(57)【要約】【課題】画素の微細化および／または電荷の完全転送に有利な技術を提供する。【解決手段】電荷蓄積領域を含む光電変換部と、浮遊拡散領域と、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷を前記浮遊拡散領域に転送するためのチャネルを形成するためのゲート電極とを含む固体撮像装置を製造する方法は、半導体基板の上にゲート絶縁層を介して前記ゲート電極を含むゲート電極構造体を形成する工程と、前記ゲート電極構造体および前記ゲート絶縁層を介して前記半導体基板の第１領域および第２領域に対して同時にイオンを注入する工程とを含み、前記第１領域は、前記電荷蓄積領域を形成すべき領域であり、前記第２領域は、前記電荷蓄積領域から前記ゲート電極の下方の部分に延びた拡張領域を形成すべき領域であり、前記イオンを注入する工程におけるイオンの平均投影飛程は、前記ゲート電極および前記ゲート絶縁層の厚さの合計よりも大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電荷蓄積領域を含む光電変換部と、浮遊拡散領域と、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷を前記浮遊拡散領域に転送するためのチャネルを形成するためのゲート電極とを含む固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板の上にゲート絶縁層を介して前記ゲート電極を含むゲート電極構造体を形成する工程と、
前記ゲート電極構造体および前記ゲート絶縁層を介して前記半導体基板の第１領域および第２領域に対して同時にイオンを注入する工程とを含み、
前記第１領域は、前記電荷蓄積領域を形成すべき領域であり、前記第２領域は、前記電荷蓄積領域から前記ゲート電極の下方の部分に延びた拡張領域を形成すべき領域であり、
前記イオンを注入する工程におけるイオンの平均投影飛程は、前記ゲート電極および前記ゲート絶縁層の厚さの合計よりも大きい、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【請求項２】
前記ゲート電極構造体を形成する工程は、前記ゲート電極を形成する工程と、前記ゲート電極の側面の少なくとも一部分を覆うサイドウォールスペーサを形成する工程とを含み、
前記イオンを注入する工程では、前記ゲート電極および前記サイドウォールスペーサを含む前記ゲート電極構造および前記ゲート絶縁層を介して前記半導体基板の前記第１領域および前記第２領域に対して同時にイオンを注入する、
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項３】
前記イオンを注入する工程は、前記浮遊拡散領域を形成すべき領域、および、前記ゲート電極構造の表面のうち前記浮遊拡散領域を形成すべき領域の側の部分を覆うマスクを用いて実施される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１領域および前記第２領域に対してイオンを注入するときよりも小さい加速エネルギーで、前記半導体基板の前記浮遊拡散領域を形成すべき領域に対してイオンを注入する工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項５】
前記電荷蓄積領域の上面が前記半導体基板の内部に位置する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１領域および前記第２領域に対してイオンを注入するときよりも小さい加速エネルギーで、前記半導体基板の前記浮遊拡散領域を形成すべき領域に対してイオンを注入する工程と、
前記ゲート電極構造体および前記ゲート絶縁層を介して前記半導体基板の第１領域および第２領域に対して同時にイオンを注入する工程と前記浮遊拡散領域を形成すべき領域にイオンを注入する工程との後に、前記半導体基板の第１領域および第２領域と、前記浮遊拡散領域を形成すべき領域とを覆う絶縁膜を形成する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１領域の少なくとも一部に、第２導電型のイオンを注入する工程を更に含む
ことを特徴とする請求項６に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、固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置では、フォトダイオードの電荷蓄積領域から浮遊拡散領域へ電荷が転送される転送路の構造が重要である。特に、転送ＭＯＳトランジスタのゲート電極の直下における転送路が最適に形成されていないと、電荷蓄積領域に蓄積された電荷が浮遊拡散領域へ完全には転送されずに電荷が残存するため、残像やノイズ等の発生要因となる。
【０００３】
特許文献１には、ホトレジストと制御電極をマスク材として用いて半導体基板に燐を斜めから注入することによってバイパス領域を形成することが記載されている。特許文献２には、ゲート電極をマスクとしてシリコン基板に不純物イオンを注入し、その後、ゲート電極の両側面にシリコン酸化膜を形成し、更にシリコン基板に不純物イオンを注入することによってＬＤＤ部および拡散領域を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７４４５４号公報
【特許文献２】特開２０００−０１２８２３公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されたような半導体基板に対して斜めからイオンを注入する方法は、画素の微細化が進むと、注入時のシャドーイングの影響が大きくなるため、画素の微細化には不向きである。一方、特許文献２に記載された方法は、注入時のレジストマスクによるシャドーイングの影響を受けない。しかしながら、特許文献２に記載された方法は、ＬＤＤ構造を形成することを目的とするものであるので、必然的に、ＬＤＤ部の不純物濃度とそれに隣接する拡散領域（蓄積領域）の不純物濃度とは異なる。よって、拡散領域（電荷蓄積部）からＬＤＤ部を介して浮遊拡散領域に電荷を転送する際には、この不純物濃度の差がポテンシャル障壁となり得るため、電荷が完全転送される妨げとなりうる。
【０００６】
本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、画素の微細化および／または電荷の完全転送に有利な技術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】
【０００７】
本発明の１つの側面は、電荷蓄積領域を含む光電変換部と、浮遊拡散領域と、前記電荷蓄積領域に蓄積された電荷を前記浮遊拡散領域に転送するためのチャネルを形成するためのゲート電極とを含む固体撮像装置の製造方法に係り、前記製造方法は、半導体基板の上にゲート絶縁層を介して前記ゲート電極を含むゲート電極構造体を形成する工程と、前記ゲート電極構造体および前記ゲート絶縁層を介して前記半導体基板の第１領域および第２領域に対して同時にイオンを注入する工程とを含み、前記第１領域は、前記電荷蓄積領域を形成すべき領域であり、前記第２領域は、前記電荷蓄積領域から前記ゲート電極の下方の部分に延びた拡張領域を形成すべき領域であり、前記イオンを注入する工程におけるイオンの平均投影飛程は、前記ゲート電極および前記ゲート絶縁層の厚さの合計よりも大きい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画素の微細化および／または電荷の完全転送に有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態の製造方法によって製造されうる固体撮像装置における画素アレイの部分的な平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ’線の断面図。
【図３】第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態の製造方法によって製造されうる固体撮像装置における画素アレイの部分的な平面図。
【図５】第３実施形態の固体撮像装置の製造方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第１実施形態の固体撮像装置は、複数の行および複数の列を構成するように複数の画素が配列された画素アレイを含む。該固体撮像装置はまた、画素アレイにおける行を選択する行選択部と、画素アレイにおける列を選択する列選択部と、行選択部および列選択部によって選択された画素の信号を読み出す読み出し部とを含む。各画素は、電荷蓄積部を含む光電変換部と、浮遊拡散領域と、電荷蓄積領域に蓄積された電荷を浮遊拡散領域に転送するためのチャネルを形成するゲート電極（転送トランジスタのゲート電極）とを含みうる。浮遊拡散領域は、複数の画素によって共有されてもよい。各画素、または、浮遊拡散領域を供給する複数の画素からなる画素グループは、浮遊拡散領域の電圧に応じた信号を出力する出力部を含みうる。また、画素アレイは、複数の画素が１次元に配列された構成であってもよい。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態の製造方法によって製造されうる固体撮像装置における画素アレイの部分的な平面図であり、図１には、簡略化のために、３つの画素の光電変換部ＰＤ、浮遊拡散領域１０４およびゲート電極１０３が示されている。図２は、図１のＡ−Ａ’線の断面図である。なお、図１および図２において、配線構造、マイクロレンズ、カラーフィルタなどの構成は省略されている。ここでは、便宜上、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型として説明するが、第１導電型をｐ型、第２導電型をｎ型としてもよい。
【００１２】
固体撮像装置またはその画素は、電荷蓄積領域１０２を含む光電変換部（フォトダイード）ＰＤと、浮遊拡散領域１０４と、電荷蓄積領域１０２に蓄積された電荷を浮遊拡散領域１０４に転送するためのチャネルを形成するためのゲート電極１０３とを含む。光電変換部ＰＤは、例えば、第１導電型の電荷蓄積領域１０２と、第２導電型の半導体領域（ここでは、第２導電型の半導体基板１００）とで構成されうる。光電変換部ＰＤを構成する第２導電型の半導体領域は、例えば、第１導電型の半導体基板にエピタキシャル成長またはイオン注入によって形成された第２導電型の半導体領域であってもよい。電荷蓄積領域１０２の上面は、半導体基板１００の内部に位置しうる。このような電荷蓄積領域は、埋め込み型の電荷蓄積領域と呼ばれうる。埋め込み型の電荷蓄積領域を有するフォトダイオードは、埋め込み型のフォトダイオードと呼ばれうる。
【００１３】
ゲート電極１０３は、電荷蓄積領域１０２をソース（またはドレイン）とし、浮遊拡散領域１０４をドレイン（またはソース）とする転送トランジスタのゲート電極である。ゲート電極１０３は、半導体基板１００の上にゲート絶縁層１０６を介して配置されうる。ゲート電極１０３は、ゲート電極構造体ＧＥＳの主要部である。ゲート電極構造体ＧＥＳは、ゲート電極１０３の他に、ゲート電極１０３の側面の少なくとも一部分を覆うサイドウォールスペーサ２０１を含みうる。サイドウォールスペーサ２０１は、例えば、ゲート電極１０３を覆うように絶縁膜を形成した後に、ゲート電極１０３の側面を覆っている部分以外の該絶縁膜を除去することによって形成されうる。
【００１４】
電荷蓄積領域１０２および浮遊拡散領域１０４は、半導体基板１００の活性領域１０１に形成される。活性領域１０１の境界は、半導体基板１００に形成された素子分離領域１０５の境界によって規定される。素子分離領域１０５は、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）、またはＬＯＣＯＳ法によって形成された酸化物でありうる。また、素子分離領域１０５は、不純物拡散領域によるＰＮ接合分離構造であってもよい。電荷蓄積領域１０２からゲート電極１０３の下方の部分に拡張領域２１０が延びている。電荷蓄積領域１０２および拡張領域２１０は、１つの連続した不純物拡散領域を構成している。電荷蓄積領域１０２と拡張領域２１０との物理的な境界は存在しないが、便宜上、平面図においてゲート電極構造ＧＥＳの電荷蓄積領域１０２側の境界を含む面を電荷蓄積領域１０２と拡張領域２１０との境界面として考えることができる。拡張領域２１０は、平面図においてゲート電極１０３によって隠される領域である潜り込み領域２０２と、潜り込み領域２０２と電荷蓄積領域１０２とを接続する接続領域２０５とを含むものとして考えることができる。ただし、潜り込み領域２０２と接続領域２０５との間にも、物理的な境界は存在しない。潜り込み領域２０２は半導体基板１００の表面に接していてもよい。転送効率の低下を抑制することが出来る。
【００１５】
以下、図３を参照しながら第１実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する。まず、図３（ａ）に示す工程では、第２導電型の半導体基板１００に素子分離領域１０５を形成する。半導体基板１００は、典型的には、シリコン基板であり、素子分離領域１０５は、典型的には、シリコン酸化物である。素子分離領域１０５が半導体基板１００に形成された状態において、半導体基板１００の表面のうち素子分離領域１０５が存在しない領域が活性領域１０１である。図３（ｂ）に示す工程では、半導体基板１００の表面の上にゲート絶縁層１０６を介してゲート電極１０３を形成する。ゲート絶縁層１０６およびゲート電極１０３は、絶縁層およびゲート電極材料層を形成した後にそれらを連続的にパターニングすることによって形成されうる。ここで、ゲート絶縁層１０６は除去されているが、光電変換部を形成すべき領域に残存していてもよい。図３（ｃ）に示す工程では、転送トランジスタのゲート電極１０３の側面の少なくとも一部分を覆うサイドウォールスペーサ２０１を形成する。これにより、ゲート電極１０３およびサイドウォールスペーサ２０１を含むゲート電極構造体ＧＥＳが形成される。サイドウォールスペーサ２０１は、例えば、ゲート電極１０３を覆うようにシリコン酸化物等の絶縁膜を形成した後に、ゲート電極１０３の側面を覆っている部分以外の該絶縁膜を除去することによって形成されうる。
【００１６】
図３（ｄ）に示す工程では、ゲート電極構造体ＧＥＳおよびゲート絶縁層１０６を介して半導体基板１００の第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に対して同時に第１導電型のイオンを注入する。これにより、電荷蓄積領域１０２および拡張領域２１０を含む連続的な不純物拡散領域が形成される。このイオン注入では、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に開口部を有するレジストパターン２０３が、半導体基板１００に対してイオンを注入する領域を規定するイオン注入マスクとして使用される。第１領域Ｒ１は、電荷蓄積領域１０２を形成すべき領域であり、第２領域Ｒ２は、電荷蓄積領域１０２からゲート電極１０３の下方の部分に延びた拡張領域２１０を形成すべき領域である。拡張領域２１０は、前述のように、潜り込み領域２０２と、接続領域２０５とを含むものとして考えることができる。サイドウォールスペーサ２０１が存在することで、電荷蓄積領域１０２と潜り込み領域２０２との間の段差を滑らかにすることができる。
【００１７】
図３（ｄ）に示すイオン注入におけるイオンの加速エネルギーは、イオンの平均投影飛程が転送トランジスタのゲート電極１０３およびゲート絶縁層１０６の厚さの合計より大きくなるように決定される。例えば、ゲート電極１０３の厚さが２０００Åで、半導体基板１００に対する砒素の注入によって電荷蓄積領域１０２を形成する場合には、加速エネルギーは、３８０ＫｅＶ以上にされうる。なお、加速エネルギーの上限は、形成すべき電荷蓄積領域１０２の深さに応じて任意に決定されうる。
【００１８】
電荷蓄積領域１０２は、暗電流によるノイズを抑制するために埋め込み型の電荷蓄積領域とされることが好ましい。一方、電荷蓄積領域１０２から浮遊拡散領域１０４に電荷を転送する転送路を構成する不純物拡散領域（潜り込み領域２０２）は、電荷転送を容易にするために半導体基板１００の表面近傍に濃度ピークを有することが好ましい。つまり、電荷蓄積領域１０２の好ましい不純物濃度の深さ方向におけるピーク位置と潜り込み領域２０２の好ましい不純物濃度の深さ方向におけるピーク位置とは異なる。第１実施形態によれば、深さの異なる２つの部分を含む不純物拡散領域を同一のイオン注入工程によって形成するため、アライメントずれの影響を考慮することなく、安定して、また連続的なポテンシャルを有する不純物拡散領域を形成することが可能となる。つまり、不純物濃度の深さ方向におけるピーク位置が、電荷蓄積領域１０２から潜り込み領域２０２まで連続的な曲線を描くように配置することが出来る。
【００１９】
図３（ｄ）に示す工程で使用されるマスクであるレジストパターン２０３は、浮遊拡散領域１０４を形成すべき領域、および、ゲート電極構造ＧＥＳの表面のうち浮遊拡散領域１０４を形成すべき領域の側の部分を覆うマスクである。即ち、レジストパターン２０３は、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２以外の領域を覆っている。したがって、潜り込み領域２０２と浮遊拡散領域１０４とを電気的に接続する不純物拡散領域が形成されることはない。
【００２０】
図３（ｅ）に示す工程は、図３（ｄ）に示す工程の後または前に実施されうる。図３（ｅ）に示す工程では、浮遊拡散領域１０４を形成すべき領域に開口部を有するレジストパターン２０４を用いて、半導体基板１００の浮遊拡散領域１０４を形成すべき領域に対して第１導電型のイオンを注入する。これによって、浮遊拡散領域１０４が形成される。図３（ｅ）に示す工程では、典型的には、図３（ｄ）に示す工程（即ち、第１領域Ｒおよび第２領域Ｒ２に対してイオンを注入する工程）よりも小さい加速エネルギーで、半導体基板１００の浮遊拡散領域１０４を形成すべき領域にイオンを注入する。これは、浮遊拡散領域１０４は、典型的には、半導体基板１００の表面近傍に形成されるからである。イオン注入条件の一例を挙げると、イオン種はＡｓ（砒素）、加速エネルギーは８０ＫｅＶ、ドーズ量は３×１０１３（ｃｍ−２）でありうる。図３（ｅ）に示す工程の後、レジストパターン２０４を除去することで、図２に模式的に示す構成が得られる。
【００２１】
転送トランジスタのゲート電極１０３の側面にサイドウォールスペーサ２０１を形成する際に、画素内の他のトランジスタのゲート電極および画素外の他の回路（例えば、行選択回路、列選択回路、読み出し回路など。）のトランジスタのゲート電極にも同時にサイドウォールスペーサを形成することができる。このようにして形成されるサイドウォールスペーサは、ＬＤＤ構造を有するトランジスタを形成するために利用されうる。ＬＤＤ構造は、トランジスタの高耐圧化のために有利な構造である。ＬＤＤ構造を構成する浮遊拡散領域１０４における不純物濃度が低い領域は、例えば、次のようにして形成されうる。即ち、図３（ｂ）でゲート電極１０３を形成した後に浮遊拡散領域１０４を形成すべき領域のみに開口部を有するレジストパターンを形成し、該開口部を通して半導体基板１００にイオンを注入すればよい。この時のイオン注入は、図３（ｅ）において行うドーズ量よりも少ないドーズ量で実施される。
【００２２】
第１実施形態の方法は、イオンの注入方向を半導体基板１００の表面の法線に対して傾斜させることを必須の要件としないので、画素の微細化に有利である。なお、前述のとおり、特許文献１に記載されたようにイオンの注入方向を半導体基板の表面の法線に対して傾斜させる方法は、微細化にともなって注入時のシャドーイングの影響が大きくなりうる。
【００２３】
また、第１実施形態の方法によれば、電荷蓄積領域１０２および拡張領域２１０を同一のイオン注入工程で形成することができるので、電荷蓄積領域１０２および拡張領域２１０からなる不純物拡散領域の不純物濃度を均一にすることができる。したがって、電荷蓄積領域１０２から拡張領域２１０の潜り込み領域２０２に至る経路にポテンシャル障壁が形成されない。これは、電荷蓄積領域１０２の電荷を浮遊拡散領域１０４に完全転送するために有利である。
【００２４】
サイドウォールスペーサ２０１は、上記のようにシリコン酸化物で形成してもよいが、シリコン窒化物で形成してもよい。転送トランジスタのサイドウォールスペーサ２０１および他のトランジスタのサイドウォールスペーサをシリコン窒化物で形成する方法は、トランジスタのソースおよび／またはドレインをＳＡＣ（Ｓｅｌｆ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｃｏｎｔａｃｔの略。）技術によって形成するために有利である。ＳＡＣ技術の適用は、トランジスタの微細化に有利であり、これは、高速化、チップサイズの縮小化をもたらす。したがって、例えば、高速撮影が可能で小型、安価な固体撮像装置を提供することができる。
【００２５】
第１実施形態では、サイドウォールスペーサを利用して電荷蓄積領域および拡張領域からなる不純物拡散領域の断面構造が制御される。第２実施形態では、サイドウォールスペーサを利用することなく、電荷蓄積領域および拡張領域からなる不純物拡散領域の断面構造が制御される。即ち、第２実施形態では、サイドウォールスペーサを有しないゲート電極構造体ＧＥＳおよびゲート絶縁層１０６を介して半導体基板１００の第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に対して同時に第１導電型のイオンを注入する。
【００２６】
図４は、本発明の第２実施形態の製造方法によって製造されうる固体撮像装置における画素アレイの部分的な平面図である。第２実施形態では、電荷蓄積領域１０２と拡張領域２１０とを滑らかに連続させるために、半導体基板１００に注入されるイオンの深さ方向の広がり（分布）が利用される。更に、イオン注入後の熱拡散により電荷蓄積領域１０２と拡張領域２１０とを滑らかに連続させることができる。
【００２７】
半導体基板１００に注入されるイオンの深さ方向の広がり（分布）を利用する場合、転送トランジスタのゲート電極１０３の厚みをｄ、注入されたイオンの深さ方向の広がりをΔＲｐとした場合、例えば、ｄ＜２ΔＲｐを満たすことが好ましい。熱拡散によって電荷蓄積領域１０２と拡張領域２１０とを滑らかに連続させる場合には、熱拡散量を√Ｄｔとすると、例えば、ｄ＜２√Ｄｔを満たすことが好ましい。ここで、Ｄは拡散係数であり、ｔは熱拡散時間である。もちろん、ｄ＜２ΔＲｐおよびｄ＜２√Ｄｔの双方を満たしてもよい。
【００２８】
図５（ａ）〜（ｄ）を参照しながら第３実施形態の固体撮像装置の製造方法を説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は、図３（ａ）〜（ｅ）と同様に図１のＡ−Ａ’線の断面図である。第３実施形態の固体撮像装置の製造方法は、第１実施形態における図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明した工程に続くものである。
【００２９】
図５（ａ）に示す工程では、ゲート電極１０３およびゲート絶縁層１０６を介して半導体基板１００の第１領域Ｒ１’および第２領域Ｒ２に対して同時に第１導電型のイオンを注入する。これにより、電荷蓄積領域１０２および拡張領域２１０を含む不純物拡散領域が形成される。この工程は、第１の実施形態の図３（ｄ）に示す工程と対応し、第１の実施形態の図３（ｄ）に示す工程と同様な部分については詳細な説明を省略する。図５（ａ）において、図３（ｄ）におけるサイドウォールスペーサ２０１を設けていないことで、サイドウォールスペーサ形成時のエッチングによる光電変換部ＰＤへのダメージを低減することが出来る。また、図５（ａ）において、レジストパターン２０３’は素子分離領域１０５が存在する領域からゲート電極１０３の方向へ延びており、第１領域Ｒ１’は図３（ｄ）の第１領域Ｒ１に比べると狭い範囲を示している。
【００３０】
次に、図５（ｂ）に示す工程を行う。図５（ｂ）に示す工程では、浮遊拡散領域１０４を形成する。この工程は、第１実施形態の図３（ｅ）に示す工程と対応し、第１実施形態の図３（ｅ）に示す工程と同様な部分については詳細な説明を省略する。この浮遊拡散領域１０４は、画素外の他の回路のトランジスタのソース、ドレインを構成する領域と同時に形成することが出来る。この浮遊拡散領域１０４と同時に形成される領域は、完成後のトランジスタにおけるソース、ドレインの不純物濃度が低い領域（ＬＤＤ領域）でありうる。
【００３１】
図５（ｃ）に示す工程では、電荷蓄積領域１０２の上方の領域の少なくとも一部、あるいは電荷蓄積領域１０２内の上部の領域の少なくとも一部に、第２導電型のイオンを注入する。このイオン注入は、少なくとも図５（ａ）で形成した電荷蓄積領域１０２の一部を露出する開口部を有するレジストパターン３０１を用いて行う。つまり、図５（ｃ）に示す工程では、半導体基板１００の第１領域Ｒ１に対して第２導電型のイオンを注入する。この工程によって、電荷蓄積領域１０２の少なくとも一部を覆う第２導電型の表面領域３０２を形成する。表面領域３０２は、好ましくは電荷蓄積領域１０２の全面を覆うように形成される。表面領域３０２は、半導体基板１００の表面で生じる暗電流が電荷蓄積領域１０２に流入することを低減することが出来る。なお、拡張領域２１０の一部が、ゲート電極１０３が配置されていない半導体基板１００の表面近傍に位置する場合には、表面領域３０２が拡張領域２１０の一部を覆っていてもよい。
【００３２】
次に、図５（ｄ）に示す工程では、光電変換部ＰＤとゲート電極構造ＧＥＳと浮遊拡散領域１０４とを覆う絶縁膜３０３を画素全面に形成する。絶縁膜３０３は、例えば、シリコン窒化膜であってもよいし、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜またはシリコン酸窒化膜等との積層構造であってもよい。絶縁膜３０３は光電変換部ＰＤを保護する。絶縁膜３０３は反射防止膜としても機能しうる。絶縁膜３０３は複数の画素に渡って延在してもよい。この後、層間絶縁膜、コンタクト、配線等を形成し、固体撮像装置が完成する。
【００３３】
ここで、絶縁膜３０３を利用して、画素外の他の回路（例えば、行選択回路、列選択回路、読み出し回路など。）のトランジスタのゲート電極にサイドウォールスペーサを形成することができる。絶縁膜３０３となる膜を形成した後に、画素を覆うレジストパターンを用いてエッチングすることで、画素外の他の回路におけるサイドウォールスペーサを形成することが出来る。
【００３４】
第３実施形態の方法も、イオンの注入方向を半導体基板１００の表面の法線に対して傾斜させることを必須の要件としないので、画素の微細化に有利である。また、第３実施形態の方法も、電荷蓄積領域１０２および拡張領域２１０からなる不純物拡散領域の不純物濃度を均一にすることができるので、電荷蓄積領域１０２から拡張領域２１０の潜り込み領域２０２に至る経路にポテンシャル障壁が形成されにくい。
【００３５】
本発明の固体撮像装置は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、光電変換部ＰＤの第１導電型の電荷蓄積領域は、第１導電型のエピタキシャル層に配置されていてもよく、電荷蓄積領域の上面に更に第２導電型の半導体領域が配置されていてもよく、また、各半導体領域の導電型を反転してもよい。また、各実施形態は適宜組み合わせ可能である。
【図１】
2012109540.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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