9]形成所述電荷保持部的N型半導(dǎo)體區(qū)域的一部分可以直接連接至所述放大晶體管。
[0060]作為單晶硅基板的所述第二半導(dǎo)體基板可以被構(gòu)造為接合至作為硅基板的所述第一半導(dǎo)體基板。
[0061]所述第二半導(dǎo)體基板可以是單晶硅基板，所述第一半導(dǎo)體基板可以是硅基板，并且在所述第一半導(dǎo)體基板與所述第二半導(dǎo)體基板的接合界面形成有硅層。
[0062]所述硅層可以通過(guò)外延生長(zhǎng)而形成。
[0063]硅離子可以被注入至所述硅層且所述硅層可以接合至所述第二半導(dǎo)體基板。
[0064]所述第一半導(dǎo)體基板中可以埋入有遮光膜。
[0065]在所述傳輸晶體管的柵極端子附近，可以存在未設(shè)置所述遮光膜的區(qū)域，且在所述傳輸晶體管的所述柵極端子附近，所述遮光膜可以被構(gòu)造為在與所述傳輸晶體管的所述柵極端子的延伸方向平行的方向上是長(zhǎng)的。
[0066 ]所述遮光膜可以由鎢、鈦、鉭、鎳、鉬、鉻、銥或鎢硅化合物形成。
[0067]單個(gè)所述電荷保持部可以被設(shè)置為對(duì)應(yīng)于多個(gè)所述電荷累積部。
[0068]在所述第一半導(dǎo)體基板與所述第二半導(dǎo)體基板的層疊方向上可以以多層的形式形成有多個(gè)所述電荷累積部。
[0069]所述固態(tài)成像裝置可以構(gòu)造為平面結(jié)構(gòu)。
[0070]所述固態(tài)成像裝置可以構(gòu)造為臺(tái)面結(jié)構(gòu)。
[0071]在本發(fā)明的第一方面，所述第一半導(dǎo)體基板與所述第二半導(dǎo)體基板之間的接合界面形成于所述傳輸晶體管的溝道內(nèi)。
[0072]本發(fā)明的第二方面是一種固態(tài)成像裝置的制造方法，所述方法包括:將形成有對(duì)光電轉(zhuǎn)換的電荷進(jìn)行累積的電荷累積部的第一半導(dǎo)體基板與形成有對(duì)累積在所述電荷累積部中的電荷進(jìn)行保持的電荷保持部的第二半導(dǎo)體基板彼此接合的步驟;和將傳輸晶體管形成于所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板的步驟，所述傳輸晶體管將累積在所述電荷累積部中的電荷傳輸至所述電荷保持部。
[0073]在本發(fā)明的第二方面，將形成有對(duì)光電轉(zhuǎn)換的電荷進(jìn)行累積的電荷累積部的第一半導(dǎo)體基板與形成有對(duì)累積在所述電荷累積部中的電荷進(jìn)行保持的電荷保持部的第二半導(dǎo)體基板彼此接合。將傳輸晶體管形成于所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板，所述傳輸晶體管將累積在所述電荷累積部中的電荷傳輸至所述電荷保持部。
[0074]本發(fā)明的第三方面是一種電子設(shè)備，其包括:固態(tài)成像裝置，所述固態(tài)成像裝置包括:電荷累積部，所述電荷累積部形成于第一半導(dǎo)體基板且累積光電轉(zhuǎn)換的電荷;電荷保持部，所述電荷保持部形成于第二半導(dǎo)體基板且保持累積在所述電荷累積部中的電荷;和傳輸晶體管，所述傳輸晶體管形成于所述第一半導(dǎo)體基板和所述第二半導(dǎo)體基板且將累積在所述電荷累積部中的電荷傳輸至所述電荷保持部，其中，所述第一半導(dǎo)體基板與所述第二半導(dǎo)體基板之間的接合界面形成于所述傳輸晶體管的溝道內(nèi)。
[0075]在本發(fā)明的第三方面，所述第一半導(dǎo)體基板與所述第二半導(dǎo)體基板之間的接合界面形成于所述傳輸晶體管的溝道內(nèi)。
[0076]本發(fā)明的有益效果
[0077]根據(jù)本發(fā)明，能夠適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生微小像素信號(hào)。
【附圖說(shuō)明】
[0078]圖1是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。
[0079]圖2是圖1所示的圖像傳感器的截面圖。
[0080]圖3是圖2所示的TG附近的構(gòu)造的放大圖。
[0081]圖4用于說(shuō)明多晶硅TFT(薄膜晶體管)的晶界的位置。
[0082]圖5用于說(shuō)明TFT的溝道內(nèi)的位置的勢(shì)皇。
[0083]圖6用于說(shuō)明TFT的溝道內(nèi)的各位置的電場(chǎng)變化。
[0084]圖7用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0085]圖8用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0086]圖9用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0087]圖10用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0088]圖11用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0089]圖12用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0090]圖13用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0091]圖14用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0092]圖15用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0093]圖16用于說(shuō)明圖2所示的圖像傳感器的制造工序。
[0094]圖17示出了圖1所示的圖像傳感器的等效電路。
[0095]圖18示出了接合界面形成于ro內(nèi)的情況下的等效電路。
[0096]圖19示出了接合界面形成于Π)內(nèi)的情況下的等效電路。
[0097]圖20是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的另一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。
[0098]圖21是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。
[0099]圖22是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的截面圖。
[0100]圖23是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。
[0101]圖24是在圖23所示的圖像傳感器中第二半導(dǎo)體基板上形成的電路圖。
[0102]圖25是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。
[0103]圖26是圖25所示的圖像傳感器的截面圖。
[0104]圖27用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0105]圖28用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0106 ]圖29用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0107]圖30用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0108]圖31用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0109 ]圖32用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0110]圖33用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0111]圖34用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0112]圖35用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0113]圖36用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0114]圖37用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0115]圖38用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0116]圖39用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0117]圖40用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0118]圖41用于說(shuō)明圖26所示的圖像傳感器的制造工序。
[0119]圖42是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。
[0120]圖43是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的截面圖。
[0121]圖44示出了圖2所示的TG附近的構(gòu)造的另一個(gè)示例。
[0122]圖45是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)造例的截面圖。
[0123]圖46是概要地示出了應(yīng)用了本發(fā)明的固態(tài)成像裝置的系統(tǒng)構(gòu)造圖。
[0124]圖47是示出了作為應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備的成像裝置的構(gòu)造例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0125]以下，將參照【附圖說(shuō)明】本文中公開的本發(fā)明的實(shí)施例。
[0126]圖1是示出了根據(jù)應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器的實(shí)施例的構(gòu)造例的平面圖。在圖中所示的圖像傳感器10中，圖示了與在具有平面結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體基板上形成的一個(gè)像素的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域。
[0127]在平面結(jié)構(gòu)中，端子用電極形成于同一平面并且能夠縮短電流路徑。
[0128]圖像傳感器10的各像素被構(gòu)造為將累積于光電二極管的電荷傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散(FD)并且經(jīng)由放大晶體管(AMP)讀出與1?保持的電荷相對(duì)應(yīng)的信號(hào)電壓。注意，在垂直信號(hào)線(VSL)上讀出信號(hào)電壓且VSL經(jīng)由選擇晶體管(SEL)連接至AMP。
[0129]此外，圖像傳感器10的各像素設(shè)置有用于使FD保持的電荷排出(復(fù)位)的復(fù)位晶體管(RST)。
[0130]注意，RST、AMP和SEL的晶體管也被稱為像素晶體管。此外，在圖中，兩端具有圓圈的黑線表示金屬配線。例如，AMP的柵極端子(紙面的頂面?zhèn)?與FD經(jīng)由金屬配線彼此連接。
[0131]此外，在位于圖1左邊和右邊的由圓圈內(nèi)的“P++”的字符標(biāo)示的部分中，設(shè)置有釘扎端子。
[0132]圖像傳感器10具有層疊有至少兩個(gè)半導(dǎo)體基板的結(jié)構(gòu)。在圖1中，圖像傳感器10的PD的受光面位于背面。此外，在圖1中，示出了兩個(gè)半導(dǎo)體基板之中的主要設(shè)置有ro和像素晶體管的半導(dǎo)體基板的頂面。
[0133]S卩，圖像傳感器10實(shí)際上被構(gòu)造為含有多個(gè)像素的圖像傳感器。例如，像素陣列位于由相機(jī)的透鏡等收集的光形成圖像的位置處，在該像素陣列中以二維矩陣形式布置有設(shè)置于圖1的背面的受光部。
[0134]在圖像傳感器10中，傳輸柵極晶體管(TG)是對(duì)應(yīng)于PD與FD彼此的電連接而設(shè)置的。即，TG被設(shè)置為在紙面的深度方向上貫穿半導(dǎo)體基板。
[0135]圖2是圖1所示的圖像傳感器10的截面圖。如圖所示，圖像傳感器10由第一半導(dǎo)體基板21、第二半導(dǎo)體基板22和邏輯層23構(gòu)成。圖中的符號(hào)“P”和“N”分別表示P型半導(dǎo)體區(qū)域和N型半導(dǎo)體區(qū)域。此外，符號(hào)“P+”、“P-”和“N+”、“N-”分別表示高密度P型、低密度P型和高密度N型、低密度N型。其密度由“+”或的數(shù)量來(lái)表達(dá)。注意，在圖2中，圖像傳感器10的受光面位于圖的下側(cè)。
[0136]第一半導(dǎo)體基板21是主要形成有的半導(dǎo)體基板。即，對(duì)應(yīng)于從圖2的下側(cè)進(jìn)入的光而產(chǎn)生的電荷累積于第一半導(dǎo)體基板21的ro中。
[0137]第二半導(dǎo)體基板22是主要形成有像素晶體管和Π)的半導(dǎo)體基板。在圖2的示例中，RST(像素晶體管中的一者)與FD—起形成于第二半導(dǎo)體基板22。此外，在圖中，釘扎端子設(shè)置在第二半導(dǎo)體基板22的左端部附近。
[0138]邏輯層23是形成有模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC)等的層。注意，圖中水平方向上長(zhǎng)的矩形僅表示與邏輯層23中的諸如ADC等電路關(guān)聯(lián)的配線。
[0139]如圖2所示，在應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器10中，TG將第一半導(dǎo)體基板21的與第二半導(dǎo)體基板22的FD彼此電連接。即，TG被設(shè)置為貫通第二半導(dǎo)體基板22且達(dá)到第一半導(dǎo)體基板21。即，在圖中，TG(圖中右側(cè)所示的晶體管)包括在圖中的垂直方向上延長(zhǎng)的柵極端子。
[0140]盡管不限于此，但是根據(jù)貫通第一半導(dǎo)體基板21和第二半導(dǎo)體基板22的TG形狀，TG能夠被構(gòu)造為T字型或L字型(當(dāng)在橫截面中觀察時(shí))。在示例性而非限制性的例子中，TG能夠被構(gòu)造為圖3所示的T字型或L字型(盡管未示出)。當(dāng)從TG的頂部觀察時(shí)，它也能夠被構(gòu)造為環(huán)型或圍繞溝道的反C字型等。
[0141]注意，圖中左側(cè)所示的晶體管是RST且釘扎端子示意在圖中RST的左側(cè)。
[0142]此外，在TG的和RST的左右兩側(cè)形成有側(cè)壁。
[0143]此外，如將在后面詳細(xì)說(shuō)明，第二半導(dǎo)體基板22的底部被構(gòu)造為單晶基板。即，例如通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板21與被構(gòu)造為硅單晶基板的第二半導(dǎo)體基板22彼此接合來(lái)構(gòu)成圖像傳感器10，第一半導(dǎo)體基板21通過(guò)將絕緣膜形成在硅基板上而構(gòu)成。
[0144]注意，通過(guò)在被構(gòu)造為單晶基板的第二半導(dǎo)體基板22上形成像素晶體管和FD，能夠獲得也適合于微小像素信號(hào)的良好的1-V特性，并且能夠抑制像素的性能變化。
[0145]此外，如上所述，圖像傳感器10是通過(guò)將第一半導(dǎo)體基板21與第二半導(dǎo)體基板22彼此接合而構(gòu)成的，且因此第一半導(dǎo)體基板與第二半導(dǎo)體基板之間的接合面是接合界面。
[0146]關(guān)于作為晶體管的TG，第一半導(dǎo)體基板21的“N-”區(qū)域的與柵極端子的圖中下側(cè)保持接觸的部位是源極端子。第二半導(dǎo)體基板22的“N”區(qū)域的與柵極端子的圖中左上側(cè)保持接觸的部位是漏極端子。即，晶體管的溝道形成于柵極端子內(nèi)的從源極端子至漏極端子的部分。
[0147]因此，在應(yīng)用了本發(fā)明的圖像傳感器10中，如圖3所示，在晶體管的溝道內(nèi)存在接合界面。
[0148]圖3是圖2所示的TG附近的構(gòu)造的放大圖。如圖所示，“N-”區(qū)域的與TG的柵極端子的圖中下側(cè)保持接觸的部位是源極端子，且“N+”區(qū)域的與柵極端子的圖中左上側(cè)保持接觸的部位是漏極端子。
[0149]接合界面的方向能夠設(shè)定為與流經(jīng)源極和漏極的電流的方向垂直的方向。
[0150]接合界面距漏極端子的距離能夠設(shè)定為設(shè)計(jì)者預(yù)期的任意位置。此外，在圖像傳感器的所有像素中，接合界面距漏極端子的距離能夠設(shè)定為設(shè)計(jì)者預(yù)期的任何位置。
[0151 ]在接合界面中產(chǎn)生帶隙。因此，例如，很有可能阻礙傳輸電