置の製造方法において、前記フォトダイオード部は前記第１導電型不純物拡散層に接続される第２導電型ウェル領域を有し、前記フォトダイオード部の信号電荷を転送する電荷転送部を前記第２導電型ウェル領域に接続して形成する工程を含む。
【００２２】
請求項７記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項５または６記載の固体撮像装置の製造方法において、前記第２の工程では、前記高濃度領域の上層部に第１導電型不純物を導入して、前記高濃度領域よりも不純物濃度が低い前記中濃度領域を形成する。
【００２３】
請求項８記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項５，６または７記載の固体撮像装置の製造方法において、前記第２導電型不純物拡散層は前記フォトダイオード部におけるノイズを低減する機能を有する。
【００２４】
請求項９記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項５，６または７記載の固体撮像装置の製造方法において、前記第１導電型不純物拡散層はｎ型であり、前記第２導電型不純物拡散層はｐ型である。
【００２５】
請求項１０記載の固体撮像装置の製造方法は、請求項９記載の固体撮像装置の製造方法において、前記低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域は、前記基板中にドーズ量が１Ｅ１２／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２で注入エネルギーが８０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶのボロンイオンを用いた第１のイオン注入、ドーズ量が３Ｅ１３／ｃｍ２〜１Ｅ１４／ｃｍ２で注入エネルギーが３０ｋｅＶ〜５０ｋｅＶのボロンイオンを用いた第２のイオン注入、およびドーズ量が１Ｅ１１／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２で注入エネルギーが１０ｋｅＶ〜４０ｋｅＶの砒素イオンを用いた第３のイオン注入を行なうことで形成する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の請求項１記載の固体撮像装置によれば、第２導電型不純物拡散層は、フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなるので、第２導電型不純物拡散層内の電位分布を表面近傍部に強制的に負の勾配を持たせることで電位障壁を形成し、界面順位で発生したノイズの原因となる電子がフォトダイオード部まで到達しなくなり、ノイズを低減することができる。また、中濃度領域は受光面側を除く周囲を高濃度領域によって囲まれているので、横方向に対しても電位障壁が形成され、電子の拡散を防止することができ、スミアの発生も防止することが可能となる。
【００２７】
請求項２では、フォトダイオード部は、第１導電型不純物拡散層に接続される第２導電型ウェル領域を有し、信号電荷を転送する電荷転送部が第２導電型ウェル領域に接続して形成されるので、第２導電型不純物拡散層の上方から光が入射することにより、第１導電型不純物拡散層に蓄積された信号電荷を電荷転送部により読み出すことができる。
【００２８】
請求項３では、第２導電型不純物拡散層はフォトダイオード部におけるノイズを低減する機能を有するので、固体撮像装置製造の際に基板表面付近に形成された欠陥によるノイズを低減することができる。
【００２９】
請求項４では、第１導電型不純物拡散層はｎ型であり、第２導電型不純物拡散層はｐ型であることが好ましい。
【００３０】
本発明の請求項５記載の固体撮像装置の製造方法によれば、基板中における第１導電型不純物拡散層上に、フォトダイオード部側から受光面側に向かって、順に低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域からなる第２導電型不純物拡散層を形成する工程を含むので、第２導電型不純物拡散層内の電位分布を表面近傍部に強制的に負の勾配を持たせることで電位障壁を形成し、界面順位で発生したノイズの原因となる電子がフォトダイオード部まで到達しなくなり、ノイズを低減することができる。また、第２工程では、中濃度領域における受光面側を除く周囲を高濃度領域で囲むように形成するので、横方向に対しても電位障壁が形成され、電子の拡散を防止することができ、スミアの発生も防止することが可能となる。
【００３１】
請求項６では、フォトダイオード部は第１導電型不純物拡散層に接続される第２導電型ウェル領域を有し、フォトダイオード部の信号電荷を転送する電荷転送部を第２導電型ウェル領域に接続して形成する工程を含むので、第２導電型不純物拡散層の上方から光が入射することにより、第１導電型不純物拡散層に蓄積された信号電荷を電荷転送部により読み出すことができる。
【００３２】
請求項７では、第２の工程では、高濃度領域の上層部に第１導電型不純物を導入して、高濃度領域よりも不純物濃度が低い中濃度領域を形成するので、高濃度領域と比較して中濃度領域の不純物濃度を相対的に低減させることができる。
【００３３】
請求項８では、第２導電型不純物拡散層はフォトダイオード部におけるノイズを低減する機能を有するので、固体撮像装置製造の際に基板表面付近に形成された欠陥によるノイズを低減することができる。
【００３４】
請求項９では、第１導電型不純物拡散層はｎ型であり、第２導電型不純物拡散層はｐ型であることが好ましい。
【００３５】
請求項１０では、低濃度領域、高濃度領域および中濃度領域は、基板中にドーズ量が１Ｅ１２／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２で注入エネルギーが８０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶのボロンイオンを用いた第１のイオン注入、ドーズ量が３Ｅ１３／ｃｍ２〜１Ｅ１４／ｃｍ２で注入エネルギーが３０ｋｅＶ〜５０ｋｅＶのボロンイオンを用いた第２のイオン注入、およびドーズ量が１Ｅ１１／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２で注入エネルギーが１０ｋｅＶ〜４０ｋｅＶの砒素イオンを用いた第３のイオン注入を行なうことで形成するので、固体撮像装置のノイズ低減用ｐ型拡散層を、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域と、不純物濃度が相対的に高い受光面側の領域と、不純物濃度が相対的に低いフォトダイオード部側の領域とから構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態に係る固体撮像装置について、図１〜図７に基づいて説明する。
【００３７】
図１は、本実施形態に係るＣＣＤ固体撮像装置の断面構造を示している。図１において、１１はｎ型半導体基板、１２はｎ型半導体基板１１の表面部に形成された第１のｐ型ウェル領域、１３はｎ型拡散層（第１導電型不純物拡散層）、１４はノイズ低減用ｐ型拡散層（第２導電型不純物拡散層）、１５は第２のｐ型ウェル領域、１６はｎ型ウェル領域、１７は分離用ｐ型拡散層、１８はゲート酸化膜、１９はゲート電極、２０は層間絶縁膜、２１は遮光膜、２２は保護膜、２３はマイクロレンズ、２４はサイドウォールの絶縁膜である。第１のｐ型ウェル領域１２およびｎ型拡散層１３によって、光電変換を行い信号電荷を生成するフォトダイオード部が構成され、第２のｐ型ウェル領域１５およびｎ型ウェル領域１６によって、信号電荷を転送する電荷転送部が構成されている。
【００３８】
ノイズ低減用ｐ型拡散層１４は、ｎ型拡散層１３上に形成され、固体撮像装置の製造時に基板表面付近に形成される欠陥によるノイズを低減するためのものである。本実施形態の特徴として、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域（中濃度領域）１４ａと、不純物濃度が相対的に高い高濃度領域１４ｂと、ｎ型拡散層１３側に位置する不純物濃度が相対的に低い低濃度領域１４ｃとから構成されている。また、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａは不純物濃度が相対的に高い高濃度領域１４ｂに囲まれている構造を持つ。
【００３９】
図２は、図１のＡ―Ｂ―Ｃ線における不純物濃度分布を示している。図２において、３０はｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａのｎ型不純物に、３１はノイズ低減用ｐ型拡散層１４の高濃度領域１４ｂに、３２はノイズ低減用ｐ型拡散層１４の低濃度領域１４ｃに、３３はｎ型拡散層１３に、３４は第１のｐ型ウェル領域１２に、それぞれ対応している。
【００４０】
また、図３は、図１のＡ―Ｂ線における、不純物濃度、ホール濃度および受光時の電位の分布を示している。図２および図３において、ａはゲート酸化膜１９とノイズ低減用ｐ型拡散層１４との境界すなわち受光面を示し、ｂはノイズ低減用ｐ型拡散層１４とｎ型拡散層１３との境界を示している。
【００４１】
本実施形態において、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４における基板深さ方向の不純物濃度は、図２および図３に示すように、受光面付近においてｎ型不純物でｐ型不純物を打ち消す（受光面付近のｐ型不純物濃度を低下させる）構成になっている。
【００４２】
このため、ホール濃度は受光表面部から内部に向かって、一度正の勾配を持ち、その後内部に向かうにしたがって次第に低くなる。この結果、電位は、受光表面部から内部に向かって、一度負の勾配を持ち、その後内部に向かうにしたがって次第に高くなることになる。
【００４３】
したがって、受光面近傍で界面順位により発生したノイズの要因となる電子が、フォトダイオード部に移動するためには、負の勾配を持つ電位障壁を乗り越えなければならず、ｎ型拡散層１３に到達しにくくなり、ノイズの低減が可能となる。
【００４４】
一方、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａに残った電子は、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の多数キャリアであるホールと再結合して消滅する。
【００４５】
また、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａは不純物濃度が相対的に高い高濃度領域１４ｂに囲まれている構造を持つことにより、横方向に対しても電位障壁が形成されており、ｎ型ウェル領域１６への電子の拡散を防止することができ、スミアの発生も防止することが可能となる。したがって、本実施形態により、スミアの増大をひきおこすことなく、ノイズを低減させることが可能になる。
【００４６】
以下、上記の構造を備えた固体撮像装置の製造方法に関し、特にノイズ低減用ｐ型拡散層１４の形成工程について説明する。
【００４７】
図４は、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４を形成するためボロン注入を行う直前の固体撮像装置の断面構造を示している。図４に示すように、ｎ型半導体基板１１の上に、第１のｐ型ウェル領域１２、ｎ型拡散層１３、第２のｐ型ウェル領域１５、ｎ型ウェル領域１６、分離用ｐ型拡散層１７、ゲート酸化膜１８およびゲート電極１９が、すでに形成されている。
【００４８】
次に、図５に示すように、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４は、ゲート電極１９をマスクとしてボロンを用いたイオン注入を２回行った後、８５０℃〜１１００℃の熱処理を行うことにより形成する。これにより、受光面側に高濃度領域１４ｂが、フォトダイオード部側に低濃度領域１４ｃが形成される。
【００４９】
ここで、２回のイオン注入は、ドーズ量：１Ｅ１２／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２、注入エネルギー：８０ｋｅＶ〜１４０ｋｅＶの条件による第１のイオン注入と、ドーズ量：３Ｅ１３／ｃｍ２〜１Ｅ１４／ｃｍ２、注入エネルギー：３０ｋｅＶ〜５０ｋｅＶの条件による第２のイオン注入とからなる。
【００５０】
なお、このイオン注入の条件範囲は、ゲート酸化膜１８の膜厚が３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内の場合、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の高濃度領域１４ｂが基板表面から内部側へ０．１μｍ〜０．３μｍ程度の深さまで到達し、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の低濃度領域１４ｃが基板表面から内部側へ０．４μｍ〜０．７μｍ程度の深さまで到達する。
【００５１】
次に、図６に示すように、ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の高濃度領域１４ｂと低濃度領域１４ｃを形成した後、絶縁膜を成膜して全面エッチングすることにより、サイドウォール２４を形成し、表面のホール濃度を低減するための砒素を用いたイオン注入を１回行い８５０℃〜１１００℃の熱処理を行うことで、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａを形成する。
【００５２】
ここで、３回目のイオン注入は、ドーズ量：１Ｅ１１／ｃｍ２〜２Ｅ１３／ｃｍ２、注入エネルギー：１０ｋｅＶ〜４０ｋｅＶであり、高濃度領域１４ｂの表面部分に注入し、ホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａが形成される。
【００５３】
なお、受光面側に高濃度領域１４ｂと低濃度領域１４ｃを形成したときの熱処理については、上記ホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａを形成する際の熱処理で兼用できるため、省略可能である。
【００５４】
次に、図７に示すように、半導体基板上方に層間絶縁膜２０、遮光膜２１、保護膜２２、マイクロレンズ２３を形成し、固体撮像装置として完成する。
【００５５】
以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置およびその製造方法によれば、固体撮像装置のノイズ低減用ｐ型拡散層を、ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域と不純物濃度が相対的に高い受光面側の領域と不純物濃度が相対的に低いフォトダイオード部側の領域とから構成することにより、ノイズ低減用ｐ型拡散層内の電位分布を表面近傍部に強制的に負の勾配を持たせることで電位障壁を形成し、界面順位で発生したノイズの原因となる電子がフォトダイオードまで到達しなくなり、ノイズを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施形態においては、ｐ型ウェル領域およびｎ型拡散層によってフォトダイオード部が構成され、ｐ型拡散層によってノイズ低減拡散層を構成する場合を一例として説明したが、ｎ型ウェル領域およびｐ型拡散層によってフォトダイオード部が構成され、ｎ型拡散層によってノイズ低減拡散層を構成する場合についても同様に成立するものである。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の固体撮像装置は、スミアの増大を引き起こすことなく、ノイズの低減を実現できる固体撮像装置及びその製造方法を提供するものであり、特に、受光部におけるノイズの低減化を図った固体撮像装置およびその製造方法等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る固体撮像装置における、ノイズ低減用ｐ型拡散層、ｎ型拡散層および第１のｐ型ウェル領域の半導体基板深さ方向の不純物濃度分布を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る固体撮像装置における、ノイズ低減用ｐ型拡散層の基板深さ方向の不純物濃度、ホール濃度および受光時の電位の分布を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の工程を示す断面図である。
【図５】図４の次の工程を示す断面図である。
【図６】図５の次の工程を示す断面図である。
【図７】図６の次の工程を示す断面図である。
【図８】従来の固体撮像装置の断面図である。
【図９】従来の固体撮像装置における、ノイズ低減用ｐ型拡散層、ｎ型拡散層および第１のｐ型ウェル領域の半導体基板深さ方向の不純物濃度分布を示す図である。
【図１０】前記従来の固体撮像装置における、ノイズ低減用ｐ型拡散層の基板深さ方向の不純物濃度、ホール濃度および受光時の電位の分布を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１１  ｎ型半導体基板
１２  第１のｐ型ウェル領域
１３  ｎ型拡散層
１４  ノイズ低減用ｐ型拡散層
１４ａ  ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域
１４ｂ  高濃度領域
１４ｃ  低濃度領域
１５  第２のｐ型ウェル領域
１６  ｎ型ウェル領域
１７  分離用ｐ型拡散層
１８  ゲート酸化膜
１９  ゲート電極
２０  遮光膜
２１  アルミ遮光部
２２  保護膜
２３  マイクロレンズ
２４  サイドウォール
３０  ｎ型不純物でホール濃度を相対的に低減させた受光面部の領域１４ａの基板深さ方向のｎ型不純物濃度分布
３１  ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の高濃度領域１４ａの基板深さ方向の不純物濃度分布
３２  ノイズ低減用ｐ型拡散層１４の低濃度領域１４ｂの基板深さ方向の不純物濃度分布
３３  ｎ型拡散層１３の基板深さ方向の不純物濃度分布
３４  第１のｐ型ウェル領域１２の基板深さ方向の不純物濃度分布
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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