專利名稱：固態(tài)攝像元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)攝像元件。
背景技術(shù)：
使各像素具有放大功能，且利用掃描電路進(jìn)行讀取的放大型固態(tài)攝像器件，即 CMOS (complementary metal oxide semiconductor,互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器 已被提出。在CMOS圖像傳感器中，于1像素內(nèi)形成光電轉(zhuǎn)換部、放大部、像素選擇 部、以及復(fù)位(reset)部，除了由光電二極管(photo diode)所構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換部以外，還 使用有3個(gè)MOS晶體管(例如，專利文獻(xiàn)1)。即，現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器由4 個(gè)元件所構(gòu)成。CMOS傳感器蓄積由光電二極管所構(gòu)成的光電轉(zhuǎn)換部所產(chǎn)生的電荷，以 放大部放大所蓄積的電荷，且利用像素選擇部來讀取經(jīng)放大后的電荷。于圖1顯示現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的單位像素。在圖1中，001為光電 轉(zhuǎn)換用光電二極管、006為放大用晶體管、007為復(fù)位晶體管、008為選擇晶體管、004為 信號(hào)線、002為像素選擇時(shí)鐘(clock)線、003為復(fù)位時(shí)鐘線、005為電源線、009為復(fù)位 用電源線?，F(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的單位像素于平面上，除了光電二極管以外還 有3個(gè)MOS晶體管，共計(jì)具有4個(gè)元件。S卩，要將受光部(光電二極管)的表面積相對(duì) 于1像素的表面積的比例予以加大是具有難度。非專利文獻(xiàn)1提出在使用有0.35 μ m、1多晶硅層、2金屬層CMOS工藝的現(xiàn)有 技術(shù)的CMOS圖像傳感器中，受光部(光電二極管)相對(duì)于1像素的表面積的比例為17% 的報(bào)告。此外，非專利文獻(xiàn)2提出在使用有0.15 μ m布線規(guī)則(wiringrule)工藝時(shí)，受 光部(光電二極管)的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為30%的報(bào)告。非專利文獻(xiàn) 2還記載當(dāng)受光部(光電二極管)的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為30%時(shí)，形成 有集光用的微透鏡(micro lens)。即，當(dāng)受光部(光電二極管)的表面積相對(duì)于1像素的 表面積的比例較低時(shí)便需要集光用的微透鏡。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-244818號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1 H.Takahashi, M.Kinoshita, K.Morita, T.Shirai, T.Sato, T.Kimura，H.Yuzurihara, S.Inoue, "A 3.9 μ m Pixel Pitch VGA FormatlOb Digital Image Sensor with 1.5-Transistor/Pixel (使用1.5晶體管/像素架構(gòu)的3.9 μ m像素間距VGA格式 IOb數(shù)字圖像傳感器)”，ISSCC Dig.Tech.Papers(國際固態(tài)電路會(huì)議錄)，pp.108-109, 2004.非專禾Ij 文獻(xiàn) 2 M.Kasano, Y.Inaba, M.Mori, S.Kasuga, T.Murata, Τ.Yamaguchi, "A 2.0 μ m Pixel Pitch MOS Image Sensor with an Amorphous Si Film Color Filter(使用非晶硅薄膜濾色器的2.0 μ m像素間距MOS圖像傳感器)”，ISSCC Dig.Tech. Papers (國際固態(tài)電路會(huì)議錄)，pp.348-349，2005.

發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所欲解決的問題)因此，本發(fā)明是以提供受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例較大的圖 像傳感器為課題。(解決問題的手段)本發(fā)明的第1實(shí)施方式中提供一種固態(tài)攝像元件，具備有信號(hào)線，形成于襯 底上；島狀半導(dǎo)體，配置于所述信號(hào)線上；以及像素選擇線，連接于所述島狀半導(dǎo)體的 上部；所述島狀半導(dǎo)體具備第1半導(dǎo)體層，配置于所述島狀半導(dǎo)體的下部，且連接于所述信號(hào)線；第2半導(dǎo)體層，鄰接于所述第1半導(dǎo)體層的上側(cè)；柵極，隔介絕緣膜連接于所述第2半導(dǎo)體層；電荷蓄積部，連接于所述第2半導(dǎo)體層，且由一旦受光，電荷量便變化的第3半 導(dǎo)體層所構(gòu)成；以及第4半導(dǎo)體層，鄰接于所述第2半導(dǎo)體層與所述第3半導(dǎo)體層的上側(cè)，且連接于 所述像素選擇線；所述像素選擇線通過透明導(dǎo)電膜來形成；所述柵極的一部分配置于在所述第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述固態(tài)攝像元件中，所述信號(hào)線是η+型 擴(kuò)散層，所述第1半導(dǎo)體層是η+型擴(kuò)散層，所述第2半導(dǎo)體層是ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域，所 述第3半導(dǎo)體層是η型擴(kuò)散層，所述第4半導(dǎo)體層是ρ+型擴(kuò)散層。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述固態(tài)攝像元件中，所述ρ+型擴(kuò)散層、 與η型擴(kuò)散層作為光電轉(zhuǎn)換用光電二極管發(fā)揮功能；所述ρ+型擴(kuò)散層、η型擴(kuò)散層、與ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域作為放大用晶體管發(fā)揮功能；所述第1半導(dǎo)體層的η+型擴(kuò)散層、ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域、η型擴(kuò)散層、與柵極作 為復(fù)位晶體管發(fā)揮功能；所述ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域、與η+型擴(kuò)散層作為二極管發(fā)揮功能。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述固態(tài)攝像元件中，所述島狀半導(dǎo)體是 四角柱形狀。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述固態(tài)攝像元件中，所述島狀半導(dǎo)體是 六角柱形狀。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在所述固態(tài)攝像元件中，所述島狀半導(dǎo)體是 圓柱形狀。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供一種固態(tài)攝像裝置，是將所述固態(tài)攝像 元件對(duì)襯底以η行(r0W)m列(column) (η、m為1以上)排列成行列狀而得。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供一種固態(tài)攝像器件，是將所述島狀半導(dǎo) 體為四角柱形狀的所述固態(tài)攝像元件對(duì)襯底以η行m列(n、m為1以上)排列成行列狀 而得。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供一種固態(tài)攝像器件，是將所述島狀半導(dǎo)體為圓柱形狀的所述固態(tài)攝像元件對(duì)襯底以η行m列(n、m為1以上)排列成行列狀而得。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，提供一種固態(tài)攝像器件，是將所述固態(tài)攝像 元件在襯底上排列成蜂巢狀而得。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在將所述固態(tài)攝像元件在襯底上排列成蜂巢 狀而得的固態(tài)攝像器件中，所述島狀半導(dǎo)體是六角柱形狀。此外，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在將所述固態(tài)攝像元件在襯底上排列成蜂巢 狀而得的固態(tài)攝像器件中，所述島狀半導(dǎo)體是圓柱形狀。此外，依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，提供一種固態(tài)攝像元件的制造方法，包括 以下步驟于硅襯底上形成氧化膜，于氧化膜上形成ρ型硅，于ρ型硅上沉積氮化膜，沉積 氧化膜，形成硅柱的光刻膠(resist)，對(duì)氧化膜、氮化膜進(jìn)行蝕刻，剝離光刻膠，形成氮 化膜掩模(mask)、氧化膜掩模的步驟；對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，沉積氮化膜，進(jìn)行蝕刻，于硅柱側(cè)壁留下為邊墻(sidewall) 狀，利用等方性蝕刻對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，于ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁形成凹處的步驟；對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，于ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁形成具有凹處的島狀半導(dǎo)體，為了 防止離子注入時(shí)的離子溝道效應(yīng)(ion channeling)，形成薄氧化膜，注入磷，進(jìn)行退火， 形成η+型擴(kuò)散層，形成信號(hào)線用的光刻膠，對(duì)薄氧化膜進(jìn)行蝕刻，對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，形成 η+擴(kuò)散層與信號(hào)線的步驟；剝離光刻膠，剝離氮化膜，剝離薄氧化膜，沉積氧化膜，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回 蝕，形成柵極絕緣膜，沉積多晶硅，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕，形成柵極用的光刻膠，對(duì) 多晶硅進(jìn)行蝕刻，形成柵極的步驟；剝離光刻膠，注入磷，形成電荷蓄積部的步驟；沉積氧化膜，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕，剝離氮化膜，形成氧化膜，注入硼，進(jìn) 行退火，形成ρ+型擴(kuò)散層的步驟；剝離氧化膜，沉積透明導(dǎo)電膜，形成像素選擇線用的光刻膠，對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn) 行蝕刻，剝離光刻膠，形成像素選擇線的步驟；以及形成表面保護(hù)膜的步驟。(發(fā)明效果)現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的單位像素于平面上，除了光電二極管以外還有3 個(gè)MOS晶體管，共計(jì)具有4個(gè)元件。S卩，要將受光部(光電二極管)的表面積相對(duì)于1 像素的表面積的比例予以加大是具有難度。已有提出在使用有0.15μιη布線規(guī)則(wiring rule)工藝時(shí)，受光部(光電二極管)的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為30%的報(bào)
生
1=1 O在本發(fā)明中，提供一種固態(tài)攝像元件，具備有信號(hào)線，形成于襯底上；島狀 半導(dǎo)體，配置于所述信號(hào)線上；以及像素選擇線，連接于所述島狀半導(dǎo)體的上部；所述島狀半導(dǎo)體具備第1半導(dǎo)體層，配置于所述島狀半導(dǎo)體的下部，且連接于所述信號(hào)線；第2半導(dǎo)體層，鄰接于所述第1半導(dǎo)體層的上側(cè)；
6
柵極，隔介絕緣膜連接于所述第2半導(dǎo)體層；電荷蓄積部，連接于所述第2半導(dǎo)體層，且由一旦受光，電荷量便變化的第3半 導(dǎo)體層所構(gòu)成；以及第4半導(dǎo)體層，鄰接于所述第2半導(dǎo)體層與所述第3半導(dǎo)體層的上側(cè)，且連接于 所述像素選擇線；所述像素選擇線通過透明導(dǎo)電膜來形成；所述柵極的一部分配置于在所述第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部。所述第3半導(dǎo)體層、與所述第4半導(dǎo)體層作為所述光電轉(zhuǎn)換用光電二極管發(fā)揮功 能；所述第2半導(dǎo)體層、所述第3半導(dǎo)體層、與所述第4半導(dǎo)體層作為所述放大用晶 體管發(fā)揮功能；所述第1半導(dǎo)體層、所述第2半導(dǎo)體層、所述第3半導(dǎo)體層與所述柵極作為所述 復(fù)位晶體管發(fā)揮功能；所述第2半導(dǎo)體層、與所述第1半導(dǎo)體層作為所述二極管發(fā)揮功能?，F(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體制造步驟中所使用的鋁、銅的金屬由于會(huì)反射光，因此必須 連接于第4半導(dǎo)體層的側(cè)壁。而在本發(fā)明，通過于像素選擇線使用氧化銦錫(ITO)、氧 化鋅(ZnO)、氧化錫(SnO2)的透明導(dǎo)電膜，便能夠?qū)⑾袼剡x擇線連接于第4半導(dǎo)體層的 上部。即，通過使用透明導(dǎo)電膜便能夠獲得受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比 例為較大的圖像傳感器。此外，若將柵極隔介絕緣膜連接第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁，1像素的表面積是成為光 電二極管的面積與柵極的面積與元件間的面積的和。而柵極是將其一部分配置于在所述 第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部而成，借此，1像素的表面積成為光電二極管的 面積與元件間的面積的和，而能夠獲得受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為 較大的圖像傳感器。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器的單位像素。圖2是1個(gè)本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的俯視圖。圖3是1個(gè)本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的平面圖。圖4(a)是1個(gè)本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的Xl-Xl'剖面圖。圖4 (b)是圖4 (a)的等效電路。圖5(a)是1個(gè)本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的Yl-Yl'剖面圖。圖5 (b)是圖5 (a)的等效電路。圖6是行列狀配置本發(fā)明的固態(tài)攝像元件而得的固態(tài)攝像元件行列的俯視圖。圖7是行列狀配置本發(fā)明的固態(tài)攝像元件而得的固態(tài)攝像元件行列的平面圖。圖8是行列狀配置本發(fā)明的固態(tài)攝像元件而得的固態(tài)攝像元件行列的X2-X2' 剖面圖平面圖。圖9是行列狀配置本發(fā)明的固態(tài)攝像元件而得的固態(tài)攝像元件行列的X3-X3' 剖面圖平面圖。
圖10是行列狀配置本發(fā)明的固態(tài)攝像元件而得的固態(tài)攝像元件行列的X4-X4' 剖面圖平面圖。圖11是行列狀配置本發(fā)明的固態(tài)攝像元件而得的固態(tài)攝像元件行列的Y2-Y2' 剖面圖平面圖。圖12a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖12b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖13a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖13b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖14a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖14b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖15a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖15b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖16a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖16b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖17a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖17b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖18a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖18b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖19a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖19b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖20a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖20b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖21a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖21b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖22a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖22b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖23a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖23b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖24a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖24b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖25a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖25b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖26a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖26b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖27a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖27b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖28a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
圖28b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2--Y2'剖面步驟圖。
圖29a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2--X2'剖面步驟圖。
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圖29(b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2-Y2'剖面步驟圖。圖30(a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2-X2'剖面步驟圖。圖30(b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2-Y2'剖面步驟圖。圖31 (a)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的X2-X2'剖面步驟圖。圖31(b)是顯示本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的制造例的Y2-Y2'剖面步驟圖。圖32是顯示本發(fā)明的其他實(shí)施例的剖面圖。圖33是顯示本發(fā)明的其他實(shí)施例的俯視圖。圖34是顯示本發(fā)明的其他實(shí)施例的俯視圖。圖35是顯示本發(fā)明的其他實(shí)施例的俯視圖。圖36是具有四角柱形狀的島狀半導(dǎo)體的本發(fā)明的圖像傳感器配置成行列狀時(shí)的 平面圖。圖37是放大顯示一像素的平面圖。附圖標(biāo)記說明001 光電轉(zhuǎn)換用光電二極管002 像素選擇時(shí)鐘線003 復(fù)位時(shí)鐘線004、106、225 至 227、706 信號(hào)線005 電源線006、113放大用晶體管007、112復(fù)位晶體管008 選擇晶體管009 復(fù)位用電源線101、201 至 203、701 像素選擇線102、213 至 215、228 至 230 ρ+型擴(kuò)散層103、216 至 218、231 至 233 電荷蓄積部104、219 至 221、704 柵極105、222 至 224、237 至 239 η+型擴(kuò)散層107、242、707 襯底108、110、240、241、322、327 氧化膜109, 610, 709 受光部(光電二極管)111、234至236、249至251 ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域114 二極管243 至 245、702 ρ+型擴(kuò)散層246至248、703 電荷蓄積部252 至 254、323、705 η+型擴(kuò)散層255至257、711 ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域301 ρ 型硅302 至 304、308、309 氮化膜掩模305 至 307、310、311 氧化膜掩模
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312至316 氮化膜邊墻317至321 島狀半導(dǎo)體324 至 326、334 至 336 光刻膠328 至 330、332、333 柵極絕緣膜331 多晶硅337 至 341、708、710 氧化膜342 透明導(dǎo)電膜343 表面保護(hù)膜401至410 六角柱狀島狀半導(dǎo)體501 圓柱狀島狀半導(dǎo)體601至609 圖像傳感器
具體實(shí)施例方式以下，根據(jù)圖面所顯示的實(shí)施例來說明本發(fā)明。另外，本發(fā)明并非以此而限定。于圖2顯示1個(gè)本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的俯視圖。此外，圖3是1個(gè)本發(fā)明的 固態(tài)攝像元件的平面圖。圖4(。是圖3的乂1-乂1'剖面圖，圖4(b)是圖4(a)的等效電 路圖，圖5(a)是圖3的Y1-Y1'剖面圖，圖5(b)是圖5(a)的等效電路圖。本發(fā)明是于硅襯底107上形成氧化膜108，且于氧化膜108上形成信號(hào)線106 ；于信號(hào)線106上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層105，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域111，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極104，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部103，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層102，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線101 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。p+型擴(kuò)散層102、與n型擴(kuò)散層103作為光電轉(zhuǎn)換用光電二極管109發(fā)揮功能；p+型擴(kuò)散層102、n型擴(kuò)散層103、與p型雜質(zhì)添加區(qū)域111作為放大用晶體管 113發(fā)揮功能；n+型擴(kuò)散層105、p型雜質(zhì)添加區(qū)域111、n型擴(kuò)散層103、與柵極104作為復(fù) 位晶體管112發(fā)揮功能；p型雜質(zhì)添加區(qū)域111、與n+型擴(kuò)散層105作為二極管114發(fā)揮功能。形成有氧化膜110作為層間絕緣膜。此外，于圖6顯示將上述固態(tài)攝像元件行列狀配置而得的固態(tài)攝像元件行列的 俯視圖。此外，于圖7顯示平面圖。圖8是圖7的X2-X2'剖面圖，圖9是圖7的X3-X3'剖面圖，圖10是圖7的X4-X4'剖面圖，圖11是圖7的Y2-Y2'剖面圖。于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線225 ；于信號(hào)線225上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層237，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域234，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極219，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部231，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層228，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線201 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線225 ；于信號(hào)線225上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層238，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域235，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極220，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部232，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層229，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線202 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線225 ；于信號(hào)線225上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層239，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域236，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極221，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部233，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層230，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線203 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。
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形成有氧化膜240作為層間絕緣膜。于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線226 ；于信號(hào)線226上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層252，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域249，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極219，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部246，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層243，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線201 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線226 ；于信號(hào)線226上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層253，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域250，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極220，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部247，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層244，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線202 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線226 ；于信號(hào)線226上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層254，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域251，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極221，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部248，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層245，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線203 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。
形成有氧化膜240作為層間絕緣膜。于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線227 ；于信號(hào)線227上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層222，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域255，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極219，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部216，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層213，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線201 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線227 ；于信號(hào)線227上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層223，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域256，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極220，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部217，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層214，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線202 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線227 ；于信號(hào)線227上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層224，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域257，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極221，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部218，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層215，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線203 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。
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形成有氧化膜240作為層間絕緣膜。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線227 ；于信號(hào)線227上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層223，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域256，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極220，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部217，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層214，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線202 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線226 ；于信號(hào)線226上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層253，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域250，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極220，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部247，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層244，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線202 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處 的內(nèi)部的方式來形成。此外，于硅襯底242上形成氧化膜241，且于氧化膜241上形成信號(hào)線225 ；于信號(hào)線225上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備n+型擴(kuò)散層238，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域235，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極220，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部232，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層229，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線202 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部的方式來形成。以下，參照?qǐng)D12至圖31，說明用以形成本發(fā)明的固態(tài)攝像元件的構(gòu)造的制造步
驟的一例。首先，于硅襯底242上形成氧化膜241，于氧化膜241上形成p型硅301，于p型 硅301上沉積氮化膜，沉積氧化膜，形成硅柱的光刻膠，對(duì)氧化膜、氮化膜進(jìn)行蝕刻， 剝離光刻膠，形成氮化膜掩模302、303、304、308、309、氧化膜掩模305、306、307、 310、311 (圖 12(a)及(b))。對(duì)硅進(jìn)行蝕刻(圖13 (a)及(b))。沉積氮化膜，進(jìn)行蝕刻，于硅柱側(cè)壁留下邊墻(side wall)狀312、313、314、 315、316 (圖 14(a)及(b))。利用等方性蝕刻對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，于p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁形成凹處(圖15 (a) 及(b))。對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，于p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁形成具有凹處的島狀半導(dǎo)體317、 318、319、320、321 (圖 16(a)及(b))。為了防止離子注入時(shí)的離子溝道效應(yīng)(channeling)，形成薄氧化膜322 (圖17 (a) 及(b))。注入磷，進(jìn)行退火，形成n+型擴(kuò)散層323 (圖18(a)及(b))。形成信號(hào)線用的光刻膠324、325、326 (圖19(a)及(b))。對(duì)薄氧化膜進(jìn)行蝕刻，對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，形成n+擴(kuò)散層237、238、239、223、 253、與信號(hào)線 225、226、227 (圖 20 (a)及(b))。剝離光刻膠，剝離氮化膜，剝離薄氧化膜(圖21 (a)及(b))。沉積氧化膜327，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕(圖22(a)及(b))。形成柵極絕緣膜328、329、330、332、333，沉積多晶硅331，進(jìn)行平坦化，進(jìn) 行回蝕(圖23(a)及(b))。形成柵極用的光刻膠334、335、336 (圖24(a)及(b))。對(duì)多晶硅進(jìn)行蝕刻，形成柵極219、220、221，剝離光刻膠(圖25 (a)及(b))。注入磷，形成電荷蓄積部231、232、233、217、247 (圖 26 (a)及(b))。沉積氧化膜240，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕，剝離氮化膜(圖27(a)及(b))。形成氧化膜337、338、339、340、341，注入硼，進(jìn)行退火，形成p+型擴(kuò)散層 228、229、230、214、244 (圖 28 (a)及(b))。剝離氧化膜，沉積透明導(dǎo)電膜342(圖29(a)及(b))。形成像素選擇線用的光刻膠，對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕刻，剝離光刻膠，形成像素 選擇線 201、202、203 (圖 30(a)及(b))。形成表面保護(hù)膜343。此外，在實(shí)施例中，雖然p型雜質(zhì)添加區(qū)域側(cè)面的凹處的剖面形狀為半圓形， 但亦可如圖32所示，為四角形等其他的形狀。圖32是顯示本發(fā)明的其他實(shí)施例的剖面圖。于硅襯底707上形成氧化膜708，且于氧化膜708上形成信號(hào)線706 ；于信號(hào)線706上形成島狀半導(dǎo)體，島狀半導(dǎo)體具備
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n+型擴(kuò)散層705，位于島狀半導(dǎo)體下部，且連接于信號(hào)線；p型雜質(zhì)添加區(qū)域711，鄰接于n+型擴(kuò)散層的上側(cè)；柵極704，隔介絕緣膜連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域；電荷蓄積部703，連接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域，且由一旦受光，電荷量便變化的n 型擴(kuò)散層所構(gòu)成；以及p+型擴(kuò)散層702，鄰接于p型雜質(zhì)添加區(qū)域與所述n型擴(kuò)散層的上側(cè)；形成由連接于島狀半導(dǎo)體上部的p+型擴(kuò)散層的上部的透明導(dǎo)電膜所構(gòu)成的像素 選擇線701 ；所述柵極是以將其一部分配置于在所述p型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁所形成的剖面 形狀為四角形的凹處的內(nèi)部的方式來形成。p+型擴(kuò)散層702、與n型擴(kuò)散層703作為光電轉(zhuǎn)換用光電二極管709發(fā)揮功能。 此外，形成氧化膜710作為層間絕緣膜。此外，在實(shí)施例中，雖然是使用島狀半導(dǎo)體為屬于四角柱形狀的固態(tài)攝像元 件，但亦可如圖33所示，島狀半導(dǎo)體401為屬于六角柱形狀的固態(tài)攝像元件。此外，在實(shí)施例中，雖然是顯示將島狀半導(dǎo)體為屬于四角柱形狀的固態(tài)攝像元 件對(duì)襯底以n行m列(n、m為1以上)排列而成的固態(tài)攝像元件行列，但亦可如圖34所 示，排列島狀半導(dǎo)體為六角柱形狀的固態(tài)攝像元件402、403、404而成的第1固態(tài)攝像元 件行、及排列島狀半導(dǎo)體為六角柱形狀的固態(tài)攝像元件405、406、407而成的第2固態(tài)攝 像元件行、及排列島狀半導(dǎo)體為六角柱形狀的固態(tài)攝像元件408、409、410而成的第3固 態(tài)攝像元件行是以將垂直像素間距(pitch)取V 3/2倍所得的間隔(水平像素間距HP)來 配置，即，固態(tài)攝像元件亦可設(shè)計(jì)為排列成所謂的蜂巢狀的構(gòu)造的固態(tài)攝像元件行列。此外，在實(shí)施例中，雖然是使用島狀半導(dǎo)體為四角柱形狀的固態(tài)攝像元件，但 亦可如圖35所示，島狀半導(dǎo)體501為屬于圓柱形狀的固態(tài)攝像元件。本發(fā)明提供一種固態(tài)攝像元件，具備有信號(hào)線，形成于襯底上；島狀半導(dǎo) 體，配置于所述信號(hào)線上；以及像素選擇線，連接于所述島狀半導(dǎo)體的上部；所述島狀半導(dǎo)體具備第1半導(dǎo)體層，配置于所述島狀半導(dǎo)體的下部，且連接于所述信號(hào)線；第2半導(dǎo)體層，鄰接于所述第1半導(dǎo)體層的上側(cè)；柵極，隔介絕緣膜連接于所述第2半導(dǎo)體層；電荷蓄積部，連接于所述第2半導(dǎo)體層，且由一旦受光，電荷量便變化的第3半 導(dǎo)體層所構(gòu)成；以及第4半導(dǎo)體層，鄰接于所述第2半導(dǎo)體層與所述第3半導(dǎo)體層的上側(cè)，且連接于 所述像素選擇線；所述像素選擇線通過透明導(dǎo)電膜來形成；所述柵極的一部分配置于在所述第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部。所述第3半導(dǎo)體層、與所述第4半導(dǎo)體層作為所述光電轉(zhuǎn)換用光電二極管發(fā)揮功 能；所述第2半導(dǎo)體層、所述第3半導(dǎo)體層、與所述第4半導(dǎo)體層作為所述放大用晶 體管發(fā)揮功能；
所述第1半導(dǎo)體層、所述第2半導(dǎo)體層、所述第3半導(dǎo)體層、與所述柵極作為所 述復(fù)位晶體管發(fā)揮功能；所述第2半導(dǎo)體層、與所述第1半導(dǎo)體層作為所述二極管發(fā)揮功能?，F(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體制造步驟中所使用的鋁、銅的金屬由于會(huì)反射光，因此必須 連接于第4半導(dǎo)體層的側(cè)壁。而通過于像素選擇線使用氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、 氧化錫(Sn02)的透明導(dǎo)電膜，便能夠?qū)⑾袼剡x擇線連接于第4半導(dǎo)體層的上部。S卩，通 過使用透明導(dǎo)電膜便能夠獲得受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為較大的圖 像傳感器。此外，若將柵極隔介絕緣膜連接第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁，1像素的表面積是成為光 電二極管的面積與柵極的面積與元件間的面積的和。而柵極是將其一部分配置于在所述 第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部而成，借此，1像素的表面積成為光電二極管的 面積與元件間的面積的和，而能夠獲得受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為 較大的圖像傳感器。在現(xiàn)有技術(shù)的CMOS圖像傳感器中，受光部(光電二極管)的表面積相對(duì)于1像 素的表面積的比例為30%。以下，對(duì)本發(fā)明的圖像傳感器配置成行列狀時(shí)的受光部(光 電二極管)的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例進(jìn)行估計(jì)。圖36是具有四角柱形狀 的島狀半導(dǎo)體的本發(fā)明的固態(tài)攝像元件601、602、603、604、605、606、607、608、609 配置成行列狀時(shí)的平面圖，圖37是放大顯示一像素的平面圖，顯示受光部610。F為布 線規(guī)則(wiring rule)。使每1像素的表面積為2 y mX2 y m，且使用0.15 u m布線規(guī)則 (wiring rale)工藝。受光部(光電二極管)的表面積是1.925 y mX 1.925 y m。具有四角 柱形狀的島狀半導(dǎo)體的本發(fā)明的圖像傳感器配置成行列狀時(shí)的受光部(光電二極管)的表 面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為92.6%。S卩，由于是以光電二極管的面積來實(shí)現(xiàn)圖 像傳感器的單位像素，因此能夠獲得受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為較 大的圖像傳感器。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)攝像元件，其特征在于，具備有信號(hào)線，形成于襯底上；島狀半導(dǎo) 體，配置于所述信號(hào)線上；以及像素選擇線，連接于所述島狀半導(dǎo)體的上部；所述島狀半導(dǎo)體具備第1半導(dǎo)體層，配置于所述島狀半導(dǎo)體的下部，且連接于所述信號(hào)線；第2半導(dǎo)體層，鄰接于所述第1半導(dǎo)體層的上側(cè)；柵極，隔介絕緣膜連接于所述第2半導(dǎo)體層；電荷蓄積部，連接于所述第2半導(dǎo)體層，且由一旦受光，電荷量便變化的第3半導(dǎo)體 層所構(gòu)成；以及第4半導(dǎo)體層，鄰接于所述第2半導(dǎo)體層與所述第3半導(dǎo)體層的上側(cè)，且連接于所述 像素選擇線；所述像素選擇線通過透明導(dǎo)電膜來形成；所述柵極的一部分配置于在所述第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件，其特征在于，所述信號(hào)線是η+型擴(kuò)散層，所 述第1半導(dǎo)體層是η+型擴(kuò)散層，所述第2半導(dǎo)體層是ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域，所述第3半導(dǎo) 體層是η型擴(kuò)散層，所述第4半導(dǎo)體層是ρ+型擴(kuò)散層。
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)攝像元件，其特征在于，所述ρ+型擴(kuò)散層、與η型擴(kuò)散 層作為光電轉(zhuǎn)換用光電二極管發(fā)揮功能；所述P+型擴(kuò)散層、η型擴(kuò)散層、與ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域作為放大用晶體管發(fā)揮功能；所述第1半導(dǎo)體層的η+型擴(kuò)散層、ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域、η型擴(kuò)散層、與柵極作為復(fù) 位晶體管發(fā)揮功能；所述ρ型雜質(zhì)添加區(qū)域、與η+型擴(kuò)散層作為二極管發(fā)揮功能。
4.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件，其特征在于，所述島狀半導(dǎo)體是四角柱形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件，其特征在于，所述島狀半導(dǎo)體是六角柱形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件，其特征在于，所述島狀半導(dǎo)體是圓柱形狀。
7.—種固態(tài)攝像器件，其特征在于，是將權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件對(duì)襯底以η 行m列排列成行列狀而得，n、m為1以上。
8.—種固態(tài)攝像器件，其特征在于，是將權(quán)利要求4所述的固態(tài)攝像元件對(duì)襯底以η 行m列排列成行列狀而得，n、m為1以上。
9.一種固態(tài)攝像器件，其特征在于，是將權(quán)利要求6所述的固態(tài)攝像元件對(duì)襯底以η 行m列排列成行列狀而得，n、m為1以上。
10.—種固態(tài)攝像器件，其特征在于，是將權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件在襯底上 排列成蜂巢狀而得。
11.一種固態(tài)攝像器件，其特征在于，是將權(quán)利要求5所述的固態(tài)攝像元件在襯底上 排列成蜂巢狀而得。
12.—種固態(tài)攝像器件，其特征在于，是將權(quán)利要求6所述的固態(tài)攝像元件在襯底上 排列成蜂巢狀而得。
13.—種固態(tài)攝像元件的制造方法，其特征在于，是權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像元件 的制造方法，包括以下步驟于硅襯底上形成氧化膜，于氧化膜上形成ρ型硅，于ρ型硅上沉積氮化膜，沉積氧化膜，形成硅柱的光刻膠，對(duì)氧化膜、氮化膜進(jìn)行蝕刻，剝離光刻膠，形成氮化膜掩模、 氧化膜掩模的步驟；對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，沉積氮化膜，進(jìn)行蝕刻，于硅柱側(cè)壁留下為邊墻狀，利用等方性蝕 刻對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，于P型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁形成凹處的步驟；對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，于P型雜質(zhì)添加區(qū)域的側(cè)壁形成具有凹處的島狀半導(dǎo)體，為了防止 離子注入時(shí)的離子溝道效應(yīng)，形成氧化膜，注入磷，進(jìn)行退火，形成η+型擴(kuò)散層，形 成信號(hào)線用的光刻膠，對(duì)氧化膜進(jìn)行蝕刻，對(duì)硅進(jìn)行蝕刻，形成η+擴(kuò)散層與信號(hào)線的步 驟；剝離光刻膠，剝離氮化膜，剝離氧化膜，沉積氧化膜，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕，形 成柵極絕緣膜，沉積多晶硅，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕，形成柵極用的光刻膠，對(duì)多晶硅 進(jìn)行蝕刻，形成柵極的步驟；剝離光刻膠，注入磷，形成電荷蓄積部的步驟；沉積氧化膜，進(jìn)行平坦化，進(jìn)行回蝕，剝離氮化膜，形成氧化膜，注入硼，進(jìn)行退 火，形成ρ+型擴(kuò)散層的步驟；剝離氧化膜，沉積透明導(dǎo)電膜，形成像素選擇線用的光刻膠，對(duì)透明導(dǎo)電膜進(jìn)行蝕 刻，剝離光刻膠，形成像素選擇線的步驟；以及 形成表面保護(hù)膜的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像傳感器，其受光部的表面積相對(duì)于1像素的表面積的比例為較大。本發(fā)明通過一種固態(tài)攝像元件來達(dá)到上述目的，該固態(tài)攝像元件具備有信號(hào)線，形成于襯底上；島狀半導(dǎo)體，配置于所述信號(hào)線上；以及像素選擇線，連接于所述島狀半導(dǎo)體的上部；所述島狀半導(dǎo)體具備第1半導(dǎo)體層，配置于所述島狀半導(dǎo)體的下部，且連接于所述信號(hào)線；第2半導(dǎo)體層，鄰接于所述第1半導(dǎo)體層的上側(cè)；柵極，隔介絕緣膜連接于所述第2半導(dǎo)體層；電荷蓄積部，連接于所述第2半導(dǎo)體層，且由一旦受光，電荷量便變化的第3半導(dǎo)體層所構(gòu)成；以及第4半導(dǎo)體層，鄰接于所述第2半導(dǎo)體層與所述第3半導(dǎo)體層的上側(cè)，且連接于所述像素選擇線；所述像素選擇線通過透明導(dǎo)電膜來形成；所述柵極的一部分配置于在所述第2半導(dǎo)體層的側(cè)壁所形成的凹處的內(nèi)部。
文檔編號(hào)H01L27/146GK102017151SQ20098011587
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月2日
發(fā)明者中村廣記, 舛岡富士雄 申請(qǐng)人:日本優(yōu)尼山帝斯電子株式會(huì)社