固体摄像装置制造方法及图纸

固体摄像装置，包括：半导体层，具有第一导电型；多个扩散层，具有第二导电型，在上述半导体层中阵列状地配置，各个上述扩散层构成像素；像素晶体管，配置在上述半导体层上；以及绝缘层，配置在上述像素晶体管的正下方，而不配置在上述多个扩散层的正下方；上述像素晶体管配置在与其电连接的像素以外的其他像素之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体摄像装置。
技术介绍
CMOS图像传感器是已知的固体摄像装置的一种。CMOS图像传感器具有单一电源， 低电压驱动，低消耗电力等特征。CMOS图像传感器与CCD同样，被多像素化，微细化，并且在 同一基板上形成光电二极管(光电变换元件)和晶体管。此外，CMOS图像传感器中，用通过光电变换元件而产生的信号电荷来调制信号电 荷累积部的电位，并通过该电位来调制像素内部的放大晶体管，从而在像素内部实现放大 机能。CMOS图像传感器中，很好地进行像素内的光电二极管的电隔离(electrical isolation)对降低信号噪音非常重要。例如，光电二极管由N型外延层与P型扩散层 构成的情况下，该电隔离通过包围P型扩散层的P型扩散层实现(例如，参照日本特开 2006-286933 号公报)。但是，存在即使进行电隔离也产生信号噪音的情况。具体而言，用于从光电二极管读取信号的像素晶体管，由读操作晶体管、复位晶体 管和放大晶体管构成，这些晶体管形成于P型扩散层上。这种结构中，若光对光电二极管倾斜地入射，则存在在P型扩散层(电场为零的中 性区域)中产生电子的情况。该P型扩散层中产生的电子通过扩散而移动，以某种概率进入原本必须检测出该 电子的像素晶体管之外的其他像素晶体管(例如读操作晶体管的检测部分)，从而成为信号噪音。
技术实现思路
依照本专利技术的一个形态的固体摄像装置，包括半导体层，具有第一导电型；多个 扩散层，具有第二导电型，在上述半导体层中阵列状地配置，各个上述扩散层构成像素；像 素晶体管，配置在上述半导体层上；以及绝缘层，配置在上述像素晶体管的正下方，而不配 置在上述多个扩散层的正下方；上述像素晶体管配置在与其电连接的像素以外的其他像素 之间。附图说明图1是CMOS图像传感器的平面图。图2是详细地表示像素区域的一部分的平面图。图3是表示装置结构的第1例的剖面图。图4是表示装置结构的第2例的剖面图。图5是表示制造方法的剖面图。图6是表示制造方法的剖面图。图7是表示背面照射型CMOS图像传感器的剖面图。图8是表示背面照射型CMOS图像传感器的剖面图。图9是表示照相机模块的全体的图。图10是表示照相机模块的重要部分的图。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的固体摄像装置。这里，作为固体摄像装置的例子，列举CMOS图像传感器。1装置结构(1)平面1表示CMOS图像传感器的平面图。芯片1中配置有构成CMOS图像传感器的主要部分的像素区域(pixelarea) PA。像 素区域PA以外的区域是周边电路区域。像素区域PA由多个像素构成。图2详细表示图1中的像素区域PA中的一部分X。多个像素2A、2B、2C、2D呈阵列装排列。各像素2A、2B、2C、2D由例如作为光电变换 元件的光电二极管构成。多个像素2A、2B、2C、2D之间的区域中配置有用于从光电二极管读取信号的像素 晶体管4。本例中，对两个像素2A、2B设置一个像素晶体管4。像素晶体管4由例如串联连接的读操作晶体管(read transistor) 5、复位晶体管 (reset transistor) 6及放大晶体管(amplifier transistor) 7构成。这些晶体管由例如 场效应晶体管 FET (field effect transistor)构成。读操作晶体管5具有栅极8，复位晶体管6具有栅极9，放大晶体管具有栅极10。像素晶体管4的正下方配置有用于进行多个像素2A、2B、2C、2D的电隔离的扩散层。这里，像素2A、2B的像素晶体管4从像素2A、2B的端部朝向与像素2A、2B不同的 另外的像素2C、2D之间地配置。因此，若采用这样的布局，则会产生例如由对像素2C、2D倾斜入射的光而在扩散 层内产生的电子进入像素2A、2B的像素晶体管4、并成为信号噪音的可能性。于是，下面说明防止这种信号噪音用的装置的结构。(2)剖面3表示装置结构的第1个例子。该图是沿图2的II-II线的剖面图。P型半导体基板(P-sub) 11上配置有N型外延层(Nipi) 12A。N型外延层12A内 配置有N+型扩散层13。光电二极管由P型半导体基板11、N型外延层12A以及N+型扩散4层13构成。此外，N型外延层12A中配置有P+型扩散层14和P阱区域20。P+型扩散层14包 围光电二极管，实现光电二极管的电隔离。P+型扩散层14上的P阱区域20上配置有用于从像素(光电二极管)2A读取信号 的像素晶体管4。像素晶体管4连接到平面形状为方形的N+型扩散层13的角部。像素晶体管4由例如串联连接的读操作晶体管5、复位晶体管6以及放大晶体管7 构成。这些晶体管由例如N沟道FET构成。读操作晶体管5具有栅极8，复位晶体管6具有栅极9，放大晶体管7具有栅极10。N型扩散层15、16、17分别作为像素晶体管4的源极/漏极。其中，作为读操作晶 体管5的漏极的N型扩散层15被特别称作检测部(detectionportion)。作为检测部的N 型扩散层15电连接到放大晶体管7的栅极10。这里，本例中，在像素晶体管4与P+型扩散层14之间配置有绝缘层18。绝缘层18 由氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物等构成。该绝缘层18排除了例如由对图2中的像素2C、2D倾斜入射的光而在P+型扩散层 14中产生的电子进入像素2A的像素晶体管4、从而成为信号噪音的可能性。BP,P+型扩散层14中产生的电子不会进入到像素2A的像素晶体管4，所以能够降 低信号噪音。另外，由于存在绝缘层18，考虑到P+型扩散层14中产生的电子返回本来必须检测 出该电子的像素(N+型扩散层)中，所以还能够对光电二极管的灵敏度的提高做出贡献。另外，本例中，像素2A的正下方没有配置绝缘层18。这是因为，构成光电二极管的N+型扩散层13足够深，提高了光电二极管的灵敏度。具体而言，BP, N+型扩散层13的底面形成于比绝缘层18的上面还要低的位置。此外，N型外延层12A也可以是P型外延层。如上述所说明的，通过装置结构的第1个例子，能够降低作为固体摄像装置的 CMOS图像传感器的信号噪音。图4表示装置结构的第2个例子。该图是沿图2的II-II线的剖面图。P型半导体基板(P-sub)ll中配置有P阱区域(P_well)12B。P阱区域12B中配置 有N+型扩散层13。光电二极管由P阱区域12B以及N+型扩散层13构成。P阱区域12B上配置有用于从像素(光电二极管)2A读取信号的像素晶体管4。像素晶体管4由例如串联连接的读操作晶体管5、复位晶体管6以及放大晶体管7 构成。这些晶体管由例如场效应晶体管FET构成。读操作晶体管5具有栅极8，复位晶体管6具有栅极9，放大晶体管7具有栅极10。N型扩散层15、16、17分别作为像素晶体管4的源极/漏极。其中，作为读操作晶 体管5的漏极的N型扩散层15被特别称作检测部。作为检测部的N型扩散层15电连接到 放大晶体管7的栅极10。这里，本例中，在像素晶体管4与P阱区域12B之间配置有绝缘层18。绝缘层18 由氧化物、氮化物、碳化物、氮氧化物等构成。5该绝缘层18排除了例如由对图2中的像素2C、2D倾斜入射的光而在P阱区域12B 中产生的电子进入像素2A的像素晶体管4、从而成为信号噪音的可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，其特征在于，包括：半导体层，具有第一导电型；多个扩散层，具有第二导电型，在上述半导体层中阵列状地配置，各个上述扩散层构成像素；像素晶体管，配置在上述半导体层上；以及绝缘层，配置在上述像素晶体管的正下方，而不配置在上述多个扩散层的正下方；上述像素晶体管配置在与其电连接的像素以外的其他像素之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口铁也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP