图像捕获元件、图像捕获装置以及制造设备和方法制造方法及图纸

本技术涉及一种便于电荷传递的成像元件、成像装置以及制造设备和方法。本技术的成像元件包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。而且，本技术的成像装置包含：成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及图像处理单元，其对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。而且，本技术的制造设备包含垂直晶体管制造单元，其制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。本技术可以适用于例如成像元件、成像装置以及制造设备和方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】图像捕获元件、图像捕获装置以及制造设备和方法
本技术涉及成像元件、成像装置和制造设备和方法，并且更具体而言涉及设计成更容易传递电荷的成像元件、成像装置和制造设备和方法。
技术介绍
常规的成像元件每个包含垂直晶体管，该垂直晶体管读取经过光电转换单元光电转换的信号(例如参照专利文献1)。引用文献列表专利文献专利文献1：日本特许公开2010-114324号专利申请
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，在专利文献1中公开的垂直晶体管中，电荷传递通道的电位是均一的。因此，垂直晶体管的栅极部分的长度越大，传递电荷的距离就越长。结果是，电荷读取可能更难。本技术是鉴于这些情况提出的，并且目的是便于电荷的传递。问题的解决方案本技术的一个方面是一种成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。所述电位可以在电荷传递通道中的电荷传递方向上具有梯度。梯度在朝电荷的传递目的地的方向上变深。电荷传递通道可以是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上逐渐变小。电荷传递通道可以是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯状变小。电荷传递通道可以是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。电荷传递通道可以形成为杂质浓度在朝电荷的传递目的地的方向上变小。电荷传递通道可以是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上逐渐变大。电荷传递通道可以是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯状变大。电荷传递通道可以是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。电荷传递通道可以形成为杂质浓度在朝电荷的传递目的地的方向上变高。电位可以在电荷传递通道中在沿着栅极电极的旋转方向上具有梯度。电荷传递通道与栅极电极之间形成的栅极绝缘膜的厚度可以在旋转方向上变化。电荷传递通道中的杂质浓度可以在旋转方向上变化。本技术的另一个方面是一种成像装置，其包含：成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及图像处理单元，其对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。本技术的又另一个方面是一种制造成像元件的制造设备，并且包含垂直晶体管制造单元，其制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；栅极绝缘膜形成单元，其在沟部中形成栅极绝缘膜，所述栅极绝缘膜的厚度对应于沟部中的层级水平；栅极绝缘膜去除单元，其去除栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜，直到达到对应于所述层级水平的深度为止；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。垂直晶体管制造单元可以通过反复用栅极绝缘膜形成单元形成栅极绝缘膜并且用栅极绝缘膜去除单元去除栅极绝缘膜，借此形成厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯式变化的栅极绝缘膜。所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；栅极绝缘膜处理单元，其在所述栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜中形成台面型沟部；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜处理单元形成的台面型沟部中形成栅极电极。所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；非导电杂质注入单元，其将非导电杂质注入到蚀刻单元形成的沟部中，所述非导电杂质以对应于深度的浓度注入；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到蚀刻单元形成的沟部中，所述导电杂质以对应于深度的浓度注入；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；栅极绝缘膜处理单元，其在所述栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜中形成沟部，所述栅极绝缘膜的厚度在沿着栅极电极的旋转方向上变化；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜处理单元形成的沟部中形成栅极电极。所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中，所述导电杂质以对应于沿着栅极电极的旋转方向上的位置的浓度注入；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。本技术的又另一个方面是一种在制造成像元件的制造设备中实施的制造方法。所述制造方法包含制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。本技术的一个方面包含一种垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。本技术的另一个方面包含：成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及图像处理单元，其对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。本技术的又另一个方面涉及制造一种垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。本专利技术的效果根据本技术，可以为对象成像。而且，根据本技术，可以便于电荷传递。附图说明图1是成像元件的一部分的示例结构的剖视图。图2是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。图3是解释电位梯度的图。图4是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。图5是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。图6是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。图7是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。图8是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。图9示出垂直晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像元件，其包括垂直晶体管，其配置成具有电位，所述电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.27 JP 2015-0375641.一种成像元件，其包括垂直晶体管，其配置成具有电位，所述电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。2.根据权利要求1所述的成像元件，其中，所述电位在所述电荷传递通道的电荷传递方向上具有梯度，所述梯度在朝所述电荷的传递目的地的方向上变深。3.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道是第一导电类型的电荷传递通道，所述电荷传递通道传递第二导电类型的所述光电转换单元的所述电荷，所述光电转换单元在所述第一导电类型的半导体中形成，并且栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝所述电荷的所述传递目的地的方向上逐渐变小的厚度。4.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道是第一导电类型的电荷传递通道，所述电荷传递通道传递第二导电类型的所述光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在所述第一导电类型的半导体中形成，并且栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝所述电荷的所述传递目的地的方向上阶梯式变小的厚度。5.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道是第一导电类型的电荷传递通道，所述电荷传递通道传递第二导电类型的所述光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在所述第一导电类型的半导体中形成，并且所述电荷传递通道形成为杂质浓度在朝所述电荷的所述传递目的地的方向上变小。6.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道是第二导电类型的电荷传递通道，所述电荷传递通道传递所述第二导电类型的所述光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝所述电荷的所述传递目的地的方向上逐渐变大的厚度。7.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道是第二导电类型的电荷传递通道，所述电荷传递通道传递所述第二导电类型的所述光电转换单元的所述电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝所述电荷的所述传递目的地的方向上阶梯式变大的厚度。8.根据权利要求2所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道是第二导电类型的电荷传递通道，所述电荷传递通道传递所述第二导电类型的所述光电转换单元的所述电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且所述电荷传递通道形成为具有在朝所述电荷的所述传递目的地的方向上变高的杂质浓度。9.根据权利要求1所述的成像元件，其中，所述电位在所述电荷传递通道中在沿着栅极电极的旋转方向上具有梯度。10.根据权利要求9所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道与所述栅极电极之间形成的栅极绝缘膜的厚度在所述旋转方向上变化。11.根据权利要求9所述的成像元件，其中，所述电荷传递通道中的杂质浓度在所述旋转方向上变化。12.一种成像装置，其包括：成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管配置成具有电位，所述电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及图像处理单元，其配置成对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。13.一种制造成像元件的制造设备，所述制造设备包括垂直晶体管制造单元，其配置成制造垂直晶体管，所述垂直晶体管具有在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的电位。14.根据权利要求13所...

【专利技术属性】
技术研发人员：福冈慎平，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP