光电转换装置和成像系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光电转换装置和成像系统。一种光电转换装置包括：构造第一光电转换元件的第一导电类型的第一半导体区；构造第二光电转换元件的第一导电类型的第二半导体区；第一导电类型的第三半导体区；第一导电类型的第四半导体区；协同构造第一传输晶体管的第一栅电极；以及构造第二传输晶体管的第二栅电极。在半导体基底表面的平面图中在第一栅电极朝向第一半导体区的侧边的位置处，第一栅电极朝向第一半导体区的侧边的长度比有源区的长度短，并且第一栅电极朝向第一半导体区的侧边的长度比第一半导体区的长度长。

【技术实现步骤摘要】
光电转换装置和成像系统
本专利技术涉及光电转换装置和成像系统。
技术介绍
诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)器件的光电转换装置在许多数码相机和数码摄像机中使用。关于光电转换装置，正致力于对减少像素面积的构造的研究。日本专利特开No.2007-243197公开了根据尺寸缩减而用以缩减光电转换元件的面积的像素共享。日本专利特开No.2007-243197还公开了对相邻光电转换元件之间使用绝缘隔离区和接合隔离区加以区分。具体地，提供接合隔离区和绝缘隔离区两者用于光电转换元件的隔离。传输栅极(栅电极)通过光电转换元件之间的绝缘隔离区来设置。虽然日本专利特开No.2007-243197的确讨论了对使用绝缘隔离区和接合隔离区加以区分，但是并未做出有关其中设置有传输栅电极的隔离区的结构和制造方法的详细研究。取决于其中设置有传输栅电极的隔离区的结构，会导致恶化的传输效率、增加泄漏电流和传输路径特性变动等。
技术实现思路
一种光电转换装置，包括：其上设置有如下的半导体基底：有源区以及由绝缘体形成的、限定所述有源区的隔离部分；位于所述有源区内并构成第一光电转换元件的第一导电类型的第一半导体区；位于所述有源区内并构成第二光电转换元件的第一导电类型的第二半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第三半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第四半导体区；位于所述有源区内的所述第一半导体区和所述第三半导体区之间的第一栅电极，连同所述第一半导体区和所述第三半导体区构造第一传输晶体管；以及位于所述有源区内的所述第二半导体区和所述第四半导体区之间的第二栅电极，连同所述第二半导体区和所述第四半导体区构造第二传输晶体管。在所述半导体基底表面的平面图中，在所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的位置处，位于所述有源区内的所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度比所述有源区沿着所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度短，以及位于所述有源区内的所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度比所述第一半导体区沿着所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度长。一种光电转换装置，包括：其上设置有如下的半导体基底：有源区以及由绝缘体形成的、限定所述有源区的隔离部分；位于所述有源区内并构成第一光电转换元件的第一导电类型的第一半导体区；位于所述有源区内并构成第二光电转换元件的第一导电类型的第二半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第三半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第四半导体区；位于所述有源区内的所述第一半导体区和所述第三半导体区之间的第一栅电极，连同所述第一半导体区和所述第三半导体区构造第一传输晶体管；位于所述有源区内的所述第二半导体区和所述第四半导体区之间的第二栅电极，连同所述第二半导体区和所述第四半导体区构造第二传输晶体管；以及为所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件设置的一个微型透镜。所述隔离部分的一部分位于所述第三半导体区和所述第四半导体区之间，并且其中构成所述隔离部分的外缘的侧边是如下的任一种：与所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的第一侧边，与所述第一栅电极朝向所述第三半导体区的第二侧边相同，以及位于所述第一侧边和所述第二侧边之间。本专利技术的进一步特征将在随后参考附图对示例性具体实施方式的描述中显见。附图说明图1是根据第一实施方式的光电转换装置的等效电路图。图2A和2B是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图3A和3B是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图4是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图5A至5D是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性截面图。图6A是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图6B至6D是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性截面图。图7是用于描述根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图8A至8H是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的制造方法的示意性截面图。图9A是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的制造方法的示意性截面图。图9B和9C是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的制造方法的示意性平面图。图10A至10D是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的制造方法的示意性截面图。图11A是示出了根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图11B是用于描述根据第一实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图12是示出了根据第二实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图13是示出了根据第三实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图14A和14B是示出了根据第四实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图15A和15B是示出了根据第五实施方式的光电转换装置的示意性平面图。图16A是根据第六实施方式的光电转换装置的等效电路图。图16B是示出了根据第六实施方式的光电转换装置的示意性平面图。具体实施方式将首先参考图6A至6D描述根据本实施方式的光电转换装置。如图6A所示，光电转换装置包括在其上形成一个有源区220的半导体基底以及由绝缘体形成的、限定该有源区220的隔离部分。隔离部分包括第一区域以及除该第一区域之外的第二区域。一个有源区220包括第一导电类型的第一至第四半导体区域，第一栅电极和第二栅电极。第一半导体区201构成第一光电转换装置，而第二半导体区202构成第二光电转换装置。第一栅电极205位于第一区域内，并且位于第一半导体区201和第三半导体区209之间。第二栅电极206位于第一区域内，并且位于第二半导体区202和第四半导体区210之间。第一半导体区201、第三半导体区209和第一栅电极205构成第一传输晶体管，并且第二半导体区202、第四半导体区210和第二栅电极206构成第二传输晶体管。注意到第一区域是位于其中设置有栅电极的隔离区内的区域，而其他部分则是第二区域。参考示出了包括第一栅电极205朝向第一半导体区201的侧边的虚线的图11A，其中有源区220的宽度大于第一栅电极205朝向第一半导体区201的侧边的宽度。进一步地，第一半导体区201沿该虚线的宽度小于第一栅电极205朝向第一半导体区201的侧边的宽度。该构造能够抑制从构成光电转换装置的第一半导体区201到第三半导体区209的信号电荷的泄漏，由此抑制传输晶体管的泄漏。光电转换装置还包括给第一光电转换元件和第二光电转换元件设置的微型透镜。由绝缘体形成的、限定有源区的隔离部分位于第三半导体区209和第四半导体区210之间。构成隔离部分外缘的侧边是与第一栅电极205朝向第一半导体区201的第一侧边相同的侧边，或是与第一栅电极205朝向第三半导体区209的第二侧边相同的侧边，或是位于第一侧边和第二侧之间。该构造能够在保持光电转换元件的饱和电荷数的同时实现泄漏电流已被减小的传输路径。将参考各附图详细描述第一至第六实施方式。在随后的描述中，示意性的平面图是各种构造已从与半导体基底的主表面相垂直的方向投射到包括半导体基底表面的平面上的图示。这些示意性平面图也被称为平面布局图。示意性的截面图是光电转换装置的各种构造在与包括半导体基底表面的平面相垂直的平面处的图示。晶体管传输路径的长度方向是连接源极和漏极的线段的方向。传输路径的宽度方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电转换装置，包括：其上设置有如下的半导体基底：有源区，以及由绝缘体形成的、限定所述有源区的隔离部分；位于所述有源区内并构成第一光电转换元件的第一导电类型的第一半导体区；位于所述有源区内并构成第二光电转换元件的第一导电类型的第二半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第三半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第四半导体区；位于所述有源区内的所述第一半导体区和所述第三半导体区之间的第一栅电极，连同所述第一半导体区和所述第三半导体区构造第一传输晶体管；以及位于所述有源区内的所述第二半导体区和所述第四半导体区之间的第二栅电极，连同所述第二半导体区和所述第四半导体区构造第二传输晶体管；其中，在所述半导体基底表面的平面图中，在所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的位置处位于所述有源区内的所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度比所述有源区沿着所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度短，以及位于所述有源区内的所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度比所述第一半导体区沿着所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度长。

【技术特征摘要】
2013.06.28 JP 2013-1370481.一种光电转换装置，包括：其上设置有如下的半导体基底：有源区，以及由绝缘体形成的、限定所述有源区的隔离部分；位于所述有源区内并构成第一光电转换元件的第一导电类型的第一半导体区；位于所述有源区内并构成第二光电转换元件的第一导电类型的第二半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第三半导体区；位于所述有源区内的第一导电类型的第四半导体区；位于所述有源区内的所述第一半导体区和所述第三半导体区之间的第一栅电极，连同所述第一半导体区和所述第三半导体区构造第一传输晶体管；以及位于所述有源区内的所述第二半导体区和所述第四半导体区之间的第二栅电极，连同所述第二半导体区和所述第四半导体区构造第二传输晶体管；其中，在所述半导体基底表面的平面图中，在所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的位置处，位于所述有源区内的所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度比所述有源区沿着所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度短，以及位于所述有源区内的所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度比所述第一半导体区沿着所述第一栅电极朝向所述第一半导体区的侧边的长度长。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，在所述半导体基底表面的平面图中，在所述第二栅电极朝向所述第二半导体区的侧边的位置处，位于所述有源区内的所述第二栅电极朝向所述第二半导体区的侧边的长度比所述有源区沿着所述第二栅电极朝向所述第二半导体区的侧边的宽度短，以及位于所述有源区内的所述第二栅电极朝向所述第二半导体区的侧边的长度比所述第二半导体区沿着所述第二栅电极朝向所述第二半导体区的侧边的长度长。3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中在所述第一半导体区和所述第三半导体区之间设置第二导电类型的半导体区。4.根据权利要求1所述的光电转换装置，还包括：设置在所述第一半导体区上的第二导电类型的第八半导体区；以及设置在所述第二半导体区上的所述第二导电类型的第九半导体区；其中所述第八半导体区和所述第九半导体区接触，并在平面图中在所述第一栅电极和所述第二栅电极之间延伸。5.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中所述隔离部分包括包括位于所述有源区的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：田添浩一，有岛优，冲田彰，大下内和樹，大田康晴，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP