本技術(shù)涉及固體攝像器件、固體攝像器件制造方法和電子設(shè)備,并且特別地,涉及能夠抑制光電二極管的電荷傳輸特性變劣的固體攝像器件、固體攝像器件制造方法和電子設(shè)備。
背景技術(shù):
在現(xiàn)有技術(shù)中,因為像素尺寸的小型化方面的進(jìn)步,所以在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS;complementary metal oxide semiconductor)圖像傳感器中更多地采用了像素共用的技術(shù)(像素共用技術(shù)),以便使光電二極管(PD;photo diode)的開口率最大化。所述像素共用技術(shù)是一種通過讓多個像素之間共用晶體管從而使除了像素部中的光電二極管以外的器件的占用面積最小化來確保光電二極管的開口面積的技術(shù)。通過使用該像素共用技術(shù),能夠提高光電二極管的諸如飽和信號量和靈敏度等特性(參照專利文件1至4)。
在上述結(jié)構(gòu)中,形成有晶體管的層在形成有光電二極管的層上被形成為外延層。此外,作為將電荷從光電二極管傳輸至浮動擴(kuò)散部的方法,采用的是使用垂直晶體管的方法和通過離子注入(II;ion implant)來制造連接的II(離子注入)插塞方法。
引用文獻(xiàn)列表
專利文件
專利文件1:日本專利申請?zhí)亻_第2010-147965號
專利文件2:日本專利申請?zhí)亻_第2010-212288號
專利文件3:日本專利申請?zhí)亻_第2007-115994號
專利文件4:日本專利申請?zhí)亻_第2011-049446號
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
同時,在利用上述技術(shù)來形成現(xiàn)有技術(shù)中的包括埋入式光電二極管的后側(cè)照射型CMOS圖像傳感器的情況下,形成了其中光電二極管和浮動擴(kuò)散部相對于像素平面垂直地堆疊的結(jié)構(gòu)。因此,關(guān)于讓電荷從光電二極管傳輸至浮動擴(kuò)散部的通道,必須形成垂直于像素平面的傳輸通道,例如垂直晶體管或通過II(離子注入)來制造連接的II(離子注入)插塞。
然而,當(dāng)所述傳輸通道是垂直地被形成時,整個傳輸通道變長了。因此,將會成為像素信號的電荷的傳輸特性可能變劣。此外,為了確保所述傳輸通道,需要在確保形成II(離子注入)插塞用的區(qū)域之后才形成所述埋入式光電二極管,并且將要形成有所述光電二極管的層中的布局圖案可能受到限制。而且,因為需要在形成傳輸柵極之前形成所述埋入式光電二極管,所以不能使用自對準(zhǔn)II(離子注入),并且跟將要垂直地堆疊起來的所述光電二極管與所述浮動擴(kuò)散部二者之間的對準(zhǔn)發(fā)生沖突的魯棒性(robustness)可能會變劣。
本技術(shù)是針對上述情形而做出的,并且特別地,本發(fā)明旨在通過將浮動擴(kuò)散部形成在與光電二極管所處的深度相同的深度處從而實現(xiàn)傳輸通道被形成為與像素平面(水平方向)平行的構(gòu)造,由此抑制傳輸特性的變劣。
解決問題的技術(shù)方案
根據(jù)本技術(shù)一個方面的后側(cè)照射型固體攝像器件包括:像素晶體管,它形成于第一層上;光電二極管,它形成于與所述第一層在深度方向上分離的第二層上;以及傳輸晶體管,它適用于控制所述光電二極管的電荷傳輸,并且所述傳輸晶體管以埋入在所述第一層中的方式而被形成。
所述傳輸晶體管的柵極可以形成于所述第二層中。
所述后側(cè)照射型固體攝像器件還能夠包括浮動擴(kuò)散部,所述浮動擴(kuò)散部適用于檢測從所述光電二極管傳輸過來的電荷,并且所述浮動擴(kuò)散部形成于包括所述第二層的一個位置處。
所述浮動擴(kuò)散部的一部分被形成得與所述光電二極管的一部分在光入射方向上具有同一深度,并且在具有同一深度的所述浮動擴(kuò)散部的所述一部分與所述光電二極管的所述一部分之間可以形成有溝道,所述溝道通過所述傳輸晶體管的控制而被打開/關(guān)閉。
所述浮動擴(kuò)散部的整體構(gòu)造是一體化結(jié)構(gòu),所述浮動擴(kuò)散部穿透所述第一層,并且所述浮動擴(kuò)散部可以形成于包括所述第二層的一個位置處。
所述浮動擴(kuò)散部可以按照在所述第一層和所述第二層各者中分離的方式而被形成。
所述浮動擴(kuò)散部形成于所述第二層中,并且與所述浮動擴(kuò)散部電連接的接觸部可以通過挖掘而以穿透所述第一層的方式被形成。
在所述第一層中在與所述像素晶體管的漏極相鄰的位置及與所述像素晶體管的源極相鄰的位置處形成有氧化物膜,且這兩個位置處的所述氧化物膜把所述像素晶體管夾在中間。
在所述第二層中在與所述第一層的所述氧化物膜對應(yīng)的位置處形成有作為延續(xù)結(jié)構(gòu)的埋入式氧化物膜。
所述第二層上的所述光電二極管的前表面釘扎層可以通過p型外延生長而被形成,并且所述前表面釘扎層被設(shè)置為所述第一層與所述第二層之間的邊界表面。
所述前表面釘扎層可以通過原位摻雜外延生長而被形成。
在所述浮動擴(kuò)散部與所述傳輸晶體管的柵極之間可以形成有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜。
所述浮動擴(kuò)散部形成于所述第二層中,并且可以通過以穿透所述第一層的方式進(jìn)行挖掘而形成有與所述浮動擴(kuò)散部電連接的金屬布線。
具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的所述氧化物膜可以以圍繞所述傳輸晶體管的柵極的方式而被形成。
所述傳輸晶體管的柵極的僅僅底部可以以延伸得跨過所述浮動擴(kuò)散部和所述光電二極管的方式而被形成,所述傳輸晶體管的柵極的其它部位可以被形成得具有比所述底部的直徑小的直徑。
在根據(jù)本技術(shù)一個方面的后側(cè)照射型固體攝像器件制造方法中,所述后側(cè)照射型固體攝像器件包括:像素晶體管,它形成于第一層上;光電二極管,它形成于與所述第一層在深度方向上分離的第二層上;以及傳輸晶體管,它適用于控制所述光電二極管的電荷傳輸,并且所述傳輸晶體管以埋入在所述第一層中的方式而被形成。所述制造方法包括:形成第一層,然后在所述第一層中形成挖掘部(excaved portion),所述挖掘部使得所述傳輸晶體管的柵極能夠被形成于所述第二層中;以及以讓所述柵極形成于所述第二層中的方式,在所述挖掘部中形成所述傳輸晶體管。
根據(jù)本技術(shù)一個方面的設(shè)置有后側(cè)照射型固體攝像器件的電子設(shè)備包括:像素晶體管,它形成于第一層上;光電二極管,它形成于與所述第一層在深度方向上分離的第二層上;以及傳輸晶體管,它適用于控制所述光電二極管的電荷傳輸,并且所述傳輸晶體管以埋入在所述第一層中的方式而被形成。
根據(jù)本技術(shù)的一個方面,所述像素晶體管形成于所述第一層上,所述光電二極管形成于與所述第一層在深度方向上分離的第二層上,所述光電二極管的電荷傳輸由所述傳輸晶體管控制,并且所述傳輸晶體管以埋入的方式而被形成在所述第一層中。
本發(fā)明的技術(shù)效果
根據(jù)本技術(shù)的一個方面,能夠抑制累積于光電二極管中的電荷的傳輸特性的變劣。此外,可以減小為了確保傳輸通道而對形成有光電二極管的層的圖案的限制。此外,能夠抑制跟像素晶體管與形成有光電二極管的層之間的相互對準(zhǔn)發(fā)生沖突的魯棒性的變劣。
附圖說明
圖1是根據(jù)本技術(shù)第一實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖2是用來說明圖1中的固體攝像器件的制造方法的流程圖。
圖3是圖1中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖4是圖1中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖5是圖1中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖6是圖1中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖7是圖1中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖8是圖1中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖9是根據(jù)本技術(shù)第二實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖10是根據(jù)本技術(shù)第三實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖11是根據(jù)本技術(shù)第四實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖12是根據(jù)本技術(shù)第五實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖13是根據(jù)本技術(shù)第六實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖14是根據(jù)本技術(shù)第七實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖15是圖14中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖16是根據(jù)本技術(shù)第八實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖17是圖16中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖18是根據(jù)本技術(shù)第九實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖19是圖18中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖20是根據(jù)本技術(shù)第十實施例的固體攝像器件的示例性構(gòu)造的說明圖。
圖21是圖20中的固體攝像器件的制造方法的說明圖。
圖22是根據(jù)本技術(shù)第十一實施例的包括設(shè)置有固體攝像器件的攝像裝置的電子設(shè)備的示例性構(gòu)造的說明圖。
具體實施方式
需要注意的是,將按照下列順序提供說明。
1.第一實施例(在該示例中,通過執(zhí)行直到形成有光電二極管的層的挖掘而形成浮動擴(kuò)散部)
2.第二實施例(在該示例中,在形成有光電二極管的層和形成有像素晶體管的層的各者中以分離的方式形成浮動擴(kuò)散部)
3.第三實施例(在該示例中,在形成有光電二極管的層上形成浮動擴(kuò)散部并且在外延層上挖掘接觸部)
4.第四實施例(在該示例中,以將像素晶體管夾在中間的方式形成氧化物膜)
5.第五實施例(在該示例中,以將像素晶體管夾在中間的方式形成氧化物膜,并且另外形成被挖掘而成的與形成有光電二極管的硅基板連接的氧化物膜)
6.第六實施例(在該示例中,通過原位摻雜生長來形成前表面釘扎層)
7.第七實施例(在該示例中,在傳輸晶體管的柵極與浮動擴(kuò)散部之間形成有氧化物膜)
8.第八實施例(在該示例中,在傳輸晶體管的柵極與浮動擴(kuò)散部之間形成有氧化物膜,并且采用FD接觸部作為金屬布線)
9.第九實施例(在該示例中,不僅在傳輸晶體管的柵極與浮動擴(kuò)散部之間而且圍繞著該柵極形成有氧化物膜)
10.第十實施例(在該示例中,不僅在傳輸晶體管的柵極與浮動擴(kuò)散部之間而且圍繞著該柵極形成有氧化物膜,并且采用該柵極的底部作為執(zhí)行寬度而將該柵極的其它部位形成得較薄)
11.第十一實施例(設(shè)置有包括本技術(shù)的固體攝像器件的攝像裝置的電子設(shè)備的示例性構(gòu)造)
1.第一實施例
圖1是圖示了應(yīng)用本技術(shù)的固體攝像器件的第一實施例的示例性構(gòu)造的圖。需要注意的是,圖1中的固體攝像器件是后側(cè)照射型固體攝像器件。在圖1中,需要注意的是,入射光朝著固體攝像器件的傳播方向(深度方向)在該圖中是從下側(cè)指向上側(cè),并且在下文中,該圖中的各層的上表面是前表面且下表面是后表面。因此,該圖中的上部是淺位置,而該圖中的下部是深位置。此外,圖1是圖示了固體攝像器件中的一個像素的側(cè)表面截面圖。
在從該圖的底部入射的入射光的傳播方向的開頭位置處設(shè)置有芯片上透鏡(on chip lens)21,并且入射光被會聚以便被光電二極管42接收。
在該圖中的芯片上透鏡21上,設(shè)置有彩色濾光片22,該彩色濾光片22把經(jīng)由芯片上透鏡21進(jìn)入的光之中的具有預(yù)定波長的光傳輸至光電二極管42。
圍繞著彩色濾光片22而設(shè)置有遮光金屬23,并且遮光金屬23執(zhí)行遮光以使得已經(jīng)通過芯片上透鏡21和彩色濾光片22的光不會進(jìn)入其它相鄰像素的光電二極管42中。
在該圖中的彩色濾光片22上,設(shè)置有后表面釘扎層24,并且后表面釘扎層24被形成為硅(Si)基板25與彩色濾光片22之間的元件隔離層。
在該圖的中央部中在硅基板25上形成有由N型區(qū)域形成的光電二極管(PD)42,并且圍繞著該光電二極管而形成有分離層41。因此,光電二極管42具有埋入式構(gòu)造,并且光電二極管42利用光電效應(yīng)而產(chǎn)生與入射光的光量對應(yīng)的電荷,然后將所述電荷經(jīng)由溝道44而輸出至浮動擴(kuò)散部56,溝道44是通過傳輸晶體管柵極55的控制而被打開/關(guān)閉的。
在該圖中的硅基板25上,設(shè)置有由P型區(qū)域形成的前表面釘扎層43,并且前表面釘扎層43被形成為硅(Si)基板25與外延層(P-Epi)26之間的元件隔離層。
外延層(P-Epi)26被形成于硅基板25上,并且在外延層26上設(shè)置有諸如放大晶體管(AMP)、復(fù)位晶體管(RST)或選擇晶體管(SEL)等像素晶體管的柵極(AMP或RST或SEL)51。此外,在柵極51的下方設(shè)置有溝道52,溝道52是通過柵極51的控制而被打開/關(guān)閉的,并且溝道52適用于將漏極53連接至源極54。同時,像素晶體管的構(gòu)造可以是視需要而不包括選擇晶體管(SEL)的構(gòu)造。
此外,在外延層26中,傳輸晶體管柵極(TRG)55適用于控制溝道44的打開/關(guān)閉,該柵極55以埋入在外延層26中且穿透外延層26的方式位于硅基板25的溝道44的上方。此外,浮動擴(kuò)散部56以與溝道44的一個側(cè)表面部接觸并穿透外延層26的方式而被設(shè)置著。
換言之,如圖1所示,提供了如下構(gòu)造:在該構(gòu)造中,該圖中的浮動擴(kuò)散部56的底部以穿透外延層26的方式而被形成,且在入射光的傳播方向(深度方向)上位于與該圖中的光電二極管42的上部的位置相同的位置處。
利用這種構(gòu)造,溝道44被形成為用于將光電二極管42所累積的電荷傳輸至浮動擴(kuò)散部56的傳輸通道,并且溝道44通過傳輸晶體管柵極55的控制而被打開/關(guān)閉。于是,因為傳輸通道是經(jīng)由溝道44而被形成在與入射光的傳播方向(深度方向)垂直的方向(與像素表面平行的方向)上,所以傳輸距離不會變長。結(jié)果,因為傳輸距離不會變長,所以能夠減輕傳輸特性的變劣。此外,因為不必為埋入式光電二極管42設(shè)置有為了確保傳輸通道而需要的II(離子注入)插塞,所以能夠消除諸如確保硅基板25上的II(離子注入)插塞用的區(qū)域之類的對圖案的限制。
圖1中的固體攝像器件的制造方法
接下來,將參照圖2中的流程圖來說明圖1中的固體攝像器件的制造方法。
在步驟S11中,在n型硅基板(n-Si)25上形成分離層41、光電二極管42和前表面釘扎層43。換言之,如圖3的下部所示,在如圖3的上部所示的硅基板(n-Si)25中形成分離層(p)41、光電二極管42和前表面釘扎層(p+)43。而且,如圖3的下部所示,光電二極管42是由n+層(n+)42a和n層(n)42b形成的。
在步驟S12中,在該圖的硅基板25的上部處形成p型外延層(P-Epi)26。換言之,如圖4所示,在該圖的硅基板25的已經(jīng)通過步驟S11中的處理而形成有分離層(p)41、光電二極管42和前表面釘扎層(p+)43的上部處形成外延層(P-Epi)26。如圖4所示,光電二極管42在被分離層41和外延層26圍繞的狀態(tài)下以埋入的方式而被形成。
在步驟S13中,形成挖掘部,以便能夠形成埋入式的傳輸晶體管柵極(TRG)55和溝道44。換言之,如圖5所示,在外延層26中的將要形成傳輸晶體管柵極(TRG)55和溝道44的位置處形成挖掘部61,該挖掘部61穿透外延層26直至一個抵達(dá)了硅基板25的深度。此時,挖掘部61位于至少與要成為光電二極管42的上部的n+層42a接觸的位置處,并且挖掘部61具有與此對應(yīng)的深度。
在步驟S14中,形成諸如放大晶體管(AMP)、復(fù)位晶體管(RST)或選擇晶體管(SEL)等像素晶體管的n型溝道(n)52以及設(shè)置于傳輸晶體管柵極55下方的n型溝道(n)44。此外,在該圖的外延層26上形成氧化物膜71。換言之,如圖6所示,在外延層26的上部處形成n型溝道(n)52,且在挖掘部61的底部處形成溝道(n)44。此外,從該圖的上側(cè)在溝道(n)52和溝道(n)44的全體上形成氧化物膜71。這里,在圖1中形成有氧化物膜71,盡管沒有圖示。
在步驟S15中,形成諸如放大晶體管(AMP)、復(fù)位晶體管(RST)或選擇晶體管(SEL)等像素晶體管的柵極51以及傳輸晶體管柵極(TRG)55。換言之,如圖7所示,在溝道(n)52上形成柵極(AMP/RST/SEL)51,并且在對應(yīng)于挖掘部61的位置處形成傳輸晶體管柵極55。
在步驟S16中,形成諸如放大晶體管(AMP)、復(fù)位晶體管(RST)或選擇晶體管(SEL)等像素晶體管的漏極(N++)53和源極(N++)54以及浮動擴(kuò)散部(N++)56。換言之,如圖8所示,在溝道52的兩個端部處形成漏極(N++)53和源極(N++)54。此外,如圖8所示,浮動擴(kuò)散部(N++)以至少接觸溝道44的方式而被形成。
在下文中,通過在該圖的硅基板25的下部處設(shè)置后表面釘扎層24、遮光金屬23、彩色濾光片22和芯片上透鏡21,來制造出如圖1所示的固體攝像器件。
通過以上述制造方法來制造固體攝像器件,形成了具有到達(dá)光電二極管42的上部的深度的浮動擴(kuò)散部56,并且還形成了將光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56連接起來的溝道44。因此,能夠在與深度方向(在該圖中,垂直方向)垂直的方向(在該圖中,水平方向)上確保從光電二極管42開始的電荷傳輸通道。
結(jié)果,能夠減輕由于因傳輸通道被形成于深度方向(垂直方向)上所引起的變長的傳輸距離而導(dǎo)致的傳輸特性變劣。此外,因為在形成埋入式光電二極管42的時候不必為了確保傳輸通道而形成任何的II(離子注入)插塞,所以能夠消除對圖案的限制。
同時,作為外延層26與硅基板25之間的元件隔離層的前表面釘扎層43是通過雜質(zhì)注入而被形成的。然而,在如圖1所示的其中外延層26是P型(P-Epi)的情況下,當(dāng)該外延層具有足夠的能夠使光電二極管42與像素晶體管(由柵極51、溝道52、漏極53和源極54形成)分離的P型濃度時,就不需要通過注入P型雜質(zhì)來形成前表面釘扎層43,并且在這種情況下,也就能夠省略形成前表面釘扎層43的步驟。
換言之,在外延層26具有低的n型或p型濃度的情況下,必須通過注入P型雜質(zhì)來形成前表面釘扎層(阱)43以便使光電二極管42與晶體管(由柵極51、溝道52、漏極53和源極54形成)分離。
此外,傳輸晶體管柵極55可以在形成外延層26之后再通過挖掘而被形成,或也可以在形成外延層26之前通過以選擇性生長的方式形成外延層26而被形成。在后一種情況下,在形成外延層26之前,在加工了傳輸晶體管柵極55之后能夠通過利用傳輸晶體管柵極55而實施的自對準(zhǔn)來進(jìn)行II(離子注入)注入從而形成光電二極管42,并且能夠抑制跟光電二極管42與傳輸晶體管柵極55二者之間的相互對準(zhǔn)發(fā)生沖突的魯棒性變劣。因此,能夠使傳輸晶體管柵極55的周邊的設(shè)計變成接近于現(xiàn)有技術(shù)中在同一平面上進(jìn)行布局的結(jié)構(gòu)的狀態(tài),并且能夠解除為了確保垂直方向上的傳輸通道而帶來的對圖案的限制。
此外,對于浮動擴(kuò)散部56,也同樣如此,即使在形成外延層26之前或之后形成浮動擴(kuò)散部的情況下,在任一情況下,也可以通過執(zhí)行II(離子注入)注入從而形成連接來形成浮動擴(kuò)散部,或可以在形成外延層26之后通過多級注入來形成浮動擴(kuò)散部。
此外,通過使形成有光電二極管的層和形成有像素晶體管的層在入射光的光入射方向(深度方向)上分離地形成,能夠讓光電二極管的面積擴(kuò)大。因此,能夠提高靈敏度和像素容量Qs。此外,因為各個像素能夠以完全對稱的方式布置著,所以能夠改善像素間差異。此外,通過使用被埋入在外延層26中的傳輸晶體管柵極55來確保硅基板25上的在與入射光的光入射方向垂直的方向(與深度方向垂直的方向)上的傳輸通道,能夠改善垂直傳輸所特有的傳輸特性變劣。
此外,因為能夠用來布置像素晶體管的面積擴(kuò)大了,所以對于構(gòu)成各像素的光電二極管的尺寸而言,能夠確保足夠的長度和足夠的寬度。因此,能夠減小由于像素晶體管而造成的對隨機(jī)噪聲的影響。
2.第二實施例
上面已經(jīng)說明了將外延層26形成得使得浮動擴(kuò)散部56的底部變成與光電二極管42的上部為同一深度的示例。然而,因為僅需要在與深度方向垂直的方向(在圖1中,水平方向)上確保來自光電二極管42的電荷的傳輸通道,所以也可以具有如下的構(gòu)造:在該構(gòu)造中,子浮動擴(kuò)散部(sub-floating diffusion)與浮動擴(kuò)散部56分離地設(shè)置著,并且所述子浮動擴(kuò)散部位于與被連接至光電二極管42的溝道44接觸的位置且浮動擴(kuò)散部與子浮動擴(kuò)散部之間建立了相互電連接。
圖9是具有如下構(gòu)造的固體攝像器件的示例性構(gòu)造:在該構(gòu)造中,子浮動擴(kuò)散部(SubFD)91被設(shè)置于與被連接至光電二極管42的溝道44接觸的位置和深度處,并且經(jīng)由溝道101而被連接至浮動擴(kuò)散部(FD)56。需要注意的是,具有與圖1中的固體攝像器件的部件的功能相同的功能的部件具有相同名稱,并且由相同的附圖標(biāo)記表示,并且將會適當(dāng)?shù)厥÷赃@些部件的說明。
換言之,在圖9的固體攝像器件中,子浮動擴(kuò)散部91位于與光電二極管42的上部所處的深度大致相同的深度處,并且子浮動擴(kuò)散部91被設(shè)置于與溝道44接觸的位置處。因此,來自光電二極管42的電荷的傳輸通道能夠被設(shè)定在與深度方向垂直的方向(在圖9中,水平方向)上。利用這種構(gòu)造,能夠獲得與圖1中的固體攝像器件相似的效果。
此外,在圖9中的固體攝像器件的情況下,提供了如下的結(jié)構(gòu):在該結(jié)構(gòu)中,在除了傳輸時間以外的所有時間下,子浮動擴(kuò)散部91與浮動擴(kuò)散部56是物理地分離的。因此,能夠減輕由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。
此外,因為提供了經(jīng)由溝道101來保持子浮動擴(kuò)散部91與浮動擴(kuò)散部56之間的電位差的構(gòu)造,所以能夠減少對殘像(afterimage)或泵浦(pump-up)變劣的影響。
3.第三實施例
因為僅需要在與深度方向垂直的方向(在該圖中,水平方向)上確保來自光電二極管42的電荷的傳輸通道,所以浮動擴(kuò)散部56可以以位于與被連接至光電二極管42的溝道44接觸的位置和深度處的方式被設(shè)置于硅基板25上。在這種情況下,在硅基板25上形成外延層26,然后以與浮動擴(kuò)散部56接觸的方式形成挖掘部,并且可以在該挖掘部中設(shè)置接觸部。
圖10是一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造:在該構(gòu)造中,外延層26是在浮動擴(kuò)散部56被形成于硅基板25上之后才被形成的,并且在外延層26中也設(shè)置有到達(dá)浮動擴(kuò)散部56的挖掘部,并且接觸部121以與浮動擴(kuò)散部56接觸的方式而被設(shè)置。
在圖10的固體攝像器件中,通過減薄外延層26,接觸部121能夠在垂直方向上被縮短。因此,能夠抑制傳輸特性的變劣。換言之,能夠讓圖10中的外延層26的厚度T2比圖1中的外延層26的厚度T1(>T2)薄。此外,因為浮動擴(kuò)散部56形成于硅基板25上,所以與光電二極管42在水平方向上的位置關(guān)系能夠變得接近現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)和設(shè)計。
同時,在使用接觸部121的情況下,浮動擴(kuò)散部56可以如圖10所示僅形成于硅基板25上,或還可以像圖1中的固體攝像器件一樣通過在形成外延層26之前/之后執(zhí)行多次II(離子注入)而被形成,并且前述兩者中的任一者都能選用。此外,因為浮動擴(kuò)散部56是通過在形成外延層26之前/之后執(zhí)行多次離子注入(II)而被形成的,所以能夠?qū)⑼庋訉?6形成得較薄,并且能夠進(jìn)一步縮短接觸部121的長度。
4.第四實施例
氧化物膜也可以被用來使諸如放大晶體管(AMP)、復(fù)位晶體管(RST)或選擇晶體管(SEL)等像素晶體管(由柵極51、溝道52、漏極53和源極54形成)與傳輸晶體管柵極55及浮動擴(kuò)散部56分離。
圖11圖示了一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造,在該固體攝像器件中,氧化物膜被用來使諸如放大晶體管(AMP)、復(fù)位晶體管(RST)或選擇晶體管(SEL)等像素晶體管(由柵極51、溝道52、漏極53和源極54形成)與傳輸晶體管柵極55及浮動擴(kuò)散部56分離。
換言之,在圖11中,氧化物膜141在外延層26上作為元件隔離層而分別被設(shè)置在漏極53的左端部和源極54的右端部處。
這能夠抑制相鄰像素之間的混色和拖尾(smearing),而且,因為通過采用由氧化物膜實現(xiàn)的分離就能夠減小容量,所以與通過II(離子注入)而實現(xiàn)的分離相比,能夠提高轉(zhuǎn)換效率。
5.第五實施例
在第四實施例中,已經(jīng)給出了在外延層26上將氧化物膜141作為元件隔離層而分別設(shè)置在漏極53的左端部和源極54的右端部處的示例的說明。然而,還可以具有如下構(gòu)造:在該構(gòu)造中,設(shè)置于漏極53的左端部處的氧化物膜141進(jìn)一步延伸到硅基板25側(cè)從而在硅基板25的內(nèi)部也形成埋入式氧化物膜,并且相鄰像素是彼此完全分離的。
圖12圖示了一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造,在該固體攝像器件中,氧化物膜141以延伸到硅基板25側(cè)的方式而被形成,并且在這個延伸到的位置處在硅基板25內(nèi)部形成了埋入式氧化物膜。
換言之,在圖12的固體攝像器件中,設(shè)置有通過使氧化物膜141從漏極(D)53的左端部延伸到硅基板25而獲得的氧化物膜171,另外,在硅基板25的內(nèi)部還設(shè)置有埋入式氧化物膜181,且埋入式氧化物膜181被連接至氧化物膜171。此外,埋入式氧化物膜181具有與遮光金屬23接觸的構(gòu)造。此外,埋入式氧化物膜181還被設(shè)置于光電二極管42的右端部處并且具有類似的與遮光金屬23接觸的構(gòu)造。另外,在源極(S)54的右端部處設(shè)置有氧化物膜171。
利用這種構(gòu)造,在硅基板25內(nèi)部能夠抑制相鄰像素之間的混色和拖尾。此外,埋入式氧化物膜181能夠通過被連接至外延層26中的氧化物膜171而使相鄰像素彼此完全分離。另外,作為埋入式氧化物膜181,也可以埋入與遮光金屬23(例如,像鎢(W)之類的金屬)相同的材料。
此外,因為埋入式氧化物膜181被連接至遮光金屬23,所以能夠抑制由芯片上透鏡21會聚的光被傳輸至相鄰像素。因此,能夠使該光進(jìn)入到硅基板25內(nèi)的光電二極管42。結(jié)果,能夠提高光電二極管42的靈敏度。
6.第六實施例
在硅基板25與外延層(P-Epi)26之間的界面附近的前表面釘扎層(雜質(zhì)擴(kuò)散層)可以通過原位摻雜Epi生長(in-situ doped Epi growth)而被形成。
圖13圖示了通過原位摻雜Epi生長來形成前表面釘扎層(雜質(zhì)擴(kuò)散層)的固體攝像器件的示例性構(gòu)造。換言之,圖13圖示了當(dāng)前表面釘扎層(p+-Epi)191通過原位摻雜Epi生長而被形成時的固體攝像器件的示例性構(gòu)造。
具體地,當(dāng)通過雜質(zhì)注入而在硅基板25內(nèi)形成光電二極管42之后,為了形成外延層26而開始外延層生長時,所述界面附近的雜質(zhì)由于外延層生長期間內(nèi)的熱量(例如,能夠使良好的外延生長成為可能的大約1000℃的熱量)而發(fā)生擴(kuò)散。
在這種情況下,已知的是,在所述界面附近的PN結(jié)幾乎不會以陡峭輪廓而被創(chuàng)建,該P(yáng)N結(jié)的容量被減小了,并且光電二極管42的容量Qs被減小了。因此,在根據(jù)外延層26的生長狀態(tài)來控制雜質(zhì)部分的注入量的同時、用原位摻雜Epi生長使外延層26生長的情況下,能夠在保持所期望的陡峭輪廓的同時形成外延層。
結(jié)果,能夠抑制光電二極管42的容量Qs減小。
7.第七實施例
由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣能夠通過在柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間布置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜而得到抑制,而且柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場可以被弛豫。
圖14圖示了一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造,在該固體攝像器件中,例如SiO2被布置為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的氧化物膜。需要注意的是,圖14中的左部分是以由點劃線的正方形表示的2×2像素的形式存在的四個像素的頂表面圖,這四個像素共用被布置于它們中央處的浮動擴(kuò)散部56。此外,圖14中的右部分是沿著圖14的左部分中的2×2像素中的由虛線表示的直線a-b截取的截面圖。
如圖14的左部分所示,在各個像素(光電二極管42)的角部處設(shè)置有傳輸晶體管柵極55,各個傳輸晶體管柵極55與設(shè)置于2×2像素的中央處且被四個像素共用的浮動擴(kuò)散部56接觸。此外,在浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間設(shè)置有由SiO2形成的氧化物膜211。此外,在該圖中的2×2像素的上側(cè)和下側(cè)處設(shè)置有像素晶體管柵極51。
如圖14的右部分所示,在浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間設(shè)置有由SiO2形成的氧化物膜211。
通過采用在柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間設(shè)置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜(SiO2)的構(gòu)造,能夠抑制由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠被弛豫,所以能夠提高傳輸晶體管柵極的可靠性。
圖14中的固體攝像器件的制造方法
接下來,將參照圖15來說明圖14中的固體攝像器件的制造方法。需要注意的是,假設(shè)已經(jīng)形成了埋入式光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56。
在第一個步驟中,如圖15的左上部分所示,在外延層26的將要形成有氧化物膜211的區(qū)域中形成溝槽,隨后,在該溝槽中填充用于形成氧化物膜211的SiO2。需要注意的是,該溝槽也可以是空氣隙(air gap)。
在第二個步驟中,如圖15的左下部分所示,以延伸得跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56的方式形成傳輸晶體管柵極55,而且形成了其它的像素晶體管柵極51。
在第三個步驟中,如圖15的右上部分所示,注入浮動擴(kuò)散部56的雜質(zhì),然后形成FD接觸部212。因此,完成了固體攝像器件。這里,在上述制造方法中,已經(jīng)說明的是在完成了對位于外延層26的底部處的浮動擴(kuò)散部56的雜質(zhì)注入之后才開始制造的示例。然而,在第三個步驟中,也可以在形成FD接觸部212之前的上一步處理中就執(zhí)行雜質(zhì)注入。
通過上述制造方法能夠制造出具有如下構(gòu)造的固體攝像器件:在該構(gòu)造中,在柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間布置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜(SiO2)。
結(jié)果,能夠抑制由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠被弛豫,所以能夠提高傳輸晶體管柵極的可靠性。
8.第八實施例
上面已經(jīng)針對在柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間布置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜(SiO2)的固體攝像器件提供了說明,但是此外,還可以通過利用金屬布線來形成去往浮動擴(kuò)散部的連接從而實現(xiàn)埋入式浮動擴(kuò)散部。
圖16圖示了一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造,在該固體攝像器件中,SiO2作為氧化物膜被布置在柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間,而且另外,通過利用金屬布線來形成去往浮動擴(kuò)散部56的連接從而實現(xiàn)埋入式浮動擴(kuò)散部56。圖16的左部分與圖14中的情況相似。此外,圖16的右部分是沿著圖16的左部分中的2×2像素中的由虛線表示的直線a-b截取的截面圖。
如圖16的右部分所示,在浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間設(shè)置有由SiO2等形成的氧化物膜211。此外,浮動擴(kuò)散部56利用金屬布線221而被連接至外延層26的底部,從而實現(xiàn)了埋入式浮動擴(kuò)散部56。
利用圖16所示的構(gòu)造,能夠抑制由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠被弛豫,所以能夠提高傳輸晶體管柵極的可靠性。此外,能夠通過金屬布線221來實現(xiàn)像素的進(jìn)一步小型化。
圖16中的固體攝像器件的制造方法
接下來,將參照圖17來說明圖16中的固體攝像器件的制造方法。在第一個步驟中,如圖17的左上部分所示,在外延層26的將要形成有氧化物膜211的區(qū)域中以及將要形成有金屬布線221的區(qū)域中形成溝槽,隨后,在該溝槽中填充用于形成氧化物膜211的SiO2。第二個步驟是與上述步驟相似的處理,因此,將省略這個步驟的說明。
在第三個步驟中,如圖17的右上部分所示,以與設(shè)置于外延層26的底部處的浮動擴(kuò)散部56電連接的方式形成溝槽,并且以被連接至浮動擴(kuò)散部56的方式形成金屬布線221。因此,完成了固體攝像器件。這里,浮動擴(kuò)散部56與金屬布線221之間的接觸也可以以它們二者夾著薄的絕緣膜的方式而被形成。
通過上述制造方法能夠制造出這樣的固體攝像器件:在該固體攝像器件中,在柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間布置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜(SiO2),另外還設(shè)置有被連接至浮動擴(kuò)散部56的金屬布線221。
結(jié)果,能夠抑制由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠被弛豫,所以能夠提高傳輸晶體管柵極的可靠性。此外,能夠通過擴(kuò)大用于形成氧化物膜211的溝槽的寬度且通過使用金屬布線221來實現(xiàn)像素小型化。
9.第九實施例
上面已經(jīng)針對在浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間布置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜SiO2的示例提供了說明,但是另外,具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的所述氧化物膜SiO2也可以以圍繞柵極55的方式而被填充。
圖18圖示了一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造,在該固體攝像器件中,在浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間布置有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜SiO2,而且,具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的所述氧化物膜SiO2是以圍繞柵極55的方式而被填充的。
如圖18的左部分所示,在各個像素(光電二極管42)的角部處設(shè)置有傳輸晶體管柵極55,各傳輸晶體管柵極55與設(shè)置于2×2像素的中央處且被四個像素共用的浮動擴(kuò)散部56接觸。然后,由SiO2形成的所述氧化物膜以圍繞柵極55的方式而被設(shè)置。此外,在該圖中的2×2像素的上側(cè)和下側(cè)處設(shè)置有像素晶體管柵極51。
如圖18的右部分所示,在浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間設(shè)置有由SiO2等形成的氧化物膜211,此外,氧化物膜211以圍繞柵極55的方式而被設(shè)置著。
通過形成其中具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜(SiO2)不僅被設(shè)置于柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間而且還圍繞柵極55的構(gòu)造,傳輸晶體管柵極55的僅僅底部對電荷傳輸有貢獻(xiàn)。結(jié)果,因為能夠減小浮動擴(kuò)散部56的容量增大,所以能夠抑制轉(zhuǎn)換效率的變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠被弛豫,所以能夠提高傳輸晶體管柵極的可靠性。
圖18中的固體攝像器件的制造方法
接下來,將參照圖19來說明圖18中的固體攝像器件的制造方法。
在第一個步驟中,如圖19的左上部分所示,在外延層26處形成溝槽,并且通過注入雜質(zhì)而形成浮動擴(kuò)散部56,然后在該溝槽中填充用于形成氧化物膜211的SiO2。
在第二個步驟中,如圖19的左下部分所示,以在氧化物膜211的底部處延伸得跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56的方式形成傳輸晶體管柵極55,而且還形成了其它的像素晶體管柵極51。
在第三個步驟中,如圖19的右上部分所示,連接金屬布線221以使得浮動擴(kuò)散部56被埋入。因此,完成了固體攝像器件。
通過上述制造方法能夠制造出具有如下構(gòu)造的固體攝像器件:在該構(gòu)造中,具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜(SiO2)不僅位于柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間而且還以圍繞柵極55的方式而被布置著。
結(jié)果,能夠以更高的精度來抑制由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠以更高的精度而被弛豫,所以能夠進(jìn)一步提高傳輸晶體管柵極的可靠性。此外,能夠?qū)崿F(xiàn)像素尺寸的小型化。
10.第十實施例
上面已經(jīng)針對具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜SiO2不僅位于浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間而且還以圍繞柵極55的方式布置著的示例提供了說明。然而,此外,還可以通過如下方式來實現(xiàn)更大程度的像素小型化:減薄傳輸晶體管柵極55的除了需要具有延伸得跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56的執(zhí)行寬度的那些部位以外的其它部位。
圖20圖示了一種固體攝像器件的示例性構(gòu)造,在該固體攝像器件中,傳輸晶體管柵極55的除了需要具有延伸得跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56的執(zhí)行寬度的那些部位以外的其它部位被形成得較薄。
圖20的左部分中的頂表面圖的構(gòu)造與圖18中的情況相似。而且,如圖20的右下部分所示,由SiO2等形成的氧化物膜211被設(shè)置于浮動擴(kuò)散部56與柵極55之間而且此外還以圍繞柵極55的方式而被設(shè)置著。需要注意的是,圖20的右上部分與圖18的右部分中的構(gòu)造相似。
此外,如圖20的右下部分所示,柵極55的頂部具有比圖18的右部分所示的柵極55更小的構(gòu)造。此外,圖20的右下部分中的由虛線圈起的柵極55的底部的執(zhí)行寬度(直徑)是能夠跨過浮動擴(kuò)散部56和光電二極管42而延伸的最小寬度(直徑)。由于具有由圖20中的柵極55表示的構(gòu)造,柵極55除了頂部和底部以外能夠被形成得薄且小。
利用這種構(gòu)造,能夠抑制由于浮動擴(kuò)散部56的容量增大而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率變劣。此外,因為柵極55與浮動擴(kuò)散部56之間的電場能夠被弛豫,所以能夠提高傳輸晶體管柵極的可靠性。此外,能夠以更高的精度來實現(xiàn)像素的小型化。
圖20中的固體攝像器件的制造方法
接下來,將參照圖21來說明圖20中的固體攝像器件的制造方法。
在第一個步驟中,如圖21的左上部分所示,在外延層26的將要形成有氧化物膜211的區(qū)域中形成溝槽,并且在該溝槽中填充用于形成氧化物膜211的SiO2。
在第二個步驟中,如圖21的左下部分所示,形成溝槽231,該溝槽231具有在隨后的處理中在氧化物膜211的底部處延伸得跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56的寬度。
在第三個步驟中,如圖21的右上部分所示,通過各向異性蝕刻在溝槽231的底部上形成底部231r和231n。底部231r、231n各自具有比溝槽231的直徑更大的直徑,并且底部231r、231n各自的直徑對應(yīng)于跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56而延伸的最小寬度。通過形成這些底部231r和231n,就能夠獲得這樣的構(gòu)造:在個構(gòu)造中,由上述最小寬度形成的執(zhí)行寬度能夠延伸得從光電二極管42跨越到浮動擴(kuò)散部56。
在第四個步驟中,如圖21的右下部分所示,在溝槽231中形成柵極55,并且柵極55的在僅僅其底部231r和231n對電荷傳輸有貢獻(xiàn)的狀態(tài)下跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56而延伸。
在第五個步驟中,如圖20的右下部分所示,將金屬布線221電連接,以便形成埋入式浮動擴(kuò)散部。因此,完成了固體攝像器件。
通過上述制造方法,如圖20的右下部分所示,以在底部231r、231n處延伸得跨過光電二極管42和浮動擴(kuò)散部56的方式而形成了柵極55的直徑。結(jié)果,在圖20的右下部分中的固體攝像器件中,與圖20的右上部分的構(gòu)造(其與圖18的右部分相似)相比,柵極55的頂部能夠被形成得更小。因此,像素能夠更加小型化。
11.第十一實施例
第一實施例至第十實施例中所說明的固體攝像器件可以應(yīng)用到被安裝于諸如智能手機(jī)和便攜式電話等電子設(shè)備上的攝像裝置。
圖22是圖示了被安裝在電子設(shè)備上的包括根據(jù)第一實施例至第十實施例的固體攝像器件的攝像裝置的示例性構(gòu)造的框圖。
如圖22所示,攝像裝置301包括光學(xué)系統(tǒng)311、固體攝像器件312、信號處理電路313、監(jiān)視器314、驅(qū)動電路315和用戶界面316,并且攝像裝置301能夠拍攝靜止圖像和運動圖像。
光學(xué)系統(tǒng)311由一個或多個鏡頭組成,把來自被攝對象的圖像光(入射光)引導(dǎo)到固體攝像器件312,并且在固體攝像器件312的成像表面上形成圖像。
固體攝像器件312是上述各實施例中的任一個。在固體攝像器件312中,在與經(jīng)由光學(xué)系統(tǒng)311而形成于光接收表面上的圖像對應(yīng)的預(yù)定時段內(nèi)累積電子。然后,與固體攝像器件312中所累積的電子對應(yīng)的信號被供應(yīng)到信號處理電路313。而且,固體攝像器件312根據(jù)從驅(qū)動電路315提供過來的驅(qū)動信號(時序信號)而傳輸上述信號。
信號處理電路313對從固體攝像器件312輸出的像素信號實施各種各樣的信號處理。被信號處理電路313實施了信號處理后而獲得的圖像信號被供應(yīng)到并存儲到?jīng)]有圖示的存儲器中。
監(jiān)視器314由液晶顯示器(LCD;liquid crystal display)形成,并且顯示出從信號處理電路313輸出的圖像信號。
驅(qū)動電路315驅(qū)動光學(xué)系統(tǒng)311和固體攝像器件312。
用戶界面316由按鈕或觸摸面板形成,接收用戶的操作,并且把與用戶的操作對應(yīng)的信號供應(yīng)給監(jiān)視器314或驅(qū)動電路315。
由光電二極管42累積的電荷的傳輸特性得到改善的攝像裝置能夠借助于被安裝在電子設(shè)備上的固體攝像器件而被實現(xiàn)為圖22所示的攝像裝置。
而且,本技術(shù)可以采用下列技術(shù)方案。
(1)一種后側(cè)照射型固體攝像器件,它包括:
像素晶體管,它形成于第一層上;
光電二極管,它形成于與所述第一層在深度方向上分離的第二層上;以及
傳輸晶體管,它適用于控制所述光電二極管的電荷傳輸,
其中,所述傳輸晶體管以埋入在所述第一層中的方式而被形成。
(2)如在(1)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述傳輸晶體管的柵極形成于所述第二層中。
(3)如在(1)或(2)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,它還包括浮動擴(kuò)散部,所述浮動擴(kuò)散部適用于檢測從所述光電二極管傳輸過來的電荷,
其中,所述浮動擴(kuò)散部被形成于包括所述第二層的一個位置處。
(4)如在(3)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中
所述浮動擴(kuò)散部的一部分被形成得與所述光電二極管的一部分在光入射方向上具有同一深度,并且
在具有所述同一深度的所述浮動擴(kuò)散部的所述一部分與所述光電二極管的所述一部分之間形成有溝道,所述溝道通過所述傳輸晶體管的控制而被打開/關(guān)閉。
(5)如在(3)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述浮動擴(kuò)散部的整體構(gòu)造是一體化結(jié)構(gòu),所述浮動擴(kuò)散部穿透所述第一層,并且所述浮動擴(kuò)散部形成于含有所述第二層的一個位置處。
(6)如在(3)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述浮動擴(kuò)散部以在所述第一層和所述第二層各者中分離的方式而被形成。
(7)如在(3)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述浮動擴(kuò)散部形成于所述第二層中,并且通過以穿透所述第一層的方式進(jìn)行挖掘而形成有與所述浮動擴(kuò)散部電連接的接觸部。
(8)如在(3)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,在所述第一層中在與所述像素晶體管的漏極相鄰的位置及與所述像素晶體管的源極相鄰的位置處形成有氧化物膜,且這兩個位置處的所述氧化物膜把所述像素晶體管夾在中間。
(9)如在(8)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,在所述第二層中在與所述第一層的所述氧化物膜對應(yīng)的位置處形成有作為延續(xù)結(jié)構(gòu)的埋入式氧化物膜。
(10)如(1)至(9)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,通過p型外延生長而在所述第二層上形成有所述光電二極管的前表面釘扎層,并且所述前表面釘扎層被設(shè)置為所述第一層與所述第二層之間的邊界表面。
(11)如在(10)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述前表面釘扎層是通過原位摻雜外延生長而被形成的。
(12)如在(3)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述浮動擴(kuò)散部與所述傳輸晶體管的柵極之間形成有具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的氧化物膜。
(13)如在(12)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述浮動擴(kuò)散部形成于所述第二層中,并且通過以穿透所述第一層的方式進(jìn)行挖掘而形成有與所述浮動擴(kuò)散部電連接的金屬布線。
(14)如在(12)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,具有不小于柵極氧化物膜厚度的厚度的所述氧化物膜是以圍繞所述傳輸晶體管的柵極的方式而被形成的。
(15)如在(12)中所述的后側(cè)照射型固體攝像器件,其中,所述傳輸晶體管的所述柵極的僅僅底部以延伸得跨過所述浮動擴(kuò)散部和所述光電二極管的方式而被形成,所述傳輸晶體管的柵極的其它部位被形成得具有比所述底部的直徑小的直徑。
(16)一種后側(cè)照射型固體攝像器件制造方法,所述后側(cè)照射型固體攝像器件包括:
像素晶體管,它形成于第一層上;
光電二極管,它形成于與所述第一層在深度方向上分離的第二層上;以及
傳輸晶體管,它適用于控制所述光電二極管的電荷傳輸,
其中,所述傳輸晶體管以埋入在所述第一層中的方式而被形成,
所述制造方法包括:
形成第一層,然后在所述第一層中形成挖掘部,所述挖掘部使得所述傳輸晶體管的柵極能夠被形成于所述第二層中;以及
以讓所述柵極形成于所述第二層中的方式,在所述挖掘部中形成所述傳輸晶體管。
(17)一種電子設(shè)備,其設(shè)置有后側(cè)照射型固體攝像器件,所述后側(cè)照射型固體攝像器件包括:
像素晶體管,它形成于第一層上;
光電二極管,它形成于第二層上,所述第二層與所述第一層在深度方向上分離;以及
傳輸晶體管,它適用于控制所述光電二極管的電荷傳輸,
其中,所述傳輸晶體管以埋入在所述第一層中的方式而被形成。
附圖標(biāo)記列表:
21 芯片上透鏡
22 彩色濾光片
23 遮光金屬
24 后表面釘扎層
25 硅基板
26 外延層
41 分離層
42 光電二極管
43 前表面釘扎層
51 柵極
52 溝道
53 漏極
54 源極
55 柵極
56 浮動擴(kuò)散部
61 挖掘部
71 柵極氧化物膜
91 子浮動擴(kuò)散部
101 溝道
121 接觸部
141 氧化物膜
171 氧化物膜
181 埋入式氧化物膜
191 p+-Epi層(p+外延層)
211 氧化物膜
221 金屬布線