固态成像设备、其制造方法以及电子设备技术

一种固态成像设备、其制造方法以及电子设备。该固态成像设备包括其中形成有电荷转移部的半导体基板，该电荷转移部构造为转移光电转换部所产生的电荷。半导体基板包括在其中形成电荷转移部的区域中形成为凸形状的表面。

【技术实现步骤摘要】
固态成像设备、其制造方法以及电子设备
本公开涉及固态成像设备、其制造方法以及电子设备，特别是，可提高电荷转移效率的固态成像设备、其制造方法以及电子设备。
技术介绍
电荷耦合装置(CXD)固态成像设备包括垂直CXD和水平CXD作为转移沟道用来将由光电二极管收集的电荷转移至输出放大器。 由垂直CCD构成的垂直转移寄存器在时钟电压施加在其上部设置的栅极电极时，在垂直方向转移电荷。 关于形成垂直转移寄存器的方法，有表面沟道和掩埋沟道。表面沟道存在的问题是，因为表面有硅(Si)瑕疵，电子容易被捕获或者与信号无关的电子容易产生，这使得转移效率降低。因此，通常，CCD固态成像设备常采用掩埋沟道。采用掩埋沟道，沟道形成在表面下的稍深处以转移电子。 将简单描述形成掩埋沟道的方法。首先，仅将形成垂直转移寄存器的区域通过抗蚀剂掩模打开并且注入诸如As (砷)的N型离子，使得N型转移沟道形成。接着，在形成的N型转移沟道的部分区域上利用As或相似者进一步进行N型离子注入，从而形成其中电位设定为较深的电位阶梯。该电位阶梯具有帮助转移电荷的作用。 如上所述，电位阶梯通过用抗蚀剂掩模仅打开期望区域且进行离子注入而形成。因此，经受离子注入的区域和未经受离子注入的区域之间的边界上电位剧烈变化。因为电位如此剧烈的变化，担心在垂直方向上转移电荷时会有一些电荷残留。残留电荷直接导致成像器特性变坏，这是不利的。有鉴于此，为提高电荷转移效率提出了各种各样的技术(例如，参见日本专利申请特开N0.2011-249690、日本专利申请特开N0.HE108-288492、日本专利申请特开N0.HE103-285335和日本专利申请特开N0.HE108-139304)。
技术实现思路
所希望的是进一步提高电荷转移效率。 本公开鉴于上述情形进行，通过本公开可提高电荷转移效率。 根据本公开的第一实施例，提供固态成像设备，其包括在其中形成电荷转移部的半导体基板，该电荷转移部构造为转移光电转换部中所产生的电荷，该半导体基板包括在形成有电荷转移部的区域中形成为凸形状的表面。 根据本公开的第二实施例，提供固态成像设备的制造方法，包括:通过LOCOS(硅的局部氧化)方法形成凸形状的半导体基板的表面；以及使抗蚀剂掩模经受图案化并且进行离子注入使得抗蚀剂掩模的边界与凸形状的顶部对应，因此在半导体基板中形成电荷转移部。 根据本公开的第三实施例，提供包括固态成像设备的电子设备，该固态成像设备包括在其中形成电荷转移部的半导体基板，该电荷转移部构造为转移光电转换部中所产生的电荷，半导体基板包括在形成有电荷转移部的区域中形成为凸形状的表面。 在本公开的第一至第三实施例中，电荷转移部构造为转移光电转换部中产生的电荷，该电荷转移部设置在半导体基板中并且半导体基板的表面在形成有电荷转移部的区域中形成为凸形状。 固态成像设备和电子设备可以是独立的设备或者可以是包含在其它设备中的模块。 根据本公开的第一至第三实施例，可提高电荷转移效率。 【附图说明】 如附图所示，借助下述关于其中最佳方式实施例的详细描述，本公开的的这些和其它目标、特征以及优势会变得更加明显。 图1是示出根据本公开第一实施例的CCD固态成像设备的示意性构造的视图； 图2是预定像素以及预定像素周围的组件的放大状态的顶视图； 图3A和3B是图2所示预定部分的截面图； 图4A至4H是说明在垂直方向上形成截面构造的方法的视图； 图5A至5H是说明在水平方向上形成截面构造的方法的视图； 图6A和6B是说明电位阶梯和读出部的电位Rp的视图； 图7是示出根据本公开的第二实施例的CMOS固态成像设备的示意性构造的视图； 图8是示出图7中像素的第一构造示例的视图； 图9A至9E是说明图8所示像素的操作的视图； 图10是示出电荷累积部电位的视图； 图11是示出根据本公开第二实施例的电荷累积部电位的视图； 图12A至12H是说明电荷累积部形成方法的视图； 图13是示出图7中像素的第二构造示例的视图； 图14是图13中像素的顶视图； 图15是说明图13中像素的电路操作的示意图； 图16A至161是图13中像素的电位图； 图17是示出根据本公开第二实施例的电荷累积部的电位的视图；以及 图18是示出根据本公开第三实施例的作为电子设备的成像设备的构造示例的框图。 【具体实施方式】 下文中，将描述实施本公开的实施例(在下文中，称为实施例)。应注意，描述将以下述顺序进行。 1.第一实施例((XD固态成像设备的构造示例) 2.第二实施例(CMOS固态成像设备的构造示例) 3.第三实施例(电子设备的应用示例) 〈1.第一实施例> 〈(XD固态成像设备的示意性构造> 图1是示出根据本公开第一实施例的CCD固态成像设备的示意性构造的视图。 图1中的CXD固态成像设备包括像素阵列区3，在该像素阵列区3中，多个像素2在半导体基板21上二维布置为矩阵形式，该半导体基板21例如用硅(Si)作为半导体。 二维布置的像素2的每一个包括光电二极管，该光电二极管作为光电转换元件，其执行光电转换且根据接收光量把入射光转换为信号电荷以及累积信号电荷。另外，像素2的每一个包括多个像素晶体管，用于读出光电二极管中累积的信号电荷。多个像素晶体管例如包括电荷读出晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管。 在像素阵列区3中，对于各个像素列，在列方向上布置的多个像素2的附近提供有垂直转移寄存器4。多个垂直转移寄存器4中的每一个用作在垂直方向转移从每行像素2读出的信号电荷，并且由垂直CXD构成。 水平转移寄存器5提供在垂直转移寄存器4的末端以在水平方向上延伸。水平转移寄存器5用于在水平方向转移由垂直转移寄存器4转移的信号电荷，并且由水平CCD构成。输出放大器6提供在水平转移寄存器5转移的信号电荷的终点。 输出放大器6把由水平转移寄存器5在水平方向转移的信号电荷转换为电压并且输出电压作为信号。从输出放大器6输出的信号输入至信号处理电路7中。信号处理电路7接收从输出放大器6输出的信号并且使该信号经受预置信号处理从而产生预定的图像信号。产生的图像信号输出至CXD固态成像设备I的外部设备。 驱动电路8产生转移脉冲，用于转移信号电荷。同时，驱动电路8控制垂直转移寄存器4和水平转移寄存器5以使其依照该转移脉冲而驱动。同时，驱动电路8提供具有垂直转移脉冲的垂直转移寄存器4且提供具有水平转移脉冲的水平转移寄存器5。 CXD固态成像设备I具有上述示意性构造。 <像素阵列区的顶视图> 图2示出了在放大状态的像素阵列区3的预定像素以及预定像素周围组件的顶视图。应注意，图2是从像素阵列区3的半导体基板(硅层)21的顶部看的顶视图。 光电二极管(PD) 11形成在像素2中。光电二极管11通过例如使用N型半导体区域作为电荷累积部的PN结形成。形成部分垂直转移寄存器4的N型沟道12提供在像素2的附近以在垂直方向上延伸。电位阶梯13是其中电位Rp设为更深的区域，电位阶梯13按预定间隔形成在N型沟道12中的垂直方向上。此外，读出累积在光电二极管11中电荷的读出部14在光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像设备，包括：半导体基板，在该半导体基板中形成有构造为转移光电转换部所产生的电荷的电荷转移部，该半导体基板包括在形成有该电荷转移部的区域中形成为凸形状的表面。

【技术特征摘要】
2013.07.10 JP 2013-1445031.一种固态成像设备，包括: 半导体基板，在该半导体基板中形成有构造为转移光电转换部所产生的电荷的电荷转移部，该半导体基板包括在形成有该电荷转移部的区域中形成为凸形状的表面。2.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中， 该半导体基板的表面在电荷转移方向上在该电荷转移部的边界区域中形成为凸形状。3.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中， 该电荷转移部是构造为在垂直方向转移电荷的垂直电荷耦合装置。4.根据权利要求1所述的固态成像设备，其中， 该电荷转移部为读出部，该读出部构造为读出该光电转换部的电荷。5.根据权利要求1所述的固...

【专利技术属性】
技术研发人员：大地朋和，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP