CN1146054C - 电荷耦合器件型固态摄象器件 - Google Patents

电荷耦合器件型固态摄象器件 Download PDF

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Abstract

一种固态摄象器件在垂直电荷转移区的相邻电荷转移电极间、在水平电荷转移区的相邻电荷转移电极间以及在垂直和水平电荷转移区之间相连的区域内形成有均匀一致的势阱。垂直电荷转移区的电荷转移电极间、水平电荷转移区的电荷转移电极间以及在垂直和水平电荷转移区之间相连的区域内的杂质浓度根据电极间的距离以及加在这些电极上的驱动脉冲的幅度与电位相互独立地设置，使这些势阱相互等同。

Description

电荷耦合器件型固态摄象器件
技术领域
本发明涉及一种电荷耦合器件(CCD)型固态摄象器件，而且特别涉及一种其垂直和水平电荷转移区的电荷转移电极是以单层结构形成的CCD固态摄象器件。
背景技术
由于近年来精细加工技术的发展，有可能使CCD型固态摄象器件以精细的间距形成分别的电荷转移电极，并且也由于这一事实而有可能通过刻蚀导电的电极材料形成具有0.2至0.3μm电极间的距离或间隔的单层电极结构的电荷转移器件。
由于在这样的单层电极结构的电荷转移器件的转移电极之间没有重叠区，就取得了电极间的电容小以及在电极之间基本上不会出现短路的优点。此外，还由于无需为在重叠区内形成夹层薄膜而要进行氧化电极的氧化步骤，又取得了不仅能用多晶硅而且能用金属薄膜或它的硅化物膜作电极材料的优点，这样就有可能降低电荷转移电极的电阻。
然而，由于在单层电极结构的电荷转移器件中，各个电荷转移电极是以由刻蚀精度所确定的间距排列的，这就可以有被电荷转移电极覆盖的区域以及未被其覆盖的区域，而且在未被覆盖的区域内可以如图10(a)所示形成势阱。加深势阱的深度就要求如图10(b)所示加大相邻电极之间的距离。此外，势阱的构形和深度还取决于电荷转移电极之间电位差的变动，当增大电位差时，就如图10(c)所示，由于电位调制效应而造成势阱变浅。
为了使势阱更浅，可以考虑通过向区域内注入离子形成势阱以调节区域内的电势。图11(a)和11(b)示出当进行这种离子注入时势阱的变化，其中描绘了离子注入太少时的电势、离子注入合适时的电势以及电子注入过量时的电势。
如在图11(a)和11(b)中清楚表示的，当离子注入量太少时，降低势阱深度的作用不足，而当离子注入量太多时就可能形成势垒。因而，需要有向这一区域注入的最佳离子量。然而，最佳离子量取决于前述相邻电极之间的距离以及电极上所加驱动脉冲的幅度。因而，当在垂直电荷转移区中电极间的距离与水平电荷转移区中的不同或是垂直电荷转移区的电极所加驱动脉冲幅度与水平电荷转移区的情况不同时，垂直电荷转移区中的最佳离子注入量就变得与水平电荷转移区中的不同。
例如，当垂直电荷转移区中的离子注入量达到最佳时，水平电荷转移区中的离子注入量就变得短缺，使得降低势阱深度的效果不充分并可能留下部分电荷未转换，而当水平电荷转移区中的离子注入量达到最佳时，垂直电荷转移区中的离子注入量就过剩，以致形成势垒。
因而，人们高度希望电荷转移器件不论是在垂直的还是水平的电荷转移区中都能充分降低势阱深度而又不形成势垒。
发明内容
本发明的一项目的就是要提供一种电荷转移器件，它不论是在垂直电荷转移区还是在水平电荷转移区中均能充分降低势阱深度而又不致形成势垒。
本发明的另一项目的是要提供一种固态摄象器件，它能通过在垂直电荷转移区的转移电极之间、在水平电荷转移区的转移电极之间以及在垂直和水平电荷转移区之间形成均匀降低的势阱而获得优良的电荷转移效率。
为了实现上述目的，本发明提供一种固态摄象器件，其包括：一光-电转换区；沿一垂直方向排列的多个第一半导体区；沿一水平方向排列的多个第二半导体区；各自形成在所关联的一个所述的第一半导体区上的多个垂直电荷转移电极；各自形成在所关联的一个所述的第二半导体区上的多个水平电荷转移电极；具有第一杂质浓度的多个第三半导体区，其中的每一个位于所述第一半导体区之间；以及具有第二杂质浓度的多个第四半导体区，其中的每一个位于所述第二半导体区之间。
根据本发明的另一方面，其提供一种固态摄象器件，其包括：一光-电转换区；一垂直电荷转移区，它转移由所述光-电转换区提供的电荷；以及一水平电荷转移区，它转移由所述垂直电荷移区提供的电荷；所述垂直电荷转移区有沿一垂直方向以第一间隔排列的多个垂直电荷转移电极、位于所述垂直电荷转移电极下面的多个第一半导体区区、以及位于所述第一半导体区之间的多个第二半导体区；所述水平电荷转移区有沿一水平方向以第二间隔排列的多个水平电荷转移电极、位于所述水平电荷转移电极下面的多个第三半导体区、以及位于所述第三半导体区之间的多个第四半导体区；其中所述第一间隔小于所述的第二间隔。
附图说明
图1为本发明第一实施例的固态摄象器件的平面图；
图2(a)至2(g)示出图1中所示固态摄象器件的一实例的制造步骤；
图3(a)至3(g)示出图1中所示固态摄象器件的另一实例的制造步骤；
图4(a)至4(f)示出图1中所示固态摄象器件的又一实例的制造步骤；
图5为本发明另一项实施例的固态摄象器件的平面图；
图6(a)至6(g)示出图5中所示固态摄象器件的一实例的制造步骤；
图7(a)至7(g)示出本发明另一项实施例的固态摄象器件的一实例的制造步骤；
图8为本发明又一实施例的固态摄象器件的平面图；
图9(a)至9(g)示出图8中所示固态摄象器件的一实例的制造步骤；
图10(a)至10(c)绘示电极之间所形成的势阱；以及
图11(a)和11(b)绘示说明由于离子注入量的不同而造成在电极之间所形成势阱构形的差异。
具体实施方式
参阅图1，它是本发明一项实施例的固态摄象器件的平面图，此固态摄象器件包括一光电转换器10、一垂直电荷转移区20和一水平电荷转移区30。垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30有一单层的结构。垂直电荷转移区20由一四相时钟驱动脉冲驱动并将经光电转换器10产生的电荷转移至水平电荷转移区30。水平电荷转移区30由两相时钟驱动脉冲驱动并将来自垂直电荷转移区20的转移电荷转移至一未予示出的输出端。
在图1中，标号102表示成为电荷转移区的一N型半导体区域，106为形成在垂直电荷转移区与水平电荷转移区的电荷转移电极之间的一第一N型半导体区域，107为形成在垂直电荷转移区的电荷转移电极之间的一第二N型半导体区域，108为形成在水平电荷转移区的电荷转移电极之间的一第三N型半导体区域，109为一成为光电转换器的N型半导体区域，110为一成为信号读取区的P型半导体区域，111为一成为元件隔离区的P+型半导体区域，112a、112b、112c和112d为垂直电荷转移区的电荷转移电极而113a和113b则为水平电荷转移区的电荷转移电极。
垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d加有相位不同的驱动脉冲，而水平电荷转移区的电荷转移电极113a与113b也加有相位不同的驱动脉冲。附带说明，各个垂直电荷转移区和水平电荷转移区所形成的电荷转移电极在相邻的电极之间约有0.3μm的间距。
现在，将参照图1中所示摄象器件沿I-I′线的垂直电荷转移区剖面以及II-II′线的水平电荷转移区剖面对该器件的制造步骤进行描述。
首先，在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型半导体基片中形成杂质浓度为1.0×1017cm-3的N型半导体区102。然后，对N型半导体区进行热氧化形成厚度约为30nm的一层第一氧化膜103〔图2(a)〕。
然后，通过光刻和刻蚀去除在水平电荷转移区30上形成的部分第一氧化膜103和在垂直电荷转移区20上形成的部分第一氧化膜103。此后，经热氧化形成厚度约为60nm的一层第二氧化膜104。在此情况下，在水平电荷转移区30上留下的部分第一氧化膜103进一步生长至约70nm厚度。
这样，垂直电荷转移区20的整个表面就被厚度约为60nm的第二氧化膜104覆盖，而去除第一氧化膜103的水平电荷转移区30的部分表面也覆盖着厚度约为60nm的第二氧化膜104，未去除第一氧化膜103的其余部分则覆盖着生长至约70nm厚度的第一氧化膜103。
然后，在第一氧化膜103和第二氧化膜104上形成一层多晶硅膜，并通过对多晶硅膜加工图形在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30上分别形成电荷转移电极112和电荷转移电极113。相邻电荷转移电极112之间的间距和相邻电荷转移电极113之间的间距各为0.3μm左右。此外，如在沿I-I′线所取剖面所示，垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间距也为0.3μm左右〔图2(b)〕。
此后，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并经过光刻选择性地去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分形成一层掩膜116a。此后，利用掩膜116a向N型半导体区域102内注入P型杂质离子(例如，硼离子)。这样，就形成了杂质浓度约9.5×1016cm-3的第一N-型半导体区域106〔图2(c)〕。
此外，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并经过光刻选择性地去除其中与垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极112之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜106b。此后，利用掩膜116b向N型半导体区102内注入P型杂质离子(例如，硼离子)。这样，就形成了杂质浓度约9.5×1016cm-3的第二N-型半导体区域107〔图2(d)〕。
此外，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并经过光刻选择性地去除其中与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116c。此后，利用掩膜116c向N型区域102内注入P型杂质离子(例如，硼离子)。这样，就形成了杂质浓度约9.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108〔图2(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图2(f)〕，并经夹层绝缘膜114由一层金属布线115使垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和113b相连〔图2(g)〕制成本发明的电荷转移器件。
在一般情况下，在驱动这样的固态摄象器件当中，在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112a至112d上分别加有约0至-8V的幅度和相互为90度的相位差的驱动脉冲，并且在水平电荷转移区30的电荷转移电极113a和113b上分别加有0至5V的幅度和相互为180度的相位差的驱动脉冲。
按照所述的，加在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112上的驱动脉冲与加在水平电荷转移区30的电荷转移电极113上的驱动脉冲其幅度与电位两者均不相同。因而，形成在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的势阱与形成在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的势阱的深度不同。此外，形成在垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电极转移区30的电荷转移电极113之间的势阱也不同于电荷转移电极112之间以及电荷转移电极113之间的势阱。
按照本发明的固态摄象器件，杂质浓度约9.7×1016cm-3的第一N-型半导体区域106形成在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30之间的连接区的电荷转移电极之间，杂质浓度约9.5×1016cm-3的第二N-型半导体区域107形成在垂直电荷转移区20的电荷转电极112之间，而杂质浓度约9.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108则形成在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间。因而，即使当加在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30的电荷转移电极上的驱动脉冲的幅度和电位不同时，在垂直电荷转移区20的电荷转移电极之间、在水平电荷转移区30的电荷转移电极之间以及在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30之间的连接区的全部区域内也能形成均匀一致的势阱。因此，电荷转移效率就得到提高。
现在，将参照沿图3(a)至3(g)的I-I′线所取的垂直电荷转移区剖面以及II-II′线所取的水平电荷转移区剖面对图1中所示的固态摄象器件的制造步骤进行描述。
形成电荷转移电极112和113〔图3(a)和3(b)〕的步骤与图2(a)和2(b)中所示的相同，因而，省略去对它的具体描述。
在经图3(a)和3(b)中所示步骤形成电荷转移电极112和113之后，无需形成掩膜层就向N型半导体区102中注入P型杂质离子(例如，硼离子)，这样就在电荷转移电极112和113之间形成约9.7×1016cm-3杂质浓度的第一N-型半导体区域106〔图3(c)〕。
然后，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选择地去除与垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的部分相对应的部分掩膜材料以及与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的部分相对应的部分掩膜材料，形成掩膜116a。此后，利用掩膜116a作掩膜向N型半导体区域102中进行P型杂质(例如，硼)的离子注入。这样，就形成了约为9.5×1016cm-3杂质浓度的第二N-型半导体区域107〔图3(d)〕。
此外，又在晶片的整个表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选择地去除与其中水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116b。此后，利用掩膜116b向N型半导体区域102中进行P型杂质(例如，硼)的离子注入。这样，就形成了约为9.0×1016cm-3杂质浓度的第三N-型半导体区域108〔图3(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图3(f)〕，并经夹层绝缘膜114由一层金属布线115将垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图3(g)〕。
采取从要引入少量杂质浓度的区域开始至要引入多量杂质浓度的区域进行离子注入的顺序，按此方式，可以去掉一次光刻步骤。
参照沿图4(a)至4(f)中I-I′线所取的垂直电荷转移区的剖面以及沿相同图中II-II′线所取的水平电荷转移区剖面将对图1中所示的固态摄象器件的另一例制造步骤进行描述。
电荷转移电极112和113的形成步骤〔图4(a)和4(b)〕与图2(a)和2(b)中所示的相同，因而，省略去对它的具体描述。
在经过图4(a)和4(b)中所示的步骤形成电荷转移电极112和113之后，在整个晶片的表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选择地去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116a。此后，利用掩膜116a向N型半导体区102中进行P型杂质(例如，硼)的离注子入，这样就形成约9.7×1016cm-3杂质浓度的第一N-型半导体区域106〔图4(c)〕。
然后，再在整个晶片的表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻有选择地去除与水平电荷电荷转移区30的电荷转移电极113之间的部分相对应的部分掩膜材料，形成掩膜116b。此后，利用掩膜116b作掩蔽向N型半导体区域102中进行P型杂质(例如，硼)的离子注入。这样，就形成了约为9.0×1016cm-3杂质浓度的第二N-型半导体区域108〔图4(d)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图4(e)〕，并经夹层绝缘膜114由一层金属布线115将垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图4(f)〕。
这样，若是在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间以及在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的杂质浓度相等的情况下不存在实际问题时，就有可能经一次共同的离子注入步骤同时形成这些区域而简化器件的制造过程。也就是说，按照这种方法，在形成如图2(a)至2(g)中所示分别由一次离子注入所形成的区域106和108中，设置离子注入的条件容易了，而且与图3(a)至3(g)中所示的方法相比，能够省去一次离子注入的光刻步骤。
现在，参照图5将对本发明的另一实施例的固态摄象器件进行描述。在图5中，固态摄象器件包括一光电转换器10、一垂直电荷转移区20和一水平电荷转移区30。垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30是作为单层结构形成的。垂直电荷转移区20是由一个四相时钟的驱动脉冲驱动的，并将经光电转换器10产生的电荷转移至水平电荷转移区30。水平电荷转移区30是由一个两相时钟的驱动脉冲驱动的，并将从垂直电荷转移区20转移来的电荷转移至一未予示出的输出端。
图5中所示的固态摄象器件由于垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的间距与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间距不同而与图1中所示的固态摄象器件不同。也就是说，垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的间距约为0.3μm，而在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间则约为0.5μm。顺便说一下，最后的电荷转移电极112和水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间距约为0.3μm。
如上所述，通过将水平电荷转移区30的电荷转移电极之间的间距设置得比垂直电荷转移区20的电荷转移电极之间的间距宽，使电荷转移电极113之间的电容更小，以致使得由高频驱动的水平电荷转移区所耗用的电功率得到降低。
现在，参照图6(a)至6(g)示出的沿I-I′线所取的垂直电荷转移区剖面以及沿II-II′线所取的水平电荷转移区剖面，将对图5中所示的固态摄象器件的制造步骤进行描述。
首先，在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型半导体基片中形成杂质浓度为1.0×1017cm-3的N型半导体区102。然后，通过热氧化N型半导体区域形成一层约30nm的第一氧化膜103〔图6(a)〕。
然后，通过光刻和刻蚀去除在水平电荷转移区30上形成的部分第一氧化膜103和形成在垂直电荷转移区20上的部分第一氧化膜103。此后，通过热氧化形成一层约60nm厚度的第二氧化膜104。在此情况下，留在水平电荷转移区30上部分第一氧化膜103进一步生长至约70nm左右的厚度。
这样，整个垂直电荷转移区20的表面就被厚度约为60nm厚度的第二氧化膜104覆盖，去除第一氧化膜103的水平电荷转移区30的部分表面被约60nm厚度的第二氧化膜104覆盖住，而其中未去除第一氧化膜103的留下的部分表面则覆盖着生长至约70nm左右厚度的第一氧化膜103。
然后，在第一氧化膜103和第二氧化膜104上形成一层多晶硅膜，并对多晶硅膜加工图形，在垂直电荷转移区20中形成电荷转移电极112以及在水平电荷转移区30中形成电荷转移电极113。相邻电荷转移电极112之间的间距为0.3μm。而相邻电荷转移电极113之间的间距则为0.5μm。此外，如在沿I-I′线所取剖面所示，垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间距也为0.3μm左右〔图6(b)〕。
此后，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性地去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116a。此后，利用掩膜116a向N型半导体区域102内注入P型杂质(例如，硼)的离子。这样，就形成了杂质浓度约9.7×1016cm-3的第一N-型半导体区域106〔图6(c)〕。
此外，又在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性地去除其中与垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极112之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜106b。此后，利用掩膜116b向N型半导体区102内注入P型杂质(例如硼)的离子。这样，就形成了杂质深度约9.5×1016cm-3的第二N-型半导体区域107〔图6(d)〕。
此外，又在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性地去除其中与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116c。此后，利用掩膜116c向N型区域102内注入P型杂质(例如硼)的离子。这样，就形成了杂质浓度约8.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108〔图6(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图6(f)〕，并经夹层绝缘膜114由一层金属布线115使垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图6(g)〕。
按照该实施例的固态摄象器件，杂质浓度约9.7×1016cm-3的第-N-型半导体区域106成为形成在垂直电荷转移区20和水平电荷转移区30之间的连接区，杂质浓度约9.5×1016cm-3的第二N-型半导体区域107形成在垂直电荷转移区20的电荷转电极112之间，而杂质浓度约8.0×1016cm-3的第三N-型半导体区域108则形成在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间。
也就是说，在该实施例中，由于为了降低受高频驱动的水平电荷转移区30中的功耗，使水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间距作得比垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的间距宽，因而就将水平电荷转移区30的转移电极之间区域的杂质浓度设置得低使在各自区域中形成均匀一致的势阱。从而，提高了电荷转移效率。
顺便提一下，还可以通过利用图3和图4中所示的方法设置各自区域中的杂质浓度。
参照图7，将对本发明又一项实施例的固态摄象器件进行说明。
图7中所示的固态摄象器件包括形成在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的N型半导体基片201中的一层P型杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型阱层202、形成在P型阱层202中的一层N型半导体区域102以及形成在P型阱层202上的电荷转移电极112和113。除去图7(a)至7(g)中所示的在N型基片201中形成P型阱层之外，这种结构能按图2或6中所示的方法制造出来。
也就是说，本发明还能适用于采用阱的固态摄象器件。
尽管此前描述的各个实施例都是埋入型的电荷转移器件，但本发明也能应用于表面型的电荷转移器件。
图8示出本发明所应用的表面型电荷转移器件。在此实施例中，垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极112之间的间距与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的不同。也就是说，垂直电荷转移区的电荷转移电极112之间的间距约为0.3μm，而水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的间距则约0.5μm。顺带提一下，垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间距约为0.3μm。通过将水平电荷转移区30的电荷转移电极之间的间距设置得比垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的宽，能够降低受较高频率驱动的水平电荷转移区的耗用功率。
现在，参照分别示于图9(a)和9(b)中沿I-I′线的垂直电荷转移区剖面和沿II-II′线所取的水平电荷转移区剖面对图8中所示固态摄象器件的制造工艺进行描述。
首先，经过热氧化，在杂质浓度约为1.0×1016cm-3的P型半导体基片101中形成约30nm厚度的一层第一氧化膜103〔图9(a)〕。
然后，通过光刻和刻蚀去除在垂直电荷转移区20上形成的部分第一氧化膜103和形成在水平电荷转移区30上的部分第一氧化膜103。此后，经过热氧化形成约60nm厚度的一层第二氧化膜104。经过后一次热氧化，留在水平电荷转移区30上的第一氧化膜103进一步生长至约70nm的厚度。
这样，整个垂直电荷转移区20的表面就被厚度约为60nm厚度的第二氧化膜104覆盖，经刻蚀去除其上第一氧化膜103的部分水平电荷转移区30也被约60nm厚度的第二氧化膜104覆盖住，而其中未去除第一氧化膜103的部分则被生长至约70nm厚度的第一氧化膜103覆盖住。
然后，在第一氧化膜103和第二氧化膜104上形成一层多晶硅膜，并对多晶硅膜加工图形，在垂直电荷转移区20上形成电荷转移电极112以及在水平电荷转移区30上形成电荷转移电极113。垂直电荷转移区的相邻电荷转移电极112之间的间距为0.3μm。而水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的间距则为0.5μm。此外，如在沿I-I′线所取剖面示出，在垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112与水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的间隔约为0.3μm左右〔图9(b)〕。
然后，在整个晶片表面上形成一层掩膜层，并通过光刻有选择地去除其中与垂直电荷转移区20的最后的电荷转移电极112和水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116a。此后，利用掩膜116a向P型半导体区域101内注入N型杂质(例如，磷)的离子。〔图9(c)〕。
此外，在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择性地去除其中与垂直电荷转移区20的相邻电荷转移电极之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116b。此后，利用掩膜116b向P型半导体区域101内注入N型杂质(例如，磷)的离子〔图9(d)〕。
然后，又在整个晶片表面上形成一层掩膜材料，并通过光刻选择地去除其中与水平电荷转移区30的相邻电荷转移电极113之间的区域相对应的部分，形成一层掩膜116c。此后，利用掩膜116c向P型半导体区域101内注入N型杂质(例如，磷)的离子〔图9(e)〕。
此后，利用已有技术形成一层夹层绝缘膜114〔图9(f)〕，并经夹层绝缘膜114由一层金属布线115使垂直电荷转移区的电荷转移电极112a至112d以及水平电荷转移区的电荷转移电极113a和113b相连，制成本发明的电荷转移器件〔图9(g)〕。
按照该实施例的固态摄象器件，有可能在垂直电荷转移区20的电荷转移电极112之间的区域(如图8和图9中标号307所示)、在水平电荷转移区30的电荷转移电极113之间的区域(如图8和图9中标号308所示)、以及在垂直电荷转移区20与水平电荷转移区30之间的连接区域(如图8和图9中标号306所示)内各自形成均匀一致的势阱，使电荷转移效率提高。

Claims (8)

1.一种固态摄象器件，其特征在于，它包括：
一光-电转换区；
沿一垂直方向排列的多个第一半导体区；
沿一水平方向排列的多个第二半导体区；
各自形成在所关联的一个所述的第一半导体区上的多个垂直电荷转移电极；
各自形成在所关联的一个所述的第二半导体区上的多个水平电荷转移电极；
具有第一杂质浓度的多个第三半导体区，其中的每一个位于所述第一半导体区之间；以及
具有第二杂质浓度的多个第四半导体区，其中的每一个位于所述第二半导体区之间。
2.按照权利要求1所述的固态摄象器件，其特征在于，所述第一杂质浓度高于所述第二杂质浓度。
3.按照权利要求1所述的固态摄象器件，其特征在于，它还包括多个具有不同于所述第二杂质浓度的第三杂质浓度的第五半导体区；其中每个第五半导体区位于所述第一半导体区的对应一个和所述第二半导体区的对应一个之间的连接区。
4.按照权利要求3所述的固态摄象器件，其特征在于，所述第一杂质浓度高于所述第二杂质浓度并低于所述第三杂质浓度。
5.按照权利要求3所述的固态摄象器件，其特征在于，所述第一杂质浓度高于所述第二杂质浓度并与所述第三杂质浓度相同。
6.一种固态摄象器件，其特征在于，它包括：
一光-电转换区；
一垂直电荷转移区，它转移由所述光-电转换区提供的电荷；以及
一水平电荷转移区，它转移由所述垂直电荷移区提供的电荷；
所述垂直电荷转移区有沿一垂直方向以第一间隔排列的多个垂直电荷转移电极、位于所述垂直电荷转移电极下面的多个第一半导体区区、以及位于所述第一半导体区之间的多个第二半导体区；
所述水平电荷转移区有沿一水平方向以第二间隔排列的多个水平电荷转移电极、位于所述水平电荷转移电极下面的多个第三半导体区、以及位于所述第三半导体区之间的多个第四半导体区；
其中所述第一间隔小于所述的第二间隔。
7.按照权利要求6所述的固态摄象器件，其特征在于，所述第二半导体区的杂质浓度高于所述第四半导体区的杂质浓度。
8.按照权利要求7所述的固态摄象器件，其特征在于，所述第一半导体区的杂质浓度与所述第三半导体区的杂质浓度相同。
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