(57)【要約】      （修正有）【課題】高集積、高濃度及び浅いピンニング層のフォトダイオード及びその製造方法並びに基板表面欠陥を最小化して、ノイズの少ないフォトダイオード及びその製造方法を提供すること。【解決手段】所定領域にトレンチが形成された第１の導電型の半導体基板と、トレンチ底面の下部の前記半導体基板内に形成された第２の導電型の不純物領域と、前記トレンチに埋め込まれた第１の導電型のエピタキシャル層とを備える。製造方法は、第１の導電型の半導体基板の所定領域に、第２の導電型の不純物領域を形成するステップと、前記所定領域の前記半導体基板をエッチングして、トレンチを形成するステップと、前記トレンチに第１の導電型のエピタキシャル層を埋め込むステップとを含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定領域にトレンチが形成された第１の導電型の半導体基板と、
トレンチ底面の下部の前記半導体基板内に形成されたフォトダイオード用第２の導電型の不純物領域と、
前記トレンチに埋め込まれたフォトダイオード用第１の導電型のエピタキシャル層と
を備えたことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項２】
前記エピタキシャル層上に開放されて前記基板上に形成されるシリコン窒化膜をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記エピタキシャル層が、ピンニング層（pinning layer）であることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記エピタキシャル層が成長する時に、第１の導電型の不純物がインシチュー（in-Situ）でドープされることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記エピタキシャル層が、シリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）で形成されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記エピタキシャル層が、前記第１の導電型の半導体基板と接触されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記トレンチが、１Å〜１００Åの範囲の深さに形成されることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
前記半導体基板が、シリコン基板であることを特徴とする請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
第１の導電型の半導体基板を用意するステップと、
前記半導体基板の所定領域に、第２の導電型の不純物領域を形成するステップと、
前記所定領域の前記半導体基板をエッチングすることによって、トレンチを形成するステップと、
前記トレンチに第１の導電型のエピタキシャル層を埋め込むステップと
を含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
【請求項１０】
前記トレンチが、前記所定領域を開放するシリコン窒化膜をエッチングバリアとしてエッチング工程を行って形成されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１１】
前記エピタキシャル層が、ピンニング層であることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１２】
前記エピタキシャル層が、成長の際に、第１の導電型の不純物をインシチュー（In-Situ）でドープされることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１３】
前記不純物が、Ｂ２Ｈ６のソースガスを用いて、１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２１ｃｍ−３のドープ濃度でインシチューされることを特徴とする請求項１２に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１４】
前記エピタキシャル層が、シリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）で形成されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１５】
前記シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）が、ＳｉソースにＤＣＳ（Di-Chloro-Silane）、ＳｉＨ４及びＳｉ２Ｈ６のうちのいずれかを用い、ＧｅソースにＧｅＨ４を用いることを特徴とする請求項１４に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１６】
前記シリコンが、５５０℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ（Selective Epitaxial Growing）法で形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１７】
前記シリコンゲルマニウムが、５００℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ法で形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項１８】
前記エピタキシャル層が、前記第１の導電型の半導体基板と接触されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサ。
【請求項１９】
前記トレンチが、１Å〜１００Åの範囲の深さに形成されることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項２０】
前記半導体基板が、シリコン基板であることを特徴とする請求項９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項２１】
第１の導電型の半導体基板と、
該半導体基板の所定領域に形成された第２の導電型の不純物領域と、
該不純物領域の上部に形成された第１の導電型のエピタキシャル層と
を備えたことを特徴とするイメージセンサ。
【請求項２２】
前記エピタキシャル層が、ピンニング層であることを特徴とする請求項２１に記載のイメージセンサ。
【請求項２３】
前記エピタキシャル層が、前記第１の導電型の半導体基板と接触されることを特徴とする請求項２１に記載のイメージセンサ。
【請求項２４】
前記エピタキシャル層が、５０Å〜５００Åの範囲の厚さであり、前記第１の導電型の不純物が、インシチューでドープされたことを特徴とする請求項２１に記載のイメージセンサ。
【請求項２５】
前記半導体基板が、シリコン基板であることを特徴とする請求項２１に記載のイメージセンサ。
【請求項２６】
第１の導電型の半導体基板を用意するステップと、
前記半導体基板の所定領域に、第２の導電型の不純物領域を形成するステップと、
前記所定領域を開放するマスクパターンを形成するステップと、
前記マスクパターンの開放領域に、第１の導電型のエピタキシャル層を形成するステップと
を含むことを特徴とするイメージセンサの製造方法。
【請求項２７】
前記マスクパターンをフッ酸溶液を利用して除去するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項２８】
前記エピタキシャル層が、ピンニング層であることを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項２９】
前記エピタキシャル層が、成長の際に、第１の導電型の不純物がインシチューでドープされることを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３０】
前記不純物が、Ｂ２Ｈ６のソースガスを用いて、１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２１ｃｍ−３のドープ濃度であることを特徴とする請求項２９に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３１】
前記エピタキシャル層が、シリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）で形成されることを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３２】
前記シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）が、ＳｉソースにＤＣＳ（Di-Chloro-Silane）、ＳｉＨ４及びＳｉ２Ｈ６のうちのいずれかを用い、ＧｅソースにＧｅＨ４を用いることを特徴とする請求項３１に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３３】
前記シリコンが、５５０℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ法で形成され、前記シリコンゲルマニウムは、５００℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ法で形成されることを特徴とする請求項３１に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３４】
前記エピタキシャル層が、前記第１の導電型の半導体基板と接触されることを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサ。
【請求項３５】
前記マスクパターンが、ＣＶＤ法で形成された酸化膜であることを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３６】
前記所定領域を開放するマスクパターンを形成するステップにおいて、前記マスクパターンを５００℃〜５０００℃の範囲の工程温度と、０．１Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒの範囲の工程圧力条件でＨＣｌエッチング工程を行って形成することを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【請求項３７】
前記半導体基板が、シリコン基板であることを特徴とする請求項２６に記載のイメージセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造技術に関し、特に、半導体素子の製造工程の中で、イメージセンサの製造工程に関する。
【背景技術】
【０００２】
イメージセンサとは、１次元または２次元以上の光学情報を電気信号に変換する装置である。イメージセンサの種類は、大別して、撮像管と固体撮像素子とに分類される。撮像管は、テレビをはじめとして、画像処理技術を駆使した計測、制御、認識などで広く常用され、応用技術が発展してきている。固体イメージセンサは、大きくＭＯＳ（metal-oxide-semiconductor）型とＣＣＤ（charge coupled device）型とに分類される。
【０００３】
一方、イメージセンサは、光感知素子としてピン型（Pinned）フォトダイオードを使用し、該ピン型フォトダイオードは、フォトダイオード領域のシリコン−シリコン酸化膜インターフェスに近く配置される浅いp型ドープ領域（すなわち、ピンニング層（pinning layer））を使用してインターフェス状態を消滅することによって、低い暗電流を維持するためのものである。
【０００４】
図１は、従来の技術に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【０００５】
図１に示したように、ｐ＋型基板１０１にｐエピタキシャル層１０２が形成された半導体基板１０３に、活性領域と素子分離領域を画定する素子分離膜１０４を形成する。
【０００６】
次に、前記素子分離膜１０４が形成された半導体基板１０３上に、ゲート絶縁膜１０５及びゲート導電膜１０６を順に蒸着した後、選択的にエッチングしてゲート電極１０７を形成する。
【０００７】
次に、ゲート電極１０７のエッジとセルフアライメントされるように、ｎ型不純物を注入して、フォトダイオードが形成される所定領域に第１の不純物領域１０８を形成する。
【０００８】
次に、前記ゲート電極１０７の両方の壁にスペーサ１０９を形成する。
【０００９】
次に、前記第１の不純物領域１０８と前記ゲート電極１０７の上部の一部を含むイオン注入防止膜を形成させ、高濃度のp型不純物を注入させて、前記半導体基板１０３にフローティング拡散領域１１０を形成する。
【００１０】
次に、前記ゲート電極１０７の両方の壁に形成された前記スペーサ１０９の一方のエッジとセルフアライメントされるようにp型不純物を注入して、第１の不純物領域１０８が形成された前記半導体基板１０３内にピンニング層としての第２の不純物領域１１１を形成する。
【００１１】
この時、前記第２の不純物領域１１１は、ピン型フォトダイオードのピンニング層であって、従来には、イオン注入及び焼きなまし工程により形成された。すなわち、極めて低いエネルギーで基板の表面にイオン注入を行った後、基板に注入されたドーパントの活性化のための焼きなまし工程が行われる。
【００１２】
一方、p型ドープ領域（ピンニング層）は、ｎ型ドープ領域より相対的にドープ濃度が高く、シリコン基板の表面で極めて浅く形成されなければならない。ピンニング層のドープ濃度が高くなければならない理由は、ｎ型ドープ領域を完全に空乏させて、光生成効率を極大化しなければならないためである。そして、ピンニング層が浅く形成されなければならない理由は、短波長のシリコン層への透過率が非常に低いため、短波長（特に、青色系の波長）に対した光感度を高めるためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、イオン注入及び焼きなまし工程によりピンニング層を形成する従来の技術は、イメージセンサが高集積化されるにともない、高濃度及び浅くピンニング層を形成するのが困難となりつつある。
【００１４】
すなわち、低いエネルギーでイオン注入を行うとしても、ピンニング層は、相対的に高濃度であるため、焼きなましの際にドーパントの拡散によりピンニング層の深さ（厚さ）が大きくなる。また、より高集積化された素子では、最小限のイオン注入エネルギーを使用しても、所望のデザインルールにともなうピンニング層の深さを得ることができず、装備を追加購入するか又は開発しなければならないという問題がある。
【００１５】
なお、イオン注入法は、工程の特性上、基板の表面に欠陥を引き起こさざるを得ないため、このような欠陥がシリコン表面でダングリングボンドとして作用して、ノイズを誘発する原因となる。
【００１６】
そこで、本発明は、上記した従来の技術の問題を解決するためになされたものであって、その目的は、高集積、高濃度及び浅いピンニング層のフォトダイオード及びその製造方法を提供することにある。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、フォトダイオード領域のシリコン基板の表面に、欠陥を最小化するか又は除去することによって、ノイズの少ないフォトダイオード及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の実施形態として、所定領域にトレンチが形成された第１の導電型の半導体基板と、トレンチ底面の下部の前記半導体基板内に形成されたフォトダイオード用第２の導電型の不純物領域と、前記トレンチに埋め込まれたフォトダイオード用第１の導電型のエピタキシャル層とを備えたイメージセンサを提供する。
【００１９】
また、第１の導電型の半導体基板を用意するステップと、前記半導体基板の所定領域に、第２の導電型の不純物領域を形成するステップと、前記所定領域の前記半導体基板をエッチングすることによって、トレンチを形成するステップと、前記トレンチに第１の導電型のエピタキシャル層を埋め込むステップとを含むことイメージセンサの製造方法を提供する。
【００２０】
また、本発明の第２の実施形態として、第１の導電型の半導体基板と、該半導体基板の所定領域に形成された第２の導電型の不純物領域と、該不純物領域の上部に形成された第１の導電型のエピタキシャル層とを備えたイメージセンサを提供する。
【００２１】
また、第１の導電型の半導体基板を用意するステップと、前記半導体基板の所定領域に、第２の導電型の不純物領域を形成するステップと、前記所定領域を開放するマスクパターンを形成するステップと、前記マスクパターンの開放領域に、第１の導電型のエピタキシャル層を形成するステップとを含むイメージセンサの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、Ｐ／Ｎ／Ｐ接合からなるフォトダイオードの上部のp型不純物領域であるエピタキシャル層を、インシチュー状態にドープされたシリコンまたはシリコンゲルマニウムエピタキシャル層で形成して、薄く、かつドープレベルが均一なp型不純物領域を確保する。
【００２３】
したがって、ピンニング電圧（Pinning Voltage）の調節が容易となり、可視光領域で問題となっているブルー（Blue）領域の光電変換効率を、設計の変更によりレイアウト（Layout）の追加変更無しで実現可能であるため、実現容易性に優れている。
【００２４】
そして、前記p型不純物領域を薄く形成することによって、前記ｎ型不純物領域の厚さを厚く形成できるので、光電荷の発生が増大する。
【００２５】
また、前記第１の実施形態におけるコンタクト孔のエッチング停止膜としてのシリコン窒化膜を、前記エピタキシャル層上から除去することによって、受光効率を増大させる。
【００２６】
そして、前記エピタキシャル層の成長の際に、インシチューでドープされるため、イオン注入工程によるダングリングボンド欠陥を解決して、ノイズを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係るイメージセンサを示した断面図である。
【００２９】
図２に示したように、ｐ＋型基板４０１にｐエピタキシャル層４０２が積層された半導体基板４０３に、活性領域と素子分離領域を画定する素子分離膜４０４が形成される。
【００３０】
この時、前記半導体基板４０３は、シリコン基板であることが好ましい。
【００３１】
続いて、前記半導体基板４０３の活性領域に、ゲート絶縁膜４０５及びゲート導電膜４０６が順に積層された構造のゲート電極４０７が形成される。そして、前記ゲート電極４０７は、両方の壁に形成されたスペーサ４０９を備える。
【００３２】
続いて、前記ゲート電極４０７の一方の前記半導体基板４０３に、フローティング拡散領域４１０が形成される。
【００３３】
続いて、前記ゲート電極４０７の他方のフォトダイオードが形成される所定領域の前記半導体基板４０３にトレンチが形成され、該トレンチの底面の下部の前記基板内にフォトダイオード用不純物領域４０８が形成される。
【００３４】
この時、前記トレンチは、深さが１Å〜１００Åの範囲であることが好ましい。
【００３５】
続いて、前記トレンチにエピタキシャル層４１２が埋め込まれ、前記エピタキシャル層４１２の領域を開放するシリコン窒化膜４１１が、前記基板の全体構造上に形成される。
【００３６】
この時、前記エピタキシャル層４１２は、ピンニング層であって、成長の際に不純物がインシチュー（In-Situ）でドープされたことが好ましい。
【００３７】
また、前記エピタキシャル層４１２は、シリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）であり、前記半導体基板４０３と接触されることが好ましい。
【００３８】
図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の第１の実施形態に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【００３９】
本発明の第１の実施形態に係るイメージセンサの製造工程は、まず、図３Ａに示したように、ｐ＋型基板２０１にｐエピタキシャル層２０２が形成された半導体基板２０３に、活性領域と素子分離領域を画定する素子分離膜２０４を形成する。
【００４０】
この時、前記半導体基板２０３は、シリコン基板であることが好ましい。
【００４１】
また、高濃度のｐ＋型基板２０１上に低濃度のｐエピタキシャル層２０２を使用する理由は、第１に、低濃度のｐエピタキシャル層２０２が存在するので、フォトダイオードの空乏領域（Depletion region）を大きくて深く増大させることができるため、光電荷を集積するためのフォトダイオードの能力を増強させることができ、第２に、p型エピタキシャル層２０２の下部に、高濃度のｐ＋型基板２０１を備えると、隣接する単位画素に電荷が拡散される前に、この電荷が速く再結合されるため、光電荷のランダムな拡散を減少させて、光電荷の伝達機能の変化を減少させることができるためである。
【００４２】
また、前記半導体基板２０３は、シリコン基板であることが好ましい。
【００４３】
また、前記素子分離膜２０４は、バーズビーク（Bird's Beak）がほとんどないため、素子の高集積化によって素子間に電気的に分離させる領域を縮小させ得るＳＴＩ工程により形成される。
【００４４】
次に、前記素子分離膜２０４が形成された半導体基板２０３上にゲート絶縁膜２０５及びゲート導電膜２０６を順に蒸着した後、選択的にエッチングして、ゲート電極２０７を形成する。
【００４５】
次に、ゲート電極２０７のエッジとセルフアライメントされるように、ｎ型不純物を注入して、フォトダイオードが形成される所定の領域に不純物領域２０８を形成する。
【００４６】
次に、前記ゲート電極２０７の両方の壁にスペーサ２０９を形成する。
【００４７】
前記スペーサ２０９は、バッファ酸化膜及びスペーサ用窒化膜を前記ゲート電極２０７を含む前記半導体基板２０３上に順に蒸着した後、ドライエッチングにより形成されることが好ましい。
【００４８】
次に、前記不純物領域２０８と前記ゲート電極２０７の上部の一部を含むイオン注入防止膜を形成させ、高濃度のp型不純物を注入させて、前記半導体基板２０３にフローティング拡散領域２１０を形成する。
【００４９】
次に、前記フローティング拡散領域２１０が形成された基板の全体構造上に、後続のコンタクト孔の形成時に、エッチング停止膜としてシリコン窒化膜２１１を蒸着する。
【００５０】
次に、前記シリコン窒化膜２１１の中で、フォトダイオードが形成される所定領域が開放されるように選択的エッチングを行う。
【００５１】
次に、図３Ｂに示したように、前記シリコン窒化膜２１１をエッチングバリアとして、前記半導体基板２０３をエッチングすることによって、前記不純物領域２０８上にトレンチを形成する。
【００５２】
この時、前記トレンチは、１Å〜１００Åの範囲の深さであることが好ましい。
【００５３】
次に、前記トレンチにエピタキシャル層２１２を埋め込む。
【００５４】
この時、前記エピタキシャル層２１２は、ピンニング層であって、シリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）で形成され、不純物がインシチューでドープされることが好ましい。
【００５５】
そして、前記エピタキシャル層２１２は、前記半導体基板２０３と接することが好ましい。
【００５６】
そして、前記エピタキシャル層２１２をシリコンゲルマニウムで形成する時には、Ｓｉソースには、ＤＣＳ（Di-Chloro-Silane）、ＳｉＨ４及びＳｉ２Ｈ６のうちのいずれかを用い、Ｇｅソースには、ＧｅＨ４を用いて、５００℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ（Selective Epitaxial Growing）法で形成する。
【００５７】
また、前記エピタキシャル層２１２をシリコンで形成する時には、５５０℃〜９００℃の工程温度においてＳＥＧ法で形成することが好ましい。
【００５８】
そして、前記エピタキシャル層２１２に含まれた不純物は、Ｂ２Ｈ６のソースガス、１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２１ｃｍ−３のドープ濃度でインシチューされることが好ましい。
【００５９】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係るイメージセンサを示した断面図である。
【００６０】
図４に示したように、ｐ＋型基板５０１にｐエピタキシャル層５０２が積層された半導体基板５０３に、活性領域と素子分離領域を画定する素子分離膜５０４が形成される。
【００６１】
この時、前記半導体基板５０３は、シリコン基板であることが好ましい。
【００６２】
続いて、前記半導体基板５０３の活性領域に、ゲート絶縁膜５０５及びゲート導電膜５０６が順に積層された構造のゲート電極５０７が形成される。そして、前記ゲート電極５０７は、両方の壁に形成されたスペーサ５０９を備える。
【００６３】
続いて、前記ゲート電極５０７の一方の前記半導体基板５０３に、フローティング拡散領域５１０が形成される。
【００６４】
続いて、前記ゲート電極５０７の他方のフォトダイオードが形成される所定領域の前記半導体基板５０３に、不純物領域５０８が形成され、前記不純物が形成された前記半導体基板５０３の表面に、ピンニング層としてエピタキシャル層５１２が形成される。
【００６５】
この時、前記エピタキシャル層５１２は、前記半導体基板５０３と接触し、５０Å〜５００Åの範囲の厚さ及びp型不純物がインシチューでドープされたことが好ましい。
【００６６】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【００６７】
本発明の第２の実施形態に係るイメージセンサの製造工程は、まず、図５Ａに示したように、ｐ＋型基板３０１にｐエピタキシャル層３０２が形成された半導体基板３０３に、活性領域と素子分離領域を画定する素子分離膜３０４を形成する。
【００６８】
この時、前記半導体基板３０３は、シリコン基板であることが好ましい。
【００６９】
そして、高濃度のｐ＋型基板３０１上に低濃度のｐエピタキシャル層３０２を使用する理由は、第１に、低濃度のｐエピタキシャル層３０２が存在するので、フォトダイオードの空乏領域を大きくて深く増大させることができて、光電荷を集積するためのフォトダイオードの能力（ability）を増強させることができ、第２に、p型エピタキシャル層３０２の下部に高濃度のｐ＋型基板３０１を有すれば、隣接する単位画素に電荷が拡散される前に、この電荷が速く再結合されるため、光電荷のランダム拡散を減少させて、光電荷の伝達機能の変化を減少させることができるためである。
【００７０】
また、前記素子分離膜３０４は、バーズビークがほとんどないため、素子の高集積化によって素子間に電気的に分離させる領域を縮小させ得るＳＴＩ工程により形成される。
【００７１】
次に、前記素子分離膜３０４が形成された半導体基板３０３上に、ゲート絶縁膜３０５及びゲート導電膜３０６を順に蒸着した後、選択的にエッチングすることによって、ゲート電極３０７を形成する。
【００７２】
次に、ゲート電極３０７のエッジとセルフアライメントされるように、ｎ型不純物を注入することによって、フォトダイオードが形成される所定領域に不純物領域３０８を形成する。
【００７３】
次に、前記ゲート電極３０７の両方の壁にスペーサ３０９を形成する。
【００７４】
前記スペーサ３０９は、バッファ酸化膜及びスペーサ用窒化膜を前記ゲート電極３０７を含む前記半導体基板３０３上に順に蒸着した後、ドライエッチングにより形成することが好ましい。
【００７５】
次に、前記不純物領域３０８と前記ゲート電極３０７の上部の一部を含むイオン注入防止膜を形成させ、高濃度のp型不純物を注入させて、前記半導体基板３０３にフローティング拡散領域３１０を形成する。
【００７６】
次に、前記フローティング拡散領域３１０が形成された基板の全体構造上にマスクパターン３１１を蒸着する。
【００７７】
この時、前記マスクパターンは、ＣＶＤ法の酸化膜であることが好ましい。
【００７８】
次に、前記フォトダイオードが形成される所定領域上に形成された前記マスクパターン３１１を除去する。
【００７９】
この時、前記マスクパターン３１１は、ＨＣｌエッチング工程によりエッチングされ、前記ＨＣｌエッチング工程は、５００℃〜５０００℃の範囲の工程温度、０．１Ｔｏｒｒ〜７６０Ｔｏｒｒの範囲の工程圧力で行われることが好ましい。
【００８０】
次に、図５Ｂに示したように、前記マスクパターン３１１を選択的にエッチングして、露出された前記半導体基板３０３の前記所定領域にエピタキシャル層３１２を形成する。
【００８１】
この時、前記エピタキシャル層３１２はピンニング層であって、シリコン（Ｓｉ）又はシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）で形成され、前記半導体基板３０３と接触されることが好ましい。
【００８２】
そして、前記エピタキシャル層３１２は、成長の際に、不純物がインシチューでドープされ、前記不純物は、Ｂ２Ｈ６のソースガスを用いて、１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２１ｃｍ−３のドープ濃度でインシチューされることが好ましい。
【００８３】
そして、前記エピタキシャル層３１２をシリコンゲルマニウムで形成する時には、Ｓｉソースには、ＤＣＳ、ＳｉＨ４及びＳｉ２Ｈ６のうちのいずれかを用い、Ｇｅソースには、ＧｅＨ４を用いて、５００℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ法で形成する。
【００８４】
また、前記エピタキシャル層３１２をシリコンで形成する時には、５５０℃〜９００℃の範囲の工程温度においてＳＥＧ法で形成することが好ましい。
【００８５】
そして、前記エピタキシャル層３１２に含まれた不純物は、Ｂ２Ｈ６のソースガスを用いて、１×１０１８ｃｍ−３〜５×１０２１ｃｍ−３のドープ濃度でインシチューされることが好ましい。
【００８６】
上述したように、本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態は、Ｐ／Ｎ／Ｐ接合からなるフォトダイオードの上部のp型不純物領域であるエピタキシャル層を、インシチュー状態にドープされたシリコンまたはシリコンゲルマニウムエピタキシャル層で形成して、薄く、かつドープレベルが均一なp型不純物領域を確保する。
【００８７】
したがって、可視光領域で問題となっているブルー（Blue）領域の光電変換効率を、設計の変更によりレイアウト（Layout）の追加変更無しで実現可能であるため、実現容易性に優れている。
【００８８】
また、前記第１の実施形態におけるコンタクト孔のエッチング停止膜としてのシリコン窒化膜２１１を、前記エピタキシャル層２１２上から除去することによって、受光効率を増大させる。
【００８９】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想の範囲から逸脱しない範囲内で様々な変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】従来の技術に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るイメージセンサを示した断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るイメージセンサを示した断面図である。
【図５Ａ】本発明の第２の実施形態に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第２の実施形態に係るイメージセンサの製造工程を示した断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
４０１      ｐ＋型基板
４０２      ｐエピタキシャル層
４０３      半導体基板
４０４      素子分離膜
４０５      ゲート絶縁膜
４０６      ゲート導電膜
４０７      ゲート電極
４０８      不純物領域
４０９      スペーサ
４１０      フローティング拡散領域
４１１      シリコン窒化膜
【図１】
2007027686.tif 000002
【図２】
2007027686.tif 000003
【図３Ａ】
2007027686.tif 000004
【図３Ｂ】
2007027686.tif 000005
【図４】
2007027686.tif 000006
【図５Ａ】
2007027686.tif 000007
【図５Ｂ】
2007027686.tif 000008