一种图像拾取装置，包括：光敏二极管，设置在硅基板中，并且构造为通过执行光电转换产生与所接收光量对应的电荷；以及转移晶体管，设置在该硅基板上的外延层，并且构造为转移该光敏二极管中产生的电荷，其中该转移晶体管包括栅极电极和沟道区域，该栅极电极埋设在该外延层中，且该沟道区域围绕该栅极电极，并且该沟道区域在厚度方向上具有浓度梯度，电位梯度的曲率在该浓度梯度中没有正负号的混合。
【技术实现步骤摘要】
图像拾取装置、制造图像拾取装置的方法以及电子设备
本技术方案涉及图像拾取装置、制造图像拾取装置的方法以及电子设备。
技术介绍
在诸如数字照相机和摄像机之类的具有图像拾取功能的电子设备中，通常采用固态图像拾取装置，例如，电荷耦合装置(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。 通常，在CMOS图像传感器中，经常采用像素共享技术以最大化光敏二极管的开口率，以产生更精细的像素尺寸。在该像素共享技术中，像素部分中除了光敏二极管之外的元件占据的面积通过在多个像素之间共享晶体管而最小化，从而保证了光敏二极管的面积。例如，通过利用像素共享技术可改善光敏二极管的诸如饱和电荷量和灵敏度的特性。 例如，日本未审查专利申请公开Nos.2010-147965,2010-212288,2007-115994 和2011-049446公开了应用像素共享技术的CMOS图像传感器中各种像素部分的布置。
技术实现思路
同样，在典型的CMOS图像传感器中，光敏二极管和驱动像素所需的晶体管形成在同一平面上，并且必须保证光敏二极管和晶体管的每一个的最小特性。因此，在面积上存在限制。例如，当为改善光敏二极管的包括饱和电荷量和灵敏度的特性扩展光敏二极管的面积时，晶体管的区域相应减小。结果，由于晶体管产生的随机噪声增加，或者电路的增益降低。另一方面，在固定晶体管的面积时，光敏二极管的包括饱和电荷量和灵敏度的特性下降。因此，希望改善光敏二极管的包括饱和电荷量和灵敏度的特性，而不减小晶体管的面积。 希望提供能进一步改善包括饱和电荷量和灵敏度的特性的图像拾取装置，以及提供制造图像拾取装置的方法以及电子设备。 根据本公开的实施例，所提供的图像拾取装置包括:光敏二极管，设置在硅基板中，并且构造为通过执行光电转换产生与所接收光量对应的电荷；以及转移晶体管，设置在该硅基板上的外延层，并且构造为转移该光敏二极管中产生的电荷，其中该转移晶体管包括栅极电极和沟道区域，该栅极电极埋设在该外延层中，且该沟道区域围绕该栅极电极，并且该沟道区域在厚度方向上具有电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度。 根据本公开的实施例，所提供的电子设备包括:图像拾取装置；以及信号处理电路，所述信号处理电路构造为对从该图像拾取装置输出的像素信号执行预定的处理，其中该图像拾取装置包括光敏二极管和转移晶体管，所述光敏二极管设置在硅基板中并且构造为通过执行光电转换产生与所接收光量对应的电荷，所述转移晶体管设置在该硅基板上的外延层并且构造为转移该光敏二极管中产生的电荷，所述转移晶体管包括栅极电极和沟道区域，该栅极电极埋设在该外延层中，且该沟道区域围绕该栅极电极，并且该沟道区域具有厚度方向上的电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度。 在根据本技术方案的上述实施例的图像拾取装置和电子设备中，光敏二极管和转移晶体管设置在不同层中。这消除了在必须保证光敏二极管和转移晶体管的最小特性的面积上的限制。此外，沟道区域具有厚度方向上的电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度。这抑制了沟道区域中的电荷累积，因此改善了转移晶体管中电荷的转移特性。结果，使得可以加深光敏二极管的电位。 根据本公开的实施例，提供了制造图像拾取装置的方法。该方法包括下面的两个工序。 (A)通过执行原位掺杂外延生长，在硅基板的顶表面上形成外延层，该外延层具有厚度方向上的浓度梯度的曲率不存在正负号混合的浓度分布，并且该硅基板包括光敏二极管，所述光敏二极管构造为通过执行光电转换产生与所接收光量对应的电荷。 (B)通过转化该外延层的一部分在该外延层的一部分中形成沟道区域，该沟道区域具有厚度方向上的电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度，并且该部分位于该光敏二极管正上方。 在根据本技术方案的上述实施例的制造图像拾取装置的方法中，包括用于转移晶体管的沟道区域的外延层形成在硅基板的其中形成光敏二极管的顶表面上。这消除了必须保证光敏二极管和转移晶体管的最小特性的面积上限制。此外，沟道区域具有厚度方向上的电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度。这抑制了沟道区域中的电荷累积，因此改善了转移晶体管中电荷的转移特性。因此，使得可以加深光敏二极管的电位。 根据本技术方案的上述实施例的图像拾取装置、制造图像拾取装置的方法以及电子设备，在必须保证光敏二极管和转移晶体管的最小特性的面积上没有限制。此外，使得可以加深光敏二极管的电位。因此，使得可以进一步改善包括饱和电荷量和灵敏度的特性。 应理解，前面的总体描述和下面的详细描述二者都是示范性的，并且旨在提供对所要求保护的技术方案的进一步说明。 【附图说明】 包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且结合在该说明书中且构成其一部分。附图示出了实施例，并且与说明书一起用于描述本技术方案的原理。 图1是示出根据本技术方案第一实施例的图像拾取装置的示意性构造示例的示意图。 图2是示出图1中像素的电路构造示例的示意图。 图3是示出图1中像素的平面内布置示例的示意图。 图4是示出图1中像素的平面内布置另一示例的示意图。 图5是示出图1中像素的截面构造示例的示意图。 图6是示出图5的图像拾取装置中光敏二极管(PD)至浮置扩散部(FD)的通道上电位分布示例的示意图。 图7是示出根据比较示例的图像拾取装置中H)至FD的通道上电位分布示例的示意图。 图8是示出制造图1中图像拾取装置的制造工艺示例的示意图。 图9是示出图8中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图10是示出图9中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图11是示出图10中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图12是示出图11中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图13是示出图12中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图14是示出图13中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图15是示出图14中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图16是示出图15中的工艺后的制造工艺示例的示意图。 图17是示出根据本技术方案第二实施例的图像拾取装置中像素的电路构造示例的示意图。 图18是示出图17中像素的截面构造示例的示意图。 图19是示出根据第一变型的像素的截面构造示例的示意图。 图20是示出根据第一变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图21是示出根据第二变型的像素的截面构造示例的示意图。 图22是示出根据第二变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图23是示出根据第二变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图24是示出根据第二变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图25是示出在图21至24的每一个中的图像拾取装置中的H)至FD的通道上电位分布示例的示意图。 图26是示出根据第三变型的像素的截面构造示例的示意图。 图27是示出根据第三变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图28是示出根据第三变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图29是示出根据第三变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图30是示出根据第三变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图31是示出根据第三变型的另一像素的截面构造示例的示意图。 图32是示出根据第三变型的另一像素的截面构造示例的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种图像拾取装置，包括：光敏二极管，设置在硅基板中，并且构造为通过执行光电转换产生与所接收光量对应的电荷；以及转移晶体管，设置在该硅基板上的外延层，并且构造为转移该光敏二极管中产生的电荷，其中该转移晶体管包括栅极电极和沟道区域，该栅极电极埋设在该外延层中，且该沟道区域围绕该栅极电极，并且该沟道区域在厚度方向上具有电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度。
【技术特征摘要】
2013.07.01 JP 2013-1382641.一种图像拾取装置，包括: 光敏二极管，设置在硅基板中，并且构造为通过执行光电转换产生与所接收光量对应的电荷；以及 转移晶体管，设置在该硅基板上的外延层，并且构造为转移该光敏二极管中产生的电荷， 其中该转移晶体管包括栅极电极和沟道区域，该栅极电极埋设在该外延层中，且该沟道区域围绕该栅极电极，并且 该沟道区域在厚度方向上具有电位梯度的曲率不存在正负号混合的浓度梯度。2.根据权利要求1所述的图像拾取装置，其中，在执行原位掺杂外延生长的过程中，通过在厚度方向上设置浓度分布而形成该沟道区域。3.根据权利要求2所述的图像拾取装置，其中该沟道区域具有厚度方向上的浓度梯度的曲率不存在正负号混合的浓度分布。4.根据权利要求3所述的图像拾取装置，其中 该沟道区域在该厚度方向上具有一个导电类型，并且 该沟道区域是单层。5.根据权利要求4所述的图像拾取装置，其中 该外延层包括贯穿该外延层的沟槽， 该栅极电极形成为填充该沟槽，并且 该沟道区域形成在该沟槽的侧面上及临近该侧面的位置。6.根据权利要求5所述的图像拾取装置，其中 该娃基板包括设置在该娃基板的位于该光敏二极管正上方的一部分中的杂质区域，该杂质区域的浓度低于该光敏二极管的杂质浓度，并且该...
【专利技术属性】
技术研发人员：宫波勇树，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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