专利名称：固体摄像器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及固体摄像器件、特别涉及CCD(Charge CoupledDevice，电耦合器件)型固体摄像器件及其制造方法。
背景技术：
近年来，固体摄像器件作为数字静像照相机和数字摄像机的摄像器件，其需求正在扩大。此外，在以便携式电话为代表的便携终端装置中，要求附加照相机功能，作为这种便携终端装置的摄像器件，固体摄像器件的需求也正在扩大。进而，为了得到高品质的图像，每年固体摄像器件的像素数都有上升的趋势。此外，随着数字静像照相机、数字摄像机、便携终端装置的低电力化要求，也要求固体摄像器件的低电力化。
这里，利用图5～图8说明现有的固体摄像器件。首先说明现有的固体摄像器件的大体结构。图5是表示现有的CCD型固体摄像器件的大体结构的俯视图。如图5所示，CCD型固体摄像器件具有半导体衬底101。在半导体衬底101上设有多个受光部102，呈二维状排列；垂直传送部(垂直CCD)103，沿着受光部102的垂直方向的列，对每列配置；水平传送部(水平CCD)104，与受光部102的最终行相邻地设置。受光部102是光电二极管，根据受光的光的强度来存储电荷。此外，由一个受光部102和与其相邻的垂直CCD103的一部分构成一个像素108。
如图5中的箭头所示，存储在受光部102中的电荷，被垂直CCD103读出，由垂直CCD103沿垂直方向传送。由垂直CCD103传送的电荷，由水平CCD104沿水平方向输送，经放大器105放大后，输出到外部。
此外，如图5所示，在水平CCD104的、不与垂直CCD103相邻的一侧，隔着阻挡区106而设有漏区107(例如参照特开平10-50975号公报)。阻挡区106是势垒，仅使水平CCD的剩余电荷通过。由此，向水平CCD104传送的电荷中的剩余部分(剩余电荷)被排出到漏区107。
接着，利用图6和图7说明垂直CCD103、水平CCD104、以及漏区107的具体结构。图6是将图5所示的以往的CCD型固体摄像器件的一部分放大表示的俯视图。图7是表示以往的CCD型固体摄像器件的一部分的剖面结构的剖视图。图7所示的剖面是沿着图6中的线A-A’切断而得到的剖面，仅图示了在剖面中出现的线。
如图6所示，垂直CCD103及水平CCD104分别由成为电荷传送路径的沟道区109和二层结构的传送电极构成。另外，在图6中，对第1层传送电极加了影线。具体而言，垂直CCD103由在沟道区109的垂直方向延伸的部分190a、第1层的垂直传送电极112、和第2层的垂直传送电极113构成。垂直CCD103受四相驱动。此外，水平CCD104由在沟道区109的水平方向延伸的部分190b、第1层的水平传送电极110、和第2层的水平传送电极111构成。水平CCD104受二相驱动。
此外，如图7所示，半导体衬底101为n型硅衬底，在半导体衬底101上形成有p型阱114。沟道区109形成在p型阱114的上方。此外，沟道区109、阻挡区106、漏区107为n型扩散层，在它们上方形成有门绝缘膜115。进而，在漏区107的与沟道区109侧相反的一侧，形成有厚度比门绝缘膜115大的绝缘层116(在图5及图6中省略)。绝缘层116是对保护电路等周边电路(未图示)的元件隔离层，实际上是包围多个受光部102、垂直CCD103、水平CCD104、阻挡区106、以及漏区107这些所有主要部分而形成的。
进而，如图6及图7所示，水平传送电极110及111沿垂直方向与阻挡区106、漏区107及绝缘层116重合。此外，如图7所示，水平传送电极110(及111)被绝缘膜119覆盖。对水平传送电极110的电压施加，经由设在绝缘膜119上的触点117、和设在其上的铝布线118进行。此外，触点117设在与作为元件隔离层的绝缘层116重合的位置。这是因为，如果在与门绝缘膜115重合的区域形成触点117，则通过电压的施加，会将门绝缘膜115绝缘击穿。
这里，利用图8说明图5～图7所示的以往的固体摄像器件。图8是表示以往的固体摄像器件的制造方法的剖视图，图8(a)～图8(e)表示一系列的主要制造工序。此外，图8表示沿着图6中的线A-A’剖切而得到的部分的主要制造工序，仅图示了在剖面中出现的线。
首先，如图8(a)所示，在半导体衬底101的上面依次形成氧化硅膜(SiO2)120、氮化硅膜(SiN)121。接着，形成在作为元件隔离层的绝缘层116的形成区域开口的抗蚀图形(未图示)，进行蚀刻，除去氮化硅膜121的一部分。
接着，如图8(b)所示，通过硅局部氧化法(LOCOSLocalOxidation of Silicon)形成作为元件隔离层的绝缘层116。具体而言，实施热氧化，使氧化硅膜120的未被氮化硅膜121覆盖的部分成长，形成作为元件隔离层的绝缘层116。此时，氧化硅膜120的被氮化硅膜121覆盖的部分成为门绝缘膜115。然后，除去抗蚀图形，再将p型的杂质(例如砷)离子注入到半导体衬底101中，形成p型阱114。
接着，如图8(c)所示，在完全除去氮化硅膜121后，在半导体衬底101上方形成在漏区107的形成区域开口的抗蚀图形122。此时，成为元件隔离层的绝缘层116被抗蚀图形122覆盖。接着，将磷(P)作为杂质进行离子注入，形成漏区107。另外，此时的离子注入是例如将注入能量(加速电压)设定为170keV、将掺杂量设定为1.0×1013个/cm2进行的。然后，将抗蚀图形122除去。
接着，如图8(d)所示，形成沟道区109及阻挡区106，然后形成第1层水平传送电极110。具体而言，沟道区109及阻挡区106由以下的工序形成。首先，形成在沟道区109及阻挡区106的形成区域开口的抗蚀图形，离子注入n型杂质(例如磷)。接着，在除去刚才的抗蚀图形后，形成仅在阻挡区106的形成区域开口的新的抗蚀图形，离子注入p型杂质(例如硼)。此外，第1层水平传送电极110的形成，可通过进行多晶硅膜的成膜、抗蚀图形的形成、实施蚀刻来进行。
接着，如图8(e)所示，通过热氧化法在第1层水平传送电极110上形成氧化硅膜109a，接着，虽然没有图示，但是利用多晶硅形成第2层水平传送电极111。接着，在形成氧化硅膜119b后，依次形成触点117、铝布线118，得到固体摄像器件。
如果在上述固体摄像器件中增加像素，则随着水平传送电极数的增加，剩余电荷量也增加。由此，需要提高漏区107的剩余电荷的排出能力。漏区107的剩余电荷的排出能力的提高，可以考虑例如通过提高漏区107的杂质浓度、即通过增加漏区107的离子注入时的掺杂量来实现。
但是，如果增加掺杂量，则需要通过其他工序来形成到目前为止用与漏区107相同的工序形成的半导体区(例如，构成保护电路等周边电路的MOS晶体管的源/漏区)，所以增加固体摄像器件的成本。此外，掺杂量的增加会引起门绝缘膜115的绝缘击穿强度(绝缘耐压)的降低。因而，通过增加漏区107的杂质浓度来提高排出能力是有限度的。因此，漏区107的剩余电荷的排出能力的提高，是通过漏区107面积的扩大、具体而言是通过在垂直方向扩大漏区107来进行的。
但是，如果在垂直方向(在图7的纸面中为左右方向)扩大漏区107，则漏区107与门绝缘膜115接触的面积随之增加，漏区107的负荷电容增加。此外，从漏区107的水平CCD侧的端部到成为电压施加点的触点117的距离L(参照图7)也变长。因此，结果漏区107的消耗电力增加，难以对应数字静像照相机等的低电力化的要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种可以抑制漏区的消耗电力的增加的固体摄像器件及其制造方法。
为了达到上述目的，本发明的固体摄像器件，具备半导体衬底，该半导体衬底上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从上述受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由上述垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区，与上述水平传送部相邻，形成为仅使上述水平传送部的剩余电荷通过；漏区，与上述阻挡区相邻，用于将通过了上述阻挡区的上述剩余电荷排出；以及绝缘层，与上述漏区相邻；而且，上述漏区形成为，其一部分位于上述绝缘层的下层。
此外，为了达到上述目的，本发明的固体摄像器件的制造方法中，所述固体摄像器件具备半导体衬底，该半导体衬底上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从上述受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由上述垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区，与上述水平传送部相邻，形成为仅使上述水平传送部的剩余电荷通过；漏区，与上述阻挡区相邻，用于将通过了上述阻挡区的上述剩余电荷排出；绝缘层，与上述漏区相邻；该固体摄像器件的制造方法具有如下工序在形成上述绝缘层后，在被形成有上述阻挡区的区域和上述绝缘层夹住的区域、以及上述绝缘层的上述阻挡区侧的一部分，离子注入杂质，形成上述漏区；上述离子注入是设定注入条件进行的，该注入条件使上述杂质穿通上述绝缘层，在上述绝缘层的下层形成上述漏区。
如上所述，根据本发明的固体摄像器件及其制造方法，漏区与以往不同，不仅在阻挡区与绝缘层之间的区域、还形成在绝缘层的下层的区域。由此，不增加漏区与门绝缘膜(参照图7)的接触面积就能够扩大漏区的面积。因此，能够提高漏区的剩余电荷的排出能力，同时能够抑制漏区的消耗电力的增加。因而，如果将利用本发明得到的固体摄像器件用于数字静像照相机等中，就能够同时实现高像素化与消耗电力的降低。
图1是概略地表示本发明的第一实施方式的固体摄像器件的结构的剖视图。
图2是表示本发明的第一实施方式的固体摄像器件的制造方法的剖视图，图2(a)～图2(e)表示一系列的主要制造工序。
图3是概略地表示本发明的第二实施方式的固体摄像器件结构的剖视图。
图4是表示本发明的第一实施方式的固体摄像器件的制造方法的剖视图，图4(a)～图4(c)表示一系列的主要制造工序。
图5是表示现有的CCD型固体摄像器件的大体结构的俯视图。
图6是将图5所示的现有的CCD型固体摄像器件的一部分放大表示的俯视图。
图7是表示现有的CCD型固体摄像器件的一部分的剖面结构的剖视图。
图8是表示现有的CCD型固体摄像器件的制造方法的剖视图，图8(a)～图8(e)表示一系列的主要制造工序。
具体实施例方式
本发明的固体摄像器件具备半导体衬底，该半导体衬底上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从上述受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由上述垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区，与上述水平传送部相邻，形成为仅使上述水平传送部的剩余电荷通过；漏区，与上述阻挡区相邻，用于将通过了上述阻挡区的上述剩余电荷排出；以及绝缘层，与上述漏区相邻；其中，上述漏区形成为，其一部分位于上述绝缘层的下层。
在上述本发明的固体摄像器件中，最好是，上述漏区形成为，位于上述绝缘层的下层的部分的扩散层深度，比其他部分的扩散层深度深。
此时，与以往相比，漏区达到半导体衬底的更深的位置。因此，作为暗电流、光激发载子这样的噪音的主要原因的来自半导体衬底周边的电荷容易被取入到漏区。由此，与以往相比，能够实现摄像图像的高像质化。
此外，在上述本发明的固体摄像器件中，最好是，上述水平传送部具有水平传送电极，上述水平传送电极形成为，其与上述漏区及上述绝缘层在上述半导体衬底的厚度方向上重合；对上述水平传送电极的驱动电压的施加，是在与上述漏区的位于上述绝缘层的下层的部分在上述半导体衬底厚度方向上重合的位置进行的。
在像素数增加的情况下，要求提高水平CCD的驱动速度。在以往的情况下，如果象素数增加，则在构造方面，通过漏区的扩大而使从漏区的水平CCD侧的端部到电压施加点的距离变长，水平传送电极的布线阻抗也变大。由此，提高水平CCD的驱动速度很困难。另一方面，如上所述，在本发明中，在扩大了漏区的情况下，由于能够抑制漏区与门绝缘膜(参照图7)的接触面积的增加，所以也能够抑制漏区与绝缘膜接触的部分的垂直方向长度的增加。由此，通过做成上述形态，即使在扩大了漏区的情况下，也能够抑制从漏区的水平CCD侧的端部到电压施加点的距离变长。结果，根据上述形态，即使在像素数增加了的情况下，也能够抑制水平传送电极的布线阻抗的增加，与以往相比，能够提高水平CCD的驱动速度。
此外，在上述本发明的固体摄像器件中，也可以是，在设有上述受光部、上述垂直传送部、上述水平传送部、上述阻挡区、上述漏区、以及上述绝缘层的区域的周边，形成有晶体管元件；对于上述晶体管元件，上述绝缘层具有作为元件隔离层的功能。
在本发明的固体摄像器件的制造方法中，所述固体摄像器件具备半导体衬底，该半导体衬底上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从上述受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由上述垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区，与上述水平传送部相邻，形成为仅使上述水平传送部的剩余电荷通过；漏区，与上述阻挡区相邻，用于将通过了上述阻挡区的上述剩余电荷排出；绝缘层，与上述漏区相邻；该固体摄像器件的制造方法具有如下工序在形成上述绝缘层后，在被形成有上述阻挡区的区域和上述绝缘层夹住的区域、以及上述绝缘层的上述阻挡区侧的一部分，离子注入杂质，形成上述漏区；上述离子注入是设定注入条件进行的，该注入条件使上述杂质穿通上述绝缘层，在上述绝缘层的下层形成上述漏区。
在本发明的固体摄像器件的制造方法中，最好是，还具有如下工序在被形成有上述阻挡区的区域和上述绝缘层夹住的区域，形成阻碍上述杂质通过的能力与上述绝缘膜相同的膜。在做成上述方式的情况下，能够使不经由绝缘层注入了杂质的部分的杂质纯度，与经由绝缘层注入了杂质的部分的杂质纯度相同。由此，能够提高漏区的杂质浓度的均匀性。
此外，在本发明的固体摄像器件的制造方法中，最好是，上述漏区的形成是通过加速电压不同的多次离子注入进行。即使在做成该方式的情况下，也与上述实施方式同样，也能够使不经由绝缘层注入了杂质的部分的杂质纯度与经由绝缘层注入了杂质的部分的杂质纯度相同。由此，使用该方式也能够提高漏区的杂质浓度的均匀性。
此外，在本发明的固体摄像器件的制造方法中，最好是，通过上述离子注入，在设有上述受光部、上述垂直传送部、上述水平传送部、上述阻挡区、上述漏区、以及上述绝缘层的区域的周边，与上述漏区同时形成晶体管元件的半导体区。
在上述方式的情况下，能够与漏区同时形成例如构成保护电路等周边电路的CMOS晶体管的源、漏区。由此，能够抑制制造固定摄像器件的制造所需的工序增加，还能够抑制固体摄像器件的制造成本。
(第一实施方式)下面，参照图1和图2说明本发明的第一实施方式的固体摄像器件及固体摄像器件的制造方法。首先，利用图1说明本第一实施方式的固体摄像器件的结构。图1是概略地表示本发明的第一实施方式的固体摄像器件结构的剖视图。
如图1所示，本第一实施方式的固体摄像器件是CCD型固体摄像器件，具有半导体衬底1。虽然图1中没有表示，但与背景技术中图5～图7所示的例子相同，在半导体衬底1上设有呈2维状排列的多个受光部、和沿着受光部的垂直方向的列对各列配置的垂直传送部。还设有水平传送部，其与垂直传送部的最后一行相邻。
在本第一实施方式中，受光部是根据受光的光的强度而存储电荷的光电二极管。此外，垂直传送部与水平传送部是具有沟道区和传送电极的CCD。垂直传送部沿垂直方向传送从受光部读出的信号电荷，水平传送部将由垂直传送部传送来的信号电荷沿水平方向传送。另外，在图1中，图示了构成水平传送部的水平传送电极4与沟道区3的一部分。图1仅通过在剖面中出现的线来表示由以图6所示的切断线A-A’为基准的切断线得到的剖面。
此外，如图1所示，在半导体衬底1上设有阻挡区5、漏区6、和与漏区6相邻的绝缘层8。阻挡区5是势垒，形成为仅使水平传送部的剩余电荷通过。此外，阻挡区5形成在与水平传送部相邻的位置。漏区6是用于将通过阻挡区5的剩余电荷排出的区域，与阻挡区5相邻而形成。
在本第一实施方式中，也与背景技术中图5～图7所示的例子同样，阻挡区5及漏区6沿水平方向形成得较长。此外，阻挡区5、漏区6及绝缘层8沿着离开水平传送部的方向，依次配置在水平传送部的面对着垂直传送部一侧的相反侧。
进而，在本第一实施方式中，绝缘层8也与背景技术中图5所示的例子同样，是对保护电路等周边电路(在图1中未图示)的元件隔离层，实际上是包围多个受光部、垂直传送部、水平传送部、阻挡区5及漏区6的整个主要部分而形成。在设有多个受光部、垂直传送部、水平传送部、阻挡区5、漏区6及绝缘层8的区域的周边，形成有构成周边电路的晶体管元件(在图1中未图示)。
此外，在本第一实施方式中，半导体衬底1是n型的硅衬底，在半导体衬底1上形成有p型阱2。沟道区3、阻挡区5、及漏区6是n型扩散层，被形成在设有p型阱2的区域。此外，在它们之上设有门绝缘膜7。水平传送电极4形成为，沿着垂直方向与阻挡区5、漏区6及绝缘层8重合。水平传送电极4被绝缘膜11覆盖。对水平传送电极4的电压施加，是经由设在绝缘膜11上的触点9、和设于其上的铝布线10进行。
这样，本第一实施方式的固体摄像器件，虽然具有与背景技术中图5～图7所示的固体摄像器件相同的结构，但在以下方面是不同的。
如图1所示，在本第一实施方式中，与背景技术中图5～图7所示的例子不同，漏区6形成为，它的一部分位于绝缘层8的下层、即潜埋在绝缘层8的下层。由此，能够不增加漏区6与门绝缘膜7的接触面积就扩大漏区6的面积。因此，能够提高漏区6中的剩余电荷的排出能力，同时能够抑制漏区6的消耗电力的增加。因而，如果将本第一实施方式的固体摄像器件用在数字静像照相机等中，就能够同时实现高像素化和消耗电力的降低。
进而，在使本第一实施方式的固体摄像器件的漏区6的剩余电荷的排出能力与现有的固体摄像器件相同的情况下，能够对水平传送电极4施加电压的区域比以往扩大了。由此，根据本第一实施方式，还能够提高触点9及铝布线10的设计自由度。
此外，在本第一实施方式中，触点9与水平传送电极4的连接，是在触点9与漏区6的位于绝缘层8的下层的部分在半导体衬底1厚度方向上重合的位置进行。对水平传送电极4的驱动电压的施加，是在该位置进行。进而，在使本第一实施方式的固体摄像器件的漏区6的剩余电荷的排出能力与现有的固体摄像器件相同的情况下，漏区6的与门绝缘膜7接触的部分的垂直方向的长度，第一实施方式比现有例短。由此，从漏区6的水平传送部侧的端部到电压施加点的距离M，比现有例的距离L(参照图7)短。
由此，根据本第一实施方式的固体摄像器件，即使在像素增加的情况下，也能够抑制水平传送电极4带来的布线阻抗的增加，与以往相比，能够提高水平传送部的驱动速度。
此外，在本第一实施方式中，如图1所示，漏区6形成为，使位于绝缘层8的下层的部分的扩散层深度比其他部分的扩散层深度深。与以往相比，漏区6到达半导体衬底1的更深的位置。因此，作为暗电流和光激发载子等噪音的主要原因的、来自半导体衬底1周边的电荷容易被取入到漏区6。因而，如果使用了本第一实施方式的固体摄像器件，则与以往相比，能够实现摄像图像的高像质化。
接着，利用图2说明本第一实施方式的固体摄像器件的制造方法。图2是表示本发明的第一实施方式的固体摄像器件的制造方法的剖视图，图2(a)～图2(e)表示一系列的主要制造工序。此外，图2除了表示图1所示部分的主要制造工序以外，也示出了构成周边电路的晶体管元件(MOS晶体管)的主要制造工序。再者，图2仅图示了在剖面中出现的线。
首先，如图2(a)所示，在半导体衬底(n型硅衬底)1的上面，依次形成厚度为例如50nm的氧化硅膜(SiO2)21、厚度为例如160nm的氮化硅膜(SiN)22。接着，形成在作为元件隔离层的绝缘层8及24的形成区域开口的抗蚀图形(未图示)，进行蚀刻，将氮化硅膜22的一部分除去。
接着，如图2(b)所示，通过硅局部氧化法(LOCOSLocalOxidation of Silicon)形成作为元件隔离层的绝缘层8及24。具体而言，实施热氧化，使氧化硅膜21的未被氮化硅膜22覆盖的部分成长至厚度400nm，形成作为元件隔离层的绝缘层8及24。此时，氧化硅膜21的被氮化硅膜22覆盖的部分，成为门绝缘膜7和MOS晶体管的门绝缘膜23。然后，除去抗蚀图形，再将p型杂质(例如砷)离子注入到半导体衬底1中，形成p型阱2。
接着，如图2(c)所示，为了防止工时数的增加，将漏区6、MOS晶体管的半导体区26a及26b在同一工序中形成。具体而言，在半导体衬底1上，形成在漏区6的形成区域和MOS晶体管的半导体区26a及26b开口的抗蚀图形25。此时，绝缘层8的MOS晶体管侧的部分与绝缘层24成为被抗蚀图形25覆盖的状态。另一方面，被形成有阻挡区5的区域和绝缘层8夹住的区域、以及绝缘层8的阻挡区5侧的一部分，成为不被抗蚀图形25覆盖的状态。接着，将例如磷(P)作为杂质进行离子注入。由此，同时形成漏区6、和MOS晶体管的半导体区26a及26b。
但是，在本第一实施方式中，进行离子注入时，需要使杂质穿通绝缘层8，在绝缘层8的下层形成漏区6。此外，由于在与形成漏区6的工序相同的工序中形成MOS晶体管的半导体区26a及26b，所以掺杂量的值有上限。因此，在图2(c)所示的工序中，离子注入条件优选为，掺杂量设定为与以往相同程度，注入能量(加速电压)设定得比以往高。具体而言，离子注入条件优选为将注入能量设定为300keV～500keV，特别优选设定为400keV；将掺杂量设定为0.5×103个/cm2～8.0×1013个/cm2，特别优选设定为1.0×1013个/cm2。
此外，在对一部分经由绝缘层8离子注入了杂质的情况下，未经由绝缘层8注入了杂质的部分的杂质浓度，有可能比经由绝缘层8注入了杂质的部分高。因而，优选为，在被形成有阻挡区5的区域与绝缘层8夹住的区域、以及形成有MOS晶体管的半导体区26a及26b的区域，形成阻碍杂质通过的能力与绝缘层8相同的膜。
因此，在本第一实施方式中，与背景技术中图8(c)所示的工序不同，如图2(c)所示，不除去为实施热氧化法而形成的氮化硅膜22，就进行离子注入。在这种情况下，氮化硅膜22与门绝缘膜7及23一起，成为阻碍杂质通过的能力与绝缘层8相同的膜。此外，在本第一实施方式中，氮化硅膜22的厚度设定为，使其与门绝缘膜7及23一起的阻碍杂质通过的能力与绝缘层8相同。
接着，如图2(d)所示，在除去抗蚀图形25后，再除去氮化硅膜22。接着，进行沟道区3、阻挡区5的形成。具体而言，沟道区3及阻挡区5是通过如下的工序形成的。首先，形成在沟道区3及阻挡区5的形成区域开口的抗蚀图形，离子注入n型杂质(例如磷)。接着，除去刚才的抗蚀图形后，形成仅在阻挡区5的形成区域开口的新的抗蚀图形，离子注入p型杂质(例如硼)。
接着，如图2(e)所示，形成作为第1层的传送电极的水平传送电极4、和MOS晶体管的门电极29。具体而言，在将多晶硅膜成膜后，进行对期望图案的蚀刻。接着，离子注入n型杂质(例如磷)，在MOS晶体管的半导体区26a及26b中形成高浓度的n型半导体区27及28。
接着，通过热氧化法在水平传送电极4上方形成氧化硅膜。接着，利用多晶硅形成第2层的水平传送电极(未图示)，将氧化硅膜成膜。由此得到绝缘膜11。然后，依次形成触点9、铝布线10，得到固体摄像器件。此外，还形成用于对MOS晶体管的半导体区26a施加电压的触点30及铝布线33、用于对门电极29施加电压的触点32及铝布线34、和用于对半导体区26b施加电压的触点31及铝布线35。
这样，根据本第一实施方式的固体摄像器件的制造方法，能够不增加形成漏区6时的掺杂量就提高漏区6的排出剩余电荷的能力。再者，能够在同一工序中形成构成周边电路的MOS晶体管的半导体区26a及26b、和漏区6。
(第二实施方式)接着，参照图3及图4说明本发明的第二实施方式的固体摄像器件及固体摄像器件的制造方法。图3是概略地表示本发明的第二实施方式的固体摄像器件结构的剖视图。
如图3所示，在本第二实施方式的固体摄像器件中，同第一实施方式相比，漏区14的不位于绝缘层8的下层的部分的扩散层深度更深。即，在第二实施方式的固体摄像器件中，漏区14形成为，使位于绝缘层8的下层的部分的扩散层深度与其他部分的扩散层深度相同或大致相同。此外，漏区14的杂质浓度被均匀化。因此，根据第二实施方式，能够进一步提高漏区14的剩余电荷的排出能力。
图4是表示本发明的第二实施方式的固体摄像器件的制造方法的剖视图，图4(a)～图4(c)表示一系列的主要制造工序。此外，图4除了表示图3所示部分的主要制造工序以外，也示出了构成周边电路的晶体管元件(MOS晶体管)的主要制造工序。再者，图4仅图示了在剖面中出现的线。
首先，实施在第一实施方式中图2(a)及图2(b)所示的工序，在半导体衬底1上形成作为元件隔离层的绝缘层8及24、p型阱2。但是，在本第二实施方式中，在形成绝缘层8及24后，将氮化硅膜(参照图2(b)除去)。
接着，如图4(a)所示，在半导体衬底1的上方，形成在漏区14的形成区域、和MOS晶体管的半导体区17a及17b开口的抗蚀图形25。此时，绝缘层8的MOS晶体管侧的部分与绝缘层24成为被抗蚀图形25覆盖的状态。另一方面，被形成有阻挡区5的区域与绝缘层8夹住的区域、以及绝缘层8的阻挡区5侧的一部分，成为不被抗蚀图形25覆盖的状态。另外，到此为止，与第一实施方式中图2(c)所示的工序相同。
接着，将例如磷(P)作为杂质进行离子注入。但是，在本第二实施方式中，用于形成漏区14、半导体区17a及17b的离子注入分2次进行。在图4(a)中仅表示第1次离子注入。第1次离子注入是以低加速度、例如将注入能量(加速电压)设定为170keV进行。
结果，在漏区14的形成区域、MOS晶体管的半导体区17a及17b的形成区域，形成了较浅的扩散区域(半导体区)12、15a及15b。另外，此时的掺杂量设定为与第一实施方式中图2(c)所示的工序相同的值。
接着，如图4(b)所示，使用与图4(a)时不同的杂质，进行第2次离子注入。第2次离子注入是以比第1次离子注入高的加速度、例如将注入能量设定为400keV进行。结果，在较浅的扩散区域(半导体区)12、15a及15b各自的下层，形成较深的扩散区域(半导体区)13、16a及16b，得到漏区14、MOS晶体管的半导体区17a及17b。另外，此时的掺杂量也设定为与第一实施方式的图2(c)所示的工序相同的值。
这样，在本第二实施方式中，漏区14的形成是通过加速电压(注入能量)不同的多次离子注入来进行。由此，即使不在被形成有阻挡区5的区域与绝缘层8夹住的区域、或形成有MOS晶体管的半导体区17a及17b的区域中形成阻碍杂质通过的能力与绝缘层8相同的膜，也能够实现漏区14的杂质浓度的均匀化。此外，由于能够增大漏区14的扩散深度，所以能够提高漏区14的剩余电荷的排出能力。
另外，在由本第二实施方式所示的例子中，用来形成漏区14的离子注入的次数为2次，但离子注入的次数并没有限制。此外，在本第二实施方式所示的例子中，加速电压的设定是使后来的离子注入比最初的离子注入高，但并不限于该例子。加速电压的设定，也可以使后来的离子注入比最初的离子注入低。
接着，如图4(c)所示，除去抗蚀图形25后，进行沟道区3、阻挡区5的形成。另外，图4(c)所示的工序是与第一实施方式中图2(d)所示的工序相同的工序。
然后，实施第一实施方式中图2(e)所示的工序。由此，形成水平传送电极、MOS晶体管的门电极、绝缘膜、触点、以及铝布线(在图4中未图示)，得到图3所示的固体摄像器件。
另外，在上述第一实施方式及2中，作为元件隔离层的绝缘层是通过硅局部氧化法(LOCOSLocal Oxidation of Silicon)形成的，但本发明并不限于此。在本发明中，作为元件隔离层的绝缘层，也可以通过例如STI(Shallow Trench Isolation)法形成。
具体而言，在图2(a)所示的工序中，在形成氧化硅膜21及氮化硅膜22后，形成在作为元件隔离层的绝缘层8及24的形成区域开口的抗蚀图形，进行蚀刻，并在半导体衬底1上形成规定深度的槽。接着，通过CVD法在半导体衬底1上将氧化膜成膜。氧化膜的成膜一直进行到，槽被氧化膜埋设、进一步半导体衬底1的整个面被氧化膜覆盖。接着，实施CMP法进行平坦化，直到氮化硅膜22露出。结果，仅在槽的部分留下了氧化膜，它就成为绝缘层8及24。
根据本发明，能够得到同时实现像素数的增加和消耗电力的减少的固体摄像器件。该固体摄像器件可适用于数字静像照相机、数字摄像机、便携式终端装置等，具有工业上的可利用性。
以上所说明的实施方式，其目的只是用来揭示本发明的技术内容，但本发明并不仅限于这种具体的例子，在本发明的主旨和权利要求书所记载的范围内可以做各种改变来实施，应该广义地理解本发明。
权利要求
1.一种固体摄像器件，具备半导体衬底，该半导体衬底上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从上述受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由上述垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区，与上述水平传送部相邻，形成为仅使上述水平传送部的剩余电荷通过；漏区，与上述阻挡区相邻，用于将通过了上述阻挡区的上述剩余电荷排出；以及绝缘层，与上述漏区相邻；其特征在于，上述漏区形成为其一部分位于上述绝缘层的下层。
2.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，上述漏区形成为，位于上述绝缘层的下层的部分的扩散层深度，比其他部分的扩散层深度深。
3.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，上述水平传送部具有水平传送电极，上述水平传送电极形成为，其与上述漏区及上述绝缘层在上述半导体衬底的厚度方向上重合；对上述水平传送电极的驱动电压的施加，是在上述半导体衬底厚度方向上与上述漏区的位于上述绝缘层的下层的部分重合的位置进行。
4.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，在设有上述受光部、上述垂直传送部、上述水平传送部、上述阻挡区、上述漏区、以及上述绝缘层的区域的周边，形成有晶体管元件；对于上述晶体管元件，上述绝缘层具有作为元件隔离层的功能。
5.一种固体摄像器件的制造方法，所述固体摄像器件具备半导体衬底，该半导体衬底上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从上述受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由上述垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区，与上述水平传送部相邻，形成为仅使上述水平传送部的剩余电荷通过；漏区，与上述阻挡区相邻，用于将通过了上述阻挡区的上述剩余电荷排出；绝缘层，与上述漏区相邻；该固体摄像器件的制造方法的特征在于，具有如下工序在形成上述绝缘层后，在被形成有上述阻挡区的区域和上述绝缘层夹住的区域、以及上述绝缘层的上述阻挡区侧的一部分，离子注入杂质，形成上述漏区；上述离子注入是设定使上述杂质穿通上述绝缘层、在上述绝缘层的下层形成上述漏区的注入条件而进行的。
6.如权利要求5所述的固体摄像器件的制造方法，其特征在于，还具有如下工序在被形成有上述阻挡区的区域和上述绝缘层夹住的区域，形成阻碍上述杂质通过的能力与上述绝缘膜相同的膜。
7.如权利要求5所述的固体摄像器件的制造方法，其特征在于，上述漏区的形成是通过加速电压不同的多次离子注入进行的。
8.如权利要求5所述的固体摄像器件的制造方法，其特征在于，通过上述离子注入，在设有上述受光部、上述垂直传送部、上述水平传送部、上述阻挡区、上述漏区、以及上述绝缘层的区域的周边，与上述漏区同时形成晶体管元件的半导体区。
全文摘要
提供一种固体摄像器件，具备半导体衬底(1)，该半导体衬底(1)上具有多个受光部，排列成1维状或2维状；垂直传送部，将从受光部读出的信号电荷沿垂直方向传送；水平传送部，将由垂直传送部传送的上述信号电荷沿水平方向传送；阻挡区(5)，与上述水平传送部相邻，形成为仅使水平传送部的剩余电荷通过；漏区(6)，与上述阻挡区(5)相邻，用于将通过了上述阻挡区(5)的上述剩余电荷排出；以及绝缘层(8)，与上述漏区(6)相邻；上述漏区(6)形成为，其一部分位于上述绝缘层(8)的下层。
文档编号H04N101/00GK1819253SQ200610006740
公开日2006年8月16日 申请日期2006年1月27日 优先权日2005年1月28日
发明者栗山俊宽 申请人:松下电器产业株式会社