本发明专利技术涉及固态成像元件、固态成像元件制造方法以及电子装置。该固态成像元件，包括：半导体层；排列在半导体层中的多个光电转换部；以及像素分离部，在将该光电转换部按像素彼此分离的位置上，以从所述半导体层的光接收面到所述半导体层的与所述光接收面相对的表面具有相同宽度的形状进行设置，该像素分离部由含有杂质的材料形成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态成像元件、固态成像元件制造方法及电子装置，特别涉及具有用于将光电转换部按像素彼此分离的像素分离部的固态成像元件、固态成像元件的制造方法、以及使用该固态成像元件的电子装置。
技术介绍
在 固态成像元件中，当像素分离部形成在多个光电转换部形成在其中的半导体层中时，用改变的注入能量执行多次离子注入。此时，位置在半导体层中越深，离子注入的能量越高。因此，半导体层中的位置越深，所引入的杂质在水平方向的扩散越宽。因而，在半导体层中的位置越深，所形成的杂质区的形状在水平方向越宽。在离子注入后，通过激活退火来扩散杂质，使得杂质区扩大。以上的结果是，像素分离部被形成为在半导体层中的越深位置在水平方向变得越宽的形状，并通过杂质的扩散进一步扩大。这种像素分离部减小了半导体层中的光电转换部的容量，这样导致了饱和电荷(Qs)的量的减小。在具有微小像素尺寸的固态成像元件中，特别地，这种像素分离部的比例增大，因此，这种像素分离部对于Qs的减小有很大影响。因此，为了小型化像素分离部，已经提出了以下的用于形成像素分离部的方法来代替上述的离子注入。首先，从半导体基板的表面侧，在半导体基板中的像素之间形成绝缘沟槽。然后，通过用第一导电类型的掺杂剂(杂质)来掺杂绝缘沟槽的侧壁和底部形成扩散部分，然后，用诸如二氧化硅、多晶硅等的绝缘材料回填绝缘沟槽。另外，在半导体基板的表面侧上按像素形成第二导电类型的扩散部分(光电转换部)。此外，从半导体基板的背面形成第一导电类型的扩散部分。之后，应用深度热驱动，以使第一导电类型的扩散部分彼此靠近，第一导电类型的扩散部分分别从半导体基板的表面侧和背面形成。此外，之后，在半导体基板的表面上形成分别与第一导电类型的扩散部分和第二导电类型的扩散部分电接触的触垫(参见 JP-T-2010-536187)。
技术实现思路
然而，在固态成像元件的上述制造方法中，在形成像素分离部之后，通过执行高温处理形成触垫。因此，杂质扩散并且扩散部分扩大。扩散部分在绝缘沟槽的侧壁中的这种扩散减小了光电转换部的容量，从而导致了饱和电荷(Qs)量的减小。因此，理想地是提供一种固态成像元件，其具有将光电转换部按像素彼此分离的像素分离部，在该固态成像元件中，微小形状的像素分离部使得能够保证光电转换部的容量，因此增大了饱和电荷(Qs)量。理想地，还提供一种具有这种构造的固态成像元件的制造方法。根据本专利技术的实施方式，提供了一种固态成像元件，包括:半导体层；多个光电转换部，排列在该半导体层中；以及像素分离部，用于将光电转换部按每个像素彼此分离。像素分离部在将该光电转换部按像素彼此分离的位置上，以从半导体层的光接收面到半导体层的相对表面具有相同宽度的形状进行设置。另外，像素分离部由含有杂质的材料形成。具有这种构造的固态成像元件具有以从半导体层的光接收面到半导体层的相对表面具有相同宽度的形状进行设置的像素分离部。因此，由于像素被具有一致宽度的像素分离部彼此分离，因此还可以确保光电转换部的一致宽度。本专利技术的另一实施方式是一种上述固态成像元件的制造方法，在该方法中，执行以下过程。首先，在半导体层中排列并形成多个光电转换部。然后，在半导体层的光接收面的半导体层的相对表面侧上形成布线层。在形成布线层之后，在将光电转换部按每个像素彼此分离的位置上，在半导体层的光接收面的一侧上形成具有开口的沟槽。然后，以填充沟槽的状态，形成含有杂质的材料层。之后，通过相对于布线层选择性地加热半导体层和含有杂质的材料层，形成像素分离部。在固态成像元件的这种制造方法中，将像素分离部形成为填充沟槽。从而形成了在深度方向具有一致宽度的形状的像素分离部。另外，在形成布线层之后，即，在完成了涉及高温处理的处理之后，形成像素分离部。因此，像素分离部中含有的杂质不扩散，像素分离部也不扩大。从而形成了微小的像素分离部。根据上述 的本专利技术，光电转换部通过具有一致宽度的微小像素分离部按像素彼此分离，因此可以保证光电转换部的容量。这提高了饱和电荷(Qs)的量。因此，可以提高固态成像元件的灵敏度。附图说明图1是应用本技术的固态成像元件的示意性配置图；图2A和图2B是根据第一实施方式的固态成像元件的构造的局部平面图和局部截面图；图3A至图3J是根据第一实施例的固态成像元件的制造方法的截面过程图；图4A和图4B是根据第二实施例的固态成像元件的构造的局部平面图和放大图；图5是根据第三实施例的固态成像元件的构造的局部截面图；图6A和图6B是根据第三实施方式的固态成像元件的制造方法的截面过程图；图7是根据第四实施方式的固态成像元件的构造的局部截面图；图8A和图SB是造根据第四实施方式的固态成像元件的制造方法的截面过程图；以及图9是使用通过应用本技术获得的固态成像元件的电子装置的构造的示意图。具体实施例方式下面将参考附图按以下顺序来描述本技术的优选实施方式。1.根据实施方式的固态成像元件的一般构造的实例2.第一实施方式(具有由含杂质的结晶半导体形成的像素分离部的构造实例)3.第二实施方式(具有比光电转换部设置的更深的像素分离部的构造实例)4.第三实施方式(具有与像素分离部相连的界面杂质层的构造实例)5.第四实施方式(由含杂质的材料和分离侧壁中的杂质区形成的像素分离部的构造实例)6.第五实施方式(使用通过应用本技术而获得的固态成像元件的电子装置的实例)顺便说一下，用相同的参考标号来表示实施方式共同的构成元件，并且将省略其重复描述。〈1.根据实施方式的固态成像元件的一般配置的实例>图1示出使用被设置为根据本专利技术实施方式的固态成像元件的实例的MOS型固态成像元件的一般构造。图1中示出的固态成像元件I具有像素区4，像素区4中包括光电转换区的多个像素3 二维地排列在支撑基板2的一个表面上。设置在像素区4中的每个像素3都设置有像素电路，该像素电路包括光电转换区、浮动扩散、读出栅、多个其他晶体管(所谓的MOS晶体管)、电容元件等。顺便说一句，有一种可能的情况是，多个像素3共享像素电路的一部分。诸如垂直驱动电路5、列信号处理电路6、水平驱动电路7、系统控制电路8等的外围电路设置在如上所述的像素区4的外围部分中。例如，垂直驱动电路5由移位寄存器构成。垂直驱动电路5选择像素驱动线9，为选择的像素驱动线9提供脉冲来驱动像素3，并且以行为单位来驱动像素区4中排列的像素3。S卩，垂直驱动电路5在垂直方向以行为单位顺序选择并扫描像素区4中排列的每个像素。然后，基于根据在每个像素3中接收的光亮而生成的信号电荷的像素信号通过垂直驱动线10被提供到列信号处理电路6，垂直驱动线10排列为垂直于像素驱动线9。例如，为每列像素设置列信号处理电路6。列信号处理电路6针对每个像素列对从一行像素3输出的信号进行诸如噪声去除等的信号处理。特别地，列信号处理电路6执行信号处理，诸如用于去像素特有的固定模式噪声的相关双采样(CDS)的信号处理、信号放大、模拟/数字转换(AD )等。例如，水平驱动电路7由移位寄存器构成。水平驱动电路7按照顺序输出水平扫描脉冲的顺序选择列信号处理单元6的每个部分，并且使得像素信号从列信号处理电路6的每个部分输出。系统控制电路8接收输入时钟和指示操作模式等的数据，并且输出诸如固态成像元件I等的内部信息的数据。特本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固态成像元件，包括：半导体层；多个光电转换部，排列在所述半导体层中；以及像素分离部，在将所述光电转换部按像素彼此分离的位置上，以从所述半导体层的光接收面到所述半导体层的与所述光接收面相对的表面具有相同宽度的形状进行设置，所述像素分离部由含有杂质的材料形成。
【技术特征摘要】
2012.01.30 JP 2012-0162631.一种固态成像元件，包括: 半导体层； 多个光电转换部，排列在所述半导体层中；以及 像素分离部，在将所述光电转换部按像素彼此分离的位置上，以从所述半导体层的光接收面到所述半导体层的与所述光接收面相对的表面具有相同宽度的形状进行设置，所述像素分离部由含有杂质的材料形成。2.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，所述像素分离部由含有杂质的晶体半导体形成。3.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，所述像素分离部通过再结晶含有杂质的非晶半导体形成， 所述含有杂质的非晶半导体被形成为填充设置在所述半导体层中的沟槽。4.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，所述像素分离部具有从所述半导体层继承的结晶性。5.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，所述像素分离部具有通过熔化含有杂质的非晶半导体形成的晶体结构会合部分，所述含有杂质的非晶半导体被形成为填充设置在所述半导体层中的沟槽，并且从所述沟槽的内壁外延地生长熔化的非晶半导体。6.根据权利要求1所述的固态成像元件，进一步包括: 界面杂质层，与所述像素分离部相连地设置在所述半导体层的所述光接收面上，所述界面杂质层由所述含有杂质的材料形成。7.根据权利要求1所述的固态成像元件，进一步包括: 像素分离接合部，设置在所述半导体层的与所述半导体层的光接收面相对的表面层中的将所述光电转换部按像素彼此分离的位置，并且接合到所述像素分离部。8.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中， 所述像素分离部包括: 含有杂质的绝缘膜，所述含有杂质的绝缘膜被形成为填充设置在所述半导体层中的沟槽；以及 杂质区，沿所述沟槽的侧壁设置。9.根据权利要求1所述的固态成像元件，进一步包括: 在所述半导体层的与所述半导体层的所述光接收面相对的表面上的布线层。10.一种固态成像元件制造方法，所述方法包括: 在半导体层中排列并形成多个光电转换部； 在所述半导体层的与所述半导体层的光接收面相对一侧的表面上形成布线层； 在形成所述布线层之后，在将光电转换部按像素彼此分离的位置上，在所述半导体层的所述光接收面的一侧上形成具有开口的沟槽； 以填充所述沟槽的状态形成含有杂质的材料层；以及 通过相对于所述布线层选择性地加热所述半导体层和所述含有杂质的材料层，形成像素分离部。11.根据权利要求10所述的固态成像元件制造方法，其中，在相对于所述布线层选择性地加热所述半导体层和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：中泽正志，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：
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