專利名稱：固體攝像裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)有放大型MOS晶體管的固體攝像裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
設(shè)有放大型MOS晶體管的固體攝像裝置近年來(lái)備受矚目。該固體攝像裝置用于對(duì)各個(gè)像素通過MOS晶體管來(lái)放大經(jīng)由光電二極管所檢測(cè)的信號(hào)，具有靈敏度高的特征。
圖10是表示以往的固體攝像裝置90的結(jié)構(gòu)的電路圖。固體攝像裝置90具有在半導(dǎo)體基板7上配置成矩陣狀的多個(gè)像素單元96。各像素單元96分別具有把入射光變換為信號(hào)電荷來(lái)蓄積的光電二極管3。在各像素單元96分別設(shè)有傳輸晶體管4，用于讀出蓄積在光電二極管3中的信號(hào)電荷。
各像素單元96具有放大晶體管14。放大晶體管14對(duì)經(jīng)由傳輸晶體管4所讀出的信號(hào)電荷進(jìn)行放大。在各像素單元96設(shè)有復(fù)位晶體管15。復(fù)位晶體管15對(duì)經(jīng)由傳輸晶體管4所讀出的信號(hào)電荷進(jìn)行復(fù)位。
固體攝像裝置90具有垂直驅(qū)動(dòng)電路12。垂直驅(qū)動(dòng)電路12連接著多個(gè)復(fù)位晶體管控制線111。各復(fù)位晶體管控制線111分別隔開規(guī)定間隔并相互平行地沿著水平方向而配置，以連接沿著水平方向配置的設(shè)在各像素單元96上的復(fù)位晶體管15。垂直驅(qū)動(dòng)電路12還連接著多個(gè)垂直選擇晶體管控制線121。各垂直選擇晶體管控制線121分別隔開規(guī)定間隔并相互平行地沿著水平方向而配置，以連接沿著水平方向配置的設(shè)在各像素單元96上的垂直選擇晶體管，并決定讀出信號(hào)的行。
垂直選擇晶體管的源極連接垂直信號(hào)線61。在各垂直信號(hào)線61的一端連接負(fù)荷晶體管組17。各垂直信號(hào)線61的另一端連接行信號(hào)存儲(chǔ)單元18。行信號(hào)存儲(chǔ)單元18包括用于讀入1行信號(hào)的開關(guān)晶體管。行信號(hào)存儲(chǔ)單元18連接水平驅(qū)動(dòng)電路13。
圖11是說明以往的固體攝像裝置90的動(dòng)作的時(shí)序圖。
如果施加用于使垂直選擇晶體管控制線121成為高電平的行選擇脈沖101-1，則所選擇行的垂直選擇晶體管導(dǎo)通，通過所選擇行的放大晶體管14和負(fù)荷晶體管組17構(gòu)成源輸出器(sourcefollower)。
在行選擇脈沖101-1為高電平的期間，通過施加用于使復(fù)位晶體管控制線111成為高電平的復(fù)位脈沖102-1，將放大晶體管14的柵極連接的漂移擴(kuò)散層的電位復(fù)位。然后，在行選擇脈沖101-1為高電平的期間，通過施加用于使傳輸晶體管控制線成為高電平的傳輸脈沖103-1，把蓄積在光電二極管3的信號(hào)電荷傳輸?shù)狡茢U(kuò)散層。
此時(shí)，與漂移擴(kuò)散層連接的放大晶體管14的柵極電壓和漂移擴(kuò)散層的電位相等，在垂直信號(hào)線16上出現(xiàn)實(shí)質(zhì)上與該柵極電壓相等的電壓。然后，把基于蓄積在光電二極管3的信號(hào)電荷的信號(hào)傳輸?shù)叫行盘?hào)存儲(chǔ)單元18。
然后，水平驅(qū)動(dòng)電路13依次產(chǎn)生列選擇脈沖106-1-1、106-1-2、…，把傳輸給行信號(hào)存儲(chǔ)單元18的信號(hào)作為1行的輸出信號(hào)107-1取出。
圖12是說明設(shè)在以往的固體攝像裝置90的像素單元96的光電二極管3和傳輸晶體管4的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖13是沿圖12所示的面PP的剖面圖。
在光電二極管3和傳輸晶體管4之間，通過挖掘半導(dǎo)體基板7的STI(Shallow Trench Isolation)形成元件分離部92，以便分離光電二極管3和傳輸晶體管4。
傳輸晶體管4具有形成于半導(dǎo)體基板7上的柵電極53、和形成于柵電極53兩側(cè)的半導(dǎo)體基板7表面的源極—漏極區(qū)域5。
為了使光電二極管3和與含有該光電二極管3的像素單元96鄰接的像素單元96中包含的光電二極管3分離，而形成有元件分離部92A。
圖14是說明元件分離部92的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖15是表示沿圖14所示的面XY的缺陷密度的曲線圖，圖16是說明元件分離部92和光電二極管3的結(jié)構(gòu)的示意圖。
光電二極管3是從半導(dǎo)體基板7的表面?zhèn)软樞蛐纬蓀+層8和n層9和p層10的埋入型光電二極管。
MOS型傳感器的性能差的理由之一是，從元件分離部92向p+層8和n層9和p層10的pn結(jié)的光電二極管3流過逆向泄漏電流89。以產(chǎn)生于半導(dǎo)體基板7的結(jié)晶缺陷和應(yīng)力為原因，使得該逆向泄漏電流增加。
現(xiàn)已判明MOS晶體管的結(jié)構(gòu)中最易產(chǎn)生結(jié)晶缺陷和應(yīng)力的部分是元件分離部92及92A。
作為這種結(jié)晶缺陷，以往已經(jīng)熟知的是產(chǎn)生于元件分離部92附近的半導(dǎo)體基板7的表面角處的結(jié)晶缺陷52。最近成為的問題是產(chǎn)生于元件分離部92下側(cè)的結(jié)晶缺陷53。
這種結(jié)晶缺陷52及結(jié)晶缺陷53的大小約為0.5微米(μm)以上，屬于較大缺陷。這些缺陷會(huì)惡化MOS晶體管的性能，雖然通過加熱工序中的退火等處理可以抑止，但目前仍是一大問題，這點(diǎn)沒有變化。
如圖15所示，如果把元件分離部92和半導(dǎo)體基板7之間的界面沿圖14所示剖面XY進(jìn)行詳細(xì)分析，已判明分布有起因于結(jié)晶缺陷52及結(jié)晶缺陷53的小缺陷。該缺陷非常小，所以在以往的MOS晶體管來(lái)說完全不成問題。
如果詳細(xì)觀察圖15，可以觀測(cè)到與元件分離部92和半導(dǎo)體基板7之間的界面相接的部位所存在的以往熟知的界面缺陷層94、和被認(rèn)為是起因于STI應(yīng)力的STI應(yīng)力缺陷層95。STI應(yīng)力缺陷層95不同于在STI端部局部由于前述的STI應(yīng)力產(chǎn)生的結(jié)晶缺陷52和結(jié)晶缺陷53，分布于元件分離部92和半導(dǎo)體基板7之間的界面附近。
結(jié)晶缺陷52和結(jié)晶缺陷53未必一定產(chǎn)生于STI端部，在半導(dǎo)體芯片中分布有若干個(gè)，應(yīng)力在所產(chǎn)生部位周邊的半導(dǎo)體基板上是開放的，所以也有STI應(yīng)力缺陷層95變小的現(xiàn)象。它們的因果關(guān)系尚未得到明確解析，也有不能明確觀測(cè)的情況。但是不論其大小，STI應(yīng)力缺陷層95在深約0.01μ的部位，如果把分布的末端也考慮在內(nèi)，則其產(chǎn)生范圍達(dá)0.02微米(μm)。
專利文獻(xiàn)特開2001-345439號(hào)公報(bào)在設(shè)有這種STI元件分離部92及92A的MOS型固體攝像裝置中，結(jié)晶缺陷52和結(jié)晶缺陷53在重放畫面上能看到數(shù)個(gè)至數(shù)千個(gè)的白色輸出較大的點(diǎn)缺陷。其數(shù)目由STI的形成方法和攝像裝置的規(guī)模決定。
STI應(yīng)力缺陷層95產(chǎn)生逆泄漏電流89，所以在重放畫面上能觀測(cè)到較小的不均勻斑點(diǎn)。
以往，因前者的結(jié)晶缺陷52和結(jié)晶缺陷53產(chǎn)生的局部點(diǎn)缺陷曾成為問題，但伴隨最近數(shù)字技術(shù)的進(jìn)步，由于可以校正因數(shù)目少的結(jié)晶缺陷52和結(jié)晶缺陷53產(chǎn)生的白傷痕(white flaw)，所以已不成大問題。
但是，如果想要校正因STI應(yīng)力缺陷層95產(chǎn)生的較小的不均勻斑點(diǎn)，為了校正在整個(gè)畫面上產(chǎn)生的不均勻，需要大容量的存儲(chǔ)器。因此，具有校正用系統(tǒng)的成本增大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種減少重放畫面上的不均勻的高性能的固體攝像裝置及其制造方法。
本發(fā)明涉及的固體攝像裝置，其特征在于，具有在半導(dǎo)體基板上配置成矩陣狀的多個(gè)像素單元；和為了驅(qū)動(dòng)各像素單元而設(shè)置的驅(qū)動(dòng)單元，各像素單元包括把入射光變換成信號(hào)電荷來(lái)蓄積的光電二極管；為了讀出蓄積在所述光電二極管上的所述信號(hào)電荷而設(shè)置的1個(gè)以上的MOS晶體管；和元件分離部，由將所述半導(dǎo)體基板挖掘的STI(Shallow Trench Isolation)形成，用于分離所述光電二極管和所述MOS晶體管，在所述半導(dǎo)體基板上，以包圍所述元件分離部的側(cè)壁和底面的方式，形成導(dǎo)入了導(dǎo)電型與所述MOS晶體管的源極—漏極區(qū)域的導(dǎo)電型相反的雜質(zhì)的STI泄漏抑止器，其中所述元件分離部形成將所述半導(dǎo)體基板挖掘而成的槽部。
本發(fā)明涉及的固體攝像裝置的制造方法的特征在于，包括槽形成工序，為了分離所述光電二極管和所述MOS晶體管，挖掘所述半導(dǎo)體基板來(lái)形成槽；離子注入工序，為了形成包圍所述槽的側(cè)壁和底面的所述STI泄漏抑止器，向所述槽中注入離子；元件分離部形成工序，在所述槽中形成通過所述STI(Shallow Trench Isolation)形成的所述元件分離部；光電二極管形成工序，在所述元件分離部形成工序之后，在所述半導(dǎo)體基板上形成所述光電二極管；和MOS晶體管形成工序，在所述半導(dǎo)體基板上形成所述MOS晶體管，并通過所述元件分離部將其與所述光電二極管分離。


圖1是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖2是說明設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的像素單元上的光電二極管和傳輸晶體管的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖3是沿圖2所示面AA的剖面圖。
圖4是說明設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的像素單元上的元件分離部和STI泄漏抑止器的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖5是表示沿圖4所示面XY的缺陷密度的曲線圖。
圖6是說明設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的像素單元上的元件分離部和STI泄漏抑止器和光電二極管的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖7是表示由設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置上的NMOS晶體管構(gòu)成的NMOS動(dòng)態(tài)邏輯電路的電路圖。
圖8是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的像素單元沒有光入射時(shí)的輸出和頻度關(guān)系的曲線圖。
圖9是說明在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置的制造方法中，為了形成STI泄漏抑止器而注入離子的工序的示意圖。
圖10是表示以往的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖11是說明以往的固體攝像裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
圖12是說明設(shè)在以往的固體攝像裝置的像素單元上的光電二極管和傳輸晶體管的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖13是沿圖12所示面PP的剖面圖。
圖14是說明設(shè)在以往的固體攝像裝置的像素單元上的元件分離部的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖15是表示沿圖14所示面XY的缺陷密度的曲線圖。
圖16是說明設(shè)在以往的固體攝像裝置的像素單元上的元件分離部和光電二極管的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置中，在半導(dǎo)體基板上形成導(dǎo)入了導(dǎo)電型與MOS晶體管的源極—漏極區(qū)域的導(dǎo)電型相反的雜質(zhì)的STI泄漏抑止器，以包圍元件分離部的側(cè)壁和底面，該元件分離部形成有將所述半導(dǎo)體基板挖掘的槽部。因此，通過STI泄漏抑止器阻止從元件分離部向光電二極管流過泄漏電流。結(jié)果，可以獲得重放畫面上的不均勻較小的高性能固體攝像裝置。
在該實(shí)施方式中，所述元件分離部?jī)?yōu)選形成下述狀態(tài)，即，分離所述光電二極管、和與含有所述光電二極管的所述像素單元(cell)鄰接的像素單元中所包含的光電二極管。
所述1個(gè)以上MOS晶體管優(yōu)選是多個(gè)MOS晶體管，所述元件分離部?jī)?yōu)選形成下述狀態(tài)，即，分離所述多個(gè)MOS晶體管中的一個(gè)和所述多個(gè)MOS晶體管中的另一個(gè)。
所述STI泄漏抑止器的厚度優(yōu)選為0.01微米(μm)以上。
所述STI泄漏抑止器的厚度優(yōu)選為0.02微米(μm)以上。
所述驅(qū)動(dòng)單元包括沿行方向驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素單元的垂直驅(qū)動(dòng)電路；和沿列方向驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素單元的水平驅(qū)動(dòng)電路。
所述光電二極管優(yōu)選從半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)软樞蛐纬蓀+層和n層和p層的埋入型光電二極管，所述STI泄漏抑止器優(yōu)選形成為與所述光電二極管的所述p+層連接的狀態(tài)。
構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)單元的MOS晶體管優(yōu)選NMOS晶體管。
優(yōu)選所述元件分離部的所述底面處的所述STI泄漏抑止器的厚度比所述元件分離部的所述側(cè)壁處的所述STI泄漏抑止器的厚度厚。
被導(dǎo)入到所述STI泄漏抑止器的雜質(zhì)的峰值濃度優(yōu)選為1×E17cm-3以上。
被導(dǎo)入到所述STI泄漏抑止器的雜質(zhì)的峰值濃度優(yōu)選為5×E18cm-3以上。
在本實(shí)施方式涉及的制造方法中，為了形成包圍用于分離光電二極管和MOS晶體管的槽的側(cè)壁和底面的STI泄漏抑止器，向槽中注入離子。因此，通過所形成的STI泄漏抑止器阻止從元件分離部向光電二極管流過泄漏電流。結(jié)果，可以獲得重放畫面上的不均勻較小的高性能固體攝像裝置。
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
圖1是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置100的結(jié)構(gòu)的電路圖。
固體攝像裝置100具有在半導(dǎo)體基板7上配置成矩陣狀的多個(gè)像素單元6。各像素單元6分別具有把入射光變換成信號(hào)電荷來(lái)蓄積的光電二極管3。在各像素單元6分別設(shè)有用于讀出蓄積在光電二極管3上的信號(hào)電荷的傳輸晶體管4。
各像素單元6具有放大晶體管14。放大晶體管14對(duì)通過傳輸晶體管4讀出的信號(hào)電荷進(jìn)行放大。在各像素單元6設(shè)有復(fù)位晶體管15。復(fù)位晶體管15對(duì)通過傳輸晶體管4讀出的信號(hào)電荷進(jìn)行復(fù)位。
固體攝像裝置100具有垂直驅(qū)動(dòng)電路12。垂直驅(qū)動(dòng)電路12連接多個(gè)復(fù)位晶體管控制線111。各復(fù)位晶體管控制線111分別隔開規(guī)定間隔并相互平行地沿著水平方向而配置，以便連接沿著水平方向配置的設(shè)在各像素單元6上的復(fù)位晶體管15。垂直驅(qū)動(dòng)電路12還連接著多個(gè)垂直選擇晶體管控制線121。各垂直選擇晶體管控制線121分別隔開規(guī)定間隔并相互平行地沿著水平方向而配置，以連接沿著水平方向配置的設(shè)在各像素單元96上的垂直選擇晶體管，并決定讀出信號(hào)的行。
垂直選擇晶體管的源極連接垂直信號(hào)線61。在各垂直信號(hào)線61的一端連接負(fù)荷晶體管組17。各垂直信號(hào)線61的另一端連接行信號(hào)存儲(chǔ)單元18。行信號(hào)存儲(chǔ)單元18包括用于讀入1行信號(hào)的開關(guān)晶體管。行信號(hào)存儲(chǔ)單元18連接水平驅(qū)動(dòng)電路13。
圖2是說明設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置100的像素單元6上的光電二極管3和傳輸晶體管4的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖3是沿圖2所示面AA的剖面圖。
在光電二極管3和傳輸晶體管4之間，通過挖掘半導(dǎo)體基板7的STI(Shallow Trench Isolation)形成元件分離部2，以便分離光電二極管3和傳輸晶體管4。
傳輸晶體管4具有形成于半導(dǎo)體基板7上的柵電極53、和形成于柵電極53兩側(cè)的半導(dǎo)體基板7表面的源極—漏極區(qū)域5。
為了使光電二極管3和與含有該光電二極管3的像素單元96鄰接的像素單元96中包含的光電二極管3分離，而形成有元件分離部2A。
圖4是說明設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置100的像素單元6上的元件分離部2和STI泄漏抑止器1的結(jié)構(gòu)的平面圖，圖5是表示沿圖4所示面XY的缺陷密度的曲線圖，圖6是說明設(shè)在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置100的像素單元6上的元件分離部2和STI泄漏抑止器1和光電二極管3的結(jié)構(gòu)的平面圖。
在半導(dǎo)體基板7上形成導(dǎo)入了導(dǎo)電型與參照?qǐng)D2及圖3所述的傳輸晶體管4的源極—漏極區(qū)域5的導(dǎo)電型相反的雜質(zhì)的STI泄漏抑止器1，并以包圍所述元件分離部2的側(cè)壁和底面的方式形成。STI泄漏抑止器1的厚度為0.01微米(μm)以上。如果STI泄漏抑止器1的厚度為0.01微米(μm)以上，如圖5所示，可以覆蓋STI應(yīng)力缺陷層95的幾乎全部。
STI泄漏抑止器1的厚度更優(yōu)選為0.02微米(μm)以上。這是因?yàn)槿鐖D5的虛線56所示，可以完全覆蓋STI應(yīng)力缺陷層95。
光電二極管3是從半導(dǎo)體基板7的表面?zhèn)软樞蛐纬蓀+層8和n層9和p層10的埋入型光電二極管。STI泄漏抑止器1優(yōu)選形成為與光電二極管3的p+層8連接的狀態(tài)。這是因?yàn)槿绻鸖TI泄漏抑止器1與光電二極管3的p+層8物理地離開，有可能從該部分產(chǎn)生pn結(jié)逆向泄漏電流。另外，如果STI泄漏抑止器1不與光電二極管3的p+層8電連接，埋入型光電二極管的p+層8會(huì)產(chǎn)生電漂移，所以不能對(duì)電壓進(jìn)行電的固定。即，由于不知道會(huì)施加幾伏電壓，所以不能進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)。另外，預(yù)想光電二極管3的容量變小，會(huì)產(chǎn)生飽和變小的問題。
這樣，通過用STI泄漏抑止器1覆蓋STI應(yīng)力缺陷層95，可以按圖6所示抑止從元件分離部2的周邊產(chǎn)生的pn結(jié)逆向泄漏電流。所以，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的MOS型固體攝像裝置。
CMOS邏輯電路(logics)成為近年來(lái)半導(dǎo)體的主流，所以MOS型固體攝像裝置多由CMOS邏輯電路構(gòu)成。該CMOS邏輯電路通過使制造工序變長(zhǎng)且細(xì)微化來(lái)決定工序，所以為了傳感器而變更工序是非常困難的事情。特別是在被細(xì)微化后的CMOS邏輯電路的工序中，p型溝道晶體管的動(dòng)作困難。其理由是作為p型雜質(zhì)的硼質(zhì)量輕，容易移動(dòng)，不易在半導(dǎo)體內(nèi)部制作成較小狀。
因此，為了使用特別細(xì)微化后的晶體管制造傳感器特有的制造工序，僅用NMOS來(lái)構(gòu)成比較有利。僅使用NMOS的電路，一般消耗電力比CMOS大，所以使用NMOS動(dòng)態(tài)邏輯電路。該NMOS動(dòng)態(tài)邏輯電路進(jìn)行利用MOS容量來(lái)提高電壓的引導(dǎo)(boot)的動(dòng)作，但該MOS容量部分在泄漏電流變大時(shí)將不動(dòng)作。即，正好與本發(fā)明的降低泄漏電流的目的相吻合。特別是近年來(lái)應(yīng)用于數(shù)字式照相機(jī)中的固體攝像元件，具有進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間曝光這種動(dòng)作非常緩慢的動(dòng)作模式。因此，即使是NMOS動(dòng)態(tài)邏輯也必須形成泄漏電流小的元件分離部。
圖7表示利用動(dòng)態(tài)邏輯電路構(gòu)成的移位寄存器電路的示例。在此省略其動(dòng)作說明，但MOS容量21的泄漏電流大時(shí)不能進(jìn)行緩慢動(dòng)作。把本發(fā)明的元件分離用于MOS容量21的元件分離將非常有效。
即，把固體攝像裝置細(xì)微化時(shí)，在確立以元件分離等的高性能化為目標(biāo)的低泄漏技術(shù)時(shí)，排除難以制作細(xì)微晶體管的p-ch，僅用N-chMOS構(gòu)成，為了設(shè)計(jì)類似CMOS的低消耗電力用動(dòng)態(tài)邏輯電路，依然必須降低泄漏電流。細(xì)微晶體管、只有n溝道的MOS、低泄漏元件分離、動(dòng)態(tài)邏輯是實(shí)現(xiàn)高性能的固體攝像裝置的最短途徑。
本發(fā)明在泄漏電流增大的0.25μ以下的設(shè)計(jì)規(guī)則中，采用元件分離部形成為STI(Shallow Trench Isolation)是有效的。
圖8是表示本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置100的像素單元6沒有光入射時(shí)的輸出和頻度關(guān)系的曲線圖。
橫軸表示沒有光入射時(shí)的輸出，縱軸表示橫軸的輸出頻度。曲線201-1、曲線201-2表示沒有形成STI泄漏抑止器1時(shí)的輸出分布頻度。曲線201-1中，重放畫面上有不均勻現(xiàn)象，可以考慮是由于圖5所示的STI應(yīng)力曲線層95而形成的。曲線201-2是由于圖5所示的STI的較大缺陷52、53而形成的。
如果形成STI泄漏抑止器1，如曲線202-1所示，可以考慮是泄漏電流比曲線201-1還低。在與曲線201-1大致相同的位置可以看到曲線202-2，但尚不清楚這是曲線201-1的殘余，還是由于因STI泄漏抑止器1形成的新結(jié)果所致。即使導(dǎo)入了STI泄漏抑止器1，也殘留有曲線201-2所示的較大輸出缺陷。顯然即使是STI泄漏抑止器1的本來(lái)目的也不能將其抑止。該圖8所示數(shù)據(jù)表示STI泄漏抑止器1的峰值雜質(zhì)濃度為1×E17cm-3，如果把該雜質(zhì)濃度增加到5×E18cm-3，則曲線202-2消失。即使STI泄漏抑止器1的濃度為1×E17cm-3，并仍殘留有曲線202-2時(shí)，由于和曲線201-2相同，數(shù)目較少，所以通過數(shù)字式照相機(jī)系統(tǒng)可以進(jìn)行校正，因此不會(huì)成為大問題。作為STI泄漏抑止器1的雜質(zhì)濃度，是使用1×E17cm-3左右還是5×E18cm-3以上，因用戶的規(guī)格而定。
圖9是說明在本實(shí)施方式涉及的固體攝像裝置100的制造方法中，為了形成STI泄漏抑止器1而注入離子的工序的示意圖。
首先，為了分離光電二極管3和傳輸晶體管4，挖掘半導(dǎo)體基板7形成槽。為了形成包圍所形成的槽的側(cè)壁和底面的STI泄漏抑止器1，如圖9所示，相對(duì)半導(dǎo)體基板7的表面，沿著傾斜方向，向槽中注入離子。
然后，在槽中形成由STI所形成的元件分離部2。之后，在半導(dǎo)體基板7上形成光電二極管3。在半導(dǎo)體基板7上形成傳輸晶體管4，并通過元件分離部2將其與光電二極管3分離。
注入槽中的離子種類和半導(dǎo)體基板7是相同導(dǎo)電型。進(jìn)行這種離子注入，不僅在槽的側(cè)壁處，當(dāng)然在槽的底面也同時(shí)導(dǎo)入STI泄漏抑止器1。從離子注入的角度考慮，一般進(jìn)入STI底面的STI泄漏抑止器較深。
發(fā)明效果根據(jù)上述本發(fā)明，可以提供一種重放畫面上的不均勻較小的高性能固體攝像裝置及其制造方法。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像裝置，其特征在于，具有在半導(dǎo)體基板上配置成矩陣狀的多個(gè)像素單元；和為了驅(qū)動(dòng)各像素單元而設(shè)置的驅(qū)動(dòng)單元，各像素單元包括把入射光變換成信號(hào)電荷來(lái)蓄積的光電二極管；為了讀出蓄積在所述光電二極管上的所述信號(hào)電荷而設(shè)置的1個(gè)以上的MOS晶體管；和元件分離部，由將所述半導(dǎo)體基板挖掘的STI(Shallow TrenchIsolation)形成，用于分離所述光電二極管和所述MOS晶體管，在所述半導(dǎo)體基板上，以包圍所述元件分離部的側(cè)壁和底面的方式，形成導(dǎo)入了導(dǎo)電型與所述MOS晶體管的源極—漏極區(qū)域的導(dǎo)電型相反的雜質(zhì)的STI泄漏抑止器，其中所述元件分離部形成將所述半導(dǎo)體基板挖掘而成的槽部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述元件分離部分離所述光電二極管、和與包含有所述光電二極管的所述像素單元鄰接的像素單元中所包含的光電二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述1個(gè)以上MOS晶體管是多個(gè)MOS晶體管，所述元件分離部分離所述多個(gè)MOS晶體管中的一個(gè)和所述多個(gè)MOS晶體管中的另一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述STI泄漏抑止器的厚度為0.01微米(μm)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述STI泄漏抑止器的厚度為0.02微米(μm)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述驅(qū)動(dòng)單元包括沿行方向驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素單元的垂直驅(qū)動(dòng)電路；和沿列方向驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)像素單元的水平驅(qū)動(dòng)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述光電二極管是從所述半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)软樞蛐纬蓀+層和n層和p層的埋入型光電二極管，所述STI泄漏抑止器形成為與所述光電二極管的所述p+層連接的狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)單元的MOS晶體管是NMOS晶體管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的固體攝像裝置，構(gòu)成所述驅(qū)動(dòng)單元的NMOS晶體管構(gòu)成NMOS動(dòng)態(tài)邏輯電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，用于使所述多個(gè)像素單元形成細(xì)微狀的細(xì)微化設(shè)計(jì)規(guī)則為0.25微米(μm)以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，所述元件分離部的所述底面處的所述STI泄漏抑止器的厚度比所述元件分離部的所述側(cè)壁處的所述STI泄漏抑止器的厚度厚。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，被導(dǎo)入到所述STI泄漏抑止器的所述雜質(zhì)的峰值濃度為1×E17cm-3以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置，被導(dǎo)入到所述STI泄漏抑止器的所述雜質(zhì)的峰值濃度為5×E18cm-3以上。
14.一種固體攝像裝置的制造方法，該制造方法是權(quán)利要求1所述的固體攝像裝置的制造方法，其特征在于，包括槽形成工序，以分離所述光電二極管和所述MOS晶體管的方式，挖掘所述半導(dǎo)體基板以形成槽；離子注入工序，為了形成包圍所述槽的側(cè)壁和底面的所述STI泄漏抑止器，向所述槽中注入離子；元件分離部形成工序，在所述槽中形成通過所述STI(ShallowTrench Isolation)形成的所述元件分離部；光電二極管形成工序，在所述元件分離部形成工序之后，在所述半導(dǎo)體基板上形成所述光電二極管；和MOS晶體管形成工序，以通過所述元件分離部與所述光電二極管分離的方式，在所述半導(dǎo)體基板上形成所述MOS晶體管。
全文摘要
提供一種重放畫面上的不均勻較小的高性能固體攝像裝置。固體攝像裝置具有在半導(dǎo)體基板上配置成矩陣狀的多個(gè)像素單元；和為了驅(qū)動(dòng)各像素單元而設(shè)置的驅(qū)動(dòng)單元，各像素單元包括光電二極管和MOS晶體管，以及元件分離部(2)，由挖掘所述半導(dǎo)體基板的STI(Shallow Trench Isolation)形成，用于分離光電二極管和MOS晶體管，在半導(dǎo)體基板(7)上形成導(dǎo)入了導(dǎo)電型與MOS晶體管的源極—漏極區(qū)域的導(dǎo)電型相反的雜質(zhì)的STI泄漏抑止器(1)，以包圍元件分離部(2)的側(cè)壁和底面。
文檔編號(hào)H04N5/374GK1523879SQ200410005598
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者太田宗吾, 也, 內(nèi)田干也, 之, 松長(zhǎng)誠(chéng)之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社