(57)【要約】【課題】１つの実施形態は、例えば、各画素の電荷蓄積領域の飽和電荷量を増加できる固体撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】１つの実施形態によれば、複数の画素と素子分離領域とを有する固体撮像装置が提供される。素子分離領域は、複数の画素を電気的に分離する。複数の画素のそれぞれは、電荷蓄積領域を有する。電荷蓄積領域は、素子分離領域に隣接している。電荷蓄積領域は、第１の領域と第２の領域とを有する。第２の領域は、第１の領域より素子分離領域に近い。電荷蓄積領域は、第１の領域の不純物濃度に比べて第２の領域の不純物濃度が濃くなっている。【選択図】図４
2016062915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、
前記複数の画素を電気的に分離する素子分離領域と、
を備え、
前記複数の画素のそれぞれは、
前記素子分離領域に隣接しており、第１の領域と前記第１の領域より前記素子分離領域に近い第２の領域とを有し、前記第１の領域の不純物濃度に比べて前記第２の領域の不純物濃度が濃くなっている電荷蓄積領域を有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記第２の領域は、前記電荷蓄積領域の上面に垂直な方向から透視した場合に略Ｕ形状を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素のそれぞれは、
電荷電圧変換領域と、
前記電荷蓄積領域の電荷を電荷電圧変換領域へ転送するためのチャネルを形成する転送電極と、
をさらに有し、
前記電荷蓄積領域は、前記第２の領域より前記転送電極に近い第３の領域をさらに有し、前記第３の領域に比べて前記第２の領域の不純物濃度が濃くなっている
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。
【請求項４】
前記複数の画素のそれぞれは、
電荷電圧変換領域と、
前記電荷蓄積領域の電荷を電荷電圧変換領域へ転送するためのチャネルを形成する転送電極と、
をさらに有し、
前記電荷蓄積領域は、前記第１の領域より前記転送電極に近い第４の領域をさらに有し、前記第１の領域の不純物濃度に比べて前記第４の領域の不純物濃度が濃くなっている
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。
【請求項５】
それぞれ電荷蓄積領域を含む複数の画素を有する固体撮像装置の製造方法であって、
半導体基板内の前記電荷蓄積領域となるべき領域における第１の領域に第１の濃度で不純物を導入することと、
前記半導体基板内の前記電荷蓄積領域となるべき領域における前記第１の領域より素子分離領域に近い第２の領域に前記第１の濃度より濃い第２の濃度で不純物を導入することと、
を備えたことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置の各画素では、光に応じた電荷が電荷蓄積領域に蓄積され、電荷蓄積領域の電荷を転送電極により電荷電圧変換領域へ転送し、電荷電圧変換領域の電圧に応じた画素信号が信号線へ出力される。このとき、各画素において、信号のダイナミックレンジを拡大するためには、電荷蓄積領域の飽和電荷量を増加させることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１つの実施形態は、例えば、各画素の電荷蓄積領域の飽和電荷量を増加できる固体撮像装置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】
【０００５】
１つの実施形態によれば、複数の画素と素子分離領域とを有する固体撮像装置が提供される。素子分離領域は、複数の画素を電気的に分離する。複数の画素のそれぞれは、電荷蓄積領域を有する。電荷蓄積領域は、素子分離領域に隣接している。電荷蓄積領域は、第１の領域と第２の領域とを有する。第２の領域は、第１の領域より素子分離領域に近い。電荷蓄積領域は、第１の領域の不純物濃度に比べて第２の領域の不純物濃度が濃くなっている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態にかかる固体撮像装置を適用した撮像システムの構成を示す断面図。
【図２】第１の実施形態にかかる固体撮像装置を適用した撮像システムの構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す回路図。
【図４】第１の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す平面図、断面図、及び不純物濃度分布図。
【図５】第１の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す平面図、断面図、及び不純物濃度分布図。
【図６】第１の実施形態にかかる固体撮像装置の特性を示す平面図及びポテンシャル分布図。
【図７】第１の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び断面図。
【図８】第１の実施形態の変形例にかかる固体撮像装置の構成を示す平面図、断面図、及び不純物濃度分布図。
【図９】第２の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び断面図。
【図１０】第３の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び不純物濃度分布図。
【図１１】第３の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び不純物濃度分布図。
【図１２】第３の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び断面図。
【図１３】第４の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び断面図。
【図１４】第５の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す平面図、断面図、及び不純物濃度分布図。
【図１５】第５の実施形態にかかる固体撮像装置の構成を示す平面図、断面図、及び不純物濃度分布図。
【図１６】第５の実施形態にかかる固体撮像装置の特性を示す平面図及びポテンシャル分布図。
【図１７】第５の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び断面図。
【図１８】第６の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び不純物濃度分布図。
【図１９】第６の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び不純物濃度分布図。
【図２０】第６の実施形態にかかる固体撮像装置の製造方法を示す平面図及び断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかる固体撮像装置について説明する。固体撮像装置は、例えば、図１及び図２に示す撮像システムに適用される。図１及び図２は、撮像システムの概略構成を示す図である。図１において、ＯＰは光軸を示している。
【０００９】
撮像システム１は、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどであってもよいし、カメラモジュールが電子機器に適用されたもの（例えばカメラ付き携帯端末等）でもよい。撮像システム１は、図２に示すように、撮像部２及び後段処理部３を有する。撮像部２は、例えば、カメラモジュールである。撮像部２は、撮像光学系４及び固体撮像装置５を有する。後段処理部３は、ＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）６、記憶部７、及び表示部８を有する。
【００１０】
撮像光学系４は、撮影レンズ４７、ハーフミラー４９、メカシャッタ４６、レンズ４４、プリズム４５、及びファインダー４８を有する。撮影レンズ４７は、撮影レンズ４７ａ，４７ｂ、絞り（図示せず）、及びレンズ駆動機構４７ｃを有する。絞りは、撮影レンズ４７ａと撮影レンズ４７ｂとの間に配され、撮影レンズ４７ｂへ導かれる光量を調節する。なお、図１では、撮影レンズ４７が２枚の撮影レンズ４７ａ，４７ｂを有する場合が例示的に示されているが、撮影レンズ４７は多数枚の撮影レンズを有していてもよい。
【００１１】
固体撮像装置５は、撮影レンズ４７の予定結像面に配置されている。例えば、撮影レンズ４７は、入射した光を屈折させて、ハーフミラー４９及びメカシャッタ４６経由で固体撮像装置５の撮像面へ導き、固体撮像装置５の撮像面に被写体の像を形成する。固体撮像装置５は、被写体像に応じた画像信号を生成する。
【００１２】
固体撮像装置５は、図３に示すように、イメージセンサ９０、及び信号処理回路９１を有する。図３は、固体撮像装置の回路構成を示す図である。イメージセンサ９０は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよいし、ＣＣＤイメージセンサであっても良い。イメージセンサ９０は、画素配列ＰＡ、垂直シフトレジスタ９３、タイミング制御部９５、相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）９６、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）９７及びラインメモリ９８を有する。
【００１３】
画素配列ＰＡでは、複数の画素Ｐが配列されている。各画素Ｐは、各画素への入射光量に応じた画像信号を生成する。生成された画像信号は、タイミング制御部９５及び垂直シフトレジスタ９３によりＣＤＳ９６側へ読み出され、ＣＤＳ９６／ＡＤＣ９７を経て画像データへ変換され、ラインメモリ９８経由で信号処理回路９１に出力される。信号処理回路９１では、信号処理が行われる。これらの信号処理された画像データは、ＩＳＰ６に出力される。
【００１４】
固体撮像装置５の各画素Ｐでは、光に応じた電荷が電荷蓄積領域に蓄積され、電荷蓄積領域の電荷を転送電極により電荷電圧変換領域へ転送し、電荷電圧変換領域の電圧に応じた画素信号が信号線へ出力される。このとき、信号のダイナミックレンジを拡大するためには、電荷蓄積領域の飽和電荷量を増加させることが望まれる。
【００１５】
そこで、本実施形態では、固体撮像装置５の各画素Ｐにおいて、中心付近の領域より素子分離領域に近い領域の不純物濃度が濃くなるように電荷蓄積領域を構成することで、電荷蓄積動作時における電荷蓄積領域に蓄積可能な電荷量（飽和電荷量）を増加させる。
【００１６】
具体的には、固体撮像装置５では、複数の画素Ｐが１次元的に又は２次元的に配列されている。各画素Ｐは、例えば、図４及び図５に示すように構成されている。図４（ａ）及び図５（ａ）は、画素Ｐの構成を示す平面図である。図４（ｂ）及び図５（ｂ）は、画素Ｐの構成を示す断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線で切った場合の断面（Ｘ−Ｚ断面）を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線で切った場合の断面（Ｙ−Ｚ断面）を示す図である。図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）では、半導体基板ＳＢの表面ＳＢａに略垂直な方向をＺ方向とし、半導体基板ＳＢの表面ＳＢａに沿った面内で直交する２方向をＸ方向及びＹ方向として示している。図４（ｃ）は、Ｘ方向に沿った位置（Ｘ位置）に応じた電荷蓄積領域１０内の不純物濃度の分布を示す図である。図５（ｃ）は、Ｙ方向に沿った位置（Ｙ位置）に応じた電荷蓄積領域１０内の不純物濃度の分布を示す図である。
【００１７】
画素Ｐは、光電変換部ＰＤ、転送電極ＴＧ、及び電荷電圧変換領域ＦＤを備える。
【００１８】
光電変換部ＰＤは、電荷蓄積領域１０及び保護領域２０を有する。保護領域２０は、電荷蓄積領域１０を保護するように半導体基板ＳＢ内における半導体基板ＳＢの表面ＳＢａ近傍に設けられている。保護領域２０は、第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物をウェル領域６０より濃い濃度で含む。Ｐ型の不純物は、例えば、ボロンである。電荷蓄積領域１０及び保護領域２０の境界面は、電荷蓄積領域１０の上面１０ｃとなっており、半導体基板ＳＢの表面ＳＢａに沿った面になっている。
【００１９】
電荷蓄積領域１０は、半導体基板ＳＢ内における保護領域２０より深い位置に設けられている。電荷蓄積領域１０は、素子分離領域５０に隣接している。電荷蓄積領域１０は、素子分離領域５０により、隣接する画素Ｐの電荷蓄積領域（図示せず）から電気的に分離されている。素子分離領域５０は、第２導電型の不純物をウェル領域６０より濃い濃度で含む半導体で形成されていてもよい。
【００２０】
電荷蓄積領域１０は、第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウェル領域６０における第２導電型の不純物の濃度より濃い濃度で含む。第１導電型は、第２導電型の反対導電型である。Ｎ型の不純物は、例えば、リン又は砒素である。
【００２１】
電荷蓄積領域１０は、素子分離領域５０に近い部分領域における第１導電型として機能するネット不純物濃度が、中心付近の部分領域における第１導電型として機能するネット不純物濃度より濃くなっている。第１導電型として機能するネット不純物濃度は、第１導電型の不純物濃度から第２導電型の不純物濃度を減算して得られる。
【００２２】
例えば電荷蓄積領域１０で蓄積すべき信号電荷が電子である場合、第１導電型はＮ型である。このとき、電荷蓄積領域１０では、図４（ｃ）に示すように、中心付近の位置（例えば、電荷蓄積領域１０の重心位置）からＸ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれて、Ｎ型として機能するネット不純物濃度が多段階的に濃くなっている。Ｎ型として機能するネット不純物濃度は、Ｎ型の不純物濃度からＰ型の不純物濃度を減算して得られる。
【００２３】
図４（ｃ）では、縦軸がＮ型として機能するネット不純物濃度（Ｎ型−Ｐ型濃度）を示し、横軸がＸ方向に沿った位置（Ｘ位置）を示している。図４（ｃ）では、電荷蓄積領域１０において、中心付近からＸ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれてＮ型−Ｐ型濃度がＮ１→Ｎ２（＞Ｎ１）→Ｎ３（＞Ｎ２）→Ｎ４（＞Ｎ３）と変化する場合が例示されている。
【００２４】
また、電荷蓄積領域１０では、図５（ｃ）に示すように、中心付近からＹ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれて、Ｎ型として機能するネット不純物濃度が多段階的に濃くなっている。
【００２５】
図５（ｃ）では、縦軸がＮ型として機能するネット不純物濃度（Ｎ型−Ｐ型濃度）を示し、横軸がＹ方向に沿った位置（Ｙ位置）を示している。図５（ｃ）では、電荷蓄積領域１０において、中心付近からＹ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれてＮ型−Ｐ型濃度がＮ１→Ｎ２（＞Ｎ１）→Ｎ３（＞Ｎ２）→Ｎ４（＞Ｎ３）と変化する場合が例示されている。
【００２６】
例えば、電荷蓄積領域１０は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、複数の部分領域１１〜１５を有する。部分領域１１は、部分領域１２〜１４より素子分離領域５０から遠くに位置にする。部分領域１１は、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ１となるように構成されている。すなわち、部分領域１１は、複数の部分領域１１〜１４のうち、素子分離領域５０から最も遠くに位置し、Ｎ型−Ｐ型濃度が最も薄くなるように構成されている。
【００２７】
部分領域１２は、部分領域１１より素子分離領域５０の近くに位置するとともに、部分領域１３，１４より素子分離領域５０から遠くに位置にする。部分領域１２は、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ２（＞Ｎ１）となるように構成されている。部分領域１２は、電荷蓄積領域１０の上面１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｕ形状を有している。
【００２８】
部分領域１３は、部分領域１１，１２より素子分離領域５０の近くに位置するとともに、部分領域１４より素子分離領域５０から遠くに位置にする。部分領域１３は、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ３（＞Ｎ２）となるように構成されている。部分領域１３は、電荷蓄積領域１０の上面１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｕ形状を有している。
【００２９】
部分領域１４は、部分領域１１〜１３より素子分離領域５０の近くに位置する。部分領域１４は、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ４（＞Ｎ３）となるように構成されている。すなわち、部分領域１４は、複数の部分領域１１〜１４のうち、素子分離領域５０の最も近くに位置し、Ｎ型−Ｐ型濃度が最も濃くなるように構成されている。部分領域１４は、電荷蓄積領域１０の上面１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｕ形状を有している。
【００３０】
部分領域１５は、複数の部分領域１１〜１４と転送電極ＴＧとの間に位置する。部分領域１５は、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ１となるように構成されている。すなわち、部分領域１５は、Ｎ型−Ｐ型濃度が部分領域１１と均等になるように構成されている。すなわち、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ１である領域は、部分領域１１及び部分領域１５を合わせた領域であり、電荷蓄積領域１０の上面１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｔ形状を有している。
【００３１】
光電変換部ＰＤは、例えばフォトダイオードであり、導かれた光に対してＰＮ接合領域で光電変換を行い、光の応じた電荷を発生させて例えば電荷蓄積領域１０に蓄積する。
【００３２】
転送電極ＴＧは、半導体基板ＳＢ上における光電変換部ＰＤに隣接した位置に配されている。転送電極ＴＧは、電荷蓄積領域１０及び電荷電圧変換領域ＦＤとともに転送トランジスタを構成している。この転送トランジスタは、アクティブレベルの制御信号が転送電極ＴＧに供給された際にオンすることにより、電荷蓄積領域１０に蓄積された電荷を電荷電圧変換領域ＦＤへ転送する。すなわち、転送電極ＴＧは、アクティブレベルの制御信号が供給された際に、電荷蓄積領域１０に蓄積された電荷を電荷電圧変換領域ＦＤへ転送するためのチャネルを形成する。
【００３３】
電荷電圧変換領域ＦＤは、半導体基板ＳＢのウェル領域６０内に配されている。電荷電圧変換領域ＦＤは、第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を、ウェル領域６０における第２導電型の不純物の濃度よりも濃い濃度で含む。電荷電圧変換領域ＦＤは、転送トランジスタにより転送された電荷を電圧に変換する。図示しない増幅トランジスタは、その変換された電圧に応じた信号を信号線へ出力する。
【００３４】
ここで、仮に、電荷蓄積領域１０内の不純物濃度が一様であると、転送トランジスタがオフされている際における電荷蓄積領域１０内のＸ方向のポテンシャル分布は、図６（ｂ）、（ｃ）に破線で示すようになる。すなわち、電荷蓄積領域１０における素子分離領域５０から遠い部分領域（例えば中心付近の部分領域）に比べて、電荷蓄積領域１０における素子分離領域５０に近い部分領域は、第２導電型の素子分離領域５０の影響を受けてポテンシャルが小さくなりやすい。これにより、電荷蓄積領域１０の飽和電荷量が小さくなりやすく、信号のダイナミックレンジの拡大が困難になる。
【００３５】
それに対して、本実施形態では、中心付近の部分領域の不純物濃度に比べて素子分離領域５０に近い部分領域の不純物濃度が濃くなるように電荷蓄積領域１０が構成されている。このため、Ｘ方向で見た場合に、転送トランジスタがオフされている際における素子分離領域５０に近い部分領域のポテンシャルＶｐｐ１，Ｖｐｐ２を、図６（ｂ）に実線で示すように、中心付近の部分領域のポテンシャルＶｃｐに近づくように増加できる。これにより、電荷蓄積領域１０内に蓄積可能な電荷量として図６（ｂ）に斜線で示す分の電荷量を増加させることができ、電荷蓄積領域１０の飽和電荷量を増加できる。
【００３６】
同様に、Ｙ方向で見た場合に、転送トランジスタがオフされている際における素子分離領域５０に近い部分領域のポテンシャルＶｐｐ３を、図６（ｃ）に実線で示すように、中心付近の部分領域のポテンシャルＶｃｐに近づくように増加できる。これにより、電荷蓄積領域１０内に蓄積可能な電荷量として図６（ｃ）に斜線で示す分の電荷量を増加させることができ、電荷蓄積領域１０の飽和電荷量を増加できる。
【００３７】
したがって、電荷蓄積領域１０の飽和電荷量を増加でき、信号のダイナミックレンジを容易に拡大できる。なお、図６（ａ）は、画素Ｐの平面図である。図６（ｂ）は、転送トランジスタがオフされている際における画素Ｐの特性を示すＸ方向のポテンシャル分布図である。図６（ｃ）は、転送トランジスタがオフされている際における画素Ｐの特性を示すＹ方向のポテンシャル分布図である。
【００３８】
なお、電荷蓄積領域１０において、素子分離領域５０に近い部分領域の不純物濃度は、中心付近の部分領域の不純物濃度に対して適切な程度に濃くすることができる。例えば、転送トランジスタがオフされている際における素子分離領域５０に近い部分領域のポテンシャルが中心付近の部分領域のポテンシャルに均等又はより小さくなるように、素子分離領域５０に近い部分領域の不純物濃度を中心付近の部分領域の不純物濃度より濃くすることができる。
【００３９】
次に、固体撮像装置５の製造方法について図７を用いて説明する。図７（ａ）〜図７（ｄ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す平面図である。図７（ｅ）〜図７（ｈ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す工程断面図である。図７（ｅ）〜図７（ｈ）は、それぞれ、図７（ａ）〜図７（ｄ）の平面図に対応しており、対応する平面図を一点鎖線に沿って切った場合の断面図である。
【００４０】
図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程では、半導体基板ＳＢを準備する。半導体基板ＳＢは、第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を含む半導体（例えば、シリコン）で形成されている。Ｐ型の不純物は、例えば、ボロンなどである。
【００４１】
半導体基板ＳＢ内に、素子分離領域５０を形成する。例えば素子分離領域５０を第２導電型の不純物を含む半導体で形成する場合、イオン注入法により、第２導電型の不純物を、ウェル領域６０より濃い濃度になる注入量（ドーズ量）で加速電圧（注入エネルギー）を変えながら複数回導入する。
【００４２】
また、半導体基板ＳＢ上に、転送電極ＴＧを形成する。例えば半導体基板ＳＢの表面ＳＢａの全面にゲート絶縁膜を形成後導電物質（金属又は導電性を持たせたポリシリコン）の膜を堆積し、堆積された導電物質の膜をパターニングする。これにより、転送電極ＴＧを形成する。そして、電荷電圧変換領域ＦＤとなるべき領域と転送電極ＴＧの一部とを選択的に露出するレジストパターン（図示せず）を形成する。レジストパターン及び転送電極ＴＧをマスクとして、電荷電圧変換領域ＦＤとなるべき領域に第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。これにより、電荷電圧変換領域ＦＤを形成する。
【００４３】
さらに、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ１を形成する。領域１１ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１１（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。領域１５ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１５（図４（ａ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ１は、平面視において、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ１ａを有している。開口パターンＲＰ１ａは、平面視において、略Ｔ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ１は、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１１ａ，１５ａを除く領域、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００４４】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ１をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ１をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。Ｎ型の不純物は、例えば、リン、砒素などである。このとき、領域１１ａ，１５ａのネット不純物濃度がＮ１になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００４５】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａ，１５ａにＮ１の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域１１，１５にＮ１の濃度で不純物が導入される（図５（ｂ）、図５（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ１を除去する。
【００４６】
図７（ｂ）、図７（ｆ）に示す工程では、領域１２ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ２を形成する。領域１２ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１２（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ２は、平面視において、領域１２ａに対応した開口パターンＲＰ２ａを有している。開口パターンＲＰ２ａは、平面視において略Ｕ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ２は、領域１２ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１２ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００４７】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ２をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ２をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域１２ａのネット不純物濃度がＮ２になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００４８】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１２ａにＮ２（＞Ｎ１）の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域１２にＮ２の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、図４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ２を除去する。
【００４９】
図７（ｃ）、図７（ｇ）に示す工程では、領域１３ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ３を形成する。領域１３ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１３（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ３は、平面視において、領域１３ａに対応した開口パターンＲＰ３ａを有している。開口パターンＲＰ３ａは、平面視において略Ｕ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ３は、領域１３ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１３ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００５０】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ３をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ３をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域１３ａのネット不純物濃度がＮ３になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００５１】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１３ａにＮ３（＞Ｎ２）の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域１３にＮ３の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、図４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ３を除去する。
【００５２】
図７（ｄ）、図７（ｈ）に示す工程では、領域１４ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ４を形成する。領域１４ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１４（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ４は、平面視において、領域１４ａに対応した開口パターンＲＰ４ａを有している。開口パターンＲＰ４ａは、平面視において略Ｕ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ４は、領域１４ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１４ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００５３】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ４をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ４をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域１４ａのネット不純物濃度がＮ４になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００５４】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１４ａにＮ４（＞Ｎ３）の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域１４にＮ４の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、図４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ４を除去する。
【００５５】
そして、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａの表面を選択的に露出するレジストパターン（図示せず）を形成し、形成されたレジストパターンをマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンをマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける表面近傍の領域に注入されるような加速電圧（注入エネルギー）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【００５６】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａ内において第２導電型の不純物イオンが注入された領域が保護領域２０として形成される。保護領域２０は、半導体基板ＳＢにおける表面ＳＢａ近傍に配された半導体領域になっている。それとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａ内において第２導電型の不純物イオンが注入されなかった領域が電荷蓄積領域１０として残される。電荷蓄積領域１０は、半導体基板ＳＢにおける表面ＳＢａより深い位置に配された半導体領域になっている（図４（ｂ）参照）。
【００５７】
以上のように、第１の実施形態では、固体撮像装置５の各画素Ｐの電荷蓄積領域１０において、領域１１ａの不純物濃度に比べて、領域１１ａより素子分離領域５０に近い領域１２ａ〜１４ａの不純物濃度が濃くなっている。これにより、転送トランジスタがオフされている際の電荷蓄積領域１０のポテンシャル分布において、素子分離領域５０に近い領域のポテンシャルのプロファイルが素子分離領域５０から急峻に立ち上がるようにすることができる。すなわち、転送トランジスタがオフされている際における領域１１ａより素子分離領域５０に近い領域１２ａ〜１４ａのポテンシャルを領域１１ａのポテンシャルに近づけることができ、電荷蓄積領域１０内に蓄積可能な電荷量を増加させることができる。すなわち、固体撮像装置５における各画素Ｐの電荷蓄積領域１０の飽和電荷量を増加でき、信号のダイナミックレンジを容易に拡大できる。
【００５８】
また、第１の実施形態では、固体撮像装置５の各画素Ｐの電荷蓄積領域１０において、領域１１ａより素子分離領域５０に近い領域１２ａ〜１４ａが、電荷蓄積領域１０の上面１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｕ形状を有している。これにより、電荷蓄積領域１０における素子分離領域５０の影響を受けてポテンシャルが小さくなりやすい領域のポテンシャルを選択的に高めることができ、電荷蓄積領域１０の飽和電荷量を効率的に向上できる。
【００５９】
また、第１の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、素子分離領域５０に近づくにつれて多段階的に濃くなる量で半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域１０を形成する。これにより、固体撮像装置５の各画素Ｐにおいて、素子分離領域５０に近づくにつれて不純物濃度が多段階的に濃くなるように電荷蓄積領域１０を構成することができる。
【００６０】
また、第１の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａにＮ１の濃度で不純物を導入する。電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａより素子分離領域５０に近い領域１２ａにＮ１の濃度より濃いＮ２の濃度で不純物を導入する。電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１２ａより素子分離領域５０に近い領域１３ａにＮ２の濃度より濃いＮ３の濃度で不純物を導入する。電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１３ａより素子分離領域５０に近い領域１４ａにＮ３の濃度より濃いＮ４の濃度で不純物を導入する。これにより、素子分離領域５０に近づくにつれて不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域１０を形成することができる。
【００６１】
なお、固体撮像装置５の製造方法において、各工程のレジストパターンＲＰ１〜ＲＰ４の開口パターンＲＰ１ａ〜ＲＰ４ａの位置合わせのずれが生じ得るが、ずれのレベルがわずかであればポテンシャル分布に影響しない。例えば、開口パターンＲＰ１ａ，ＰＲ２ａの位置ずれにより領域１１ａと領域１２ａとの間に隙間ができても、その隙間の幅がわずかであれば領域１１ａと領域１２ａの間のポテンシャル分布は変化しない。このように、ずれのレベルがわずかであれば電荷蓄積領域１０から電荷電圧変換領域ＦＤへの電荷転送において問題のないポテンシャル分布となる。
【００６２】
また、固体撮像装置５の製造方法において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａへの不純物の導入方法はイオン注入法に限定されず他の方法を用いることができる。
【００６３】
イオン注入法に代えて固相拡散法を用いる場合、例えば、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程において、転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤを形成した後に、半導体基板ＳＢ及び転送電極ＴＧを覆う酸化膜７０ｉ（図示せず）を堆積する。酸化膜７０ｉの表面における領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した領域を選択的に露出するレジストパターンＲＰ１を形成する。レジストパターンＲＰ１をマスクとしてドライエッチングにより酸化膜７０ｉを加工して開口パターンＲＰ１ａに対応した開口パターン７０ａを酸化膜７０に形成する。これにより、酸化膜７０は、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１１ａ，１５ａを除く領域、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。そして、イオン注入を行う代わりに、固相拡散法を行う。すなわち、ＣＶＤ法により、第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を含む膜を酸化膜７０の開口パターン７０ａに埋め込む。半導体基板ＳＢを加熱し、その膜に含まれた第１導電型の不純物を領域１１ａに拡散させる。このとき、領域１１ａのネット不純物濃度がＮ１になるように、膜に含ませる不純物の濃度や加熱温度を調整する。これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａにＮ１の濃度で不純物が導入される。その後、酸化膜７０を除去する。同様にして、他の工程についても固相拡散法を用いることができる。
【００６４】
イオン注入法に代えて気相拡散法を用いる場合、例えば、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程において、転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤを形成した後に、半導体基板ＳＢ及び転送電極ＴＧを覆う酸化膜７０ｉ（図示せず）を堆積する。酸化膜７０ｉの表面における領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した領域を選択的に露出するレジストパターンＲＰ１を形成する。レジストパターンＲＰ１をマスクとしてドライエッチングにより酸化膜７０ｉを加工して開口パターンＲＰ１ａに対応した開口パターン７０ａを酸化膜７０に形成する。これにより、酸化膜７０は、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１１ａ，１５ａを除く領域、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。そして、イオン注入を行う代わりに、気相拡散法を行う。すなわち、第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を含む不純物ガスを半導体基板ＳＢに供給する。この状態で半導体基板ＳＢを加熱し、不純物ガスに含まれた第１導電型の不純物を領域１１ａに拡散させる。このとき、領域１１ａのネット不純物濃度がＮ１になるように、不純物ガスの供給量や加熱温度を調整する。これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａにＮ１の濃度で不純物が導入される。その後、酸化膜７０を除去する。同様にして、他の工程についても気相拡散法を用いることができる。
【００６５】
また、第１の実施形態では第１導電型がＮ型で第２導電型がＰ型の場合を例示しているが、電荷蓄積領域１０で蓄積すべき信号電荷がホールである場合、第１導電型がＰ型で第２導電型がＮ型であってもよい。
【００６６】
なお、転送電極ＴＧに近づくにつれて第１導電型の不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入できれば、不純物の導入の順番は、図７に示したものに限定されず、入れ替えることができる。
【００６７】
また、固体撮像装置５の各画素Ｐにおいて、電荷蓄積領域１０ｉは、素子分離領域５０に近づくにつれて不純物濃度が１段階で濃くなるように構成されていてもよい。例えば、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、部分領域１２〜１４（図４（ａ）参照）に対応する部分領域１６ｉが、部分領域１１より素子分離領域５０の近くに配されている。図８（ａ）は、画素Ｐの構成を示す平面図である。図８（ｂ）は、画素Ｐの構成を示す断面図であり、図８（ａ）のＣ−Ｃ線で切った場合の断面を示す図である。このとき、電荷蓄積領域１０ｉにおいて、図８（ｃ）に示すように、中心付近からＸ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれてＮ型−Ｐ型濃度がＮ１→Ｎ４（＞Ｎ１）と変化する。図８（ｃ）は、画素Ｐの構成を示すＸ方向の不純物濃度分布図である。この場合、転送トランジスタがオフされている際の電荷蓄積領域１０ｉのポテンシャル分布において、素子分離領域５０に近い領域のポテンシャルのプロファイルが素子分離領域５０から急峻に立ち上がるようにすることができる。
【００６８】
あるいは、固体撮像装置５の各画素Ｐにおいて、電荷蓄積領域１０ｊは、素子分離領域５０に近づくにつれて不純物濃度がグラデーション的に濃くなるように構成されていてもよい。例えば、図８（ｄ）、図８（ｅ）に示すように、部分領域１１〜１４（図４（ａ）参照）に対応する部分領域１１１ｊにおいて、中心付近に基準領域１１１ｊ１が配されている。基準領域１１１ｊ１は、基準となる不純物濃度（例えば、Ｎ１）を有し電荷蓄積領域１０ｊの中心を含む領域である。図８（ｄ）は、画素Ｐの構成を示す平面図である。図８（ｅ）は、画素Ｐの構成を示す断面図であり、図８（ｄ）のＤ−Ｄ線で切った場合の断面を示す図である。このとき、電荷蓄積領域１０ｊにおいて、図８（ｆ）に示すように、中心付近からＸ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれてＮ型−Ｐ型濃度が基準となる不純物濃度Ｎ１からＮ４（＞Ｎ１）へとグラデーション的に増加する。図８（ｆ）は、画素Ｐの構成を示すＸ方向の不純物濃度分布図である。この場合、転送トランジスタがオフされている際の電荷蓄積領域１０ｊのポテンシャル分布において、素子分離領域５０に近い領域のポテンシャルのプロファイルが素子分離領域５０から急峻に立ち上がるようにすることができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態にかかる固体撮像装置５について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００７０】
第１の実施形態では、電荷蓄積領域１０の各部分領域１１〜１４毎に不純物を導入しているが、第２の実施形態では、電荷蓄積領域１０の全体にベースとなる不純物を導入した後に段階的に領域を狭めながら追加の不純物を導入していく。
【００７１】
具体的には、図９に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる工程が行われる。図９（ａ）〜図９（ｄ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す平面図である。図９（ｅ）〜図９（ｈ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す工程断面図である。
【００７２】
図９（ａ）、（ｅ）に示す工程では、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程と同様にして転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０をそれぞれ形成する。
【００７３】
そして、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ５を形成する。レジストパターンＲＰ５は、平面視において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ５ａを有している。これにより、レジストパターンＲＰ５は、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００７４】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのネット不純物濃度がＮ１になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００７５】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにＮ１の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域１１〜１５（図５（ｂ）、図５（ｃ）参照）にＮ１の濃度で不純物が導入される。その後、レジストパターンＲＰ５を除去する。
【００７６】
図９（ｂ）、図９（ｆ）に示す工程では、領域１６ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ６を形成する。領域１６ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａを領域１１ａと領域１１ａより転送電極ＴＧに近い領域１５ａと領域１１ａより素子分離領域５０に近い領域１６ａとに分割した場合における領域１６ａである。領域１６ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１２〜１４（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ６は、平面視において、領域１６ａに対応した開口パターンＲＰ６ａを有している。開口パターンＲＰ６ａは、平面視において略Ｕ形状を有する。これにより、レジストパターンＲＰ６は、領域１６ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１６ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００７７】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ６をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ６をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域１６ａに追加される不純物濃度がΔＮ１２（図４（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００７８】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１６ａにΔＮ１２（＝Ｎ２−Ｎ１）の濃度で不純物が追加的に導入される。すなわち、部分領域１２〜１４にＮ２の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ６を除去する。
【００７９】
図９（ｃ）、図９（ｇ）に示す工程では、領域１７ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ７を形成する。領域１７ａは、領域１６ａを領域１２ａと領域１２ａより素子分離領域５０に近い領域１７ａとに分割した場合における領域１７ａである。領域１７ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１３，１４（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ７は、平面視において、領域１７ａに対応した開口パターンＲＰ７ａを有している。開口パターンＲＰ７ａは、平面視において略Ｕ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ７は、領域１７ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１７ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００８０】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ７をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ７をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域１７ａに追加される不純物濃度がΔＮ２３（図４（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００８１】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１７ａにΔＮ２３（＝Ｎ３−Ｎ２）の濃度で不純物が追加的に導入される。すなわち、部分領域１３，１４にＮ３の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、図４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ７を除去する。
【００８２】
図９（ｄ）、図９（ｈ）に示す工程では、領域１４ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ４を形成する。領域１４ａは、領域１７ａを領域１３ａと領域１３ａより素子分離領域５０に近い領域１４ａとに分割した場合における領域１４ａである。領域１４ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１４（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ４は、平面視において、領域１４ａに対応した開口パターンＲＰ４ａを有している。これにより、レジストパターンＲＰ４は、領域１４ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのうち領域１４ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００８３】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ４をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ４をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域１４ａに追加される不純物濃度がΔＮ３４（図４（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００８４】
これにより、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１４ａにΔＮ３４（＝Ｎ４−Ｎ３）の濃度で不純物が追加的に導入される。すなわち、部分領域１４にＮ４の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、図４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ４を除去する。
【００８５】
その後、図７（ｄ）、図７（ｈ）に示す工程と同様にして、保護領域２０を形成し電荷蓄積領域１０を残す。
【００８６】
以上のように、第２の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａに不純物を導入する。そして、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａを領域１１ａと領域１１ａより素子分離領域５０に近い領域１６ａと領域１１ａより転送電極ＴＧに近い領域１５ａとに分割した場合における領域１６ａに不純物を追加的に導入する。領域１６ａを領域１２ａと領域１２ａより素子分離領域５０に近い領域１７ａとに分割した場合における領域１７ａに不純物を追加的に導入する。領域１７ａを領域１３ａと領域１３ａより素子分離領域５０に近い領域１４ａとに分割した場合における領域１４ａに不純物を追加的に導入する。これにより、固体撮像装置５の各画素Ｐにおいて、素子分離領域５０に近づくにつれて不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域１０を形成することができる。
【００８７】
また、第２の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、各工程で不純物が導入される領域が互いに重なっているので、レジストパターンの開口パターンの位置合わせのずれによりＸ位置における領域１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの幅が不均一になり得る。しかしずれのレベルがわずかであればポテンシャル分布に影響しない。
【００８８】
なお、素子分離領域５０に近づくにつれて第１導電型の不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入できれば、ベースとなる不純物の導入と追加の不純物の導入との順番は、図９に示したものに限定されず、入れ替えることができる。
【００８９】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態にかかる固体撮像装置５について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００９０】
第１の実施形態では、電荷蓄積領域１０の各部分領域１１〜１４毎に不純物を導入しているが、第３の実施形態では、電荷蓄積領域１０の全体にベースとなる不純物を導入した後に各部分領域１１〜１３毎に反対導電型の不純物で打ち消していく。
【００９１】
具体的には、図１０〜図１２に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる工程が行われる。図１０（ａ）、図１１（ａ）は、画素Ｐの構成を示す平面図である。図１０（ｂ）、図１０（ｃ）は、Ｘ方向に沿った位置（Ｘ位置）に応じた導入すべき不純物濃度の分布を示す図である。図１０（ｄ）は、Ｘ方向に沿った位置（Ｘ位置）に応じた電荷蓄積領域１０内の不純物濃度の分布を示す図である。図１１（ｂ）、図１１（ｃ）は、Ｙ方向に沿った位置（Ｙ位置）に応じた導入すべき不純物濃度の分布を示す図である。図１１（ｄ）は、Ｙ方向に沿った位置（Ｙ位置）に応じた電荷蓄積領域１０内の不純物濃度の分布を示す図である。図１２（ａ）〜図１２（ｄ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す平面図である。図１２（ｅ）〜図１２（ｈ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す工程断面図である。
【００９２】
図１２（ａ）、図１２（ｅ）に示す工程では、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程と同様にして転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０をそれぞれ形成する。
【００９３】
そして、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ５を形成する。レジストパターンＲＰ５は、平面視において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ５ａを有している。これにより、レジストパターンＲＰ５は、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【００９４】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのネット不純物濃度がＮ４になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【００９５】
これにより、ベースとなる不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにＮ４の濃度で導入される。すなわち、部分領域１１〜１５（図４（ｂ）参照）にＮ４の濃度で不純物が導入される。その後、レジストパターンＲＰ５を除去する。
【００９６】
図１２（ｂ）、図１２（ｆ）に示す工程では、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ１を形成する。レジストパターンＲＰ１は、平面視において、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ１ａを有している。
【００９７】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ１をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ１をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域１１ａ，１５ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域１１ａ，１５ａのネット不純物濃度がＮ１になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。すなわち、領域１１ａ，１５ａに導入される不純物濃度がＰ１（＝Ｎ４−Ｎ１）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【００９８】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａにＰ１の濃度で導入される。すなわち、部分領域１１，１５の不純物濃度がＮ１（＝Ｎ４−Ｐ１）になる（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ１を除去する。
【００９９】
図１２（ｃ）、図１２（ｇ）に示す工程では、領域１２ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ２を形成する。レジストパターンＲＰ２は、平面視において、領域１２ａに対応した開口パターンＲＰ２ａを有している。
【０１００】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ２をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ２をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域１２ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域１２ａのネット不純物濃度がＮ２になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。すなわち、領域１２ａに導入される不純物濃度がＰ２（＝Ｎ４−Ｎ２）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１０１】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１２ａにＰ２の濃度で導入される。すなわち、部分領域１２の不純物濃度がＮ２（＝Ｎ４−Ｐ２）になる（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ２を除去する。
【０１０２】
図１２（ｄ）、図１２（ｈ）に示す工程では、領域１３ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ３を形成する。レジストパターンＲＰ３は、平面視において、領域１３ａに対応した開口パターンＲＰ３ａを有している。
【０１０３】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ３をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ３をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域１３ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域１３ａのネット不純物濃度がＮ３になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。すなわち、領域１３ａに導入される不純物濃度がＰ３（＝Ｎ４−Ｎ３）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１０４】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１３ａにＰ３の濃度で導入される。すなわち、部分領域１３の不純物濃度がＮ３（＝Ｎ４−Ｐ３）になる（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ３を除去する。
【０１０５】
その後、図７（ｄ）、図７（ｈ）に示す工程と同様にして、保護領域２０を形成し電荷蓄積領域１０を残す。
【０１０６】
以上のように、第３の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａに第１導電型の不純物をＮ４の濃度で導入する。そして、素子分離領域５０に近づくにつれてＮ４の濃度より薄く且つ多段階的に薄くなる濃度で第１導電型と反対導電型の第２導電型の不純物を電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａに導入する。これにより、素子分離領域５０に近づくにつれて多段階的に打ち消す量を少なくしながら第１導電型の不純物を打ち消すことができる。この結果、素子分離領域５０に近づくにつれて第１導電型のネット不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域１０を形成することができる。
【０１０７】
なお、固体撮像装置５の製造方法において、各工程のレジストパターンＲＰ１〜ＲＰ３の開口パターンＲＰ１ａ〜ＲＰ３ａの位置合わせのずれが生じ得るが、ずれのレベルがわずかであればポテンシャル分布に影響しない。例えば、開口パターンＲＰ１ａ，ＰＲ２ａの位置ずれにより領域１１ａと領域１２ａとの間に隙間ができても、その隙間の幅がわずかであれば領域１１ａと領域１２ａの間のポテンシャル分布は変化しない。このように、ずれのレベルがわずかであれば電荷蓄積領域１０から電荷電圧変換領域ＦＤへの電荷転送において問題のないポテンシャル分布となる。
【０１０８】
また、素子分離領域５０に近づくにつれて第１導電型のネット不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入できれば、ベースとなる不純物と打ち消す不純物との導入の順番は、図１２に示したものに限定されず、入れ替えることができる。
【０１０９】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態にかかる固体撮像装置５について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１１０】
第１の実施形態では、電荷蓄積領域１０の各部分領域１１〜１４毎に不純物を導入しているが、第４の実施形態では、電荷蓄積領域１０の全体にベースとなる不純物を導入した後に段階的に領域を広めながら反対導電型の不純物で打ち消していく。
【０１１１】
具体的には、図１３に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる工程が行われる。図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す平面図である。図１３（ｅ）〜図１３（ｈ）は、固体撮像装置５の製造方法を示す工程断面図である。
【０１１２】
図１３（ａ）、図１３（ｅ）に示す工程では、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程と同様にして転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０をそれぞれ形成する。
【０１１３】
そして、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ５を形成する。レジストパターンＲＰ５は、平面視において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ５ａを有している。これにより、レジストパターンＲＰ５は、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【０１１４】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａのネット不純物濃度がＮ４になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【０１１５】
これにより、ベースとなる不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにＮ４の濃度で導入される。すなわち、部分領域１１〜１５（図４（ｂ）参照）にＮ４の濃度で不純物が導入される。その後、レジストパターンＲＰ５を除去する。
【０１１６】
図１３（ｂ）、図１３（ｆ）に示す工程では、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ１を形成する。領域１１ａは、後述の領域１８ａを領域１２ａと領域１２ａより素子分離領域５０から遠い領域１１ａとに分割した場合における領域１１ａである。レジストパターンＲＰ１は、平面視において、領域１１ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ１ａを有している。
【０１１７】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ１をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ１をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域１１ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域１１ａ，１５ａに導入される不純物濃度がΔＰ１２（図１０（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１１８】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１１ａにΔＰ１２（＝Ｐ１−Ｐ２）の濃度で導入される。すなわち、打ち消す不純物が、部分領域１１，１５にΔＰ１２の濃度で導入される（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ１を除去する。
【０１１９】
図１３（ｃ）、図１３（ｇ）に示す工程では、領域１８ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ８を形成する。領域１８ａは、後述の領域１９ａを領域１３ａと領域１３ａより素子分離領域５０から遠い領域１８ａとに分割した場合における領域１８ａである。領域１８ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１１，１２（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ８は、平面視において、領域１８ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ８ａを有している。
【０１２０】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ８をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ８をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域１８ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域１８ａ，１５ａに導入される不純物濃度がΔＰ２３（図１０（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１２１】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１８ａにΔＰ２３（＝Ｐ２−Ｐ３）の濃度で導入される。すなわち、打ち消す不純物が、部分領域１１にΔＰ１２＋ΔＰ２３の濃度で導入され、部分領域１２にΔＰ２３の濃度で導入される（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ８を除去する。
【０１２２】
図１３（ｄ）、図１３（ｈ）に示す工程では、領域１９ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ９を形成する。領域１９ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａを領域１４ａと領域１４ａより転送電極ＴＧに近い領域１５ａと領域１４ａより素子分離領域５０から遠い領域１９ａとに分割した場合における領域１９ａである。領域１９ａは、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける部分領域１１〜１３（図４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ９は、平面視において、領域１９ａ，１５ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ９ａを有している。
【０１２３】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ９をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ９をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域１９ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域１９ａ，１５ａに導入される不純物濃度がＰ３（図１０（ｃ）、図１０（ｄ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１２４】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａにおける領域１９ａにＰ３（＝Ｎ４−Ｎ３）の濃度で導入される。すなわち、打ち消す不純物が、部分領域１１にＰ１＝ΔＰ１２＋ΔＰ２３＋Ｐ３の濃度で導入され、部分領域１２にＰ２＝ΔＰ２３＋Ｐ３の濃度で導入され、部分領域１３にＰ３の濃度で導入される（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。言い換えると、部分領域１１にＮ１（＝Ｎ４−Ｐ１）の濃度で不純物が導入され、部分領域１２にＮ２（＝Ｎ４−Ｐ２）の濃度で不純物が導入され、部分領域１３にＮ３（＝Ｎ４−Ｐ３）の濃度で不純物が導入される（図４（ｂ）、図１０（ｂ）〜図１０（ｄ）、図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ９を除去する。
【０１２５】
その後、図７（ｄ）、図７（ｈ）に示す工程と同様にして、保護領域２０を形成し電荷蓄積領域１０を残す。
【０１２６】
以上のように、第４の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａに第１導電型の不純物をＮ４の濃度で導入する。そして、素子分離領域５０に近づくにつれてＮ４の濃度より薄く且つ多段階的に薄くなる濃度で第１導電型と反対導電型の第２導電型の不純物を電荷蓄積領域１０となるべき領域１０ａに導入する。これにより、素子分離領域５０に近づくにつれて多段階的に打ち消す量を少なくしながら第１導電型の不純物を打ち消すことができる。この結果、素子分離領域５０に近づくにつれて第１導電型のネット不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域１０を形成することができる。
【０１２７】
また、第４の実施形態では、固体撮像装置５の製造方法において、各工程で打ち消す不純物が導入される領域が互いに重なっているので、レジストパターンの開口パターンの位置合わせのずれによりＸ位置又はＹ位置における領域１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａの幅が不均一になり得る。しかしずれのレベルがわずかであればポテンシャル分布に影響しない。
【０１２８】
なお、素子分離領域５０に近づくにつれて第１導電型のネット不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入できれば、ベースとなる不純物と打ち消す不純物との導入の順番は、図１３に示したものに限定されず、入れ替えることができる。
【０１２９】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態にかかる固体撮像装置５０５について説明する。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１３０】
第１の実施形態では、飽和電荷量に着目して各画素Ｐの電荷蓄積領域１０を構成しているが、第５の実施形態では、飽和電荷量に加えて電荷転送時の転送残りの抑制にも着目して各画素Ｐ５００の電荷蓄積領域５１０を構成する。
【０１３１】
具体的には、固体撮像装置５０５において、各画素Ｐ５００の光電変換部ＰＤ５００は、電荷蓄積領域１０（図４、図５参照）に代えて、図１４、図１５に示すような電荷蓄積領域５１０を有する。図１４（ａ）及び図１５（ａ）は、画素Ｐ５００の構成を示す平面図である。図１４（ｂ）及び図１５（ｂ）は、画素Ｐ５００の構成を示す断面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＥ−Ｅ線で切った場合の断面（Ｘ−Ｚ断面）を示す図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＦ−Ｆ線で切った場合の断面（Ｙ−Ｚ断面）を示す図である。図１４（ｃ）は、Ｘ方向に沿った位置（Ｘ位置）に応じた電荷蓄積領域５１０内の不純物濃度の分布を示す図である。図１５（ｃ）は、Ｙ方向に沿った位置（Ｙ位置）に応じた電荷蓄積領域５１０内の不純物濃度の分布を示す図である。
【０１３２】
電荷蓄積領域５１０は、中心付近の部分領域における第１導電型として機能するネット不純物濃度に比べて、素子分離領域５０に近い部分領域における第１導電型として機能するネット不純物濃度が濃くなっている。それとともに、電荷蓄積領域５１０は、中心付近の部分領域における第１導電型として機能するネット不純物濃度に比べて、転送電極ＴＧに近い部分領域における第１導電型として機能するネット不純物濃度が濃くなっている。
【０１３３】
例えば電荷蓄積領域５１０で蓄積すべき信号電荷が電子である場合、第１導電型はＮ型である。このとき、電荷蓄積領域５１０では、図１５（ｃ）に示すように、中心付近からＹ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれて、Ｎ型として機能するネット不純物濃度が多段階的に濃くなっている。
【０１３４】
図１５（ｃ）では、縦軸がＮ型として機能するネット不純物濃度（Ｎ型−Ｐ型濃度）を示し、横軸がＹ方向に沿った位置（Ｙ位置）を示している。図１５（ｃ）では、電荷蓄積領域５１０において、中心付近からＹ方向に沿って素子分離領域５０に近づくにつれてＮ型−Ｐ型濃度がＮ１→Ｎ２（＞Ｎ１）→Ｎ３（＞Ｎ２）→Ｎ４（＞Ｎ３）と変化する場合が例示されている。
【０１３５】
また、電荷蓄積領域５１０では、図１５（ｃ）に示すように、中心付近からＹ方向に沿って転送電極ＴＧに近づくにつれて、Ｎ型として機能するネット不純物濃度が多段階的に濃くなっている。
【０１３６】
図１５（ｃ）では、電荷蓄積領域５１０において、中心付近からＹ方向に沿って転送電極ＴＧに近づくにつれてＮ型−Ｐ型濃度がＮ１→Ｎ２（＞Ｎ１）→Ｎ３（＞Ｎ２）→Ｎ４（＞Ｎ３）と変化する場合が例示されている。
【０１３７】
例えば、電荷蓄積領域５１０は、図１４（ａ）、図１４（ｂ）、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、複数の部分領域５１１〜５１４を有する。部分領域５１２は、サブ領域５１２１〜５１２４を含む。部分領域５１３は、サブ領域５１３１〜５１３４を含む。部分領域５１４は、サブ領域５１４１〜５１４４を含む。
【０１３８】
部分領域５１１は、サブ領域５１２１〜５１２３，５１３１〜５１３３，５１４１〜５１４３より素子分離領域５０から遠くに位置にする。部分領域５１１は、サブ領域５１２４，５１３４，５１４４より転送電極ＴＧから遠くに位置にする。部分領域５１１は、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ１となるように構成されている。すなわち、部分領域５１１は、部分領域５１１、及びサブ領域５１２１〜５１２３，５１３１〜５１３３，５１４１〜５１４３のうち、素子分離領域５０から最も遠くに位置し、Ｎ型−Ｐ型濃度が最も薄くなるように構成されている。また、部分領域５１１は、部分領域５１１、及びサブ領域５１２４，５１３４，５１４４のうち、転送電極ＴＧから最も遠くに位置し、Ｎ型−Ｐ型濃度が最も薄くなるように構成されている。
【０１３９】
サブ領域５１２１〜５１２３は、部分領域５１１より素子分離領域５０の近くに位置するとともに、サブ領域５１３１〜５１３３，５１４１〜５１４３より素子分離領域５０から遠くに位置にする。サブ領域５１２４は、部分領域５１１より転送電極ＴＧの近くに位置するとともに、サブ領域５１３４，５１４４より転送電極ＴＧから遠くに位置にする。サブ領域５１２１〜５１２４のそれぞれは、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ２（＞Ｎ１）となるように構成されている。Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ２に均等である複数のサブ領域５１２１〜５１２４は部分領域５１２を形成している。部分領域５１２は、電荷蓄積領域５１０の上面５１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｏ形状を有している。
【０１４０】
サブ領域５１３１〜５１３３は、部分領域５１１、サブ領域５１２１〜５１２３より素子分離領域５０の近くに位置するとともに、サブ領域５１４１〜５１４３より素子分離領域５０から遠くに位置にする。サブ領域５１３４は、部分領域５１１、サブ領域５１２４より転送電極ＴＧの近くに位置するとともに、サブ領域５１４４より転送電極ＴＧから遠くに位置にする。サブ領域５１３１〜５１３４のそれぞれは、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ３（＞Ｎ２）となるように構成されている。Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ３に均等である複数のサブ領域５１３１〜５１３４は部分領域５１３を形成している。部分領域５１３は、電荷蓄積領域５１０の上面５１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｏ形状を有している。
【０１４１】
サブ領域５１４１〜５１４３は、部分領域５１１、サブ領域５１２１〜５１２３，５１３１〜５１３３より素子分離領域５０の近くに位置する。サブ領域５１４４は、部分領域５１１、サブ領域５１２４，５１３４より転送電極ＴＧの近くに位置にする。サブ領域５１４１〜５１４３のそれぞれは、Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ４（＞Ｎ３）となるように構成されている。Ｎ型−Ｐ型濃度がＮ４に均等である複数のサブ領域５１４１〜５１４４は部分領域５１４を形成している。すなわち、サブ領域５１４１〜５１４３は、部分領域５１１、及びサブ領域５１２１〜５１２３，５１３１〜５１３３，５１４１〜５１４３のうち、素子分離領域５０から最も近くに位置し、Ｎ型−Ｐ型濃度が最も濃くなるように構成されている。また、サブ領域５１４４は、部分領域５１１、及びサブ領域５１２４，５１３４，５１４４のうち、転送電極ＴＧから最も近くに位置し、Ｎ型−Ｐ型濃度が最も濃くなるように構成されている。複数のサブ領域５１４１〜５１４４を含む部分領域５１４は、電荷蓄積領域５１０の上面５１０ｃに垂直な方向から透視した場合に略Ｏ形状を有している。
【０１４２】
第１の実施形態の電荷蓄積領域１０（図４参照）と比較すると、電荷蓄積領域５１０では、部分領域５１１が部分領域１１に対応している。サブ領域５１２１〜５１２３は、部分領域１２に対応している。サブ領域５１３１〜５１３３は、部分領域１３に対応している。サブ領域５１４１〜５１４３は、部分領域１４に対応している。電荷蓄積領域５１０では、部分領域１５（図４参照）に代えてサブ領域５１２４〜５１４４を有するものとみなすことができる。
【０１４３】
第１の実施形態では、電荷蓄積領域１０において、部分領域１１から部分領域１５を経て転送電極ＴＧの下方に至る伝送経路における不純物濃度がＮ１で一様である。このため、転送トランジスタがオフされている際における電荷蓄積領域１０内のＹ方向のポテンシャル分布は、図６（ｃ）に実線で示すようになる。すなわち、最大ポテンシャル位置Ｙｐ１が電荷蓄積領域１０の中央位置Ｙｃ近傍になる。これにより、転送トランジスタがオンされた際に、図１６（ｂ）に破線で示すように、電荷蓄積領域１０と転送電極ＴＧとの間の領域近傍に電位障壁Ｖｂが形成される可能性がある。電荷蓄積領域１０と転送電極ＴＧとの間の領域近傍に電位障壁Ｖｂが形成されると、電荷蓄積領域１０に蓄積されていた一部の電荷が転送されずに電荷蓄積領域１０内に残りやすい。これにより、固体撮像装置５で得られた画像信号に応じた画像における残像の発生が起こり得る。
【０１４４】
それに対して、本実施形態では、転送電極ＴＧに近づくにつれて不純物濃度が多段階的に濃くなるように電荷蓄積領域５１０が構成されている。このため、転送トランジスタがオフされている際における電荷蓄積領域５１０内のＹ方向のポテンシャル分布は、図１６（ａ）に実線で示すように、最大ポテンシャル位置Ｙｐ２が電荷蓄積領域５１０の中央位置Ｙｃより転送電極ＴＧに近い位置になる。これにより、転送トランジスタがオンされた際に、図１６（ｂ）に実線で示すように、電荷蓄積領域５１０と転送電極ＴＧとの間の領域近傍に電位障壁Ｖｂが形成されにくい。この結果、電荷転送時に電荷蓄積領域５１０内に残る電荷量を低減でき、固体撮像装置５０５で得られた画像信号に応じた画像における残像の発生を抑制できる。なお、図１６（ａ）は、転送トランジスタがオフされている際における画素Ｐの動作を示す平面図及びポテンシャル分布図である。図１６（ｂ）は、転送トランジスタがオンされている際における画素Ｐの動作を示す平面図及びポテンシャル分布図である。
【０１４５】
なお、電荷蓄積領域１０内の不純物濃度が一様であると、転送トランジスタがオフされている際において、図１６（ａ）に破線で示すように、素子分離領域５０に近い部分領域は、第２導電型の素子分離領域５０の影響を受けてポテンシャルが小さくなりやすい。これにより、電荷蓄積領域１０の飽和電荷量が小さくなりやすく、信号のダイナミックレンジの拡大が困難になる。
【０１４６】
それに対して、本実施形態では、中心付近の部分領域の不純物濃度に比べて素子分離領域５０に近い部分領域の不純物濃度が濃くなるように電荷蓄積領域５１０が構成されている。このため、Ｙ方向で見た場合に、転送トランジスタがオフされている際における素子分離領域５０に近い部分領域のポテンシャルＶｐｐ４を、図１６（ａ）に実線で示すように、中心付近の部分領域のポテンシャルＶｃｐに近づくように増加できる。これにより、電荷蓄積領域５１０内に蓄積可能な電荷量として図１６（ａ）に斜線で示す分の電荷量を増加させることができ、電荷蓄積領域５１０の飽和電荷量を増加できる。
【０１４７】
また、固体撮像装置５０５の製造方法について、図１７に示すように、次の点で第１の実施形態と異なる工程が行われる。図１７（ａ）〜図１７（ｄ）は、固体撮像装置５０５の製造方法を示す平面図である。図１７（ｅ）〜図１７（ｈ）は、固体撮像装置５０５の製造方法を示す工程断面図である。
【０１４８】
図１７（ａ）、図１７（ｅ）に示す工程では、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程と同様にして転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０をそれぞれ形成する。
【０１４９】
そして、領域５１１ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０１を形成する。領域５１１ａは、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける部分領域５１１（図１４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ５０１は、平面視において、領域５１１ａに対応した開口パターンＲＰ５０１ａを有している。これにより、レジストパターンＲＰ５０１は、領域５１１ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａのうち領域５１１ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【０１５０】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０１をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０１をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。Ｎ型の不純物は、例えば、リン、砒素などである。このとき、領域５１１ａのネット不純物濃度がＮ１になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【０１５１】
これにより、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１１ａにＮ１の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域５１１にＮ１の濃度で不純物が導入される（図１４（ｂ）、図１４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０１を除去する。
【０１５２】
図１７（ｂ）、図１７（ｆ）に示す工程では、領域５１２ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０２を形成する。領域５１２ａは、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける部分領域５１２（図１４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ５０２は、平面視において、領域５１２ａに対応した開口パターンＲＰ５０２ａを有している。開口パターンＲＰ５０２ａは、平面視において略Ｏ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ５０２は、領域５１２ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａのうち領域５１２ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【０１５３】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０２をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０２をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域５１２ａのネット不純物濃度がＮ２になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【０１５４】
これにより、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１２ａにＮ２（＞Ｎ１）の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域５１２にＮ２の濃度で不純物が導入される（図１４（ｂ）、図１４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０２を除去する。
【０１５５】
図１７（ｃ）、図１７（ｇ）に示す工程では、領域５１３ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０３を形成する。領域５１３ａは、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける部分領域５１３（図１４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ５０３は、平面視において、領域５１３ａに対応した開口パターンＲＰ５０３ａを有している。開口パターンＲＰ５０３ａは、平面視において略Ｏ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ５０３は、領域５１３ａを選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａのうち領域５１３ａを除く領域、転送電極ＴＧ、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【０１５６】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０３をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０３をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域５１３ａのネット不純物濃度がＮ３になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【０１５７】
これにより、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１３ａにＮ３（＞Ｎ２）の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域５１３にＮ３の濃度で不純物が導入される（図１４（ｂ）、図１４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０３を除去する。
【０１５８】
図１７（ｄ）、図１７（ｈ）に示す工程では、領域５１４ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０４を形成する。領域５１４ａは、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける部分領域５１４（図１４（ｂ）参照）に対応した領域である。レジストパターンＲＰ５０４は、平面視において、領域５１４ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ５０４ａを有している。開口パターンＲＰ５０４ａは、平面視において略Ｏ形状を有している。これにより、レジストパターンＲＰ５０４は、領域５１４ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａのうち領域５１４ａを除く領域、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【０１５９】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０４をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０４をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、領域５１４ａのネット不純物濃度がＮ４になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【０１６０】
これにより、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１４ａにＮ４（＞Ｎ３）の濃度で不純物が導入される。すなわち、部分領域５１４にＮ４の濃度で不純物が導入される（図１４（ｂ）、図１４（ｃ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０４を除去する。
【０１６１】
その後、図７（ｄ）、図７（ｈ）に示す工程と同様にして、保護領域２０を形成し電荷蓄積領域５１０を残す。
【０１６２】
以上のように、第５の実施形態では、固体撮像装置５０５の各画素Ｐ５００において、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて不純物濃度が多段階的に濃くなるように電荷蓄積領域５１０が構成されている。このため、転送トランジスタがオフされている際における電荷蓄積領域５１０内のＹ方向のポテンシャル分布は、図１６（ａ）に実線で示すように、最大ポテンシャル位置Ｙｐ２が電荷蓄積領域５１０の中央位置Ｙｃより転送電極ＴＧに近い位置になる。これにより、転送トランジスタがオンされた際に、図１６（ｂ）に実線で示すように、電荷蓄積領域５１０と電荷電圧変換領域ＦＤとの間の領域近傍に電位障壁Ｖｂが形成されにくい。この結果、電荷転送時に電荷蓄積領域５１０内に残る電荷量を低減でき、固体撮像装置５０５で得られた画像信号に応じた画像における残像の発生を抑制できる。
【０１６３】
また、第５の実施形態では、固体撮像装置５０５の製造方法において、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて多段階的に濃くなる量で半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域５１０を形成する。これにより、固体撮像装置５０５の各画素Ｐ５００において、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて不純物濃度が多段階的に濃くなるように電荷蓄積領域５１０を構成することができる。
【０１６４】
なお、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて第１導電型の不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入できれば、ベースとなる不純物と打ち消す不純物との導入の順番は、図１７に示したものに限定されず、入れ替えることができる。
【０１６５】
また、第１の実施形態に対して第２の実施形態で加えたような変更を第５の実施形態に施してもよい。すなわち、固体撮像装置５０５の製造方法において、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａに第１導電型の不純物を濃度Ｎ１で導入する。そして、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａを領域５１１ａと領域５１１ａより素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近い領域５１６ａ（図示せず）とに分割した場合における領域５１６ａに不純物を濃度ΔＮ１２（図４（ｃ）参照）で追加的に導入する。領域５１６ａを領域５１２ａと領域５１２ａより素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近い領域５１７ａ（図示せず）とに分割した場合における領域５１７ａに不純物を濃度ΔＮ２３（図４（ｃ）参照）で追加的に導入する。領域５１７ａを領域５１３ａと領域５１３ａより素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近い領域５１４ａとに分割した場合における領域５１４ａに不純物を濃度ΔＮ３４（図４（ｃ）参照）で追加的に導入する。これにより、固体撮像装置５０５の各画素Ｐ５００において、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて第１導電型の不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域５１０を形成することができる。
【０１６６】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態にかかる固体撮像装置５０５について説明する。以下では、第５の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１６７】
第５の実施形態では、電荷蓄積領域５１０の各部分領域５１１〜５１４毎に不純物を導入しているが、第６の実施形態では、電荷蓄積領域５１０の全体にベースとなる不純物を導入した後に各部分領域５１１〜５１３毎に反対導電型の不純物で打ち消していく。
【０１６８】
具体的には、図１８〜図２０に示すように、次の点で第５の実施形態と異なる工程が行われる。図１８（ａ）、図１９（ａ）は、画素Ｐ５００の構成を示す平面図である。図１８（ｂ）、図１８（ｃ）は、Ｘ方向に沿った位置（Ｘ位置）に応じた導入すべき不純物濃度の分布を示す図である。図１８（ｄ）は、Ｘ方向に沿った位置（Ｘ位置）に応じた電荷蓄積領域５１０内の不純物濃度の分布を示す図である。図１９（ｂ）、図１９（ｃ）は、Ｙ方向に沿った位置（Ｙ位置）に応じた導入すべき不純物濃度の分布を示す図である。図１９（ｄ）は、Ｙ方向に沿った位置（Ｙ位置）に応じた電荷蓄積領域５１０内の不純物濃度の分布を示す図である。図２０（ａ）〜図２０（ｄ）は、固体撮像装置５０５の製造方法を示す平面図である。図２０（ｅ）〜図２０（ｈ）は、固体撮像装置５０５の製造方法を示す工程断面図である。
【０１６９】
図２０（ａ）、（ｅ）に示す工程では、図７（ａ）、図７（ｅ）に示す工程と同様にして転送電極ＴＧ及び電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０をそれぞれ形成する。
【０１７０】
そして、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するレジストパターンＲＰ５を形成する。レジストパターンＲＰ５は、平面視において、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａと転送電極ＴＧの一部に対応した開口パターンＲＰ５ａを有している。これにより、レジストパターンＲＰ５は、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａと転送電極ＴＧの一部を選択的に露出するとともに、転送電極ＴＧの残りの一部、電荷電圧変換領域ＦＤ、素子分離部５０を覆う。
【０１７１】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５をマスクとして半導体基板ＳＢに第１導電型（例えば、Ｎ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５をマスクとして、第１導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入する。このとき、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａのネット不純物濃度がＮ４になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第１導電型の不純物イオンを注入する。
【０１７２】
これにより、ベースとなる不純物が、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにＮ４の濃度で導入される。すなわち、部分領域５１１〜５１４（図１４（ｂ）参照）にＮ４の濃度で不純物が導入される。その後、レジストパターンＲＰ５を除去する。
【０１７３】
図２０（ｂ）、図２０（ｆ）に示す工程では、領域５１１ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０１を形成する。レジストパターンＲＰ５０１は、平面視において、領域５１１ａに対応した開口パターンＲＰ５０１ａを有している。
【０１７４】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０１をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０１をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域５１１ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域５１１ａのネット不純物濃度がＮ１になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。すなわち、領域５１１ａに導入される不純物濃度がＰ１（図１８（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１７５】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１１ａにＰ１（＝Ｎ４−Ｎ１）の濃度で導入される。すなわち、部分領域５１１の不純物濃度がＮ１（＝Ｎ４−Ｐ１）になる（図１４（ｂ）、図１８（ｂ）〜図１８（ｄ）、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０１を除去する。
【０１７６】
図２０（ｃ）、（ｇ）に示す工程では、領域５１２ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０２を形成する。レジストパターンＲＰ５０２は、平面視において、領域５１２ａに対応した開口パターンＲＰ５０２ａを有している。
【０１７７】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０２をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０２をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域５１２ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域５１２ａのネット不純物濃度がＮ２になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。すなわち、領域５１２ａに導入される不純物濃度がＰ２（図１８（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１７８】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１２ａにＰ２（＝Ｎ４−Ｎ２）の濃度で導入される。すなわち、部分領域５１２の不純物濃度がＮ２（＝Ｎ４−Ｐ２）になる（図１４（ｂ）、図１８（ｂ）〜図１８（ｄ）、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０２を除去する。
【０１７９】
図２０（ｄ）、（ｈ）に示す工程では、領域５１３ａを選択的に露出するレジストパターンＲＰ５０３を形成する。レジストパターンＲＰ５０３は、平面視において、領域５１３ａに対応した開口パターンＲＰ５０３ａを有している。
【０１８０】
そして、イオン注入法により、レジストパターンＲＰ５０３をマスクとして半導体基板ＳＢに第２導電型（例えば、Ｐ型）の不純物を導入する。すなわち、レジストパターンＲＰ５０３をマスクとして、第２導電型の不純物イオンを半導体基板ＳＢに注入することで、領域５１３ａにおける第１導電型の不純物を打ち消す。このとき、領域５１３ａのネット不純物濃度がＮ３になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。すなわち、領域５１３ａに導入される不純物濃度がＰ３（図１８（ｃ）参照）になるような注入量（ドーズ量）で、半導体基板ＳＢに第２導電型の不純物イオンを注入する。
【０１８１】
これにより、打ち消す不純物が、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａにおける領域５１３ａにＰ３（＝Ｎ４−Ｎ３）の濃度で導入される。すなわち、部分領域５１３の不純物濃度がＮ３（＝Ｎ４−Ｐ３）になる（図１４（ｂ）、図１８（ｂ）〜図１８（ｄ）、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）参照）。その後、レジストパターンＲＰ５０３を除去する。
【０１８２】
その後、図７（ｄ）、図７（ｈ）に示す工程と同様にして、保護領域２０を形成し電荷蓄積領域５１０を残す。
【０１８３】
以上のように、第６の実施形態では、固体撮像装置５０５の製造方法において、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａに第１導電型の不純物をＮ４の濃度で導入する。そして、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれてＮ４の濃度より薄く且つ多段階的に薄くなる濃度で第１導電型と反対導電型の第２導電型の不純物を電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａに導入する。これにより、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて多段階的に打ち消す量を少なくしながら第１導電型の不純物を打ち消すことができる。この結果、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて第１導電型の不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域５１０を形成することができる。
【０１８４】
なお、固体撮像装置５０５の製造方法において、各工程のレジストパターンＲＰ１〜ＲＰ３の開口パターンＲＰ１ａ〜ＲＰ３ａの位置合わせのずれが生じ得るが、ずれのレベルがわずかであればポテンシャル分布に影響しない。例えば、開口パターンＲＰ１ａ，ＰＲ２ａの位置ずれにより領域５１１ａと領域５１２ａとの間に隙間ができても、その隙間の幅がわずかであれば領域５１１ａと領域５１２ａの間のポテンシャル分布は変化しない。このように、ずれのレベルがわずかであれば電荷蓄積領域５１０から電荷電圧変換領域ＦＤへの電荷転送において問題のないポテンシャル分布となる。
【０１８５】
また、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて第１導電型のネット不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入できれば、ベースとなる不純物と打ち消す不純物との導入の順番は、図２０に示したものに限定されず、入れ替えることができる。
【０１８６】
また、第３の実施形態に対して第４の実施形態で加えたような変更を第６の実施形態に施してもよい。すなわち、固体撮像装置５０５の製造方法において、電荷蓄積領域５１０となるべき領域５１０ａに第１導電型の不純物をＮ４の濃度で導入する。そして、領域５１１ａに第２導電型の不純物を濃度ΔＰ１２（図１０（ｃ）参照）で追加的に導入する。領域５１１ａと領域５１２ａとを合わせた領域５１８ａ（図示せず）に第２導電型の不純物を濃度ΔＰ２３（図１０（ｃ）参照）で追加的に導入する。領域５１８ａと領域５１３ａとを合わせた領域５１９ａに第２導電型の不純物を濃度Ｐ３（図１９（ｃ）参照）で追加的に導入する。これにより、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて多段階的に打ち消す量を少なくしながら第１導電型の不純物を打ち消すことができる。この結果、素子分離領域５０又は転送電極ＴＧに近づくにつれて第１導電型のネット不純物濃度が多段階的に濃くなるように半導体基板ＳＢに不純物を導入して電荷蓄積領域５１０を形成することができる。
【０１８７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１８８】
５，５０５  固体撮像装置、１０，５１０  電荷蓄積領域、５０  素子分離領域。
【図１】
2016062915.tif 000003
【図２】
2016062915.tif 000004
【図３】
2016062915.tif 000005
【図４】
2016062915.tif 000006
【図５】
2016062915.tif 000007
【図６】
2016062915.tif 000008
【図７】
2016062915.tif 000009
【図８】
2016062915.tif 000010
【図９】
2016062915.tif 000011
【図１０】
2016062915.tif 000012
【図１１】
2016062915.tif 000013
【図１２】
2016062915.tif 000014
【図１３】
2016062915.tif 000015
【図１４】
2016062915.tif 000016
【図１５】
2016062915.tif 000017
【図１６】
2016062915.tif 000018
【図１７】
2016062915.tif 000019
【図１８】
2016062915.tif 000020
【図１９】
2016062915.tif 000021
【図２０】
2016062915.tif 000022