固体象感器制造技术

一种固体象感器，它包括：一个半导体基片，该基片包含一个第一导电型的基质区．一个第二导电型的光接收区，一个电荷转移以及低杂质浓度区，一个形成在半导体基片上的正向电极以及一个电荷转移控制电极．其中，正向电极被供以一个电压．以便在介于电介质层和正向电极之间的边界平面上形成电荷存储层，而在光接收区一侧的转移控制电极的边缘基本上重合于在面对电荷转移段一侧的光接收区的边缘．（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术总的涉及一种由电荷转移器件(CTD)构成的固体象感器，并更具体地涉及一种具有由一种所谓隐埋沟道MOS结构(一种由半导体层-电介质层-导体层构成的堆垛结构)所形成的光接收区域、从而在其表面上形成一种电荷存储层的固体象感器。在一种隔行电荷转移器件型的固体象感器中，可以指望通过形成一种隐埋沟道MOS结构的光接收段、从而在其表面上形成一种阻塞(pinning)层(即电荷存储层)做到可显著地减小由在器件表面上形成的电流所引起的暗电流。图1示出这种固体象感器的主要部份的横断面图，这种固体象感器主要由一块硅半导体基片1所构成，在基片1中，在生成的P-型区2的基质上生成n-型半导体层3。在设置半导体层3的一侧的基片1的主表面1a上备有光接收段4、电荷转移段5(即排列在每条垂直线上的垂直移位寄存器)、水平移位寄存器(未在图中示出)等等。光接收段4是由n-型半导体层3本身形成的，并且是由被沟道终止区(未示出)所分段的光接收区6所组成的，这些光接收区6被分成多个分段以便分别按水平与垂直方向排列。此外，经由P-型溢出控制区或区域7，配置一个与光接收区6邻接的n-型溢出漏极区或区域8。垂直移位寄存器段5由在P-型阱区9上生成的n-型电荷转移区10所构成，而区域9是在半导体层3的局部位置上生成的。在基片1的主表面1a上还淀积一层能透射光线的电介质层11，例如SiO2或类似材料。在光接收段4和垂直移位寄存器段(即电荷转移段5)之间的电介质层11上，淀积一种可对存储在光接收段4中的信号电荷转移到垂直移位寄存器段5的电荷转移区10的过程进行控制的转移控制电极13，从而形成转移控制段12。该转移控制电极13是与诸如垂直移位寄存器段5的各转移电极的一部份共同形成的。在光接收段4的正向部份中，即在电介质层11上的光接收段4处，淀积一个能透射光线的、遍及整个溢出控制区域7和溢出漏极区域8的正向电极14。转移控制电极13和正向电极14可由一层诸如多晶硅层形成。除光接收段4以外的器件表面都被一种光屏蔽部件覆盖着(未在图1中示出)。此外，在各个电极的表面上，例如在配置于正向电极14下面的转移控制电极13上，覆盖一层由诸如SiO2或类似材料构成的绝缘层，从而使各电极互相绝缘。在上面描述的结构中，有一个预定的负电压被加到正向电极14，以形成一层在其表面上可存储光接收区6中的正电荷的电荷存储层，使得从区域6的表面到其里面形成隐埋沟道。由于实际加到正向电极14的电压受击穿电压等等所限制，所以在隐埋沟道中的最低电位点最多不过是几伏。当电荷，即由所接收的光产生的电子被储存在电荷存储层中时，在光接收区6下产生的耗尽层的厚度实际上最多为2-3微米。另一方面，由从基片内部流入另一光接收区6或垂直移位寄存器段5的电荷转移区10的信号电荷所造成的对接收到的图像的干扰或所谓拖影是与上面描述过的在光接收区6下面的耗尽区的厚度有关的。明确地说，拖影将随耗尽层厚度减薄而变大。一般，只有2-3微米厚的耗尽层是不足以防止产生拖影的。顺便说说，一种在其表面上形成有一层电荷存储层的阻塞(pinning)MOS型CCD象感器已由，例如1984年的日本电视工程师学会的全国会议文集(Collection of papers presented at ′84 National Conference of Institute of Television Engineers of Japan)在41-42页上所公开。因此，本专利技术的目的是要提供一种可解决由于上述耗尽层狭窄所致的拖影问题和其它与之有关的问题的固体象感器。根据本专利技术的一个方面，提供了一种固体象感器，它包括-一个半导体基片，它拥有第一导电型的基质区域，一个构成光接收段的第二导电型的光接收区，一个电荷转移段以及配置于光接收区下面并与之接触、而且是在光接收区与基质区域之间的低杂质浓度区;-一个正向电极，它是经由一层介质层而在半导体基片上生成的;以及-一个电荷转移控制电极，它是生成在光接收段和电荷转移段之间的电介质层上。其中，为了在电介质层和正向电极之间的边界平面上形成电荷存储层，在正向电极上加上一电压，并且在光接收区一侧的转移控制电极的一边缘与在面向电荷转移段一侧的光接收区的一边缘基本上相重合。从下面结合附图对本专利技术的最佳实施例的详细说明中，本专利技术的上述和其他目的、特性和优点将会是显而易见的。在所有附图中，用同样的标号指明同样的元部件。图1是表明一种先有技术器件的主要部份的横断面放大图;图2是表明本专利技术的器件的主要部份的横断面放大图;图3和4是用于说明根据图2所示的本专利技术器件的工作的电位分布曲线图;图5A至5F都是根据图2所示的本专利技术器件的制造过程的示意图;图6和7分别是表明本专利技术器件的其它实例的主要部份的横断面放大图。现将在下文参考图2描述本专利技术的固体象感器的一个实施例。图2是表明本专利技术的固体象感器的主要部份的横断面放大图。从图2可清楚看到，固体象感器主要由一个具有第一导电型，例如P-型的基质区域22的半导体基片21所构成，在区域22上，经由低杂质浓度区23，并且在形成基质区22那一面的反面处、面对着其主表面21a而形成光接收段24，该光接收段24是由多个第二导电型，例如按垂直和水平方向排列的n-型光接收区所构成的。然后，沿着光接收区26设置一个电荷转移段25，即一个垂直移位寄存器;那些光接收区26是沿着诸如一条公共的垂直线而设置的。还在第一导电型的阱区29上通过生成一个第二导电型的电荷转移区30来构成电荷转移段25。在基片21的主表面21a上，淀积能透射光线的电介质层31。在介于光接收段24和电荷转移段即垂直移位寄存器25之间的介质层31上淀积一个转移控制电极33，从而形成一个转移控制段32，电极33是用来控制将存储在光接收区24中的信号电荷转移到垂直位移寄存器段25的转移过程的。该转移控制电极33可与诸如垂直移位寄存段25的部份转移电极共同地形成。此外，经由第一导电型的溢出控制区27，并围绕各个光接收区26，生成第二导电型的溢出漏极区28。在光接收段24的正向部份中，即在光接收区24上面的电介质层31上，淀积遍及整个溢出控制区27和溢出漏极区28的可导光(light permissible)正向电极34。转移控制电极33和正向电极34可由诸如一种多晶硅层形成。除光接收段24以外，器件的表面由光屏蔽部件而覆盖(未在图上示出)。此外，在各个电极，例如在设置于正向电极34下面的转移控制电极33的表面上，敷有一层由诸如SiO2或类似材料构成的绝缘层35，以便使各电极互相绝缘。标号36指的是沟道终止区域，它生成在基片21的主表面21a上、包围着互相隔离的各段，(例如垂直移位寄存器段25、光接收段24等等)。在上述固体象感器中，给正向电极34提供预定的负电压，用以在光接收区26的表面上形成正电荷存储层，以便从光接收区26的表面到其里面形成一个隐埋沟道。由于低杂质浓度区23配置在光接收区26的下面，因此沿光接收区26，即耗尽层的厚度方向上的电位分布曲线就按图3中的实线延伸。在此情况下，当光入射到光接收区26并从而产生载流子，即图2中所说明的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体象感器包括：—一个半导体基片，它具有一个第一导电型的基质区、一个形成光接收段的第二导电型的光接收区、一个电荷转移段以及一个配置于所述光接收区下面并与之接触、在所述光接收区和基质区之间的低杂质浓度区；—一个正向电极，它被经过一 层电介质层而形成在所述半导体基片上；以及—一个电荷转移控制电极，它被形成在所述光接收段和所述电荷转移段之间的所述电介质层上，其特征在于：其中所述正向电极被供有一个电压，以便在介于所述电介质层和所述正向电极之间的边界平面上形成电荷存储 层；以及在所述光接收区一侧的所述转移控制电极的一个边缘与面临所述电荷转移段一侧的所述光接收区的一个边缘基本上重合。

【技术特征摘要】
JP 1986-3-25 66605/86书所确定。权利要求1.一种固体象感器包括-一个半导体基片，它具有一个第一导电型的基质区、一个形成光接收段的第二导电型的光接收区、一个电荷转移段以及一个配置于所述光接收区下面并与之接触、在所述光接收区和基质区之间的低杂质浓度区；-一个正向电极，它被经过一层电介质层而形成在所述半导体基片上；以及-一个电荷转移控制电极，它被形成在所述光接收段和所述电荷转移段之间的所述电介质层上，其特征在于其中所述正向电极被供有一个电压，以便在介于所述电介质层和所述正向电极之间的边界平面上形成电荷存储层；以及在所述光接收区一侧的所述转移控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：山村道男，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]