最大存儲(chǔ)電子數(shù))提聞。
[0055]具體而言，固體攝像裝置5如圖4B所示那樣，構(gòu)成為背面照射型。圖4B是對(duì)以圖4A的A — A’線切開(kāi)的情況下的剖面進(jìn)行表示的圖。即，在固體攝像裝置5中，對(duì)各像素P，在半導(dǎo)體基板SB的背面SBb側(cè)，配置有微透鏡ML及濾色器CF，在半導(dǎo)體基板SB內(nèi)配置有信號(hào)存儲(chǔ)部H)。此時(shí)，信號(hào)存儲(chǔ)部H)以縱型構(gòu)成。由此，固體攝像裝置5能夠根據(jù)從半導(dǎo)體基板SB的背面SBb側(cè)入射的光，在半導(dǎo)體基板SB內(nèi)的信號(hào)存儲(chǔ)部H)存儲(chǔ)信號(hào)電荷，在一定的存儲(chǔ)期間之后讀出信號(hào)電荷，并通過(guò)柵極(gate，轉(zhuǎn)送部TR)讀出至半導(dǎo)體基板SB的表面SBa側(cè)的電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD。
[0056]例如，固體攝像裝置5具備多個(gè)像素P及元件隔離部DTI。
[0057]多個(gè)像素P配置于半導(dǎo)體基板SB。多個(gè)像素P在沿著半導(dǎo)體基板SB的表面SBa的方向上二維地排列。
[0058]元件隔離部DTI配置于半導(dǎo)體基板SB。元件隔離部DTI在俯視時(shí)例如延伸為格子狀(參照?qǐng)D13)，將半導(dǎo)體基板SB中的多個(gè)像素P互相電隔離。如圖4B所示，在剖視時(shí)，元件隔離部DTI從半導(dǎo)體基板SB的表面SBa沿深度方向在半導(dǎo)體基板SB內(nèi)延伸到背面SBb附近。
[0059]各像素P例如具有微透鏡ML、濾色器CF、信號(hào)存儲(chǔ)部H)、轉(zhuǎn)送部TR、電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD、復(fù)位部RST及放大部AMP。
[0060]微透鏡ML配置于半導(dǎo)體基板SB的背面SBb側(cè)。微透鏡ML構(gòu)成為，使入射進(jìn)來(lái)的光聚光到其所配置的像素。入射到微透鏡ML的光被導(dǎo)入濾色器CF。
[0061]濾色器CF將入射進(jìn)來(lái)的光中的規(guī)定的波長(zhǎng)區(qū)域的光選擇性地導(dǎo)向像素。例如，在圖4B所示的像素P (2，I)中，濾色器CF將入射進(jìn)來(lái)的光中的藍(lán)色的波長(zhǎng)區(qū)域的光選擇性地導(dǎo)向像素。例如，在圖4B所示的像素P(l，2)中，濾色器CF將入射進(jìn)來(lái)的光中的紅色的波長(zhǎng)區(qū)域的光選擇性地導(dǎo)向像素。
[0062]信號(hào)存儲(chǔ)部ro相應(yīng)于像素接收到的光而存儲(chǔ)產(chǎn)生的電荷。信號(hào)存儲(chǔ)部ro以縱型構(gòu)成。
[0063]例如，信號(hào)存儲(chǔ)部H)如圖5所示那樣構(gòu)成。圖5是對(duì)像素P的構(gòu)成進(jìn)行表示的透視立體圖。
[0064]在從與半導(dǎo)體基板SB的表面SBa垂直的方向透視的情況下，信號(hào)存儲(chǔ)部H)由元件隔離部DTI包圍。元件隔離部DTI形成為例如大致方筒形狀，在其內(nèi)側(cè)收納有信號(hào)存儲(chǔ)部ro及底部區(qū)域URo底部區(qū)域UR是半導(dǎo)體基板SB中的、信號(hào)存儲(chǔ)部ro與濾色器CF之間的半導(dǎo)體區(qū)域，包含第二導(dǎo)電型(例如，N型)的雜質(zhì)。另外，底部區(qū)域UR也可以包含第一導(dǎo)電型(例如，P型)的雜質(zhì)來(lái)代替第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)。此外，也可以在底部區(qū)域UR與濾色器CF之間配置有絕緣膜。
[0065]信號(hào)存儲(chǔ)部H)具有半導(dǎo)體區(qū)域(第一半導(dǎo)體區(qū)域)SR1、半導(dǎo)體區(qū)域(第二半導(dǎo)體區(qū)域)SR2及半導(dǎo)體區(qū)域SR4。
[0066]半導(dǎo)體區(qū)域SRl覆蓋元件隔離部DTI中的在信號(hào)存儲(chǔ)部H) —側(cè)的側(cè)壁DTII。半導(dǎo)體區(qū)域SRl具有與元件隔離部DTI對(duì)應(yīng)的形狀，例如形成為大致方筒形狀。半導(dǎo)體區(qū)域SRl以比底部區(qū)域UR中的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度高的濃度并且比半導(dǎo)體區(qū)域SR4中的第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度高的濃度包含第一導(dǎo)電型(例如，P型)的雜質(zhì)。P型的雜質(zhì)例如是硼等。半導(dǎo)體區(qū)域SRl以比半導(dǎo)體區(qū)域SR2中的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度高的濃度包含第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)。
[0067]更具體而言，半導(dǎo)體區(qū)域SRl如圖6A、圖6B所示那樣構(gòu)成。圖6A是對(duì)像素P的構(gòu)成中的元件隔離部DTI的內(nèi)側(cè)的Si區(qū)域的一部分進(jìn)行表示的透視立體圖。圖6B是對(duì)與像素P的構(gòu)成對(duì)應(yīng)的虛擬的方筒進(jìn)行表示的立體圖。半導(dǎo)體區(qū)域SRl例如沿著如圖6B所示的方筒ST而延伸。在方筒ST中，面(第一面)FCl與面(第二面)FC2以交叉線CLl交叉。面FC2與面(第三面)FC3以交叉線CL2交叉。交叉線CL2在面FC2上位于交叉線CLl的相反側(cè)。面FC3與面(第四面)FC4以交叉線CL3交叉。交叉線CL3在面FC3上位于線CL2的相反側(cè)。面FC4與面FCl以交叉線CL4交叉。交叉線CL4在面FC4上位于交叉線CL3的相反側(cè)。面FC1、FC2、FC3、FC4分別位于方筒ST的+y側(cè)、一 x側(cè)、一 y側(cè)、+x側(cè)的面。各交叉線CLl?CL4是沿z方向延伸的線。
[0068]半導(dǎo)體區(qū)域SRl如圖6A所示那樣，具有部分SR11、部分SR12、部分SR13、部分SR14。部分SRll沿著面FCl從與交叉線CL4對(duì)應(yīng)的位置延伸到與交叉線CLl對(duì)應(yīng)的位置。部分SR12沿著面FC2從與交叉線CLl對(duì)應(yīng)的位置延伸到與交叉線CL2對(duì)應(yīng)的位置。部分SR13沿著面FC3從與交叉線CL2對(duì)應(yīng)的位置延伸到與交叉線CL3對(duì)應(yīng)的位置。部分SR14沿著面FC4從與交叉線CL3對(duì)應(yīng)的位置延伸到與交叉線CL4對(duì)應(yīng)的位置。
[0069]半導(dǎo)體區(qū)域SR2如圖6A?圖8所示那樣構(gòu)成。圖7A及圖7B是對(duì)像素的構(gòu)成進(jìn)行表示的俯視圖。圖7A是配置有各晶體管的柵極電極、源極區(qū)域、漏極區(qū)域的狀態(tài)的半導(dǎo)體基板SB的俯視圖。圖7B是從與半導(dǎo)體基板SB的表面SBa垂直的方向透視半導(dǎo)體基板SB內(nèi)的與半導(dǎo)體區(qū)域SR2關(guān)聯(lián)的構(gòu)成的情況下的俯視圖。圖8是沿著圖7A、圖7B的B —B’線切開(kāi)的情況下的剖視圖。
[0070]半導(dǎo)體區(qū)域SR2如圖6A及圖8所示，從半導(dǎo)體基板SB的比表面SBa深的位置沿深度方向縱型地配置。半導(dǎo)體區(qū)域SR2如圖6A及圖7B所示，沿著半導(dǎo)體區(qū)域SRl延伸成縱型的板狀。半導(dǎo)體區(qū)域SR2以比底部區(qū)域UR中的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度高的濃度并且比半導(dǎo)體區(qū)域SRl中的第一導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度低的濃度包含第二導(dǎo)電型(例如，N型)的雜質(zhì)。N型的雜質(zhì)例如是磷、砷等。第一導(dǎo)電型是第二導(dǎo)電型的相反的導(dǎo)電型。
[0071]更具體而言，半導(dǎo)體區(qū)域SR2如圖6A及圖7B所示，具有部分(第一部分)SR21及部分(第二部分)SR22。部分SR21沿著半導(dǎo)體區(qū)域SRl的部分SRll而延伸。部分SR21沿著面FCl從與交叉線CL4對(duì)應(yīng)的位置延伸到與交叉線CLl對(duì)應(yīng)的位置。部分SR22沿著半導(dǎo)體區(qū)域SRl的部分SR12延伸。部分SR22沿著面FC2從與交叉線CLl對(duì)應(yīng)的位置延伸到與交叉線CL2對(duì)應(yīng)的位置。在從與半導(dǎo)體基板SB的表面SBa垂直的方向透視的情況下,半導(dǎo)體區(qū)域SR2具有大致L形狀。
[0072]半導(dǎo)體區(qū)域SR4規(guī)定半導(dǎo)體區(qū)域SR2的邊界，以使半導(dǎo)體區(qū)域SR2成為縱型的板狀。即，半導(dǎo)體區(qū)域SR4從半導(dǎo)體區(qū)域SRl的相反側(cè)覆蓋半導(dǎo)體區(qū)域SR2。并且，半導(dǎo)體區(qū)域SR2與半導(dǎo)體區(qū)域SR4的界面沿著半導(dǎo)體區(qū)域SR2與半導(dǎo)體區(qū)域SRl的界面(例如，是大致平行)。在使半導(dǎo)體區(qū)域SR2為縱型的板狀的情況下，半導(dǎo)體區(qū)域SR4配置成將在半導(dǎo)體區(qū)域SRl與半導(dǎo)體區(qū)域SR2之間形成的空間填補(bǔ)。半導(dǎo)體區(qū)域SR4以比底部區(qū)域UR中的第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)濃度高的濃度并且比半導(dǎo)體區(qū)域SRl的雜質(zhì)濃度低的濃度包含第一導(dǎo)電型(例如，P型)的雜質(zhì)。
[0073]例如，在從與半導(dǎo)體基板SB的表面SBa垂直的方向透視的情況下半導(dǎo)體區(qū)域SR2形成為大致L形狀的情況下，如圖7B及圖8所示，形成由半導(dǎo)體區(qū)域SR2的部分SR21及部分SR22和半導(dǎo)體區(qū)域SRl的部分SR13及部分SR14包圍的空間。半導(dǎo)體區(qū)域SR4配置于半導(dǎo)體基板SB內(nèi)的與半導(dǎo)體區(qū)域SR2對(duì)應(yīng)的(例如，等同的)深度位置，以填補(bǔ)該空間。
[0074]在信號(hào)存儲(chǔ)部H)中，例如如圖8所示，在半導(dǎo)體區(qū)域SRl與半導(dǎo)體區(qū)域SR2之間形成PN結(jié)構(gòu)造，半導(dǎo)體區(qū)域SRl與半導(dǎo)體區(qū)域SR2的界面附近成為PN結(jié)界面。此時(shí)，PN結(jié)界面沿深度方向延伸，所以即使使各像素P的平面方向的面積(平面寬度Wp)縮小，也能夠較大地確保PN結(jié)界面的面積。由此，在將PN結(jié)構(gòu)造等價(jià)地看作電容元件的情況下，能夠確保等價(jià)的電容元件的電極面積，能夠確保PN結(jié)構(gòu)造的電容值，所以能夠使各像素P的信號(hào)存儲(chǔ)部ro能夠存儲(chǔ)的電荷量增加，能夠提高信號(hào)存儲(chǔ)部ro的靈敏度。
[0075]在此，假定沒(méi)有半導(dǎo)體區(qū)域SR4的情況下，在圖8所示的剖面中，半導(dǎo)體區(qū)域SR2的寬度可能增大到像素的寬度Wp附近的值W3。在此情況下，在將PN結(jié)構(gòu)造等價(jià)地看作電容元件的情況下，等價(jià)的電容元件的電極間隔增大、PN結(jié)構(gòu)造的電容值降低，所以各像素P的信號(hào)存儲(chǔ)部H)能夠存儲(chǔ)的電荷量降低，信號(hào)存儲(chǔ)部ro中的最大存儲(chǔ)電荷量可能降低。在保持電容較小的狀態(tài)下想要增大飽和電子數(shù)時(shí)，耗盡電位(對(duì)應(yīng)日語(yǔ):空乏化電位)變高，讀出信號(hào)電子并經(jīng)由柵極(轉(zhuǎn)送部TR)從信號(hào)存儲(chǔ)部ro將信號(hào)電子讀出到電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD時(shí)，難以讀出全部的信號(hào)電子，信號(hào)存儲(chǔ)部ro容易殘留電子，因此在再生畫面上可能產(chǎn)生殘像、信號(hào)的非線形性等。
[0076]對(duì)此，在本實(shí)施方式中，半導(dǎo)體區(qū)域SR4規(guī)定半導(dǎo)體區(qū)域SR2的邊界，以使半導(dǎo)體區(qū)域SR2成為縱型的板狀。由此，能夠?qū)雽?dǎo)體區(qū)域SR2的平面方向(例如，X方向)的寬度W2抑制為大幅地小于值W3。此外，半導(dǎo)體區(qū)域SRl的平面方向的寬度Wl變得比寬度W2窄。即，在將PN結(jié)構(gòu)造等價(jià)地看作電容元件的情況下，能夠降低等價(jià)的電容元件的電極間隔，能夠確保PN結(jié)構(gòu)造的電容值，所以能夠使各像素P的信號(hào)存儲(chǔ)部H)能夠存儲(chǔ)的電荷量增加，能夠增加飽和電子數(shù)。
[0077]圖5、圖7A、圖8所示的轉(zhuǎn)送部TR將存儲(chǔ)于信號(hào)存儲(chǔ)部H)的電荷轉(zhuǎn)送至電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD。轉(zhuǎn)送部TR例如是縱型的轉(zhuǎn)送晶體管，包括槽柵TRG。轉(zhuǎn)送部TR通過(guò)在有效電平的控制信號(hào)被提供給槽柵TRG時(shí)導(dǎo)通，從而將信號(hào)存儲(chǔ)部H)的電荷轉(zhuǎn)送至電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD，通過(guò)在非有效電平的控制信號(hào)被提供給槽柵TRG時(shí)截止，從而不將信號(hào)存儲(chǔ)部H)的電荷轉(zhuǎn)送至電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD。
[0078]電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD將所轉(zhuǎn)送的電荷轉(zhuǎn)換為電壓。電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD例如是浮動(dòng)擴(kuò)散(floating diffusing),包括半導(dǎo)體區(qū)域(第三半導(dǎo)體區(qū)域)SR3。半導(dǎo)體區(qū)域SR3配置于半導(dǎo)體基板SB內(nèi)的半導(dǎo)體基板SB的表面SBa附近。半導(dǎo)體區(qū)域SR3也可以與配置于半導(dǎo)體基板SB的表面SBa附近的其他的半導(dǎo)體區(qū)域、STI型的元件隔離部或LOCOS型的元件隔離部、由第一導(dǎo)電型的擴(kuò)散層構(gòu)成的溝道截?cái)喹h(huán)電隔離。此外，半導(dǎo)體區(qū)域SR3如圖7A所示，配置于半導(dǎo)體基板SB內(nèi)的半導(dǎo)體基板SB的表面SBa附近的與槽柵TRG相鄰的位置。
[0079]槽柵TRG具有平板部TRGl及溝槽部TRG2。平板部TRGl如圖8所示，配置于半導(dǎo)體基板SB的表面SBa上。溝槽部TRG2從半導(dǎo)體基板SB的表面起在深度方向上延伸到半導(dǎo)體區(qū)域SR2的附近。由此，槽柵TRG在被供給了有效電平的控制信號(hào)時(shí)，能夠在半導(dǎo)體區(qū)域SR2與半導(dǎo)體區(qū)域SR3之間形成縱型的通道區(qū)域。
[0080]此時(shí)，溝槽部TRG2從半導(dǎo)體基板SB的表面SBa的與交叉線CLl (參照?qǐng)D6B)對(duì)應(yīng)的位置起沿深度方向延伸到半導(dǎo)體區(qū)域SR2的附近(參照?qǐng)D6A)。半導(dǎo)體區(qū)域SR2如圖9A所示，部分SR21的主要部分及部分SR22的主要部分分別具有在俯視時(shí)平坦的形狀，與此相對(duì)，部分SR21及部分SR22的連接部分SR212在俯視時(shí)從斜方向觀察時(shí)具有從半導(dǎo)體區(qū)域SRl到半導(dǎo)體區(qū)域SR4的距離較長(zhǎng)的部分。由此，在半導(dǎo)體區(qū)域SR2，如圖9B所示，對(duì)于應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)送的電荷，與部分SR21的主要部分及部分SR22的主要部分相比，連接部分SR212的電勢(shì)(potential，耗盡電位)易于變高。為此，通過(guò)使溝槽部TRG2從與交叉線CLl對(duì)應(yīng)的位置起沿深度方向延伸到半導(dǎo)體區(qū)域SR2的附近，從而能夠從半導(dǎo)體區(qū)域SR2中的電荷易于積存的區(qū)域取出電荷。另外，圖9A是對(duì)半導(dǎo)體區(qū)域SR2的平面構(gòu)成進(jìn)行表示的圖。圖9B是對(duì)沿著圖9A的C 一 C’線的電勢(shì)相對(duì)于電荷的分布進(jìn)行表示的圖。
[0081]復(fù)位部RST對(duì)電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD的電壓進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位部RST例如是復(fù)位晶體管，在有效電平的控制信號(hào)被提供給柵極RSTG時(shí)導(dǎo)通，從而將電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD的電壓復(fù)位，在非有效電平的控制信號(hào)被提供給柵極RSTG時(shí)截止，從而使電荷電壓轉(zhuǎn)換部FD成為電氣浮動(dòng)狀態(tài)。
[0082]此外，復(fù)位部RST進(jìn)行用于使像素P成為選擇狀態(tài)