固体拍摄装置及固体拍摄装置的制造方法制造方法及图纸

技术编号:8162623 阅读:153 留言:0更新日期:2013-01-07 20:12
根据实施方式,提供了固体拍摄装置的制造方法。固体拍摄装置的制造方法包括元件分离区域形成工序和电荷积蓄区域形成工序。在元件分离区域形成工序中,使第1导电型半导体层外延生长,形成分离光电变换元件之间的元件分离区域。在电荷积蓄区域形成工序中,使第2导电型半导体层外延生长,形成上述光电变换元件中的电荷积蓄区域。

【技术实现步骤摘要】

本实施方式一般涉及。
技术介绍
在现有的固体拍摄装置中,在各光电变换元件的电荷积蓄区域中积蓄由多个光电变换元件进行光电变换后的电荷,并通过从电荷积蓄区域中读出电荷来进行拍摄。 在这种固体拍摄装置中,当在各光电变换元件的电荷积蓄区域中积蓄的电荷向其它光电变换元件的电荷积蓄区域漏出时,拍摄图像的画质劣化。因此,在各光电变换元件之间设置用于防止电荷漏出的元件分离区域。这种元件分离区域例如通过向在半导体基板形成的成为光电变换元件之间的边界的区域离子注入与电荷积蓄区域不同的导电型杂质并使其热扩散来形成。但是,杂质热扩散的扩散范围由于半导体基板的深度位置而不均等,因此,在通过离子注入及热扩散形成的元件分离区域中,存在元件分离特性不充分的地方。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是提供能够提高元件分离特性的。实施方式的固体拍摄装置的制造方法,其特征在于,包括元件分离区域形成工序,其使第I导电型半导体层外延生长,形成分离光电变换元件之间的元件分离区域;以及电荷积蓄区域形成工序,其使第2导电型半导体层外延生长,形成上述光电变换元件中的电荷积蓄区域。另一个实施方式的固体拍摄装置,其特征在于,具备电荷积蓄区域,其设置在形成在第I导电型外延层的凹槽中,包括第2导电型外延层;以及元件分离区域,其通过上述凹槽的侧壁分离光电变换元件之间。另一个实施方式的固体拍摄装置,其特征在于,具备电荷积蓄区域,其在第I导电型半导体层上形成,并包括第2导电型外延层;以及元件分离区域,其包围上述电荷积蓄区域,设置在从上述第2导电型外延层的表面到达上述第I导电型半导体层的凹槽中,并包括在光电变换元件之间进行元件分离的第I导电型外延层。根据上述构成的,能够提高元件分离特性。附图说明图I是表示实施方式所涉及的固体拍摄装置的截面的示意图。图2是实施方式所涉及的固体拍摄装置的图I中的A-A'线的截面示意图。图3是表示实施方式所涉及的固体拍摄装置的制造工序的流程图。图4和图5是表示实施方式所涉及的固体拍摄装置的制造工序的截面示意图。具体实施方式 根据实施方式,提供固体拍摄装置的制造方法。固体拍摄装置的制造方法包括元件分离区域形成工序和电荷积蓄区域形成工序。在元件分离区域形成工序中,使第I导电型半导体层外延生长,形成分离光电变换元件之间的元件分离区域。在电荷积蓄区域形成工序中,使第2导电型半导体层外延生长,形成上述光电变换元件中的电荷积蓄区域。以下,参照附图,详细说明实施方式所涉及的。另外,以下所示的实施方式并不限定本专利技术。此外,以下对固体拍摄装置是背面照射型CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器的情形进行说明。另外,固体拍摄装置并不限于CMOS图像传感器,也可以是(XD(电荷耦合器件)等在各光电变换元件之间设置元件分离区域的任意图像传感器。图I是表示实施方式所涉及的固体拍摄装置I的截面的示意图,图2是实施方式所涉及的固体拍摄装置I的图I中的A-A'线的截面示意图。如图I所示,固体拍摄装置I具备支持基板2和经由贴合层4贴合到支持基板2的背面(底面)的元件基板3。此外,元件基板3具备CMOS图像传感器。具体地,元件基板3具备元件形成层5和多层布线层6。该元件形成层5包括被掺杂了第I导电型(P型)杂质的硅的外延层(以下称为“第I外延层51”)和被掺杂了第2导电型(N型)杂质的硅的外延层(以下称为“第2外延层52”)。然后,在固体拍摄装置I中,通过在元件基板3的预定位置的第I外延层51和第2外延层52的PN结而形成的多个光电二极管50起到光电变换元件的作用。各光电变换元件具备积蓄由光电二极管50进行光电变换后的电荷的电荷积蓄区域53。该电荷积蓄区域53包括第2外延层52,如图2所示,相对于受光面,按矩阵状设置有多个。此外,如图I和图2所示,各电荷积蓄区域53之间被包括第I外延层51的元件分离区域54电气分离。该元件分离区域54例如通过对第I外延层51进行图案刻蚀以成为元件分离区域54的形状来形成。或者,元件分离区域54通过在第2外延层52中的元件分离区域54的形成区域形成凹槽并在凹槽内使被掺杂了 P型杂质的半导体层外延生长来形成。另外,该元件分离区域54的形成工序的详细情况将使用图4和图5在后面描述。此外,在各光电二极管50的背面,隔着反射防止膜70设置了对应的三原色的滤色器7R、7G、7B,在各滤色器7R、7G、7B的背面设置有微透镜71。即,在固体拍摄装置I中,由被设置了三原色的滤色器7R、7G、7B的相邻设置的三个光电二极管50构成一个像素。此外,在元件形成层5和多层布线层6的接合部,与各光电变换元件对应地设置了读出用晶体管、放大用晶体管和复位用晶体管等。另外,在图I中,这些晶体管的构成要素除了读出用晶体管的栅极63以外,省略图示。在此,读出用晶体管是从电荷积蓄区域53中读出电荷时成为导通状态的晶体管。放大用晶体管是放大从电荷积蓄区域53中读出的电荷的晶体管。复位用晶体管是使在电荷积蓄区域53中积蓄的电荷放电的晶体管。此外,在元件形成层5,设置了连接在背面的预定位置设置的电极焊盘72和多层布线层6的贯通电极55。另外,电极焊盘72的底面的边缘部及侧面被钝化氮化膜73和钝化氧化膜74覆盖保护。此外,多层布线层6具备在层间绝缘 膜60的内部设置的金属布线层61和贯通电极层62。在金属布线层61,金属布线被设置成多层。此外,在贯通电极层62设置有多个贯通电极55。然后,电极焊盘72和前述的读出用晶体管、放大用晶体管及复位用晶体管等经由元件形成层5的贯通电极55、多层布线层6的贯通电极55和金属布线连接。然后,固体拍摄装置I通过进行如下的操作来进行拍摄。即,固体拍摄装置I将从在背面设置的微透镜入射的光通过各光电二极管50变换成与光的强度相应的电荷,并在电荷积蓄区域53中积蓄。接着,固体拍摄装置I通过根据从控制装置(图示略)向电极焊盘72输入的预定控制信号驱动读出用晶体管等,从电荷积蓄区域53中读出电荷,从而进行拍摄。如上所述,该固体拍摄装置I的元件分离区域54通过将第I外延层51蚀刻成预定形状或者通过在蚀刻第2外延层52而形成的凹槽内使被掺杂了 P型杂质的半导体层外延生长来形成。S卩,在固体拍摄装置I中,元件分离区域54的形状通过蚀刻规定。这样,元件分离区域54的宽度,即由元件分离区域54隔离的电荷积蓄区域53彼此的距离,与电荷积蓄区域53的深度(元件基板3表面的法线方向的位置)无关,而变成均等。因此,固体拍摄装置I的元件分离区域54与由于电荷积蓄区域53的深度而宽度不均等的元件分离区域(例如,通过杂质的离子注入及热扩散而形成的元件分离区域)相t匕,元件分离特性高。这样,在固体拍摄装置I中,通过提高光电变换元件的元件分离特性,能够防止在各电荷积蓄区域53中积蓄的电荷向相邻设置的电荷积蓄区域53漏出,因此,能够抑制拍摄图像的画质劣化。下面使用图3 图5说明实施方式所涉及的固体拍摄装置I的制造方法。图3是表示实施方式所涉及的固体拍摄装置I的制造工序的流程图,图4和图5是表示实施方式所涉及的固体拍摄装置I的制造工序的截面示意图。以下,使用图3和图4说明蚀刻第I外延层51而形成元件分离区域54的情形,使用图5说明在形成在第2外延层52的凹槽中使被掺杂了 P型杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体拍摄装置的制造方法,其特征在于,包括:元件分离区域形成工序,其使第1导电型半导体层外延生长,形成分离光电变换元件之间的元件分离区域;以及电荷积蓄区域形成工序,其使第2导电型半导体层外延生长,形成上述光电变换元件中的电荷积蓄区域。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:渡边龙太
申请(专利权)人:株式会社东芝
类型:发明
国别省市:

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