固态成像装置及其制造方法制造方法及图纸

[问题]为了防止在光电转换的电荷的累积期间电荷的一些流入电极。[解决方案]一种固态成像装置，其中包括执行光电转换的第一基板和读取光电转换的光电流的第二基板，第一基板和第二基板被堆叠，其中，第一基板包括：光电转换单元；第一绝缘膜，被配置为比光电转换单元更接近第二基板并且积累并转移由光电转换单元光电转换的电荷；第一电极，被配置为比第一绝缘膜更接近第二基板并且被配置为面对光电转换单元；第二电极，被配置为比第一绝缘膜更接近第二基板并且被配置为与第一电极分离；以及杂质离子扩散区域，被配置为面对第二电极并且被配置在光电转换单元的深度方向上，从光电转换单元与第一绝缘膜之间的界面。换单元与第一绝缘膜之间的界面。换单元与第一绝缘膜之间的界面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像装置及其制造方法


[0001]本公开涉及固态成像装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]在固态成像装置的结构中，基板上形成光电转换膜(诸如有机传感器或InGaAs传感器)并且形成读出电路的基板堆叠的结构，因为光电转换膜不能完全耗尽，所以存在光电转换的电荷不能完全转移并且kTC噪声不能去除的问题。
[0003]作为应对该问题的措施，在专利文献1中，绝缘膜和存储电极被配置在光电转换层下方，并且存储电极的电位被控制，使得在光电转换层中光电转换的电荷积累在绝缘膜中，然后被转移到下部电极。
[0004]引用列表
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利申请公开第2017
‑
157816号

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的问题
[0008]然而，在专利文献1的元件结构中，存在当在光电转换层中光电转换的电荷积累在绝缘膜中时一些电荷流入下部电极的问题。
[0009]因此，本公开提供了一种固定成像装置以及用于制造该固态成像装置的方法，该固定成像装置在光电转换的电荷累积期间，一些电荷不流入电极。
[0010]问题的解决方案
[0011]为了解决上述问题，根据本公开，提供了一种固态成像装置，该固态成像装置包括执行光电转换的第一基板和读取光电转换的光电流的第二基板，第一基板和第二基板被堆叠，
[0012]其中，第一基板包括：
[0013]光电转换部；
[0014]第一绝缘膜，被配置为比光电转换部更接近第二基板并且积累并转移由光电转换部光电转换的电荷；
[0015]第一电极，被配置为比第一绝缘膜更接近第二基板并且被配置为面对光电转换部；
[0016]第二电极，被配置为比第一绝缘膜更接近第二基板并且被配置为与第一电极分离；以及
[0017]杂质离子扩散区域，被配置为面对第二电极，并且从光电转换部与第一绝缘膜之间的界面被配置在光电转换部的深度方向上。
[0018]杂质离子扩散区域可以被配置在光电转换部中，面向包括通过将第二电极投影在光电转换部的表面上获得的整个投影面积的区域。
[0019]可以设置半导体层，该半导体层被配置在杂质离子扩散区域与第一绝缘膜之间，并且具有比杂质离子扩散区域更宽的带隙。
[0020]第一基板可还包括：
[0021]多个像素，各自包括光电转换部；以及
[0022]第三电极，被配置为比第一绝缘膜更靠近第二基板并且沿着像素之间的边界，第三电极被设置为固定电位，以及
[0023]杂质离子扩散区域的至少一部分可以被配置在光电转换部中面向第三电极的区域中。
[0024]杂质离子扩散区域可以被配置在光电转换部中，面向包括通过将第三电极投影在光电转换部的表面上而获得的整个投影面积的区域。
[0025]杂质离子扩散区域可以包括：
[0026]第一扩散区域，被配置在光电转换部中面向第二电极的区域中；以及
[0027]第二扩散区域，被配置在光电转换部中面向第三电极的区域中，以及
[0028]第一扩散区域和第二扩散区域可以被配置为彼此接触。
[0029]杂质离子扩散区域可以包括：
[0030]第一扩散区域，被配置在光电转换部中面向第二电极的区域中；以及
[0031]第二扩散区域，被配置在光电转换部中面向第三电极的区域中，以及
[0032]第一扩散区域和第二扩散区域可以被配置为彼此分开。
[0033]对于每个像素，第一基板可具有电连接至杂质离子扩散区域的触点，并且
[0034]杂质离子扩散区域可以通过施加到触点的电压被设置为预定电位。
[0035]触点被配置在有效像素区域的外部并且电连接至杂质离子扩散区域，光电转换部被配置在该有效像素区域中，并且
[0036]杂质离子扩散区域可以通过施加到触点的电压被设置为预定电位。
[0037]杂质离子扩散区域可以是使得极性与由第一绝缘膜积累并转移的电荷的极性相反的杂质离子进行扩散的区域。
[0038]可以设置第二绝缘膜，设置在第一绝缘膜和第一电极之间并且包含与第一绝缘膜的材料不同的材料。
[0039]可以设置柱状体，柱状体从光电转换部与第一绝缘膜之间的界面被配置在光电转换部的深度方向上，以及
[0040]杂质离子扩散区域可以被配置为沿着柱状体的表面。
[0041]第一基板可进一步包括第四电极，第四电极被配置在与第一电极相反的一侧上，光电转换部介于第一电极与第四电极之间，并且
[0042]杂质离子扩散区域可以被配置为与第四电极接触。
[0043]杂质离子扩散区域可以具有第一扩散区域和第二扩散区域，第一扩散区域和第二扩散区域与光电转换部和第一绝缘膜之间的界面的深度不同，并且被配置为彼此相邻。
[0044]第一扩散区域可与光电转换部在与界面相反的一侧上的表面接触，并且
[0045]第二扩散区域可以被配置为其深度位置比在光电转换部的相反侧的表面浅。
[0046]杂质离子扩散区域可以在光电转换部的深度方向上以曲面形状从光电转换部与第一绝缘膜之间的界面扩散。
[0047]在积累来自光电转换部的光电转换的电荷的情况下和在将积累的电荷转移到第二电极的情况下，可以将第一绝缘膜设置为不同的电位。
[0048]光电转换部可以是包含具有不同极性的多种类型的有机材料的有机光电转换部，
[0049]第一基板可进一步包括：
[0050]无机光电转换部，无机光电转换部被配置在光电转换部的相反侧上并且包含具有不同极性的多种无机材料，第一电极和第二电极介于光电转换部与无机光电转换部之间，
[0051]无机光电转换部可以将多个光波长范围内的光分别光电转换，以及
[0052]由有机光电转换部光电转换的光波长范围可不同于由无机光电转换部光电转换的光波长范围。
[0053]根据本公开的另一方面，提供了一种用于制造固态成像装置的方法，该方法包括以下步骤：
[0054]通过将杂质离子注入并扩散到第一基板中的光电转换部中来形成杂质离子扩散区域；
[0055]在第一基板上形成第一绝缘膜以便与光电转换部和杂质离子扩散区域接触；
[0056]在第一绝缘膜上形成第一电极以面对光电转换部，并形成第二电极以对应于杂质离子扩散区域；
[0057]形成连接至第一电极和第二电极的布线层；
[0058]将第二基板的布线层连接到第一基板的布线层；
[0059]通过切割第一基板的与布线层相反的表面侧减薄第一基板；以及
[0060]在第一基板的切割表面上形成第三电极。
[0061]根据权利要求19的用于制造固态成像装置的方法，其中形成杂质离子扩散区域的步骤包括从光电转换部的表面向深度方向形成沟槽，并且将杂质离子注入到所形成的沟槽中以形成杂质离子扩散区域。
附图说明
[0062]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固态成像装置，所述固态成像装置包括执行光电转换的第一基板和读取光电转换的光电流的第二基板，所述第一基板和所述第二基板被堆叠，其中，所述第一基板包括：光电转换部；第一绝缘膜，被配置为比所述光电转换部更接近所述第二基板并且积累并转移由所述光电转换部光电转换的电荷；第一电极，被配置为比所述第一绝缘膜更接近所述第二基板并且被配置为面对所述光电转换部；第二电极，被配置为比所述第一绝缘膜更接近所述第二基板并且被配置为与所述第一电极分离；以及杂质离子扩散区域，被配置为面对所述第二电极，并且从所述光电转换部与所述第一绝缘膜之间的界面被配置在所述光电转换部的深度方向上。2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述杂质离子扩散区域被配置在所述光电转换部中，面向包括通过将所述第二电极投影在所述光电转换部的表面上而获得的整个投影面积的区域。3.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：半导体层，被配置在所述杂质离子扩散区域与所述第一绝缘膜之间，并且具有比所述杂质离子扩散区域宽的带隙。4.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述第一基板还包括：多个像素，各自包括所述光电转换部；以及第三电极，被配置为比所述第一绝缘膜更靠近所述第二基板并且沿着所述像素之间的边界，所述第三电极被设置为固定电位，以及所述杂质离子扩散区域的至少一部分被配置在所述光电转换部中面向所述第三电极的区域中。5.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，所述杂质离子扩散区域被配置在所述光电转换部中，面向包括通过将所述第三电极投影在所述光电转换部的表面上而获得的整个投影面积的区域。6.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，所述杂质离子扩散区域包括：第一扩散区域，被配置在所述光电转换部中面向所述第二电极的区域中；以及第二扩散区域，被配置在所述光电转换部中面向所述第三电极的区域中，以及所述第一扩散区域和所述第二扩散区域被配置为彼此接触。7.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，所述杂质离子扩散区域包括：第一扩散区域，被配置在所述光电转换部中面向所述第二电极的区域中；以及第二扩散区域，被配置在所述光电转换部中面向所述第三电极的区域中，以及所述第一扩散区域和所述第二扩散区域被配置为彼此分开。8.根据权利要求4所述的固态成像装置，其中，对于每个所述像素，所述第一基板具有电连接至所述杂质离子扩散区域的触点，
并且所述杂质离子扩散区域通过施加到所述触点的电压被设定为预定电位。9.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括：触点，被配置在有效像素区域的外部并且电连接至所述杂质离子扩散区域，所述光电转换部被配置在所述有效像素区域中，其中，所述杂质离子扩散区域通过施加到所述触点的电压被设定为预定电位。10.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述杂质离子扩散区域是使得极性与由所述第一绝缘膜积累并转移的电荷的极性相反的杂质离子进行扩散的区域。11....

【专利技术属性】
技术研发人员：香川丽菜，丸山俊介，松尾浩昭，末永亮介，
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：