固体摄像器件及其制造方法技术

本发明专利技术公开一种实现了图像同时性的ＣＭＯＳ固体摄像器件及其制造方法。本发明专利技术一实施方式的固体摄像器件，具有：光信号存储区，设置在半导体衬底中；信号检测区，设置在上述半导体衬底中，与上述光信号存储区隔离；晶体管，将上述光信号存储区和上述信号检测区电连接；布线，与上述信号检测区连接；以及遮光膜，与上述信号检测区靠近设置，覆盖该信号检测区。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体摄像器件及其制造方法，尤其涉及MOS固体摄像器件及其制造方法。
技术介绍
具有放大功能的放大型金属半导体硅(MOS)固体摄像器件适用于像素尺寸的缩小以及像素数的增加。所以，有希望扩大应用。再者，放大型MOS摄像器件，与过去广泛应用的电荷耦合器件(CCD)摄像器件相比，功耗小，基本上利用互补MOS(CMOS)工艺来制造，所以容易和其他CMOS电路合并统一，因此发展前景广阔。放大型MOS固体摄像器件的像素单元的电路结构100的一例示于图1。如图所示，放大型MOS固体摄像器件包括作为光电变换部的存储信号的光电二极管(光信号存储区)102、作为信号扫描电路部的用于读取信号的读取晶体管104、用于放大信号的放大晶体管16、以及用于清除光电二极管的信号电荷的复位晶体管108等。通过使读取晶体管104导通，即可把存储在光电二极管102上的信号读取到读取晶体管104的漏极(信号检测区)104D。信号检测区104D与放大晶体管106的栅连接。放大晶体管106的漏极连接在电源VDD上。若选择出(使导通)垂直选择晶体管110，则电源电压VDD被放大晶体管106放大到信号检测区104D的电荷量所对应的电位上，输出到垂直信号线112。对于2维配置的多个像素单元依次进行这样的信号检测操作，即可获得1个图像。具有上述电路的摄像器件的一例公开在特开2000-150849号公报上。在该例中，在半导体衬底中设有光电二极管。光通过半导体衬底上方所设置的第2遮光膜的开口部而射入到光电二极管内。光电二极管内存储的光信号所对应的电荷，按预定周期被传输到读取晶体管的漏极(信号检测区)，并被保存预定时间。被保存的电荷依次作为图像信息被取出，在该保存期间内，到达光电二极管周围的栅电极，例如到达读取晶体管的栅电极等上的光被反射之后，经过各种路径，例如在第2遮光膜的下面被反射后，射入到读取晶体管的漏极(信号检测区)。这样的光使保存在信号检测区内的电荷(即信息)发生变化。也就是说变成为所谓混色(crosstalk串扰)现象的原因。若产生混色，则读取同一期间内取得的各像素单元的信息，即像素的同时性(global shutter)受到损失。对于固体摄像器件来说达到该同时性是重要的课题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供实现了图像的同时性的。采用本专利技术一实施方式的固体摄像器件，其特征在于，具有光信号存储区，设置在半导体衬底中；信号检测区，设置在上述半导体衬底中，与上述光信号存储区隔离；晶体管，将上述光信号存储区和上述信号检测区电连接；布线，与上述信号检测区连接；以及遮光膜，与上述信号检测区靠近设置，覆盖该信号检测区。采用本专利技术的另一实施方式的固体摄像器件的制造方法，其特征在于具有以下步骤在半导体衬底中形成光信号存储区；在半导体衬底中，与上述光信号存储区隔离形成信号检测区；形成晶体管的源/漏极；在上述半导体衬底上，隔着绝缘膜而形成导电性材料膜；加工上述导电性材料膜，来形成将上述光信号存储区和上述信号检测区电连接的晶体管的栅电极；形成覆盖上述信号检测区的遮光膜；形成与上述信号检测区连接的布线。附图说明图1是一般的放大型MOS固体摄像器件的像素单元的等效电路图。图2A、2B是用于说明本专利技术第1实施方式的一例的图。图3A至3E是用于说明本专利技术第1实施方式的制造工艺的一例的工程断面图。图4是表示第1实施方式的光漏射量和入射光波长的关系的图。图5是表示第1实施方式的遮光膜的厚度和光漏射量的关系的图。图6A、6B是用于说明第1实施方式的变形例1的图。图7A、7B是用于说明第1实施方式的变形例2的图。图8A、8B是用于说明第1实施方式的变形例3的图。图9A、9B是用于说明第1实施方式的变形例4的图。图10A、10B是用于说明第1实施方式的变形例5的图。图11A、11B是用于说明第1实施方式的变形例6的图。图12A、12B是用于说明本专利技术第2实施方式的图。图13A、13B是用于说明本专利技术第2实施方式的变形例6的图。具体实施例方式以下参照附图，详细说明本专利技术的实施方式。图中对应的部分用对应的参照标记来表示。以下的实施方式表示一例。在不脱离本专利技术精神的范围内，能够以各种变形来实施。利用本专利技术能够提供实现了图像的同时性的CMSO固体摄像器件及其制造方法。<第1实施方式> 第1实施方式是通过与半导体衬底表面层上所形成的信号检测区的上方接近而设置新的遮光膜，来抑制了混色问题的固体摄像器件。在图2A、2B中，表示采用本实施方式的MOS固体摄像器件的像素单元100的主要部分的一例。图2A是平面布置图，像素单元100包含光电二极管102、读取晶体管104、复位晶体管108及其他。图2B是用于容易说明断面结构的图，是包含光电二极管102、读取晶体管104和复位晶体管108的断面的模式图，是实际上不存在的断面。(用于说明后面所示的断面结构的图也是一样)。光电二极管102是把入射光变换成电信号的光电变换部，是存储光信号的光信号存储区。读取晶体管104把存储在光信号存储区内的图像信号传输到其漏极104D(22)。读取晶体管104的漏极104D(22)是信号检测区，它暂时存储图像信号。复位晶体管108排出信号检测区104D(22)的电荷。在本实施方式中，接近该信号检测区104D(22)上方而设置第1遮光膜50，也就是说，信号检测区104D(22)上的接触区26除外的大部分被第1遮光膜50覆盖，防止散射光漏射信号检测区内，达到了图像的同时性。本实施方式的第1遮光膜50是利用与读取晶体管104的栅电极20R相同的多晶硅膜形成的。参照用于说明图3A至3E所示的工程断面结构的图，来说明采用本实施方式的MOS固体摄像器件的制造方法的一例。首先，参照图3A，在半导体衬底10例如硅衬底上形成阱(ウエル)(未图示)和元件隔离12。元件隔离12从微细化的观点出发，最好使用浅沟槽隔离(STI)。但也可以使用其他元件隔离技术，例如局部氧化硅(LOCOS)隔离。形成光电二极管102的区以外用抗蚀剂(未图示)覆盖，离子注入n型杂质，例如磷(P)，形成n型扩散层14。并且，在n型扩散层14的表面部分上离子注入高浓度的P型杂质，例如离子注入硼B，形成P型扩散层16。n型扩散层14对所接收的光进行光电变换，生成与光强度相对应的电荷。P型扩散层16起到表面屏蔽层的作用。再者，读取晶体管104的漏极22和像素单元100的其他晶体管的形成源/漏极22的区以外被抗蚀剂(未图示)覆盖，离子注入n型杂质，例如磷，形成漏极22。该读取晶体管104的漏极22变成信号检测区104D。读取晶体管104的漏极22和除此以外的晶体管的源/漏极也可以在各自的工序中形成。这样，能够形成图3A的结构。以下参照图3B，在硅衬底10上的整个面上形成栅绝缘膜18。栅绝缘膜18可以使用例如用热氧化法形成的硅氧化膜(SiO2膜)。在栅绝缘膜18上的整个面上形成多晶硅膜20a。多晶硅膜20a可以使用例如高浓度掺杂磷的多晶硅膜。利用平版印刷术和刻蚀术对该多晶硅膜20a进行加工，形成栅电极20。同时，如图3B所示，在读取晶体管104的漏极22(信号检测区104D)上的形成接点的区以外的区形成第1遮光膜50。在漏极22和元件隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像器件，其特征在于，具有：光信号存储区，设置在半导体衬底中；信号检测区，设置在上述半导体衬底中，与上述光信号存储区隔离；晶体管，将上述光信号存储区和上述信号检测区电连接；布线，与上述信号检测区连接；以及遮光膜，与上述信号检测区靠近设置，覆盖该信号检测区。

【技术特征摘要】
JP 2004-12-22 371903/20041.一种固体摄像器件，其特征在于，具有光信号存储区，设置在半导体衬底中；信号检测区，设置在上述半导体衬底中，与上述光信号存储区隔离；晶体管，将上述光信号存储区和上述信号检测区电连接；布线，与上述信号检测区连接；以及遮光膜，与上述信号检测区靠近设置，覆盖该信号检测区。2.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于还具有第2遮光膜，该第2遮光膜设置在上述布线的上方，具有与上述光信号存储区相对应的开口部。3.如权利要求2所述的固体摄像器件，其特征在于还具有第2晶体管，该第2晶体管排出上述信号检测区的图像信号，上述遮光膜与上述晶体管或第2晶体管的栅电极形成一体。4.如权利要求2所述的固体摄像器件，其特征在于还具有第2晶体管，该第2晶体管排出上述信号检测区的图像信号，上述遮光膜形成为覆盖上述信号检测区的上方和上述晶体管或第2晶体管的栅电极中的至少某一个的上方。5.如权利要求2所述的固体摄像器件，其特征在于上述遮光膜与上述布线形成一体。6.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，还具有第2晶体管，该第2晶体管排出上述信号检测区的图像信号，上述遮光膜与上述晶体管或第2晶体管的栅电极形成一体。7.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，还具有第2晶体管，该第2晶体管排出上述信号检测区的图像信号，上述遮光膜形成为覆盖上述信号检测区的上方和上述晶体管或第2晶体管的栅电极中的至少某一个的上方。8.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，上述遮光膜与上述布线形成一体。9.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，上述遮光膜还具有与上述晶体管的栅电极形成在同一层中的第1遮光层、以及与上述布线形成在同一层中的第2遮光层。10.如权利要求1所述的固体摄像器件，其特征在于，上述遮光膜是硅膜、硅化物膜或者这些膜的层压膜中的任一种。11.一种固体摄像器件的制造方法，其特征在于，具有以下步骤在半导体衬底中形成光信号存储区；在上述半导体衬底中，与上述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：井原久典，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]