固態成像器件及製造其的方法
2023-06-21 11:48:56 2
專利名稱：固態成像器件及製造其的方法
技術領域：
本發明涉及一種其中每個單元像素的光電轉換效率得到改進的固態成像器件，和 用於製造該固態成像器件的方法。
背景技術：
在固態成像器件中，每個單元像素的光電轉換效率已經通過提高單元像素中的開 口率或者通過提高微透鏡的光收集效率而提高。 最近，在固態成像器件中，已經進一步提高了像素數目，導致每個單元像素麵積 的減小，因此期望光電轉換效率的進一步提高。因此，例如光電二極體的情況，在PN結 結構中，在各個區域中的雜質濃度提高了，且因此光電轉換效率提高了 (參考Kazuya Yonemoto， "CCD/CMOS imeji sensa no kisoto oyo (CCD/CMOS圖像傳感器的基礎及應 用)"，CQ Publishing Co. ， pp.92-94)。
發明內容
然而，在公知的固態成像器件中及其製造方法中，如果光電轉換元件的雜質區的 雜質濃度過分增加，缺陷像素例如白點經常發生，引起問題。 期望提供一種其中每單元像素的光電轉換效率可以改進的固態成像器件及這種 固態成像器件的製造方法。 根據本發明的實施例，固態成像器件包括二維地排列在設置在半導體襯底上的阱 區中的多個像素，每個像素包括具有聚集信號電荷的電荷聚集區的光電轉換部分；元件隔
離層，其設置在沿各個電荷聚集區周邊的阱區表面上並將各個像素彼此電隔離；和擴散層， 其設置在所述元件隔離層下面，並將各個像素彼此電隔離，所述擴散層具有比所述元件隔 離層小的寬度，其中每個電荷聚集區設置以在元件隔離層下延伸並與擴散層形成接觸或與 其緊鄰。 根據本發明的另一實施例，在用於製造固態成像器件的方法中，所述固態成像器 件包括多個二維地排列在設置在半導體襯底上的阱區內的像素，每個像素包括具有聚集信 號電荷的電荷聚集區的光電轉換部分，該方法包括如下步驟在所述阱區表面上形成元件 隔離層，所述元件隔離層將各個像素彼此電隔離；形成擴散層以圍繞各個電荷聚集區並在 所述元件隔離層下將各個像素彼此電隔離；和對所述阱區內的每個像素形成光電轉換部 分，所述光電轉換部分被元件隔離層和擴散層彼此電隔離。所述光電轉換部分的形成步驟 包括如下子步驟在所述阱區中注入雜質離子，用於形成每個電荷聚集區；和對通過形成 每個電荷聚集區的離子注入子步驟而在阱區中注入的離子進行熱擴散，使得電荷聚集區在 元件隔離層下延伸並與擴散層形成接觸或與其緊鄰。
根據本發明的另一實施例，在用於製造固態成像器件的方法中，所述固態成像器
件包括多個二維地排列在設置在半導體襯底上的阱區內的像素，每個像素包括具有聚集信
號電荷的電荷聚集區的光電轉換部分，該方法包括如下步驟在所述阱區表面上形成元件
隔離層，所述元件隔離層將各個像素彼此電隔離；形成擴散層以圍繞各個電荷聚集區並在
所述元件隔離層下將各個像素彼此電隔離；和對所述阱區內的每個像素形成光電轉換部
分，所述光電轉換部分被元件隔離層和擴散層彼此電隔離。所述光電轉換部分的形成步驟
包括如下子步驟在所述阱區內注入第一雜質離子，用於形成每個光電轉換部分的電荷聚
集區；在所述第一離子注入子步驟之後，在電荷聚集區上設置掩模；以及在設置掩模子步
驟之後，通過元件隔離層在每個電荷聚集區周邊注入不同於在第一離子注入子步驟中使用
的雜質的第二雜質離子，以形成電荷聚集延伸從而與擴散層形成接觸或與其緊鄰。 根據本發明的另一實施例，在用於製造固態成像器件的方法中，所述固態成像器
件包括多個二維地排列在設置在半導體襯底上的阱區內的像素，每個像素包括具有聚集信
號電荷的電荷聚集區的光電轉換部分，該方法包括如下步驟形成擴散層以圍繞各個電荷
聚集區並將各個像素彼此電隔離；在阱區中形成每個像素的光電轉換部分，所述光電轉換
部分被所述擴散層彼此電隔離，所述光電轉換部分形成步驟包括在阱區中注入用於形成每
個電荷聚集區的雜質，使得所述電荷聚集區與擴散層形成接觸或與其緊鄰的子步驟；和在
所述離子注入子步驟之後，在所述阱區表面上形成元件隔離層，所述元件隔離層將各個像
素彼此電隔離，擴散層位於元件隔離層下面。
圖l是示出根據本發明第 驟的示意性截面圖；
圖2是示出根據本發明第 驟的示意性截面圖；
圖3是示出根據本發明第 驟的示意性截面圖；
圖4是示出根據本發明第 驟的示意性截面圖；
圖5是示出根據本發明第 驟的示意性截面圖；
圖6是示出根據本發明第 驟的截面圖。
具體實施例方式
根據本發明實施例中任何一個的固態成像器件特徵在於，每個光電轉換部分的電 荷聚集區形成以在元件隔離層下延伸並與擴散層形成接觸或與其緊鄰。優選地，在通過離 子注入來形成光電轉換部分的電荷聚集區之後，電荷聚集區被允許在元件隔離層下通過熱 擴散延伸。作為選擇，在通過第一離子注入工藝形成光電轉換部分的電荷聚集區之後，相應 於圍繞有元件隔離層的電荷聚集區的阱區表面形成掩模，然後將與第一離子注入工藝中的
一實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 一實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 二實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 二實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 三實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 三實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步雜質不同的雜質離子注入到電荷聚集區周邊以形成電荷聚集延伸區。作為選擇，在元件隔 離層形成之前，光電轉換部分的電荷聚集區通過離子注入形成。 在這種結構的任何一種中，可能增加在每個像素中的光電轉換部分電荷聚集區 (面積)，且可以提高每單元像素的光電轉換效率。
第一實施例 下面將參照附圖描述根據第一實施例的固態成像器件及製造其的方法。
圖1是示出根據本發明第一實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步
驟的示意性截面圖，且圖2也是示出根據本發明第一實施例的固態成像器件的重要部分及
其製造工藝步驟的示意性截面圖。 根據本發明第一實施例的固態成像器件10包括第一導電類型的半導體襯底，例 如n型矽襯底11，且第二導電類型的半導體阱區，例如p型半導體阱區12設置在襯底11 上。多個像素20 二維地排列在p型半導體阱區12中，每個像素20包括用作光電轉換部分 的光電二極體PD和用於提取聚集在光電二極體PD中的信號電荷的電晶體(未示出)。元 件隔離層13設置在p型半導體阱區12表面上，元件隔離層13將各個像素20彼此電隔離。 P型擴散層14設置在元件隔離層13下面的阱區12中，以圍繞各個電荷聚集區，擴散層14 將各個像素20彼此電隔離。參考標號15代表設置在p型半導體阱區12表面上的絕緣膜。
每個光電二極體PD包括p型半導體阱區12和聚集信號電荷的第一導電類型即n 型的電荷聚集區17。在此實施例中，光電二極體PD還包括設置在n型電荷聚集區17表面 上的第二導電類型P+聚集層16。這種光電二極體PD構成具有空穴聚集二極體(HAD)結構 的傳感器。 在光電二極體PD中，P+聚集層16抑制了由界面態引起並導致白點的暗電流。p型 擴散層14還具有在深度方向將光電二極體PD彼此隔離的功能。
現在將參照圖1和2描述用於製造固態成像器件10的方法。
首先，如圖1所示，在n型矽襯底11上形成p型半導體阱區12。隨後，採用光刻， 通過在P型半導體阱區12上構圖來形成隔離圖案，該隔離圖案將每個都包括用作光電轉換 部分的光電二極體PD的各個像素20隔離，然後通過在深度方向上進行一次或多次離子注 入形成P型擴散層14。在這種情況下，在離子注入過程中的劑量為約lX1012cm—2，且p型擴 散層14的寬度dl為約0. 05到10 ii m。通過將p型擴散層14的寬度dl設置在上述範圍 內，且使其為加工能力所允許的儘可能的小，使得寬度dl小於元件隔離層13的線寬度d2， 在每個像素中，在元件隔離層13被p型擴散層14所圍繞的位置下面的p型半導體阱區12 中產生延伸區18，該延伸區18顯著地擴大了 n型電荷聚集區17的電荷聚集面積。
隨後，採用光刻，通過在p型半導體阱區12表面上構圖，形成元件隔離圖案，該元 件隔離圖案將每個都包括用作光電轉換部分的光電二極體PD的各個像素20隔離，且因此 形成例如由Si02構成的元件隔離層13。然後，通過元件隔離層13的每個開口 13A，將離子 注入到P型半導體阱區12中，例如以約lX1012cm—2的劑量。因此，形成了具有相應於開口 13A的面積的n型電荷聚集區17。隨後，具有高濃度例如5X 1017cm—3或以上的p型離子被 注入到n型電荷聚集區17的表面，隨後擴散，因此形成P+聚集層16。 隨後，具有圖1所示結構的固態成像器件10被放置在熱擴散爐(未示出)中並在 例如90(TC的預定溫度的氛圍下加熱例如約10分鐘的預定時間，以熱擴散在p型半導體阱區12中的n型電荷聚集區17。因此，如圖2所示n型電荷聚集區17在光電二極體PD的 深度方向及垂直於該深度的方向上、至少在垂直於光電二極體PD的深度方向上擴大，使得 n型電荷聚集區17的周邊部分接觸或緊鄰在元件隔離層13下面的p型擴散層14。此處， 術語"緊鄰"意味著n型電荷聚集區17朝向p型擴散層14延伸了至少延伸區18寬度的一 半。 在根據第一實施例的固態成像器件IO及製造其的方法中，在形成用作光電轉換 部分的光電二極體PD的步驟中，在通過離子注入形成光電二極體PD的電荷聚集區17之 後，允許電荷聚集區17在元件隔離層13下面延伸且與擴散層14形成接觸或與其緊鄰。因 此，電荷聚集區17也可以在元件隔離層13下面容易地形成。因此，可能增加在每個像素中 的光電轉換部分的電荷聚集區(面積)，且能增加每單元像素的光電轉換效率。此外，不需 要像過去所需要的那樣增加光電轉換元件的雜質區的雜質濃度，且因此可能減少缺陷像素 例如白點的發生。
第二實施例 下面將參照圖3和4描述根據本發明第二實施例的固態成像器件及製造其的方 法。 圖3是示出根據本發明第二實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 驟的示意性截面圖，且圖4也是示出根據本發明第二實施例的固態成像器件的重要部分及 其製造工藝步驟的示意性截面圖。 如在第一實施例中一樣，根據第二實施例的固態成像器件30包括第一導電類型 的半導體襯底，例如n型矽襯底11，且第二導電類型的半導體阱區，例如p型半導體阱區 12，且第二導電類型的半導體阱區，例如p型半導體阱區12設置在襯底11上。多個像素20 二維地排列在P型半導體阱區12中，每個像素20包括用作光電轉換部分的光電二極體PD。 元件隔離層13設置在p型半導體阱區12表面上，元件隔離層13將各個像素20彼此電隔 離。P型擴散層14設置在元件隔離層13下面的阱區12中，以圍繞各個電荷聚集區，擴散層 14將各個像素20彼此電隔離。參考標號15代表設置在p型半導體阱區12表面上的絕緣 膜。 每個光電二極體PD包括p型半導體阱區12和聚集信號電荷的第一導電類型即n 型的電荷聚集區17。在此實施例中，光電二極體PD還包括設置在n型電荷聚集區17表面 上的第二導電類型P+聚集層16。這種光電二極體PD構成具有HAD結構的傳感器。
在光電二極體PD中，P+聚集層16抑制了由界面態引起並導致白點的暗電流。p型 擴散層14還具有在深度方向將光電二極體PD彼此隔離的功能。
現在將參照圖3和4描述用於製造固態成像器件30的方法。
首先，參照圖3，如在第一實施例中一樣，在n型矽襯底11上形成p型半導體阱區 12。隨後，採用光刻，通過在p型半導體阱區12上構圖形成隔離圖案，該隔離圖案把每個 都包括用作光電轉換部分的光電二極體PD的各個像素20隔離，然後通過在深度方向上進 行一次或多次離子注入形成P型擴散層14。在這種情況下，在離子注入過程中的劑量為約 1 X 1012cm—2，且p型擴散層14的寬度dl為約0. 05到10 y m。通過將p型擴散層14的寬度 dl設置在上述範圍內，且使其為加工能力所允許的儘可能的小，使得寬度dl小於元件隔離 層13的線寬度d2，在每個像素中，在元件隔離層13被p型擴散層14所圍繞的位置下面的p型半導體阱區12中產生延伸區18，該延伸區18顯著地擴大了 n型電荷聚集區17的電荷 聚集面積。 隨後，與在第一實施例中一樣，採用光刻，通過在p型半導體阱區12表面上構圖， 形成元件隔離圖案，該元件隔離圖案將每個都包括用作光電轉換部分的光電二極體PD的 各個像素20隔離，且因此形成例如由Si(^構成的元件隔離層13。然後，通過元件隔離層13 的每個開口 13A，將離子注入到p型半導體阱區12中，例如以約lX10 m—2的劑量。因此， 形成了具有相應於開口 13A的面積的n型電荷聚集區17。隨後，具有高濃度例如5X10"cm—3 或以上的P型離子被注入到n型電荷聚集區17的表面，隨後擴散，因此形成P+聚集層16。
隨後，如圖4所示，在完成用於形成n型電荷聚集區17的離子注入步驟之後，將相 應於被元件隔離層13所圍繞的開口 13A的光電二極體PD的表面區域用抗蝕劑膜21遮掩。 然後，將與用於n型電荷聚集區17的離子注入的雜質不同的雜質離子通過元件隔離層13 注入到位於n型電極聚集區17的外周邊與p型擴散層14的內周邊之間的延伸區18中。因 此，形成電荷聚集延伸19從而與n型擴散層14的內周邊形成接觸或與其緊鄰，電荷聚集延 伸19顯著擴大了 n型電荷聚集區17的電荷聚集面積。此處，術語"緊鄰"意味著型電荷聚 集延伸19朝向p型擴散層14延伸了至少延伸區18寬度的一半。 在根據第二實施例的固態成像器件30及製造其的方法中，在形成用作光電轉換 部分的光電二極體PD的步驟中，在通過離子注入形成光電二極體PD的電荷聚集區17之 後，將相應於被元件隔離層13所圍繞的開口 13A的光電二極體PD的表面區域用抗蝕劑膜 21遮掩，且然後將與用於n型電荷聚集區17的離子注入的雜質不同的雜質離子通過元件隔 離層13注入到面對n型電荷聚集區17的外周邊的延伸區18中，以形成電荷聚集延伸19， 從而與擴散層14形成接觸或與其緊鄰。因此，電荷聚集區17也可以在元件隔離層13下面 容易地形成。因此，可能增加在每個像素中的光電轉換部分的電荷聚集區(面積)，且能增 加每單元像素的光電轉換效率。此外，不需要像過去所需要的那樣增加光電轉換元件的雜 質區的雜質濃度，且因此可能減少缺陷像素例如白點的發生。
第三實施例 下面將參照圖5和6描述根據本發明第三實施例的固態成像器件及製造其的方 法。 圖5是示出根據本發明第三實施例的固態成像器件的重要部分及其製造工藝步 驟的示意性截面圖，且圖6也是示出根據本發明第三實施例的固態成像器件的重要部分及 其製造工藝步驟的示意性截面圖。 如在第一實施例中一樣，根據第三實施例的固態成像器件40包括第一導電類型 的半導體襯底，例如n型矽襯底ll，和第二導電類型的半導體阱區，例如p型半導體阱區 12，且第二導電類型的半導體阱區，例如p型半導體阱區12設置在襯底11上。多個像素20 二維地排列在P型半導體阱區12中，每個像素20包括用作光電轉換部分的光電二極體PD。 元件隔離層13設置在p型半導體阱區12表面上，元件隔離層13將各個像素20彼此電隔 離。P型擴散層14設置在元件隔離層13下面的阱區12中，以圍繞各個電荷聚集區，擴散層 14將各個像素20彼此電隔離。參考標號15代表設置在p型半導體阱區12表面上的絕緣 膜。 每個光電二極體PD包括p型半導體阱區12和聚集信號電荷的第一導電類型即n型電荷聚集區17。在此實施例中，光電二極體PD還包括設置在n型電荷聚集區17表面上
的第二導電類型P+聚集層16。這種光電二極體PD構成具有HAD結構的傳感器。 在光電二極體PD中，P+聚集層16抑制了由界面態引起並導致白點的暗電流。p型
擴散層14還具有在深度方向將光電二極體PD彼此隔離的功能。 現在將參照圖5和6描述用於製造固態成像器件40的方法。 首先，參照圖5，如在第一實施例中一樣，在n型矽襯底11上形成p型半導體阱區
12。隨後，採用光刻，通過在p型半導體阱區12上構圖形成隔離圖案，該隔離圖案將每個
都包括用作光電轉換部分的光電二極體PD的各個像素20隔離，然後通過在深度方向上進
行一次或多次離子注入形成P型擴散層14。在這種情況下，在離子注入過程中的劑量為約
1 X 1012cm—2，且p型擴散層14的寬度dl為約0. 05到10 y m。通過將p型擴散層14的寬度
dl設置在上述範圍內，且使其為加工能力所允許的儘可能的小，使得寬度dl小於元件隔離
層13的線寬度d2，在每個像素中，在元件隔離層13下面的p型半導體阱區12中被p型擴
散層14所圍繞的位置產生延伸區，該延伸區顯著地擴大了 n型電荷聚集區17的電荷聚集面積。 隨後，在元件隔離層13形成之前，以約IX 1012cm—2的劑量在每個像素的p型半導 體阱區12表面注入離子，因此形成具有能與p型擴散層14的內周邊形成接觸或與其緊鄰 的尺寸的n型電荷聚集區17。隨後，具有例如5X 1017cm—3的高濃度的p型離子注入到n型 電荷聚集區17的表面，然後擴散，且因此形成P+聚集層16。 隨後，採用光刻，通過在p型半導體阱區12表面上構圖，形成元件隔離圖案，該元 件隔離圖案將每個都包括用作光電轉換部分的光電二極體PD的各個像素20隔離，且因此 在P型半導體阱區12上形成例如由Si02構成的元件隔離層13。 在根據第三實施例的固態成像器件40及製造其的方法中，在形成用作光電轉換 部分的光電二極體PD的步驟中，在元件隔離層13形成之前，形成具有能與p型擴散層14 的內周邊形成接觸或與其緊鄰的尺寸的n型電荷聚集區17。在電荷聚集區17形成之後，形 成元件隔離層13。因此，電荷聚集區17也可以在元件隔離層13下面容易地形成。因此，可 能增加在每個像素中的光電轉換部分的電荷聚集區(面積)，且能增加每單元像素的光電 轉換效率。此外，不需要像過去所需要的那樣增加光電轉換元件的雜質區的雜質濃度，且因 此可能減少缺陷像素例如白點的發生。 在上述第一到第三實施例的每個中，光電二極體PD用作具有空穴聚集二極體 (HAD)結構的傳感器，在HAD結構中，P+聚集層16設置在n型電荷聚集區17上。然而，本 發明不局限於此。光電二極體PD可以具有沒有P+聚集層16的結構。 本領域的技術人員應該理解，根據設計要求和其他因素，可以在權利要求及其等 同物所限定的範疇內進行各種改進、組合、子組合及變化。 在根據本發明實施例的固態成像器件中，由於每個光電轉換部分的電荷聚集區設 置以在元件隔離層下面延伸且與擴散層形成接觸或與其緊鄰，可能增加每個像素中的光電 轉換部分的電荷聚集區(面積)，且能增加每單元像素的光電轉換效率。此外，不需要像過 去所需要的那樣增加光電轉換元件的雜質區的雜質濃度，且因此可能減少缺陷像素例如白 點的發生。 在根據本發明的實施例之一用於製造固態成像器件的方法中，在光電轉換部分形成步驟中，在由離子注入形成每個光電轉換部分的電荷聚集區之後，允許電荷聚集區在元 件隔離層下面延伸並通過熱擴散與擴散層形成接觸或與其緊鄰。因此，電荷聚集區也可以 容易地形成在元件隔離層下面。因此，可能增加在每個像素中的光電轉換部分的電荷聚集 區(面積)，且能增加每單元像素的光電轉換效率。此外，不需要像過去所需要的那樣增加 光電轉換元件的雜質區的雜質濃度，且因此可能減少缺陷像素例如白點的發生。
在根據本發明的實施例之一用於製造固態成像器件中，在光電轉換部分形成步驟 中，在每個光電轉換部分的電荷聚集區通過第一離子注入子步驟形成之後，相應於被元件 隔離層所圍繞的每個電荷聚集區的半導體襯底表面區域被掩蓋，且在這種狀態中，將與用 在第一離子注入子步驟中的雜質不同的雜質離子注入到電荷聚集區的周邊，以形成電極聚 集延伸，從而與擴散層形成接觸或者與其緊鄰。因此電荷聚集區也可以容易地形成在元件 隔離層下面。因此，可能增加在每個像素中的光電轉換部分的電荷聚集區(面積)，且能增 加每單元像素的光電轉換效率。此外，不需要像過去所需要的那樣增加光電轉換元件的雜 質區的雜質濃度，且因此可能減少缺陷像素例如白點的發生。 在根據本發明的實施例之一用於製造固態成像器件的方法中，在光電轉換部分形 成步驟中，在元件隔離層形成步驟之前，通過離子注入形成每個光電轉換部分的電荷聚集 區，且在電荷聚集區形成之後，形成元件隔離層。因此，電荷聚集區也可以容易地形成在元 件隔離層下面。因此，可能增加在每個像素中的光電轉換部分的電荷聚集區(面積)，且能 增加每單元像素的光電轉換效率。此外，不需要像過去所需要的那樣增加光電轉換元件的 雜質區的雜質濃度，且因此可能減少缺陷像素例如白點的發生。
權利要求
一種固態成像器件，包括多個像素，二維地排列在設置在半導體襯底上的阱區中，每個像素包括光電轉換部分，所述光電轉換部分具有聚集信號電荷的電荷聚集區和設置於所述電荷聚集區上的聚集層；元件隔離層，設置在沿各個電荷聚集區周邊的所述阱區表面上，且將各個像素彼此電隔離；和擴散層，設置在所述元件隔離層下面，從而圍繞各個電荷聚集區，且將各個像素彼此電隔離，所述擴散層具有比所述元件隔離層小的寬度從而在所述多個像素的每個中在被所述擴散層圍繞的位於所述元件隔離層正下方的位置產生延伸區，其中每個電荷聚集區設置以在元件隔離層下延伸並與擴散層形成接觸，或者在所述延伸區中朝向所述擴散層延伸了至少所述延伸區的寬度的一半，且其中所述聚集層的導電類型與所述擴散層相同，且所述聚集層在所述元件隔離層下延伸從而接觸所述擴散層。
2. —種用於製造固態成像器件的方法，所述固態成像器件包括多個二維地排列在設置 在半導體襯底上的阱區內的像素，每個像素包括光電轉換部分，所述光電轉換部分具有聚 集信號電荷的電荷聚集區和設置於所述電荷聚集區上的聚集層，所述方法包括如下步驟在所述阱區表面上形成元件隔離層，所述元件隔離層將各個像素彼此電隔離；形成擴散層，從而圍繞各個電荷聚集區，並在所述元件隔離層下將各個像素彼此電隔 離，所述擴散層具有比所述元件隔離層小的寬度從而在所述多個像素的每個中在被所述擴 散層圍繞的位於所述元件隔離層正下方的位置產生延伸區；禾口對所述阱區內的每個像素形成光電轉換部分，所述光電轉換部分被元件隔離層和擴散 層彼此電隔離，其中所述光電轉換部分的形成步驟包括如下子步驟在所述阱區中注入雜質離子，用於形成每個電荷聚集區；注入具有與所述擴散層的導電類型相同的導電類型的離子到所述電荷聚集區的表面， 隨後擴散，由此形成所述聚集層，所述聚集層在所述元件隔離層下延伸從而接觸所述擴散 層；以及對通過形成每個電荷聚集區的離子注入子步驟而在阱區中注入的離子進行熱擴散，使 得所述電荷聚集區在元件隔離層下延伸並與所述擴散層形成接觸，或者使所述電荷聚集區 在所述延伸區中朝向所述擴散層延伸了至少所述延伸區的寬度的一半。
3. —種用於製造固態成像器件的方法，所述固態成像器件包括多個二維地排列在設置 在半導體襯底上的阱區內的像素，每個像素包括光電轉換部分，所述光電轉換部分具有聚 集信號電荷的電荷聚集區和設置於所述電荷聚集區上的聚集層，所述方法包括如下步驟在所述阱區表面上形成元件隔離層，所述元件隔離層將各個像素彼此電隔離； 形成擴散層，從而圍繞各個電荷聚集區，並在所述元件隔離層下將各個像素彼此電隔 離；和對所述阱區內的每個像素形成光電轉換部分，所述光電轉換部分被元件隔離層和擴散 層彼此電隔離，其中所述光電轉換部分的形成步驟包括如下子步驟在所述阱區內注入第一雜質離子，用於形成每個光電轉換部分的電荷聚集區； 注入具有與所述擴散層的導電類型相同的導電類型的離子到所述電荷聚集區的表面，隨後擴散，由此形成所述聚集層，所述聚集層在所述元件隔離層下延伸從而接觸所述擴散層；在所述第一離子注入子步驟之後，在電荷聚集區上設置掩模；禾口在設置掩模子步驟之後，通過元件隔離層在每個電荷聚集區周邊注入與第一離子注入子步驟中使用的雜質不同的第二雜質離子，以形成電荷聚集延伸區從而與擴散層形成接觸 或與其緊鄰。
4. 一種用於製造固態成像器件的方法，所述固態成像器件包括多個二維地排列在設置 在半導體襯底上的阱區內的像素，每個像素包括光電轉換部分，所述光電轉換部分具有聚 集信號電荷的電荷聚集區和設置於所述電荷聚集區上的聚集層，所述方法包括如下步驟形成擴散層以圍繞各個電荷聚集區並將各個像素彼此電隔離；在所述阱區中形成每個像素的光電轉換部分，所述光電轉換部分由所述擴散層彼此電 隔離，所述光電轉換部分形成步驟包括在阱區中注入用於形成每個電荷聚集區的雜質的子 步驟和注入具有與所述擴散層的導電類型相同的導電類型的離子到所述電荷聚集區的表 面，隨後擴散，由此形成所述聚集層的子步驟；禾口在所述離子注入子步驟之後，在所述阱區表面上形成元件隔離層，所述元件隔離層將 各個像素彼此電隔離，所述擴散層位於所述元件隔離層下面且具有比所述元件隔離層小的 寬度，從而在所述多個像素的每個中在被所述擴散層圍繞的位於所述元件隔離層正下方的 位置產生延伸區，其中每個電荷聚集區設置為在元件隔離層下延伸並與擴散層形成接觸，或者在所述延 伸區中朝向所述擴散層延伸了至少所述延伸區的寬度的一半，且所述聚集層設置為在所述 元件隔離層下延伸且接觸所述擴散層。
全文摘要
本發明公開了一種固態成像器件及其製造方法，所述固態成像器件包括多個像素，二維地排列在設置在半導體襯底上的阱區中，每個像素包括具有聚集信號電荷的電荷聚集區的光電轉換部分；元件隔離層，其設置在沿各個電荷聚集區周邊的阱區表面上，且其將各個像素彼此電隔離；和擴散層，其設置在所述元件隔離層下面，以圍繞各個電荷聚集區，且將各個像素彼此電隔離，所述擴散層具有比所述元件隔離層小的寬度。每個電荷聚集區設置以在元件隔離層下延伸並與擴散層形成接觸或與其緊鄰。
文檔編號H04N5/335GK101728409SQ20091020910
公開日2010年6月9日 申請日期2006年1月5日 優先權日2005年1月5日
發明者古川雅一, 大橋正典, 山本敦彥, 正垣敦, 田穀圭司, 阿部秀司 申請人:索尼株式會社