JP5366396B2

Photoelectric conversion device manufacturing method, semiconductor device manufacturing method, photoelectric conversion device, and image sensing system

Abstract

A photoelectric conversion device manufacturing method comprises: a first implantation step of implanting impurity ions of a first conductivity type into an underlying substrate via a region of the oxide film exposed by an opening, thereby forming a first semiconductor region having a first thickness in the element region; an the oxidation step of oxidizing the region of the oxide film exposed by the opening, thereby thickening the exposed region; an the exposure step of exposing a region of the oxide film which is not exposed by the opening;a the second implantation step of, after the exposure step, implanting the impurity ions of the first conductivity type into the underlying substrate via a region unthickened in the oxidation step, thereby forming a second semiconductor region having a second thickness larger than the first thickness in the element isolation region; and an the element formation step.

Term

Projected expiry 28 December 2027.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Today
  4. Projected expiry

8 claims: 4 independent, 4 dependent

  1. 1
    光電変換装置の製造方法であって、素子領域と素子分離領域とを含む下地基板の表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、前記素子領域に開口を有するマスクを前記酸化膜の上に形成するマスク形成工程と、前記酸化膜における前記開口により露出した領域を介して第1導電型の不純物イオンを前記下地基板に注入することにより、前記下地基板における前記素子領域の前記酸化膜の下方に第1の半導体領域を第1の厚さで形成する第1の注入工程と、前記酸化膜における前記開口により露出した領域を酸化することにより、前記露出した領域の厚さを増加させる酸化工程と、前記酸化膜における前記開口により露出していない領域を露出させる露出工程と、前記露出工程の後に、前記酸化工程において厚さが増加しなかった部分を介して前記第1導電型の不純物イオンを前記下地基板に注入することにより、前記下地基板における前記素子分離領域の前記酸化膜の下方に、前記第1の厚さより厚い第2の厚さで第2の半導体領域を形成する第2の注入工程と、前記第2の注入工程の後に、前記第1の半導体領域の上方に、光電変換された信号を蓄積するための前記第1導電型と反対の第2導電型の第3の半導体領域を含む光電変換部を形成する素子形成工程と、を備えたことを特徴とする光電変換装置の製造方法。
  2. 2
    前記マスク形成工程は、前記酸化膜の上に窒化膜を形成する窒化膜形成工程と、前記窒化膜の上に、前記素子領域に第1開口を有するレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、前記窒化膜における前記第1開口により露出した領域をエッチングすることにより、前記素子領域に第2開口を有する窒化膜マスクを形成するエッチング工程と、を含み、前記第1の注入工程では、前記第1開口及び前記第2開口により露出した領域を介して前記下地基板に不純物イオンを注入し、前記酸化工程では、前記レジストマスクを除去し、その後、前記酸化膜における前記第2開口により露出した領域を酸化することを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置の製造方法。
  3. 3
    前記酸化工程において厚さが増加した部分を含む前記酸化膜の表面は、前記素子分離領域に対して前記素子領域が凸部となる段差を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置の製造方法。
  4. 4
    前記第2の注入工程の後に、前記酸化工程において厚さが増加した部分を含む前記酸化膜を除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記下地基板の上に半導体層を成長させることにより、前記下地基板および前記半導体層を含む半導体基板を形成する成長工程と、をさらに備え、前記素子形成工程では、前記半導体基板における前記第1の半導体領域と前記半導体層の表面との間に前記第3の半導体領域を形成し、前記半導体層の表面は、前記素子分離領域に対して前記素子領域が凹部となる段差を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光電変換装置の製造方法。
  5. 5
    半導体装置の製造方法であって、第1領域及び第2領域を含む下地基板の表面に酸化膜を形成する酸化膜形成工程と、前記第1領域に開口を有するマスクを前記酸化膜の上に形成するマスク形成工程と、前記酸化膜における前記開口により露出した領域を介して不純物イオンを前記下地基板に注入することにより、前記下地基板における前記第1領域の前記酸化膜の下方に第1の半導体領域を第1の厚さで形成する第1の注入工程と、前記酸化膜における前記開口により露出した領域を酸化することにより、前記露出した領域の厚さを増加させる酸化工程と、前記酸化膜における前記開口により露出していない領域を露出させる露出工程と、前記露出工程の後に、前記酸化工程において厚さが増加しなかった部分を介して不純物イオンを前記下地基板に注入することにより、前記下地基板における前記第2領域の前記酸化膜の下方に、前記第1の厚さより厚い第2の厚さで第2の半導体領域を形成する第2の注入工程と、前記第2の注入工程の後に、前記酸化工程において厚さが増加した部分を含む前記酸化膜を除去する除去工程と、前記除去工程の後に、前記下地基板の上に半導体層を成長させることにより、前記下地基板および前記半導体層を含む半導体基板を形成する成長工程と、を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 6
    前記マスク形成工程は、前記酸化膜の上に窒化膜を形成する窒化膜形成工程と、前記窒化膜の上に、前記第1領域に第1開口を有するレジストマスクを形成するレジストマスク形成工程と、前記窒化膜における前記第1開口により露出した領域をエッチングすることにより、前記第1領域に第2開口を有する窒化膜マスクを形成するエッチング工程と、を含み、前記第1の注入工程では、前記第1開口及び前記第2開口により露出した領域に不純物イオンを注入し、前記酸化工程では、前記レジストマスクを除去し、その後、前記酸化膜における前記第2開口により露出した領域を酸化することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 7
    素子領域と素子分離領域とを含む半導体基板を有する光電変換装置であって、 前記半導体基板は、 前記素子領域に配され、光電変換された信号を蓄積するための第1導電型の半導体領域をそれぞれ含む複数の光電変換部と、 前記素子領域における前記光電変換部の下方に第1の厚さで配された前記第1導電型と反対の第2導電型の第1の半導体領域と、 前記素子分離領域に配され、前記複数の光電変換部を電気的に分離するための素子分離部と、前記素子分離領域における前記素子分離部の下方に、前記第1の厚さより厚い第2の厚さで配された前記第2導電型の第2の半導体領域と、 前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域の上に設けられた第1導電型の第1半導体層と、 前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域の上であって前記第1半導体層の上に配された第1導電型の第2半導体層と、を有し、 前記複数の光電変換部は前記第2半導体層に形成され、 前記光電変換装置は、有効画素領域およびオプティカルブラック領域を有し、前記複数の光電変換部および前記素子分離部は、前記有効画素領域および前記オプティカルブラック領域に配され、前記第1の半導体領域および前記第2の半導体領域は、前記有効画素領域に配され、前記オプティカルブラック領域に配されておらず、前記光電変換装置は、前記オプティカルブラック領域に配された前記複数の光電変換部の下方に前記オプティカルブラック領域にわたって配された第2導電型の半導体領域を更に含む、 ことを特徴とする光電変換装置 。
  8. 8
    請求項 7に 記載の光電変換装置と、前記光電変換装置の撮像面へ像を形成する光学系と、前記光電変換装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、を備えたことを特徴とする撮像システム。
Independent claims8