CN104969353B - 固态图像传感器、制造方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固态图像传感器、制造方法和电子设备，所述固态图像传感器被构造成能够高精度地控制用于将电荷从光电转换器件向电荷保持区域传输的传输路径在传输方向上的杂质浓度。光电二极管生成与入射光的光量对应的电荷且将这些电荷累积在内部。存储部保持由所述光电二极管累积的所述电荷。P型层将由所述光电二极管累积的所述电荷向所述存储部传输。所述光电二极管、所述P型层和所述存储部沿垂直于硅基板的方向而被布置着。本发明能够被应用于例如CMOS图像传感器。

Description

固态图像传感器、制造方法和电子设备
技术领域
本发明涉及固态图像传感器、制造方法和电子设备，且具体地，涉及能够高精度地控制用于将电荷从光电转换元件向电荷保持区域传输的传输路径在传输方向上的杂质浓度的固态图像传感器、制造方法和电子设备。
背景技术
固态图像传感器例如被应用于诸如数码相机和摄影机等摄像设备、以及诸如具有摄像功能的便携终端设备等电子设备中。该固态图像传感器例如是通过金属氧化物半导体(MOS：metal oxide semiconductor)晶体管来读取在作为光电转换元件的光电二极管中所累积的电荷的互补MOS(CMOS)图像传感器。特别地，包括对应于各像素而设置的放大元件、且被称为有源像素传感器(APS：active pixel sensor)的CMOS图像传感器是被广泛利用的。
在该CMOS图像传感器中，一般是针对于像素阵列中的各行来执行对光电二极管中所累积的电荷进行读取的读取操作，且已经结束了读取操作的像素从结束时间点开始再度开始累积电荷。如上所述，当针对于像素阵列中的各行来执行读取操作时，电荷的累积时期在全部像素中不是一致的，这造成了例如在被摄对象正在运动的情形下所拍摄图像中会出现畸变(distortion)。例如，当拍摄沿上下方向笔直地延伸的被摄对象在沿横向运动的状态下的图像时，在所拍摄图像中该被摄对象发生了倾斜。
因此，为了防止这种畸变的出现，开发出了拥有全部像素同时电子快门(allpixel simultaneous electronic shutter)以使各像素的曝光时期都相同的CMOS图像传感器。全部像素同时电子快门是用于执行让在摄像时起作用的全部像素同时开始曝光且同时结束曝光的操作的功能，并且也被称为全局快门(全局曝光)。作为实现全局曝光的方式，存在着机械方式和电气方式。
在机械方式中，例如，采用了对CMOS图像传感器的表面进行遮蔽的可开可闭式机械快门。即，在这种方式中，为了使全部像素的曝光时期一致，该CMOS图像传感器以在全部像素中同时开始曝光的方式打开机械快门，且在曝光时期的结束时间点以同时遮蔽全部像素的方式关闭机械快门。
另一方面，在电气方式中，采用了被设置于各像素的光电二极管与浮动扩散区域之间的电荷保持区域。即，在这种方式中，在结束曝光时期的时候，CMOS图像传感器致使电荷保持区域暂时地保持光电二极管中所累积的电荷，以使得所累积电荷的读取和曝光时期的开始在时间上是互不相同的，并且在全部像素中曝光时期是一致的。
如上所述，在电气方式中，必须对应于各像素而新添加了电荷保持区域，因此，导致光电二极管的面积变小，且光电二极管中所能够累积的最大电荷量减少了。
于是，本申请的申请人曾经提出了如下的像素结构：其中，为了防止光电二极管中所能够累积的最大电荷量的减少，将光电二极管和电荷保持区域通过溢出路径(overflowpath)而集成在一起(例如，参照专利文献1)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2011-216672号
发明内容
本发明要解决的技术问题
在专利文献1中所说明的技术中，光电二极管、用于将电荷从光电二极管向电荷保持区域传输的传输路径、以及电荷保持区域沿平行于基板的方向而被布置着。因此，从光电二极管到电荷保持区域的电荷传输方向是平行于基板的方向。
这里，当制造CMOS图像传感器时，由于抗蚀剂处理过程中的差异，在平行于基板的方向上的离子注入位置的控制中会出现误差。因此，很难高精度地控制传输路径在传输方向上的杂质浓度。
结果，传输路径的势垒在各个个体工件中是不同的，且光电二极管的饱和电荷量是不同的。这会随着像素尺寸的小型化而变得更加显著。
本发明是鉴于上述问题而被做出的，且本发明能够高度精确地控制用于将电荷从光电转换元件向电荷保持区域传输的传输路径在传输方向上的杂质浓度。
解决技术问题所采取的技术方案
根据本发明第一方面的固态图像传感器包括基板，所述基板设有：光电转换元件，所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；电荷保持区域，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；以及传输路径，所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
根据本发明的第一方面，所述基板内所包含的所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷，且所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
根据本发明第二方面的制造方法包括：光电转换元件形成步骤，其借助于固态图像传感器的制造装置在基板内形成光电转换元件，所述光电转换元件用于生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；电荷保持区域形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成电荷保持区域，且使所述光电转换元件和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述电荷保持区域用于保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；以及传输路径形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成传输路径，且使所述光电转换元件和所述传输路径沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述传输路径用于把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。
根据本发明的第二方面，借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成所述光电转换元件，所述光电转换元件用于生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成电荷保持区域，且使所述光电转换元件和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述电荷保持区域用于保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；而且借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成传输路径，且使所述光电转换元件和所述传输路径沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述传输路径用于把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。
根据本发明第三方面的电子设备包括基板，所述基板设有：光电转换元件，所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；电荷保持区域，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；以及传输路径，所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
根据本发明的第三方面，所述基板内所包含的所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷，且所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
本发明的有益效果
根据本发明的第一方面和第三方面，能够高精度地控制用于将电荷从光电转换元件向电荷保持区域传输的传输路径在传输方向上的杂质浓度。
而且，根据本发明的第二方面，能够制造出如下的固态图像传感器：其能够高精度地控制用于将电荷从光电转换元件向电荷保持区域传输的传输路径在传输方向上的杂质浓度。
附图说明
图1是图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第一实施例的示例性构造的框图。
图2是图示了图1的像素阵列部中的像素的第一示例性构造的平面图。
图3是图2中的像素的A-A'截面图。
图4是图2中的像素的B-B'截面图。
图5是图2中的像素的C-C'截面图。
图6是图2中的像素的D-D'截面图。
图7是图2中的像素的E-E'截面图。
图8是图示了图3中的从光电二极管到存储部的电荷传输流的图。
图9是图示了图4中的从光电二极管到存储部的电荷传输流的图。
图10是图示了图5中的从光电二极管到存储部的电荷传输流的图。
图11是图示了图3中的从存储部到浮动扩散区域的电荷传输流的图。
图12是图示了图7中的从存储部到浮动扩散区域的电荷传输流的图。
图13是用于说明利用制造装置来制造图3中的像素的方法的第一示例的图。
图14是用于说明利用制造装置来制造图3中的像素的方法的第一示例的图。
图15是用于说明利用制造装置来制造图3中的像素的方法的第二示例的图。
图16是用于说明利用制造装置来制造图3中的像素的方法的第二示例的图。
图17是用于说明利用制造装置来制造图3中的像素的方法的第三示例的图。
图18是用于说明利用制造装置来制造图3中的像素的方法的第三示例的图。
图19是图1的像素阵列部中的像素的第二示例性构造的A-A'截面图。
图20是图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第二实施例中的像素的第一示例性构造的A-A'截面图。
图21是图示了图20中的从存储部到浮动扩散区域的电荷传输流的图。
图22是用于说明利用制造装置来制造图20中的像素的方法的示例的图。
图23是用于说明利用制造装置来制造图20中的像素的方法的示例的图。
图24是图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第二实施例中的像素的第二示例性构造的A-A'截面图。
图25图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第三实施例中的像素的示例性构造的平面图。
图26是图25中的像素的D-D'截面图。
图27是图示了作为应用了本发明的电子设备的摄像设备的示例性构造的框图。
具体实施方式
第一实施例
固态图像传感器的第一实施例的示例性构造
图1是图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第一实施例的示例性构造的框图。
CMOS图像传感器100包括像素阵列部111、垂直驱动部112、列处理部113、水平驱动部114、系统控制部115、像素驱动线116、垂直信号线117、信号处理部118和数据存储部119。
像素阵列部111、垂直驱动部112、列处理部113、水平驱动部114、系统控制部115、像素驱动线116、垂直信号线117、信号处理部118和数据存储部119被形成于未图示的半导体基板(芯片)中。
例如也可以是这样的：CMOS图像传感器100不包括信号处理部118和数据存储部119，而是将信号处理部118和数据存储部119设置成位于与CMOS图像传感器100的基板不同的半导体基板中的诸如数字信号处理器(DSP：digital signal processor)等外部信号处理部。
CMOS图像传感器100通过全局曝光来拍摄出不包含畸变的图像。
具体地，在像素阵列部111中，具有光电转换元件的像素以矩阵的形式被二维地布置着，所述光电转换元件生成具有与入射光的光量对应的电荷量的电荷且将所述电荷累积在内部。
而且，在像素阵列部111中，像素驱动线116对应于矩阵形式的像素的各行而被形成于该图的左右方向(行方向)上，且垂直信号线117对应于各列而被形成于该图的上下方向(列方向)上。各像素驱动线116的一端被连接至垂直驱动部112的与各行对应的输出端子。
垂直驱动部112由移位寄存器和地址解码器等等构成，且是像素驱动部，该像素驱动部同时驱动像素阵列部111中的全部像素或各行中的像素。虽然省略了这个垂直驱动部112的具体构造的描绘，但是垂直驱动部112包括由读出扫描系统、保持扫描系统和清除扫描系统组成的三扫描系统。
为了传输和保持光电转换元件中所累积的电荷，所述保持扫描系统从与全部行的像素驱动线116连接的各输出端子同时输出传输脉冲。所述读出扫描系统依次选择各行以便依次读取各行的与所保持的电荷对应的像素信号，且从与所选择行的像素驱动线116连接的输出端子输出选择脉冲。
为了从光电转换元件中清除(复位)不必要的电荷，在比所述保持扫描系统的扫描提前快门速度时间的时刻，所述清除扫描系统从与全部行的像素驱动线116连接的各输出端子同时输出控制脉冲。利用所述清除扫描系统的扫描，同时在全部像素中执行了所谓的电子快门操作。这里，电子快门操作指的是丢弃光电转换元件中的电荷且重新开始曝光(开始电荷的累积)的操作。
利用上述的驱动，由所述读出扫描系统读取的全部像素的像素信号对应于在从电子快门操作到所述保持扫描系统的扫描之间的快门速度时间内所累积的电荷。即，全部像素中的电荷的累积时期(曝光时期)是相同的。
从被垂直驱动部112的所述读出扫描系统选择的行中的各像素输出的像素信号经由各垂直信号线117而被提供给列处理部113。
列处理部113包括对应于像素阵列部111中的各列的信号处理电路。列处理部113中的各信号处理电路对从所选择行中的各像素经由垂直信号线117而输出的像素信号执行下列处理：诸如相关双采样(CDS：correlated double sampling)处理等去噪处理；以及诸如A/D转换处理等信号处理。利用CDS处理，消除了诸如复位噪声和放大晶体管的阈值差异等像素所固有的固定模式噪声。列处理部113暂时地保持经过该信号处理之后的像素信号。
水平驱动部114由移位寄存器和地址解码器等等构成，且依次选择列处理部113中的信号处理电路。利用水平驱动部114的选择扫描，把在列处理部113的各信号处理电路中经过处理后的像素信号依次地输出至信号处理部118。
系统控制部115由用来生成各种类型的时序信号的时序发生器等构成，且基于由该时序发生器生成的各种类型的时序信号来控制垂直驱动部112、列处理部113和水平驱动部114。
信号处理部118至少包括加法处理功能。信号处理部118对从列处理部113输出的像素信号执行诸如加法处理等各种信号处理。在这种情况下，信号处理部118在必要时将该信号处理的中间结果等存储到数据存储部119中，且在需要时参照该中间结果等。信号处理部118输出经过该信号处理之后的像素信号。
像素的第一示例性构造
图2是图示了以矩阵的形式被布置于图1的像素阵列部111中的像素的第一示例性构造的平面图。而且，图3到图7分别是图2中的像素的A-A'截面图、B-B'截面图、C-C'截面图、D-D'截面图和E-E'截面图。
如图2所示，像素120包括光电二极管(PD)121、第一传输门(TRX)122、存储部(MEM)123、第二传输门(TRG)124和浮动扩散区域(FD)125。
而且，像素120还包括复位晶体管(RST)126、放大晶体管(AMP)127和选择晶体管(SEL)128，且FD线125A将浮动扩散区域125和放大晶体管127彼此连接起来。此外，像素120还包括第三传输门(OFG)129和电荷排出区域(OFD)130。
如图3等附图所示，光电二极管121具有空穴累积二极管(HAD：hole accumulationdiode)结构，且被形成于硅基板151内，该硅基板151也作为其中布置有像素阵列部111的半导体基板。具体地，光电二极管121被形成为这样：在形成于硅基板151内的P型阱层152中，P型层153被埋入硅基板151的前表面处，且N型层154被埋入得覆盖P型层153的一个侧表面。
需要注意的是，这里，硅基板151的设置有P型层153的那个表面被称为硅基板151的前表面，且与前表面相背的表面被称为后表面。而且，在垂直于前表面及后表面的方向上的表面被称为侧表面。而且，在适当的时候，硅基板151的前表面侧被称为上侧，且后表面侧被称为下侧。
光电二极管121生成电荷且将电荷累积在内部，所述电荷的电荷量对应于从硅基板151的前表面侧入射的光的光量。
如图3等附图所示，存储部123是这样的N型层：它以把P型层155夹在存储部123与光电二极管121之间的方式、沿垂直于硅基板151的方向而被布置着。具体地，存储部123和P型层155按照P型层155和存储部123这个先后顺序被堆叠于其中埋入有N型层154的硅基板151上。
如上所述，存储部123和光电二极管121沿垂直于硅基板151的方向而被布置着，且因此，光电二极管121能够被设定成与当不存在存储部123时的尺寸相同的尺寸。此外，存储部123的尺寸被设定成足够的尺寸。
与此相反，当存储部和光电二极管沿平行于硅基板的方向而被布置时，需要将光电二极管的尺寸制作得小一个存储部的尺寸。结果，光电二极管的饱和电荷量减少。而且，很难将存储部的尺寸设定成足够的尺寸，且存储部所能够保持的电荷量减少。
而且，光电二极管121的N型层154在存储部123的下方延伸，因而，即使当光倾斜地入射至像素120中时，也能够防止不必要的电荷进入存储部123中。
与此相反，如果存储部和光电二极管沿平行于硅基板的方向而被布置着且光倾斜地入射至像素中，那么在存储部下方的比较深的区域中通过光电转换而生成的电荷的一部分可能会进入存储部。该电荷作为噪声以与从光电二极管传输过来的电荷相同的方式而从存储部被读取。
P型层155是用来使光电二极管121与存储部123电气隔离的壁垒。当向第一传输门122施加传输脉冲(用于使光电二极管121与存储部123之间导通的足够的电压)时，P型层155的侧表面用作将光电二极管121中所累积的电荷向存储部123传输的传输路径。而且，存储部123是用来保持从光电二极管121经由P型层155传输过来的电荷的电荷保持区域。
如图3等附图所示，第一传输门122被形成得以栅极绝缘膜158作为中介层的方式覆盖着堆叠起来的存储部123和P型层155的侧表面和前表面。当从垂直驱动部112经由像素驱动线116向第一传输门122施加了传输脉冲时，P型层155变为导通状态，且光电二极管121中所累积的电荷被传输到存储部123。
需要注意的是，如图3等附图所示，第一传输门122的前表面和侧表面被由钨或类似物制成的遮光膜156覆盖。
如图3等附图所示，浮动扩散区域125是在与存储部123的高度相同的高度处被堆叠在P型层155上的N型层。即，存储部123和浮动扩散区域125沿平行于硅基板151的方向而被布置着。
在浮动扩散区域125与存储部123之间，形成有P型层157，P型层157是用来使浮动扩散区域125和存储部123电气隔离的壁垒。当向第二传输门124施加传输脉冲时，P型层157的侧表面用作将存储部123中所累积的电荷向浮动扩散区域125传输的传输路径。而且，浮动扩散区域125是将从存储部123经由P型层157传输过来的电荷转换成电压的电荷电压转换部。
如图3和图7等附图所示，第二传输门124被形成得以栅极绝缘膜158作为中介层的方式覆盖着浮动扩散区域125及P型层157的前表面和侧表面。当从垂直驱动部112经由像素驱动线116向第二传输门124施加传输脉冲时，P型层157变为导通状态，且存储部123中所保持的电荷被传输至浮动扩散区域125。需要注意的是，如图3等附图所示，第二传输门124的前表面和侧表面被遮光膜156覆盖。
在像素120中，存储部123和P型层155被设置于硅基板151上，因此，如上所述，存储部123及P型层155的前表面和侧表面被遮光膜156覆盖。因而，能够防止入射至像素120的光进入存储部123中。
如图6所示，复位晶体管126、放大晶体管127和选择晶体管128是N沟道的MOS晶体管。即，复位晶体管126由浮动扩散区域125的一部分、N型层172的一部分、夹在浮动扩散区域125与N型层172之间的P型层171、以及以栅极绝缘膜158作为中介层而覆盖着P型层171的栅极173构成。
而且，放大晶体管127由N型层172的一部分、N型层175的一部分、夹在N型层172与N型层175之间的P型层174、以及以栅极绝缘膜158作为中介层而覆盖着P型层174的栅极176构成。选择晶体管128由N型层175的一部分、N型层178的一部分、夹在N型层175与N型层178之间的P型层177、以及以栅极绝缘膜158作为中介层而覆盖着P型层177的栅极179构成。
复位晶体管126、放大晶体管127和选择晶体管128被堆叠于P型层155上。电源VDB被连接至N型层172，且图1中的垂直信号线117被连接至N型层178。而且，栅极173和栅极179经由图1中的像素驱动线116而被连接至垂直驱动部112，且栅极176经由FD线125A而被连接至浮动扩散区域125。
当经由像素驱动线116向栅极173施加复位脉冲RST时，复位晶体管126使浮动扩散区域125复位。放大晶体管127放大被连接至栅极176的浮动扩散区域125的电压。
当经由像素驱动线116向栅极179施加选择脉冲SEL时，选择晶体管128经由垂直信号线117把被放大晶体管127放大后的电压的信号作为像素信号提供给列处理部113。
而且，如图6等附图所示，第三传输门129以栅极绝缘膜158作为中介层而被形成于硅基板151上，不与光电二极管121重叠但是与光电二极管121邻接。而且，电荷排出区域130是被埋入硅基板151中且与第三传输门129邻接的N型层(N+)。
当在开始曝光时利用垂直驱动部112经由像素驱动线116施加了控制脉冲OFG的时候，第三传输门129将光电二极管121中所累积的电荷传输给电荷排出区域130。电荷排出区域130排出从光电二极管121通过第三传输门129传输过来的电荷。
在如上所述而被构造出来的像素120中，光电二极管121生成具有与从硅基板151的前表面侧入射的光的光量对应的电荷量的电荷，且将该电荷累积在内部。当曝光打开时刻来临时，垂直驱动部112经由像素驱动线116向全部像素中的第三传输门129同时施加控制脉冲OFG。由此，光电二极管121中所累积的电荷被排放到电荷排出区域130，并且利用光电二极管121对电荷的累积(曝光)开始。
然后，在从曝光开始时刻经过了快门速度时间之后的曝光结束时刻，垂直驱动部112经由像素驱动线116向全部像素中的第一传输门122同时施加传输脉冲。由此，P型层155变为导通状态，且光电二极管121中所累积的电荷经由P型层155被传输到存储部123，以此结束该曝光。
随后，垂直驱动部112依次选择各行，并且经由像素驱动线116向所选择行中的选择晶体管128施加选择脉冲SEL，且经由像素驱动线116向复位晶体管126施加复位脉冲RST。由此，浮动扩散区域125中所保持的电荷被排出(复位)。而且，复位时的浮动扩散区域125的电压被放大晶体管127放大，然后经由垂直信号线117而作为像素信号的偏离成分被输出至列处理部113。
随后，垂直驱动部112经由像素驱动线116向所选择行中的第二传输门124施加传输脉冲。由此，P型层157变为导通状态，且存储部123中所保持的电荷经由P型层157被传输到浮动扩散区域125。
在这种情况下，没有向复位晶体管126施加复位脉冲RST，放大晶体管127放大与栅极176连接的浮动扩散区域125的电压。而且，在这种情况下，选择脉冲SEL保持着被施加给选择晶体管128的状态，且由放大晶体管127放大后的电压的信号经由垂直信号线117而作为像素信号被输出至列处理部113。
如上所述，执行了全局曝光的图像的像素信号以行为单位被提供给列处理部113。结果，执行了全局曝光的该图像的像素信号按照光栅扫描(raster scan)的顺序被输出至信号处理部118。
电荷传输流
图8到图10是图示了从光电二极管121到存储部123的电荷传输流的图。
当在存储部123的前表面和侧表面上累积空穴所必需的负电压被施加给第一传输门122时，利用P型层155形成了势垒，且光电二极管121与存储部123之间的互连变为非导通状态。因而，光电二极管121和存储部123电气隔离。
另一方面，如图8到图10所示，当传输脉冲被施加给第一传输门122时，在P型层155的侧表面上形成了反转层，且光电二极管121与存储部123之间的互连变为导通状态。因而，光电二极管121中所累积的电荷沿垂直于硅基板151的方向而被传输，且被提供给存储部123。在本实施例中，沿着P型层155的侧表面形成了从光电二极管121到存储部123的至少两个传输路径。
图11和图12是图示了从存储部123到浮动扩散区域125的电荷传输流的图。
当在浮动扩散区域125的前表面和侧表面上累积空穴所必需的负电压被施加给第二传输门124时，利用P型层157形成了势垒，且存储部123与浮动扩散区域125之间的互连变为非导通状态。因而，存储部123和浮动扩散区域125电气隔离。
另一方面，如图11和图12所示，当传输脉冲被施加给第二传输门124时，在P型层157的前表面上形成了反转层，且存储部123与浮动扩散区域125之间的互连变为导通状态。因而，存储部123中所累积的电荷沿平行于硅基板151的方向而被传输，且被提供给浮动扩散区域125。
像素的制造方法的第一示例
参照图13和图14，将说明利用制造装置来制造像素120的方法的第一示例。
如图13所示，在第一处理中，利用诸如浅沟槽隔离(STI：shallow trenchisolation)和硅的局部氧化(LOCOS：local oxidation of silicon)等方法在硅(Si)基板151上形成元件隔离区域(图中没有图示)。随后，利用离子注入而形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的P型阱层152。
在第二处理中，使用光致抗蚀剂191作为掩模、利用离子注入而在硅基板151内部中形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的N型层154。
在第三处理中，利用外延生长方法在硅基板151上将P型层155和存储部123形成为外延层。具体地，在利用外延生长方法进行生长的时候执行原位注入，从而形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的P型层155和杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3且作为存储部123的N型层。例如，该外延层的厚度等于或大于100nm。
在第四处理中，使用光致抗蚀剂192作为掩模，蚀刻掉包括N型层154上方的一部分在内的区域中的外延层。即，去除除了将要形成有外延层的存储部123和P型层155的区域以外的区域。因而，在硅基板151的前表面上形成了突起的台阶。
在第五处理中，使用光致抗蚀剂193作为掩模、利用离子注入而在存储部123中形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的P型层157、P型层171、P型层174和P型层177。
在第六处理中，利用热氧化方法在硅基板151上形成由SiO2制成的栅极绝缘膜158。然后，利用化学气相沉积(CVD：chemical vapor deposition)方法在栅极绝缘膜158上沉积多晶硅和金属，且使用抗蚀剂掩模执行蚀刻，从而形成第一传输门122、第二传输门124、栅极173、栅极176和栅极179。这些栅极的膜厚是100nm到300nm。
如图14所示，在第七处理中，使用光致抗蚀剂194作为掩模、利用离子注入而在硅基板151的内部的前表面侧处形成P型层153。
在第八处理中，使用光致抗蚀剂195作为掩模、利用离子注入而将存储部123的一些部分的杂质浓度设定在1018/cm3到1020/cm3范围内，以便使上述一些部分成为浮动扩散区域125、N型层172、N型层175和N型层178。
在第九处理中，在大约1000℃下执行活性化退火。随后，用遮光膜156覆盖第一传输门122及第二传输门124的前表面和侧表面，以便完成像素120的制造。
如上所述，在像素120中，光电二极管121、存储部123和P型层155沿垂直于硅基板151的方向而被布置着，因此，P型层155中的电荷传输方向是垂直于硅基板151的方向。因此，利用P型层155的厚度和浓度来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度。即，在图13和图14的制造方法中，利用外延层的厚度和浓度来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度。
因而，与利用在平行于硅基板151的方向上的位置控制来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度的情况比较而言，P型层155的在电荷传输方向上的杂质浓度能够被高精度地控制。结果，形成于P型层155中的个体势垒的波动减小，且个体光电二极管121的饱和电荷量的差异减小。
像素的制造方法的第二示例
参照图15和图16，将说明利用制造装置来制造像素120的方法的第二示例。
图15和图16的制造方法与图13和图14的制造方法的不同之处在于：P型层155和存储部123不是利用外延生长方法而被形成，而是利用离子注入而被形成。
具体地，如图15所示，在第一处理中，以与图13中的第一处理相同的方式，在硅基板151上形成元件隔离区域，且利用离子注入而形成P型阱层152。
在第二处理中，使用光致抗蚀剂211作为掩模、利用离子注入而在硅基板151内部中形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的N型层154。
在第三处理中，使用光致抗蚀剂212作为掩模、利用离子注入而在比位于硅基板151内部的N型层154更靠近前表面的部分中形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的P型层155。而且，在P型层155的前表面侧处还形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3且作为存储部123的N型层。
在第四处理中，使用光致抗蚀剂213作为掩模，蚀刻掉位于N型层154上方的一部分P型层155和一部分存储部123及在垂直于硅基板151的方向上与P型层155和存储部123位置相同的P型阱层152。即，去除除了将要形成有P型层155和存储部123的区域以外的、且在垂直于硅基板151的方向上与上述区域位置相同的区域。因而，在硅基板151的前表面上形成了突起的台阶。
第五处理到第九处理与图13和图14中的第五处理到第九处理相同，因此将省略它们的说明。
如上所述，在图15和图16的制造方法中，利用离子注入的注入深度和浓度来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度。因而，与利用在平行于硅基板151的方向上的位置控制来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度的情况比较而言，P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度能够被高精度地控制。结果，形成于P型层155中的个体势垒的波动减小，且个体光电二极管121的饱和电荷量的差异减小。
像素的制造方法的第三示例
参照图17和图18，将说明利用制造装置来制造像素120的方法的第三示例。
图17和图18的制造方法与图13和图14的制造方法的不同之处在于：不是在硅基板151上的整个区域中生长外延层，而是仅生长用于构成P型层155和存储部123的外延层。
具体地，如图17所示，首先，以与图13相同的方式执行第一处理和第二处理。
在第三处理中，利用CVD方法在硅基板151上沉积SiO2层232。然后，使用光致抗蚀剂等作为掩模，蚀刻掉P型层155和存储部123所用的区域中的SiO2层232。
在第四处理中，利用外延生长方法在硅基板151上的没有沉积SiO2层232的区域中将P型层155和存储部123形成为外延层。例如，该外延层的厚度等于或大于100nm。
在第五处理中，使用光致抗蚀剂等作为掩模而蚀刻掉SiO2层232，因此，在硅基板151上形成了突起的台阶。然后，使用光致抗蚀剂233作为掩模、利用离子注入而在存储部123中形成杂质浓度为1016/cm3到1018/cm3的P型层157、P型层171、P型层174和P型层177。
第六处理到第九处理与图13和图14中的第六处理到第九处理相同，因此将省略它们的说明。
如上所述，在图17和图18的制造方法中，利用外延层的厚度和浓度来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度。因而，与利用在平行于硅基板151的方向上的位置控制来控制P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度的情况比较而言，P型层155在电荷传输方向上的杂质浓度能够被高精度地控制。结果，形成于P型层155中的个体势垒的波动减小，且个体光电二极管121的饱和电荷量的差异减小。
虽然在图2的像素120中，光是从硅基板151的前表面侧照射的，但是光可以从后表面侧照射。即，像素120可以是后表面照射型的像素。例如，专利文献JP 2003-31785A及其他文献中披露了后表面照射型的概念。
像素的第二示例性构造
图19是当像素120为后表面照射型的像素时该像素120的A-A'截面图。
相同的附图标记被分派给图19中所示的那些元件之中的与图3中的元件相同的元件。将适当地省略重复性的说明。
图19中的像素120与图3所示构造的不同之处在于：第一传输门122和第二传输门124没有被遮光膜156覆盖，而是硅基板151的后表面的与存储部123相对的区域被由诸如钨等金属层制成的遮光膜251覆盖。
图19中的像素120是后表面照射型的像素，因此，光的收集不会因为布置于硅基板151的前表面处的金属配线层(未图示)中的遮光而受到限制。
第二实施例的示例性构造
固态图像传感器的第二实施例的示例性构造
除了像素的构造有所不同以外，作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第二实施例的构造与图1的CMOS图像传感器100的构造相同，因此，在下面只说明像素。
像素的第一示例性构造
图20是图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第二实施例中的像素的第一示例性构造的A-A'截面图。
相同的附图标记被分派给图20中所示的那些元件之中的与图3中的元件相同的元件。将适当地省略重复性的说明。
图20中的像素270与图3所示构造的不同之处在于：P型层271被设置来代替P型层155和P型层157，且浮动扩散区域272和第二传输门273被设置来代替浮动扩散区域125和第二传输门124。在图20的像素270中，浮动扩散区域272和存储部123沿垂直于硅基板151的方向而被布置着，且从存储部123到浮动扩散区域272的电荷传输方向是垂直于硅基板151的方向。
具体地，如图20所示，P型层271被布置在其中埋入有N型层154的硅基板151上且处于存储部123的下层处。浮动扩散区域272以与P型层271接触的方式被埋入硅基板151的内部中。而且，第二传输门273被形成得以栅极绝缘膜158作为中介层的方式覆盖着P型层271及存储部123的前表面和侧表面。
P型层271具有P型层157和P型层155二者的功能。即，当向第一传输门122施加传输脉冲时，P型层271的侧表面用作将光电二极管121中所累积的电荷向存储部123传输的传输路径；而当向第二传输门273施加传输脉冲时，P型层271的侧表面用作将存储部123中所累积的电荷向浮动扩散区域272传输的传输路径。
因此，光电二极管121中所累积的电荷经由P型层271而被传输至存储部123，且存储部123中所保持的电荷经由P型层271而被传输至浮动扩散区域272。
如上所述，在像素270中，P型层271的整个上方都被用作存储部123，因此，与像素120比较而言，存储部123中所能够保持的电荷量增加了。
电荷传输流
图21是图示了从存储部123到浮动扩散区域272的电荷传输流的图。
当在浮动扩散区域272的前表面和侧表面上累积空穴所必需的负电压被施加给第二传输门273时，利用P型层271形成了势垒，且存储部123与浮动扩散区域272之间的互连变为非导通状态。因而，存储部123和浮动扩散区域272电气隔离。
另一方面，如图21所示，当传输脉冲被施加给第二传输门273时，在P型层271的侧表面处形成反转层，且存储部123与浮动扩散区域272之间的互连变为导通状态。因此，存储部123中所累积的电荷沿垂直于硅基板151的方向而被传输，且被提供给浮动扩散区域272。
像素的制造方法的示例
参照图22和图23，将说明利用制造装置来制造像素270的方法的示例。
如图22所示，首先，以与图13相同的方式执行第一处理和第二处理。
在第三处理中，使用光致抗蚀剂292作为掩模、利用离子注入而在硅基板151内部中形成作为浮动扩散区域272的N型层。
在第四处理中，以与图13中的第三处理相同的方式，利用外延生长方法在硅基板151上将P型层271和存储部123形成为外延层。
如图23所示，在第五处理中，使用光致抗蚀剂293作为掩模，蚀刻掉包括处于N型层154和浮动扩散区域272上方的一部分在内的区域中的外延层，并且在硅基板151的前表面上形成了突起的台阶。
在第六处理中，利用热氧化方法在硅基板151上形成由SiO2制成的栅极绝缘膜158。然后，利用CVD方法在栅极绝缘膜158上形成多晶硅和金属，且使用抗蚀剂掩模来执行蚀刻，从而形成第一传输门122、第二传输门273、栅极173、栅极176和栅极179。这些栅极的膜厚是100nm到300nm。
第七处理与图14中的第七处理相同，且第八处理与图14中的第九处理相同，因此将省略它们的说明。
需要注意的是，虽然没有描绘，但是可以以与图15和图16的情况相同的方式利用离子注入而形成P型层271和存储部123。而且，可以以与图17和图18的情况相同的方式只生长用于构成P型层271和存储部123的外延层。
如上所述，在像素270中，光电二极管121、存储部123、浮动扩散区域272和P型层271沿垂直于硅基板151的方向而被布置着。因此，不仅光电二极管121与存储部123之间的电荷传输方向垂直于硅基板151，而且存储部123与浮动扩散区域272之间的电荷传输方向也垂直于硅基板151。
因而，利用P型层271的厚度和浓度，不仅控制了沿光电二极管121与存储部123之间的电荷传输方向的杂质浓度，还控制了沿存储部123与浮动扩散区域272之间的电荷传输方向的杂质浓度。即，在图22和图23的制造方法中，利用外延层的厚度和浓度来控制在传输方向上的杂质浓度。
因此，不仅能够高精度地控制沿光电二极管121与存储部123之间的电荷传输方向的杂质浓度，还能够高精度地控制沿存储部123与浮动扩散区域272之间的电荷传输方向的杂质浓度。结果，不仅光电二极管121与存储部123之间的个体势垒的波动减小，而且存储部123与浮动扩散区域272之间的个体势垒的波动也减小。
需要注意的是，在图20的像素270中，光也可以从硅基板151的后表面侧照射。即，像素270可以是后表面照射型的像素。
像素的第二示例性构造
图24是当像素270为后表面照射型的像素时该像素270的A-A'截面图。
相同的附图标记被分派给图24中所示的那些元件之中的与图20中的元件相同的元件。将适当地省略重复性的说明。
图24中的像素270与图20所示构造的不同之处在于：第一传输门122和第二传输门273没有被遮光膜156覆盖，而是硅基板151的后表面的与存储部123相对的区域被由诸如钨等金属层制成的遮光膜311覆盖。
第三实施例的示例性构造
固态图像传感器的第三实施例的示例性构造
除了像素的构造有所不同以外，作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第三实施例的构造与图1中的CMOS图像传感器100相同，因此在下面只说明像素。
像素的示例性构造
图25是图示了作为应用了本发明的固态图像传感器的CMOS图像传感器的第三实施例中的像素的示例性构造的平面图，且图26是图25中的像素的D-D'截面图。
相同的附图标记被分派给图25和图26中所示的那些元件之中的与图2和图6中的元件相同的元件。将适当地省略重复性的说明。
图25和图26中的像素330与图2和图6中的像素120的不同之处在于：浮动扩散区域331被设置用来代替存储部123、P型层157和浮动扩散区域125，由此取消了第二传输门124；而且，遮光膜156覆盖第一传输门122和栅极173。在像素330中，存储部123和浮动扩散区域125被统一为浮动扩散区域331。
具体地，在像素330中，以与像素120相同的方式开始曝光，并且在曝光即将结束之前通过垂直驱动部112向所选择行中的选择晶体管128施加选择脉冲SEL，且向复位晶体管126施加复位脉冲RST。因而，与浮动扩散区域331中所保持的电荷对应的信号作为像素信号的偏离成分被输出至列处理部113。
然后，在曝光结束时刻，以与像素120相同的方式，通过垂直驱动部112向全部像素中的第一传输门122同时施加传输脉冲。因而，P型层155变为导通状态，且光电二极管121中所累积的电荷经由P型层155而被传输至浮动扩散区域331然后被保持。浮动扩散区域331将所保持的电荷转换成电压。
随后，没有通过垂直驱动部112向所选择行中的复位晶体管126施加复位脉冲RST，因此，放大晶体管127放大与栅极176连接的浮动扩散区域331的电压。在这种情况下，选择脉冲SEL保持着被施加给选择晶体管128的状态，且由放大晶体管127放大后的电压的信号作为像素信号被输出至列处理部113。
如上所述，执行了全局曝光的图像的像素信号以行为单位被提供给列处理部113。结果，执行了全局曝光的图像的像素信号按照光栅扫描的顺序被输出至信号处理部118。
需要注意的是，像素330的制造方法与像素120的制造方法相同，因此，将省略详细的说明和描绘。
具体地，在像素330的制造方法中，执行图13中的第一处理和第二处理，然后在第三处理中，例如以与图13中的第三处理相同的方式形成P型层155和浮动扩散区域331。然后，在第四处理中，以与图13中的第四处理相同的方式对P型层155和浮动扩散区域331进行蚀刻，接着在第五处理中，以与图13中的第五处理相同的方式形成P型层171、P型层174和P型层177。
然后，在第六处理中，以与图13中的第六处理相同的方式形成第一传输门122、栅极173、栅极176和栅极179，接着执行图13中的第七处理。在第八处理中，浮动扩散区域331的一些部分变为N型层172、N型层175和N型层178，然后执行图13中的第九处理。随后，用遮光膜156覆盖第一传输门122及栅极173的前表面和侧表面，从而完成像素330的制造。
而且，虽然没有描绘，但是像素330可以是后表面照射型的像素。在这种情况下，第一传输门122和栅极173没有被遮光膜156覆盖，而是硅基板151的后表面的与浮动扩散区域331相对的区域被由诸如钨等金属层制成的遮光膜覆盖。
第四实施例的示例性构造
电子设备的一个实施例的示例性构造
图27是图示了作为应用了本发明的电子设备的摄像设备的示例性构造的框图。
图27中的摄像设备500是摄影机、或数码相机等。摄像设备500包括光学部501、固态图像传感器502、DSP电路503、帧存储器504、显示部505、记录部506、操作部507和电源部508。DSP电路503、帧存储器504、显示部505、记录部506、操作部507和电源部508经由总线509而彼此连接。
光学部501由透镜组等构成，且接收来自被摄对象的入射光(图像光)从而在固态图像传感器502的成像面上形成图像。固态图像传感器502是上述的第一实施例到第三实施例中的CMOS图像传感器。固态图像传感器502把借助于光学部501在所述成像面上形成图像的入射光的光量以像素为单位转换成电信号，且将所述电信号作为像素信号而提供给DSP电路503。
DSP电路503对从固态图像传感器502提供过来的像素信号执行预定的图像处理，且把经过图像处理之后的各帧的图像信号提供给帧存储器504，然后帧存储器504暂时地存储该图像信号。
显示部505是诸如液晶面板和有机电致发光(EL)面板等平板显示装置，且例如基于被暂时地存储于帧存储器504中的各帧的像素信号来显示出图像。
记录部506是数字通用光盘(DVD：digital versatile disk)、或闪速存储器等，并且读取和记录被暂时地存储于帧存储器504中的各帧的像素信号。
在用户的操作下，操作部507发出关于摄像设备500所具有的各种功能的操作指令。电源部508向DSP电路503、帧存储器504、显示部505、记录部506和操作部507适当地提供电力。
应用了本技术的电子设备可以是：使用固态图像传感器作为摄像部(光电转换部)的电子设备(其是摄像设备500)；具有摄像功能的便携终端设备；以及使用固态图像传感器作为图像读取部的复印机。
需要注意的是，CMOS图像传感器可以被形成为一个芯片，且可以被形成为与光学部等封装在一起的具有摄像功能的模块。
本发明的实施例不局限于上述各实施例，且在不脱离本发明的要旨的范围内可以进行各种改变。
例如，像素的导电类型可以被反转。即，可以是这样的：使用空穴来执行光电转换，且N型阱层被形成于硅基板内。在这种情况下，存储部由P型层构成。
而且，杂质浓度和膜厚不局限于上述的数值。
此外，本技术还可以采取如下的技术方案。
(1)一种固态图像传感器，其包括基板，
所述基板设有：
光电转换元件，所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部，
电荷保持区域，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；以及
传输路径，所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输，
其中所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
(2)根据上述(1)所述的固态图像传感器，其中
所述光电转换元件被形成于所述基板内，并且
所述电荷保持区域和所述传输路径被形成于所述基板上。
(3)根据上述(2)所述的固态图像传感器，其中
所述基板还设有电荷电压转换部，所述电荷电压转换部把由所述电荷保持区域保持的所述电荷转换成电压。
(4)根据上述(3)所述的固态图像传感器，其中
所述电荷保持区域和所述电荷电压转换部沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
(5)根据上述(4)所述的固态图像传感器，其中
所述电荷电压转换部被形成于所述基板内。
(6)根据上述(2)到(5)中任一者所述的固态图像传感器，其中
所述入射光入射至所述基板的形成有所述光电转换元件的表面中。
(7)根据上述(2)到(5)中任一者所述的固态图像传感器，其中
所述入射光入射至所述基板的与形成有所述光电转换元件的表面相背的表面中。
(8)根据上述(1)到(7)中任一者所述的固态图像传感器，其中
所述电荷保持区域将所保持的所述电荷转换成电压。
(9)一种制造方法，包括：
光电转换元件形成步骤，其借助于固态图像传感器的制造装置在基板内形成光电转换元件，所述光电转换元件用于生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；
电荷保持区域形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成电荷保持区域，且使所述光电转换元件和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述电荷保持区域用于保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；以及
传输路径形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成传输路径，且使所述光电转换元件和所述传输路径沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述传输路径用于把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输。
(10)根据上述(9)所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的处理中，利用外延生长方法在所述基板上形成所述传输路径。
(11)根据上述(10)所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的所述处理中，通过利用所述外延生长方法在所述基板上形成层、然后去除该层的除了所述传输路径以外的区域，由此在所述基板上形成所述传输路径。
(12)根据上述(10)所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的所述处理中，通过在所述基板上的除了所述传输路径以外的区域中形成层、然后在没有形成该层的区域中利用所述外延生长方法形成层，由此在所述基板上形成所述传输路径。
(13)根据上述(9)所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的处理中，通过在所述基板内形成所述传输路径、然后去除所述基板内的除了所述传输路径以外的且在垂直于所述基板的方向上与所述传输路径位置相同的区域，由此在所述基板上形成所述传输路径。
(14)一种电子设备，其包括基板，
所述基板设有：
光电转换元件，所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部，
电荷保持区域，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；以及
传输路径，所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输，
其中所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
附图标记列表
100：CMOS图像传感器
121：光电二极管
123：存储部
125：浮动扩散区域
151：硅基板
155：P型层
271：P型层
272：浮动扩散区域
331：浮动扩散区域
500：摄像设备
502：固态图像传感器

Claims (10)

1.一种固态图像传感器，其包括基板，
所述基板设有：
光电转换元件，所述光电转换元件生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；
电荷保持区域，所述电荷保持区域保持由所述光电转换元件累积的所述电荷；
电荷电压转换部，所述电荷电压转换部把由所述电荷保持区域保持的所述电荷转换成电压；以及
传输路径，所述传输路径把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输，并且将所述电荷保持区域中累积的所述电荷向所述电荷电压转换部传输，
其中，所述光电转换元件、所述传输路径和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着，并且
所述电荷保持区域、所述传输路径和所述电荷电压转换部沿垂直于所述基板的方向而被布置着，并且所述电荷电压转换部被形成于所述基板内。
2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中
所述光电转换元件被形成于所述基板内，并且
所述电荷保持区域和所述传输路径被形成于所述基板上。
3.根据权利要求2所述的固态图像传感器，其中
所述入射光入射到所述基板的形成有所述光电转换元件的表面中。
4.根据权利要求2至3中任一项所述的固态图像传感器，其中
所述入射光入射到所述基板的与形成有所述光电转换元件的表面相背的表面中。
5.一种制造方法，包括：
光电转换元件形成步骤，其借助于固态图像传感器的制造装置在基板内形成光电转换元件，所述光电转换元件用于生成与入射光的光量对应的电荷且将所述电荷累积在内部；
电荷电压转换部形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置在所述基板内形成电荷电压转换部，所述电荷电压转换部把由电荷保持区域保持的所述电荷转换成电压；
传输路径形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置形成传输路径，且使所述光电转换元件和所述传输路径沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述传输路径位于所述基板上；以及
电荷保持区域形成步骤，其借助于所述固态图像传感器的制造装置形成所述电荷保持区域，且使所述光电转换元件和所述电荷保持区域沿垂直于所述基板的方向而被布置着，所述电荷保持区域用于保持由所述光电转换元件累积的所述电荷，所述电荷保持区域位于所述基板上，
其中，所述传输路径用于把由所述光电转换元件累积的所述电荷向所述电荷保持区域传输，且用于将所述电荷保持区域中累积的所述电荷向所述电荷电压转换部传输，并且
所述电荷保持区域、所述传输路径和所述电荷电压转换部形成为沿垂直于所述基板的方向而被布置着。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的处理中，利用外延生长方法在所述基板上形成所述传输路径。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的所述处理中，通过利用所述外延生长方法在所述基板上形成层、然后去除该层的除了所述传输路径以外的区域，由此在所述基板上形成所述传输路径。
8.根据权利要求6所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的所述处理中，通过在所述基板上的除了所述传输路径以外的区域中形成层、然后在没有形成该层的区域中利用所述外延生长方法形成层，由此在所述基板上形成所述传输路径。
9.根据权利要求5所述的制造方法，其中
在所述传输路径形成步骤的处理中，通过在所述基板内形成所述传输路径、然后去除所述基板内的除了所述传输路径以外的且在垂直于所述基板的方向上与所述传输路径位置相同的区域，由此在所述基板上形成所述传输路径。
10.一种电子设备，其包括如权利要求1至4中任一项所述的固态图像传感器。
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