專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置和成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換裝置和成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
日本專利公開No. 2005-197674(以下，稱為“專利文獻(xiàn)1”)公開了一種光電轉(zhuǎn)換裝置，在該光電轉(zhuǎn)換裝置中，要被設(shè)置在N型電荷蓄積區(qū)域下面的P型阱被描述為由具有不同深度的多個(gè)雜質(zhì)區(qū)域4A 4D配置，如該文獻(xiàn)的圖1所示。作為多個(gè)雜質(zhì)區(qū)域4A 4D 中的最深雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)區(qū)域4A的濃度比其它雜質(zhì)區(qū)域的濃度大。因此，根據(jù)專利文獻(xiàn)1， 可以沿基板的深度方向形成電子的勢(shì)壘，這使得能夠有效地并且沒有損失地沿深度方向?qū)⑤d流子引導(dǎo)到光電二極管，這進(jìn)而使得能夠提高靈敏度。順便說一句，在光電轉(zhuǎn)換裝置中，存在對(duì)于像素小型化和像素靈敏度改善的需求。 可以構(gòu)想在專利文獻(xiàn)1中公開的光電轉(zhuǎn)換裝置中的像素的小型化還將使得相鄰的光電二極管更加相互接近。專利文獻(xiàn)1公開了通過首先在深區(qū)域并逐步移動(dòng)到淺區(qū)域來注入硼，形成多個(gè)雜質(zhì)區(qū)域4A 4D，并然后執(zhí)行950°C或更低的熱處理。當(dāng)在形成多個(gè)雜質(zhì)區(qū)域4A 4D之后執(zhí)行這種熱處理時(shí)，硼即使在950°C或更低的熱處理下也趨于擴(kuò)散，因此，各雜質(zhì)區(qū)域4A 4D中的雜質(zhì)濃度峰值容易降低。結(jié)果，沿基板深度方向的電勢(shì)的斜坡加寬，從而導(dǎo)致電子不會(huì)到達(dá)產(chǎn)生電子的像素的光電二極管而是會(huì)基于擴(kuò)散結(jié)構(gòu)(mechanics)到達(dá)相鄰像素的可能性。在像素具有相互不同的光譜透過特性的顏色傳感器中，該現(xiàn)象導(dǎo)致所謂“顏色混合”的問題，由此，某個(gè)顏色的光泄漏到對(duì)不同顏色進(jìn)行響應(yīng)的像素中。在單色傳感器中，該現(xiàn)象表現(xiàn)為MTF的下降。當(dāng)相鄰光電二極管(光電轉(zhuǎn)換部分)之間的距離小時(shí)，該問題尤其明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是有效地在電荷蓄積區(qū)域中收集構(gòu)成由光電轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的信號(hào)電荷的空穴。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光電轉(zhuǎn)換裝置包括設(shè)置在半導(dǎo)體基板中的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分。各光電轉(zhuǎn)換部分具有包含第一雜質(zhì)的P型電荷蓄積區(qū)域；和與P型電荷蓄積區(qū)域一起配置光電二極管的N型阱部分。各阱部分具有包含第一濃度的砷的N型第一半導(dǎo)體區(qū)域；被設(shè)置在第一半導(dǎo)體區(qū)域下面并且包含比第一濃度低的第二濃度的砷的N型第二半導(dǎo)體區(qū)域；和被設(shè)置在第二半導(dǎo)體區(qū)域下面并且包含比第一濃度高的第三濃度的第二雜質(zhì)的N型第三半導(dǎo)體區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的第二方面的成像系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的光電轉(zhuǎn)換裝置；在光電轉(zhuǎn)換裝置的成像區(qū)域上形成圖像的光學(xué)系統(tǒng)；和通過處理從光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號(hào)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)處理單元。根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地在電荷蓄積區(qū)域中收集構(gòu)成由光電轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的信號(hào)電荷的空穴。(參照附圖)閱讀示例性實(shí)施例的以下說明，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置1的整體配置的示圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的像素P的配置的示圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置1的截面結(jié)構(gòu)的示圖。圖4A 4C是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置制造方法的步驟的截面圖。圖5A 5C是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置制造方法的步驟的截面圖。圖6A和6B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置制造方法的步驟的截面圖。圖7A 7C是示出熱擴(kuò)散的影響的模擬結(jié)果的示圖。圖8A 8C是示出熱擴(kuò)散的影響的模擬結(jié)果的示圖(變型例)。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面結(jié)構(gòu)的示圖。圖10是示出根據(jù)第二實(shí)施例的熱擴(kuò)散的影響的模擬結(jié)果的示圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面結(jié)構(gòu)的示圖。圖12是示出應(yīng)用了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的成像系統(tǒng)的配置的示圖。
具體實(shí)施例方式在本說明書中，在第一區(qū)域“之上”設(shè)置第二區(qū)域除了包括直接在第一區(qū)域上設(shè)置第二區(qū)域的情況以外，還包括第二區(qū)域被設(shè)置在另一區(qū)域上，而該另一區(qū)域自身被設(shè)置在第一區(qū)域上的情況。類似地，在第一區(qū)域“下面”設(shè)置第二區(qū)域除了包括直接在第一區(qū)域下面設(shè)置第二區(qū)域的情況以外，還包括第二區(qū)域被設(shè)置在另一區(qū)域下面，而該另一區(qū)域自身被設(shè)置在第一區(qū)域下面的情況。使用圖1描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置1的整體配置。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置1的整體配置的示圖。光電轉(zhuǎn)換裝置1包含像素陣列PA、垂直掃描電路10、保持電路20、水平掃描電路 30和輸出放大器40。多個(gè)像素P(參見圖2)在像素陣列PA中被一維或二維布置。如圖2所示，各像素 P包含光電轉(zhuǎn)換部分51、傳送單元52、電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53、復(fù)位單元M和輸出單元55。 注意，圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的像素P的配置的示圖。光電轉(zhuǎn)換部分51產(chǎn)生基于光的電荷并且存儲(chǔ)電荷。這里，信號(hào)電荷是空穴。光電轉(zhuǎn)換部分51為例如陰極與接地電勢(shì)連接并且陽極與傳送單元52連接的光電二極管。傳送單元52將通過光電轉(zhuǎn)換部分51產(chǎn)生的信號(hào)電荷傳送到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元 53。傳送單元52為例如PMOS傳送晶體管，并且通過當(dāng)從垂直掃描電路10供給有效電平傳送控制信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，將由光電轉(zhuǎn)換部分51產(chǎn)生的信號(hào)電荷傳送到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元 53。電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53將傳送的電荷轉(zhuǎn)換成電壓。電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53具有例如 P型浮置擴(kuò)散。復(fù)位單元M將電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53復(fù)位并且基于供給的復(fù)位電勢(shì)將像素P置于選擇/未選擇狀態(tài)。復(fù)位單元M為例如PMOS復(fù)位晶體管，并且通過當(dāng)從垂直掃描電路10 供給有效電平復(fù)位控制信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，將電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53復(fù)位。復(fù)位單元M通過響應(yīng)供給的第一復(fù)位電勢(shì)(例如，L電平)將電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的電勢(shì)復(fù)位到第一復(fù)位電勢(shì)， 來將像素置于選擇狀態(tài)。同時(shí)，復(fù)位單元M通過響應(yīng)供給的第二復(fù)位電勢(shì)(例如，H電平) 將電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的電勢(shì)復(fù)位到第二復(fù)位電勢(shì)，來將像素置于未選擇狀態(tài)。輸出單元55將基于電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的電壓的信號(hào)輸出到信號(hào)線SL。輸出單元55為例如PMOS放大晶體管，并且通過與連接到信號(hào)線SL的恒流源CS —起執(zhí)行源極跟隨操作，將基于電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的電壓的信號(hào)輸出到信號(hào)線SL。換句話說，輸出單元 55在電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53通過復(fù)位單元M被復(fù)位的狀態(tài)下基于電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的電壓將噪聲信號(hào)輸出到信號(hào)線SL。輸出單元55在光電轉(zhuǎn)換部分51的信號(hào)電荷通過傳送單元52被傳送到電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的狀態(tài)下將基于電荷電壓轉(zhuǎn)換單元53的電壓的光學(xué)信號(hào)輸出到信號(hào)線SL。注意，各像素P可被配置為包括選擇單元(未示出)。在這種情況下，選擇單元在選擇/未選擇狀態(tài)之間切換像素P。選擇單元為例如PMOS選擇晶體管，并且通過當(dāng)從垂直掃描電路10供給有效電平選擇控制信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，將像素P置于選擇狀態(tài)。選擇單元還通過當(dāng)從垂直掃描電路10供給非有效電平選擇控制信號(hào)時(shí)關(guān)斷，將像素P置于未選擇狀態(tài)。垂直掃描電路10通過沿垂直方向掃描像素陣列PA來選擇像素陣列PA中的要從中讀出信號(hào)的讀出行，并且將來自讀出行的信號(hào)輸出到多個(gè)信號(hào)線SL。保持電路20暫時(shí)保持通過多個(gè)信號(hào)線SL從讀出行輸出的多個(gè)列的信號(hào)(噪聲信號(hào)，光學(xué)信號(hào))。水平掃描電路30通過沿水平方向掃描保持電路20，依次向輸出放大器40傳送保持在保持電路20中的多個(gè)列的信號(hào)(噪聲信號(hào)，光學(xué)信號(hào))。輸出放大器40基于傳送的信號(hào)(噪聲信號(hào)，光學(xué)信號(hào))產(chǎn)生圖像信號(hào)。例如，輸出放大器通過找到噪聲信號(hào)和光學(xué)信號(hào)之間的差異來產(chǎn)生圖像信號(hào)。輸出放大器40將產(chǎn)生的圖像信號(hào)輸出到后段(后面描述的成像信號(hào)處理電路95)。下面，使用圖3來描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置1的截面結(jié)構(gòu)。圖3 是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置1的截面結(jié)構(gòu)的示圖。在圖3中表示與單個(gè)像素對(duì)應(yīng)的像素區(qū)域冊(cè)。光電轉(zhuǎn)換裝置1包含多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51、多個(gè)器件隔離區(qū)域103、阱部分102和多個(gè)溝道阻止部分Cs。多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51被設(shè)置在半導(dǎo)體基板SB中。半導(dǎo)體基板SB主要由例如硅形成。雖然圖3沒有示出，但是，當(dāng)從上面觀察時(shí)，多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51被設(shè)置在一維或二維陣列中。接地區(qū)域101被設(shè)置為在半導(dǎo)體基板SB中在最遠(yuǎn)離表面SBa的位置中跨所有像素區(qū)域I3R延伸。接地區(qū)域101是半導(dǎo)體基板SB的沒有注入雜質(zhì)的區(qū)域。接地區(qū)域101包含P型雜質(zhì)。光電轉(zhuǎn)換部分51產(chǎn)生基于光的電荷對(duì)，并且蓄積作為信號(hào)電荷的空穴。各光電轉(zhuǎn)換部分51為例如光電二極管。光電轉(zhuǎn)換部分51包含電荷蓄積區(qū)域107、表面區(qū)域108和有效靈敏度區(qū)域(電荷收集區(qū)域)109。根據(jù)需要提供有效靈敏度區(qū)域(電荷收集區(qū)域)。電荷蓄積區(qū)域107被設(shè)置在表面區(qū)域108下面。電荷蓄積區(qū)域107包含濃度比接地區(qū)域101的濃度高的P型第一雜質(zhì)。第一雜質(zhì)為例如硼。通過例如硼離子注入形成電荷蓄積區(qū)域107。電荷蓄積區(qū)域107蓄積空穴。表面區(qū)域108包含濃度比電荷蓄積區(qū)域107中的第一雜質(zhì)的濃度高的N型雜質(zhì)。 表面區(qū)域108包含第六濃度的N型雜質(zhì)。第六濃度是比后面提到的第四濃度(半導(dǎo)體區(qū)域 104中的N型雜質(zhì)的濃度)高的濃度。通過例如砷離子注入形成表面區(qū)域108。光電二極管由于表面區(qū)域108變?yōu)槁袢牍怆姸O管，并因此可以抑制由半導(dǎo)體基板SB的表面SBa處的懸空鍵(dangling bond)導(dǎo)致的暗電流的產(chǎn)生。有效靈敏度區(qū)域109被設(shè)置在電荷蓄積區(qū)域107下面。有效靈敏度區(qū)域109包含濃度比電荷蓄積區(qū)域107低的P型雜質(zhì)。雖然能夠通過硼離子注入形成有效靈敏度區(qū)域 109，但也能夠使用半導(dǎo)體基板SB的沒有注入雜質(zhì)的區(qū)域作為有效靈敏度區(qū)域109。有效靈敏度區(qū)域109收集由光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電荷(例如，來自空穴的正電荷)，并且將電荷引導(dǎo)到電荷蓄積區(qū)域107。多個(gè)器件隔離區(qū)域103被設(shè)置在半導(dǎo)體基板SB中的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51之間以使光電轉(zhuǎn)換部分51相互隔離。這里使用的“隔離”指的是至少使電荷蓄積區(qū)域107相互電氣隔離。但是，進(jìn)一步優(yōu)選的是也使有效靈敏度區(qū)域109相互電氣隔離。與此相對(duì)，表面區(qū)域108和埋入?yún)^(qū)域102不需要被隔離。雖然這里沒有示出，但是多個(gè)器件隔離區(qū)域103以條帶形式或網(wǎng)格形式在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51之間延伸，以使多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51相互隔
1 ο各器件隔離區(qū)域103被設(shè)置在溝道阻止部分CS之上。溝道阻止部分CS被配置為包括被設(shè)置在器件隔離區(qū)域的邊界處并且由絕緣體配置的溝道阻止區(qū)域104，和用作勢(shì)壘的半導(dǎo)體區(qū)域105和106。各器件隔離區(qū)域103被設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分51中的表面區(qū)域108的側(cè)方。各器件隔離部分103由諸如硅氧化物的絕緣體形成。器件隔離部分103可具有例如STI(Shallow Trench Isolation，淺溝槽隔離)結(jié)構(gòu)，或者可具有LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon，硅的局部氧化)結(jié)構(gòu)。作為替代方案，可以使用擴(kuò)散隔離。阱部分102與電荷蓄積區(qū)域107 —起配置光電二極管。雖然阱部分102在圖3中被示為在有效靈敏度區(qū)域下面被設(shè)置在基板內(nèi)深的位置中，但是，有效靈敏度區(qū)域可被省略，并且，阱部分102被直接提供在電荷蓄積區(qū)域107下面。阱部分102被設(shè)置在接地區(qū)域 101之上。雖然圖3沒有示出，但是，阱部分102可跨多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51和多個(gè)器件隔離區(qū)域103下面的所有像素區(qū)域ra被設(shè)置，或者，換句話說，被設(shè)置為跨整個(gè)像素陣列PA (參見圖1)延伸。阱部分102包含在從半導(dǎo)體基板SB的表面SBa起的不同深度處的多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域。換句話說，阱部分102包含半導(dǎo)體區(qū)域(第一半導(dǎo)體區(qū)域)102a、半導(dǎo)體區(qū)域(第二半導(dǎo)體區(qū)域)102b、半導(dǎo)體區(qū)域(第二半導(dǎo)體區(qū)域)102c和半導(dǎo)體區(qū)域(第三半導(dǎo)體區(qū)域)102d。半導(dǎo)體區(qū)域10 被設(shè)置在阱部分102的最淺位置中。半導(dǎo)體區(qū)域10 被設(shè)置在電荷蓄積區(qū)域107下面，有效靈敏度區(qū)域109位于其間。但是，有效靈敏度區(qū)域109不需要被提供。半導(dǎo)體區(qū)域10 包含第一濃度的N型第二雜質(zhì)(參見圖7C所示的濃度輪廓 PF2a) 0第二雜質(zhì)使用例如砷作為其主要成分。第一濃度是比接地區(qū)域101中的P型雜質(zhì)的濃度高的濃度。半導(dǎo)體區(qū)域102b沿與半導(dǎo)體基板SB的表面垂直的方向被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域10 和半導(dǎo)體區(qū)域102d之間。半導(dǎo)體區(qū)域102b被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域10 下面。半導(dǎo)體區(qū)域 102b包含第二濃度的N型第二雜質(zhì)。第二濃度是比第一濃度低的濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PF2b)。注意，由于內(nèi)置的電勢(shì)被完全耗盡并且具有不導(dǎo)致操作問題的厚度的P型區(qū)域可被留在半導(dǎo)體區(qū)域10 和半導(dǎo)體區(qū)域102b之間。半導(dǎo)體區(qū)域102c沿與半導(dǎo)體基板SB的表面垂直的方向被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域10 和半導(dǎo)體區(qū)域102d之間。半導(dǎo)體區(qū)域102c被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域102b下面。半導(dǎo)體區(qū)域 102c包含第二濃度的N型第二雜質(zhì)。第二濃度是比第一濃度低的濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PF2c)。注意，由于內(nèi)置的電勢(shì)被完全耗盡并且具有不導(dǎo)致操作問題的厚度的P型區(qū)域可被留在半導(dǎo)體區(qū)域102b和半導(dǎo)體區(qū)域102c之間。半導(dǎo)體區(qū)域102d被設(shè)置在阱部分102的最深位置中。半導(dǎo)體區(qū)域102d被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域102c下面。半導(dǎo)體區(qū)域102d包含第三濃度的N型第二雜質(zhì)。第三濃度是比第一濃度高的濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PF2d)。注意，由于內(nèi)置的電勢(shì)被完全耗盡并且具有不導(dǎo)致操作問題的厚度的P型區(qū)域可被留在半導(dǎo)體區(qū)域102c和半導(dǎo)體區(qū)域102d之間。多個(gè)溝道阻止部分CS抑制由絕緣體導(dǎo)致的器件隔離區(qū)域的邊界處的溝道的形成。并且，各溝道阻止部分CS沿與半導(dǎo)體基板SB的表面垂直的方向被設(shè)置在相應(yīng)的器件隔離區(qū)域103下面，以使多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51相互隔離。雖然這里沒有示出，但是，多個(gè)溝道阻止部分CS以條帶形式或網(wǎng)格形式在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51之間延伸，以使多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分51相互隔離。各溝道阻止部分CS包含半導(dǎo)體區(qū)域(第四半導(dǎo)體區(qū)域)104以及設(shè)置在光電轉(zhuǎn)換部分之間并且用作空穴的勢(shì)壘的半導(dǎo)體區(qū)域(第五半導(dǎo)體區(qū)域)105和半導(dǎo)體區(qū)域(第五半導(dǎo)體區(qū)域)106。半導(dǎo)體區(qū)域104至少覆蓋器件隔離區(qū)域103的底面，并且進(jìn)一步延伸到表面區(qū)域 108o半導(dǎo)體區(qū)域104被設(shè)置在器件隔離區(qū)域103下面以覆蓋器件隔離區(qū)域103的底部。半導(dǎo)體區(qū)域104被設(shè)置在比半導(dǎo)體基板SB的表面SBa深的位置中，并且延伸到電荷蓄積區(qū)域 107的側(cè)方。半導(dǎo)體區(qū)域104包含第四濃度的N型第二雜質(zhì)。第二雜質(zhì)使用例如作為N型雜質(zhì)的砷作為其主要成分。第四濃度是比第二濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PF2b)高的濃度。第四濃度可等于第一濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PFh)。半導(dǎo)體區(qū)域104由例如砷離子注入形成。半導(dǎo)體區(qū)域105被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域104下面。半導(dǎo)體區(qū)域105還被設(shè)置到有效靈敏度區(qū)域109的側(cè)方。半導(dǎo)體區(qū)域105包含第五濃度的第二雜質(zhì)。第五濃度是比第二濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PF2b)高的濃度。第五濃度可等于第一濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PFh)。第二雜質(zhì)使用例如作為N型雜質(zhì)的砷作為其主要成分。半導(dǎo)體區(qū)域 105由例如砷離子注入形成。
半導(dǎo)體區(qū)域106被設(shè)置在半導(dǎo)體區(qū)域105下面。半導(dǎo)體區(qū)域106還被設(shè)置到有效靈敏度區(qū)域109的側(cè)方。半導(dǎo)體區(qū)域105包含第五濃度的第二雜質(zhì)。第五濃度是比第二濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PF2b)高的濃度。第五濃度可等于第一濃度(參見圖7C所示的濃度輪廓PFh)。第二雜質(zhì)使用例如作為N型雜質(zhì)的砷作為其主要成分。半導(dǎo)體區(qū)域 105由例如砷離子注入形成。這里，包含于阱部分102中的半導(dǎo)體區(qū)域10 102d中的第二雜質(zhì)(例如，砷) 的質(zhì)量比P型雜質(zhì)(例如，硼)的質(zhì)量大?；诖?，第二雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)比P型雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)低。因此，即使通過在雜質(zhì)注入之后執(zhí)行熱處理來形成阱部分，半導(dǎo)體區(qū)域10 102d中的雜質(zhì)濃度峰值也不容易下降。因此，與阱部分由包含P型雜質(zhì)并且位于不同深度處的多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域形成的情況相比，可對(duì)于作為信號(hào)電荷的空穴保持更高的勢(shì)壘(參見圖7C所示的電勢(shì)水平Pffia和PH2d)。設(shè)置在最深位置中的半導(dǎo)體區(qū)域102d具有最高的雜質(zhì)濃度，而被設(shè)置為最接近表面的半導(dǎo)體區(qū)域10 具有次最高的雜質(zhì)濃度；半導(dǎo)體區(qū)域 102b和102c具有最低的雜質(zhì)濃度。半導(dǎo)體區(qū)域102b和102c可被配置為單個(gè)區(qū)域。使用這種雜質(zhì)濃度關(guān)系使得能夠保持沿垂直方向的電場(chǎng)并且有效地將構(gòu)成由光電轉(zhuǎn)換部分產(chǎn)生的信號(hào)電荷的空穴引導(dǎo)到電荷蓄積區(qū)域。還能夠抑制從電荷蓄積區(qū)域107的耗盡層的擴(kuò)展，由此使得能夠減小讀出信號(hào)時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓。如稍后所述，從砷形成半導(dǎo)體區(qū)域10 和102b使得能夠抑制跨整個(gè)像素?cái)U(kuò)展的 N阱中的分布變化，由此使得能夠進(jìn)一步增強(qiáng)上述效果。并且，難以使得空穴穿過多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域10 102d并到達(dá)相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分。因此，當(dāng)相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分之間的距離減小時(shí)出現(xiàn)的顏色混合可被抑制。下面通過使用圖4A 6B描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法。 圖4A 6B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置制造方法的步驟的截面圖。在圖4A所示的步驟中，抗蝕劑被施加到半導(dǎo)體基板SB并然后通過曝光過程被構(gòu)圖，由此形成暴露像素陣列PA(參見圖1)的第一抗蝕劑圖案(未示出)。然后通過使用第一抗蝕劑圖案作為掩模用N型第二雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板SB，形成半導(dǎo)體區(qū)域102d。第二雜質(zhì)使用例如砷作為其主要成分。此時(shí)，例如，第二雜質(zhì)的劑量為5X1013/Cm2，并且，注入的加速能量為4000KeV。然后，通過使用第一抗蝕劑圖案作為掩模用N型第二雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板SB，形成半導(dǎo)體區(qū)域102c。第二雜質(zhì)使用例如砷作為其主要成分。此時(shí)，例如，第二雜質(zhì)的劑量為 δΧΙΟ11/^!!2，并且，注入的加速能量為2500KeV。然后，通過使用第一抗蝕劑圖案作為掩模用N型第二雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板SB，形成半導(dǎo)體區(qū)域102b。第二雜質(zhì)使用例如砷作為其主要成分。此時(shí)，例如，第二雜質(zhì)的劑量為 δΧΙΟ11/^!!2，并且，注入的加速能量為1200KeV。然后，通過使用第一抗蝕劑圖案作為掩模用N型第二雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板SB，形成半導(dǎo)體區(qū)域10加。第二雜質(zhì)使用例如砷作為其主要成分。此時(shí)，優(yōu)選地，例如，第二雜質(zhì)的劑量為1012/Cm2，并且，注入的加速能量為600KeV。在圖4B所示的步驟中，通過首先在半導(dǎo)體基板SB中的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分要相互隔離的區(qū)域中形成溝槽并然后在這些溝槽中埋入絕緣體，形成STI器件隔離區(qū)域103。在圖4C所示的步驟中，抗蝕劑被施加到半導(dǎo)體基板SB并然后通過曝光過程被構(gòu)圖，由此形成暴露器件隔離區(qū)域的第二抗蝕劑圖案110。然后，通過使用第二抗蝕劑圖案110作為掩模在半導(dǎo)體基板SB中注入N型第二雜質(zhì)，在半導(dǎo)體基板SB中的器件隔離區(qū)域103下面形成半導(dǎo)體區(qū)域104'。該步驟中的N型第二雜質(zhì)為例如作為N型雜質(zhì)的砷。 優(yōu)選地，該步驟中的注入的加速能量為約300keV 2Mev，并且進(jìn)一步優(yōu)選加速能量為約 500KeV 900KeV。在圖5A所示的步驟中，通過使用第二抗蝕劑圖案110作為掩模用N型第二雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板SB，在半導(dǎo)體基板SB中的半導(dǎo)體區(qū)域104'下面形成半導(dǎo)體區(qū)域105'。另外，通過使用第二抗蝕劑圖案110作為掩模用N型第二雜質(zhì)注入半導(dǎo)體基板SB，在半導(dǎo)體基板SB中的半導(dǎo)體區(qū)域105'下面形成半導(dǎo)體區(qū)域106'。此步驟中的N型第二雜質(zhì)為例如作為N型雜質(zhì)的砷。優(yōu)選地，該步驟中的注入的加速能量為約300KeV 2Mev，并且進(jìn)一步優(yōu)選地，加速能量為約500KeV 900KeV。這里，可以使用上述的條件作為用于注入的各實(shí)例的條件。并且，在本實(shí)施例中， 可通過使用相同的抗蝕劑圖案形成半導(dǎo)體區(qū)域104'、半導(dǎo)體區(qū)域105'和半導(dǎo)體區(qū)域 106'。這使得能夠在不增加處理步驟數(shù)的情況下實(shí)現(xiàn)低成本制造。還使得能夠抑制由于不對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)致的在制造中出現(xiàn)的性能的變化。在圖5B所示的步驟中，第二抗蝕劑圖案110被去除。在圖5C所示的步驟中，抗蝕劑被施加到半導(dǎo)體基板SB并且然后通過曝光過程被構(gòu)圖，由此形成暴露要設(shè)置多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分的區(qū)域的第三抗蝕劑圖案(未示出)。然后通過使用第三抗蝕劑圖案作為掩模在半導(dǎo)體基板SB中注入P型第一雜質(zhì)，在半導(dǎo)體基板 SB中的多個(gè)器件隔離區(qū)域103之間形成光電轉(zhuǎn)換部分51的電荷蓄積區(qū)域107。此步驟中的P型第一雜質(zhì)為例如作為P型雜質(zhì)的硼。優(yōu)選地，該步驟中的注入的加速能量為約50 200KeVo在圖6A所示的步驟中，然后通過使用第三抗蝕劑圖案作為掩模在半導(dǎo)體基板SB 中注入P型雜質(zhì)，在半導(dǎo)體基板SB中的多個(gè)器件隔離區(qū)域103之間形成光電轉(zhuǎn)換部分51 的表面區(qū)域108。此步驟中的P型雜質(zhì)為例如作為P型雜質(zhì)的砷。優(yōu)選地，該步驟中的注入的加速能量為約30 120KeV。在圖6B所示的步驟中，半導(dǎo)體區(qū)域104 106通過熱擴(kuò)散(熱處理)被穩(wěn)定化。 在該熱擴(kuò)散期間，包含于半導(dǎo)體區(qū)域10 102d和半導(dǎo)體區(qū)域104' 106'中的砷具有低的擴(kuò)散系數(shù)，并由此關(guān)于注入后即刻的輪廓表現(xiàn)很少的擴(kuò)散。然后，通過使用圖7A 7C描述本實(shí)施例的效果。圖7A 7C是示出熱擴(kuò)散的效果的模擬結(jié)果的示圖。在圖7A中，實(shí)線分別表示使用砷作為第二雜質(zhì)的本實(shí)施例中的圖4A所示的步驟完成之后的半導(dǎo)體區(qū)域10 102d中的砷的濃度輪廓Pi^a PFd。這些條件應(yīng)被稱為“工作例子”。這里，出于比較的目的，考慮本實(shí)施例中的構(gòu)成要素的導(dǎo)電類型均反轉(zhuǎn)并且通過硼離子注入形成半導(dǎo)體區(qū)域10 102d的情況。在這種情況下，也假定半導(dǎo)體區(qū)域 10 102d中的硼的濃度輪廓分別與圖7A所示的濃度輪廓Pi^i PFd相同。這些條件被稱為“比較例”。關(guān)于“比較例”的條件，如圖7B中的虛線所示，由濃度輪廓PFla PFld表達(dá)硼離子注入之后的在900°C熱擴(kuò)散約1小時(shí)的效果的模擬結(jié)果。出于比較的目的，還在圖7B中表示圖7A所示的濃度輪廓Pi^a PFd。如圖7B所示，當(dāng)離子類型為硼時(shí)，由于熱擴(kuò)散，半導(dǎo)體區(qū)域10 和102d的濃度輪廓PFla和PFld分別是寬的。作為結(jié)果，關(guān)于作為“比較例” 條件中的信號(hào)電荷的載流子的電子的半導(dǎo)體區(qū)域10 和102d的電勢(shì)水平PHla和PHld是低的。但是，關(guān)于“工作例子”的條件，如圖7C中的點(diǎn)劃線所示，由濃度輪廓PFh PF2d 表達(dá)砷離子注入之后的在900°C熱擴(kuò)散約1小時(shí)的效果的模擬結(jié)果。出于比較的目的，還在圖7C中表示圖7A所示的濃度輪廓Pi^a PFd。如圖7C所示，當(dāng)離子類型為砷時(shí)，由于熱擴(kuò)散，半導(dǎo)體區(qū)域10 和102d的濃度輪廓PFh和PF2d分別保持陡峭。結(jié)果，關(guān)于作為“工作例子”條件中的信號(hào)電荷的載流子的空穴的半導(dǎo)體區(qū)域10 和102d的電勢(shì)水平Pffia和 PH2d保持高。換句話說，PH2a > PHla, PH2d > PHld ...式 1因此，根據(jù)“工作例子”條件，與“比較例”條件相比，信號(hào)電荷載流子更難以穿過多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域10 102d并到達(dá)相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分。作為結(jié)果，與“比較例”條件相比，“工作例子”條件使得能夠抑制當(dāng)相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分之間的距離減小時(shí)出現(xiàn)的顏色混合。并且，通過“工作例子”條件，與“比較例”條件相比，深度方向的從半導(dǎo)體區(qū)域10 到有效靈敏度區(qū)域109的擴(kuò)散距離減小，從而使得能夠抑制有效靈敏度區(qū)域109的面積的減小。注意，阱部分102中的半導(dǎo)體區(qū)域102d可包含第三濃度的第三雜質(zhì)。第二雜質(zhì)使用例如砷作為其主要成分。同時(shí)，第三雜質(zhì)使用例如磷作為其主要成分。第三雜質(zhì)的質(zhì)量比第二雜質(zhì)的質(zhì)量小。結(jié)果，容易在半導(dǎo)體基板中的深的位置處形成半導(dǎo)體區(qū)域102d，從而使得能夠提高阱部分102能被設(shè)計(jì)的自由度。另外，如從圖8A 8C可以看出的，在這種情況下，同樣，與“比較例”條件相比，熱擴(kuò)散之后的半導(dǎo)體區(qū)域102d中的磷的濃度輪廓PF3d的陡峭性得到保持。結(jié)果，關(guān)于作為 “工作例子”條件中的信號(hào)電荷的載流子的空穴的半導(dǎo)體區(qū)域102d的電勢(shì)水平PH3d保持高。換句話說，PH3d > PHld ...式 2因此，根據(jù)“工作例子”條件，與“比較例”條件相比，信號(hào)電荷載流子更難以穿過多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域10 102d并到達(dá)相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分。結(jié)果，與“比較例”條件相比，“工作例子”條件使得能夠抑制當(dāng)相鄰的光電轉(zhuǎn)換部分之間的距離減小時(shí)出現(xiàn)的顏色混合。圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面結(jié)構(gòu)的示圖。功能與圖3所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素被賦予相同的附圖標(biāo)記，并且，它們的詳細(xì)描述被省略。圖9所表示的截面圖示出，傳送柵電極201被設(shè)置在半導(dǎo)體基板表面SBa之上，氧化物膜(未示出)位于其間。通過向傳送柵電極201施加的偏壓，在傳送柵電極201下面形成傳送溝道。202是由P型半導(dǎo)體區(qū)域配置的浮置擴(kuò)散。在本實(shí)施例中，電荷蓄積區(qū)域 107、傳送柵電極201和浮置擴(kuò)散202配置P型傳送晶體管。本實(shí)施例和圖3所示的配置之間的主要差異如下雖然在圖3中阱部分102在有效靈敏度區(qū)域109下面被設(shè)置在基板內(nèi)的深的位置中，但是，在本實(shí)施例中，有效靈敏度區(qū)域109不被設(shè)置，并且阱部分102被設(shè)置為接近電荷蓄積區(qū)域107。圖10示出沿圖9所示的A-B線的深度方向的雜質(zhì)濃度輪廓。阱部分102包含從半導(dǎo)體基板的表面SBa起的深度不同的多個(gè)N型半導(dǎo)體區(qū)域。設(shè)置在最深位置中的半導(dǎo)體區(qū)域102d具有最高的雜質(zhì)濃度，而設(shè)置為最接近表面的半導(dǎo)體區(qū)域10 具有次最高的雜質(zhì)濃度；半導(dǎo)體區(qū)域102b和102c具有最低的雜質(zhì)濃度。包含于半導(dǎo)體區(qū)域10 102d中的雜質(zhì)(例如，砷)的質(zhì)量比P型雜質(zhì)(例如，硼)的質(zhì)量大。因此，即使通過在雜質(zhì)注入之后執(zhí)行熱處理來形成阱部分，半導(dǎo)體區(qū)域 10 102d中的雜質(zhì)濃度峰值也不容易下降。根據(jù)這種配置，能夠保持沿從基板內(nèi)的深的位置到表面的垂直方向的電場(chǎng)并有效地將由光電轉(zhuǎn)換部分51產(chǎn)生的空穴引導(dǎo)到電荷蓄積區(qū)域，由此使得能夠減少像素之間的顏色混合。最接近表面的半導(dǎo)體區(qū)域10 被設(shè)置在電荷蓄積區(qū)域107的正下方。通過電荷蓄積區(qū)域107和半導(dǎo)體區(qū)域10 配置PN結(jié)。根據(jù)該配置，電荷蓄積區(qū)域107和半導(dǎo)體區(qū)域10 被設(shè)置為相互接近，從而使得能夠抑制從電荷蓄積區(qū)域107的耗盡層的擴(kuò)展。特別是在為了提高飽和負(fù)載增加電荷蓄積區(qū)域107的雜質(zhì)濃度的情況下，增加最接近表面的半導(dǎo)體區(qū)域10 的雜質(zhì)濃度使得能夠容易地抑制耗盡層的擴(kuò)展。這樣，可以甚至進(jìn)一步抑制信號(hào)讀出時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓的幅值。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換裝置的截面結(jié)構(gòu)的示圖。功能與圖9所示的構(gòu)成要素相同的構(gòu)成要素被賦予相同的附圖標(biāo)記，并且，它們的詳細(xì)描述被省略。本實(shí)施例和圖9所示的配置之間的主要差異在于，N型半導(dǎo)體區(qū)域305和306被設(shè)置在溝道阻止區(qū)域104下面。N型半導(dǎo)體區(qū)域305和306被設(shè)置為包圍光電轉(zhuǎn)換部分51， 并且具有比阱部分102高的雜質(zhì)濃度。N型半導(dǎo)體區(qū)域305和306用作作為信號(hào)電荷的空穴的勢(shì)壘。使用這種配置使得能夠進(jìn)一步減少像素之間的顏色混合。在上述的實(shí)施例中，不限制光進(jìn)入的方向?？梢圆捎霉鈴陌雽?dǎo)體基板表面SBa進(jìn)入的頂面入射結(jié)構(gòu)。但是，也可采用光從半導(dǎo)體基板表面SBa的相對(duì)表面進(jìn)入的后面照射結(jié)構(gòu)。在后面照射結(jié)構(gòu)中，必須收集表面?zhèn)鹊碾姾?。由于空穴的遷移率比電子的低，因此它具有低的擴(kuò)散性。通過將本發(fā)明應(yīng)用于將空穴作為信號(hào)電荷處理的后面照射結(jié)構(gòu)，可以保持從基板深部到表面的長度方向電場(chǎng)，并且能夠有效地將空穴引導(dǎo)到電荷蓄積區(qū)域。因此， 與頂面入射結(jié)構(gòu)相比，減少像素之間的顏色混合的效果變得顯著。下面，圖12示出應(yīng)用本發(fā)明的光電轉(zhuǎn)換裝置的成像系統(tǒng)的例子。如圖12所示，成像系統(tǒng)90包含光學(xué)系統(tǒng)、成像裝置86和信號(hào)處理單元作為其主要部件。光學(xué)系統(tǒng)包括快門91、透鏡92和虹膜93作為其主要部件。成像裝置86包括光電轉(zhuǎn)換裝置1。信號(hào)處理單元包括成像信號(hào)處理電路95、A/D轉(zhuǎn)換器96、圖像信號(hào)處理單元97、存儲(chǔ)器單元87、外部I/F單元89、定時(shí)產(chǎn)生單元98、中央控制/運(yùn)算單元99、記錄介質(zhì)88和記錄介質(zhì)控制I/F單元94作為其主要部件。信號(hào)處理單元并非必需包含記錄介質(zhì) 88?？扉T91在光路中被提供在透鏡92的前面，并且控制曝光。透鏡92折射入射光，使得在成像裝置86的光電轉(zhuǎn)換裝置1中的成像區(qū)域上形成被照體的圖像。虹膜93在光路中被提供在透鏡92和光電轉(zhuǎn)換裝置1之間，并且，調(diào)整在穿過透鏡 92之后引入光電轉(zhuǎn)換裝置1中的光量。成像裝置86的光電轉(zhuǎn)換裝置1將在光電轉(zhuǎn)換裝置1的成像區(qū)域上形成的被照體的圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)。成像裝置86從光電轉(zhuǎn)換裝置1讀出此圖像信號(hào)并且輸出該圖像信號(hào)。成像信號(hào)處理電路95與成像裝置86連接，并且，處理從成像裝置86輸出的圖像信號(hào)。A/D轉(zhuǎn)換器96與成像信號(hào)處理電路95連接，并且將從成像信號(hào)處理電路95輸出的處理的模擬圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)。圖像信號(hào)處理單元97與A/D轉(zhuǎn)換器96連接，并且對(duì)從A/D轉(zhuǎn)換器96輸出的數(shù)字圖像信號(hào)執(zhí)行諸如校正的各種計(jì)算處理，由此產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。此圖像數(shù)據(jù)然后被供給到存儲(chǔ)器單元87、外部I/F單元89、中央控制/運(yùn)算單元99和記錄介質(zhì)控制I/F單元94等。存儲(chǔ)器單元87與圖像信號(hào)處理單元97連接，并且存儲(chǔ)從圖像信號(hào)處理單元97輸出的圖像數(shù)據(jù)。外部I/F單元89與圖像信號(hào)處理單元97連接。這使得能夠?qū)膱D像信號(hào)處理單元97輸出的圖像數(shù)據(jù)通過外部I/F單元89傳送到外部裝置(個(gè)人計(jì)算機(jī)等)。定時(shí)產(chǎn)生單元98與成像裝置86、成像信號(hào)處理電路95、A/D轉(zhuǎn)換器96和圖像信號(hào)處理單元97連接。定時(shí)信號(hào)由此被供給到成像裝置86、成像信號(hào)處理電路95、A/D轉(zhuǎn)換器96和圖像信號(hào)處理單元97。成像裝置86、成像信號(hào)處理電路95、A/D轉(zhuǎn)換器96和圖像信號(hào)處理單元97與定時(shí)信號(hào)同步地操作。中央控制/運(yùn)算單元99與定時(shí)產(chǎn)生單元98、圖像信號(hào)處理單元97和記錄介質(zhì)控制I/F單元94連接，并且，執(zhí)行定時(shí)產(chǎn)生單元98、圖像信號(hào)處理單元97和記錄介質(zhì)控制I/ F單元94的總體控制。記錄介質(zhì)88以可去除的狀態(tài)與記錄介質(zhì)控制I/F單元94連接。結(jié)果，從圖像信號(hào)處理單元97輸出的圖像數(shù)據(jù)通過記錄介質(zhì)控制I/F單元94被記錄到記錄介質(zhì)88中。通過至此描述的配置，如果通過光電轉(zhuǎn)換裝置1獲得有利的圖像信號(hào)，那么也可獲得有利的圖像(圖像數(shù)據(jù))。雖然已參照示例性實(shí)施例說明了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實(shí)施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以包含所有的變更方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。本申請(qǐng)要求在2009年2月6日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2009-026700和在2010 年1月21日提交的日本專利申請(qǐng)No. 2010-011375的權(quán)益，在此通過引用將它們的全部內(nèi)容并入。
權(quán)利要求
1.一種包括設(shè)置在半導(dǎo)體基板中的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中，各光電轉(zhuǎn)換部分包含包含第一雜質(zhì)的P型電荷蓄積區(qū)域；和與P型電荷蓄積區(qū)域一起配置光電二極管的N型阱部分，并且， 各阱部分具有包含第一濃度的砷的N型第一半導(dǎo)體區(qū)域；被設(shè)置在第一半導(dǎo)體區(qū)域下面并且包含比第一濃度低的第二濃度的砷的N型第二半導(dǎo)體區(qū)域；和被設(shè)置在第二半導(dǎo)體區(qū)域下面并且包含比第一濃度高的第三濃度的第二雜質(zhì)的N型第三半導(dǎo)體區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，第二雜質(zhì)的主要成分為磷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換裝置，還包括沿與半導(dǎo)體基板的表面垂直的方向的設(shè)置在器件隔離區(qū)域和阱部分之間的多個(gè)勢(shì)壘，以使所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分的P型電荷蓄積區(qū)域相互隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中，各勢(shì)壘包含被設(shè)置在器件隔離區(qū)域下面的N型第四半導(dǎo)體區(qū)域；和被設(shè)置在第四半導(dǎo)體區(qū)域下面的N型第五半導(dǎo)體區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，第四半導(dǎo)體區(qū)域包含比第二濃度高的第四濃度的第二雜質(zhì)；并且， 第五半導(dǎo)體區(qū)域包含比第二濃度高的第五濃度的第二雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的光電轉(zhuǎn)換裝置， 其中，各光電轉(zhuǎn)換部分還包含被設(shè)置在P型電荷蓄積區(qū)域之上并且包含比第四濃度高的第六濃度的第二雜質(zhì)的N型表面區(qū)域；和被設(shè)置在P型電荷蓄積區(qū)域下面并且包含比所述電荷蓄積區(qū)域中的雜質(zhì)的濃度低的濃度的第一雜質(zhì)的P型電荷收集區(qū)域，其中，第四半導(dǎo)體區(qū)域至少覆蓋器件隔離區(qū)域的底面并且延伸到表面區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，光從半導(dǎo)體基板的前表面?zhèn)冗M(jìn)入裝置，使得光進(jìn)入的方向?yàn)閺牡谝话雽?dǎo)體區(qū)域向著第二半導(dǎo)體區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換裝置，其中，光從半導(dǎo)體基板的后表面?zhèn)冗M(jìn)入裝置，使得光進(jìn)入的方向?yàn)閺牡诙雽?dǎo)體區(qū)域向著第一半導(dǎo)體區(qū)域。
9.一種成像系統(tǒng)，包括 根據(jù)權(quán)利要求1的光電轉(zhuǎn)換裝置；在光電轉(zhuǎn)換裝置的成像區(qū)域上形成圖像的光學(xué)系統(tǒng)；和通過處理從光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的信號(hào)來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的信號(hào)處理單元。
全文摘要
一種光電轉(zhuǎn)換裝置包括設(shè)置在半導(dǎo)體基板(5B)中的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換部分(51)，其中，各光電轉(zhuǎn)換部分(51)包括包含第一雜質(zhì)的P型電荷蓄積區(qū)域(107)；和與P型電荷蓄積區(qū)域一起配置光電二極管的N型阱部分(102)，并且，各阱部分具有包含第一濃度的砷的N型第一半導(dǎo)體區(qū)域(102a)；被設(shè)置在第一半導(dǎo)體區(qū)域下面并且包含比第一濃度低的第二濃度的砷的N型第二半導(dǎo)體區(qū)域(102b、102c)；和被設(shè)置在第二半導(dǎo)體區(qū)域下面并且包含比第一濃度高的第三濃度的第二雜質(zhì)的N型第三半導(dǎo)體區(qū)域(102d)。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102301475SQ20108000623
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者下津佐峰生, 山下雄一郎, 市川武史, 渡邊高典 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社