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CN201510531863.6 固态成像装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种固态成像装置及其制造方法。

背景技术

现有的固态成像装置中,由光电二极管生成的光电转换载流子通过传送通道而被传送到用于进行临时蓄积的浮置扩散层中(例如参照专利文献1)。

在上述的固态成像装置中,为了高效地将由光电二极管生成的光电转换载流子传送到浮置扩散层中,优选为传送通道的宽度较大。另一方面,在浮置扩散层中,为了使将光电转换载流子转换为电压的转换增益较大,优选为为减小浮置扩散层的电容(截面面积),从而必然需要减小传送通道的宽度。因此,同时实现传送通道的宽度的扩大以及浮置扩散层的电容的减小是较为困难的。

专利文献1:日本特开平6-338524

发明内容

本发明的几个实施方式涉及一种能够与传送通道的宽度无关地将浮置扩散层的电容设为较小的固态成像装置及其制造方法。

本发明的一个实施方式为一种固态成像装置,其特征在于,具备:第一的第一导电型阱;第一的第二导电型扩散层,其被形成在所述第一的第一导电型阱中;第一导电型扩散层,其被形成在所述第一的第二导电型扩散层的表面上;第二的第一导电型阱,其被形成在所述第一的第二导电型扩散层的侧面与所述第一的第一导电型阱的边界处。

根据上述本发明的一个方式,通过在第一的第二导电型扩散层上形成第一导电型扩散层及第二的第一导电型阱,从而能够与传送通道的宽度无关地将第一的第二导电型扩散层的电容设为较小。

另外,在本发明的一个方式中,具有:第一电极,其隔着第一绝缘膜而被形成在所述第一的第一导电型阱的表面上;第二的第二导电型扩散层,其被形成在所述第一的第一导电型阱中,所述第一的第二导电型扩散层通过所述第一电极而与所述第二的第二导电型扩散层连接。由此,能够与传送通道的宽度无关地将第一的第二导电型扩散层的电容设为较小。

另外,在本发明的一个方式中,具有:第二电极,其隔着第二绝缘膜而被形成在所述第一的第一导电型阱的表面上;第三的第二导电型扩散层,其被形成在所述第一的第一导电型阱中,所述第一的第二导电型扩散层通过所述第二电极而与所述第三的第二导电型扩散层连接。

另外,在本发明的一个方式中,在所述第一的第一导电型阱的表面上形成有位于所述第一电极与所述第二电极之间的元件分离膜,位于所述第一电极与所述第二电极之间的所述第一的第二导电型扩散层位于所述元件分离膜的相互之间,所述第二的第一导电型阱被形成在所述元件分离膜下方,所述第一导电型扩散层被形成在所述元件分离膜的元件区域侧。

根据上述的本发明的一个方式,由于将第一导电型扩散层形成在元件分离膜的元件区域侧,因此能够将第一的第二导电型扩散层的电容设为较小。

另外,在本发明的一个方式中,所述第二的第一导电型阱被形成在所述元件分离膜的元件区域侧,所述第一导电型扩散层与所述第二的第一导电型阱连接。如此,由于第一导电型扩散层与第二的第一导电型阱连接,从而能够进一步减小第一的第二导电型扩散层的电容。

另外,在本发明的一个方式中,所述第一导电型扩散层及所述第二的第一导电型阱各自的浓度与所述第一的第一导电型阱的浓度相比较高。如此,通过将第二的第一导电型阱的浓度设为与第一的第一导电型阱的浓度相比较高,从而能够提高元件分离的性能。

另外,在本发明的一个方式中,与同所述第一电极对置的所述第二电极的面的长度方向平行的方向上的所述第一的第二导电型扩散层的宽度在所述第二电极侧比在所述第一电极侧宽。由此,载流子的传送变得容易。

另外,在本发明的一个方式中,与同所述第一电极对置的所述第二电极的面的长度方向平行的方向上的所述第一导电型扩散层的宽度在所述第二电极侧比在所述第一电极侧窄。由此,载流子的传送变得容易。

另外,在本发明的一个方式中,具有:第三电极,其隔着第三绝缘膜而被形成在所述第一的第一导电型阱的表面上;第四的第二导电型扩散层,其被形成在所述第一的第一导电型阱中,所述第二的第二导电型扩散层通过所述第三电极而与所述第四的第二导电型扩散层连接。

根据上述本发明的一个方式,通过在第二的第二导电型扩散层中临时蓄积载流子,从而能够赢得进行读取处理等其他处理的时间,并且整体的电子快门的动作和分辨率的控制变得容易。

另外,在本发明的一个方式中,具有第四电极,该第四电极隔着第四绝缘膜而被形成在所述第一的第二导电型扩散层的表面上,所述第四电极位于所述第一电极的旁边。

根据上述本发明的一个方式,当将第四电极固定为接地电位时,能够通过第四电极而形成向第一的第二导电型扩散层进行传送时的阻挡。由此,缩短读取时间等高速处理变得容易,并且也有助于噪声的减少。

本发明的一个方式为一种固态成像装置的制造方法,其特征在于,包括:在第一的第一导电型阱中形成第二的第一导电型阱的工序;在所述第一的第一导电型阱中形成第一的第二导电型扩散层及第二的第二导电型扩散层的工序;在所述第一的第一导电型阱的表面上隔着第一绝缘膜而形成第一电极的工序;在所述第一的第二导电型扩散层及所述第二的第二导电型扩散层各自的表面上,以相对于所述第一电极而自对准的方式形成第一导电型扩散层的工序,所述第一的第二导电型扩散层通过所述第一电极而与所述第二的第二导电型扩散层连接,所述第二的第一导电型阱被形成在所述第一的第二导电型扩散层的侧面与所述第一的第一导电型阱的边界处。

另外,以相对于第一电极而自对准的方式形成第一导电型扩散层是指,通过以第一电极的一部分或全部为掩膜而离子注入杂质,从而形成第一导电型扩散层的意思。

根据上述本发明的一个方式,通过将形成在第一的第二导电型扩散层上的第一导电型扩散层与形成在第二的第二导电型扩散层上的第一导电型扩散层同时形成,从而能够简化工序,并且降低制造成本。

另外,在本发明的一个方式中,所述第一导电型扩散层的浓度与所述第一的第一导电型阱的浓度相比较高。

附图说明

图1中的(A)为表示本发明的一个实施方式所涉及的固态成像装置的俯视图,(B)为沿着(A)中所示的a-a’线的剖视图,(C)为沿着(A)中所示的b-b’线的剖视图。

图2为表示从图1(C)所示的N型浮置扩散层的N型低浓度区域18中去除了P型表面扩散层16与P型高浓度阱15的剖视图。

图3为表示本发明的一个实施方式所涉及的固态成像装置的俯视图。

图4为表示本发明的一个实施方式所涉及的固态成像装置的俯视图。

图5中的(A)为表示本发明的一个实施方式所涉及的固态成像装置的俯视图,(B)为沿着(A)中所示的a-a’线的剖视图。

图6中的(A)为表示本发明的一个实施方式所涉及的固态成像装置的俯视图,(B)为沿着(A)中所示的a-a’线的剖视图,(C)为沿着(A)中所示的b-b’线的剖视图。

图7中的(A)、(B)为用于对图6所示的固态成像装置的制造方法进行说明的剖视图。

图8中的(A)~(C)为用于对图6所示的固态成像装置的制造方法进行说明的剖视图。

图9中的(A)为表示本发明的一个实施方式所涉及的固态成像装置的俯视图,(B)为沿着(A)中所示的a-a’线的剖视图,(C)为沿着(A)中所示的b-b’线的剖视图。

图10为用于对图6所示的固态成像装置的电荷传送动作进行说明的图。

图11为用于对图6所示的固态成像装置的电荷传送动作进行说明的图。

图12为用于对图6所示的固态成像装置的电荷传送动作进行说明的图。

图13为用于对图6所示的固态成像装置的电荷传送动作进行说明的图。

图14为用于对图6所示的固态成像装置的电荷传送动作进行说明的驱动顺序的图。

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