專利名稱：固體攝像器件的制造方法、固體攝像器件和攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及固體攝像器件的制造方法、固體攝像器件以及包括該固體攝像器件的攝像裝置。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)并將持續(xù)出現(xiàn)CMOS圖像傳感器的像素?cái)?shù)量的增多以及精細(xì)化的現(xiàn)象。然而，隨著像素精細(xì)化的發(fā)展，各種像素特性的劣化變得越來越明顯。因此，為了保持或改善諸如飽和電荷量Ois)、傳輸?shù)母纳?、白點(diǎn)的改善和/或靈敏度的提高等像素特性，已經(jīng)提出了對(duì)像素進(jìn)行離子注入。這種結(jié)構(gòu)在日本專利公開公報(bào)第 2005-223134號(hào)(以下稱作專利文獻(xiàn)1)、第2002-373978號(hào)(以下稱作專利文獻(xiàn)2~)或者第 2004-273913號(hào)(以下稱作專利文獻(xiàn)3)中予以公開。通過以此方式對(duì)像素進(jìn)行離子注入，能夠在已知結(jié)構(gòu)中添加新的雜質(zhì)區(qū)域來控制電位分布，由此改善像素特性。然而，這種結(jié)構(gòu)由于需要添加新的雜質(zhì)區(qū)域而使像素的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。因此，制造步驟增多并且制造成本增加。于是，圖像傳感器芯片的成本也增大了。作為防止像素的精細(xì)化所引起的像素特性的劣化而改善像素特性的結(jié)構(gòu)，可以使用圖6所示的結(jié)構(gòu)，圖6示出了固體攝像器件的示意性截面圖。參照?qǐng)D6，固體攝像器件配置為p型器件隔離區(qū)域53使像素彼此分隔開，并且在器件隔離區(qū)域53所分隔開的內(nèi)部形成有傳感器部的光電二極管(PD)和電荷傳輸部。圖 6中的附圖標(biāo)記51表示半導(dǎo)體基板部件(由半導(dǎo)體基板構(gòu)成或者由半導(dǎo)體基板和該半導(dǎo)體基板上的半導(dǎo)體外延層構(gòu)成)。附圖標(biāo)記52表示以埋置狀態(tài)形成在半導(dǎo)體基板51中的 ρ-半導(dǎo)體阱區(qū)域。在圖6的固體攝像器件中，特別是在光電二極管的位置處，在η+電荷累積區(qū)域55 與P++正電荷累積區(qū)域58之間形成有P+區(qū)域56，該P(yáng)+區(qū)域56的雜質(zhì)濃度低于形成在固體攝像器件的表面上用于抑制暗電流的P++正電荷累積區(qū)域58的雜質(zhì)濃度。ρ+區(qū)域56形成為從光電二極管延伸至傳輸柵極60下方的位置。雖然在通過正電荷累積區(qū)域58增強(qiáng)傳輸柵極60側(cè)的釘扎的同時(shí)累積了飽和電荷量(Qs)，但正電荷累積區(qū)域58沒有充分提供傳輸柵極60下方的釘扎。這就產(chǎn)生了可能出現(xiàn)白點(diǎn)的問題。由于P+區(qū)域56形成為延伸至傳輸柵極60下方的位置，因而能夠增強(qiáng)傳輸柵極60的釘扎。然而，如果僅設(shè)有ρ+區(qū)域56，幾乎不可能通過ρ+區(qū)域56調(diào)節(jié)傳輸柵極60下方的電位，從而產(chǎn)生傳輸勢(shì)全(transfer barrier)。因此，為了在傳輸柵極60接通時(shí)有助于電位調(diào)節(jié)，設(shè)置η—區(qū)域57。η—區(qū)域57形成為穿過傳輸柵極60的下方并延伸至η型浮動(dòng)擴(kuò)散部59下方的位置。通過設(shè)置η—區(qū)域57，能夠改善電荷的傳輸。另外，在電荷累積區(qū)域55的下方形成有低濃度的ρ—區(qū)域54，從而使光電二極管與浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的溢出勢(shì)壘(overflow barrier,0FB)更高，以便增大光電二極管的飽和電荷量(Qs)。當(dāng)要制造這種固體攝像器件時(shí)，通過離子注入形成雜質(zhì)區(qū)域。圖7A 圖7C圖示了圖6的固體攝像器件的制造工序中的離子注入步驟。然而，值得注意的是，在圖7A 圖 7C中，未示出用于分隔像素的ρ型器件隔離區(qū)域53。首先，如圖7A所示，通過η型雜質(zhì)的離子注入形成rT區(qū)域57，并通過ρ型雜質(zhì)的離子注入形成P+區(qū)域56。接著，如圖7Β所示，在形成傳輸柵極60之后，利用傳輸柵極60作為掩模通過ρ型雜質(zhì)的離子注入形成Ρ_區(qū)域54，并通過η型雜質(zhì)的離子注入形成η+電荷累積區(qū)域55。然后，如圖7C所示，在傳輸柵極60的相對(duì)兩側(cè)上形成由絕緣層形成的側(cè)壁61，然后還利用側(cè)壁61作為掩模依次形成η型浮動(dòng)擴(kuò)散部59和ρ++正電荷累積區(qū)域58。之后，形成器件隔離區(qū)域53。據(jù)此，能夠制造圖6所示的固體攝像器件。值得注意的是，也可以在形成雜質(zhì)區(qū)域之前形成器件隔離區(qū)域53。圖8Α 圖8C示出了上面參照?qǐng)D7Α 圖7C所述的離子注入步驟的一部分變形形式的離子注入步驟。圖8Α圖示了與圖7Α所示相同的狀態(tài)，形成了 η_區(qū)域57和ρ+區(qū)域56。接著，如圖8Β所示，依次形成傳輸柵極60和位于傳輸柵極60的相對(duì)兩側(cè)上的側(cè)壁61，然后還利用側(cè)壁61作為掩模形成ρ_區(qū)域M和η.電荷累積區(qū)域55。然后，如圖8C所示，還利用側(cè)壁61作為掩模依次形成η型浮動(dòng)擴(kuò)散部59和ρ++正電荷累積區(qū)域58。之后，形成器件隔離區(qū)域53。在此情況下制造的固體攝像器件中，電荷累積區(qū)域55及ρ_區(qū)域M的左端從圖6 的結(jié)構(gòu)中的位置向右偏移一個(gè)側(cè)壁61的距離。在上面參照?qǐng)D7Α 圖7C和圖8Α 圖8C所述的離子注入步驟中，ρ—區(qū)域54、電荷累積區(qū)域55、η_區(qū)域57和ρ+區(qū)域56這四個(gè)雜質(zhì)區(qū)域的范圍互不相同。因此，需要形成用于形成雜質(zhì)區(qū)域的每次離子注入所用的不同掩模。這樣，需要很多制造步驟，需要高制造成本。因此，圖像傳感器的芯片也需要高成本。另外，由于在離子注入時(shí)未對(duì)準(zhǔn)會(huì)影響傳輸柵極60下方的電位梯度，因此需要嚴(yán)格控制用于形成掩模的光刻中的對(duì)準(zhǔn)精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種以上的方案，其提供了能夠改善像素特性并能降低制造成本的固體攝像器件的制造方法及固體攝像器件。本發(fā)明還提供了包括該固體攝像器件的攝像裝置。因此，本發(fā)明包括一種以上的固體攝像器件及其制造方法的優(yōu)選實(shí)施例。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，固體攝像器件包括基板；第一電荷累積區(qū)域，所述第一電荷累積區(qū)域形成在所述基板內(nèi)；第一雜質(zhì)區(qū)域，所述第一雜質(zhì)區(qū)域形成在所述基板內(nèi)并位于所述第一電荷累積區(qū)域的上方；以及柵極電極，所述柵極電極設(shè)置在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上。此外，在本實(shí)施例中，所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述第一電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且所述第一電荷累積區(qū)域和所述第一雜質(zhì)區(qū)域的位于所述柵極電極下方的邊緣彼此對(duì)齊。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在所述第一電荷累積區(qū)域下方布置有第二雜質(zhì)區(qū)域。在本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例中，可在所述基板內(nèi)形成第二電荷累積區(qū)域，并且所述第二電荷累積區(qū)域位于所述第一雜質(zhì)區(qū)域的上方。另外，所述第二雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度低于所述第一電荷累積區(qū)域的雜質(zhì)濃度。在固體攝像器件的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，可在所述基板內(nèi)形成第一器件隔離區(qū)域并且所述第一器件隔離區(qū)域位于所述柵極電極的左下方，可在所述基板內(nèi)形成第二器件隔離區(qū)域并且所述第二器件隔離區(qū)域位于所述柵極電極的右下方。在本實(shí)施例中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域延伸至所述第一器件隔離區(qū)域的內(nèi)邊緣。在固體攝像器件的又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域橫跨所述基板的長度而延伸。在固體攝像器件制造方法的優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法包括如下步驟通過離子注入在第一雜質(zhì)區(qū)域上方形成第一電荷累積區(qū)域；通過離子注入在所述電荷累積區(qū)域的上方形成第一雜質(zhì)區(qū)域；以及在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上設(shè)置柵極電極。在本實(shí)施例中，所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且所述電荷累積區(qū)域與第二雜質(zhì)區(qū)域的位于所述柵極電極下方的邊緣彼此對(duì)齊。在固體攝像器件制造方法的另一實(shí)施例中，可通過離子注入在所述第一電荷累積區(qū)域下方形成第二雜質(zhì)區(qū)域。在固體攝像器件制造方法的又一實(shí)施例中，還包括通過離子注入在所述第一雜質(zhì)區(qū)域上方形成第二電荷累積區(qū)域的步驟。在固體攝像器件制造方法的再一實(shí)施例中，可在形成所述第一電荷累積區(qū)域、所述第一雜質(zhì)區(qū)域和所述第二雜質(zhì)區(qū)域的步驟中使用掩模。此外，在本實(shí)施例中，可使用同一掩模來形成所述第一電荷累積區(qū)域、所述第一雜質(zhì)區(qū)域和所述第二雜質(zhì)區(qū)域。在固體攝像器件的制造方法的另一實(shí)施例中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度低于所述第一電荷累積區(qū)域的雜質(zhì)濃度。在固體攝像器件的制造方法的又一實(shí)施例中，所述制造方法可包括以下步驟在所述柵極電極的左下方形成第一器件隔離區(qū)域；在所述柵極電極的右下方形成第二器件隔離區(qū)域；以及以延伸至所述第一器件隔離區(qū)域的內(nèi)邊緣的方式形成第二雜質(zhì)區(qū)域。另外，在固體攝像器件的制造方法的再一實(shí)施例中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域形成為橫跨所述基板的長度而延伸。在固體攝像器件的制造方法的另一實(shí)施例中，所述方法包括如下步驟通過離子注入在基板內(nèi)形成電荷累積區(qū)域；通過離子注入在所述電荷累積區(qū)域上方形成第一雜質(zhì)區(qū)域；以及在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上設(shè)置柵極電極。另外，所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且， 至少相對(duì)于所述第一雜質(zhì)區(qū)域和所述電荷累積區(qū)域在所述柵極電極下方延伸的邊緣，以與所述電荷累積區(qū)域自對(duì)準(zhǔn)的方式形成所述第一雜質(zhì)區(qū)域。固體攝像器件制造方法的另一實(shí)施例包括通過離子注入在所述電荷累積區(qū)域下方形成第二雜質(zhì)區(qū)域。在本發(fā)明又一實(shí)施例中提出了一種包括固體攝像器件的裝置。所述固體攝像器件包括基板，電荷累積區(qū)域，所述電荷累積區(qū)域形成在所述基板內(nèi)；第一雜質(zhì)區(qū)域，所述第一雜質(zhì)區(qū)域形成在所述基板內(nèi)并位于所述電荷累積區(qū)域的上方；以及柵極電極，所述柵極電極設(shè)置在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上。另外，所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且所述電荷累積區(qū)域與所述第一雜質(zhì)區(qū)域的位于所述柵極電極下方的邊緣彼此對(duì)齊。


圖1是示出了本發(fā)明原理的固體攝像器件的示意性截面圖；圖2A 圖2C是圖示了本發(fā)明原理的圖1的固體攝像器件的制造方法的不同步驟的示意性截面圖；圖3是示出了本發(fā)明原理的固體攝像器件的示意性截面圖；圖4是示出了本發(fā)明原理的固體攝像器件的示意性截面圖；圖5是示出了本發(fā)明原理的攝像裝置的框圖；圖6是示出了相關(guān)技術(shù)的固體攝像器件的示意性截面圖；圖7A 圖7C是圖示了相關(guān)技術(shù)的圖6的固體攝像器件的制造方法的不同步驟的示意性截面圖；以及圖8A 圖8C是圖示了相關(guān)技術(shù)的改變的制造方法的不同步驟的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明原理的優(yōu)選實(shí)施例。盡管下面根據(jù)各種技術(shù)上的優(yōu)選限制說明了優(yōu)選實(shí)施例，但權(quán)利要求所闡明的本發(fā)明的范圍不限于此，下面另有說明的除外。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例涉及圖1所示的固體攝像器件的一般結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D1，所示的固體攝像器件被配置成在由硅或某些其他半導(dǎo)體制成的η-半導(dǎo)體基板1的表面上形成有傳感器部的光電二極管(PD)、傳輸柵極9形式的電荷傳輸部以及浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 8?？梢允褂弥T如硅基板等半導(dǎo)體基板或者半導(dǎo)體基板及在半導(dǎo)體基板上的半導(dǎo)體外延層作為半導(dǎo)體基板1。半導(dǎo)體基板1具有以埋置狀態(tài)形成于其中的P—半導(dǎo)體阱區(qū)域2。半導(dǎo)體阱區(qū)域2形成在像素區(qū)域的整個(gè)區(qū)域上方或者形成在固體攝像器件的芯片的整個(gè)區(qū)域上方，并且半導(dǎo)體阱區(qū)域2使基板與像素部彼此分開。
7
在半導(dǎo)體阱區(qū)域2上方，ρ型器件隔離區(qū)域3使像素彼此分隔開。在被器件隔離區(qū)域3分隔開的內(nèi)部，形成了傳感器部的光電二極管(PD)和電荷傳輸部。在光電二極管周圍，在η+電荷累積區(qū)域5與ρ++正電荷累積區(qū)域7之間設(shè)有ρ+區(qū)域6，該ρ+區(qū)域6的雜質(zhì)濃度低于形成在固體攝像器件的表面上用于抑制暗電流的ρ++正電荷累積區(qū)域7的雜質(zhì)濃度。另外，在電荷累積區(qū)域5下方形成有低濃度的ρ—區(qū)域4。優(yōu)選地，ρ—區(qū)域4的雜質(zhì)濃度低于電荷累積區(qū)域5的雜質(zhì)濃度以確保高的飽和電荷量Ois)。在電荷傳輸部中，在半導(dǎo)體基板1的表面上形成有傳輸柵極9，且在半導(dǎo)體基板1 的表面與傳輸柵極9之間設(shè)有未示出的薄柵極絕緣膜。在傳輸柵極9的相對(duì)的兩側(cè)形成由絕緣層形成的側(cè)壁10。傳輸柵極9例如可由多晶硅形成。在圖1中左側(cè)的器件隔離區(qū)域3的表面上形成有η型浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)8。在傳輸柵極9的側(cè)壁10外側(cè)與側(cè)壁10相關(guān)聯(lián)的位置處形成有浮動(dòng)擴(kuò)散部8和傳感器部的正電荷累積區(qū)域7。傳輸柵極9起著在光電二極管與浮動(dòng)擴(kuò)散部8之間傳輸電荷的作用。浮動(dòng)擴(kuò)散部 8累積傳輸過來的電荷。雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度例如設(shè)為在半導(dǎo)體阱區(qū)域2中為IOicicnT3級(jí)，在器件隔離區(qū)域 3中為IO12cnT3級(jí)，在ρ—區(qū)域4中為約IO11 IO12cnT3級(jí)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，特別是，電荷累積區(qū)域5和電荷累積區(qū)域5上的ρ+區(qū)域6以自對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)形成。另外，如圖1的虛線所示，電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6形成為它們的左端邊緣相互對(duì)齊。另外，電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6均形成為延伸至傳輸柵極9的下方位置。由于ρ+區(qū)域6形成為延伸至傳輸柵極9的下方位置，所以與上面參照?qǐng)D6所述的結(jié)構(gòu)類似，能夠增強(qiáng)傳輸柵極9下方的釘扎。由于η+電荷累積區(qū)域5形成為延伸至傳輸柵極9下方的位置，因而能夠防止P+區(qū)域6產(chǎn)生傳輸勢(shì)壘，從而使電荷的傳輸?shù)靡愿纳?。因此，即使沒有設(shè)置圖6中所示的η_區(qū)域 57，但由于電荷累積區(qū)域5能夠起到與η—區(qū)域57相同的作用，所以能夠減少進(jìn)行離子注入的區(qū)域并能削減工時(shí)。然后，由于以自對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)形成電荷累積區(qū)域5及電荷累積區(qū)域5上的ρ+區(qū)域6，因而可以使用同一掩模依次對(duì)電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6進(jìn)行離子注入。這樣，能夠減少掩模的數(shù)量。另外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，電荷累積區(qū)域5下方的ρ—區(qū)域4形成為從傳感器部穿過傳輸柵極9下方的位置延伸至左側(cè)的器件隔離區(qū)域3。通過ρ—區(qū)域4，光電二極管與浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的溢出勢(shì)壘能夠變高，從而增大光電二極管的飽和電荷量OiS)。另外，由于P—區(qū)域4也形成在傳輸柵極9的下方，因而溢出勢(shì)壘能夠高于上面參照?qǐng)D6所述的結(jié)構(gòu)中的溢出勢(shì)壘?？梢园凑障旅嫠龅姆绞街圃毂緦?shí)施例的固體攝像器件。應(yīng)注意的是，對(duì)于本實(shí)施例的固體攝像器件來說，離子注入步驟以外的步驟可按照與已知固體攝像器件的情況相同的方式來進(jìn)行，因而這里省略這些普通步驟的詳細(xì)說明。首先，如圖2A所示，使用同一掩模，通過η型雜質(zhì)的離子注入形成η+電荷累積區(qū)域5，通過ρ型雜質(zhì)的離子注入形成ρ+區(qū)域6。因此，以自對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)形成電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6。雖然η.區(qū)域和ρ+區(qū)域在一離子注入之后就彼此重疊，但如果通過使雜質(zhì)活化的加熱而使雜質(zhì)擴(kuò)散，那么在電荷累積區(qū)域5與ρ+區(qū)域6的端部邊緣之間有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些移位或未對(duì)準(zhǔn)。能夠?qū)⑦@些移位控制在數(shù)十納米(nm)的范圍內(nèi)。然后，如圖2B所示，使用另一掩模通過ρ型雜質(zhì)的離子注入形成p_區(qū)域4。這里， 優(yōu)選將注入P—區(qū)域4中的P型雜質(zhì)的劑量設(shè)成小于電荷累積區(qū)域5的η型雜質(zhì)的劑量，這樣能夠使P—區(qū)域4的雜質(zhì)濃度低于電荷累積區(qū)域5的雜質(zhì)濃度。此后，如圖2C所示，依次形成傳輸柵極9和位于傳輸柵極9相對(duì)兩側(cè)上的側(cè)壁10， 然后還利用側(cè)壁10作為掩模依次形成η型浮動(dòng)擴(kuò)散部8和P++正電荷累積區(qū)域7。值得注意的是，傳輸柵極9形成為延伸至電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6上方的位置。因此，電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6形成為延伸至傳輸柵極9下方的位置。之后，形成器件隔離區(qū)域3。于是，能夠制造圖1所示的固體攝像器件。值得注意的是，可在形成上述雜質(zhì)區(qū)域4、5、6、7和8之前形成器件隔離區(qū)域3。如果將上述制造過程與參照?qǐng)D7Α 圖7C所述的圖6所示的固體攝像器件的制造過程相比較，那么前者與后者的不同之處在于在制造過程中，在形成傳輸柵極9之前的三次離子注入之中，兩次離子注入是使用同一掩模進(jìn)行的。由于使用同一掩模進(jìn)行兩次離子注入，因而能夠減少掩模的數(shù)量，于是能減少步驟的數(shù)量。另外，能夠增大對(duì)于未對(duì)準(zhǔn)的裕度(margin)。對(duì)于上述優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，因?yàn)橐宰詫?duì)準(zhǔn)狀態(tài)形成電荷累積區(qū)域5和位于電荷累積區(qū)域5上的ρ+區(qū)域6，所以它們能夠使用同一掩模通過離子注入單獨(dú)地形成。因此，能夠減少用于制造固體攝像器件的掩模的數(shù)量，從而減少步驟的數(shù)量。另外，能夠增大對(duì)于未對(duì)準(zhǔn)的裕度。因此，能夠降低制造成本，并能預(yù)期所需時(shí)間的縮短及產(chǎn)量的提高。此外，電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6形成為延伸至傳輸柵極9下方的位置。因?yàn)棣?區(qū)域6形成為延伸至傳輸柵極9下方的位置，所以能夠增強(qiáng)傳輸柵極9下方的釘扎。另外，因?yàn)棣?電荷累積區(qū)域5形成為延伸至傳輸柵極9下方的位置，所以電荷累積區(qū)域5本身可以調(diào)節(jié)。此外，由于ρ+區(qū)域6抑制了傳輸勢(shì)壘的產(chǎn)生，因而能夠改善電荷的傳輸。于是，當(dāng)與圖6的固體攝像器件比較時(shí)，由于電荷累積區(qū)域5起到與圖6所示的η—區(qū)域57相同的作用，因此不需要η—區(qū)域57。這樣，能夠減少要進(jìn)行離子注入的區(qū)域的數(shù)量，就這一點(diǎn)而言，能夠減少步驟的數(shù)量。另外，電荷累積區(qū)域5下方的ρ—區(qū)域4形成為穿過傳輸柵極9下方的位置而延伸至左邊的器件隔離區(qū)域3。因此，通過ρ—區(qū)域4能夠使光電二極管與浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的溢出勢(shì)壘升高，從而增大光電二極管的飽和電荷量Ois)。此外，該溢出勢(shì)壘可高于圖6的固體攝像器件的溢出勢(shì)壘。
另外，連同電荷累積區(qū)域5本身可調(diào)這一事實(shí)，通過P—區(qū)域4的作用，即使傳輸柵極9的柵極長度減小，也能夠很好地進(jìn)行傳輸。因此，還能夠減小傳輸柵極9的柵極長度， 從而減小像素尺寸。另外，在圖1中，僅示出了一個(gè)像素的光電二極管和一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部。在本優(yōu)選實(shí)施例中，還可以使用多個(gè)(例如，兩個(gè)或四個(gè)以上)像素共用一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的結(jié)構(gòu)。如果浮動(dòng)擴(kuò)散部被多個(gè)像素共用，那么與浮動(dòng)擴(kuò)散部不被共用的結(jié)構(gòu)不同，因?yàn)楦?dòng)擴(kuò)散部與像素間的位置關(guān)系在全部像素中不同，所以從光電二極管(PD)角度看浮動(dòng)擴(kuò)散部的位置在共用浮動(dòng)擴(kuò)散部的多個(gè)像素之間是不同的。因此，如果參照傳輸柵極形成的浮動(dòng)擴(kuò)散部與光電二極管的電荷累積區(qū)域之間發(fā)生未對(duì)準(zhǔn)，那么浮動(dòng)擴(kuò)散部與光電二極管之間的距離在共用浮動(dòng)擴(kuò)散部的多個(gè)像素之間就會(huì)不相同。這時(shí)，在像素間會(huì)出現(xiàn)諸如飽和電荷量tos)等像素特性的差異。在本實(shí)施例中，因?yàn)棣?區(qū)域4形成在電荷累積區(qū)域5的下方，所以即使采用多個(gè)像素共用浮動(dòng)擴(kuò)散部8 (FD)的結(jié)構(gòu)，通過ρ—區(qū)域4的作用也能夠減小諸如飽和電荷量Ois) 等像素特性的差異。另外，在本實(shí)施例中，由于按照從電荷累積區(qū)域5朝向浮動(dòng)擴(kuò)散部8側(cè)(即朝向傳輸柵極9側(cè))移動(dòng)的關(guān)系形成ρ—區(qū)域4，因此能夠進(jìn)一步減小諸如飽和電荷量Ois)等像素特性的差異。應(yīng)注意的是，雖然在上述實(shí)施例中使用了不同于電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6所用的掩模來形成P—區(qū)域4，但也能夠使用同一掩模通過離子注入形成P—區(qū)域4。在此情況下，ρ_區(qū)域4是以與電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6自對(duì)準(zhǔn)的狀態(tài)形成的，并與電荷累積區(qū)域5及ρ+區(qū)域6類似，ρ—區(qū)域4形成為延伸至傳輸柵極9下方的中間位置。圖3示出了本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的固體攝像器件的一般結(jié)構(gòu)。本優(yōu)選實(shí)施例的固體攝像器件類似于上面參照?qǐng)D1以及圖2Α 圖2C所述的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)。因此，這里省略了共有結(jié)構(gòu)的說明以避免重復(fù)。本實(shí)施例的固體攝像器件與第一實(shí)施例的固體攝像器件的區(qū)別在于形成于電荷累積區(qū)域5下方的ρ—區(qū)域4形成為延伸至浮動(dòng)擴(kuò)散部8的下方的位置。只要改變用于形成ρ—區(qū)域4的離子注入步驟所使用的掩模圖形，就能按照與第一實(shí)施例的固體攝像器件相同的方式制造本實(shí)施例的固體攝像器件。對(duì)于本實(shí)施例的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)，與參照?qǐng)D1以及圖2Α 圖2C所述相同地， 以自對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)形成電荷累積區(qū)域5及位于電荷累積區(qū)域5上的ρ+區(qū)域6，并且電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6延伸至傳輸柵極9下方的位置。因此，能夠減少制造固體攝像器件所使用的掩模的數(shù)量，于是能減少步驟的數(shù)量。 另外，能夠增大對(duì)于未對(duì)準(zhǔn)的裕度。因此，能夠降低制造成本，并能預(yù)期所需時(shí)間的縮短及產(chǎn)量的提高。另外，能夠增強(qiáng)傳輸柵極9下方的釘扎，并能改善電荷的傳輸，因此不需要圖6所示的rT區(qū)域57。這樣，能夠減少要進(jìn)行離子注入的區(qū)域的數(shù)量，就這一點(diǎn)而言，能夠減少步驟的數(shù)量。
另外，電荷累積區(qū)域5下方的ρ—區(qū)域4形成為穿過傳輸柵極9下方的位置而延伸至左邊的器件隔離區(qū)域3中的浮動(dòng)擴(kuò)散部8下方的位置。因此，通過ρ_區(qū)域4能夠使光電二極管與浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的溢出勢(shì)壘升高，從而增大光電二極管的飽和電荷量Ois)。此外，該溢出勢(shì)壘可高于圖6的固體攝像器件的溢出勢(shì)壘。另外，連同電荷累積區(qū)域5本身可調(diào)這一事實(shí)，通過P—區(qū)域4的作用，即使傳輸柵極9的柵極長度減小，也能夠很好地進(jìn)行傳輸。因此，還能夠減小傳輸柵極9的柵極長度， 從而減小像素尺寸。此外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，還能夠使用多個(gè)(例如，兩個(gè)或四個(gè)以上)像素共用一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的結(jié)構(gòu)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，因?yàn)棣选獏^(qū)域4形成在電荷累積區(qū)域5的下方，所以即使采用多個(gè)像素共用一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部8 (FD)的結(jié)構(gòu)，通過ρ—區(qū)域4的作用也能夠減小諸如飽和電荷量Ois)等像素特性的差異。另外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，由于ρ—區(qū)域4形成為延伸至浮動(dòng)擴(kuò)散部8下方的位置， 因此能夠減小像素之間諸如飽和電荷量Ois)等像素特性的差異，并且相對(duì)于參照?qǐng)D1及圖 2A 圖2C所述的優(yōu)選實(shí)施例能夠進(jìn)一步減小像素特性的差異。圖4示出了本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例的固體攝像器件的一般結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的固體攝像器件類似于上面分別參照?qǐng)D1、圖2A 圖2C以及圖3所述的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)，這里省略共有結(jié)構(gòu)的說明以避免重復(fù)。本優(yōu)選實(shí)施例的固體攝像器件與上面參照?qǐng)D1、圖2A 圖2C以及圖3所述的固體攝像器件的區(qū)別在于形成于電荷累積區(qū)域5下方的ρ—區(qū)域4穿過左右形成的器件隔離區(qū)域3而形成在像素的整個(gè)區(qū)域上。優(yōu)選地，與半導(dǎo)體阱區(qū)域2同樣地，在像素區(qū)域的整個(gè)區(qū)域上方形成ρ_區(qū)域4或者在固體攝像器件的芯片的整個(gè)區(qū)域上方形成ρ-區(qū)域4。只要改變用于形成ρ—區(qū)域4的離子注入步驟所使用的掩模圖形，就能按照與第一實(shí)施例的固體攝像器件相同的方式制造本優(yōu)選實(shí)施例的固體攝像器件。對(duì)于本實(shí)施例的固體攝像器件的結(jié)構(gòu)，與參照?qǐng)D1以及圖2Α 圖2C所述的優(yōu)選實(shí)施例相同地，以自對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)形成電荷累積區(qū)域5及位于電荷累積區(qū)域5上的ρ+區(qū)域6，并且電荷累積區(qū)域5和ρ+區(qū)域6延伸至傳輸柵極9下方的位置。因此，與第一實(shí)施例相同地，能夠減少制造固體攝像器件所使用的掩模的數(shù)量，于是能減少步驟的數(shù)量。另外，能夠增大對(duì)于未對(duì)準(zhǔn)的裕度。因此，能夠降低制造成本，并能預(yù)期所需時(shí)間的縮短及產(chǎn)量的提高。另外，能夠增強(qiáng)傳輸柵極9下方的釘扎，并能改善電荷的傳輸，因此不需要圖6所示的rT區(qū)域57。這樣，能夠減少要進(jìn)行離子注入的區(qū)域的數(shù)量，就這一點(diǎn)而言，能夠減少步驟的數(shù)量。另外，電荷累積區(qū)域5下方的p_區(qū)域4也形成在傳輸柵極9的下方以及左邊的器件隔離區(qū)域3中的浮動(dòng)擴(kuò)散部8的下方。因此，通過ρ—區(qū)域4能夠使光電二極管與浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的溢出勢(shì)壘升高，從而增大光電二極管的飽和電荷量Ois)。此外，該溢出勢(shì)壘可高于圖6的固體攝像器件的溢出勢(shì)壘。另外，連同電荷累積區(qū)域5本身可調(diào)這一事實(shí)，通過P—區(qū)域4的作用，即使傳輸柵極9的柵極長度減小也能夠很好地進(jìn)行傳輸。因此，還能夠減小傳輸柵極9的柵極長度，從而減小像素尺寸。此外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，由于ρ_區(qū)域4形成在像素的整個(gè)區(qū)域上方，所以根本不會(huì)發(fā)生P—區(qū)域4與其他雜質(zhì)區(qū)域5、6和7之間的未對(duì)準(zhǔn)。于是，能夠防止P—區(qū)域4與其他雜質(zhì)區(qū)域5、6和7之間的未對(duì)準(zhǔn)所引起的制造產(chǎn)率的下降。此外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，還能夠使用多個(gè)(例如，兩個(gè)或四個(gè)以上)像素共用一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的結(jié)構(gòu)。在本優(yōu)選實(shí)施例中，因?yàn)棣选獏^(qū)域4形成在電荷累積區(qū)域5的下方，所以即使采用多個(gè)像素共用一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部8 (FD)的結(jié)構(gòu)，通過ρ—區(qū)域4的作用也能夠減小諸如飽和電荷量Ois)等像素特性的差異。另外，在本優(yōu)選實(shí)施例中，由于ρ—區(qū)域4形成為延伸至浮動(dòng)擴(kuò)散部8下方的位置， 因而能夠減小像素之間的諸如飽和電荷量Ois)等像素特性的差異，并且相對(duì)于第一實(shí)施例能夠進(jìn)一步減小像素特性的差異。應(yīng)注意的是，在上面所述的優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器部的光電二極管的第一導(dǎo)電型電荷累積區(qū)域5的導(dǎo)電類型為η型，而電荷累積區(qū)域5上的第二導(dǎo)電型雜質(zhì)區(qū)域(即ρ+區(qū)域6和正電荷累積區(qū)域7)的導(dǎo)電類型為ρ型。在本發(fā)明的實(shí)施例中，還可以使上述實(shí)施例中的導(dǎo)電類型顛倒，使得固體攝像器件包括P型電荷累積區(qū)域和形成在該P(yáng)型電荷累積區(qū)域上的諸如η+區(qū)域或負(fù)電荷累積區(qū)域等η型雜質(zhì)區(qū)域。圖5示出了本發(fā)明再一優(yōu)選實(shí)施例的攝像裝置的一般結(jié)構(gòu)。該攝像裝置例如可以是視頻攝相機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)或便攜式電話的相機(jī)。參照?qǐng)D5，示出的攝像裝置500包括攝像部501，該攝像部501具有未示出的固體攝像器件。攝像裝置500還包括成像光學(xué)系統(tǒng)502，該成像光學(xué)系統(tǒng)502設(shè)置在攝像部501 的前一級(jí)用于聚集入射光以形成圖像。攝像裝置500還包括信號(hào)處理部503，該信號(hào)處理部503設(shè)置在攝像部501的后一級(jí)，該信號(hào)處理部503包括用于驅(qū)動(dòng)攝像部501的驅(qū)動(dòng)電路以及用于將通過固體攝像器件的光電轉(zhuǎn)換而得到的信號(hào)處理成圖像的信號(hào)處理電路等。 可將經(jīng)信號(hào)處理部503的處理而得到的圖像信號(hào)存儲(chǔ)在未示出的圖像存儲(chǔ)部中?？梢允褂弥T如上述優(yōu)選實(shí)施例的固體攝像器件等本發(fā)明的固體攝像器件作為如上所述的攝像裝置500中的固體攝像器件。對(duì)于上述優(yōu)選實(shí)施例所述的攝像裝置500，可以使用本發(fā)明的固體攝像器件，即， 能夠降低制造成本且能預(yù)期所需時(shí)間的縮短及產(chǎn)量的提高的固體攝像器件。因此，攝像裝置500的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠以低成本構(gòu)造并能夠以高可靠性穩(wěn)定地工作。值得注意的是，本發(fā)明的攝像裝置不限于具有參照?qǐng)D5所述的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明能夠應(yīng)用于使用固體攝像器件的任何攝像裝置。例如，固體攝像器件可具有單片固體攝像器件的形式或者具有將攝像部和信號(hào)處理部或者光學(xué)系統(tǒng)共同封裝起來從而具有攝像功能的模塊形式。
本發(fā)明的攝像裝置例如可應(yīng)用于諸如具有攝像功能的照相機(jī)或便攜式裝置等各種攝像裝置。另外，這里的術(shù)語“攝像”在廣義上意味著包括指紋檢測(cè)裝置等。雖然使用特定術(shù)語說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這種說明僅僅是示例性的，應(yīng)理解的是，在不背離所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)可以作出改變和變化。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求
1.一種固體攝像器件，其包括 基板；第一電荷累積區(qū)域，所述第一電荷累積區(qū)域形成在所述基板內(nèi)； 第一雜質(zhì)區(qū)域，所述第一雜質(zhì)區(qū)域形成在所述基板內(nèi)并位于所述第一電荷累積區(qū)域的上方；以及柵極電極，所述柵極電極設(shè)置在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上，其中， 所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述第一電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且所述第一電荷累積區(qū)域與所述第一雜質(zhì)區(qū)域的位于所述柵極電極下方的邊緣彼此對(duì)齊。
2.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，在所述第一電荷累積區(qū)域下方布置有第二雜質(zhì)區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，其中，在所述基板內(nèi)形成有第二電荷累積區(qū)域， 所述第二電荷累積區(qū)域位于所述第一雜質(zhì)區(qū)域的上方。
4.如權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，其中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度低于所述第一電荷累積區(qū)域的雜質(zhì)濃度。
5.如權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，還包括第一器件隔離區(qū)域，所述第一器件隔離區(qū)域形成在所述基板內(nèi)并且位于所述柵極電極的左下方；以及第二器件隔離區(qū)域，所述第二器件隔離區(qū)域形成在所述基板內(nèi)并且位于所述柵極電極的右下方，其中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域延伸至所述第一器件隔離區(qū)域的內(nèi)邊緣。
6.如權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，其中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域橫跨所述基板的長度延伸。
7.—種固體攝像器件的制造方法，所述方法包括如下步驟 通過離子注入在第一雜質(zhì)區(qū)域上方形成第一電荷累積區(qū)域；通過離子注入在所述電荷累積區(qū)域的上方形成第一雜質(zhì)區(qū)域；以及在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上設(shè)置柵極電極，其中， 所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且所述電荷累積區(qū)域與第二雜質(zhì)區(qū)域的位于所述柵極電極下方的邊緣彼此對(duì)齊。
8.如權(quán)利要求7所述的固體攝像器件的制造方法，還包括通過離子注入在所述第一電荷累積區(qū)域下方形成第二雜質(zhì)區(qū)域的步驟。
9.如權(quán)利要求7所述的固體攝像器件的制造方法，還包括通過離子注入在所述第一雜質(zhì)區(qū)域上方形成第二電荷累積區(qū)域的步驟。
10.如權(quán)利要求8所述的固體攝像器件的制造方法，其中，在形成所述第一電荷累積區(qū)域、所述第一雜質(zhì)區(qū)域和所述第二雜質(zhì)區(qū)域的步驟中使用掩模。
11.如權(quán)利要求10所述的固體攝像器件的制造方法，其中，在形成所述第一電荷累積區(qū)域、所述第一雜質(zhì)區(qū)域和所述第二雜質(zhì)區(qū)域的步驟中使用同一掩模。
12.如權(quán)利要求8所述的固體攝像器件的制造方法，其中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域的雜質(zhì)濃度低于所述第一電荷累積區(qū)域的雜質(zhì)濃度。
13.如權(quán)利要求8所述的固體攝像器件的制造方法，還包括在所述柵極電極的左下方形成第一器件隔離區(qū)域；在所述柵極電極的右下方形成第二器件隔離區(qū)域；并且以延伸至所述第一器件隔離區(qū)域的內(nèi)邊緣的方式形成所述第二雜質(zhì)區(qū)域。
14.如權(quán)利要求8所述的固體攝像器件的制造方法，其中，所述第二雜質(zhì)區(qū)域橫跨所述基板的長度延伸。
15.一種固體攝像器件的制造方法，所述方法包括如下步驟通過離子注入在基板內(nèi)形成電荷累積區(qū)域；通過離子注入在所述電荷累積區(qū)域上方形成第一雜質(zhì)區(qū)域；以及在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上設(shè)置柵極電極，其中，所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且，至少相對(duì)于所述第一雜質(zhì)區(qū)域和所述電荷累積區(qū)域在所述柵極電極下方延伸的邊緣， 以與所述電荷累積區(qū)域自對(duì)準(zhǔn)的方式形成所述第一雜質(zhì)區(qū)域。
16.如權(quán)利要求15所述的固體攝像器件的制造方法，還包括通過離子注入在所述電荷累積區(qū)域下方形成第二雜質(zhì)區(qū)域的步驟。
17.一種攝像裝置，其包括固體攝像器件，其中，所述固體攝像器件為權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的固體攝像器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了固體攝像器件、其制造方法以及包括該固體攝像器件的攝像裝置。所述固體攝像器件包括基板；第一電荷累積區(qū)域，所述第一電荷累積區(qū)域形成在所述基板內(nèi)；第一雜質(zhì)區(qū)域，所述第一雜質(zhì)區(qū)域形成在所述基板內(nèi)并位于所述第一電荷累積區(qū)域的上方；以及柵極電極，所述柵極電極設(shè)置在所述基板的靠近所述第一雜質(zhì)區(qū)域的表面上，其中，所述第一雜質(zhì)區(qū)域的一部分和所述第一電荷累積區(qū)域的一部分在所述柵極電極的一部分的下方延伸，并且所述第一電荷累積區(qū)域與所述第一雜質(zhì)區(qū)域的位于所述柵極電極下方的邊緣彼此對(duì)齊。本發(fā)明的固體攝像器件能夠改善像素特性并能降低制造成本。
文檔編號(hào)H04N5/225GK102270649SQ20111013768
公開日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者河相勲, 石渡宏明 申請(qǐng)人:索尼公司