固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及固体摄像装置及其制造方法和电子设备。该固体摄像装置包括光电转换部和形成在半导体基板上的传输栅极电极，所述光电转换部包括：在深度方向上从所述半导体基板的表面侧形成的电荷存储区域；由以与所述传输栅极电极部分重叠的方式形成的第二导电型杂质区域形成的传输辅助区域；和暗电流抑制区域，所述暗电流抑制区域是形成在所述传输辅助区域的上层中的第一暗电流抑制区域，并且所述第一暗电流抑制区域被形成为以所述传输栅极电极侧的端部与所述传输辅助区域的端部处于相同位置的方式位置对齐。所述电子设备包括光学透镜、上述固体摄像装置和信号处理电路。根据本发明专利技术，能够在抑制暗电流生成的同时提高传输效率，改善了图像质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体摄像装置、该固体摄像装置的制造方法和电子设备。
技术介绍
迄今为止，用于数码相机和摄像机等的固体摄像装置的例子包括CXD型固体摄像 装置和CMOS型固体摄像装置。在这些固体摄像装置中，在以二维矩阵形式形成的多个像素中的各像素形成有受光部，并且在该受光部中，根据接受的光的量而生成信号电荷。然后，在受光部中生成的信号电荷被传输并放大，从而获得了图像信号。在固体摄像装置中，为了减少光电二极管形成时的加工偏差从而防止由加工偏差导致的传输效率的降低，采用了通过自对准形成光电二极管的方法。另外，为了提高传输效率，在日本专利申请特开平11-126893号公报、日本专利申请特开2008-66480号公报以及日本专利申请特表2009-518850号公报(PCT申请的译文)中披露的专利技术中，已经提出了在传输栅极电极正下方堆叠形成构成光电二极管的电荷存储区域的方法。此外，在光电二极管中，为了抑制暗电流，一般的做法是在半导体基板的表面上形成导电型与电荷存储层相反的半导体区域。为了增强半导体区域中的用于抑制暗电流的钉扎效应，在日本专利申请特表2009-518850号公报(PCT申请的译文)披露的专利技术中，已经提出了这样一种构造在传输栅极电极的正下方堆叠用于钉扎的半导体区域(例如，P型半导体区域)。电荷存储层和用于抑制暗电流的半导体区域布置成与传输栅极电极重叠的构造有优点也有缺点。根据具体情况，同时满足光电二极管的形成、在传输栅极电极下方的钉扎的确保以及传输裕度(transfer margin)的确保的构造可能难以实现。例如，为了确保钉扎而注入的掺杂物在阻碍信号电荷的传输的方向上起作用，并且用于确保传输裕度而离子注入的掺杂物在减弱传输栅极电极下方的钉扎的方向上起作用。如上所述，在相关技术的固体摄像装置的构造中，在用于抑制暗电流的对钉扎的确保与对传输裕度的确保之间存在着折衷关系，并且传输栅极电极附近的该区域的设计是困难的。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提供了一种在抑制暗电流生成的同时提高传输效率的固体摄像装置及其制造方法。此外，本专利技术还提供了利用固体摄像装置的电子设备。本专利技术的固体摄像装置被设置为包括传输栅极电极以及由电荷存储区域、传输辅助区域和第一暗电流抑制区域形成的光电转换部。所述传输栅极电极形成在半导体基板上。所述电荷存储区域在深度方向上是从所述半导体基板的表面侧形成的并且被形成为与所述传输栅极电极部分地重叠。另外，所述电荷存储区域是由第一导电型杂质区域形成的。所述传输辅助区域形成在所述电荷存储区域的上层中并且被形成为与所述传输栅极电极部分地重叠。所述传输辅助区域是由第二导电型杂质区域形成的。第一暗电流抑制区域以这样的方式形成在所述传输辅助区域的上层中即所述传输栅极电极侧的端部与所述传输辅助区域的端部处于相同的位置而位置对齐。另外，所述第一暗电流抑制区域是由导电型与所述传输辅助区域的导电型相同的杂质区域形成的，并且是由浓度高于所述传输辅助区域的浓度的杂质区域形成的。在本专利技术的固体摄像装置中，所述第一暗电流抑制区域起到抑制在所述半导体基板的界面中生成的暗电流的作用。另外，以比所述第一暗电流抑制区域的杂质浓度低的浓度形成的并且形成在所述第一暗电流抑制区域下方的层中的所述传输辅助区域起到提高所述电荷存储区域中存储的信号电荷的传输效率的作用。本专利技术的固体摄像装置的制造方法包括通过从所述半导体基板的表面侧在深度 方向上离子注入第一导电型杂质形成电荷存储区域。所述方法还包括通过在所述电荷存储区域的上层中离子注入第二导电型杂质形成传输辅助区域。所述方法还包括借助形成所述传输辅助区域时使用的掩模在所述传输辅助区域的上层中离子注入浓度高于所述传输辅助区域的浓度的第二导电型杂质，从而形成第一暗电流抑制区域。通过这些步骤，形成了光电转换部。然后，所述制造方法还包括在所述半导体基板的上部区域中形成与所述电荷存储区域、所述传输辅助区域和所述第一暗电流抑制区域部分地重叠的传输栅极电极。在本专利技术的固体摄像装置的制造方法中，由于通过使用相同的掩模形成第一暗电流抑制区域和传输辅助区域，所以它们的端部位于传输栅极电极下方的区域中。因此，减少了在第一暗电流抑制区域和传输辅助区域的形成过程中的加工偏差。本专利技术的电子设备包括光学透镜、上述固体摄像装置和信号处理电路。被所述光学透镜汇聚的光进入所述固体摄像装置中。所述信号处理电路对从所述固体摄像装置输出的输出信号进行处理。在本专利技术的电子设备中，在所述固体摄像装置中，所述第一暗电流抑制区域起到抑制在所述半导体基板的界面中生成的暗电流的作用。另外，以比所述第一暗电流抑制区域的杂质浓度低的浓度形成的并且形成在所述第一暗电流抑制区域下方的层中的所述传输辅助区域起到提高存储在所述电荷存储区域中的信号电荷的传输效率的作用。因此，在所述固体摄像装置中，由于能够实现传输效率的提高和暗电流抑制的优点，所以改善了图像质量。根据本专利技术，在固体摄像装置中，能够在抑制暗电流生成的同时提高传输效率。另夕卜，通过使用所述固体摄像装置，获得了改善了图像质量的电子设备。附图说明图I图示了本专利技术第一实施例的固体摄像装置的整体结构；图2图示了本专利技术第一实施例的固体摄像装置的主要部分的横截面结构；图3A、图3B和图3C是图示了本专利技术第一实施例的固体摄像装置的制造方法的工艺流程图(I)；图4D、图4E和图4F是图示了本专利技术第一实施例的固体摄像装置的制造方法的工艺流程图(2)；图5G和5H是图示了本专利技术第一实施例的固体摄像装置的制造方法的工艺流程图(3)； 图6A和图6B图示了在本专利技术第一实施例的固体摄像装置中在传输晶体管Tr闭合和导通的状态下从光电二极管ro到浮动扩散区域FD的电位图；图7图示了本专利技术第二实施例的固体摄像装置的主要部分的横截面结构；图8A、图8B和图8C是图示了本专利技术第二实施例的固体摄像装置的制造方法的工艺流程图；图9图示了本专利技术第三实施例的固体摄像装置的主要部分的横截面结构；图10A、图IOB和图IOC是图示了本专利技术第三实施例的固体摄像装置的制造方法的工艺流程图；图11图示了本专利技术第四实施例的固体摄像装置的横截面结构；图12A、图12B和图12C是图示了本专利技术第四实施例的固体摄像装置的制造方法的工艺流程图；图13图示了本专利技术第五实施例的固体摄像装置的横截面结构；图14是本专利技术第六实施例的电子设备的示意性框图；图15是比较例I的固体摄像装置的主要部分的横截面框图；图16是比较例2的固体摄像装置的主要部分的横截面框图；图17A和图17B是在比较例2的固体摄像装置中在传输晶体管Tr闭合和导通的状态下从光电二极管ro到浮动扩散区域FD的电位图；以及图18是比较例3的固体摄像装置的主要部分的横截面框图。具体实施例方式下面将参照图I至图18说明本专利技术实施例的固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法和电子设备的示例。将按照下面的顺序说明本专利技术的实施例。本专利技术不限于下面说明的实施例。I.第一实施例固体摄像装置1-1固体摄像装置的总体构造1-2主要部分的构造1-3制造方法2.第二实施例固体摄像装置2-1主要部分的构造2-2制造方法3.第三实施例固体摄像装置3-1主要部分的构造3-2制造方法4.第四实施例固体摄像装置4-1主要部分的构造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，所述固体摄像装置包括传输栅极电极和光电转换部，所述传输栅极电极形成在半导体基板上；所述光电转换部包括：电荷存储区域，所述电荷存储区域在深度方向上是从所述半导体基板的表面侧形成的，所述电荷存储区域由第一导电型杂质区域形成，所述第一导电型杂质区域被形成为与所述传输栅极电极部分地重叠，传输辅助区域，所述传输辅助区域由第二导电型杂质区域形成，所述第二导电型杂质区域被形成为与所述传输栅极电极部分地重叠，并且所述传输辅助区域被形成在所述电荷存储区域的上层中，以及暗电流抑制区域，所述暗电流抑制区域是形成在所述传输辅助区域的上层中的第一暗电流抑制区域，并且所述第一暗电流抑制区域被形成为以如下方式位置对齐：所述第一暗电流抑制区域在所述传输栅极电极侧的端部与所述传输辅助区域的位于所述传输栅极电极侧的端部处于相同位置，所述暗电流抑制区域是由与所述传输辅助区域相同导电型的杂质区域形成的，并且所述暗电流抑制区域是由浓度高于所述传输辅助区域的浓度的杂质区域形成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小林実希子，河相勲，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：