固态摄像元件及其制造方法、以及电子设备技术

本发明专利技术涉及一种固态摄像元件及其制造方法以及电子设备。该固态摄像元件具备：半导体层，其为第一导电型；栅极绝缘膜，其位于半导体层上；栅电极，其位于栅极绝缘膜上；第一杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与栅电极的第一端部相比靠外侧的半导体层内；第二杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与栅电极的对置于第一端部的第二端部相比靠外侧的半导体层内；第三杂质区，其为第一导电型，且在俯视观察时从栅电极的第二端部分离且位于半导体层内的第二杂质区的上层内，并与第二杂质区相接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固态摄像元件及其制造方法。并且，本专利技术涉及一种使用了这种固态摄像元件的电子设备等。
技术介绍
虽然在固态成像目前以CCD(Charge-coupledDevice：电荷耦合装置)为主流，但能够以低压来进行驱动并且能够混装周边电路的CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器的发展较为显著。CMOS传感器被实施通过完全传输技术或暗电流防止结构等的制造工艺上的对策、CDS(correlateddoublesampling：相关双采样)等电路对策而实现的噪声对策等，如今被改善为可以说是能够获得与CCD同等的画质从而成长为在质与量上均凌驾于CCD之上的设备。虽然CMOS传感器的飞跃的较大原因是画质被大幅度地改善，但其改善的主要原因中包括电荷传输技术的改善。作为相关的技术，在专利文献1中公开了一种具备不会产生复位噪声的FD(floatingdiffusion：浮置扩散)放大器的固态成像装置。该固态成像装置的特征在于，具备由如下部件构成的FD放大器型的电荷检测部，所述部件包括：形成在第一导电型的半导体层上的第二导电型的扩散区域；与该扩散区相邻设置的电势垒形成栅电极；与电势垒形成栅电极相邻设置的电荷传输装置的最终栅电极；将该扩散区域作为源极电极而形成的扩散区域复位用MOS晶体管；对该扩散区域的电位进行检测的源极跟随电路，所述固态成像装置将该扩散区域以其杂质浓度在扩散区中央部处较高且在端部处较低的方式而形成，并且在该扩散区域中央部之上形成第一导电型的扩散区域。根据专利文献1，由于在形成浮置扩散区的第二导电型的扩散区域上形成有第一导电型的高浓度的扩散层，因此当将复位用晶体管设为导通状态时，扩散层将会完全耗尽，从而从成像部传输来的信号电荷将流入至浮置扩散区中，并被完全传输至复位用晶体管的漏极。此外，由于在复位用晶体管为断开状态时电位成为浮置状态，因此不会引起复位动作时的电位变动，从而不会产生复位噪声。然而，如果在从光电二极管被传输信号电荷的第二导电型的扩散区域上形成第一导电型的高浓度的扩散层(钉扎(pinning)层)，则存在如下的问题，即，在从光电二极管传输信号电荷的路径上会产生电势的势垒(壁垒(barrier))，从而会产生传输不良。专利文献专利文献1：日本特开平5-121459号公报(第0009-0012段，图1及图2)
技术实现思路
本专利技术的几个方式涉及提供一种固态成像装置，其能够减少由残留在从光电二极管被传输信号电荷的杂质区内的电荷所形成的暗电流，并且对信号电荷的传输路径上的电势的势垒的产生进行抑制，从而降低传输不良。此外，本专利技术的几个方式涉及提供一种使用了这种固态摄像元件的电子设备等。本专利技术的第一方式所涉及的固态摄像元件具备：半导体层，其为第一导电型；栅极绝缘膜，其位于半导体层上；栅电极，其位于栅极绝缘膜上；第一杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与栅电极的第一端部相比靠外侧的半导体层内；第二杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与栅电极的对置于第一端部的第二端部相比靠外侧的半导体层内；第三杂质区，其为第一导电型，且在俯视观察时与栅电极的第二端部分离且位于半导体层的第二杂质区的上层内，并与第二杂质区相接。根据本专利技术的第一方式，由于在从构成光电二极管的第一杂质区被传输信号电荷的第二杂质区的上层具备第三杂质区，从而减少了由残留在第二杂质区的电荷所形成的暗电流，并且由于在俯视观察时第三杂质区与栅电极的第二端部分离，因此能够抑制信号电荷的传输路径上的电势的势垒的产生，从而降低传输不良。在此，优选为，在俯视观察时，第三杂质区在与栅电极的第二端部大致正交的方向上从该第二端部起而分离了栅电极的长度的六分之一以上。在该情况下，抑制电势的势垒的产生的效果将变大。本专利技术的第二方式所涉及的电子设备具备上述的任意一种固态摄像元件。根据本专利技术的第二方式，能够提供一种通过使用如下的固态成像装置从而改善了对被摄体进行成像而获得的图像数据的画质的电子设备，所述固态成像装置为，减少由残留在从光电二极管被传输信号电荷的杂质区中的电荷所形成的暗电流，并且抑制信号电荷的传输路径上的电势的势垒产生，从而降低传输不良的装置。本专利技术的第三方式所涉及的固态摄像元件的制造方法具备：工序(a)，通过以第一光刻胶为掩膜而向第一导电型的半导体层注入第二导电型的杂质离子，从而在半导体层内形成第二导电型的第一杂质区；工序(b)，通过以第二光刻胶为掩膜而向半导体层注入第二导电型的杂质离子，从而在半导体层内形成第二导电型的第二杂质区；工序(c)，在半导体上隔着栅极绝缘膜而形成栅电极，所述栅电极在第一杂质区侧具有第一端部，且在第二杂质区侧具有第二端部；工序(d)，通过以栅电极以及第三光刻胶为掩膜而向半导体层倾斜地注入第一导电型的杂质离子，从而形成第一导电型的第三杂质区，所述第一导电型的第三杂质区在俯视观察时与栅电极的第二端部分离且被形成在半导体层内的第二杂质区的上层内，并与第二杂质区相接。此外，本专利技术的第四方式所涉及的固态摄像元件的制造方法具备：工序(a)，通过以第一光刻胶为掩膜而向第一导电型的半导体层注入第二导电型的杂质离子，从而在半导体层内形成第二导电型的第一杂质区；工序(b)，在半导体层上，隔着栅极绝缘膜而形成在第一杂质区侧具有第一端部的栅电极；工序(c)，通过以栅电极以及第二光刻胶为掩膜而向半导体层注入第二导电型的杂质离子，从而在俯视观察时在与栅电极的对置于第一端部的第二端部相比靠外侧的半导体层内形成第二导电型的第二杂质区；工序(d)，通过以栅电极以及第三光刻胶为掩膜而向半导体层倾斜地注入第一导电型的杂质离子，从而形成第一导电型的第三杂质区，所述第一导电型的第三杂质区在俯视观察时与栅电极的第二端部分离且被形成在半导体层内的第二杂质区的上层内，并与第二杂质区相接。根据本专利技术的第三方式或第四方式，由于在从构成光电二极管的第一杂质区被传输信号电荷的第二杂质区的上层形成第三杂质区，从而减少了由残留在第二杂质区中的电荷形成的暗电流，并且由于第三杂质区以在俯视观察时与栅电极的第二端部分离的方式而形成，因此能够抑制信号电荷的传输路径上的电势的势垒的产生从而降低传输不良。另外，在本申请中，半导体层是指半导体基板、被形成在半导体基板上的阱、或者被形成在半导体基板上的外延层。此外，既可以采用第一导电型为P型而第二导电型为N型的方式，也可以采用第一导电型为N型而第二导电型为P型的方式。附图说明图1为表示本专利技术的一个实施方式所涉及的固态摄像元件的图。图2为用于对图1所示的固态摄像元件的制造方法进行说明的工序图。图3为表示比较例所涉及的固态摄像元件中的电势的状态的图。图4为表示实施方式所涉及的固态摄像元件中的电势的状态的图。图5为表示本专利技术的一个实施方式所涉及的电子设备的结构例的框图。具体实施方式以下，参照附图来对本专利技术的实施方式进行详细说明。另外，对相同的结构要素标注相同的参照符号，并省略重复的说明。固态摄像元件在以下的实施方式中，对以低电压来进行驱动的固态摄像元件进行说明。虽然作为形成固态摄像元件的半导体基板，能够使用N型半导体基板或P型半导体基板，但在下文中，作为一个示例而对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态摄像元件，具备：半导体层，其为第一导电型；栅极绝缘膜，其位于所述半导体层上；栅电极，其位于所述栅极绝缘膜上；第一杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与所述栅电极的第一端部相比靠外侧的所述半导体层内；第二杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与所述栅电极的对置于第一端部的第二端部相比靠外侧的所述半导体层内；第三杂质区，其为第一导电型，且在俯视观察时与所述栅电极的第二端部分离且位于所述半导体层内的所述第二杂质区的上层内，并与所述第二杂质区相接。

【技术特征摘要】
2015.09.10 JP 2015-1782311.一种固态摄像元件，具备：半导体层，其为第一导电型；栅极绝缘膜，其位于所述半导体层上；栅电极，其位于所述栅极绝缘膜上；第一杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与所述栅电极的第一端部相比靠外侧的所述半导体层内；第二杂质区，其为第二导电型，且至少位于在俯视观察时与所述栅电极的对置于第一端部的第二端部相比靠外侧的所述半导体层内；第三杂质区，其为第一导电型，且在俯视观察时与所述栅电极的第二端部分离且位于所述半导体层内的所述第二杂质区的上层内，并与所述第二杂质区相接。2.如权利要求1所述的固态摄像元件，其中，在俯视观察时，所述第三杂质区在与所述栅电极的第二端部大致正交的方向上从该第二端部起而分离了所述栅电极的长度的六分之一以上。3.一种电子设备，其具备权利要求1或2所述的固态摄像元件。4.一种固态摄像元件的制造方法，具备：工序(a)，通过以第一光刻胶为掩膜而向第一导电型的半导体层注入第二导电型的杂质离子，从而在所述半导体层内形成第二导电型的第一杂质区；工序(b)，通过以第二光刻胶为掩膜而向所述半导体层注入第二导电型的杂质离子，从而在所述半导体层内形成第二导电型的第二杂质区；工序(c)，在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：関泽充生，桑泽和伸，中村纪元，远藤刚廣，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP