CN105990387B - 固体摄像元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种固体摄像元件，其包括：P阱(12)；栅绝缘膜(19)；栅电极(20)；P+型的引脚层(22)，其位于与所述栅电极的第一端部(20a)相比靠外侧的P阱中；P‑型杂质区域(17)，其至少位于与栅电极的第一端部相比靠内侧的所述P阱中，且与所述引脚层接触；N‑型杂质区域(15)，其位于所述引脚层以及所述P‑型杂质区域下方的所述P阱中，且在与所述P‑型杂质区域接触的同时与所述栅绝缘膜接触；N+型杂质区域(24)，其位于所述栅电极的第二端部(20b)的下方的所述P阱中。

Description

固体摄像元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种固体摄像元件及其制造方法。
背景技术
在固体摄像元件中，虽然以往CCD为主流，但是能够以低电压来驱动且周边电路也能够混装的CMOS传感器的发展较显著。在CMOS传感器中，实施了完全转移技术、防止暗电流结构等的工艺上的对策、和由CDS等电路对策实现的噪声对策，现在被改善到可以说画质与CCD同等的程度，且成长为质、量均胜过CCD的装置。虽然CMOS传感器的飞跃的重要原因为画质被大大改善了，但其改善主要原因在于电荷转移技术的改善。在专利文件1、2中，公开了一种该电荷转移的改善技术。
图12(A)为表示现有的固体摄像元件的剖视图，图12(B)为将电荷从图12(A)所示的X向Y进行转移时的开启时与关闭时的电势图。
图12(A)所示的固体摄像元件具有N型硅基板101和被形成于N型硅基板101上的P阱(P--)102。在P阱102上形成有栅绝缘膜106，在栅绝缘膜106上形成有栅电极107。在与转移栅电极107的第一端部107a相比靠外侧的P阱102上形成有引脚层(P+)104，在位于引脚层104下方的P阱102上形成有N-型杂质区域103的扩散层。在位于转移栅电极107的第二端部107b下方的P阱102上形成有N+型杂质区域(浮动扩散)105的扩散层。
在上述现有的固体摄像元件中，采用了使N-型杂质区域103的一部分向转移栅电极107的下方突出的结构，其中，所述N-型杂质区域103的一部分构成转移栅电极107的第一端部107a的下方的光电二极管。虽然该结构为避免转移势垒的重点，但在该结构中，如果N-型杂质区域103向转移栅电极107侧突出的量过大，则会产生形成电势阱(势阱)的课题。在该情况下，在实施电荷转移108时，将产生电荷陷于电势阱中，从而导致发生转移不良(参照图12(B))。
另一方面，如图13(A)所示，在N-型杂质区域103a向转移栅电极107侧突出的量较少的情况下，会产生由于势垒(位垒)，而导致发生电荷转移不良(参照图13(B))。图13(A)为表示另一个现有的固体摄像元件的剖视图，图13(B)为将电荷从图13(A)所示的X向Y进行转移时的开启时和关闭时的电势图。图13(A)所示的固体摄像元件在N-型杂质区域103a的一部分几乎没有向转移栅电极107的下方突出的量的这点上与图12(A)的固体摄像元件有所不同，其余均相同。
如以上说明的那样，以既不产生电势阱(参照12(B))也不产生势垒(参照13(B))的方式，控制性良好地形成N-型杂质区域103、103a的向转移栅电极107侧的突出量是较为困难的。特别是，在以低电压来实施电荷转移的情况下，控制性良好地实现避免电势阱以及势垒中任意一个的结构是很困难的。
专利文献1：日本特许3403061号公报
专利文献2：日本特许3600430号公报
发明内容
本发明的几个方式有关于在进行电荷转移时对电势阱以及势垒这两者的产生均能够抑制的固体摄像元件及其制造方法。
本发明的一个方式为固体摄像元件，其特征在于，包括：第一导电型的半导体层；栅绝缘膜，其位于所述半导体层；栅电极，其位于所述栅绝缘膜上；第一导电型的第一杂质区域，其位于与所述栅电极的第一端部相比靠外侧的所述半导体层；第一导电型的第二杂质区域，其至少位于与所述栅电极的第一端部相比靠内侧的所述半导体层，且与所述第一杂质区域接触；第二导电型的第三杂质区域，其位于所述第一杂质区域以及所述第二杂质区域的下方的所述半导体层，且在与所述第二杂质区域接触的同时与所述栅绝缘膜接触；第二导电型的第四杂质区域，其位于所述栅电极的第二端部的下方的所述半导体层；从与所述栅电极的第一端部相比靠外侧起朝向所述栅电极的第二端部的下方而以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述第三杂质区域、所述半导体层的顺序设定位置，且杂质浓度以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述半导体层的顺序而变低。
根据上述本发明的一个方式，由于第三杂质区域与栅绝缘膜接触，因此能够抑制在进行电荷转移时的势垒的产生。此外，通过使第二杂质区域至少位于与栅电极的第一端部相比靠内侧的半导体层，从而能够抑制在进行电荷转移时的电势阱的产生。
此外，本发明的一个方式的固体摄像元件为，在上述本发明的一个方式中，其特征在于，所述第二杂质区域位于所述第一杂质区域的下方。
此外，本发明的一个方式的固体摄像元件为，在上述本发明的一个方式中，其特征在于，所述第二杂质区域不位于所述栅电极的第一端部的外侧。
此外，本发明的一个方式的固体摄像元件为，在上述本发明的一个方式中，其特征在于，所述半导体层为第一导电型的阱，所述第一导电型的阱位于半导体基板上。
此外，本发明的一个方式的固体摄像元件为，在上述本发明的一个方式中，其特征在于，所述半导体层为第一导电型的半导体基板。
本发明的一个方式为固体摄像元件的制造方法，其特征在于，包括：通过在第一导电型的半导体层上形成光抗蚀层，并将所述光抗蚀层作为掩膜而将第二导电型的杂质离子沿第一方向注入，从而在所述半导体层上形成第二导电型的第三杂质区域的工序；通过将所述光抗蚀层作为掩膜而将第一导电型的杂质离子沿第二方向注入，从而在所述半导体层上形成第一导电型的第二杂质区域的工序；去除所述光抗蚀层的工序；在所述半导体层上形成栅绝缘膜的工序；在所述栅绝缘膜上形成栅电极的工序；通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第一端部作为第一掩膜端部而注入第一导电型的杂质离子，从而在与所述栅电极的第一端部相比靠外侧的所述半导体层上形成第一导电型的第一杂质区域的工序；通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第二端部作为第二掩膜端部而注入第二导电型的杂质离子，从而在所述栅电极的第二端部下方的所述半导体层上形成第二导电型的第四杂质区域的工序，所述第二杂质区域与所述第一杂质区域接触，且至少被形成在与所述栅电极的所述第一端部相比靠内侧的所述半导体层上，从与所述栅电极的所述第一端部相比靠外侧起朝向所述栅电极的所述第二端部的下方而以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述第三杂质区域、所述半导体层的顺序设定位置，且杂质浓度以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述半导体层的顺序变低；所述第一方向为，从相对于所述半导体层的表面的垂直方向倾斜了的方向，所述第二方向为，与所述第一方向相比更靠近所述垂直方向的方向。
根据上述本发明的一个方式，由于能够以自我调整的方式形成位于栅电极的第一端部的内侧的第三杂质区域以及第二杂质区域，因此与栅绝缘膜接触的第三杂质区域能够在不受对准精度与尺寸偏差的影响的条件下形成。
本发明的一方面为固体摄像元件的制造方法，其特征在于，包括：在第一导电型的半导体层上形成第二导电型的第三杂质区域的工序；在所述半导体层上形成栅绝缘膜于的工序；在所述栅绝缘膜上形成栅电极的工序；通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第一端部作为第一掩膜端部而将第一导电型的杂质离子沿第一方向注入，从而在所述半导体层上形成第一导电型的第二杂质区域的工序；通过将所述栅电极的第一端部作为第一掩膜端部而将第一导电型的杂质离子沿第二方向注入，从而在与所述栅电极的第一端部相比靠外侧的所述半导体层上形成第一导电型的第一杂质区域的工序；通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第二端部作为第二掩膜端部而注入第二导电型的杂质离子，从而在所述栅电极的所述第二端部的下方的所述半导体层上形成第二导电型的第四杂质区域的工序，所述第二杂质区域与所述第一杂质区域接触，且至少被形成在与所述栅电极的所述第一端部相比靠内侧的所述半导体层上，从与所述栅电极的所述第一端部相比靠外侧起朝向所述栅电极的所述第二端部的下方而以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述第三杂质区域、所述半导体层的顺序设定位置，且杂质浓度以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述半导体层的顺序变低，所述第一方向为，从相对于所述半导体层的表面的垂直方向倾斜了的方向，所述第二方向为，与所述第一方向相比更靠近所述垂直方向的方向。
根据上述本发明的一个方式，由于能够以自我调整的方式形成位于栅电极的第一端部的内侧的第二杂质区域以及第一杂质区域，因此能够在不受对准精度与尺寸偏差的影响的条件下形成位于与栅电极的第一端部相比靠内侧的第二杂质区域。
附图说明
图1(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，(B)为(A)所示的A-A’线的剖视图，(C)为(A)所示的B-B’线的剖视图。
图2(A)～(C)为用于对图1(B)所示的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。
图3(A)、(B)为用于对图1(B)所示的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。
图4(A)～(C)为用于对图1(B)所示的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。
图5(A)为图1(B)所示的固体摄像元件的剖视图，(B)为将电荷从(A)所示的X向Y进行转移时的开启时与关闭时的电势图。
图6(A)～(C)为用于对本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。
图7(A)、(B)为用于对本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。
图8(A)～(C)为用于对本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。
图9(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，(B)为(A)所示的A-A’线的剖视图，(C)为(A)所示的B-B’线的剖视图。
图10(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，(B)为(A)所示的A-A’线的剖视图，(C)为(A)所示的B-B’线的剖视图。
图11(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，(B)为(A)所示的A-A’线的剖视图，(C)为(A)所示的B-B’线的剖视图。
图12(A)为表示现有的固体摄像元件的剖视图，(B)为将电荷从(A)所示的X向Y进行转移时的开启时与关闭时的电势图。
图13(A)为表示另一种现有的固体摄像元件的剖视图，(B)为将电荷从(A)所示的X向Y进行转移时的开启时与关闭时的电势图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，本发明并未被限定于以下说明，只要是本领域的技术人员，就能够很容易地理解到在不脱离本发明的主旨及其范围的条件下，可对其方式以及详细内容进行变更。因此，本发明并不被解释为受限于下文所示的实施方式的记载内容。
实施方式1
图1(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，图1(B)为图1(A)所示的A-A’线的剖视图，图1(C)为图1(A)所示的B-B’线的剖视图。图2～图4为用于对图1(B)所示的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图。该固体摄像元件为，通过低电压而被驱动的元件。
首先，对固体摄像元件的制造方法进行说明。
如图2(A)所示，准备N型硅基板11。N型硅基板11的杂质浓度例如为大于1×1014atoms/cm3。接着，在该N型硅基板11上形成未图示的元件分离区域(例如LOCOS)。在N型硅基板11的表面上，形成作为离子注入时的穿透膜的热氧化膜(未图示)。
接下来，如图2(B)所示，将硼等的P型杂质离子注入到N型硅基板11中，并通过实施热处理从而使杂质离子热扩散。采用这种方式，从而在N型硅基板11上形成P阱(P--)12。另外，也可以通过利用高能量注入P型杂质离子来形成P阱12。P阱12的杂质浓度为，例如1×1015atoms/cm3左右。
之后，如图2(C)所示，通过光刻技术而在P阱(也称为，第一导电型的半导体层)12上形成光抗蚀层13。在该光抗蚀层13中，成为光电二极管的区域被开口。接下来，通过将该光抗蚀层13作为掩膜而沿第一方向14注入N型(第二导电型)的杂质离子，从而在P阱12中形成N-杂质区域(也称为，第二导电型的第三杂质区域)15。第一方向14为，从相对于P阱12的表面或N型硅基板11的表面的垂直方向起倾斜了的方向。详细而言，向第一方向14注入是指，从光电二极管侧向之后被形成的成为栅电极的方向斜向注入。
上述的离子注入可以采用如下方式，即，例如利用1.2MeV～150KeV左右的能量对磷进行多级(多次改变能量)的注入，从而在N-型杂质区域15中形成从深侧向浅侧浓度变浓的杂质分布。之后，可以以使在与周围的P型扩散层之间形成的耗尽层成为1×1015atoms/cm3～1×1016atoms/cm3左右的浓度的方式进行离子注入，以便使光电二极管的N-型杂质区域15耗尽。
另外，虽然在本实施方式中，在N型硅基板上形成P阱12，在P阱12中形成N-型杂质区域15，但也可以通过外延成长法而在N型硅基板11中形成P型硅层，并在该P型硅层中形成N-型杂质区域15。
接下来，如图3(A)所示，将光抗蚀层13作为掩膜而沿第二方向16向P阱12以及N-型杂质区域15的表面注入P型(第一导电型)的杂质离子。由此，在P阱12中形成了P-型杂质区域(也称为，第一导电型的第二杂质区域)17。此时，以在区域18中残留有N-型杂质区域15的方式，而沿相对于P阱12的表面或N型硅基板11的表面的较浅的角度的第二方向16注入杂质离子。第二方向16为，与第一方向14相比更靠近所述垂直方向的方向。
之后，如图3(B)所示，在去除光抗蚀层13并剥离了所述穿透膜后，在P阱12上形成栅绝缘膜19，并在栅绝缘膜19上形成转移栅电极20。
接下来，如图4(A)所示，通过光刻技术而在转移栅电极20以及N型硅基板11上形成光抗蚀层21。接着，通过将光抗蚀层21以及转移栅电极20作为掩膜，将转移栅电极20的第一端部20a作为第一掩膜端部而向光电二极管的表面注入P型的杂质离子，从而在与转移栅电极20的第一端部20a相比靠外侧的P-型杂质区域17以及P阱12中形成P+型的引脚层(也称为，第一导电型的第一杂质区域)22。此时，P-型杂质区域17也可以位于引脚层22之下。
之后，如图4(B)所示，去除光抗蚀层21，并通过光刻技术而在转移栅电极20以及N型硅基板11上形成光抗蚀层23。接下来，通过将光抗蚀层23以及转移栅电极20作为掩膜，将转移栅电极20的第二端部20b作为第二掩膜端部而将N型的杂质离子注入，从而在转移栅电极20的第二端部20b的下方的P阱12中形成N+型杂质区域(也称为，第二导电型的第四杂质区域)24。该N+型杂质区域24为，临时蓄积被读出的电荷的浮动扩散领域。优选为，向上述N+型杂质区域24的杂质离子的注入为，至少朝向转移栅电极20而以倾斜的角度进行注入。
另外，虽然在本实施方式中，在形成栅电极20之后，形成了浮动扩散领域(N+领域)，但也可以在形成栅电极20之前形成。在该情况下，由于无法相对于转移栅电极20而自我调整地形成，因此优选为，以N+领域重合于转移栅电极20之下的方式，对光抗蚀层进行开口。
接下来，如图4(C)所示，去除光抗蚀层23。以此方式，从而制作出图1(B)所示的固体摄像元件。之后，在包括转移栅电极20在内的整个面上形成层间绝缘膜(未图示)，并在该层间绝缘膜上形成未图示的AI合金配线等。
图1所示的固体摄像元件的P+型的引脚层22被形成于与转移栅电极20的第一端部20a相比靠外侧的P阱12中。P-型杂质区域17至少位于与转移栅电极20的第一端部20a相比靠内侧的P阱12中，且与P+型的引脚层22接触。此外，P-型杂质区域17被形成于P+型的引脚层22的下方。N-型杂质区域15位于P+型的引脚层22以及P-型杂质区域17的下方的P阱12中，且在与P-型杂质区域17接触的同时与栅绝缘膜19接触。N+型杂质区域24被形成于转移栅电极20的第二端部20b的下方的P阱12中。
此外，图1所示的固体摄像元件的P-型杂质区域17与P+型的引脚层22接触，且至少被形成于与转移栅电极20的第一端部20a相比靠内侧的P阱12以及N-型杂质区域15中。从与转移栅电极20的第一端部20a相比靠外侧起朝向转移栅电极20的第二端部20b的下方，P+型的引脚层22、P-型杂质区域17、N-型杂质区域15、P阱12依次被设置(参照图1(B))。此外，杂质浓度以P+型的引脚层22、P-型杂质区域17、P阱12的顺序变低。
光电二极管(光接收元件)从表面朝向Si基板的深度方向而由P+层/P-层/N-层/P--层构成。以与构成光接收元件的扩散层隔绝的方式，配置有接收电荷转移的N+型杂质区域(浮动扩散)24。在光电二极管与浮动扩散之间的基板表面上，经由绝缘氧化膜而配置有转移栅电极20。
图5(A)为图1(B)所示的固体摄像元件的剖视图，图5(B)为将电荷从图5(A)所示的X向Y进行转移时的开启时和关闭时的电势图。
根据本实施方式，如图5(A)所示，从光电二极管突出的N-型杂质区域15的一部分与转移栅电极20下的栅绝缘膜19接触。因此，能够防止在进行电荷转移25时的由转移壁垒导致的转移不良(参照图5(B))。由此，能够形成低电压且稳定的转移沟道。
此外，由于通过具有与栅绝缘膜19接触的P-型杂质区域17的扩散层，从而能够可靠地消除形成于转移沟道旁的电势阱，因此也能够防止由电势阱造成的转移不良(参照图5(B))。
此外，在本实施方式中，如图2(C)以及图3(A)所示，从光电二极管突出的N-型杂质区域15、和一部分被包在该N-型杂质区域15中的P-型杂质区域17能够自我调整地形成。因此，能够在不受对准精度与尺寸偏差的影响的条件下形成图3(A)所示的区域18的N-型杂质区域15的转移沟道。因此，在进行电荷转移时，能够对电势阱以及势垒这两者的产生进行抑制。
另外，虽然在本实施方式中，制造出了所转移的电荷为电子的固体摄像元件，但通过设为反极性，也能够制造出所转移的电荷为空穴的固体摄像元件。
实施方式2
图6～图8为用于对本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的制造方法进行说明的剖视图，且对与图1～图4相同的部分标注相同的符号。该固体摄像元件具有与图1所示的固体摄像元件相同的结构。
首先，对固体摄像元件的制造方法进行说明。
如图6(A)、(B)所示，准备N型硅基板11并直至在N型硅基板11上形成P阱(P--)12的工序为止，均与实施方式1相同。
之后，如图6(C)所示，通过光刻技术在P阱12上形成光抗蚀层33。在该光抗蚀层13中，成为光电二极管的区域被开口。接下来，通过将该光抗蚀层33作为掩膜而注入N型(第二导电型)的杂质离子，从而在P阱12中形成N-杂质区域(也称为，第二导电型的第三杂质区域)15。
之后，如图7(A)所示，去除光抗蚀层33并剥离了所述穿透膜后，在P阱12上形成栅绝缘膜19，并在栅绝缘膜19上形成转移栅电极20。
接下来，如图7(B)所示，通过光刻技术而在转移栅电极20以及N型硅基板11上形成光抗蚀层41。接着，将光抗蚀层41以及转移栅电极20作为掩膜，将转移栅电极20的第一端部20a作为第一掩膜端部而沿第一方向14向光电二极管的表面注入P型的杂质离子。由此，在P阱12中形成P-型杂质区域(也称为，第一导电型的第二杂质区域)17。第一方向14为，从相对于P阱12的表面或N型硅基板11的表面而言的垂直方向起倾斜了的方向。详细而言，沿第一方向14注入是指，从光电二极管侧向栅电极的方向斜向注入。
接下来，如图8(A)所示，通过将光抗蚀层14以及转移栅电极20作为掩膜，将转移栅电极20的第一端部20a作为第一掩膜端部而沿第二方向16向光电二极管的表面注入P型的杂质离子，从而在与转移栅电极20的第一端部20a相比靠外侧的P-型杂质区域17以及P阱12中形成P+型的引脚层(也称为，第一导电型的第一杂质区域)22。此时，P-型杂质区域17也可以位于引脚层22之下。第二方向16为，与后述的第一方向14相比更靠近所述垂直方向的方向。
上述的离子注入既可以在例如使硼成为5×1012atoms/cm2～1×1013atoms/cm2的条件下进行，也可以以使引脚层22成以1×1017atoms/cm3～1×1018atoms/cm3左右的浓度的方式进行离子注入。
之后，如图8(B)所示，去除光抗蚀层41，并通过光刻技术而在转移栅电极20以及N型硅基板11上形成光抗蚀层23。接下来，以与实施方式1相同的方法，通过将光抗蚀层23以及转移栅电极20作为掩膜，将转移栅电极20的第二端部20b作为第二掩膜端部而注入N型的杂质离子，从而在转移栅电极20的第二端部20b的下方的P阱12中形成N+型杂质区域(也称为，第二导电型的第四杂质区域)24。
接下来，如图8(C)所示，去除光抗蚀层23。以此方式，从而制造出了图1(B)所示的固体摄像元件。
在本实施方式的固体摄像元件中，也能够获得与实施方式1相同的效果。
此外，在本实施方式中，如图7(B)、图8(A)所示，向转移栅电极20的第一端部20a的内侧突出的P-型杂质区域17、和一部分被包在该P-型杂质区域17中的P+型的引脚层22能够以自我调整的方式形成。因此，能够在不受对准精度与尺寸偏差的影响的条件下，形成位于图8(A)所示的转移栅电极20的第一端部20a的内侧的P-型杂质区域17。
实施方式3
图9(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，图9(B)为图9(A)所示的A-A’线的剖视图，图9(C)为图9(A)所示的B-B’线的剖视图。在图9中，对与图1相同的部分标记相同的符号，并且仅对不同的部分进行说明。
在图1所示的固体摄像元件中，在N型硅基板11上形成P阱12，在该P阱12中形成N-型杂质区域15。相对于此，在图9所示的固体摄像元件中，在P型硅基板11a上形成N-型杂质区域(也称为，第二导电型的第三杂质区域)15。
在本实施方式的固体摄像元件中，也能够获得与实施方式1相同的效果。
实施方式4
图10(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，图10(B)为图10(A)所示的A-A’线的剖视图，图10(C)为图10(A)所示的B-B’线的剖视图。在图10中，对与图1相同的部分标记相同的符号，并且仅对不同的部分进行说明。
在图1所示的固体摄像元件中，在N型硅基板11上形成P阱12，相对于此，在图10所示的固体摄像元件中，在P型硅基板11a上形成P阱12。
在本实施方式的固体摄像元件中，也能够获得与实施方式1相同的效果。
实施方式5
图11(A)为表示本发明的一个方式所涉及的固体摄像元件的俯视图，图11(B)为图11(A)所示的A-A’线的剖视图，图11(C)为图11(A)所示的B-B’线的剖视图。在图11中，对与图1相同的部分标注相同的符号，并且仅对不同的部分进行说明。
在图1所示固体摄像元件中，在P+型的引脚层22的下方也形成P-型杂质区域17，相对于此，在图11所示的固体摄像元件中，如区域38所示那样，仅在栅电极20下方形成P-型杂质区域(也称为，第一导电型的第二杂质区域)17a。换言之，P-型杂质区域17a并不位于转移栅电极20的第一端部20a的外侧。
在本实施方式的固体摄像元件中，也能够获得与实施方式1相同的效果。
另外，在本发明中，在提到在特定的A(以下，称为“A”)之上(或下)形成特定的B(以下，称为“B”)(B被形成)时，并不限定于在A上(或下)直接形成B(形成有B)的情况。在不妨碍本发明的作用效果的范围内，在A上(或下)也包括经由其他的部件而形成B(B被形成)的情况。
此外，由上(或下)的表现所阐述的结构不一定被限在一个方向上，例如，在提到在A上(或下)形成B(B被形成)时，包括在半导体装置被上下倒置使用时，在A下(或上)形成B(B被形成)的情况。
此外，上述的实施方式1～5也能够适当组合而实施。
符号说明
11…N型硅基板；11a…P型硅基板；12…P阱(P--、也称为第一导电型的半导体层)；13…光抗蚀层；14…第一方向；15…N-型杂质区域(也称为第二导电型的第三杂质区域)；16…第二方向；17、17a…P-型杂质区域(也称为第一导电型的第二杂质区域)；18…区域；19…栅绝缘膜；20…转移栅电极；20a…转移栅电极的第一端部；20b…转移栅电极的第二端部；21…光抗蚀层；22…P+型的引脚层(也称为第一导电型的第一杂质区域)；23…光抗蚀层；24…N+型杂质区域(浮动扩散区域、也称为第二导电型的第四杂质区域)；25…电荷转移；38…区域。

Claims (8)

1.一种固体摄像元件，其特征在于，包括：
第一导电型的半导体层；
栅绝缘膜，其位于所述半导体层上；
栅电极，其位于所述栅绝缘膜上；
第一导电型的第一杂质区域，其位于包括所述栅电极的第一端部的正下方、且与所述第一端部相比靠外侧的所述半导体层；
第一导电型的第二杂质区域，其至少位于与所述栅电极的第一端部相比靠内侧的所述半导体层，且与所述第一杂质区域接触；
第二导电型的第三杂质区域，其位于所述第一杂质区域以及所述第二杂质区域的下方的所述半导体层，且在与所述第二杂质区域接触的同时与所述栅绝缘膜接触；
第二导电型的第四杂质区域，其位于所述栅电极的第二端部的下方的所述半导体层；
从与所述栅电极的第一端部相比靠外侧起朝向所述栅电极的第二端部的下方而以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述第三杂质区域、所述半导体层的顺序设定位置，且杂质浓度以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述半导体层的顺序变低，
所述半导体层与所述栅绝缘膜相接。
2.如权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述第二杂质区域位于所述第一杂质区域的下方。
3.如权利要求1所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述第二杂质区域不位于所述栅电极的所述第一端部的外侧。
4.如权利要求1至3中任一项所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述半导体层为第一导电型的阱，
所述第一导电型的阱位于半导体基板上。
5.如权利要求1至3中任一项所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述半导体层为第一导电型的半导体基板。
6.如权利要求1至3中任一项所述的固体摄像元件，其特征在于，
所述第三杂质区域与所述第二杂质区域的底面和侧面相接。
7.一种固体摄像元件的制造方法，其特征在于，包括：
通过在第一导电型的半导体层上形成光抗蚀层，并将所述光抗蚀层作为掩膜而将第二导电型的杂质离子沿第一方向注入，从而在所述半导体层上形成第二导电型的第三杂质区域的工序；
通过将所述光抗蚀层作为掩膜而将第一导电型的杂质离子沿第二方向注入，从而在所述半导体层上形成第一导电型的第二杂质区域的工序；
去除所述光抗蚀层的工序；
在所述半导体层上形成栅绝缘膜的工序；
在所述栅绝缘膜上形成栅电极的工序；
通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第一端部作为第一掩膜端部而注入第一导电型的杂质离子，从而在包括所述栅电极的第一端部的正下方、且与所述第一端部相比靠外侧的所述半导体层上形成第一导电型的第一杂质区域的工序；
通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第二端部作为第二掩膜端部而注入第二导电型的杂质离子，从而在所述栅电极的第二端部下方的所述半导体层上形成第二导电型的第四杂质区域的工序，
所述第二杂质区域与所述第一杂质区域接触，且至少被形成在与所述栅电极的所述第一端部相比靠内侧的所述半导体层上，
从与所述栅电极的所述第一端部相比靠外侧起朝向所述栅电极的所述第二端部的下方而以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述第三杂质区域、所述半导体层的顺序设定位置，且杂质浓度以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述半导体层的顺序而变低，
所述半导体层与所述栅绝缘膜相接，
所述第一方向为，从相对于所述半导体层的表面的垂直方向倾斜了的方向，
所述第二方向为，与所述第一方向相比更靠近所述垂直方向的方向。
8.一种固体摄像元件的制造方法，其特征在于，包括：
在第一导电型的半导体层上形成第二导电型的第三杂质区域的工序；
在所述半导体层上形成栅绝缘膜的工序；
在所述栅绝缘膜上形成栅电极的工序；
通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第一端部作为第一掩膜端部而将第一导电型的杂质离子沿第一方向注入，从而在所述半导体层上形成第一导电型的第二杂质区域的工序；
通过将所述栅电极的第一端部作为第一掩膜端部而将第一导电型的杂质离子沿第二方向注入，从而在包括所述栅电极的第一端部的正下方、且与所述第一端部相比靠外侧的所述半导体层上形成第一导电型的第一杂质区域的工序；
通过将所述栅电极作为掩膜、将所述栅电极的第二端部作为第二掩膜端部而注入第二导电型的杂质离子，从而在所述栅电极的所述第二端部的下方的所述半导体层上形成第二导电型的第四杂质区域的工序，
所述第二杂质区域与所述第一杂质区域接触，且至少被形成在与所述栅电极的所述第一端部相比靠内侧的所述半导体层，
从与所述栅电极的所述第一端部相比靠外侧起朝向所述栅电极的所述第二端部的下方而以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述第三杂质区域、所述半导体层的顺序设定位置，且杂质浓度以所述第一杂质区域、所述第二杂质区域、所述半导体层的顺序而变低，
所述半导体层与所述栅绝缘膜相接，
所述第一方向为，从相对于所述半导体层的表面的垂直方向倾斜了的方向，
所述第二方向为，与所述第一方向相比更靠近所述垂直方向的方向。
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