固態(tài)攝像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固態(tài)攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)型場效應晶體管(下文稱為“JFET”)被用作互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器(固態(tài)攝像裝置)的像素中用于信號放大的晶體管。已知利用JFET防止了在放大操作期間信號電荷被界面狀態(tài)捕獲，從而可以降低噪聲。
[0003]在日本特開第2004-158508號公報(下文稱為“專利文件1”)中，JFET的漏區(qū)形成在光電轉(zhuǎn)換元件周圍的區(qū)域中，并還用作相鄰光電轉(zhuǎn)換元件之間的分離區(qū)域。專利文件1涉及將在分離區(qū)域中不使用絕緣體作為技術(shù)優(yōu)點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]實施例的固態(tài)攝像裝置包括:多個像素，所述多個像素中的每個像素包括生成與入射光對應的電荷的光電轉(zhuǎn)換部以及輸出與由所述光電轉(zhuǎn)換部生成的所述電荷對應的圖像信號的結(jié)型場效應晶體管。所述固態(tài)攝像裝置包括使用絕緣體的第一元件分離區(qū)域和使用pn結(jié)的第二元件分離區(qū)域，所述第一元件分離區(qū)域和所述第二元件分離區(qū)域被配置在配置有所述多個像素的區(qū)域中。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的其它方面，在此討論了一個或更多個額外的固態(tài)攝像裝置。根據(jù)以下參照附圖對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0006]圖1是例示根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。
[0007]圖2是例示根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像裝置的、沿圖1中的線I1-1I取得的示意性剖面圖。
[0008]圖3是例示根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像裝置的、沿圖1中的線II1-1II取得的示意性剖面圖。
[0009]圖4是例示根據(jù)第二實施例的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。
[0010]圖5是例示根據(jù)第二實施例的固態(tài)攝像裝置的、沿圖4中的線V-V取得的示意性剖面圖。
[0011]圖6是例示根據(jù)第二實施例的固態(tài)攝像裝置的、沿圖4中的線V1-VI取得的示意性剖面圖。
[0012]圖7是例示根據(jù)第三實施例的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。
[0013]圖8是例示根據(jù)第三實施例的固態(tài)攝像裝置的、沿圖7中的線VII1-VIII取得的示意性剖面圖。
[0014]圖9是例示根據(jù)第四實施例的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。
[0015]圖10是例示根據(jù)第五實施例的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意性平面圖。
【具體實施方式】
[0016]根據(jù)各實施例，實現(xiàn)了能夠降低從光電轉(zhuǎn)換部輸出的像素信號中的噪聲的至少一個固態(tài)攝像裝置。
[0017]在JFET的漏區(qū)或復位晶體管的漏區(qū)附近，通過碰撞電離(impact 1nizat1n)生成電荷。該電荷通過作為中性區(qū)域的擴散層(JFET的漏區(qū))而侵入光電轉(zhuǎn)換部中。因此，在像素信號中產(chǎn)生噪聲。當對pn結(jié)施加高電場時，產(chǎn)生碰撞電離的可能性更高。當存在基于pn結(jié)的多個元件分離時，產(chǎn)生上述碰撞電離的可能性變得更高。
[0018]根據(jù)各實施例，能夠降低上述噪聲。
[0019]第一實施例
[0020]圖1至圖3是例示根據(jù)第一實施例的固態(tài)攝像裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021]圖1是平面圖，圖2是沿圖1中的線I1-1I取得的剖面圖，圖3是沿圖1中的線II1-1II取得的剖面圖。
[0022]參照圖1，固態(tài)攝像裝置包括形成在該固態(tài)攝像裝置中的多個像素100。像素100包括生成并存儲對應于入射光的電荷的光電轉(zhuǎn)換部101和接收、放大并輸出光電轉(zhuǎn)換部101中所存儲的電荷的橫向JFET 102。
[0023]像素100包括復位晶體管的漏區(qū)103、傳送晶體管的柵電極104以及復位晶體管的柵電極105。
[0024]柵電極104是將光電轉(zhuǎn)換部101中生成并存儲的電荷傳送給JFET 102的傳送晶體管的柵電極。漏區(qū)103是用于排出傳送給JFET 102的電荷的復位晶體管(使JFET 102的柵區(qū)中存儲的電荷復位的復位晶體管)的漏區(qū)。柵電極105是控制復位晶體管的漏區(qū)103的復位晶體管的柵電極。
[0025]通過至少一個使用絕緣體的第一元件分離區(qū)域和至少一個使用pn結(jié)的第二元件分離區(qū)域二者，使像素100彼此分離，這是本實施例的特征。至少一個第一元件分離區(qū)域由例如淺溝槽分離(STI)的分離或硅局部氧化(L0C0S)的分離形成，在下文中將被稱為絕緣體分離區(qū)域(或區(qū)域)106。至少一個第二元件分離區(qū)域自身是η-型雜質(zhì)區(qū)域，與作為相鄰結(jié)構(gòu)的Ρ-型雜質(zhì)區(qū)域一起形成pn結(jié)，并且在下文中被稱為η-型分離區(qū)域(或區(qū)域)107。作為一種選擇，在一個或更多個實施例中，第二元件分離區(qū)域107自身可以是ρ-型雜質(zhì)區(qū)域，并與作為相鄰結(jié)構(gòu)的η-型雜質(zhì)區(qū)域一起形成pn結(jié)。
[0026]圖2例示了 JFET 102及復位晶體管的漏區(qū)103的剖面結(jié)構(gòu)。JFET 102包括形成在η-型井層206中的ρ-型柵區(qū)201、形成在ρ-型柵區(qū)201中的η-型源區(qū)203以及在垂直方向上(和/或在η-型溝道區(qū)域202的相對側(cè)上)被ρ-型柵區(qū)201夾持的η-型溝道區(qū)域 202。
[0027]JFET 102的η_型溝道區(qū)域202與η_型井層206和η-型分離區(qū)域107電氣連接。通過將預定電壓施加給通過柵絕緣薄膜而形成在η-型井層206上的傳送晶體管的柵電極104，使存儲在光電轉(zhuǎn)換部101中的電荷被傳送給柵區(qū)201，并在放大后被輸出。在JFET 102的操作期間，JFET 102的0Ν電流通過η-型井層206和η-型分離區(qū)107而流向JFET 102的η-型源區(qū)203。換句話說，η-型井層206和η-型分離區(qū)107充當JFET 102的漏區(qū)。
[0028]復位晶體管的漏區(qū)103包括接觸部205和ρ-型半導體區(qū)域204，并具有將傳送給JFET 102的電荷排出的功能。此外，在一個或更多個實施例中，可以配設(shè)復位晶體管的漏區(qū)103和JFET 102的η-型溝道區(qū)域202，從而使得η-型分離區(qū)域107被夾持在它們之間。在一個或更多個實施例中，η-型分離區(qū)域107可以被夾持在復位晶體管(例如，一個像素100)的漏區(qū)103和JFET 102 (例如，另一像素100)的η-型溝道區(qū)域202之間(參見圖1至圖2中所示的結(jié)構(gòu))。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在JFET 102的η-型溝道區(qū)域202內(nèi)的夾斷(pinch-off)區(qū)域中，通過碰撞電離產(chǎn)生的剩余電荷被排出到復位晶體管的漏區(qū)103。
[0029]圖3例示了光電轉(zhuǎn)換部101及復位晶體管的漏區(qū)103的剖面結(jié)構(gòu)。光電轉(zhuǎn)換部101由形成在n_型井層206中的ρ-型電荷累積區(qū)域301和形成在ρ-型電荷累積區(qū)域301上部(或側(cè)部，所述側(cè)部面向遠離井層206的方向等)的半導體表面的附近的高濃度η-型半導體區(qū)域302形成。光電轉(zhuǎn)換部101生成并存儲對應于入射光的電荷。
[0030]如上文所述，在本實施例中，絕緣體分離區(qū)域106和η-型分離區(qū)域107都用于像素100中的元件分離。
[0031]至少一個絕緣體分離區(qū)域106 (如圖3中所示)用于彼此相鄰的光電轉(zhuǎn)換部101與復位晶體管的漏區(qū)103之間(例如，在一個或更多個像素100的各個相鄰的漏區(qū)103和光電轉(zhuǎn)換部101之間)的元件分離。
[0032]至少一個η-型分離區(qū)域107用于彼此相鄰的JFET 102與復位晶體管的漏區(qū)103之間(例如，在一個或更多個像素100的各個相鄰的JFET 102和漏區(qū)103之間)(例如，跨過像素100)的元件分離。
[0033]至少一個η-型分離區(qū)域107用于彼此相鄰的光電轉(zhuǎn)換部101與JFET 102之間(例如，在一個或更多個像素100的各個相鄰的JFET 102和光電轉(zhuǎn)換部101之間)(例如，跨過像素100)的元件分離。
[0034]至少一個η-型分離區(qū)域107用于彼此相鄰的光電轉(zhuǎn)換部101之間(例如，跨過像素100)的元件分離。
[0035]在上文所述的元件之間的分離中，由絕緣體分離區(qū)域106或η-型分離區(qū)域107分離的兩個元件是位于相同像素100中的元件或是分別位于彼此相鄰(例如，跨過像素100)的像素100中的元件。
[0036]η-型分離區(qū)域107、η_型溝道區(qū)域202、η-型源區(qū)203、η-型井層206及η-型半導體區(qū)域302由作為η-型雜質(zhì)的磷(Ρ)、砷(As)等的離子注入或熱擴散而形成。
[0037]例如，為了利用離子注入形成η-型分離區(qū)域107，通過形成并使用具有開口(該開口與將在用于元件分離的區(qū)域內(nèi)形成η-型分離區(qū)域107的區(qū)域相對應)的抗蝕劑掩模，從而利用預定加速能量而執(zhí)行預定劑量的η-型雜質(zhì)的離子注入。類似地，通過使用具有用于要形成的區(qū)域的開口的抗蝕劑掩模，從而利用預定加速能量而執(zhí)行預定劑量的η-型雜質(zhì)