(57)【要約】【課題】  固体撮像装置の受光部の欠陥を抑制し、撮像画面における白キズを低減する。【解決手段】  半導体基板上のＰ型領域内にＮ型不純物拡散領域が形成され、そのＰ型領域とＮ型不純物拡散領域とのＰＮ接合によってフォトダイオード部（受光部）が形成された固体撮像装置において、受光部であるフォトダイオード部４を構成するＮ型不純物拡散領域３Ａのイオン注入時に、基板表面近くの浅いところではシリコン（Ｓｉ）と原子半径が近い砒素（Ａｓ）を用い、深いところではシリコン（Ｓｉ）と質量が近いリン（Ｐ）を用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方導電型半導体基板または半導体基板上部の一方導電型領域内に他方導電型領域が形成され、該一方導電型領域と該他方導電型領域とのＰＮ接合によって、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部が各画素毎に形成された固体撮像装置において、
該他方導電型領域が、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成されている固体撮像装置。
【請求項２】
前記異なるイオン種は、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さによって選択されている請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種は、該イオン注入深さが深い方のイオン種よりも、原子半径が半導体元素に近いイオン種である請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種は、該イオン注入深さが浅い方のイオン種よりも原子量が少ないイオン種である請求項２または３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記他方導電型領域において、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方の不純物拡散領域の平面視パターンは、該半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方の不純物拡散領域の平面視パターン外周よりも内側に設けられている請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方に形成される不純物拡散領域の注入イオン種が砒素（Ａｓ）である請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記他方導電型領域において、イオン注入された砒素（Ａｓ）の濃度がピークとなる深さが前記半導体基板の表面から０．１μｍ以上２．０μｍ以下の深さである請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方に形成される不純物拡散領域の注入イオン種がリン（Ｐ）である請求項２または６に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記他方導電型領域において、イオン注入されたリン（Ｐ）の濃度がピークとなる深さが前記半導体基板の表面から０．５μｍ以上３．０μｍ以下の深さである請求項８に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記他方導電型領域上の前記半導体基板の表面側に、表面一方導電型領域が形成されている請求項１または２に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記表面一方導電型領域の注入イオン種がボロン（Ｂ）である請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記半導体基板における半導体元素がシリコン（Ｓｉ）である請求項１〜４、６および８のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
一方導電型半導体基板または半導体基板上部の一方導電型領域内に、他方導電型領域を形成し、該一方導電型半導体基板または該一方導電型領域と該他方導電型領域とのＰＮ接合によって、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部を各画素毎に形成するフォトダイオード部形成工程を有する固体撮像装置の製造方法において、
該フォトダイオード部形成工程は、該他方導電型領域を、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成する固体撮像装置の製造方法。
【請求項１４】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種として、該イオン注入深さが深い方のイオン種よりも、原子半径が半導体元素に近いイオン種を用いる請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１５】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種として、該イオン注入深さが浅い方のイオン種よりも原子量が少ないイオン種を用いる請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１６】
前記他方導電型領域において、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方の不純物拡散領域の平面視パターンを、該半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方の不純物拡散領域の平面視パターン外周よりも内側に形成する請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１７】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種の濃度がピークとなる深さが基板表面から０．１μｍ以上２．０μｍ以下の深さとなるようにイオン注入する請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１８】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種の濃度がピークとなる深さが基板表面から０．５μｍ以上３．０μｍ以下の深さとなるようにイオン注入する請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項１９】
前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種を、１００ＫｅＶ以上３０００ＫｅＶ以下の注入エネルギーでイオン注入し、
該半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種を、３００ＫｅＶ以上４０００ＫｅＶ以下の注入エネルギーでイオン注入する請求項１７または１８に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２０】
前記フォトダイオード部形成工程後に、前記他方導電型領域上の基板表面側に、表面一方導電型領域を形成する表面一方導電型領域形成工程をさらに有する請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２１】
前記イオン注入の後に該イオン注入による格子欠陥を減らすための熱処理を行う熱処理工程をさらに有する請求項１３に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項１〜１２のいずれかに記載の固体撮像装置を撮像部に用いる電子情報機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板上のＰ型領域内にＮ型不純物拡散領域が形成され、そのＰ型領域とＮ型不純物拡散領域とのＰＮ接合によってフォトダイオード部（受光部）が形成された固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を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、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関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の固体撮像装置は、入射光（被写体光）がフォトダイオード部（受光部）に照射されて信号電荷に光電変換され、この光電変換された信号電荷が、読み出しゲート電極への電圧制御により電荷検出部側に読み出され、この読み出された信号電荷に応じた電位を得ることによって、撮像画像信号を得ることができる。
【０００３】
図２は、従来の一般的な固体撮像装置における受光部の構成例を示す縦断面図である。
【０００４】
図２において、従来の一般的な固体撮像装置の受光部は、Ｐ型半導体基板または半導体基板上のＰ型不純物拡散領域２内にＮ型不純物拡散領域３が形成されており、Ｐ型半導体基板またはＰ型不純物拡散領域２とＮ型不純物拡散領域３とのＰＮ接合によって、フォトダイオード部４（受光部）が形成されている。このフォトダイオード部４上の基板表面近くには、表面の空乏化を防ぐために表面Ｐ＋領域５が形成されている。このフォトダイオード部４（受光部）を用いた従来の固体撮像装置を図３に示している。
【０００５】
図３は、従来の固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【０００６】
図３において、従来の固体撮像装置２０は、Ｎ型シリコン基板１上にＰ型不純物拡散領域２（Ｐ型ウェル領域）が形成され、このＰ型ウェル領域２内にＮ型（Ｎ＋）不純物拡散領域３が形成されている。このＰ型ウェル領域２とＮ型不純物拡散領域３のＰＮ接合により、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部４が形成されている。このフォトダイオード部４上の基板表面近くには、表面の空乏化を防ぐために表面Ｐ＋領域５が形成されている。
【０００７】
このフォトダイオード部４の隣側（左側）には、フォトダイオード部４に蓄積された信号電荷を読み出して図示しない検出部に転送するために、Ｎ型（Ｎ＋）領域からなる垂直転送部６が設けられ、その下にＰ型（Ｐ＋）領域７が設けられている。さらに、フォトダイオード部４および垂直転送部６と、左右方向に隣接する画素部のフォトダイオード部４および垂直転送部６を画素分離するために、Ｐ型（Ｐ＋）領域からなるチャネルストップ部８が設けられている。
【０００８】
一方、基板部の表面全面に、ＳｉＯ２からなる酸化膜９が覆われている。この酸化膜９上に、垂直転送信号を印加するためにポリシリコンからなるゲート電極１０が、ＳｉＮ膜１１さらにＳｉＯ２膜１２を介して配置されている。
【０００９】
ここで、この固体撮像装置２０の製造方法において、上記Ｐ型ウェル領域２にリン（Ｐ）をイオン注入することにより、Ｎ型不純物拡散領域３を形成している。
【００１０】
しかしながら、この方法では、リン（Ｐ）の原子半径が半導体の構成元素であるシリコン（Ｓｉ）の原子半径よりも大きいため、イオン注入によるダメージで欠陥が生じ、その部分から暗電流が発生して、撮像画面に白キズが発生しやすいという問題がある。
【００１１】
これを解決する手段として、例えば特許文献１には、上記Ｎ型不純物拡散領域３を形成するために、リン（Ｐ）よりも原子半径がシリコン（Ｓｉ）に近い砒素（Ａｓ）単体をイオン注入する方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−４７９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている従来の固体撮像装置の製造方法には、以下のような問題がある。
【００１３】
砒素（Ａｓ）単体を１０００ＫｅＶ以上の高い注入エネルギーで、フォトダイオード部４（受光部）となる領域にイオン注入する場合、砒素（Ａｓ）の質量がシリコン（Ｓｉ）よりも大きいため、格子欠陥がフォトダイオード部４（受光部）に発生してしまい、かえって撮像画面における白キズの原因となる。
【００１４】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、フォトダイオード部（受光部）の格子欠陥を抑制し、撮像画面における白キズを低減できる固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を用いた電子情報機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の固体撮像装置は、一方導電型半導体基板または半導体基板上部の一方導電型領域内に他方導電型領域が形成され、該一方導電型領域と該他方導電型領域とのＰＮ接合によって、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部が各画素毎に形成された固体撮像装置において、該他方導電型領域が、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記異なるイオン種は、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さによって選択されている。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種は、該イオン注入深さが深い方のイオン種よりも、原子半径が半導体元素に近いイオン種である。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種は、該イオン注入深さが浅い方のイオン種よりも原子量が少ないイオン種である。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における他方導電型領域において、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方の不純物拡散領域の平面視パターンは、該半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方の不純物拡散領域の平面視パターン外周よりも内側に設けられている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方に形成される不純物拡散領域の注入イオン種が砒素（Ａｓ）である。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における他方導電型領域において、イオン注入された砒素（Ａｓ）の濃度がピークとなる深さが前記半導体基板の表面から０．１μｍ以上２．０μｍ以下の深さである。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方に形成される不純物拡散領域の注入イオン種がリン（Ｐ）である。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置における他方導電型領域において、イオン注入されたリン（Ｐ）の濃度がピークとなる深さが前記半導体基板の表面から０．５μｍ以上３．０μｍ以下の深さである。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記他方導電型領域上の前記半導体基板の表面側に、表面一方導電型領域が形成されている。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記表面一方導電型領域の注入イオン種がボロン（Ｂ）である。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置において、前記半導体基板における半導体元素がシリコン（Ｓｉ）である。
【００２７】
本発明の固体撮像装置の製造方法は、一方導電型半導体基板または半導体基板上部の一方導電型領域内に、他方導電型領域を形成し、該一方導電型半導体基板または該一方導電型領域と該他方導電型領域とのＰＮ接合によって、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部を各画素毎に形成するフォトダイオード部形成工程を有する固体撮像装置の製造方法において、該フォトダイオード部形成工程は、該他方導電型領域を、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２８】
また、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種として、該イオン注入深さが深い方のイオン種よりも、原子半径が半導体元素に近いイオン種を用いる。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種として、該イオン注入深さが浅い方のイオン種よりも原子量が少ないイオン種を用いる。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法における他方導電型領域において、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方の不純物拡散領域の平面視パターンを、該半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方の不純物拡散領域の平面視パターン外周よりも内側に形成する。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種の濃度がピークとなる深さが基板表面から０．１μｍ以上２．０μｍ以下の深さとなるようにイオン注入する。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種の濃度がピークとなる深さが基板表面から０．５μｍ以上３．０μｍ以下の深さとなるようにイオン注入する。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記異なるイオン種のうち、前記半導体基板の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種を、１００ＫｅＶ以上３０００ＫｅＶ以下の注入エネルギーでイオン注入し、該半導体基板の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種を、３００ＫｅＶ以上４０００ＫｅＶ以下の注入エネルギーでイオン注入する。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明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形成工程後に、前記他方導電型領域上の基板表面側に、表面一方導電型領域を形成する表面一方導電型領域形成工程をさらに有する。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の固体撮像装置の製造方法において、前記イオン注入の後に該イオン注入による格子欠陥を減らすための熱処理を行う熱処理工程をさらに有する。
【００３６】
本発明の電子情報機器は、本発明の上記固体撮像装置を撮像部に用いるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
上記構成により、以下に、本発明の作用について説明する。
【００３８】
本発明にあっては、一方導電型の例えばＰ型半導体基板または半導体基板上部の一方導電型領域の例えばＰ型不純物拡散領域など、半導体基板上のＰ型領域内に、他方導電型領域の例えばＮ型不純物拡散領域が形成され、そのＰ型半導体基板またはＰ型不純物拡散領域とＮ型不純物拡散領域とのＰＮ接合によって、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部（受光部）が各画素毎に形成された固体撮像装置において、この受光部を構成するＮ型不純物拡散領域を、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成する。
【００３９】
Ｎ型不純物拡散領域となる領域にイオン注入される異なるイオン種のうち、基板表面からの注入深さが浅い方のイオン種は、半導体基板表面からの注入深さが深い方のイオン種よりも、原子半径が半導体元素（例えばＳｉ）に近いイオン種、例えば砒素（Ａｓ）を用いる。また、半導体基板表面からの注入深さが深い方のイオン種は、半導体基板表面からの注入深さが浅い方のイオン種よりも原子量が少ないイオン種、例えばリン（Ｐ）を用いる。
【００４０】
以上のように、Ｎ型不純物拡散領域を形成するためのイオン種を、イオン注入される濃度のピーク深さによって使い分けることにより、フォトダイオード部（受光部）の格子欠陥に対応した白キズを低減することが可能となる。
【００４１】
Ｎ型不純物拡散領域は、画素分離のため、基板表面からの深さが深い方に形成される不純物拡散領域の平面視パターンが、上記基板表面からの深さが浅い方に形成される不純物拡散領域の平面視パターンの外周よりも外側にはみ出さないように形成する。
【００４２】
さらに、Ｎ型不純物拡散領域上の基板表面側に、例えばボロン（Ｂ）をイオン注入して表面一方導電型領域（表面Ｐ＋領域）を形成することにより、表面の空乏化を防ぐことが可能となる。
【００４３】
さらに、イオン注入後に熱処理（アニール）を行えば、イオン注入による欠陥をさらに減らすことが可能となる。
【発明の効果】
【００４４】
以上により、本発明によれば、一方導電型領域としての例えばＰ型半導体基板やＰ型不純物拡散領域内に、他方導電型領域としての例えばＮ型不純物拡散領域が形成され、そのＰ型不純物拡散領域とＮ型不純物拡散領域とのＰＮ接合によってフォトダイオード部（受光部）が形成された固体撮像装置において、フォトダイオード部（受光部）を構成するＮ型不純物拡散領域を、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成し、このイオン注入される濃度のピーク深さによってイオン種を使い分けることにより、フォトダイオード部（受光部）の欠陥を抑制して、撮像画面における白キズを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に、本発明の固体撮像装置およびその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４６】
図１は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【００４７】
図１において、本実施形態の固体撮像装置２０Ａは、他方導電型（Ｎ型）シリコン基板１の上部に一方導電型領域としてのＰ型不純物拡散領域（Ｐ型ウェル領域）２が形成され、このＰ型ウェル領域２内に、イオン注入による格子欠陥を抑制するように、異なるイオン種による２回のイオン注入によって形成されている他方導電型領域としてのＮ型（Ｎ＋）不純物拡散領域３Ａが形成されている。このＰ型ウェル領域２とＮ型不純物拡散領域３ＡのＰＮ接合により、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部４Ａが各画素毎に形成されている。この異なるイオン種は、Ｎ型シリコン基板１の表面からのイオン注入深さによって選択されている。
【００４８】
本実施形態において、フォトダイオード部４Ａを構成するＮ型不純物拡散領域３Ａは、基板表面からの深さが浅い方のＮ型不純物拡散領域３ａと、基板表面からの深さが深い方のＮ型不純物拡散領域３ｂとの上下の２領域から構成されている。  このフォトダイオード部４Ａ上の基板表面近く（基板表面側）には、表面の空乏化を防ぐために表面一方導電型領域としての表面Ｐ＋領域５が形成されている。
【００４９】
このフォトダイオード部４Ａの隣側（左側）には、フォトダイオード部４Ａに蓄積された信号電荷を読み出して図示しない信号検出部に転送するために、Ｎ型（Ｎ＋）領域からなる垂直転送部６が設けられ、その下にＰ型（Ｐ＋）領域７が設けられている。さらに、フォトダイオード部４Ａおよび垂直転送部６と、左右方向に隣接する画素部のフォトダイオード部４Ａおよび垂直転送部６を画素分離するために、Ｐ型（Ｐ＋）領域からなるチャネルストップ部８が設けられている。
【００５０】
上下のＮ型不純物拡散領域３ａ，３ｂは、画素分離のため、Ｎ型シリコン基板１の表面からの深さが深い方に形成されるＮ型不純物拡散領域３ｂの平面視パターンが、Ｎ型シリコン基板１の表面からの深さが浅い方に形成されるＮ型不純物拡散領域３ａの平面視パターンの外周よりも外側にはみ出さないように形成（外周内に形成）されている。
【００５１】
一方、基板表面全面は、ＳｉＯ２からなる酸化膜９で覆われており、この酸化膜９上に、垂直転送信号を印加するためにポリシリコンからなるゲート電極１０がＳｉＮ膜１１さらにＳｉＯ２膜１２を介して配置されている。
【００５２】
ここで、本実施形態の固体撮像装置２０Ａの製造方法について説明する。なお、Ｎ型不純物拡散領域３Ａの形成工程以外は、従来の固体撮像装置２０の製造方法と同様であるため、ここではその説明を省略し、Ｎ型不純物拡散領域３Ａの形成工程についいてする。
【００５３】
本実施形態では、基板表面からの深さが浅い方のＮ型不純物拡散領域３ａを形成するために、基板表面側から２．０μｍまでの浅い位置に、砒素（Ａｓ）を１００ＫｅＶ以上３０００ＫｅＶ以下の注入エネルギーでイオン注入する。
【００５４】
基板を構成するシリコン（Ｓｉ）結晶の原子半径は１．１８オングストロームであり、リン（Ｐ）の原子半径１．１０オングストロームよりも砒素（Ａｓ）の原子半径１．２０オングストロームの方がシリコン（Ｓｉ）の原子半径に近い。これによって、砒素（Ａｓ）をイオン注入することによって、イオン注入による格子欠陥が抑えられる。
【００５５】
このように、Ｎ型不純物拡散領域３ａとなる領域に、異なるイオン種のうち、Ｎ型シリコン基板１の表面からのイオン注入深さが浅い方のイオン種（ここではＡｓ）として、イオン注入深さが深い方のイオン種（ここではＰ）よりも、原子半径が半導体元素（Ｓｉ）に近いイオン種をイオン注入する。
【００５６】
次に、基板表面からの深さが深い方のＮ型不純物拡散領域３ｂを形成するために、基板表面から０．５μｍ以上の深い位置に、リン（Ｐ）を３００ＫｅＶ以上４０００ＫｅＶ以下の注入エネルギーでイオン注入する。
【００５７】
シリコン（Ｓｉ）と砒素（Ａｓ）の原子半径は近いが、質量はシリコン（Ｓｉ）よりも砒素（Ａｓ）の方が重いため、基板の深い位置に砒素（Ａｓ）を１ＭｅＶ以上の高エネルギーで注入すると、イオン注入時のダメージにより欠陥が生じる。砒素（Ａｓ）の原子量７５に比べて、リン（Ｐ）の原子量３１の方が、基板を構成するシリコン（Ｓｉ）の原子量２８に近い。これによって、基板表面からの深さが深い方のＮ型不純物拡散領域３Ａを形成する際に、リン（Ｐ）をイオン注入すると、欠陥を抑制することができる。
【００５８】
このように、Ｎ型不純物拡散領域３ｂとなる領域に、異なるイオン種のうち、Ｎ型シリコン基板１の表面からのイオン注入深さが深い方のイオン種（Ｐ）として、イオン注入深さが浅い方のイオン種（Ａｓ）よりも原子量が少ないイオン種をイオン注入する。
【００５９】
その後、Ｎ型不純物拡散領域３ａ上のＮ型シリコン基板１の表面側に、表面Ｐ＋領域５を形成する。この場合の注入イオン種はボロン（Ｂ）である。このようにして、Ｎ型不純物拡散領域３Ａより基板表面近くにボロン（Ｂ）をイオン注入して表面Ｐ＋領域５を形成することにより、表面の空乏化を防ぐことができる。
【００６０】
さらに、イオン注入処理の後に、イオン注入による格子欠陥を減らすための熱処理（アニール）を行う。この熱処理工程は、複数回のイオン注入によって画素部を構成した後、1回以上行う。
【００６１】
以上のように、本実施形態によれば、フォトダイオード部４Ａを構成するＮ型不純物拡散領域３Ａを形成するためのイオン注入時に、基板表面から浅いところでは砒素（Ａｓ）、基板表面から深いところではリン（Ｐ）を用いて、イオン種を使い分けることにより、受光部の欠陥を抑制することができる。これによって、撮像画面における白キズを低減することができる。
【００６２】
なお、本実施形態では、Ｎ型シリコン基板１の上部に形成されたＰ型ウェル領域２内にＮ型不純物拡散領域３Ａを形成したが、これに限らず、Ｐ型シリコン基板１の上部にＮ型不純物拡散領域３Ａを形成してもよい。さらに、基板表面近くに形成した表面Ｐ＋領域５は省略してもよい。要するに、本発明は、Ｐ型領域上部にＮ型不純物拡散領域３Ａが形成され、これらのＰＮ接合によってフォトダイオード部４Ａが形成される全ての固体撮像装置に適用可能である。さらに、Ｐ型とＮ型は逆であってもよい。
【００６３】
即ち、一方導電型半導体基板または半導体基板上部の一方導電型領域内に他方導電型領域が形成され、一方導電型領域と他方導電型領域とのＰＮ接合によって、入射光を信号電荷に光電変換する受光部として機能するフォトダイオード部４Ａが各画素毎に形成された固体撮像装置であれば、本発明のＮ型不純物拡散領域３Ａを適用することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態の固体撮像装置２０Ａ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説明する。本発明の電子情報機器は、本発明の上記実施形態の固体撮像装置２０Ａを撮像部に用いて得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手段と、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手段と、この画像データを印刷（印字）して出力（プリントアウト）する画像出力手段とのうちの少なくともいずれかを有している。
【００６５】
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】
【００６６】
本発明は、半導体基板上のＰ型領域内にＮ型不純物拡散領域が形成され、そのＰ型領域とＮ型不純物拡散領域とのＰＮ接合によってフォトダイオード部（受光部）が形成された固体撮像装置およびその製造方法、この固体撮像装置を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、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の分野において、フォトダイオード部（受光部）を構成するＮ型不純物拡散領域を、異なるイオン種による少なくとも２回のイオン注入によって形成し、イオン注入される濃度のピーク深さによってイオン種を使い分けることにより、フォトダイオード部（受光部）の欠陥を抑制して、撮像画面における白キズを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係る固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【図２】従来の一般的な固体撮像装置におけるフォトダイオード部（受光部）の構成例を示す縦断面図である。
【図３】従来の固体撮像装置の要部構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  Ｎ型シリコン基板
２  Ｐ型ウェル領域
３Ａ  Ｎ型不純物拡散領域
３ａ  基板表面からの深さが浅いＮ型不純物拡散領域
３ｂ  基板表面からの深さが深いＮ型不純物拡散領域
４Ａ  フォトダイオード部（受光部）
５  表面Ｐ＋領域
６  垂直転送部
７  垂直転送部下のＰ型領域
８  チャネルストップ部
９  ＳｉＯ２からなる酸化膜
１０  転送ゲート電極
１１  ＳｉＮ膜
１２  ＳｉＯ２膜
２０Ａ  固体撮像装置
【図１】
2007109818.tif 000003
【図２】
2007109818.tif 000004
【図３】
2007109818.tif 000005