成像装置、成像系统及用于制造成像装置的方法制造方法及图纸

结型场效应晶体管的特性变化可以被减小。本发明专利技术的实施例是成像装置，该成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在半导体衬底中的结型场效应晶体管。结型场效应晶体管包括栅极区和沟道区。栅极区和沟道区在平面视图中相互交叉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及成像装置、成像系统和用于制造该成像装置的方法。
技术介绍
已经提出了利用结型场效应晶体管的成像装置。专利文献(PTL)1描述了包括多个像素的成像装置。每个像素包括结型场效应晶体管。在PTL1中描述的结型场效应晶体管中，沟道区置于表面栅极区和埋入栅极区之间。沟道区被连接到位于埋入栅极区端部处的漏极区。PTL2描述了用于形成结型场效应晶体管的方法。在PTL1中描述的方法中，结型场效应晶体管的表面栅极区、沟道区以及源极区和漏极区通过采用不同的抗蚀剂图案作为掩模的离子注入来形成。引文列表专利文献PTL1：日本专利特开No.2007-165736PTL2：日本专利特开No.2006-196789
技术实现思路
技术问题在PTL1中描述的结型场效应晶体管中，沟道区的漏极侧端部由栅极区的端部位置确定，而沟道区的源极侧端部由源极区的位置确定。因此，如果在用于形成源极区的掩模和用于形成埋入栅极区的掩模之间有对准误差，则沟道长度会被改变。这使得结型场效应晶体管的特性发生变化。在PTL2中所描述的方法中，如果在用于形成表面栅极区的掩模和用于形成沟道区的掩模之间有对准误差，则沟道宽度会被改变。这使得结型场效应晶体管的特性发生变化。鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供这样的成像装置，该成像装置实现了结型场效应晶体管的特性发生较少的变化。问题的解决方案根据本专利技术一个方面的实施例是一种用于制造成像装置的方法，所述成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在半导体衬底中的结型场效应晶体管。所述方法包括：采用限定第一开口的第一掩模，通过将杂质引入到半导体衬底中来形成结型场效应晶体管的栅极区的步骤；以及采用限定第二开口的第二掩模，通过将杂质引入到半导体衬底中来形成结型场效应晶体管的沟道区的步骤。第二开口包括对应于沟道区的源极侧部分的源极侧部分，和对应于沟道区的漏极侧部分的漏极侧部分。第一开口到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与第二开口到所述平面上的正交投影交叉。第二开口的源极侧部分到所述平面上的正交投影和第二开口的漏极侧部分到所述平面上的正交投影中的每个与第一掩模到所述平面上的正交投影重叠。根据本专利技术另一方面的实施例是一种形成成像装置的方法，所述成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在半导体衬底中的结型场效应晶体管。所述方法包括:在半导体衬底上形成结型场效应晶体管的栅极区的步骤；以及在半导体衬底上形成结型场效应晶体管的沟道区的步骤。第一区到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与第二区到所述平面上的正交投影交叉。第一区为在形成栅极区的步骤中引入杂质的区，并且第二区为在形成沟道区的步骤中引入杂质的区。在所述平面中，第二区的正交投影的源极侧部分和漏极侧部分中的每个突出在第一区的正交投影之外。根据本专利技术的又一个方面的实施例是一种成像装置，所述成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在半导体衬底中的结型场效应晶体管。结型场效应晶体管包括栅极区和沟道区。栅极区到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与沟道区到所述平面上的正交投影交叉。在所述平面中，沟道区的正交投影的源极侧部分和漏极侧部分中的每个突出在栅极区的正交投影之外。根据本专利技术的还有的一个方面的实施例是一种成像装置，所述成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在半导体衬底中的结型场效应晶体管。结型场效应晶体管包括设置在不同深度处的表面栅极区、埋入栅极区和沟道区。沟道区被设置在表面栅极区和埋入栅极区之间的深度处。表面栅极区到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影和埋入栅极区到所述平面上的正交投影中的每个与沟道区到所述平面上的正交投影交叉。本专利技术的有益效果本专利技术可以减小结型场效应晶体管的特性的变化。附图说明图1示意性地示出成像装置的平面结构。图2示意性地示出成像装置的截面结构。图3示意性地示出成像装置的截面结构。图4用于说明制造成像装置的方法。图5示意性地示出用于制造成像装置的掩模。图6示意性地示出成像装置的平面结构和截面结构。图7示意性地示出成像装置的平面结构。图8示意性地示出成像装置的截面结构。图9用于说明制造成像装置的方法。图10为成像系统的方框图。具体实施方式本专利技术的一个实施例是包括多个像素的成像装置。每个像素包括结型场效应晶体管(以下称为JFET)。该JFET包括形成在半导体衬底上的栅极区、沟道区、漏极区和源极区。在该JFET中，栅极区的导电类型不同于沟道区、漏极区和源极区的导电类型。在本实施例中，使用横向JFET，其中沟道电流的方向平行于半导体衬底的表面。本专利技术的实施例的特征在于栅极区和沟道区的结构或制造它们的方法。具体地，在平面视图中栅极区和沟道区被形成为相互交叉。在本说明书中描述的部件在平面视图中的布置或形状是指部件到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影的布置或形状。即，栅极区到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影和沟道区到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影在平面中相互交叉。半导体衬底的表面是半导体区和绝缘体之间的界面。两个区交叉意味着每个区被设置成横跨另一区。换言之，两个区交叉意味着一个区的至少两个部分突出在另一区之外，且另一区的至少两个部分突出在该一个区之外。如果一个区包含另一区，则两个区不相互交叉。在根据本专利技术的实施例的制造方法中，多个掩模被用于形成栅极区和沟道区。掩模具有各自的开口，开口在平面视图中相互交叉。以这种构造，即使在用于形成栅极区的掩模和用于形成沟道区的掩模之间可能存在对准误差，栅极区和沟道区的交叉部分的形状也几乎不改变。即，可以减小JFET的沟道长度和沟道宽度的变化。这样，可以减小JFET的特性的变化。以下将参考附图来描述本专利技术的实施例。在以下描述的实施例中，栅极区是P型的，而沟道区、漏极区和源极区是N型的。本专利技术不仅仅局限于以下所述的实施例。例如，每个半导体区的导电类型可以相反。另外，以下实施例之一的构造的一部分被增加到另一个实施例或用另一个实施例的构造的一部分进行替代的示例也是本专利技术的实施例。第一实施例图1示意性地示出本实施例的成像装置的平面结构。在图1中示出了一个像素。该像素包括诸如光电二极管之类的光电转换部分、传输晶体管、复位晶体管和JFET。本实施例的成像装置包括多个像素，并且这些像素之一为在图1中示出的像素。本实施例的光电转换部分是光电二极管。该光电二极管包括形成在半导体衬底的表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造成像装置的方法，所述成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在半导体衬底中的结型场效应晶体管，所述方法包括：通过采用限定第一开口的第一掩模将杂质引入到半导体衬底中来形成结型场效应晶体管的栅极区的步骤；以及通过采用限定第二开口的第二掩模将杂质引入到半导体衬底中来形成结型场效应晶体管的沟道区的步骤，其中第二开口包括对应于沟道区的源极侧部分的源极侧部分，和对应于沟道区的漏极侧部分的漏极侧部分；第一开口到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与第二开口到所述平面上的正交投影交叉；以及第二开口的源极侧部分到所述平面上的正交投影和第二开口的漏极侧部分到所述平面上的正交投影中的每个与第一掩模到所述平面上的正交投影重叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造成像装置的方法，所述成像装置包括多个像素，每个像素包括设置在
半导体衬底中的结型场效应晶体管，所述方法包括：
通过采用限定第一开口的第一掩模将杂质引入到半导体衬底中来形成结型场效应晶
体管的栅极区的步骤；以及
通过采用限定第二开口的第二掩模将杂质引入到半导体衬底中来形成结型场效应晶
体管的沟道区的步骤，
其中第二开口包括对应于沟道区的源极侧部分的源极侧部分，和对应于沟道区的漏极
侧部分的漏极侧部分；
第一开口到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与第二开口到所述平面上
的正交投影交叉；以及
第二开口的源极侧部分到所述平面上的正交投影和第二开口的漏极侧部分到所述平
面上的正交投影中的每个与第一掩模到所述平面上的正交投影重叠。
2.如权利要求1所述的用于制造成像装置的方法，其中栅极区包括形成在不同深度处
的表面栅极区和埋入栅极区；
形成栅极区的步骤包括多个以不同的注入能量执行的并且每个使用第一掩模的离子
注入步骤；以及
沟道区形成在表面栅极区和埋入栅极区之间的深度处。
3.如权利要求2所述的用于制造成像装置的方法，其中注入能量被选择成使得表面栅
极区和埋入栅极区形成在允许表面栅极区和埋入栅极区之间的电连接的深度处。
4.如权利要求2所述的用于制造成像装置的方法，还包括形成第一半导体区的步骤，所
述第一半导体区电连接表面栅极区和埋入栅极区。
5.如权利要求1-4中任一项所述的用于制造成像装置的方法，其中第一开口包括被第
一掩模隔开的多个开口；
所述多个开口到所述平面上的正交投影中的每个与第二开口的正交投影交叉；以及
第二开口的源极侧部分的正交投影与第一掩模的一部分到所述平面上的正交投影重
叠，所述第一掩模的一部分被设置在所述多个开口之间。
6.如权利要求5所述的用于制造成像装置的方法，其中形成栅极区的步骤包括形成与
所述多个开口对应的多个栅极区的步骤，
所述方法还包括形成第二半导体区的步骤，所述第二半导体区将所述多个栅极区相互
电连接。
7.如权利要求6所述的用于制造成像装置的方法，其中形成第二半导体区的步骤采用
限定第三开口的第三掩模来执行；
第一开口的正交投影与第三开口到所述平面上的正交投影部分地重叠；以及
第二开口的正交投影的整体与第三掩模到所述平面上的正交投影重叠。
8.如权利要求1-7中任一项所述的用于制造成像装置的方法，还包括形成被电连接到
沟道区的源极侧部分的源极区的步骤。
9.如权利要求1-8中任一项所述的用于制造成像装置的方法，其中结型场效应晶体管
的沟道长度和沟道宽度由第一开口到与半导体衬底的表面平行的平面上的正交投影与第
二开口到所述平面上的正交投影重叠的部分限定。
10.如权利要求1-9中任一项所述的用于制造成像装置的方法，其中第一开口的正交投
影的边缘包括两条相互平行的线；以及
第二开口的正交投影的边缘包括两条相互平行的线。
11.一种形成成像装置的方法，所述成...

【专利技术属性】
技术研发人员：筱原真人，小林昌弘，板桥政次，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP