JP2849249B2 - Infrared image sensor and method of manufacturing the same - Google Patents
Infrared image sensor and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は赤外イメージセンサ及
びその製造方法に関し、特にそのダイナミックレンジの
増大を図ったものに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an infrared image sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly to an infrared image sensor having an increased dynamic range.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、海上警備,火山観測,インダスト
セキュリティー等の多方面で赤外カメラが活躍してい
る。この赤外カメラシステムの中心が赤外イメージセン
サ(固体撮像素子)であり、シリコン半導体による赤外
イメージセンサが最も高解像度で高画質である。ここ
で、従来のシリコン半導体による赤外イメージセンサの
一例を示す。図4は従来の赤外イメージセンサの平面構
成図を示し、赤外光検出器にPtSiショットキバリア
ダイオードを用い、電荷転送にはCSD(Charge Sweep
Device )方式を用いたPtSi型IRCSDである。
図において、1はPtSiショットキバリアダイオード
光検出器、2はこの光検出器1で検出された光電荷を送
出するトランスファーゲート(以下TG)、3はトラン
スファーゲート2により送出された電荷を垂直方向に転
送するCSD部、7は蓄積ゲート、8は蓄積コントロー
ルゲート、9は水平方向の電荷転送を行う水平CCD、
10は出力部となるFDA(Floating Diffusion Ampli
fier)である。また5はトランスファーゲートスキャナ
回路、6はCSDスキャナ回路であり、これらスキャナ
間には1水平ライン上のTG2のゲート電極(図示せ
ず)が垂直走査線4で電気的に接続され、上記トランス
ファーゲートスキャナ回路5及びCSDスキャナ回路6
からのパルスが印加できるようになっている。2. Description of the Related Art In recent years, infrared cameras have been used in various fields such as maritime security, volcano observation, and industrial security. The center of this infrared camera system is an infrared image sensor (solid-state image sensor), and an infrared image sensor using a silicon semiconductor has the highest resolution and high image quality. Here, an example of a conventional infrared image sensor using a silicon semiconductor will be described. FIG. 4 is a plan view showing the configuration of a conventional infrared image sensor, in which a PtSi Schottky barrier diode is used for an infrared light detector, and CSD (Charge Sweep) is used for charge transfer.
Device) PtSi type IRCSD using the method.
In FIG, 1 is PtSi Schottky barrier diode photodetector, 2 transfer over the gate (hereinafter TG) for sending the detected light charges the photodetector 1, the vertical charge delivered by the transfer gate 2 3 , A storage gate 7, a storage control gate 8, a horizontal CCD 9 for performing horizontal charge transfer,
Reference numeral 10 denotes an FDA (Floating Diffusion Ampli) serving as an output unit.
fier). Reference numeral 5 denotes a transfer gate scanner circuit, and reference numeral 6 denotes a CSD scanner circuit. Between these scanners, a gate electrode (not shown) of TG 2 on one horizontal line is electrically connected by a vertical scanning line 4. Scanner circuit 5 and CSD scanner circuit 6
Can be applied.
【0003】次に前記構成によるPtSi型IRCSD
の動作について簡単に説明する。入射した赤外光は、P
tSiショットキバリアダイオード光検出器1に到達
し、そこで光電変換されて信号電荷を生じ、この信号電
荷がショットキ接合に蓄積される。そして、トランスフ
ァーゲートスキャナ回路5で選択されたTG2のみが開
き、この開いたTG2に接続した光検出器1に蓄積され
た信号電荷のみがCSDチャネル3内に読み出される。
このときトランスファーゲートスキャナ回路5で選択さ
れなかった他の光検出器はこの間、信号電荷の蓄積を続
けており、CSDチャネル3内での画素間の信号電荷の
混合の心配は全く無い。次にCSDチャネル3内に読み
出され、空間的に拡がった信号電荷はCSDスキャナ回
路6で形成されるポテンシャル壁を用いた掃きよせ動作
により垂直方向に転送され、蓄積ゲート7に集められ
る。そしてこの蓄積ゲート7に集められた信号電荷は、
蓄積コントロールゲート8を開くことにより水平CCD
9へ転送される。そして水平CCD9内を転送された信
号電荷は、電荷検出部であるFDA10より映像信号と
して出力され外部に読み出される。そしてトランスファ
ーゲートスキャナ回路5で選択するラインを1段ずらし
てパルスを印加し、同様な動作を繰り返すことにより1
画面の映像出力を得る。このようにして、PtSi型I
RCSDでは、光検出部に入射される赤外光量に対応し
た映像信号が得られるのである。[0003] Next, the PtSi type IRCSD having the above configuration
The operation of will be briefly described. The incident infrared light is P
The light arrives at the tSi Schottky barrier diode photodetector 1, where it is photoelectrically converted to generate signal charges, which are accumulated in the Schottky junction. Then, only the TG 2 selected by the transfer gate scanner circuit 5 opens, and only the signal charges accumulated in the photodetector 1 connected to the opened TG 2 are read out into the CSD channel 3.
At this time, other photodetectors not selected by the transfer gate scanner circuit 5 continue to accumulate signal charges during this time, and there is no concern about mixing of signal charges between pixels in the CSD channel 3. Next, the signal charges read out into the CSD channel 3 and spatially expanded are transferred in the vertical direction by a sweeping operation using a potential wall formed by the CSD scanner circuit 6 and collected in the storage gate 7. The signal charges collected in the storage gate 7 are
Water by opening the storage control gate 8 Rights C CD
9 is transferred. The horizontal C the CD 9 in the transferred signal charges are read out to the outside is output as a video signal from the charge which is a detection unit FDA10. Then, a pulse is applied by shifting the line selected by the transfer gate scanner circuit 5 by one stage, and the same operation is repeated to thereby reset the line.
Get the screen video output. Thus, the PtSi type I
In the RCSD, a video signal corresponding to the amount of infrared light incident on the light detection unit can be obtained.
【0004】次に上記構成によるPtSi型IRCSD
のシリコンプロセスについて簡単に説明する。ウエハプ
ロセスは大きく分けて5つのプロセスからなり、(1) 素
子分離工程,(2) CSD・水平CCD形成工程,(3) 各
所トランジスタ部(TGスキャナー回路部・CSDスキ
ャナー回路部・FDA部等)形成工程,(4) 光検出器形
成工程,(5) 配線工程からなる。Next, a PtSi type IRCSD having the above configuration
The silicon process will be briefly described. The wafer process is roughly divided into five processes, (1) element isolation step, (2) CSD / horizontal CCD formation step, (3) transistor part (TG scanner circuit part, CSD scanner circuit part, FDA part, etc.) Forming process, (4) photodetector forming process, and (5) wiring process.
【0005】そして中でも主要工程である(1) 素子分離
工程には、LOCOS(Local Oxidationof Silicon) プロセ
スが用いられる。このLOCOS プロセスでは、まず図5
(a) に示すp型シリコンウエハ20を薄く熱酸化して、
薄い熱酸化膜(下敷酸化膜)21を形成した後(図5
(b) 参照)、図5(c) に示すように全面に窒化膜22を
堆積させ、次に図5(d) に示すようにリソグラフィ技術
により素子を形成しようとする領域上にレジスト23を
残し、フィールド部の窒化膜をエッチング技術により除
去した後、レジスト23とパターニングされた窒化膜2
2aをマスクとしてp型ドーパント不純物(例えばボロ
ン)を全領域にイオン注入し、チャネルカット領域とな
るP+ 領域24を形成する。そして次にレジストを除去
した後、ウエハを熱酸化してフィールド部のみを選択的
に酸化し、最後に窒化膜22aを除去して素子分離領域
25が形成される。[0005] The LOCOS (Local Oxidation of Silicon) process is used as the main step (1) for element isolation. In this LOCOS process,
(a) The p-type silicon wafer 20 shown in FIG.
After forming a thin thermal oxide film (underlay oxide film) 21 (FIG. 5)
5 (c)), a nitride film 22 is deposited on the entire surface as shown in FIG. 5 (c), and then a resist 23 is formed on a region where an element is to be formed by lithography as shown in FIG. 5 (d). After removing the nitride film in the field portion by an etching technique, the resist 23 and the patterned nitride film 2 are left.
Using 2a as a mask, a p-type dopant impurity (for example, boron) is ion-implanted into the entire region to form a P + region 24 serving as a channel cut region. Then, after removing the resist, the wafer is thermally oxidized to selectively oxidize only the field portion, and finally, the nitride film 22a is removed to form the element isolation region 25.
【0006】このようにして、光検出器1周辺,CSD
部3周辺,水平CCD部9周辺,各所トランジスタ部周
辺等のフィールド分離酸化膜は全て同時に形成される。
また、フィールド酸化前にイオン注入されたp型不純物
により、フィールド分離酸化膜25下にはチャネルカッ
ト領域24が形成されている。この場合、各素子でのチ
ャネルカット領域24は全て同時に形成され、従ってそ
の不純物濃度も同一のものとなっている。[0006] In this way, the periphery of the photodetector 1, the CSD
The field isolation oxide films around the section 3, around the horizontal CCD section 9, around the transistor section, etc. are all formed simultaneously.
Further, p-type impurity was ion implanted before the field oxide
More, the lower field isolation oxide film 25 channel cut region 24 is formed. In this case, the channel cut region 24 of each element is formed simultaneously with all, thus also the impurity concentration are the same ones.
【0007】また(2) のCSD・水平CCD形成工程
は、埋め込みチャネルを形成するためのN型不純物(例
えばリン)のイオン打込みと、CSD・水平CCDを駆
動するためのCSDゲート及び水平CCDゲートを形成
する工程とからなる。The CSD / horizontal CCD forming step of (2) includes ion implantation of an N-type impurity (for example, phosphorus) for forming a buried channel, and a CSD gate and a horizontal CCD gate for driving the CSD / horizontal CCD. Forming a step.
【0008】また(3) の各所トランジスタ部形成工程
は、ゲート形成と、ソース・ドレイン部を構成する拡散
層を作るために、ゲート部とフィールド酸化膜をマスク
にして自己整合にてイオン打込みを行い、濃いN型領域
(例えばヒ素による)を作る工程よりなる。In the step (3) of forming a transistor portion, ion implantation is performed by self-alignment using the gate portion and the field oxide film as a mask in order to form a gate and a diffusion layer forming a source / drain portion. And forming a deep N-type region (eg, with arsenic).
【0009】また(4) の光検出器形成工程は、光検出器
部となる領域周辺、即ちフィールド酸化膜端に濃いN型
不純物領域を作り、暗電流の増加を防止するガードリン
グを設ける工程と、光検出器部にPtSi層を形成する
工程からなる。The photodetector forming step of (4) is a step of forming a dense N-type impurity region around the region to be the photodetector, that is, at the end of the field oxide film, and providing a guard ring for preventing an increase in dark current. And forming a PtSi layer on the photodetector section.
【0010】さらに(5) の配線工程ではAlによる配線
が施される。Further, in the wiring step (5), wiring is made of Al.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】従来の赤外イメージセ
ンサは以上のように構成されているので、光検出器部周
辺のチャネルカット領域の不純物濃度はフィールド酸化
膜形成前に不純物注入して形成されているため、それ以
外の領域、例えばトランスファーゲートスキャナ回路
部,CSDスキャナ回路部等の周辺のチャネルカット領
域の不純物濃度と同一であった。Since the conventional infrared image sensor is configured as described above, the impurity concentration in the channel cut region around the photodetector is formed by implanting impurities before forming the field oxide film. Therefore, the impurity concentration was the same in other regions, for example, in the peripheral channel cut regions such as the transfer gate scanner circuit portion and the CSD scanner circuit portion.
【0012】ここで赤外イメージセンサのダイナミック
レンジについて考察すると、ダイナミックレンジを大き
くするには飽和電荷量を大きくする必要があり、PtS
i型IRCSDでは光検出器の容量で決まり、この容量
は光検出器部周辺のガードリング領域(N+ 型)とチャ
ネルカット領域(p型)とで形成されるpn接合の容量
に依存する。そしてこのpn接合容量は、チャネルカッ
ト領域のp型不純物濃度に比例する。即ち、PtSi型
IRCSDの飽和電荷量を大きくするためには、光検出
器部周辺のチャネルカット領域のp型不純物濃度を濃く
すれば良いことがわかる。Considering the dynamic range of an infrared image sensor, it is necessary to increase the saturation charge to increase the dynamic range.
In the i-type IRCSD, the capacitance is determined by the capacitance of the photodetector, and this capacitance depends on the capacitance of the pn junction formed by the guard ring region (N + type) and the channel cut region (p type) around the photodetector. The pn junction capacitance is proportional to the p-type impurity concentration in the channel cut region. That is, in order to increase the saturation charge of the PtSi type IRCSD, it is sufficient to increase the p-type impurity concentration in the channel cut region around the photodetector.
【0013】しかしながら上述のように、光検出器部周
辺のチャネルカット領域形成時にp型不純物を濃くする
と、各所トランジスタ部周辺のチャネルカット領域の濃
度も同様に濃くなり、これによりフィールドトランジス
タのソース・ドレイン耐圧が小さくなる。しかしながら
光検出器部を含んだ画素部に印加される電圧に比べて、
それ以外の領域にある各所のトランジスタには大きな電
圧(10V程度)が印加されるため、各所トランジスタ
の耐圧はあまり下げることができない(10V以上必
要)。ゆえに従来のIRCSDでは、素子内の全チャネ
ルカット領域の不純物濃度が同一に形成されていたの
で、飽和電荷量を増大させるにも限界があった。However, as described above, if the p-type impurity is increased at the time of forming the channel cut region around the photodetector portion, the concentration of the channel cut region around the transistor portion is also increased at each location, thereby increasing the source / source voltage of the field transistor. The drain breakdown voltage is reduced. However, compared to the voltage applied to the pixel section including the photodetector section,
Since a large voltage (approximately 10 V) is applied to the transistors in other portions in the other regions, the withstand voltage of the transistors in each portion cannot be reduced so much (requires 10 V or more). Therefore, in the conventional IRCSD, since the impurity concentration in all the channel cut regions in the device is formed to be the same, there is a limit in increasing the saturation charge.
【0014】この発明は上記の様な問題点を解消するた
めになされたもので、画素部以外のトランジスタ領域の
耐圧を下げることなく飽和電荷量を増大させることので
きる赤外イメージセンサを得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an infrared image sensor capable of increasing the amount of saturated charges without lowering the breakdown voltage of a transistor region other than a pixel portion. With the goal.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】この発明に係る赤外イメ
ージセンサ及びその製造方法は、素子分離領域形成時
に、画素領域及び周辺回路領域に第1のレジストを用い
て不純物注入を行い、さらに少なくとも周辺回路領域を
第2のレジストで覆い、上記第1及び第2のレジストを
マスクとして不純物を追加注入することで、画素領域の
チャネルカット領域の不純物濃度を、画素部以外の領域
のチャネルカット領域の不純物濃度よりも濃くしたもの
である。According to the infrared image sensor and the method of manufacturing the same according to the present invention, at the time of forming an element isolation region, an impurity is implanted into a pixel region and a peripheral circuit region by using a first resist. By covering the peripheral circuit region with a second resist and additionally implanting impurities using the first and second resists as masks, the impurity concentration of the channel cut region of the pixel region is reduced to the channel cut region of the region other than the pixel portion. The impurity concentration is higher than the impurity concentration.
【0016】[0016]
【作用】この発明においては、素子分離領域形成時に、
画素領域及び周辺回路部に第1のレジストを用いて不純
物注入を行い、さらに少なくとも周辺回路領域を第2の
レジストで覆い、上記第1及び第2のレジストをマスク
として不純物を追加注入するようにしたから、画素領域
のチャネルカット領域の不純物濃度を、周辺回路領域の
チャネルカット領域の不純物濃度よりも濃くすることが
でき、画素領域以外の周辺回路領域の耐圧を下げること
なく、光検出器の飽和電荷量を増大させることができ
る。According to the present invention, when forming the element isolation region,
Impurity implantation is performed on the pixel region and the peripheral circuit portion using a first resist, and at least the peripheral circuit region is covered with a second resist, and additional impurities are implanted using the first and second resists as a mask. Therefore, the impurity concentration of the channel cut region of the pixel region can be made higher than the impurity concentration of the channel cut region of the peripheral circuit region, and the breakdown voltage of the photodetector can be reduced without lowering the withstand voltage of the peripheral circuit region other than the pixel region. The saturation charge can be increased.
【0017】[0017]
【実施例】以下、この発明の一実施例による赤外イメー
ジセンサを図について説明する。図1はこの発明の一実
施例によるPtSi型IRCSDの構成図であり、画素
部領域のチャネルカット領域の不純物濃度が画素部以外
の領域のチャネルカット領域の不純物濃度よりも濃いこ
とを示す領域11以外の構成は、図4に示した従来のP
tSi型IRCSDの構成と同一であるのでその説明を
省略する。さらに動作原理についても従来のものと全く
同一であるのでその説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An infrared image sensor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a PtSi type IRCSD according to one embodiment of the present invention, and shows a region 11 in which the impurity concentration of a channel cut region of a pixel portion region is higher than the impurity concentration of a channel cut region of a region other than the pixel portion. The configuration other than that of the conventional P shown in FIG.
Since the configuration is the same as that of the tSi type IRCSD, its description is omitted. Further, the operation principle is completely the same as that of the conventional one, and the description thereof is omitted.
【0018】次に製造工程について簡単に説明する。こ
のウエハプロセスは、従来のPtSi型IRCSDのウ
エハプロセスと同じく、大きく分けて、(1)素子分離工
程,(2) CSD・水平CCD形成工程,(3) 各所トラン
ジスタ部(TGスキャナー回路部・CSDスキャナー回
路部・FDA部等)形成工程,(4) 光検出器形成工程,
(5) 配線工程からなる。本発明において従来のPtSi
型IRCSDのウエハプロセスと異なるのは、(1) の素
子分離工程のみであるため、以下この工程についてのみ
説明する。Next, the manufacturing process will be briefly described. This wafer process is roughly divided into the same as the conventional PtSi type IRCSD wafer process, (1) an element isolation step, (2) a CSD / horizontal CCD formation step, and (3) a transistor section (TG scanner circuit section / CSD section). Scanner circuit section, FDA section, etc.) formation process, (4) photodetector formation process,
(5) It consists of a wiring process. In the present invention, the conventional PtSi
The only difference from the wafer process of the type IRCSD is the element isolation step (1), and only this step will be described below.
【0019】(1) の素子分離工程では、従来のPtSi
型IRCSDの時と同じくLOCOS プロセスが用いられ
る。まず図2(a) に示すp型シリコンウエハ20に薄い
熱酸化膜を形成(図2(b) 参照)した後、全面に窒化膜
22を堆積させる(図2(c) )。次に図2(d) に示すよ
うに、リソグラフィ技術により素子を形成しようとする
領域上にレジスト23を残し、フィールド部の窒化膜を
エッチング技術により除去した後、レジスト23とパタ
ーニングされた窒化膜22aをマスクとしてp型不純物
(例えばボロン)を全領域にイオン注入して基板20表
面にP+ 領域を形成し、チャネルカット領域24を設け
る。そして画素部領域のチャネルカット不純物濃度を画
素部以外の周辺トランジスタ領域等のチャネルカット不
純物濃度よりも濃くするために、窒化膜22をパターニ
ングする際に用いたレジスト23の上に、再びリソグラ
フィ技術により画素部領域のみを開口するようなレジス
トパターン26を形成する。この後、再びp型不純物
(例えばボロン)をイオン注入すると、画素部領域のフ
ィールド部にのみp型不純物が追加注入され、その濃度
が濃くなる(図2(e) )。最後に図2(f) に示すよう
に、2層になったレジストを除去した後、ウエハを酸化
するとフィールド部のみが酸化され窒化膜22aを除去
すると素子分離領域25が形成される。以上のようにし
て、画素部領域のチャネルカット領域27を、周辺トラ
ンジスタ領域のチャネルカット領域24よりも高い不純
物濃度を有する構造とすることができる。In the element isolation step (1), the conventional PtSi
The LOCOS process is used as in the case of the type IRCSD. First, after forming a thin thermal oxide film on the p-type silicon wafer 20 shown in FIG. 2A (see FIG. 2B), a nitride film 22 is deposited on the entire surface (FIG. 2C). Next, as shown in FIG. 2D, a resist 23 is left on a region where an element is to be formed by a lithography technique, and a nitride film in a field portion is removed by an etching technique. P-type impurities (for example, boron) are ion-implanted into the entire region using 22 a as a mask to form a P + region on the surface of the substrate 20, and a channel cut region 24 is provided. Then, in order to make the channel cut impurity concentration of the pixel portion region higher than the channel cut impurity concentration of the peripheral transistor region other than the pixel portion, on the resist 23 used for patterning the nitride film 22, the lithography technique is again applied. A resist pattern 26 that opens only the pixel area is formed. Thereafter, when a p-type impurity (for example, boron) is ion-implanted again, the p-type impurity is additionally implanted only into the field portion of the pixel region, and the concentration is increased (FIG. 2E). Finally, as shown in FIG. 2 (f), after the two layers of resist are removed, when the wafer is oxidized, only the field portion is oxidized, and when the nitride film 22a is removed, an element isolation region 25 is formed. As described above, the channel cut region 27 in the pixel portion region can be configured to have a higher impurity concentration than the channel cut region 24 in the peripheral transistor region.
【0020】このように本実施例によれば、素子分離工
程においてチャネルカット領域を形成する際に、窒化膜
22aとレジスト23をマスクとして画素部領域及び周
辺トランジスタ領域にP型不純物を注入し、さらに画素
部領域を開口し周辺トランジスタ領域を覆うレジスト2
6を用いて再度P型不純物を注入するようにしたから、
選択的に画素部領域のチャネルカット領域の不純物濃度
を、画素部以外の領域のチャネルカット領域の不純物濃
度よりも濃くすることができ、従って、光検出器部周辺
のチャネルカット領域の不純物濃度に依存するPtSi
型IRCSDの飽和電荷量は増大することができ、一
方、画素部以外の領域の不純物濃度は従来品と変わらな
いので、画素部以外の領域にある各所トランジスタの耐
圧を下げることもない。よって、画素部以外の領域のフ
ィールドトランジスタ耐圧を下げることなく、赤外イメ
ージセンサのダイナミックレンジを大きくすることがで
きる。As described above, according to the present embodiment, when the channel cut region is formed in the element isolation step, P-type impurities are implanted into the pixel region and the peripheral transistor region using the nitride film 22a and the resist 23 as a mask. Further, a resist 2 which opens the pixel area and covers the peripheral transistor area
Since the P-type impurity is implanted again by using No. 6,
Alternatively, the impurity concentration of the channel cut region in the pixel portion region can be made higher than the impurity concentration of the channel cut region in the region other than the pixel portion. Dependent PtSi
The saturation charge of the type IRCSD can be increased, while the impurity concentration in the region other than the pixel portion is not different from that of the conventional product, so that the breakdown voltage of the transistor in the region other than the pixel portion is not reduced. Therefore, the dynamic range of the infrared image sensor can be increased without lowering the withstand voltage of the field transistor in a region other than the pixel portion.
【0021】なお、上記実施例では画素内全領域のチャ
ネルカット領域の不純物濃度を、画素部以外の領域のチ
ャネルカット領域の不純物濃度よりも濃くしたものを示
したが、図3の他の実施例に示すように、光検出器1周
辺のチャネルカット領域の不純物濃度のみをそれ以外の
領域のチャネルカット領域の不純物濃度より濃くした場
合についても適用できる。即ち、図3の領域12で示す
ように、光検出器1周辺領域のチャネルカット領域の不
純物濃度が、CSD部3周辺領域と画素部以外の領域の
チャネルカット領域の不純物濃度よりも濃くなるように
してもよく前述と同様の効果が得られる。この場合、図
2(e) の製造工程において、画素部領域のCSD部3周
辺領域のチャネルカット領域となる部分にもレジスト2
6を形成することで容易に形成することができる。In the above embodiment, the impurity concentration of the channel cut region in the entire region within the pixel is set higher than the impurity concentration of the channel cut region in the region other than the pixel portion. As shown in the example, the present invention can be applied to a case where only the impurity concentration of the channel cut region around the photodetector 1 is higher than the impurity concentration of the channel cut region in the other regions. That is, as shown by the region 12 in FIG. 3 , the impurity concentration of the channel cut region around the photodetector 1 is higher than the impurity concentration of the channel cut region around the CSD portion 3 and the region other than the pixel portion. The same effect as described above may be obtained. In this case, in the manufacturing process shown in FIG. 2E, the resist 2 is also applied to a portion which becomes a channel cut region around the CSD portion 3 in the pixel portion region.
6 can be easily formed.
【0022】なお、上記実施例では垂直方向の電荷転送
にはCSD方式を用いたものを例として説明したが、C
CD方式等の他の電荷転送素子であってもよく、この場
合においても前述と同様の効果が得られる。In the above embodiment, the charge transfer in the vertical direction is described using the CSD method as an example.
Another charge transfer element such as a CD method may be used. In this case, the same effect as described above can be obtained.
【0023】また、上記実施例では光検出器にPtSi
ショットキバリアダイオードを用いたが、IrSiやP
d2 Si等の他のシリサイドによるショットキバリアダ
イオードの場合でもよい。In the above embodiment, PtSi is used for the photodetector.
Although a Schottky barrier diode was used, IrSi or P
A Schottky barrier diode made of another silicide such as d 2 Si may be used.
【0024】さらに、上記実施例ではイオン注入により
チャネルカット領域を形成する場合について説明した
が、熱拡散技術によりチャネルカット領域を形成しても
よい。Further, in the above embodiment, the case where the channel cut region is formed by ion implantation has been described. However, the channel cut region may be formed by a thermal diffusion technique.
【0025】[0025]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、画素
領域のチャネルカット領域の不純物濃度を、画素領域以
外の周辺回路領域のチャネルカット領域の不純物濃度よ
りも濃くなるように構成したので、画素部以外のトラン
ジスタ領域の耐圧を下げることなく、光検出器の飽和電
荷量を大きくでき、ダイナミックレンジを増大させた赤
外イメージセンサを得ることができるという効果があ
る。As described above, according to the present invention, the impurity concentration of the channel cut region of the pixel region is configured to be higher than the impurity concentration of the channel cut region of the peripheral circuit region other than the pixel region. Further, there is an effect that the saturation charge amount of the photodetector can be increased without lowering the breakdown voltage of the transistor region other than the pixel portion, and an infrared image sensor having an increased dynamic range can be obtained.
【図1】この発明の一実施例による赤外イメージセンサ
(PtSi型IRCSD)の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an infrared image sensor (PtSi type IRCSD) according to an embodiment of the present invention.
【図2】この発明の一実施例による赤外イメージセンサ
(PtSi型IRCSD)の素子分離工程を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing a device isolation process of an infrared image sensor (PtSi type IRCSD) according to one embodiment of the present invention.
【図3】この発明の他の実施例を示すPtSi型IRC
SDの構成図である。FIG. 3 shows a PtSi type IRC showing another embodiment of the present invention.
It is a block diagram of SD.
【図4】従来のPtSi型IRCSDの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional PtSi type IRCSD.
【図5】従来のPtSi型IRCSDの素子分離工程を
示す図である。FIG. 5 is a view showing a device isolation process of a conventional PtSi type IRCSD.
1 光検出器 2 トランスファーゲート 3 CSD部 4 垂直走査線 5 トランスファーゲートスキャナ回路 6 CSDスキャナ回路 7 蓄積ゲート 8 蓄積コントロールゲート 9 水平CCD部 10 FDA部 11,12 高濃度のチャネルカット領域 20 基板 21 下敷酸化膜 22 窒化膜 23 レジスト 24 P+ 領域 25 素子分離領域 26 画素部に開口を有するレジスト 27 高濃度P+ 領域DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photodetector 2 Transfer gate 3 CSD part 4 Vertical scanning line 5 Transfer gate scanner circuit 6 CSD scanner circuit 7 Storage gate 8 Storage control gate 9 Horizontal CCD part 10 FDA part 11,12 High-concentration channel cut area 20 Substrate 21 Underlay Oxide film 22 Nitride film 23 Resist 24 P + region 25 Element isolation region 26 Resist having an opening in pixel portion 27 High concentration P + region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/339 H01L 21/76 H01L 27/14 - 27/148 H01L 29/762 - 29/768──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/339 H01L 21/76 H01L 27/14-27/148 H01L 29/762-29/768
Claims (2)
で構成された画素部が複数形成された画素領域と該画素
領域の電荷を外部へ読み出す周辺回路領域とがそれぞれ
素子分離領域により区分されて形成され、上記素子分離
領域下方にチャネルカット領域を備えた赤外イメージセ
ンサにおいて、 少なくとも上記画素部の上記光電変換器周辺の素子分離
領域下方のチャネルカット領域は、上記周辺回路領域を
区分する素子分離領域下方のチャネルカット領域よりも
高濃度でかつ均一の不純物濃度を有するものであること
を特徴とする赤外イメージセンサ。1. A pixel region in which a plurality of pixel units each including a photoelectric converter and a charge readout unit are formed on a substrate, and a peripheral circuit region for reading out charges in the pixel region to the outside are respectively formed by element isolation regions. In the infrared image sensor formed so as to be divided and provided with a channel cut region below the element isolation region, at least a channel cut region below the element isolation region around the photoelectric converter in the pixel portion is formed in the peripheral circuit region. Than the channel cut region below the element isolation region
An infrared image sensor having a high concentration and a uniform impurity concentration .
不純物注入を行い、その上に選択酸化法により素子分離
領域を形成し、画素領域及び周辺回路領域とを区分して
なる赤外イメージセンサを製造する方法において、 基板上に下敷酸化膜及び窒化膜を順次形成し、上記画素
領域及び周辺回路領域の素子分離領域を形成する部分の
窒化膜を第1のレジストを用いて除去する工程と、 上記第1のレジストをマスクとして不純物注入を行い、
上記基板の素子分離領域となる部分に不純物注入層を形
成する工程と、 上記第1のレジストを除去することなく、少なくとも上
記周辺回路領域を覆う第2のレジストを第1のレジスト
上に積層して形成する工程と、 上記第1及び第2のレジストをマスクとして上記不純物
と同一導電型の不純物を追加注入する工程とを含むこと
を特徴とする赤外イメージセンサの製造方法。2. An infrared image sensor in which an impurity is implanted into a portion to be a channel cut region of a substrate, an element isolation region is formed thereon by a selective oxidation method, and a pixel region and a peripheral circuit region are divided. In the manufacturing method, a step of sequentially forming an underlying oxide film and a nitride film on a substrate, and removing a nitride film in a portion forming an element isolation region of the pixel region and the peripheral circuit region using a first resist; Impurity implantation is performed using the first resist as a mask,
Forming an impurity-implanted layer in a portion to be an element isolation region of the substrate; and removing a first resist covering at least the peripheral circuit region without removing the first resist.
A method of manufacturing an infrared image sensor, comprising: a step of laminating and forming an upper layer; and a step of additionally implanting an impurity of the same conductivity type as the impurity using the first and second resists as a mask.
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|---|---|---|---|
| JP3303948A JP2849249B2 (en) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Infrared image sensor and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303948A JP2849249B2 (en) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | Infrared image sensor and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05114720A JPH05114720A (en) | 1993-05-07 |
| JP2849249B2 true JP2849249B2 (en) | 1999-01-20 |
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-
1991
- 1991-10-22 JP JP3303948A patent/JP2849249B2/en not_active Expired - Fee Related
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