(57)【要約】【課題】静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを抑制することができる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置では、Ｐ型ウェルＰＷに、Ｎ型不純物領域ＮＲを含むフォトダイオードＰＤＡとＮ型不純物領域ＮＲを含むフォトダイオードＰＤＢとが形成されている。一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとの間に、双方に接触する態様で、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低く設定されている。【選択図】図３
2017037907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板に規定された第１導電型の素子形成領域と、
前記素子形成領域に形成された、第２導電型の不純物領域第１部を含む光電変換第１部と、
前記素子形成領域に、前記光電変換第１部とは間隔を隔てて形成された、第２導電型の不純物領域第２部を含む光電変換第２部と、
前記不純物領域第１部と前記不純物領域第２部とに接触する態様で、前記光電変換第１部と前記光電変換第２部との間に形成された第２導電型の不純物領域第３部と
を備え、
前記不純物領域第３部の不純物濃度は、前記不純物領域第１部の不純物濃度および前記不純物領域第２部の不純物濃度よりも低く設定された、撮像装置。
【請求項２】
前記素子形成領域の表面から前記不純物領域第３部の底までの深さは、前記素子形成領域の表面から前記不純物領域第１部の底までの深さおよび前記素子形成領域の表面から前記不純物領域第２部の底までの深さよりも浅い、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記素子形成領域は、
第１素子形成領域と、
第２素子形成領域と、
第３素子形成領域と
を含み、
前記光電変換第１部は、
前記第１素子形成領域に形成された、第１波長の光に対応する第１光電変換第１部と、
前記第２素子形成領域に形成された、前記第１波長よりも短い第２波長の光に対応する第２光電変換第１部と、
前記第３素子形成領域に形成された、前記第２波長よりも短い第３波長の光に対応する第３光電変換第１部と
を含み、
前記光電変換第２部は、
前記第１素子形成領域に形成された、前記第１波長の光に対応する第１光電変換第２部と、
前記第２素子形成領域に形成された、前記第２波長の光に対応する第２光電変換第２部と、
前記第３素子形成領域に形成された、前記第３波長の光に対応する第３光電変換第２部と
を含み、
前記不純物領域第３部は、
前記第１素子形成領域に形成された第１不純物領域第３部と、
前記第２素子形成領域に形成された第２不純物領域第３部と、
前記第３素子形成領域に形成された第３不純物領域第３部と
を含む、請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２不純物領域第３部の不純物濃度は、前記第１不純物領域第３部の不純物濃度よりも低く、
前記第３不純物領域第３部の不純物濃度は、前記第２不純物領域第３部の不純物濃度よりも低い、請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１光電変換第１部は、前記不純物領域第１部として、第１不純物領域第１部を含み、
前記第２光電変換第１部は、前記不純物領域第１部として、第２不純物領域第１部を含み、
前記第３光電変換第１部は、前記不純物領域第１部として、第３不純物領域第１部を含み、
前記第１光電変換第２部は、前記不純物領域第２部として、第１不純物領域第２部を含み、
前記第２光電変換第２部は、前記不純物領域第２部として、第２不純物領域第２部を含み、
前記第３光電変換第２部は、前記不純物領域第２部として、第３不純物領域第２部を含み、
前記素子形成領域の表面から前記第１不純物領域第３部の底までの第１深さは、
前記素子形成領域の表面から前記第１不純物領域第１部の底までの深さ
および
前記素子形成領域の表面から前記第１不純物領域第２部の底までの深さよりも浅く、
前記素子形成領域の表面から前記第２不純物領域第３部の底までの第２深さは、
前記素子形成領域の表面から前記第２不純物領域第１部の底までの深さ
および
前記素子形成領域の表面から前記第２不純物領域第２部の底までの深さよりも浅く、
前記素子形成領域の表面から前記第３不純物領域第３部の底までの第３深さは、
前記素子形成領域の表面から前記第３不純物領域第１部の底までの深さ
および
前記素子形成領域の表面から前記第３不純物領域第２部の底までの深さよりも浅く、
前記第２深さは前記第１深さよりも浅く、
前記第３深さは前記第２深さよりも浅い、請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第１光電変換第１部は、前記不純物領域第１部として、第１不純物領域第１部を含み、
前記第２光電変換第１部は、前記不純物領域第１部として、第２不純物領域第１部を含み、
前記第３光電変換第１部は、前記不純物領域第１部として、第３不純物領域第１部を含み、
前記第１光電変換第２部は、前記不純物領域第２部として、第１不純物領域第２部を含み、
前記第２光電変換第２部は、前記不純物領域第２部として、第２不純物領域第２部を含み、
前記第３光電変換第２部は、前記不純物領域第２部として、第３不純物領域第２部を含み、
前記第１光電変換第１部と前記第１光電変換第２部とは、第１方向に間隔を隔てられて、それぞれ前記第１方向と交差する第２方向に延在し、
前記第２光電変換第１部と前記第２光電変換第２部とは、前記第１方向に間隔を隔てられて、それぞれ前記第２方向に延在し、
前記第３光電変換第１部と前記第３光電変換第２部とは、前記第１方向に間隔を隔てられて、それぞれ前記第２方向に延在し、
前記第１不純物領域第３部は、前記第１不純物領域第１部と前記第１不純物領域第２部とに接触した状態で前記第２方向に延在し、
前記第２不純物領域第３部は、前記第２不純物領域第１部と前記第２不純物領域第２部とに接触した状態で前記第２方向に延在し、
前記第３不純物領域第３部は、前記第３不純物領域第１部と前記第３不純物領域第２部とに接触した状態で前記第２方向に延在し、
前記第１不純物領域第３部が前記第２方向に延在する第１長さは、前記第１光電変換第１部および前記第１光電変換第２部が前記第２方向に延在する長さよりも短く、
前記第２不純物領域第３部が前記第２方向に延在する第２長さは、前記第２光電変換第１部および前記第２光電変換第２部が前記第２方向に延在する長さよりも短く、
前記第３不純物領域第３部が前記第２方向に延在する第３長さは、前記第３光電変換第１部および前記第３光電変換第２部が前記第２方向に延在する長さよりも短く、
前記第２長さは、前記第１長さよりも短く、
前記第３長さは、前記第２長さよりも短い、請求項３記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光電変換第１部と前記光電変換第２部とは、第１方向に間隔を隔てられて、それぞれ前記第１方向と交差する第２方向に延在し、
前記不純物領域第３部は、前記不純物領域第１部と前記不純物領域第２部とに接触した状態で前記第２方向に延在し、
前記不純物領域第３部が前記第２方向に延在する長さは、前記光電変換第１部および前記光電変換第２部が前記第２方向に延在する長さよりも短い、請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
前記光電変換第１部および前記光電変換第２部は、第１位置から前記第２方向に第２位置まで延在し、
前記光電変換第１部における前記第１位置の側に転送ゲート電極第１部が配置され、
前記光電変換第２部における前記第１位置の側に転送ゲート電極第２部が配置され、
前記不純物領域第３部は、前記第１位置の側に形成された、請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記光電変換第１部および前記光電変換第２部は、第１位置から前記第２方向に第２位置まで延在し、
前記光電変換第１部における前記第１位置の側に転送ゲート電極第１部が配置され、
前記光電変換第２部における前記第１位置の側に転送ゲート電極第２部が配置され、
前記不純物領域第３部は、前記第２位置の側に形成された、請求項７記載の撮像装置。
【請求項１０】
光電変換第１部および光電変換第２部を備えた撮像装置の製造方法であって、
半導体基板に第１導電型の素子形成領域を形成する工程と、
前記素子形成領域において、前記光電変換第１部が形成されることになる領域第１部を露出する第１開口、および、前記素子形成領域において、前記光電変換第１部とは間隔を隔てて前記光電変換第２部が形成されることになる領域第２部を露出する第２開口を有する第１マスク材を形成する工程と、
前記第１マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第１不純物を第１注入量をもって注入する工程と、
前記素子形成領域において、前記領域第１部、前記領域第２部、および、前記領域第１部と前記領域第２部との間に位置する前記素子形成領域の領域第３部を連続して露出する第３開口を有する第２マスク材を形成する工程と、
前記第２マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第２不純物を第２注入量をもって注入する工程と、
を備え、
前記第１不純物を注入する工程および前記第２不純物を注入する工程によって、
前記領域第１部には、第２導電型の不純物領域第１部が形成され、
前記領域第２部には、第２導電型の不純物領域第２部が形成され、
前記領域第３部には、前記不純物領域第１部および前記不純物領域第２部の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有する第２導電型の不純物領域第３部が形成される、撮像装置の製造方法。
【請求項１１】
前記領域第１部、前記領域第２部および前記領域第３に前記第２不純物を注入する注入エネルギは、前記領域第１部および前記領域第２部に前記第１不純物を注入する注入エネルギよりも低い、請求項１０記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１２】
前記領域第１部、前記領域第２部および前記領域第３に前記第２不純物を注入する注入角度は、前記領域第１部および前記領域第２部に前記第１不純物を注入する注入角度よりも大きい、請求項１０記載の撮像装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１不純物を注入する工程の後、第１熱処理を行う工程と、
前記第２不純物を注入する工程の後、第２熱処理を行う工程と
を備えた、請求項１０記載の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、撮像装置およびその製造方法に関し、たとえば、１つの画素に２つのフォトダイオードが形成された撮像装置に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置には、一つの画素に２つのフォトダイオードが形成された撮像装置がある。このような撮像装置では、２つのフォトダイオードにおいて発生する電子が、焦点の調節（オートフォーカス）と静止画とに利用される。焦点は、２つのフォトダイオードのうち、一方のフォトダイオードにおいて発生する電子と、他方のフォトダイオードにおいて発生する電子との差分に基づいて調節される。原理的には、いずれの画素も、焦点を調節するのに利用できることで、焦点を速く合わせることができ、特に、動画をスムーズに撮影することができるとされる。
【０００３】
これに対して、静止画は、一方のフォトダイオードにおいて発生する電子と、他方のフォトダイオードにおいて発生する電子とを足し合わせることによって撮影される。すなわち、静止画は、２つのフォトダイオードにおいて発生する電子の総和に基づいて撮影されることになる。なお、この種の撮像装置を開示した特許文献の一例として、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２９２６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フォトダイオードでは、発生する電子を蓄積できる容量が限られており、この容量は飽和電子数と呼ばれる。発生する電子が飽和電子数を超えた場合には、蓄積できない電子は、フォトダイオードが形成されている領域から他の領域へ漏れることがある。
【０００６】
焦点を調節する場合または動画を撮影する場合には、フォトダイオードにおいて発生する電子を転送トランジスタによって搬送するタイミング（時間の間隔）が比較的短いため、フォトダイオードにおいて発生する電子は、飽和電子数に達するまでに転送トランジスタによって浮遊拡散領域へ転送されることになる。
【０００７】
一方、静止画を撮影する場合には、そのタイミングが比較的長いため、発生する電子が飽和電子数にまで達してしまい、蓄積できない電子は、フォトダイオードが形成されている領域から他の領域へ漏れることがある。上述したように、静止画は、２つのフォトダイオードにおいて発生する電子の総和に基づいて撮影される。
【０００８】
このため、発生する電子が飽和電子数を超えてしまい、フォトダイオードが形成されている領域から他の領域へ電子が漏れた場合には、その画素のデータは、静止画のデータとしては使えなくなり、静止画のダイナミックレンジが小さくなるという問題があった。
【０００９】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付の図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施の形態に係る撮像装置は、第１導電型の素子形成領域と、第２導電型の不純物領域第１部を含む光電変換第１部と、第２導電型の不純物領域第２部を含む光電変換第２部と、第２導電型の不純物領域第３部とを備えている。不純物領域第３部は、不純物領域第１部と不純物領域第２部とに接触する態様で、光電変換第１部と光電変換第２部との間に形成されている。不純物領域第３部の不純物濃度は、不純物領域第１部の不純物濃度および不純物領域第２部の不純物濃度よりも低く設定されている。
【００１１】
他の実施の形態に係る撮像装置の製造方法は、光電変換第１部および光電変換第２部を備えた撮像装置の製造方法であって、以下の工程を備えている。半導体基板に第１導電型の素子形成領域を形成する。素子形成領域において、光電変換第１部が形成されることになる領域第１部を露出する第１開口、および、素子形成領域において、光電変換第１部とは間隔を隔てて光電変換第２部が形成されることになる領域第２部を露出する第２開口を有する第１マスク材を形成する。第１マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第１不純物を第１注入量をもって注入する。素子形成領域において、領域第１部、領域第２部、および、領域第１部と領域第２部との間に位置する素子形成領域の領域第３部を連続して露出する第３開口を有する第２マスク材を形成する。第２マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第２不純物を第２注入量をもって注入する。第１不純物を注入する工程および第２不純物を注入する工程によって、領域第１部には、第２導電型の不純物領域第１部が形成される。領域第２部には、第２導電型の不純物領域第２部が形成される。領域第３部には、不純物領域第１部および不純物領域第２部の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有する第２導電型の不純物領域第３部が形成される。
【発明の効果】
【００１２】
一実施の形態に係る撮像装置によれば、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを抑制することができる。
【００１３】
他の実施の形態に係る撮像装置の製造方法によれば、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを抑制できる撮像装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】各実施の形態に係る撮像装置の画素の回路図である。
【図２】実施の形態１に係る撮像装置の平面図である。
【図３】同実施の形態において、図２に示す断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。
【図４】同実施の形態において、撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】同実施の形態において、図４に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図６】同実施の形態において、図５に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図７】同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図８】同実施の形態において、図７に示す断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩにおける断面図である。
【図９】同実施の形態において、図７および図８に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図１０】同実施の形態において、図９に示す断面線Ｘ−Ｘにおける断面図である。
【図１１】同実施の形態において、図９および図１０に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１２】同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１３】同実施の形態において、図１２に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図１４】比較例に係る撮像装置の平面図である。
【図１５】図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶにおける断面図である。
【図１６】比較例に係る撮像装置の問題点を説明するための、フォトダイオードが形成されている領域の構造と、その構造と対応するポテンシャルを模式的に示す図である。
【図１７】同実施の形態において、作用効果を説明するための、フォトダイオードが形成されている領域の構造と、その構造と対応するポテンシャルを模式的に示す図である。
【図１８】実施の形態２に係る撮像装置の平面図である。
【図１９】同実施の形態において、図１８に示す断面線ＸＩＸ−ＸＩＸにおける断面図である。
【図２０】同実施の形態において、撮像装置の製造方法の一工程を示す平面図である。
【図２１】同実施の形態において、図２０に示す断面線ＸＸＩ−ＸＸＩにおける断面図である。
【図２２】同実施の形態において、図２０および図２１に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図２３】同実施の形態において、図２２に示す断面線ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩにおける断面図である。
【図２４】実施の形態３に係る撮像装置の平面図である。
【図２５】同実施の形態において、図２４に示す断面線ＸＸＶ−ＸＸＶにおける断面図である。
【図２６】同実施の形態において、図２４に示す断面線ＸＸＶＩ−ＸＸＶＩにおける断面図である。
【図２７】同実施の形態において、図２４に示す断面線ＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩにおける断面図である。
【図２８】同実施の形態において、撮像装置の製造方法の一工程を示す平面図である。
【図２９】同実施の形態において、図２８に示す断面線ＸＸＩＸａ−ＸＸＩＸａ、断面線ＸＸＩＸｂ−ＸＸＩＸｂおよび断面線ＸＸＩＸｃ−ＸＸＩＸｃのそれぞれにおける断面図である。
【図３０】同実施の形態において、図２８および図２９に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図３１】同実施の形態において、図３０に示す断面線ＸＸＸＩａ−ＸＸＸＩａ、断面線ＸＸＸＩｂ−ＸＸＸＩｂおよび断面線ＸＸＸＩｃ−ＸＸＸＩｃのそれぞれにおける断面図である。
【図３２】同実施の形態において、図３０および図３１に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図３３】同実施の形態において、図３２に示す断面線ＸＸＸＩＩＩａ−ＸＸＸＩＩＩａ、断面線ＸＸＸＩＩＩｂ−ＸＸＸＩＩＩｂおよび断面線ＸＸＸＩＩＩｃ−ＸＸＸＩＩＩｃのそれぞれにおける断面図である。
【図３４】同実施の形態において、図３２および図３３に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図３５】同実施の形態において、図３４に示す断面線ＸＸＸＶａ−ＸＸＸＶａ、断面線ＸＸＸＶｂ−ＸＸＸＶｂおよび断面線ＸＸＸＶｃ−ＸＸＸＶｃのそれぞれにおける断面図である。
【図３６】実施の形態４に係る撮像装置の平面図である。
【図３７】同実施の形態において、図３６に示す断面線ＸＸＸＶＩＩ−ＸＸＸＶＩＩにおける断面図である。
【図３８】同実施の形態において、図３６に示す断面線ＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩにおける断面図である。
【図３９】同実施の形態において、図３６に示す断面線ＸＸＸＩＸ−ＸＸＸＩＸにおける断面図である。
【図４０】実施の形態５に係る撮像装置の平面図である。
【図４１】同実施の形態において、撮像装置の製造方法の一工程を示す平面図である。
【図４２】同実施の形態において、図４１に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図４３】実施の形態６に係る撮像装置の平面図である。
【図４４】実施の形態７に係る撮像装置の平面図である。
【図４５】実施の形態８に係る撮像装置の平面図である。
【図４６】実施の形態９に係る撮像装置の平面図である。
【図４７】同実施の形態において、図４６に示す断面線ＸＬＶＩＩ−ＸＬＶＩＩにおける断面図である。
【図４８】同実施の形態において、撮像装置の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４９】同実施の形態において、図４８に示す工程の後に行われる工程を示す断面図である。
【図５０】実施の形態１０に係る撮像装置の平面図である。
【図５１】同実施の形態において、図５０に示す断面線ＬＩ−ＬＩにおける断面図である。
【図５２】同実施の形態において、撮像装置の製造方法の一工程を示す平面図である。
【図５３】同実施の形態において、図５２に示す断面線ＬＩＩＩ−ＬＩＩＩにおける断面図である。
【図５４】同実施の形態において、図５２および図５３に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図５５】同実施の形態において、図５４に示す断面線ＬＶ−ＬＶにおける断面図である。
【図５６】同実施の形態において、図５４および図５５に示す工程の後に行われる工程を示す平面図である。
【図５７】同実施の形態において、図５６に示す断面線ＬＶＩＩ−ＬＶＩＩにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
はじめに、撮像装置の画素の回路について簡単に説明する。図１に示すように、撮像装置ＩＳにおける一つの画素は、２つのフォトダイオードＰＤを有する。２個のフォトダイオードＰＤにおいて発生する電荷は、２個の転送トランジスタＴＴ、１個の増幅トランジスタＡＭＩ、１個の選択トランジスタＳＥＬおよび１個のリセットトランジスタＲＳＴの５個のトランジスタによって制御されることになる。以下、各実施の形態において、その画素の構造について具体的に説明する。
【００１６】
実施の形態１
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第１例について説明する。
【００１７】
図２および図３に示すように、半導体基板ＳＵＢの表面には、分離絶縁膜ＳＴＩによって、画素領域ＰＥＲが規定され、画素領域ＰＥＲには、Ｐ型ウェルＰＷ（素子形成領域）が形成されている。Ｐ型ウェルＰＷには、フォトダイオード形成領域ＰＤＲが規定されている。また、画素領域ＰＥＲには、画素トランジスタＰＸＴとして、増幅トランジスタＡＭＩ、選択トランジスタＳＥＬおよびリセットトランジスタＲＳＴが形成されている。増幅トランジスタＡＭＩ等の画素トランジスタＰＸＴは、ゲート電極ＧＥＮおよびソース・ドレイン領域ＮＳＤ等から形成されている。
【００１８】
一つのフォトダイオード形成領域ＰＤＲには、２つのフォトダイオードＰＤＡ（光電変換第１部）およびフォトダイオードＰＤＢ（光電変換第２部）が形成されている。フォトダイオードＰＤＡおよびフォトダイオードＰＤＢのそれぞれは、Ｎ型不純物領域ＮＲを含む。フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとは、間隔を隔てて形成されている。
【００１９】
フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低く設定されている。Ｎ型不純物領域ＮＲ、ＮＭＲに接触するように、Ｐ型不純物領域ＰＳＲが形成されている。フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢ（Ｐ型不純物領域ＰＳＲ）等を覆うように、反射防止膜ＡＲＦ等が形成されている。
【００２０】
フォトダイオード形成領域ＰＤＲの側方には、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴと浮遊拡散領域ＦＤとが形成されている。フォトダイオードＰＤＡおよびフォトダイオードＰＤＢにおいて発生した電子は、ゲート電極ＧＥＴによって浮遊拡散領域ＦＤへ転送さる。浮遊拡散領域ＦＤでは、転送された電子が一時的に蓄積される。
【００２１】
フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢ、ゲート電極ＧＥＴ、ＧＥＮ等を覆うように、第１層間絶縁膜ＩＬ１が形成されている。第１層間絶縁膜を貫通するように、複数のプラグＰＧが形成されている。一つのプラグＰＧは浮遊拡散領域ＦＤに電気的に接続されている。他のプラグＰＧは、一対のソース・ドレイン領域ＮＳＤのうちの一方のソース・ドレイン領域ＮＳＤに電気的に接続されている。さらに他のプラグＰＧは、一対のソース・ドレイン領域ＮＳＤのうちの他方のソース・ドレイン領域ＮＳＤに電気的に接続されている。プラグＰＧのそれぞれに第１配線Ｍ１が接続されている。
【００２２】
さらに、その第１配線Ｍ１を覆うように複数の配線と層間絶縁膜（いずれも図示せず）が形成されている。さらに、層間絶縁膜を覆うようにパッシベーション膜、カラーフィルタおよびマイクロレンズ（いずれも図示せず）等が形成されている（二点鎖線枠参照）。撮像装置の主要部分は、上記のように構成される。
【００２３】
次に、上述した撮像装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４に示すように、たとえば、トレンチ分離法によって、分離絶縁膜ＳＴＩが形成される。分離絶縁膜ＳＴＩによって画素領域ＰＥＲ等が規定される。次に、図５に示すように、素子形成領域となるＰ型ウェルＰＷが形成される。また、分離絶縁膜ＳＴＩの周囲にＰ型分離注入領域ＰＩＲが形成される。次に、図６に示すように、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴおよび画素トランジスタＰＸＴのゲート電極ＧＥＮが形成される。
【００２４】
次に、図７および図８に示すように、所定の写真製版処理を行うことによりフォトレジストパターンＰＲ１が形成される。フォトレジストパターンＰＲ１には、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲ（領域第１部）、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲ（領域第２部）、および、領域ＡＲと領域ＢＲとの間に位置する領域ＣＲ（領域第３部）を連続して露出する開口ＫＣ（第３開口）が形成されている。次に、そのフォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、所定の注入量（第２注入量）をもって注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ、領域ＣＲ）にＮ型不純物領域ＮＭＲが形成される。その後、フォトレジストパターンＰＲ１が除去される。
【００２５】
次に、図９および図１０に示すように、所定の写真製版処理を行うことによりフォトレジストパターンＰＲ２が形成される。フォトレジストパターンＰＲ２には、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲを露出する開口ＫＡ（第１開口）と、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲを露出する開口ＫＢ（第２開口）とが、間隔を隔てて形成されている。
【００２６】
次に、そのフォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、他の所定の注入量（第１注入量）をもって注入される。これにより、最初の注入と併せて、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ）に、Ｎ型不純物領域ＮＲがそれぞれ形成される。Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＭＲよりも高くなる。なお、フォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行った後に、フォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行ってもよい。
【００２７】
Ｎ型不純物領域ＮＲが形成された後、フォトレジストパターンＰＲ２が除去される。次に、図１１に示すように、フォトダイオード形成領域ＰＤＲに、Ｐ型の不純物を注入することによって、Ｐ型不純物領域ＰＳＲが形成される。次に、図１２に示すように、フォトダイオード形成領域ＰＤＲに、反射防止膜ＡＲＦ等が形成される。さらに、Ｎ型の不純物を注入することによって、浮遊拡散領域ＦＤと画素トランジスタＰＸＴのソース・ドレイン領域ＮＳＤが形成される。こうして、画素領域ＰＥＲに、フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢ、転送トランジスタＴＴおよび増幅トランジスタ等の画素トランジスタＰＸＴが形成される。
【００２８】
次に、図１３に示すように、フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢおよび転送トランジスタＴＴ等を覆うように、たとえば、シリコン酸化膜等によって第１層間絶縁膜ＩＬが形成される。次に、第１層間絶縁膜ＩＬを貫通するプラグＰＧが形成される。第１層間絶縁膜ＩＬの表面に、プラグＰＧに接続される第１配線Ｍ１が形成される。その後、複数の層間絶縁膜、複数の配線、パッシベーション膜、カラーフィルタおよびマイクロレンズ等（いずれも図示せず）を形成することによって、図２および図３に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【００２９】
上述した撮像装置では、フォトダイオードＰＤＡのＮ型不純物領域ＮＲと、フォトダイオードＰＤＢのＮ型不純物領域ＮＲとの間に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。そのＮ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。これにより、静止画を撮影する際に、発生する電子が飽和電子数を超えるような場合には、フォトダイオード形成領域ＰＤＲから、たとえば、浮遊拡散領域ＦＤへ電子が漏れてしまうのを阻止することができる。これについて、比較例に係る撮像装置と比べて説明する。
【００３０】
図１４および図１５に示すように、比較例に係る撮像装置では、フォトダイオードＰＤＡのＮ型不純物領域ＮＲと、フォトダイオードＰＤＢのＮ型不純物領域ＮＲとの間には、Ｐ型ウェルＰＷの部分が位置している。なお、これ以外の構成については、図２および図３に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合除きその説明を繰り返さないこととする。
【００３１】
図１６は、比較例に係る撮像装置において、静止画を撮影している状態のフォトダイオードを模式的に示す断面図であり、上の図は、光が入射することによって電子が発生している様子を模式的に示す断面図であり、下の図は、発生した電子が蓄積される様子とポテンシャルとの関係を模式的に示す断面図である。
【００３２】
電子を蓄積させる際には、転送トランジスタはオフ状態であり、ゲート電極ＧＥＴが位置している領域のポテンシャルの高さＰＨＴ（ポテンシャル障壁）は十分に高い。一方、蓄積した電子を転送する際には、転送トランジスタがオン状態になり、ポテンシャルの高さＰＨＴが低くなって、電子は浮遊拡散領域ＦＤへ転送されることになる。
【００３３】
静止画を撮影している状態では、フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢにおいて発生する電子を転送トランジスタＴＴによって搬送するタイミングが比較的長いため、たとえば、一方のフォトダイオードＰＤＢにおいて発生する電子ＥＬＥが飽和電子数にまで容易に達してしまうことがある。このとき、隣り合うフォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置する領域のポテンシャルの高さＰＨＤが、オフ状態の転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴが位置している領域のポテンシャルの高さＰＨＴよりも高い。このため、図１６の下の図に示すように、飽和電子数を超えた分の電子は、浮遊拡散領域ＦＤへ流れ込むことになる（二重矢印を参照）。すなわち、溢れた電子が、浮遊拡散領域ＦＤへ漏れ出てしまうことになる。
【００３４】
静止画は、２つのフォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢにおいて発生する電子の総和に基づいて撮影される。このため、溢れた電子が漏れ出てしまうと、その画素のデータは、静止画のデータとしては使えなくなり、静止画のダイナミックレンジが小さくなってしまう。
【００３５】
比較例に係る撮像装置に対して実施の形態１に係る撮像装置では、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い不純物濃度を有するＮ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。
【００３６】
図１７は、実施の形態１に係る撮像装置において、静止画を撮影している状態のフォトダイオードとその周辺を模式的に示す断面図であり、上の図は、光が入射することによって電子が発生している様子を模式的に示す断面図であり、下の図は、発生した電子が蓄積される様子とポテンシャルとの関係を模式的に示す断面図である。
【００３７】
図１７に示すように、実施の形態１に係る撮像装置では、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されていることで、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置する領域のポテンシャルの高さＰＨＤは、オフ状態の転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴが位置している領域のポテンシャルの高さＰＨＴよりも低くなる。
【００３８】
このため、たとえば、一方のフォトダイオードＰＤＢにおいて発生する電子ＥＬＥが飽和電子数にまで容易に達してしまうような場合であっても、ポテンシャルの高さＰＨＤがポテンシャルの高さＰＨＴよりも低くなることで、飽和電子数を超えた分の電子は、一方のフォトダイオードＰＤＢから他方のフォトダイオードＰＤＡへ流れ込むことになる（二重矢印を参照）。
【００３９】
そうすると、一方のフォトダイオードＰＤＢから溢れた電子が、他方のフォトダイオードＰＤＡへ流れ込んだとしても、発生した電子の総量にほとんど変わりはなくなる。これにより、２つのフォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢにおいて発生する電子の総和に基づいて撮影される静止画のデータとして使うことができ、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる。
【００４０】
また、上述した撮像装置では、Ｎ型不純物領域ＮＭＲを形成する際に、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲ、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲ、および、領域ＡＲと領域ＢＲとの間に位置する領域ＣＲを連続して露出する開口ＫＣが形成されたフォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとして形成される。
【００４１】
これにより、領域ＡＲと領域ＢＲとの間に位置する領域ＣＲだけを露出する開口が形成されたフォトレジストパターンを注入マスクとしてＮ型不純物領域ＮＭＲを形成する場合と比べると、フォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、さらに、Ｎ型不純物を注入することによって最終的に形成される、フォトダイオードＰＤＡのＮ型不純物領域ＮＲおよびフォトダイオードＰＤＢのＮ型不純物領域ＮＲに対するＮ型不純物領域ＮＭＲの位置ずれ（アライメントのずれ）に起因するポテンシャルの変動をなくすことができる。
【００４２】
さらに、発明者らは、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度（濃度Ａ）に対するＮ型不純物領域ＮＲの不純物濃度（濃度Ｂ）の濃度比（濃度Ｂ／濃度Ａ）としては、１．５〜２．５が望ましいことがわかった。濃度比が２．５よりも高い場合では、ポテンシャルの高さの下がり方が十分ではなく、一方のフォトダイオードＰＤＡ（ＰＤＢ）から他方のフォトダイオードＰＤＢ（ＰＤＡ）へ電子が流れにくくなり、静止画のデータとして使えなくなる。
【００４３】
濃度比が１．５よりも低い場合では、ポテンシャルの高さが下がり過ぎてしまい、２つのフォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間でクロストークが発生する。このため、フォーカスを自動で合せることができなくなる。また、動画のデータとしても使えなくなる。
【００４４】
また、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの２つのフォトダイオードによって、静止画を含め、動画の撮影およびオートフォカースを機能させている。このため、一つの画素における飽和電子数が同じであれば、一つのフォトダイオードへ注入するＮ型不純物の量を低減することができる。これにより、Ｎ型不純物を注入する際に生じる欠陥によって発生する暗電流または暗時白点を低減することもできる。
【００４５】
さらに、Ｎ型不純物の量を低減することで空乏化電位が低くなり、転送トランジスタＴＴのオン電圧を抑えることができ、ひいては電源電圧を抑えることができて、消費電力の低減にも寄与することができる。
【００４６】
実施の形態２
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第２例について説明する。
【００４７】
図１８および図１９に示すように、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲが形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＭＳＲの底までの深さは、Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＲの底までの深さよりも浅い。なお、これ以外の構成については、図２および図３に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００４８】
次に、上述した撮像装置の製造方法の一例について説明する。図４〜図７に示す工程と同様の工程を経て、図２０および図２１に示すように、フォトレジストパターンＰＲ１が形成される。次に、そのフォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、比較的低い注入エネルギ（第１注入エネルギ）をもって注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ、領域ＣＲ）に、比較的浅いＮ型不純物領域ＮＭＳＲが形成される。なお、このとき、Ｎ型不純物を斜めに注入しても、比較的浅いＮ型不純物領域ＮＭＳＲを形成することができる。その後、フォトレジストパターンＰＲ１が除去される。
【００４９】
次に、図２２および図２３に示すように、所定の写真製版処理を行うことによりフォトレジストパターンＰＲ２が形成される。次に、そのフォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、第１注入エネルギよりも高い注入エネルギをもって注入される。これにより、最初の注入と併せて、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ）にＮ型不純物領域ＮＲがそれぞれ形成される。Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＭＲよりも高くなる。また、Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＲの底までの深さは、Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＭＳＲの底までの深さよりも深くなる。
【００５０】
なお、フォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行った後に、フォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行ってもよい。
【００５１】
Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲが形成された後、フォトレジストパターンＰＲ２が除去される。次に、図１１〜図１３に示す工程と同様の工程を経て、図１８および図１９に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【００５２】
フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域が形成されていると、このＮ型不純物領域等において電子が発生しやすくなり、その発生した電子は、フォトダイオードＰＤＡまたはフォトダイオードＰＤＢへ流れることになる。
【００５３】
このため、本来であれば、フォトダイオードＰＤＡにおいて発生した電子と、フォトダイオードＰＤＢにおいて発生した電子とに基づいてフォーカスが調整されるべきところ、上述したＮ型不純物領域等において発生した電子が、フォトダイオードＰＤＡまたはフォトダイオードＰＤＢへ流れ込むことがある。すなわち、クロストークが発生して、オートフォーカスの精度が影響を受けることがある。また、動画の撮影が影響を受けることがある。
【００５４】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、上述した撮像装置では、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲの底が、前述した撮像装置のＮ型不純物領域ＮＭＲの底よりも浅い位置にある。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲ等において発生する電子数を抑えることができ、クロストークが抑制されて、フォーカス精度の向上に寄与することができる。また、動画の撮影が悪影響を受けることが少なくなる。
【００５５】
実施の形態３
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第３例として、赤色画素、緑色画素および青色画素に応じたＮ型不純物領域を備えた撮像装置の一例について説明する。
【００５６】
まず、図２４および図２５に示すように、赤色画素領域ＲＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。
【００５７】
次に、図２４および図２６に示すように、緑色画素領域ＧＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＷＭＲ（Ｎ−−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＷＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＷＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低く、また、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度よりも低い。
【００５８】
次に、図２４および図２７に示すように、青色画素領域ＢＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＴＭＲ（Ｎ−−−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＴＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＴＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低く、また、Ｎ型不純物領域ＮＷＭＲの不純物濃度よりも低い。
【００５９】
次に、上述した撮像装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４〜図７に示す工程と同様の工程を経て、図２８および図２９に示すように、所定の写真製版処理を行うことによりフォトレジストパターンＰＲ１が形成される。フォトレジストパターンＰＲ１では、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲを覆い、赤色画素領域ＲＰＥＲにおける領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲを露出する開口ＫＣが形成されている。
【００６０】
次に、そのフォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、所定の注入量をもって注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲ）にＮ型不純物領域ＮＭＲが形成される。その後、フォトレジストパターンＰＲ１が除去される。
【００６１】
次に、所定の写真製版処理を行うことにより、図３０および図３１に示すように、フォトレジストパターンＰＲ２が形成される。フォトレジストパターンＰＲ２では、赤色画素領域ＲＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲを覆い、緑色画素領域ＧＰＥＲにおける領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲを露出する開口ＫＣが形成されている。
【００６２】
次に、そのフォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、所定の注入量をもって注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲ）にＮ型不純物領域ＮＷＭＲが形成される。Ｎ型不純物領域ＮＷＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度よりも低い。その後、フォトレジストパターンＰＲ２が除去される。
【００６３】
次に、所定の写真製版処理を行うことにより、図３２および図３３に示すように、フォトレジストパターンＰＲ３が形成される。フォトレジストパターンＰＲ３では、赤色画素領域ＲＰＥＲおよび緑色画素領域ＧＰＥＲを覆い、青色画素領域ＢＰＥＲにおける領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲを露出する開口ＫＣが形成されている。
【００６４】
次に、そのフォトレジストパターンＰＲ３を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、所定の注入量をもって注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲ）にＮ型不純物領域ＮＴＭＲが形成される。Ｎ型不純物領域ＮＴＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＷＭＲの不純物濃度よりも低い。その後、フォトレジストパターンＰＲ３が除去される。
【００６５】
次に、図３４および図３５に示すように、所定の写真製版処理を行うことによりフォトレジストパターンＰＲ４が形成される。フォトレジストパターンＰＲ４には、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲのそれぞれにおいて、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲを露出する開口ＫＡと、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲを露出する開口ＫＢとが、間隔を隔てて形成されている。
【００６６】
次に、そのフォトレジストパターンＰＲ４を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、所定の注入量をもって注入される。これにより、これまでの注入と併せて、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ）のそれぞれにＮ型不純物領域ＮＲが形成される。Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度よりも高くなる。なお、フォトレジストパターンＰＲ４を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を、たとえば、フォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとして注入する工程の前に行ってもよい。
【００６７】
Ｎ型不純物領域ＮＲが形成された後、フォトレジストパターンＰＲ４が除去される。その後、図１１〜図１３に示す工程と同様の工程を経て、図２４〜図２７に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【００６８】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【００６９】
まず、フォトダイオードでは、比較的浅い領域において発生する電子の量は、波長の依存性があり、波長が短くなるにしたがって多くなる。赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲが形成された撮像装置では、電子の量が最も多いのは、青色画素領域ＢＰＥＲにおいて発生する電子の量である。次に、電子の量が多いのは、緑色画素領域ＧＰＥＲにおいて発生する電子の量である。最も電子の量が少ないのは、赤色画素領域ＲＰＥＲにおいて発生する電子の量である。
【００７０】
ここで、Ｎ型不純物量領域を形成するための注入条件が、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲに対して同一条件とする。すなわち、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲのそれぞれに形成されるＮ型不純物領域の不純物濃度が同じであるとする。そうすると、この場合には、Ｎ型不純物領域等において発生した電子がフォトダイオードＰＤＡまたはフォトダイオードＰＤＢへ流れ込み、クロストークが発生して、オートフォーカスの精度が最も影響を受けるのは、青色画素領域ＢＰＥＲであり、次に、緑色画素領域ＧＰＥＲであり、最後に、赤色画素領域ＲＰＥＲである。
【００７１】
上述した撮像装置では、青色画素領域ＢＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＴＭＲの不純物濃度が最も低く、次に、緑色画素領域ＧＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＷＭＲの不純物濃度が低く、赤色画素領域ＲＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度が最も高い。
【００７２】
すなわち、オートフォーカスの精度が影響を受けやすくなる赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲ、青色画素領域ＢＰＥＲの順に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ、ＮＷＲ、ＮＴＭＲの不純物濃度が段階的に低くなっている。これにより、フォトダイオードＰＤＡまたはフォトダイオードＰＤＢへ流れ込む電子数（クロストーク）が抑えられて、オートフォーカスの精度が低下するのを抑制することができる。
【００７３】
実施の形態４
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第４例として、赤色画素、緑色画素および青色画素に応じたＮ型不純物領域を備えた撮像装置の他の例について説明する。
【００７４】
まず、図３６および図３７に示すように、赤色画素領域ＲＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＭＳＲの底までの深さ（第１深さ）は、Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＲの底までの深さよりも浅い。
【００７５】
次に、図３６および図３８に示すように、緑色画素領域ＧＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｐ型ウェルの表面からＮ型不純物領域ＮＭＳＲの底までの深さ（第２深さ）は、Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＲの底までの深さよりも浅く、さらに、赤色画素領域ＲＰＥＲにおける第１深さよりも浅い。
【００７６】
次に、図３６および図３９に示すように、青色画素領域ＢＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｐ型ウェルの表面からＮ型不純物領域ＮＭＳＲの底までの深さ（第３深さ）は、Ｐ型ウェルＰＷの表面からＮ型不純物領域ＮＲの底までの深さよりも浅く、さらに、緑色画素領域ＧＰＥＲにおける第２深さよりも浅い。
【００７７】
なお、これ以外の構成については、図２４〜図２７に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００７８】
上述した撮像装置は、基本的には、実施の形態２において説明した製造方法を、赤色画素、緑色画素および青色画素ごとに適用することによって製造される。特に、赤色画素領域ＲＰＥＲにＮ型不純物領域ＮＭＳＲを形成する際の注入エネルギを注入エネルギＡとし、緑色画素領域ＧＰＥＲにＮ型不純物領域ＮＭＳＲを形成する際の注入エネルギを注入エネルギＢとし、青色画素領域ＢＰＥＲにＮ型不純物領域ＮＭＳＲを形成する際の注入エネルギを注入エネルギＣとする。
【００７９】
そうすると、注入エネルギを、注入エネルギＣ＜注入エネルギＢ＜注入エネルギＡとすることで、緑色画素領域ＧＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＷＭＲの第２深さが、赤色画素領域ＲＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＭＲの第１深さよりも浅くなる。青色画素領域ＢＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＴＭＲの第３深さが、緑色画素領域ＧＰＥＲに形成されるＮ型不純物領域ＮＷＭＲの第２深さよりも浅くなる。
【００８０】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【００８１】
前述したのと同様に、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲのそれぞれに形成されるＮ型不純物領域ＮＭＳＲの注入条件が同じであるとすると、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲ、青色画素領域ＢＰＥＲの順に、クロストークが発生して、オートフォーカスの精度が影響を受けやすくなる。
【００８２】
上述した撮像装置では、オートフォーカスの精度が影響を受けやすくなる赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲ、青色画素領域ＢＰＥＲの順に、Ｎ型不純物領域ＮＭＳＲの深さが段階的に浅くなっている。これにより、フォトダイオードＰＤＡまたはフォトダイオードＰＤＢへ流れ込む電子数（クロストーク）が抑えられて、オートフォーカスの精度が低下するのを抑制することができる。
【００８３】
実施の形態５
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第５例について説明する。
【００８４】
図４０に示すように、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの平面視的な面積（レイアウト面積）は、たとえば、図２に示されるＮ型不純物領域ＮＭＲの平面視的な面積（レイアウト面積）よりも小さい。
【００８５】
具体的には、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとが間隔を隔てられている方向（第１方向）とほぼ直交する方向（第２方向）にＮ型不純物領域ＮＲが延在する長さに対して、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが第２方向に延在する長さは短い。なお、断面図として、断面線がＮ型不純物領域ＮＭＲを横切る場合の断面図は、図３に示す断面図と同じである。これ以外の構成については、図２に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００８６】
次に、上述した撮像装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４〜図７に示す工程と同様の工程を経て、図４１に示すように、所定の写真製版処理を行うことにより、フォトレジストパターンＰＲ１が形成される。フォトレジストパターンＰＲ１では、領域ＡＲ、領域ＢＲおよび領域ＣＲの一部を露出する開口ＫＣが形成されている。次に、そのフォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、所定の注入量（第２注入量）をもって注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ、領域ＣＲの一部）にＮ型不純物領域ＮＭＲが形成される。その後、フォトレジストパターンＰＲ１が除去される。
【００８７】
次に、図４２に示すように、所定の写真製版処理を行うことによりフォトレジストパターンＰＲ２が形成される。フォトレジストパターンＰＲ２では、領域ＡＲを露出する開口ＫＡと領域ＢＲを露出する開口ＫＢとが間隔を隔てて形成されている。次に、そのフォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、他の所定の注入量（第１注入量）をもって注入される。これにより、最初の注入と併せて、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ）のそれぞれにＮ型不純物領域ＮＲが形成される。Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＭＲよりも高くなる。
【００８８】
なお、フォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行った後に、フォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行ってもよい。
【００８９】
Ｎ型不純物領域ＮＲが形成された後、フォトレジストパターンＰＲ２が除去される。その後、図１１〜図１３に示す工程と同様の工程を経て、図４０に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【００９０】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、上述した撮像装置では、Ｎ型不純物領域ＮＲが第２方向に延在する長さに対して、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが第２方向に延在する長さが短く、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積が、たとえば、図２に示される撮像装置のＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積に比べて小さい。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ等において発生する電子数を抑えることができ、クロストークが抑制されて、フォーカス精度の向上に寄与することができる。また、動画の撮影が悪影響を受けることが少なくなる。
【００９１】
実施の形態６
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第６例について説明する。
【００９２】
図４３に示すように、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積は、たとえば、図２に示されるＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積よりも小さい。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴが配置されている側に形成されている。
【００９３】
なお、断面図として、断面線がＮ型不純物領域ＮＭＲを横切る場合の断面図は、図３に示す断面図と同じである。これ以外の構成については、図２に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【００９４】
上述した撮像装置は、特に、フォトレジストパターンＰＲ１の開口パターンを変更するだけで、実施の形態５において説明した製造方法を適用することによって形成される。すなわち、フォトレジストパターンＰＲ１として、領域ＡＲ、ＢＲ、ＣＲ（図４１参照）を露出する開口のうち、領域ＣＲを露出する開口の部分が、ゲート電極ＧＥＴの側に位置するフォトレジストパターンが形成される。そのフォトレジストパターンを注入マスクとして、Ｎ型の不純物が注入されて、最終的に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴの側に形成される。
【００９５】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、上述した撮像装置では、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積が、たとえば、図２に示される撮像装置のＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積に比べて小さい。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ等において発生する電子数が抑えることができ、クロストークが抑制されて、フォーカス精度の向上に寄与することができる。また、動画の撮影が悪影響を受けることが少なくなる。
【００９６】
さらに、Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴが配置されている側に形成されている。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ等において発生した電子を、浮遊拡散領域ＦＤへ転送しやすくなり、転送特性を向上させることができる。
【００９７】
実施の形態７
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第７例について説明する。
【００９８】
図４４に示すように、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれに接触するように形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積は、たとえば、図２に示されるＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積よりも小さい。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴが配置されている側とは反対側に形成されている。
【００９９】
なお、断面図として、断面線がＮ型不純物領域ＮＭＲを横切る場合の断面図は、図３に示す断面図と同じである。これ以外の構成については、図２に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【０１００】
上述した撮像装置は、特に、フォトレジストパターンＰＲ１の開口パターンを変更するだけで、実施の形態５において説明した製造方法を適用することによって形成される。すなわち、フォトレジストパターンＰＲ１として、領域ＡＲ、ＢＲ、ＣＲ（図４１参照）を露出する開口のうち、領域ＣＲを露出する開口の部分が、ゲート電極ＧＥＴの側とは反対側に位置するフォトレジストパターンが形成される。そのフォトレジストパターンを注入マスクとして、Ｎ型の不純物が注入されて、最終的に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴの側とは反対側に形成される。
【０１０１】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。すなわち、上述した撮像装置では、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積が、たとえば、図２に示される撮像装置のＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積に比べて小さい。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ等において発生する電子数が抑えることができ、クロストークが抑制されて、フォーカス精度の向上に寄与することができる。また、動画の撮影が悪影響を受けることが少なくなる。
【０１０２】
さらに、Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、転送トランジスタＴＴのゲート電極ＧＥＴが配置されている側とは反対側に形成されている。ゲート電極ＧＥＴの側面直下の部分では、Ｐ型不純物領域ＰＳＲの不純物濃度が低くなりやすいため、暗電流または暗時白点の発生源となることがある。したがって、Ｎ型不純物領域ＮＭＲを、そのような暗電流等の発生源となりうる部分から離すことで、暗電流等の影響を受けにくくすることができる。
【０１０３】
実施の形態８
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第７例として、赤色画素、緑色画素および青色画素に応じたＮ型不純物領域を備えた撮像装置のさらに他の例について説明する。
【０１０４】
図４５に示すように、まず、赤色画素領域ＲＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲ（図３参照）の不純物濃度よりも低い。また、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積は、たとえば、図２に示されるＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積よりも小さい。
【０１０５】
次に、緑色画素領域ＧＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲ（図３参照）の不純物濃度よりも低い。また、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積は、赤色画素領域ＲＰＥＲのＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積よりも小さい。
【０１０６】
次に、青色画素領域ＢＰＥＲでは、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ（Ｎ−型）が形成されている。Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲ（図３参照）の不純物濃度よりも低い。また、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積は、緑色画素領域ＧＰＥＲのＮ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積よりも小さい。
【０１０７】
なお、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲのそれぞれでは、断面図として、断面線がＮ型不純物領域ＮＭＲを横切る場合の断面図は、図３に示す断面図と同じである。これ以外の構成については、図１９に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【０１０８】
次に、上述した撮像装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４〜図６に示す工程と同様の工程を経た後、図７に示す工程に対応する工程において、フォトレジストパターン（図示せず）が形成される。このとき、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲと、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲとの間に位置する領域ＣＲを露出する開口の部分の面積が、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲの順に小さくなっている開口を有するフォトレジストパターンが形成される。次に、そのフォトレジストパターンを注入マスクとしてＮ型の不純物が注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ、領域ＣＲ）に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ（図８または図４５参照）が形成される。
【０１０９】
次に、図９および図１０に示す工程に対応する工程において、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲと、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲとのそれぞれに、Ｎ型の不純物が注入される。これにより、最初の注入と併せて、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ）にＮ型不純物領域ＮＲ（図１０参照）が形成される。その後、図１１〜図１３に示す工程と同様の工程を経て、図４５に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【０１１０】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【０１１１】
すでに説明したように、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲおよび青色画素領域ＢＰＥＲのそれぞれに形成されるＮ型不純物領域ＮＭＲの注入条件が同じであるとすると、赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲ、青色画素領域ＢＰＥＲの順に、クロストークによってオートフォーカスの精度が影響を受けやすくなる。
【０１１２】
上述した撮像装置では、オートフォーカスの精度が影響を受けやすくなる赤色画素領域ＲＰＥＲ、緑色画素領域ＧＰＥＲ、青色画素領域ＢＰＥＲの順に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲのレイアウト面積が段階的に小さくなっている。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＲ等において発生する電子数を段階的に抑えることができ、クロストークが抑制されて、オートフォーカスの精度が低下するのを抑制することができる。また、動画の撮影が悪影響を受けることが少なくなる。
【０１１３】
実施の形態９
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第９例として、熱処理工程が追加された撮像装置について説明する。
【０１１４】
図４６および図４７に示すように、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分にＮ型不純物領域ＮＭＲが形成され、そのＮ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。撮像装置の構造は、実施の形態１において説明した撮像装置と基本的に同じであり、図２および図３に示す撮像装置と同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【０１１５】
次に、上述した撮像装置の製造方法の一例について説明する。まず、図４〜図８に示す工程と同様の工程を経て、フォトレジストパターンＰＲ１（図８参照）が形成される。そのフォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとしてＮ型の不純物が注入される。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ、領域ＣＲ）にＮ型不純物領域ＮＭＲ（図８参照）が形成される。
【０１１６】
フォトレジストパターンＰＲ１（図８参照）が除去された後、図４８に示すように、熱処理が行われる。ここで、拡散炉を使用する場合には、たとえば、７００℃以上の温度条件のもとで熱処理が行われる。また、ランプアニール装置を使用する場合には、たとえば、１０００℃以上の温度条件のもとで熱処理が行われる。
【０１１７】
次に、図８および図９に示す工程と同様の工程を経て、フォトレジストパターンＰＲ２（図９参照）が形成される。そのフォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が注入される。これにより、最初の注入と併せて、露出したＰ型ウェルＰＷ（
領域ＡＲ、領域ＢＲ）にＮ型不純物領域ＮＲ（図９参照）がそれぞれ形成される。
【０１１８】
フォトレジストパターンＰＲ２（図９参照）が除去された後、図４９に示すように、熱処理が行われる。ここでも、拡散炉を使用する場合には、７００℃以上の温度条件のもとで熱処理が行われ、ランプアニール装置を使用する場合には、１０００℃以上の温度条件のもとで熱処理が行われる。その後、図１１〜図１３に示す工程と同様の工程を経て、図４６および図４７に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【０１１９】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【０１２０】
フォトダイオードＰＤＡ、ＰＤＢが形成されるＰ型ウェルＰＷに不純物を注入することによって、Ｐ型ウェルＰＷには結晶欠陥が発生することがある。結晶欠陥は、暗電流または暗時白点の原因となる。
【０１２１】
上述した撮像装置の製造方法では、Ｎ型の不純物の注入によってＮ型不純物領域ＮＭＲを形成した後に熱処理が行われる。さらに、Ｎ型の不純物の注入によってＮ型不純物領域ＮＲを形成した後にも熱処理が行われる。これにより、１回目のＮ型の不純物の注入によって、たとえ、Ｐ型ウェルＰＷに結晶欠陥が発生したとしても、その結晶欠陥を熱処理によって回復させることができる。
【０１２２】
また、２回目のＮ型の不純物の注入によって、たとえ、Ｐ型ウェルＰＷに結晶欠陥が発生したとしても、その結晶欠陥を熱処理によって回復させることができる。こうして、不純物の注入によってＰ型ウェルＰＷに結晶欠陥が発生したとしても、その結晶欠陥を確実に回復させることができる。その結果、暗電流または暗時白点を確実に低減することができる。
【０１２３】
なお、上述した撮像装置の製造方法では、フォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行った後に、フォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行った場合について説明した。この工程とは反対に、フォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行った後に、フォトレジストパターンＰＲ１を注入マスクとしてＮ型の不純物を注入する工程を行ってもよい。それぞれの工程の後に熱処理を行うことで、結晶欠陥を確実に回復させて、暗電流等を確実に低減することができる。
【０１２４】
実施の形態１０
ここでは、２つのフォトダイオードの間に、比較的不純物濃度の低いＮ型不純物領域を備えた撮像装置の第１０例として、注入マスクを追加することなくＮ型不純物領域が形成された撮像装置について説明する。
【０１２５】
図５０および図５１に示すように、フォトダイオードＰＤＡとフォトダイオードＰＤＢとの間に位置するＰ型ウェルＰＷの部分にＮ型不純物領域ＮＭＲが形成され、そのＮ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低い。Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、Ｎ型の不純物を斜め注入することによって形成されている。なお、これ以外の構成については、図２および図３に示す撮像装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
【０１２６】
次に、上述した撮像装置の製造方法について説明する。図４〜図６に示す工程と同様の工程を経た後、図５２および図５３に示すように、所定の写真製版処理を行うことにより、フォトレジストパターンＰＲ２が形成される。フォトレジストパターンＰＲ２には、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲを露出する開口ＫＡと、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲを露出する開口ＫＢとが、間隔を隔てて形成されている。
【０１２７】
次に、そのフォトレジストパターンＰＲ２を注入マスクとして、Ｎ型の不純物が、半導体基板ＳＵＢ（Ｐ型ウェルＰＷ）の表面に対してほぼ垂直に注入される（矢印の尾の記号参照）。これにより、露出したＰ型ウェルＰＷ（領域ＡＲ、領域ＢＲ）にＮ型不純物領域ＮＲが形成される。
【０１２８】
次に、開口ＫＡと開口ＫＢとの間を覆うフォトレジストパターンＰＲ２の部分の直下に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に対して、Ｎ型の不純物が斜めに注入される。つまり、半導体基板ＳＵＢ（Ｐ型ウェルＰＷ）の表面の垂線に対し、所定の角度をもってＮ型の不純物が注入される。まず、図５４および図５５に示すように、そのフォトレジストパターンＰＲ２の部分が延在する方向（紙面に向かって上下方向）に対して、ほぼ直交する方向（紙面に向かって右向き）の成分（太い矢印参照）を有する注入角度をもって、Ｎ型の不純物が注入される。これにより、フォトダイオードＰＤＡが形成されることになる領域ＡＲから、フォトレジストパターンＰＲ２の部分の直下に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に向かって、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの一部が形成される。
【０１２９】
次に、イオン注入機におけるチルト角またはノッチ角を変更することにより、図５６および図５７に示すように、フォトレジストパターンＰＲ２の部分が延在する方向（紙面に向かって上下方向）に対して、ほぼ直交する方向（紙面に向かって左向き）の成分（太い矢印参照）を有する注入角度をもって、Ｎ型の不純物が注入される。これにより、フォトダイオードＰＤＢが形成されることになる領域ＢＲから、フォトレジストパターンＰＲ２の部分の直下に位置するＰ型ウェルＰＷの部分に向かって、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの残りの部分が形成される。
【０１３０】
こうして、フォトレジストパターンＰＲ２の部分の直下に、Ｎ型不純物領域ＮＭＲが形成される。斜め注入によって、Ｎ型不純物領域ＮＭＲの不純物濃度は、Ｎ型不純物領域ＮＲの不純物濃度よりも低くなる。また、Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、一方のＮ型不純物領域ＮＲと他方のＮ型不純物領域ＮＲとにそれぞれ接触する態様で形成される。その後、図１１〜図１３に示す工程と同様の工程を経て、図５０および図５１に示す撮像装置の主要部分が完成する。
【０１３１】
上述した撮像装置では、静止画のダイナミックレンジが小さくなるのを阻止することができる効果に加えて、次のような効果が得られる。
【０１３２】
すなわち、上述した撮像装置の製造方法では、Ｎ型不純物領域ＮＭＲは、Ｎ型不純物領域ＮＲを形成する際に注入マスクとして形成されるフォトレジストパターンＰＲ２を使って形成される。これにより、Ｎ型不純物領域ＮＭＲを形成するための注入マスク（フォトレジストパターン）を新たに形成する必要がなく、製造コストの上昇を抑えることができる。
【０１３３】
なお、各実施の形態において説明した撮像装置および撮像装置の製造方法については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。
【０１３４】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【０１３５】
実施の形態８は、以下の態様を含む。
［付記１］
第１光電変換第１部および第１光電変換第２部、第２光電変換第１部および第２光電変換第２部ならびに第３光電変換第１部および第３光電変換第２部を備えた撮像装置の製造方法であって、
半導体基板に、第１導電型の第１素子形成領域、第１導電型の第２素子形成領域および第１導電型の第３素子形成領域をそれぞれ形成する工程と、
前記第１素子形成領域において、前記第１光電変換第１部が形成されることになる第１領域第１部を露出する第１開口、および、前記第１素子形成領域において、前記第１光電変換第１部とは間隔を隔てて前記第１光電変換第２部が形成されることになる第１領域第２部を露出する第２開口を有し、
前記第２素子形成領域において、前記第２光電変換第１部が形成されることになる第２領域第１部を露出する第３開口、および、前記第２素子形成領域において、前記第２光電変換第１部とは間隔を隔てて前記第２光電変換第２部が形成されることになる第２領域第２部を露出する第４開口を有し、
前記第３素子形成領域において、前記第３光電変換第１部が形成されることになる第３領域第１部を露出する第５開口、および、前記第３素子形成領域において、前記第３光電変換第１部とは間隔を隔てて前記第３光電変換第２部が形成されることになる第３領域第２部を露出する第６開口を有する第１マスク材を形成する工程と、
前記第１マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第１不純物を、第１注入量をもって注入する工程と、
前記第１素子形成領域において、前記第１領域第１部、前記第１領域第２部、および、前記第１領域第１部と前記第１領域第２部との間に位置する前記第１素子形成領域の第１領域第３部を連続して露出する第７開口を有し、
前記第２素子形成領域において、前記第２領域第１部、前記第２領域第２部、および、前記第２領域第１部と前記第２領域第２部との間に位置する前記第２素子形成領域の第２領域第３部を連続して露出する第８開口を有し、
前記第３素子形成領域において、前記第３領域第１部、前記第３領域第２部、および、前記第３領域第１部と前記第３領域第２部との間に位置する前記第３素子形成領域の第３領域第３部を連続して露出する第９開口を有する第２マスク材を形成する工程と、
前記第２マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第２不純物を第２注入量をもって注入する工程と
を備え、
前記第１不純物を注入する工程および前記第２不純物を注入する工程によって、
前記第１領域第１部には、第２導電型の第１不純物領域第１部が形成され、
前記第１領域第２部には、第２導電型の第１不純物領域第２部が形成され、
前記第１領域第３部には、前記第１不純物領域第１部および前記第１不純物領域第２部の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有する第２導電型の第１不純物領域第３部が形成され、
前記第２領域第１部には、第２導電型の第２不純物領域第１部が形成され、
前記第２領域第２部には、第２導電型の第２不純物領域第２部が形成され、
前記第２領域第３部には、前記第２不純物領域第１部および前記第２不純物領域第２部の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有し、前記第１不純物領域第３部よりも狭い第２導電型の第２不純物領域第３部が形成され、
前記第３領域第１部には、第２導電型の第３不純物領域第１部が形成され、
前記第３領域第２部には、第２導電型の第３不純物領域第２部が形成され、
前記第３領域第３部には、前記第３不純物領域第１部および前記第３不純物領域第２部の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有し、前記第２不純物領域第３部よりも狭い第２導電型の第３不純物領域第３部が形成される、撮像装置の製造方法。
【０１３６】
また、実施の形態１０は、以下の態様を含む。
［付記２］
光電変換第１部および光電変換第２部を備えた撮像装置の製造方法であって、
半導体基板に第１導電型の素子形成領域を形成する工程と、
前記素子形成領域において、前記光電変換第１部が形成されることになる領域第１部を露出する第１開口、および、前記素子形成領域において、前記光電変換第１部とは間隔を隔てて前記光電変換第２部が形成されることになる領域第２部を露出する第２開口を有するマスク材を形成する工程と、
前記マスク材を注入マスクとして、第２導電型の第１不純物を、前記半導体基板の表面に対して垂直に注入する第１注入工程と、
前記マスク材を注入マスクとして前記第１不純物を、前記第１開口から、前記第１開口に露出する前記領域第１部と前記第２開口に露出する前記領域第２部との間に位置する前記素子形成領域の領域第３部に向かって斜めに注入する第２注入工程と、
前記マスク材を注入マスクとして前記第１不純物を、前記第２開口から前記領域第３部に向かって斜めに注入する第３注入工程と
を備え、
前記第１注入工程、前記第２注入工程および前記第３注入工程によって、
前記領域第１部には、第２導電型の不純物領域第１部が形成され、
前記領域第２部には、第２導電型の不純物領域第２部が形成され、
前記領域第３部には、前記不純物領域第１部および前記不純物領域第２部の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有する第２導電型の不純物領域第３部が形成される、撮像装置の製造方法。
【符号の説明】
【０１３７】
ＩＳ  撮像装置、ＳＵＢ  半導体基板、ＴＣ  トレンチ、ＳＴＩ  分離絶縁膜、ＰＩＲ  Ｐ型分離注入領域、ＰＷ  Ｐ型ウェル、ＰＤＲ  フォトダイオード形成領域、ＰＤＡ、ＰＤＢ  フォトダイオード、ＮＲ、ＮＭＲ、ＮＭＳＲ、ＮＷＭＲ、ＮＴＭＲ  Ｎ型不純物領域、ＰＳＲ  Ｐ型不純物領域、ＰＥＲ  画素領域、ＲＰＥＲ  赤色画素領域、ＧＰＥＲ  緑色画素領域、ＢＰＥＲ  青色画素領域、ＴＴ  転送トランジスタ、ＦＤ  浮遊拡散領域、ＧＥＴ  ゲート電極、ＰＸＴ  画素トランジスタ、ＧＥＮ  ゲート電極、ＲＳＴ  リセットトランジスタ、ＡＭＩ  増幅トランジスタ、ＳＥＬ  選択トランジスタ、ＮＳＤ  ソース・ドレイン領域、ＡＲＦ  反射防止膜、ＩＬ  第１層間絶縁膜、ＰＧ  プラグ、Ｍ１  第１配線、ＥＬＥ  電子、ＰＨＤ、ＰＨＴ  ポテンシャルの高さ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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