CN100382327C - 固态图像拾取装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种固态图像拾取装置，包括：位于一衬底上的用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；和一转移寄存器(垂直寄存器)，用于转移由读取栅读取的信号电荷。其中，在所述衬底的表面侧上形成有一个凹槽，和所述转移寄存器和读取栅被形成在所述凹槽的底部处。根据这种结构，在所述固态图像拾取装置中，可实现拖影特性、读取电压、噪音等的减小。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态图像拾取装置及其制造方法，尤其是，涉及一种以隔行扫描模式操作的提供有光屏蔽薄膜的固态图像拾取装置，以及它的制造方法。
背景技术
传统类型的以隔行扫描模式操作的固态图像拾取装置的构造为：在扁平N型硅衬底111上形成有光电转换区域112，如图16A和16B所示。特别的，图16A为布局图，而图16B表示示意剖面图。所述光电转换区域112具有为P+型层的空穴堆积层113的上部层，和N型层114的下部层。光电转换区域112的N型层114形成在所述硅衬底111的纵深方向上。这是因为空穴堆积层113被如此形成以便呈现在硅衬底111的表面上。光电转换区域112的一侧通过读取栅115形成有一垂直寄存器116。该垂直寄存器116具有为N型层117的上部层，以及在该上部层的更远处，形成有一P+型层118。为了分割一像素区域，形成有一像素分离区域119。通过该像素分离区域119，所述光电转换区域112的另一侧上形成有另外的垂直寄存器116，用于与其邻近定位的像素分割开。该垂直寄存器116具有为N型层的上部层，其尽可能的靠近所述硅衬底111的表面形成以携带尽可能多的电荷。在垂直寄存器116和读取栅115上面，形成有一电极122，在它们之间有绝缘层121。该电极122为用于给读取和传送充电的电极。在该例子中，示出了一种两层结构的电极。一光屏蔽薄膜133通过一层间绝缘薄膜131形成有一位于所述光电转换区域112之上的孔132。
以给从光电转换区域112到垂直寄存器116进行读取充电的通常方式，电压被施加给用于给读取和传送充电的电极122，从而垂直寄存器116和读取栅115的电压都将发生改变。电压被连续的施加给电极122直到读取栅115的电压变得比光电转换区域112的N型层114低。
于此出现的问题是：给读取栅115充电使其电压低于光电转换区域112的N型层114的电压需要相当高的电压。这是因为，在传统的结构中，与垂直寄存器116的N型层117比较，光电转换区域112的N型层114在硅衬底上形成的比较深。读取栅115的电势通过径向扩散由于空穴堆积层113的热量而被调节。这就将用于给读取路径充电的读取栅115的最大电势大幅向下移动到硅衬底111上。结果，在所述位置处的电势相对于读取电压显示出很小的变化，从而产生这样的问题：将读取电压提高到一个较大的等级。
此外，考虑到所期望的较高分辨率的趋势，需要像素具有较小的尺寸。然而，考虑到保持像素的属性，很难将电极的高度差和其它参数减小到一个比当前获得的较大的程度。因此，减小像素尺寸将减小聚光能力。
在专利文献1中公开了一种带有凹槽的固态图像拾取装置。其中，为了减小读取电压和扩展读取电压的控制容限，一光电二极管和一垂直转移部分都安排在一个阵列中。衬底的表面具有用于与读取电极和转移电极对应的通道的凹槽。这些电极为提供用于给从所述光电二极管到所述垂直转移部分进行读取和转移充电的那些电极。
如所指的，为了满足较小尺寸的固态图像拾取装置和较高分辨率的要求，要求垂直转移部分处理更多数量的充电。这就是专利文献1中为什么衬底形成有凹槽作为期望解决方案的原因。详细的说，为了增加垂直转移部分处理的充电的数量，所述凹槽的侧面部分还用作所述垂直转移部分使得用于充电转移的有效区域被增加。此外，考虑到对低功耗的另一个需求，需要降低从光电二极管到垂直转移部分的读取电压。
[专利文献1]JP-A-11-97666(3至4页，和图1)
结果所述这种结构具有下面的问题：在衬底上形成一凹槽，用作与充电读取电极和充电转移电极相对的通道。也就是，用于给读取和转移充电的多晶硅的末端部分不是位于所述凹槽中而是仅位于所述衬底上。因此，减小多晶硅电极的高度差是困难的。所述多晶硅电极不是直接放置在所述读取栅上。因此所述读取栅的电势通过径向扩散由于空穴堆积层的热量而被调节。这因此将用于给读取路径充电的读取栅的最大电势大幅向下移动至所述硅衬底上。结果，在此位置处的电势相对于读取电压显示出很小的变化，从而不能解决增加读取电压的问题。此处，即使当形成一光屏蔽薄膜以覆盖所述多晶硅电极是可能的，但结果得到的层也只是覆盖衬底表面上的多晶硅电极，从而不能完全实现期望的光屏蔽效应并减小拖影特性。此外，虽然减小读取部分的宽度是减小电压的有效选择，但这将引起图像浮散。考虑到所述的，期望增加垂直转移部分处理的充电的数量，同时减小读取电压。
发明内容
因此，本发明的一个目的是通过防止拖影特性随单位像素的尺寸的减小而减小、通过减小衬底表面的高度差、和通过抑制堆积层对光电转换区域的影响而减小读取电压。
为了实现上述目的，本发明的第一方面是提供一种固态图像拾取装置，其在一衬底上提供有：用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；和一转移寄存器，用于转移由读取栅读取的信号电荷。所述固态图像拾取装置的主要特征在于：在所述衬底的表面上形成有一个凹槽，和在所述凹槽的底部处，形成有所述转移寄存器和读取栅。
根据本发明的第二方面，形成在所述衬底上的凹槽具有一格子结构。根据第三方面，所述凹槽在高度上被分割成多个段。
一种用于制造固态图像拾取装置的方法的主要特征在于：所述固态图像拾取装置在一衬底上包括下列所有结构，也就是用于将像素区域分割成多个像素区域的像素分离区域；用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；和一转移寄存器，用于转移由读取栅读取的信号电荷。
通过上述结构，本发明的目的可被实现。也就是，一衬底形成有一凹槽，并且在所述凹槽的所述衬底底部，形成有一像素分离区域、一转移寄存器、以及一读取栅。关于转移寄存器和读取栅的电极，其对准垂直寄存器方向的部分位于所述凹槽中。
本发明还提供一种固态图像拾取设备，包括：一固态图像拾取装置，包括位于一衬底上的用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；一转移寄存器，用于转移由读取栅读取的信号电荷；和一光学系统，用于将所述入射光引导到所述固态图像拾取装置上。其中，所述固态图像拾取装置具有一形成在所述衬底的一表面上的凹槽，所述转移寄存器和读取栅被形成在所述凹槽的底部处。
附图说明
图1A和1B为本发明第一实施例的固态图像拾取装置的示意图，具体地说，图1A为平面布置图，图1B为沿图1A的线1B-1B剖切得到的示意剖面图；
图2为本发明第二实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图3为本发明第三实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图4为用于说明由凹槽的侧面(斜面)获得的效果的示意剖面图；
图5为本发明第四实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图6A-6C为沿图5的线6A-6A剖切得到的第四实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图7为在垂直转移方向上光电转换区域之间的传统结构的示意剖面图；
图8为本发明第五实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图9A为表示第一实施例的固态图像拾取装置的电势曲线的示意图，图9B为表示第五实施例的固态图像拾取装置的其它电势曲线的示意图；
图10为本发明第六实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图11为本发明第七实施例的固态图像拾取装置的示意剖面图；
图12A-12G为连续的示出本发明第八实施例的固态图像拾取装置的制造过程的剖面图；
图13A-13C为连续的示出本发明第九实施例的固态图像拾取装置的制造过程的剖面图；
图14A-14F为连续的示出本发明第十实施例的固态图像拾取装置的制造过程的剖面图；
图15A-15F为连续的示出本发明第十实施例的固态图像拾取装置的制造过程的剖面图；
图16A和16B为表示操作于隔行扫描模式的传统固态图像拾取装置的示意图，具体地说，图16A为布置平面图，而图16B为沿图16A的线16B-16B剖切得到的示意剖面图；和
图17为将本发明应用于一固态图像拾取装置获得的典型结果的布置平面图。
具体实施方式
(第一实施例)
参照图1A和1B介绍第一实施例的固态图像拾取装置。特别的，图1A为布置平面图，而图1B为沿图1A的线1B-1B剖切得到的示意剖面图。
如图1A和1B所示，在固态图像拾取装置1中，衬底11形成有凹槽51。例如，该凹槽51被形成在于一转移寄存器方向(垂直转移方向)形成一电极的区域上。例如，凹槽51相对于衬底11的表面具有0.01μm至5μm的深度。该深度与都是形成在光电转换区域12上的空穴堆积层13和N型层14之间的结合部分的深度大致相同或比其小。衬底11为半导体衬底，例如硅衬底。凹槽51和光电转换区域12彼此邻近的形成。光电转换区域12具有为孔堆积层13的上部层，穿过它为N型层14。从光电转换区域12的侧面，在凹槽51的衬底底部处，形成有读取栅15、垂直寄存器16和像素分离区域19。读取栅15为P+型层。转移寄存器(垂直寄存器)16具有为N型层17的上部层，和为P+型层18的下部层。
栅绝缘薄膜21被如此形成使其覆盖衬底11的表面和凹槽51的内平面。在由栅绝缘薄膜21覆盖的凹槽51中，电极22被形成用于给读取和转移充电。在该例子中，电极22是以两层结构的形式形成的。这不是受限制的，电极22可以形成为一层、三层或四层结构。如图所示，该电极22优选的直接形成在读取栅15和垂直寄存器16的上部。
在衬底11的表面上，层间绝缘薄膜31被如此形成使其覆盖电极22。之后，光屏蔽薄膜33通过层间绝缘薄膜21以这样一种方式形成以至填充凹槽51的侧壁和电极22之间的空隙。该光屏蔽薄膜33具有一位于所述光电转换区域12之上的开口32。
在这种于凹槽51中形成有电极22的固态图像拾取装置1中，读取电压被顺利的减小，并且由于减小了所述结构的高度差，所以聚光能力得以改进。更加具体地说，衬底11形成有凹槽51，并且在凹槽51的衬底底部处，形成有读取栅15、垂直寄存器16和像素分离区域19。通过栅绝缘薄膜21直接在这些组成部分之上，电极22被形成用于给读取和转移充电。在光电转换区域12的N型层14、垂直寄存器16的N型层17和电极22中，这种结构缩短了在衬底深度方向上的距离。这将使施加给电极22的电压产生较大的波动，该电压表示充电读取路径，也就是读取栅15的最大电势。因此，该读取电压能被顺利的减小。此外，通过由凹槽51产生的高度差可屏蔽掉由空穴堆积层13的热量产生的扩散，从而对读取栅15的电势只会产生很少的影响。这也能够减小读取电压。此外，通过在凹槽51中嵌入电极22的结构，在水平方向上的高度差也被减小。因此，聚光能力得以改善，从而产生较好的像素性质，例如感光度和阴暗度。将在后面对其细节进行说明。而且经过间绝缘薄膜31，用光屏蔽薄膜33填充凹槽51和电极22之间的空隙这种结构，通常由直接跳入到垂直寄存器16中的光产生的拖影分量也得以减小。其细节将在后面说明。
(第二实施例)
下面参照图2的示意剖面图说明根据本发明第二实施例的固态图像拾取装置。
如图2所示，除了下述之外，第二实施例的结构与第一实施例的结构相同。也就是，关于电极22，其在凹槽51中形成的位于转移寄存器方向(垂直转移方向)上的部分，至少部分的位于像素分离区域19上和部分的位于垂直寄存器16和读取栅15上。
(第三实施例)
下面将参照图3的示意剖面图说明根据本发明第三实施例的固态图像拾取装置。
如图3所示，除了下述之外，第三实施例的结构与第一实施例的结构相同。也就是，关于电极22，其在凹槽51中形成的位于转移寄存器方向(垂直转移方向)上的部分至少部分的位于像素分离区域19上和部分的位于垂直寄存器16以及读取栅15上。
根据第二和第三实施例形成的电极22，可获得与第一实施例所述相同的效果，例如减小拖影特性和减小读取电压。在制造电极22和其它元件时，在平版印刷处理中由膜板调整引起的任何偏移都顺利的变得可允许。同样，从制造观点看，生产效率被有效提高。
在上述第一至第三实施例中，如图4的示意剖面图所示，凹槽51的侧壁可通过斜面51S形成。该斜面51S相对于衬底11的表面以小于等于90度的角倾斜。通过以这种方式使凹槽51的侧壁倾斜，光L和电荷q都不是直接朝向垂直寄存器16传送的，而是直接向下或朝向所述光电转换区域。因此，拖影特性能够通过噪音减小而被减小。其中，光线L为在光屏蔽薄膜33下反射的光，而电荷q为在光电转换区域(传感器)的绝对表面上进行光电转换的结果。
斜面51S处的衬底11为P+型层，例如空穴堆积层13。这种结构防止了噪音发生。
在上述第一至第三实施例中，光屏蔽薄膜33优选的被施加有脉冲电压或直流电压。通过以这种方式将电压施加给光屏蔽薄膜33，成功的防止了噪音的出现。在将脉冲电压施加给光屏蔽薄膜33的情况下，光屏蔽薄膜33被施加有与读取脉冲同步的脉冲。因此这有助于读取使得读取电压能被减小。在将直流电压施加给光屏蔽薄膜33的情况下，所述传感器的表面提供有阻塞增强。类似的，通过在给转移充电时施加负电压，读取栅15的高度可被增加以阻挡所述电势。结果，图像浮散性质得以改善。
在上述第一至第三实施例中，包括从凹槽51的底部到凹槽51的一个侧壁部分的衬底11，读取栅15可被形成跨越位于所述侧壁上部的衬底11放置。这种结构可顺利的防止噪音。
(第四实施例)
下面将参照图5至图6C，也就是平面布置图和沿图5的线6A-6A剖切得到的所有示意剖面图来说明第四实施例的固态图像拾取装置。
如图5所示，除了下述之外，第四实施例的结构与第一至第三实施例的相同。也就是，固态图像拾取装置2具有在水平转移方向上在衬底11上形成的格子型凹槽51。而且在该凹槽51中，电极22被嵌入。在该例子中，电极22以两层结构形成。这不是受限制的，并且电极22可形成为一层、三层或四层结构。在光电转换区域12之间的位于垂直转移方向上的凹槽51的衬底11上的底部处，提供有像素分离区域61。在图中，虽然只示出了一段像素分离区域，但在光电转换区域12之间的位于转移寄存器方向(垂直转移方向)上还形成有另外的像素分离区域。这种像素分离区域61可被如此形成使其局部的位于光电转换区域12之下。凹槽51具有与第一至第三实施例中相同的深度。
通过参照图6A，在垂直转换方向上的光电转换区域12之间，在凹槽51中形成有电极22的第一层电极221。在第一层电极221上，通过绝缘层223形成有第二层电极222。在该例子中，第一层电极221配合到凹槽51中，而第二层电极221没有。在电极22(第二层电极222)和凹槽51之上，光屏蔽薄膜33通过层间绝缘薄膜31被形成以覆盖上述那些部分。在凹槽51的底部衬底处，形成有像素分离区域61。
在一可选结构中，参照图6B，在垂直转移方向上的光电转换区域12之间，在凹槽51中形成有电极22的第一层电极221，并且在其上，通过绝缘层223形成有第二层电极222。在该例子中，第一层电极221和第二层电极222都配合到所述凹槽51中。光屏蔽薄膜33被如此形成使其覆盖电极22(第二层电极222)，并且通过层间绝缘薄膜31填充第二层电极222和凹槽51的侧壁之间的空隙。在凹槽51的底部衬底11处，形成有像素分离区域61。
在进一个可选择结构中，参照图6C，在垂直转移方向上的光电转换区域12之间，在凹槽51中形成有电极22的第一层电极221，并且在其上，通过绝缘层223形成有第二层电极222。光屏蔽薄膜33被如此形成使其覆盖电极22(第二层电极222)，并且通过层间绝缘薄膜31填充第二层电极222和凹槽51的侧壁之间的空隙。在该例子中，第一层电极221、第二层电极222和光屏蔽薄膜33都配合到所述凹槽51中。在凹槽51的底部衬底11处，形成有像素分离区域61。在该结构中，可将凹槽51的深度减小到这三个组成部分，也就是第一层电极221、第二层电极222和光屏蔽薄膜33的高度和或更小。
为了比较，通过参照图7的示意剖面图来描述在转移寄存器方向(垂直转移方向)上的光电转换区域之间的部分的传统结构。
如图7所示，在衬底11的像素分离区域61上，形成有衬底22的第一层电极221，并且在其上通过绝缘层223形成有第二层电极222。在第一和第二层电极221和222之上，通过层间绝缘薄膜31形成光屏蔽薄膜33。这样，衬底11将第一层电极221、第二层电极222和光屏蔽薄膜33都承载在其上，结果由于它们的总高度而产生较大的高度差。
另一方面，根据参照图6A至6C所述的结构，凹槽51至少在其中包括第一层电极221，或者与其一起还包括第二层电极222、光屏蔽薄膜33和其它部分。由于这种结构，同样在所述光电转换区域12之间的部分上，在垂直转移方向上的高度差得以减小。
而且在第四实施例中，类似于参照图1A至3所描述的第一至第三实施例，优选的在垂直转移方向上形成的电极部分22位于凹槽51中的垂直寄存器16和读取栅15上面。作为一可选择结构，随着在平版印刷处理中允许对模板进行调整期间产生的任何偏移，在垂直转移方向上的电极部分22形成在凹槽51中，所述电极部分至少部分的位于像素分离区域19上，和位于垂直寄存器16和读取栅15上。作为进一步的可选择结构，由于相同的原因，在垂直转移方向上形成的电极部分22被形成在凹槽51中使其部分的位于像素分离区域19上，和部分的位于垂直寄存器16和读取栅15上。
在上述第四实施例中，如图4的示意剖面图所示，凹槽51的侧壁可由斜面形成。该斜面相对于衬底11的表面以小于等于90度的角倾斜。通过以这种方式使凹槽51的侧壁倾斜，光线L和电荷q不在直接朝向垂直寄存器16。因此，拖影性质可随噪音的减小而减小。其中，光线L为在光屏蔽薄膜33下面反射的光线，而电荷q为在光电转换区域(传感器)的绝对表面上光电转换的结果。
凹槽51的斜面处的衬底11为P+型层，例如空穴堆积层13。这种结构防止了噪音发生。
在上述第四实施例中，光屏蔽薄膜33优选的被施加有脉冲电压或直流电压。通过以这种方式将电压应用到光屏蔽薄膜33，成功的防止了噪音的出现。在将脉冲电压施加给光屏蔽薄膜33的情况下，光屏蔽薄膜33被施加有与读取脉冲同步的脉冲。因此这有助于读取使得读取电压能被减小。在将直流电压施加给光屏蔽薄膜33的情况下，所述传感器的表面提供有阻塞增强。类似的，通过在给转移充电时施加负电压，读取栅15的高度可被增加以阻挡所述电势。结果，图像浮散性质得以改进。
在上述第四实施例中，通过凹槽51的一个侧壁，读取栅15可被如此形成使得其跨越位于所述侧壁上部的凹槽51的衬底11放置。这种结构可顺利的防止噪音。
(第五实施例)
下面将通过参照图8的示意剖面图来介绍第五实施例的固态图像拾取装置5。该第五实施例的结构分别适用于在第一至第四实施例中介绍的固态图像拾取装置，并且形成有垂直寄存器的凹槽底部在凹槽的高度上被分割成多个段(图8中为两个)，其中所述凹槽被形成用于在第一至第四实施例中介绍的各个固态拾取元件。
如图8所示，衬底11形成有凹槽51，其在高度上被分割成多个段(在图中，典型的为两个)。例如，该凹槽51被形成在用于在转移寄存器方向(垂直转移方向)上形成电极的区域上。例如，凹槽51相对于衬底11的表面具有0.01μm至5μm的深度。该深度与都是形成在光电转换区域12上的空穴堆积层13和N型层14之间的结合部分的深度大致相同或比其小。衬底11为半导体衬底，例如硅衬底。凹槽51和光电转换区域12彼此邻近的形成。光电转换区域12具有为空穴堆积层13的上部层，N型层14位于下部。从光电转换区域12的侧面，在凹槽51的衬底底部处，读取栅15、转移寄存器(垂直寄存器)16和像素分离区域19被形成在位于衬底11上的凹槽51的底部。垂直寄存器16以这样一种方式形成在第一段511的底部处使得其包括凹槽51的第二段(底部段)。读取栅15为P+型层。垂直寄存器16具有为N型层17的上部层，和为P+型层18的下部层。特别的，读取栅被如此形成使得其包括凹槽51的第一段511的侧壁，并且凹槽51的第二段512的侧壁至少部分的包括在垂直寄存器16中。此外，对于衬底11中的垂直寄存器16的P+型层18，在水平方向上于衬底表面上形成有一P型阱41。注意此时凹槽51的第一和第二段511和512可能是倾斜的。
栅绝缘薄膜21被如此形成使其覆盖衬底11的表面和凹槽51的内平面。在由栅绝缘薄膜21覆盖的凹槽51中，电极22被形成用于给读取和转移充电。在该例子中，电极22是以两层结构的形式形成的。这不是受限制的，电极22可以形成为一层、三层或四层结构。如图所示，该电极22优选的直接形成在读取栅15和垂直寄存器16的上部。
在衬底11的表面上，层间绝缘薄膜31被如此形成使其覆盖电极22。之后，通过层间绝缘薄膜21，光屏蔽薄膜33形成有在光电转换区域12上的孔。虽然未示出，该光屏蔽薄膜33可被如此形成使其通过层间绝缘薄膜21填充凹槽11的侧壁和电极22之间的空隙。
现在考虑的是带有一段凹槽(第一实施例中的结构)和两段凹槽(第五实施例中的结构)的模拟电势。图9A和9B示出了这种模拟的结果。图9A表示第一实施例的固态图像拾取装置的结果，而图9B表示第五实施例的固态图像拾取装置的结果。在图中，垂直轴表示电势，横轴上a和b之间的范围表示在转移寄存器方向上从像素分离区域19到光电转换区域12的N型层14的深度。在所述深度中，包括有垂直寄存器16的N型层18和读取栅15。横轴上b和c之间的范围表示光电转换区域12的N型层14的深度方向。
如图9A和9B所示，第五实施例的固态图像拾取装置的电势在读取时在读取栅侧显示出较平滑的曲线(在图中由一个圆表示的部分)。这意味着读取栅对电势并不阻塞那么多，与第一实施例的固态图像时取装置相比，有利的是可容易的读取电荷。
根据上面参照图8所述的固态图像拾取装置5，可获得与第一实施例的固态图像拾取装置1相同的效果。此外，根据在高度上被分割成多个段的凹槽，用于垂直转移部分处理的电荷量在减小读取电压的同时可被增加。而且，顺利的减小读取电压将导致低功耗，从而能够减少通常通过光电转换部分未进行读取剩下的电荷产生的任何缺点。此外，成功的增加用于垂直转移部分的电荷的量将导致更多数量的饱和信号。
(第六实施例)
下面将参照图10的示意剖面图说明第六实施例的固态图像拾取装置。
如图10所示，除了下述结构之外，第六实施例的结构于第五实施例的结构相同。也就是在第六实施例中，凹槽51的第一段511被如此形成使其落在光电转换部分12上。因此，凹槽51的第一段511的侧壁部分被包括在光电转换部分12的空穴堆积层13中，所述光电转换部分12是由空穴堆积层13和N型层14构造的。在凹槽51的第一段511的底部处，形成有光电转换部分12的N型层14的一部分、读取栅15和垂直寄存器16的N型层17。
通过以这种方式构造凹槽51，可获得与第一和第五实施例相同的效果，例如减小拖影特性，和减小读取电压。
(第七实施例)
下面将参照图11的示意剖面图说明第七实施例的固态图像拾取装置。
如图11所示，除了下述之外，第七实施例的结构与第五实施例的结构相同。也就是凹槽51和垂直转移部分16被如下构造。凹槽51是双段的(第一段511和第二段512)。第二段512的底部部分比像素分离区域19和读取栅15深。在第二段512周围，形成有垂直寄存器16，其由N型层512和在其周围的P+型层18构成。例如，在垂直寄存器16上，通过栅绝缘薄膜21嵌入配合到凹槽51中而形成电极22。其它的构成部分与第一实施例中的固态图像拾取装置1的相同。光屏蔽薄膜33通过层间绝缘薄膜31被如此形成使其覆盖电极22，并且通过层间绝缘薄膜31填充凹槽的第一段511和第二段512之间的部分。
通过以第七实施例这种方式构造凹槽51，可获得与第一和第五实施例所述相同的效果，例如减小拖影特性，和减小读取电压。此外，通过增加凹槽51的深度，可增加用于垂直转移部分处理的电荷量。这成功的产生了更多数量的饱和信号。
上述实施例中的凹槽51优选的具有圆角。这种圆角避免了对它产生应力集中，从而可顺利的改进固态图像拾取装置的可靠性。
(第八实施例)
下面将参照图12A到12G来说明第八实施例的固态图像拾取装置的制造过程，所有图12A到12G的剖面图表示连续的制造过程。
首先，参照图12A，在衬底11上形成一为氧化膜或氮化膜的硬掩模层81。然后，通过抗蚀涂敷形成抗蚀剂薄膜82。衬底11为一半导体衬底，例如硅衬底。抗蚀剂膜82通过平版印刷术形成有一开口83。结果抗蚀剂膜82用作蚀刻掩膜以将蚀刻施加给硬掩膜层81和衬底11。以这种方式，凹槽51被形成。当以这种方式施加蚀刻时，只有硬掩膜层81用作蚀刻掩膜。在上述中，蚀刻意味着干蚀刻或湿蚀刻。为了实现读取电压的减小，此时凹槽51的深度需要为0.01μm或更大，也就是，达到光电转换区域的N型层的最大电势的深度，所述光电转换区域将在稍后形成。根据当前的装置结构，所需的深度为约5μm。凹槽51的侧壁相对于衬底11的表面以小于等于90度的角倾斜。该倾斜角可通过任意选择蚀刻条件来确定。根据这样确定的角。可基本抑制拖影性质。在典型实验中，凹槽形成有100nm的深度，而其侧壁以45度角倾斜。根据这种结构，拖影性质可减小约4到5dB。在所述处理中，寄存器82和硬掩膜层81都被除去。
可选择的，可以下列方式形成凹槽51。如图12B所示，衬底11通过局部氧化形成有一氧化膜88。更加详细的说，在衬底11的表面上首先形成一保护性薄膜85，和一硬掩膜，例如氮化物膜86。之后，通过平板印刷和蚀刻。一开口87形成到需要凹槽信息的区域上。然后，使用硬掩膜86对衬底11进行局部氧化以便形成局部氧化膜88。硬掩膜86、保护性薄膜85、局部氧化膜88和其它薄膜通过蚀刻而被除去。以这种方式，凹槽51也可形成到衬底11上。此外，可通过任意选择氧化条件来确定凹槽51的侧壁的倾斜角度。
接着，通过参照图12C，栅绝缘薄膜21被形成在衬底11的表面和用于垂直寄存器和读取栅的凹槽51的内平面上。
然后，参照图12D，通过任何现有的掺杂处理，例如离子注入，为P-型层的读取栅15被形成在位于凹槽51的底部的衬底处。为P+型层的像素分离层19也被形成。然后，以P+型层18和N型层17形成垂直寄存器16，所述这些层以该顺序层叠。然后在衬底11上形成用作光电转换区域的N型层14。如果通过掺杂处理，则在需要的基础上形成抗蚀剂掩膜。
然后，参照图12E，在凹槽51中的栅绝缘薄膜21上形成用于给读取和转移充电的电极22。通过形成一般类型的固态图像拾取装置的转移电极的技术来形成电极22。电极22为一层、二层、三层或四层结构。优选的在垂直转移方向上形成的电极部分22位于凹槽51中的垂直寄存器16和读取栅15上。作为一可选择结构，所述部分可被形成至少局部的位于像素分离区域19之上，和垂直寄存器16和读取栅15之上，这是由于在平板印刷处理中的掩膜调整过程中产生的任何偏移、任何蚀刻误差等引起的。作为进一个可选择结构，所述部分可被形成至少一部分位于像素分离区域19上，并且部分的位于垂直寄存器16和读取栅15上。
接着，参照图12F，通过掺杂处理，例如离子注入，在N型层14上形成空穴堆积层13。由此获得的结果为由N型层14和空穴堆积层13构成的光电转换区域12。此处所考虑的是：例如，此时由于局部氧化过程中所产生的应力将使凹槽51的侧壁部分易受蚀刻损伤，或结晶缺陷。因此，从这种遭受蚀刻损伤或结晶缺陷的部分产生的电子可能成为噪音分量。为了减小噪音分量，以P型杂质对凹槽51的侧壁部分的衬底表面侧进行注入。
参照图12G，层间绝缘薄膜31然后被形成以覆盖电极22。接着以这种方式通过层间绝缘薄膜31在衬底11上形成光屏蔽薄膜33以填充凹槽51和电极11之间的空隙。这样，由于光屏蔽薄膜33完全或部分的填充到凹槽51和电极22之间的空隙，所以垂直寄存器16能够免受通常直接照射到其上的光分量的影响。因此，作为CCD(电荷耦合装置)的噪音分量的一部分的拖影能够被阻止。之后，通过平版印刷和蚀刻，对光电转换区域12上的光屏蔽薄膜33进行处理以形成孔32。
在上述制造方法中，优选的使凹槽51和空穴堆积层13及N型层14之间的结合部分之间的深度相等，空穴堆积层13和N型层14都是形成在光电转换区域12上的。优选的对光屏蔽薄膜33施加脉冲电压或直流电压。
通过上述方法制造的固态图像拾取装置是能够获得在上述第一至第四实施例中所述的效果的装置。
(第九实施例)
下面将参照图13A到13C来说明第九实施例的固态图像拾取装置的制造过程，所有图13A到13C的剖面图表示连续的制造过程。
参照图13A，在12C的处理中，少量的P-型杂质被注入到衬底11的表面和凹槽51的内平面使得读取栅15形成有结果得到的P-型层。
接着，参照图13B，在栅绝缘薄膜21上形成电极形成薄膜91以便形成用于给读取和转移充电的电极。
然后，参照图13C，通过平版印刷和蚀刻，改变电极形成薄膜的形状以形成用于给读取和转移充电的电极。通过这种处理得到的结果为电极22。然后，电极22通过所谓的自掩膜可被用作一掩膜以形成光电转换区域12的N型层14。在该制造方法中，读取栅15被形成与垂直寄存器16和光电转换区域12有一些宽度上的偏移。这使得正确的制造读取栅15变得容易，并且能稳定的减少制造变化。之后，执行参照图12F所述的步骤之后的处理。
(第十实施例)
下面将参照图14A到15F来说明第十实施例的固态图像拾取装置的制造过程，所有图14A到15F的剖面图表示连续的制造过程。
参照图14A，已经准备好衬底11。该衬底11为半导体衬底，例如，硅衬底。首先，N型杂质被施加到衬底11以形成N型层14。例如，该掺杂过程是通过离子注入实现的。
然后，参照图14B，在由此形成的N型层14下部，P型杂质被施加到衬底11上以形成P型阱41。
接着，参照图14C，通过通常方式的抗蚀剂涂敷在衬底11上形成抗蚀剂薄膜之后，结果得到的抗蚀剂薄膜通过常规方式的平版印刷来进行摹制处理以形成掩膜71。其中，掩膜71用于对衬底形成第一凹槽段。
尤其是，参照图14D，使用掩膜71对衬底11进行处理以便在凹槽51的表面侧上形成凹槽51的第一段511。之后，除去掩膜71。
参照图14E，通过常规方式的抗蚀剂涂敷在衬底11上形成抗蚀剂薄膜之后，结果得到的抗蚀剂薄膜通过常规方式的平版印刷来进行摹制处理以形成掩膜72。其中，掩膜72用于对衬底形成第二凹槽段。
特别的，参照图14F，使用掩膜72对衬底11进行蚀刻以便在第一段511的底部形成凹槽51的第二段512。其中，第二段512的宽度比第一段511窄，而深度比第一段511深。此后，除去掩膜72。在一可选择结构中，第一和第二段511和512的侧壁是倾斜的。
接着，参照图15A，通过任何现有的掺杂处理，例如离子注入，通过P-型层构造的读取栅15被如此形成以使其落在凹槽51的第一段511上。类似的，有P+型层构造的像素分离区域19被如此形成以使其落在凹槽51的第一段511上。P+型层18被形成在读取栅15和像素分离区域19之间的衬底11上。其中，P+型层形成的比读取栅15和像素分离区域19都深。然后，在P+型层18上，N型层17被如此形成以使其落在凹槽51的第一段511以及第二段512的底部上。结果，垂直寄存器16被形成。如果进行掺杂过程，可根据需要形成抗蚀剂掩膜。
下面，参照图15B，在衬底11和凹槽51的内平面上对垂直寄存器和读取栅形成栅绝缘薄膜21。
然后，参照图15C，在凹槽51中的栅绝缘薄膜21上形成用于给读取和转移充电的电极22。电极22是通过形成通常类型的固态图像拾取装置的转移电极的技术形成的。电极22为一层、二层、三层或四层结构。优选的在垂直转移方向上形成的电极部分22位于凹槽51中的垂直寄存器16和读取栅15上。作为一可选择结构，所述部分可被形成至少局部的位于像素分离区域19之上，和垂直寄存器16和读取栅15之上，这是由于在平板印刷处理中的掩膜调整过程中产生的任何偏移、任何蚀刻误差等引起的。作为进一步可选择结构，所述部分可被形成至少一部分位于像素分离区域19上，并且部分的位于垂直寄存器16和读取栅15上。
接着，参照图15D，在衬底11上形成层间绝缘层31以覆盖电极22。
下面，参照图15E，通过掺杂处理，例如离子注入，在N型层14上形成空穴堆积层13。由此得到的结果为包括N型层14和P空穴堆积层13的光电转换区域12。此处所考虑的是：例如，此时由于局部氧化过程中所产生的应力将使凹槽51的侧壁部分易受蚀刻损伤，或结晶缺陷。因此，从这种遭受蚀刻损伤或结晶缺陷的部分产生的电子可能成为噪音分量。为了减小噪音分量，以P型杂质对凹槽51的侧壁部分的衬底表面侧进行注入。
参照图15F，光屏蔽薄膜33被如此形成以使其通过层间绝缘薄膜31覆盖电极22。此后，通过平版印刷和蚀刻，对光电转换区域12上的光屏蔽薄膜33进行处理以形成孔2。
在上述制造方法中，虽然未示出，类似于第八实施例，电极22可嵌入到凹槽51中。如果是这种情况，则光屏蔽薄膜33可通过层间绝缘薄膜31形成在电极22和凹槽51的侧壁之间。这样，光屏蔽薄膜33将完全或局部填充到凹槽51和电极22之间的空隙，所以垂直寄存器16能够免受通常直接照射到其上的光分量的影响。因此，作为CCD(电荷耦合装置)的噪音分量的一部分的拖影能够被减小。
在上述制造方法中，光屏蔽薄膜33优选的被形成为施加脉冲电压或直流电压。
通过上述方法制造的固态图像拾取装置可获得在上面第一至第五实施例中所述的效果。
在上述中，描述的仅是本发明被应用到固态图像拾取装置的典型情况。这的确是不受局限的，并且本发明可适用于例如由照相机和照相机模块使用的固态图像拾取装置。如果应用该图像拾取装置，其能减小功耗，并且能够改进从其输出的图像的图像质量。
在本发明的固态图像拾取装置中，所述衬底形成由凹槽，垂直寄存器和读取栅被形成在凹槽衬底的底部，并且在垂直转移方向上形成的电极部分位于所述凹槽中。在光电转换区域的N型层、垂直寄存器的N型层和电极中，这种结构在衬底深度方向上缩短了距离。这将使施加给电极的电压产生较大的波动，所述电压在充电读取路径中显示为最大电势。因此，读取电压可被有利的减小。更好的是，通过所述凹槽产生的高度差可屏蔽掉由光电转换区域的空穴堆积层的热量引起的扩散，从而对读取栅的电势产生较少影响。这也能有利的减小读取电压。此外，根据在凹槽中嵌入电极的结构，在水平方向上可减小高度差。因此，聚光能力得以改进，由此导致较好的像素特性，例如感光度和阴暗度。通过层间绝缘薄膜以光屏蔽薄膜填充电极和凹槽侧壁之间的空隙这种结构，通常由跳入到垂直寄存器中的直射光产生的拖影分量能够被有利的减小。
根据第二实施例的固态图像拾取装置，所述凹槽是格子形的。因此，在所述凹槽中，电极和光屏蔽薄膜在垂直和水平转移方向上都可被部分的嵌入。有利的是，这将高度差减小了一个很大的程度，并且可获得与第一实施例的固态图像拾取装置相同的效果。根据第三实施例的固态图像拾取装置，所述凹槽在高度上被分割成多个段。因此，用于垂直转移部分处理的电荷量可被增加，同时能减小读取电压。此外，减小读取电压将能顺利的导致较小的功耗，由此减少了通常由光电转换部分未进行读取留下的电荷引起的任何缺点。另外，增加用于垂直转移部分的电荷量成功的导致了更多数量的饱和信号。
在本发明的用于制造固态图像拾取装置的方法中，以光屏蔽薄膜填充电极和凹槽侧壁之间的空隙这种结构的优点是，通常由直接照射到垂直寄存器中的光产生的拖影分量能被减小。此外，通过在凹槽中嵌入电极这种结构，高度差能被减小。因此，有利的是，聚光能力得以改进，由此产生了较好的像素特性，例如感光度和阴暗度。
Claims (21)
1.一种固态图像拾取装置，包括：位于一衬底上的用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；和一转移寄存器，用于转移由读取栅读取的信号电荷，其中
在所述衬底的一表面上形成有一个凹槽，和
所述转移寄存器和读取栅被形成在所述凹槽的底部处。
2.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，还包括一用于给所述读取栅和所述转移寄存器施加电压的电极，其中
在所述转移寄存器方向上形成的电极部分被形成在所述凹槽中。
3.根据权利要求2所述的固态图像拾取装置，其中
用于分割每个光电转换区域的像素分离区域形成在所述衬底中的凹槽下部。
4.根据权利要求2所述的固态图像拾取装置，其中
形成一光屏蔽薄膜以至少填充所述电极和所述凹槽的一个侧壁部分之间的空隙。
5.根据权利要求3所述的固态图像拾取装置，其中
在所述凹槽中，在所述转移寄存器方向上形成的电极部分被形成，以便部分的位于所述像素分离区域上，和位于所述转移寄存器和所述读取栅上。
6.根据权利要求3所述的固态图像拾取装置，其中，
在所述凹槽中，在所述转移寄存器方向上形成的电极部分被形成，以便部分的位于所述像素分离区域上，并且部分的位于所述转移寄存器和所述读取栅上。
7.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中
通过一个斜面构造所述凹槽的一个侧壁部分。
8.根据权利要求7所述的固态图像拾取装置，其中
所述斜面具有一个为P型层的衬底。
9.根据权利要求4所述的固态图像拾取装置，其中
所述光屏蔽薄膜被施加有脉冲电压。
10.根据权利要求4所述的固态图像拾取装置，其中
所述光屏蔽薄膜被施加有直流电压。
11.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中
包括从所述凹槽的底部到所述凹槽的一个侧壁部分的衬底，读取栅被形成使其穿过位于所述侧壁部分之上的衬底放置。
12.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中
所述凹槽具有格子结构。
13.根据权利要求1所述的固态图像拾取装置，其中
所述凹槽被分割成多个段。
14.根据权利要求13所述的固态图像拾取装置，其中
所述凹槽是两段的，
所述凹槽的第一段的一侧壁部分包含在所述读取栅中，和
所述凹槽的第二段的一侧壁部分至少部分的包含在所述转移寄存器中。
15.一种用于制造固态图像拾取装置的方法，所述固态图像拾取装置包括位于一衬底上的用于分割多个像素区域的多个像素分离区域；用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；和一转移寄存器，用于转移由读取栅读取的信号电荷；该方法在所述衬底上形成一凹槽之后包括步骤：
在所述凹槽的底部处形成所述像素分离区域、所述转移寄存器、以及所述读取栅；和
在所述凹槽中形成电极。
16.根据权利要求15所述的用于制造固态图像拾取装置的方法，在形成所述电极之后还包括步骤：形成一光屏蔽薄膜以通过一层间绝缘薄膜填充所述电极和所述凹槽的一侧壁部分之间的空隙。
17.根据权利要求15所述的用于制造固态图像拾取装置的方法，其中所述凹槽具有格子结构。
18.根据权利要求15所述的用于制造固态图像拾取装置的方法，其中所述凹槽被分割成多个段。
19.根据权利要求15所述的用于制造固态图像拾取装置的方法，其中所述凹槽是通过直接蚀刻所述衬底形成的。
20.根据权利要求15所述的用于制造固态图像拾取装置的方法，其中
在对所述衬底进行局部氧化以形成一局部氧化层之后，通过除去所述局部氧化层而形成所述凹槽。
21.一种固态图像拾取设备，包括：
一固态图像拾取装置，包括位于一衬底上的用于接收入射光以进行光电转换的多个光电转换区域；一读取栅，用于读取来自光电转换区域的信号电荷；一转移寄存器，用于转移由读取栅读取的信号电荷；和一光学系统，用于将所述入射光引导到所述固态图像拾取装置上，其中
所述固态图像拾取装置具有一形成在所述衬底的一表面上的凹槽，和
所述转移寄存器和读取栅被形成在所述凹槽的底部处。
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| FR2910709B1 (fr) * | 2006-12-20 | 2009-06-05 | St Microelectronics Sa | Procede de fabrication d'un capteur comprenant une photodiode et un transistor de transfert de charges. |
| JP5180537B2 (ja) * | 2007-08-24 | 2013-04-10 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置及びマルチチップイメージセンサ |
| JP5188221B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-04-24 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置 |
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| JP5185206B2 (ja) * | 2009-02-24 | 2013-04-17 | 浜松ホトニクス株式会社 | 半導体光検出素子 |
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| JP2014022421A (ja) | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法、並びに、電子機器 |
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| JP2014199898A (ja) * | 2013-03-11 | 2014-10-23 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子および製造方法、並びに、電子機器 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1197666A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-09 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2002057318A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-22 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
Family Cites Families (13)
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|---|---|---|---|---|
| JPS6086975A (ja) | 1983-10-19 | 1985-05-16 | Matsushita Electronics Corp | 固体撮像装置 |
| JPH01310575A (ja) | 1988-06-09 | 1989-12-14 | Victor Co Of Japan Ltd | 固体撮像板 |
| JPH02140976A (ja) | 1988-11-22 | 1990-05-30 | Nec Corp | 固体撮像装置 |
| US5466612A (en) * | 1992-03-11 | 1995-11-14 | Matsushita Electronics Corp. | Method of manufacturing a solid-state image pickup device |
| JPH05315584A (ja) | 1992-05-08 | 1993-11-26 | Nec Ic Microcomput Syst Ltd | 電荷転送固体撮像素子 |
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| JP2917920B2 (ja) * | 1996-06-27 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| KR100239412B1 (ko) * | 1996-12-28 | 2000-01-15 | 김영환 | 고체 촬상 소자 및 그의 제조 방법 |
| JP3620237B2 (ja) * | 1997-09-29 | 2005-02-16 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子 |
| JP2002051267A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-15 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1197666A (ja) * | 1997-09-25 | 1999-04-09 | Matsushita Electron Corp | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2002057318A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-22 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
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