固体摄像装置、电子设备和固体摄像装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法和电子设备。在固体摄像装置的制造方法中，在基板内形成包括载流子极性为第一导电型的第一杂质层的光电转换部；在所述第一杂质层的位于所述基板的一个表面侧的表面上形成载流子极性为与所述第一导电型相反的第二导电型的第二杂质层从而使得所述第二杂质层与所述第一杂质层的所述表面接触；在所述第二杂质层上形成载流子极性是所述第一导电型的第三杂质层从而使其与所述第二杂质层接触；并且在所述基板内形成载流子极性是所述第一导电型的杂质区域部从而使其与所述第三杂质层相连。所述电子设备包括所述固体摄像装置。本发明专利技术能够进一步抑制诸如晕染或混色等的发生。

【技术实现步骤摘要】
固体摄像装置、电子设备和固体摄像装置的制造方法相关申请的交叉参考本申请包含与2011年7月5日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-148882所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本专利技术的实施例涉及固体摄像装置、装有该固体摄像装置的电子设备和该固体摄像装置的制造方法。
技术介绍
以前，作为固体摄像装置，已经存在每个像素装有放大元件的有源像素传感器（activepixelsensor，APS）。近年来，在这些有源像素传感器中，通过金属氧化物半导体（metal-oxide-semiconductor，MOS）晶体管读取累积在作为光电转换元件的光电二极管中的信号电荷的互补型MOS（CMOS）图像传感器已经被用于多种用途。CMOS图像传感器包括基板和形成在基板上的配线层，在所述基板中形成有对入射光进行光电转换的光电二极管。另外，目前，光从基板的配线层侧的基板表面照射光电二极管的前面照射型CMOS图像传感器被广泛使用。另外，近年来，为了提高光电二极管的灵敏度，已经提出了光从基板的配线层侧的相反侧的基板表面（背面）照射光电二极管的背面照射型CMOS图像传感器。在日本专利申请特开第2003-31785号公报或日本专利申请特开第2008-103668号公报中已经披露了这样的技术的示例。图19图示了在日本专利申请特开第2003-31785号公报中提出的背面照射型CMOS图像传感器中的光电二极管附近的示意性横截面图。光电二极管601形成在硅层600内。另外，光电二极管601包括N-区域601a、形成在N-区域601a上的累积信号电荷（电子）的N+区域601b和形成在N+区域601b上的P+层601c。另外，在光电二极管601的光入射侧的表面上形成有浅P+层602，并且在光电二极管601的侧部中形成有作为像素分离层的深P阱603。也即是，日本专利申请特开第2003-31785号公报中的背面照射型CMOS图像传感器具有P型杂质层包围着光电二极管601的N型杂质区域的结构。特别地，在光电二极管601的N型杂质区域的基板表面侧，形成有高杂质浓度的P+层601c，并且日本专利申请特开第2003-31785号公报中的光电二极管601具有空穴累积二极管（holeaccumulateddiode，HAD）型结构，该结构可抑制由于表面生成再结合而导致的暗电流的产生。另外，在日本专利申请特开第2003-31785号公报中的背面照射型CMOS图像传感器中，在光电二极管601中经过光电转换并且累积在N+区域601b中的信号电荷被传输晶体管604传输至N+型区域中的浮动扩散区域605。另外，这里，为了比较，图20图示了日本专利申请特开第2003-31785号公报中披露的前面照射型CMOS图像传感器中的光电二极管附近的示意性横截面图。前面照射型CMOS图像传感器中的像素部700包括N型硅基板701、形成在N型硅基板701的光入射侧的配线层702和形成在配线层702的光入射侧的钝化膜703。另外，在N型硅基板701的光入射侧的表面附近，形成有P阱区域704，并且光电二极管705被形成为埋入在P阱区域704的表面中。另外，虽然在图20中未进行图示，N型硅基板701例如与电源电压Vdd的施加端子相连。在图20中所示的前面照射型CMOS图像传感器中，在形成光电二极管705的N型层的底部，形成有作为光电二极管705中生成的电子的电位势垒的P阱区域704。另外，P阱区域704的电位势垒被设定为低于元件隔离部（未图示）或传输栅极（TG）的电位势垒。在此情况下，在从光电二极管705到N型硅基板701的方向上，形成了溢出路径，该溢出路径防止当高强度的光照射时从光电二极管705溢出的电子（下文中称为过剩电子）进入相邻的像素。也即是，在图20中所示的前面照射型CMOS图像传感器中，受光时产生的光电二极管705的过剩电子越过P阱区域704的电位势垒被排出至与电源电压Vdd等的施加端子相连的N型硅基板701。另一方面，在图19中所示的背面照射型CMOS图像传感器中，由于基板的背面侧受光，所以通过化学机械研磨（CMP）处理对基板的背面侧进行研磨（薄壁化）直到基板的厚度达到大约10μm。因此，在背面照射型CMOS图像传感器中，难以通过与图20中所示的前面照射型CMOS图像传感器相同的方式在光电二极管601的光入射侧区域中设置N型基板区域。也即是，在背面照射型CMOS图像传感器中，难以通过与前面照射型CMOS图像传感器相同的方式将光电二极管601的过剩电子排出至N型基板。因此，在背面照射型CMOS图像传感器中，当由于受光时的光电转换生成的电子超过光电二极管601中能够累积的电子的预定量时，过剩电子就流入相邻像素的光电二极管中。在此情况下，例如，产生了晕染（blooming）或混色等问题。以前，为了解决上述问题，已经提出了这样的技术：在背面照射型固体摄像装置中，在光电二极管的上部形成触头（contact），并且通过该触头将光电二极管的过剩电子排出至像素外部。在日本专利申请特开第2008-103668号公报中已经披露了这样的技术的示例。
技术实现思路
如上所述，在固体摄像装置中已经提出了用来将光电二极管的过剩电子排出至像素外部的各种技术。然而，在该
中，期望开发出用于更可靠地排出光电二极管的过剩电子（剩余电荷）并且进一步抑制例如晕染或混色等的发生的技术。本专利技术的实施例提供了一种固体摄像装置、装有该固体摄像装置的电子设备和该固体摄像装置的制造方法。期望这样的固体摄像装置能够进一步抑制例如晕染或混色等的发生。本专利技术实施例的固体摄像装置包括基板、光电转换部、杂质区域部、第二杂质层、第三杂质层和栅极电极，并且各部分的构造和功能如下。所述光电转换部设置在所述基板内，包括载流子极性为第一导电型的第一杂质层并且将入射光光电转换为信号电荷。所述杂质区域部设置在所述基板内，并且所述杂质区域部的载流子极性为所述第一导电型。所述第二杂质层形成在所述第一杂质层的位于所述基板的一个表面侧的表面上从而与所述第一杂质层的所述表面接触，并且所述第二杂质层的载流子极性为与所述第一导电型相反的第二导电型。所述第三杂质层形成在所述第二杂质层上从而与所述第二杂质层接触，并且与所述杂质区域部相连，并且所述第三杂质层的载流子极性是所述第一导电型。另外，所述栅极电极形成在所述第三杂质层上方从而覆盖着所述第三杂质层。另外，本专利技术实施例的电子设备包括上述固体摄像装置和用于对来自所述固体摄像装置的输出信号进行预定的处理的信号处理电路。此外，本专利技术实施例的固体摄像装置的制造方法是按照如下步骤进行的。首先，在基板内形成包括载流子极性为第一导电型的第一杂质层并且将入射光光电转换为信号电荷的光电转换部。接着，在所述第一杂质层的位于所述基板的一个表面侧的表面上形成第二杂质层从而使得所述第二杂质层与所述第一杂质层的所述表面接触，所述第二杂质层的载流子极性为与所述第一导电型相反的第二导电型。接着，在所述第二杂质层上形成第三杂质层从而使得所述第三杂质层与所述第二杂质层接触，所述第三杂质层的载流子极性是所述第一导电型。接着，在所述第三杂质层上方形成栅极电极，从而使得所述栅极电极覆盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，所述固体摄像装置包括：基板；光电转换部，所述光电转换部设置在所述基板内，所述光电转换部包括载流子极性为第一导电型的第一杂质层并且将入射光光电转换为信号电荷；杂质区域部，所述杂质区域部设置在所述基板内，其中，所述杂质区域部的载流子极性为所述第一导电型；第二杂质层，所述第二杂质层形成在所述第一杂质层的位于所述基板的一个表面侧的表面上并且与所述第一杂质层的所述表面接触，其中，所述第二杂质层的载流子极性为与所述第一导电型相反的第二导电型；第三杂质层，所述第三杂质层形成在所述第二杂质层上并与所述第二杂质层接触，并且所述第三杂质层与所述杂质区域部相连，其中，所述第三杂质层的载流子极性是所述第一导电型；以及栅极电极，所述栅极电极形成在所述第三杂质层上方从而覆盖着所述第三杂质层。

【技术特征摘要】
2011.07.05 JP 2011-1488821.一种固体摄像装置，所述固体摄像装置包括：基板；光电转换部，所述光电转换部设置在所述基板内，所述光电转换部包括载流子极性为第一导电型的第一杂质层并且将入射光光电转换为信号电荷；杂质区域部，所述杂质区域部设置在所述基板内，其中，所述杂质区域部的载流子极性为所述第一导电型；第二杂质层，所述第二杂质层形成在所述第一杂质层的位于所述基板的一个表面侧的表面上并且与所述第一杂质层的所述表面接触，其中，所述第二杂质层的载流子极性为与所述第一导电型相反的第二导电型；第三杂质层，所述第三杂质层形成在所述第二杂质层上并与所述第二杂质层接触，并且所述第三杂质层与所述杂质区域部相连，其中，所述第三杂质层的载流子极性是所述第一导电型；以及栅极电极，所述栅极电极形成在所述第三杂质层上方从而覆盖着所述第三杂质层。2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，设使得所述光电转换部与所述杂质区域部之间成为导通状态时施加至所述栅极电极的电压为第一电压，并且设使得所述光电转换部与所述杂质区域部之间成为非导通状态时施加至所述栅极电极的电压为第二电压，则在所述光电转换部的光电转换期间向所述栅极电极施加小于所述第一电压并大于所述第二电压的第三电压。3.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，所述栅极电极的功函数小于或等于4.6eV。4.根据权利要求2所述的固体摄像装置，还包括：浮动扩散区域部，所述浮动扩散区域部将所述光电转换部中生成的所述信号电荷转换为电压；以及传输晶体管，所述传输晶体管用于将所述光电转换部中生成的所述信号电荷传输至所述浮动扩散区域部，其中，所述杂质区域部是所述浮动扩散区域部，并且所述栅极电...

【专利技术属性】
技术研发人员：大理洋征龙，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：