固态成像器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及固态成像器件及其制造方法，公开了一种固态成像器件，包括：第一转移电极部分以及第二转移电极部分，所述第二转移电极部分的图案面积比率高于所述第一转移电极部分的图案面积比率。所述第一转移电极部分包括具有金属材料单层结构的多个第一转移电极。所述第二转移电极部分包括具有多晶硅或非晶硅单层结构的多个第二转移电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，并且更具体而言，本专利技术涉及转移电极的结构以及形成该结构的方法。
技术介绍
在用于区域传感器、数字静态摄像机等中的CCD(电荷耦合器件)型固态成像器件包含多个转移电极，用于从光电转换部分转移信号电荷。转移电极被彼此相邻地布置在形成在器件衬底中的电荷转移线上，并且被顺序地驱动。 在这样的CCD型固态成像器件中，大的视角和高的转移效率要求减小各个转移电极的阻值。在各个转移电极由具有遮光性的金属材料形成的情况下，各个转移电极的阻值可以被减小，并且因为各个转移电极不需要覆盖遮光膜而可以增大光电二极管形成区域。因此，光电二极管可以检测到更大量的光，因此预计可以提高灵敏性。例如，在日本专利早期公开No. 2003-78126和No. 2007-12677中描述了采用金属材料形成转移电极的技术。根据日本专利早期公开No. 2007-12677中描述的技术，首先形成多晶硅电极作为假电极，接着将假电极去除以形成凹部。此后，形成金属膜，从而由金属材料填充这些凹部，接着通过CMP(化学机械抛光)去除金属材料的多余部分，从而由金属材料形成转移电极。
技术实现思路
普遍知道的是，CMP中凹陷或侵蚀的程度(图案的凹进量)根据图案面积比率(pattern area rate)是不同的。图案面积比率是电极图案的面积与单位面积的比率。因此，在包含图案面积比率较高的转移电极的转移电极部分中，转移电极的图案密度也较高，而在包含图案面积比率较低的转移电极的转移电极部分中，转移电极的图案密度也较低。 在CCD型固态成像器件中，限定转移电极之间的电极间距的宽度的分离部分的宽度是决定转移效率的重要因素。已知的是，縮窄转移电极的电极间距对于提高转移效率是有利的。CCD型固态成像器件具有用于垂直转移信号电荷的垂直转移电极部分和用于水平转移信号电荷的水平转移电极部分。水平转移电极部分的图案面积比率高于成像区域中的垂直转移电极部分的图案面积比率。 在通过使用CMP在垂直转移电极部分和水平转移电极部分中都由金属材料形成转移电极的情况下，由于垂直转移电极部分和水平转移电极部分之间的图案面积比率的差异而产生凹陷或侵蚀程度的差异。更具体地，具有较高图案面积比率的水平转移电极部分中的凹陷或侵蚀程度大于具有较低图案面积比率的垂直转移电极部分中的凹陷或侵蚀程度。因此，如果将CMP的处理条件设定成适用于具有较低图案面积比率的垂直转移电极部分，则可能在具有较高图案面积比率的水平转移电极部分中发生由于凹陷或侵蚀导致的过度凹进的问题。这样的转移电极的过度凹进可能导致器件衬底的平坦度的下降或导致成像中色斑(color shading)的发生。 因此，希望提供一种固态成像器件，其具有图案面积比率彼此不同的第一转移电极部分和第二转移电极部分，其中，转移电极可以被形成在第一和第二转移电极部分中，而不会发生由于凹陷或侵蚀导致的过度凹进。 此外，还希望提供一种这样的固态成像器件的制造方法。 根据本专利技术的实施方式，提供了一种固态成像器件，包括第一转移电极部分以及第二转移电极部分，所述第二转移电极部分的图案面积比率高于所述第一转移电极部分的图案面积比率，所述第一转移电极部分包括具有金属材料单层结构的多个第一转移电极，所述第二转移电极部分包括具有多晶硅或非晶硅单层结构的多个第二转移电极。 在根据本专利技术的实施方式的固态成像器件中，具有金属材料单层结构的第一转移电极被形成在具有较低图案面积比率的第一转移电极部分中，具有多晶硅或非晶硅单层结构的第二转移电极被形成在具有较高图案面积比率的第二转移电极部分中。因此，在通过填充金属材料并接着执行CMP来形成第一转移电极的情况下，可以防止由于凹陷或侵蚀导致的过度凹进的发生。 根据本专利技术的另一实施方式，提供了一种固态成像器件的制造方法，包括如下步骤在第一转移电极部分中形成具有多晶硅或非晶硅单层结构的多个假电极，并且在第二转移电极部分中形成具有多晶硅或非晶硅单层结构的多个第二转移电极，所述第二转移电极部分的图案面积比率高于所述第一转移电极部分的图案面积比率；去除形成在所述第一转移电极部分中的所述假电极；形成金属膜，以用金属材料填充多个通过去除所述假电极所形成的凹部，接着去除所述金属材料的多余部分，从而形成多个第一转移电极，所述第一转移电极具有处于在所述第一转移电极部分中形成的所述凹部中的、单层结构的所述金属材料。 在根据本专利技术的实施方式的固态成像器件的制造方法中，形成在第一转移电极部分中的假电极被去除以形成凹部，并且接着用金属材料填充这些凹部。此后，例如通过CMP去除金属材料的多余部分。在此情况下，第二转移电极首先与假电极一起被形成，接着假电极被去除以留下第二转移电极。因此，在通过填充金属材料并接着执行CMP来形成第一转移电极的情况下，可以防止由于凹陷或侵蚀导致的过度凹进的发生。 根据本专利技术的实施方式，可以提供一种固态成像器件，其具有图案面积比率彼此不同的第一转移电极部分和第二转移电极部分，其中，转移电极可以被形成在第一和第二转移电极部分中，而不会发生由于凹陷或侵蚀导致的过度凹进。结果，可以提高器件衬底的平坦度，从而防止成像中的色斑的发生。 根据下面的详细描述和所附权利要求，在结合附图的情况下，将更充分地理解本专利技术的其它特征。附图说明 图1是示出了根据本专利技术的优选实施方式的CCD型固态成像器件的构造的示意性平面图； 图2A-2D、3A-3C、4A-4C是图示了根据本专利技术的第一优选实施方式的固态成像器件的制造方法的示意性剖视图； 图5A-5C、6A-6C是图示了根据本专利技术的第二优选实施方式的固态成像器件的制造方法的示意性剖视图； 图7是示出了应用了本专利技术的实施方式的成像装置的构造的框图。具体实施例方式下面将参考附图详细描述本专利技术的优选实施方式。应该注意，本专利技术的技术范围不限于下面的优选实施方式，而是可以在由本专利技术的组成特征或其组合可获得特定效果的范围内，进行各种修改和变化。 本专利技术的优选实施方式将以如下的次序来描述。 1.固态成像器件的构造 2.固态成像器件的制造方法 3.应用 1.固态成像器件的构造 图1是示出了根据优选实施方式的CCD型固态成像器件1的构造的示意性平面图。如图1所示，固态成像器件1被分隔成成像区域2和外围区域3。成像区域2是形成在器件衬底(没有示出)的平面中的矩形区域。外围区域3是围绕器件衬底的平面中的成像区域2的区域。 成像区域2布置有多个光电二极管部分4和多个垂直转移电极部分5。每一个光电二极管部分4具有将所检测的光根据所检测的光的量转换成信号电荷的功能(光电转换功能)。这些多个光电二极管部分4被二维地(以行和列)布置在成像区域2中。多个垂直转移电极部分5被与光电二极管部分4的各列相邻地布置。每个垂直转移电极部分5用于垂直转移并从该光电二极管部分4读取存储在各个光电二极管部分4中的信号电荷。每个垂直转移电极部分5由多个作为沿垂直方向布置的垂直CCD的垂直转移电极5A构成。在每个垂直转移电极部分5中，任何相邻的垂直转移电极5A彼此间隔开，从而形成定义了垂直转移电极5A的电极间距宽度的分离部分8。 外围区域3布置有水平转移电极部分6和输出部分7。水平转移电极部分6用于接收来自多个垂直转移电极部分5的信号电荷，并且将其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像器件，包括：第一转移电极部分；以及第二转移电极部分，所述第二转移电极部分的图案面积比率高于所述第一转移电极部分的图案面积比率，所述第一转移电极部分包括具有金属材料单层结构的多个第一转移电极，所述第二转移电极部分包括具有多晶硅或非晶硅单层结构的多个第二转移电极。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：泷本香织，冈田雅幸，武田健，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]