固体摄像装置制造方法
【专利摘要】固体摄像装置具备：被配置为矩阵状的多个像素(11)；半导体衬底(101)；第一电极(113)，按每个像素(11)被形成在半导体衬底(101)的上方；光电转换膜(114)，被形成在第一电极(113)上，且对光进行光电转换，从而得到信号电荷；电荷积蓄区域(104)，被形成在半导体衬底(101)，积蓄由光电转换膜(114)进行光电转换而生成的信号电荷；接触插塞(107)，将对应的像素(11)的第一电极(113)与电荷积蓄区域(104)电连接；N型杂质区域(117)，被形成在电荷积蓄区域(104)的表面中的、与接触插塞(107)接触的区域；P型杂质区域(151)，被形成在不与接触插塞(107)接触的区域；以及低浓度N型杂质区域(150)，被形成在N型杂质区域(117)与P型杂质区域(151)之间。
【专利说明】固体摄像装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及，具备呈阵列状排列的、包含光电转换部的多个像素的固体摄像装置。【背景技术】
[0002]近几年,MOS(Metal Oxide Semiconductor)型的固体摄像装置被搭载在便携设备相机、车载相机、以及监视相机等。
[0003]这样的固体摄像装置需要高分辨率的拍摄能力，并且，需要固体摄像装置的细微化以及多像素化。对于以往的固体摄像装置，随着像素的细微化，光电二极管的尺寸也缩小。据此，存在的问题是，饱和信号量减少，以及开口率减少，从而灵敏度降低。
[0004]对于解决该问题的固体摄像装置，提出了层叠型固体摄像装置。在层叠型固体摄像装置中，在半导体衬底的最表面层叠光电转换膜。并且，光从层叠膜上方入射。而且，该固体摄像装置的构造是，在半导体衬底内，利用CO)(Charge Coupled Device)电路或CMOS (Complementary M0S)电路，读出光电转换膜内因光电转换而发生的电荷。
[0005]专利文献I示出以往的层叠型固体摄像装置。图6是专利文献I所记载的固体摄像装置的像素电路的电路图。在图6所示的像素电路中，电荷积蓄区域(FD)与像素电极15a电连接，其电压按照入射光的强度而变化。并且，电荷积蓄区域，也与放大晶体管17b的栅极电极电连接。因此，由该像素电路能够，将电荷积蓄区域的电压变化放大并读出到信号线 17d。
[0006]在所述层叠型固体摄像装置中，在读出电路以及信号处理电路所利用的布线层的上部层叠并形成光电转换膜，但是，通过光电转换而得到的电荷被积蓄到半导体衬底内设置的电荷积蓄区域。因此，通过光电转换而得到的电荷，经由金属插塞被传输到电荷积蓄区域。
[0007](现有技术文献)
[0008](专利文献)
[0009]专利文献1:日本专利第4444371号公报发明概要
[0010]发明要解决的问题
[0011]然而，以往的技术的问题是，在电荷积蓄区域与金属插塞(接触插塞)的接触界面，晶体缺陷因硅的合金化反应而增加，因此噪声增加。
[0012]
【发明内容】
[0013]于是，本发明的目的在于提供一种固体摄像装置，通过抑制因合金化反应而产生的晶体缺陷，从而减少噪声。
[0014]用于解决问题的手段
[0015]而且，为了实现该目的，本发明的实施方案之一涉及的固体摄像装置，具备呈矩阵状而被配置的多个像素，其中，所述固体摄像装置具备:半导体衬底；第一电极，按每个所述像素被形成在所述半导体衬底的上方，且与相邻的所述像素电分离；光电转换膜，被形成在所述第一电极上，且对光进行光电转换，从而得到信号电荷；第二电极，被形成在所述光电转换膜上；电荷积蓄区域，按每个所述像素被形成在所述半导体衬底，且与对应的像素的所述第一电极电连接，积蓄由所述光电转换膜进行光电转换而生成的所述信号电荷；复位栅极电极，按每个所述像素被形成，且对所述半导体衬底的通道的形成进行控制，利用通过所述通道的电荷，将对应的像素的所述电荷积蓄区域的电位复位；放大晶体管，按每个所述像素被形成，且对被积蓄在对应的像素的所述电荷积蓄区域中的所述信号电荷进行放大；接触插塞，按每个所述像素被形成，且与对应的像素的所述电荷积蓄区域接触，并且用于使对应的像素的所述第一电极与所述电荷积蓄区域电连接；高浓度杂质区域，被形成在所述电荷积蓄区域的表面中的、与所述接触插塞接触的区域，且所述高浓度杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相同；表面杂质区域，被形成在所述电荷积蓄区域的表面中的、不与所述接触插塞接触的区域，且所述表面杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相反；以及低浓度杂质区域，被形成在所述电荷积蓄区域的表面中的、所述高浓度杂质区域与所述表面杂质区域之间，且所述低浓度杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相同或相反。
[0016]发明效果
[0017]以上，本发明的实施方案之一涉及的固体摄像装置，能够提供一种固体摄像装置，通过抑制因合金化反应而产生的晶体缺陷，从而能够减少噪声。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示出本发明的实施例涉及的固体摄像装置的图。
[0019]图2是示出本发明的实施例涉及的固体摄像装置的工作的时序图。
[0020]图3是本发明的实施例涉及的固体摄像装置的截面图。
[0021]图4A是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0022]图4B是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0023]图4C是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0024]图4D是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0025]图4E是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0026]图4F是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0027]图4G是说明该实施例涉及的固体摄像装置的制造方法的截面图。
[0028]图5是示出该实施例涉及的固体摄像装置的整体结构的方框图。
[0029]图6是以往的固体摄像装置的像素电路图。
【具体实施方式】
[0030]以下，按照附图详细说明本发明的实施例。而且，以下说明的实施例，都示出本发明的一个优选的具体例子，本发明，不仅限于以下的实施例。以下的实施例所示的形状、构成要素、构成要素的配置位置、步骤、步骤的顺序等，是一个例子，而不是限定本发明的宗旨。本发明，由权利要求书确定。因此，对于以下的实施例的构成要素中的、示出本发明的最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，为了实现本发明的问题而并不一定需要，但是，作为构成优选的形态的构成要素来说明。并且，在不脱离具有本发明的效果的范围的范围内，能够适当地变更。进而，也可以与其他的实施例组合。并且，在附图中，对于示出实际相同的结构、工作、以及效果的要素，附上相同的符号。
[0031](实施例)
[0032]本发明的实施例涉及的固体摄像装置，对层叠型固体摄像装置所必要的用于使光电转换膜和电荷积蓄区域电连接的接触插塞，利用半导体材料。因此，在电荷积蓄区域与接触插塞的接触界面不发生合金化反应。据此，该固体摄像装置，能够减少在电荷积蓄区域与接触插塞的接触部分发生的晶体缺陷，噪声减少。
[0033]首先，说明本实施例涉及的固体摄像装置的结构。图1是示出本实施例涉及的固体摄像装置的结构的图。
[0034]如图1示出，本实施例涉及的固体摄像装置具备；半导体衬底；在半导体衬底配置成矩阵状的多个像素11;向像素11提供各种的定时信号的垂直扫描部(也称为行扫描部)13 ;将像素11的信号依次读出到水平输出端子142的水平扫描部(也称为列扫描部)15 ;按每个列形成的列信号线141 ;以及为了将像素11复位到暗时的状态(将像素11的电荷积蓄区域的电位设为复位电位)而按每个列设置的复位线126。而且，在图1中，仅记载“2行2列”部分的像素11，但是，也可以任意设定行数以及列数。
[0035]并且，各个像素11具有，光电转换部111、栅极与光电转换部111连接的放大晶体管108a、漏极与光电转换部111连接的复位晶体管108b、以及与放大晶体管108a串联连接的选择晶体管108c。
[0036]光电转换部111具有，进行光电转换的光电转换膜、被形成在光电转换膜的半导体衬底侧的面的像素电极、以及被形成在光电转换膜的与像素电极相反侧的面的透明电极。该光电转换部111，连接于放大晶体管108a的栅极以及复位晶体管108b的漏极、与光电转换部控制线131之间。放大晶体管108a，具有与像素电极连接的栅极，将与像素电极对应的电压的信号电压，经由选择晶体管108c输出到列信号线141。复位晶体管108b的源极以及漏极的一方与像素电极连接，源极以及漏极的另一方与对应的复位线126连接。选择晶体管108c的栅极，经由地址控制线121与垂直扫描部13连接。复位晶体管108b的栅极，经由复位控制线123与垂直扫描部13连接。按每个像素11的行设置地址控制线121以及复位控制线123。
[0037]在本实施例中，说明以下的例子，S卩，复位晶体管108b为η型MOS晶体管，输入到其栅极的复位信号中包含的复位脉冲为正脉冲(上升的脉冲)，复位脉冲的后缘(后面的边缘)为下降沿。
[0038]光电转换部控制线131是，全像素所共同的。列信号线141，按每个像素11的列而被设置，经由列信号处理部21与水平扫描部15连接。列信号处理部21，对从对应的列的像素11经由列信号线141输出的信号，进行以相关双采样为代表的噪声抑制信号处理、以及模拟/数字转换处理等。
[0039]并且，在复位晶体管108b为导通状态时，电荷积蓄区域104的电压，成为例如0V、或OV近旁的正电压。
[0040]图2是示出本实施例涉及的固体摄像装置的最基本的摄像工作的时序图。该图的SELl示出，第I行的像素11的行选择信号。RSTl示出，第I行的像素11的行复位信号。对于SEL2以及RST2，除了对应的行不同以外是同样的。I水平周期是，行选择信号成为有效后，直到下一个行的行选择信号成为有效为止(SEL1的上升至SEL2的上升)的期间，也是从I行的像素11中读出信号电压所需要的期间。I垂直周期是，从全行的像素11中读出信号电压所需要的期间。
[0041]并且，在由硅构成的半导体衬底，形成例如放大晶体管108a、选择晶体管108c以及复位晶体管108b。放大晶体管108a具有，栅极电极、以及作为扩散层的漏极及源极。选择晶体管108c具有，栅极电极、以及作为扩散层的漏极及源极。放大晶体管108a的源极和选择晶体管108c的漏极，由例如共同的扩散层形成。并且，复位晶体管108b具有，栅极电极、以及作为扩散层的漏极及源极。放大晶体管108a和复位晶体管108b由元件分离区域分离。
[0042]并且，在半导体衬底上，以覆盖被形成在内部的各个晶体管的方式，形成有绝缘膜。在绝缘膜上，形成有光电转换部111。光电转换部111具有，由有机材料、或以非晶硅及锗为代表的包含半导体的材料等构成的光电转换膜、被形成在该光电转换膜的下面的像素电极、以及被形成在该光电转换膜的上面的透明电极。像素电极，经由接触插塞，与放大晶体管108a的栅极电极以及作为复位晶体管108b的源极的扩散层连接。与像素电极连接的扩散层，作为电荷积蓄区域来发挥作用。
[0043]如上所述，本实施例涉及的固体摄像装置，由于利用光吸收系数大的光电转换部，因此量化效率非常好。
[0044]图3是示出本实施例的固体摄像装置的包含I个像素11中包含的电荷积蓄区域104和放大晶体管108a的结构的截面图。
[0045]图3示出的像素11包括:元件分离区域102，为了分离形成在内部的晶体管而将氧化膜埋入到半导体衬底101来形成；P型杂质区域103，为了抑制起因于元件分离区域102的界面的漏电流，形成为围住元件分离区域102 ;N型的电荷积蓄区域104，积蓄来自光电转换膜114的信号电荷；与电荷积蓄区域104的导电型相反的导电型的P型杂质区域151，形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、不与接触插塞107接触的区域；接触插塞107，由包含比电荷积蓄区域104高浓度的N型杂质的多晶硅构成；N型杂质区域117，补助接触插塞107与电荷积蓄区域104的电接触；低浓度N型杂质区域150或低浓度P型杂质区域，用于缓和P型杂质区域151与N型杂质区域117之间产生的电场；放大晶体管108a的栅极电极，在与半导体衬底101之间经由栅极氧化膜145而形成；金属插头IlOa至110d，是由W、Cu或Al等的金属构成的接触插塞；布线112a至112c ;绝缘层109a至109d，包含SiN(氮化硅)等的绝缘性材料；绝缘性的侧壁146，包含例如与绝缘层109a至109d同样的材料；第一电极113(像素电极)，按每个像素11分离，与电荷积蓄区域104以及放大晶体管108a的栅极电极电连接；光电转换膜114,生成与入射光量对应的量的信号电荷；以及第二电极115 (透明电极)，向光电转换膜114施加光电转换所需要的规定的电压。
[0046]光电转换膜114,生成按照受光量的量的电荷。生成的电荷中的作为信号电荷的空穴，经由第一电极113积蓄到电荷积蓄区域104。另一方面，电子排出到第二电极115。按照电荷积蓄区域104所积蓄的信号电荷，施加给放大晶体管108a的栅极电极的电压增加。
[0047]放大晶体管108a，将电荷积蓄区域104所积蓄的信号电荷放大。向选择晶体管108c的栅极电极施加规定的电压，从而由放大晶体管108a放大的信号输出到列信号线141。
[0048]并且，信号的读出后向复位晶体管108b的栅极电极施加规定的电压，从而电荷积蓄区域104被设定为由复位线126提供的复位电压。
[0049]本实施例的固体摄像装置具备，形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、不与接触插塞107接触的区域的、与电荷积蓄区域104的导电型相反的导电型的P型杂质区域151。根据这样的结构，在电荷积蓄区域104中，抑制在半导体衬底101的表面发生的漏电流给电荷积蓄区域104带来的影响。电荷积蓄区域104、和金属插头110a，通过由以N+型掺杂的多晶硅构成的接触插塞107连接。在此，为了防止因P型杂质区域151的影响，而接触插塞107与电荷积蓄区域104的电接触变得困难，从接触插塞形成用的孔注入杂质，从而在电荷积蓄区域104的表面之中的与接触插塞107接触的区域，追加形成N型杂质区域117。进而，设置有用于缓和N型杂质区域117与P型杂质区域151之间产生的电场的低浓度N型杂质区域150或低浓度P型杂质区域。在此，低浓度N型杂质区域150的杂质浓度被设定为，比N型杂质区域117低，与N型杂质区域117和P型杂质区域151相邻的情况相比，在之间设置低浓度N型杂质区域150的情况下能够缓和PN结间的电场。PN结间的电场成为漏电流的发生源，因此，低浓度N型杂质区域150缓和其电场，从而能够抑制漏电流。
[0050]并且，为了防止从元件分离区域102的界面发生的漏电流，而在元件分离区域102的周围形成有P型杂质区域103。根据该结构，电荷积蓄区域104，通过P型层从由氧化膜构成的元件分离区 域102的界面隔离。因此，能够将在电荷积蓄区域104的周围发生的漏电流抑制到界限。P型杂质区域103与P型杂质区域151电连接。
[0051 ] 并且，在本实施例中，针对在空穴的信号读出，利用作为N型的杂质区域的电荷积蓄区域104。据此，成为明时在电荷积蓄区域104与半导体衬底101之间施加的逆偏压变强的状态。据此，该结构，与在N型的杂质区域积蓄电子的方法相比，具有漏电流难以增加的优点、和饱和电子数增加的优点。
[0052]并且，在本实施例中，在由多晶硅构成的接触插塞107、与金属插头IlOa之间配置粗大的多晶硅插塞130以作为中间层。该中间层具有的效果是，防止透过光电转换膜114的光直接进入电荷积蓄区域104。据此，能够抑制噪声。并且，粗大的中间层的存在是，在防止细微的插塞彼此的位置偏离的用途上也能够利用的。而且，在图3中，为了便于说明，区别记载接触插塞107和多晶硅插塞130，但是，在实际的制造过程中一体形成接触插塞107和多晶硅插塞130。
[0053]并且，在本实施例中，利用多晶硅，以作为接触插塞107的材料，但是，也可以替代多晶硅，而利用包含多结晶硅、Ge、或GaAs的材料，以作为接触插塞107的材料。
[0054]以上，对于本发明的固体摄像装置，根据实施例进行了说明，但是，本发明，不仅限于该实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内施行本领域的技术人员想到的各种变形的形态也包含在本发明的范围内。
[0055]如上所述，本实施例涉及的固体摄像装置，具备配置为矩阵状的多个像素11，所述固体摄像装置具备:半导体衬底101 ;第一电极113，按每个像素11被形成在半导体衬底101的上方，且与相邻的像素11电分离；光电转换膜114，被形成在第一电极113上，且对光进行光电转换，从而得到信号电荷；第二电极115，被形成在光电转换膜114上；电荷积蓄区域104，按每个像素11被形成在半导体衬底101，且与对应的像素11的第一电极113电连接，积蓄由光电转换膜114进行光电转换而生成的信号电荷；复位栅极电极(复位晶体管108b的栅极电极)，按每个像素11被形成，且对半导体衬底101的通道的形成进行控制，利用通过通道的电荷，将对应的像素11的电荷积蓄区域的电位复位；放大晶体管108a，按每个像素11被形成，且对被积蓄在对应的像素11的电荷积蓄区域104中的信号电荷进行放大；接触插塞107，按每个像素11被形成，且与对应的像素11的电荷积蓄区域104接触，并且用于使对应的像素11的第一电极113与电荷积蓄区域104电连接；形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、与接触插塞107接触的区域的、与电荷积蓄区域104的导电型相同的导电型的高浓度杂质区域(N型杂质区域117);形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、不与接触插塞107接触的区域的、与电荷积蓄区域104的导电型相反的导电型的表面杂质区域(P型杂质区域151);以及形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、高浓度杂质区域与表面杂质区域之间的、与电荷积蓄区域104的导电型相同或相反的导电型的低浓度杂质区域(低浓度N型杂质区域150)。
[0056]根据这样的结构，本实施例涉及的固体摄像装置，在接触插塞107与电荷积蓄区域104之间具备高浓度杂质区域。根据该结构，能够减少接触插塞107与电荷积蓄区域104的接触电阻。进而，具备形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、不与接触插塞107接触的区域的、与电荷积蓄区域104的导电型相反的导电型的表面杂质区域。根据该结构，能够抑制在半导体衬底101的表面发生的漏电流给电荷积蓄区域104带来的影响。进而，具备形成在电荷积蓄区域104的表面之中的、高浓度杂质区域与表面杂质区域之间的、与电荷积蓄区域104的导电型相同或相反的导电型的低浓度杂质区域。根据该结构，能够抑制在高浓度杂质区域与表面杂质区域之间发生的电场，进而，也能够抑制因电场而引起的漏电流。其结果为，具有减少传感器的噪声的效果。
[0057]并且，决定低浓度杂质区域的导电型的杂质的浓度，比所述高浓度杂质区域的导电型的杂质的浓度以及所述表面杂质区域的导电型的杂质的浓度低。
[0058]根据这样的结构，能够抑制在高浓度杂质区域与表面杂质区域之间发生的电场，进而，也能够抑制因电场而引起的漏电流。
[0059]并且，决定低浓度杂质区域的导电型的杂质的浓度，比决定电荷积蓄区域104的导电型的杂质的浓度高。
[0060]根据这样的结构，能够有效地抑制在高浓度杂质区域与表面杂质区域之间发生的电场，进而，也能够抑制因电场而引起的漏电流。
[0061]并且，信号电荷的极性，与决定电荷积蓄区域104的导电型的多数载流子的极性相反。
[0062]根据这样的结构，能够一边将饱和信号量保持为高，一边降低电荷积蓄区域104的复位电压，因此能够抑制暗时的漏电流。
[0063]并且，该固体摄像装置还具备:由绝缘体构成的元件分离区域102，被形成在半导体衬底101，且将电荷积蓄区域104、与放大晶体管108a被形成的晶体管区域以及相邻的像素11的电荷积蓄区域104分离；以及元件分离杂质区域(P型杂质区域103)，被形成在半导体衬底101的元件分离区域102与电荷积蓄区域104之间，且所述元件分离杂质区域的导电型与电荷积蓄区域104的导电型相反，元件分离杂质区域的杂质浓度比电荷积蓄区域104的杂质浓度高。[0064]在此，元件分离区域102的构造为，围住放大晶体管108a和选择晶体管108c。并且，元件分离区域102的构造为，围住电荷积蓄区域104和复位晶体管108b。据此，电荷积蓄区域104，与相邻的像素11的电荷积蓄区域104分离。
[0065]根据这样的结构，能够确保元件分离区域102的绝缘性，进而，能够抑制在由绝缘体构成的元件分离区域102发生的漏电流。
[0066]并且，表面杂质区域与元件分离杂质区域电连接。
[0067]根据这样的结构，能够抑制在元件分离区域102发生的漏电流和在半导体衬底101的表面发生的漏电流给电荷积蓄区域104带来的影响。
[0068]并且，接触插塞107包含硅或锗。
[0069]根据这样的结构，对用于电荷积蓄区域104的表面的界面缺陷的终止化的接触插塞107，选择适于硅工艺的材料，因此，能够抑制暗电流。
[0070](制造方法)
[0071]以下，对于所述的本实施例涉及的固体摄像装置的制造方法，按照图4A至图4G示出的截面图说明概略。
[0072]首先，如图4A示出，通过一般的层叠型固体摄像装置的形成方法，在半导体衬底101形成元件分离区域102、围住元件分离区域102的P型杂质区域103、和具有栅极氧化膜145以及栅极电极的MOS晶体管(放大晶体管108a、复位晶体管108b以及选择晶体管108c)。并且，在该MOS晶体管的形成的同时，也形成构成进行信号处理的周边电路的晶体管。并且，通过离子注入来形成N—型的电荷积蓄区域104。
[0073]接着，如图4B示出，在半导体衬底101上，利用溅射法或CVD法等堆积绝缘层109a。然后，为了在电荷积蓄区域104的一部分形成低浓度N型杂质区域150，在绝缘层109a形成孔(贯通孔)150a。
[0074]接着，如图4C示出，从孔150a向电荷积蓄区域104的一部分注入N型杂质，来形成低浓度N型杂质区域150。
[0075]接着，如图4D示出，在孔150a的侧面的壁，利用与绝缘层109a同样的绝缘材料，形成侧壁146以及接触孔107a。栅极氧化膜145具有，在对接触孔107a的形成等利用干蚀刻法时抑制衬底损伤的效果。而且，在该蚀刻工序中，会有接触孔107a下的栅极氧化膜145稍微凹下的情况。
[0076]接着，如图4E示出，从接触孔107a上向电荷积蓄区域104注入N型的杂质，从而形成N型杂质区域117。进而，对N型杂质区域117进行激活退火，来成为低电阻化。如此，基于自对准工艺的N型杂质区域117的形成，具有能够省略掩模的对位那样在制造上大的优点。
[0077]接着，如图4F示出，在以干蚀刻法或湿蚀刻法除去栅极氧化膜145或自然氧化膜后，利用CVD法或溅射法堆积具有N+型的杂质的多晶硅，利用CMP (Chemical MechanicalPolish)法研磨多晶硅，从而在接触孔107a内剩下多晶硅的状态下除去多晶硅的一部分。由该剩下的多晶硅，形成接触插塞107。该接触插塞107，也通过自对准工艺而形成，因此，不需要掩模的对位。
[0078]接着，如图4G示出，通过自对准工艺向电荷积蓄区域104的一部分注入P型杂质，来形成P型杂质区域151。自对准工艺的利用，具有能够省略掩模的对位那样在制造上大的优点。
[0079]接着，形成金属插头IlOa至IlOcU布线112a至112c、绝缘层109b至109d、第一电极113、光电转换膜114、第二电极115、保护膜(不图示)、滤色器(不图示)以及透镜(不图示)，从而形成图3示出的构造。而且，对于这样的制造方法，由于与以往的层叠型固体摄像装置的制造方法同样，因此，省略详细说明。
[0080]如上所述，本实施例涉及的固体摄像装置具备，与电荷积蓄区域104的表面的一部分接触的栅极氧化膜145、以及与栅极氧化膜145的表面以及接触插塞107的侧面接触的绝缘性的侧壁146。
[0081]根据这样的结构，在干蚀刻工序中，能够减少对电荷积蓄区域104的表面的损伤。
[0082]并且，在低浓度杂质区域(低浓度N型杂质区域150)的形成后，形成侧壁146，然后，高浓度杂质区域(N型杂质区域117)通过自对准而形成。
[0083]根据这样的结构，不需要进行掩模的对位，能够减少每个元件的不均匀。
[0084](摄像装置)
[0085]以下，说明利用了所述的本实施例的固体摄像装置的摄像装置(相机)。
[0086]图5是示出利用了本实施例的固体摄像装置的摄像装置200的整体结构的方框图。本实施例涉及的摄像装置200具有，透镜201、固体摄像装置206、信号处理电路207、以及输出接口 209。
[0087]固体摄像装置206是，所述的实施例中说明的固体摄像装置。并且，在像素阵列202，所述的多个像素11呈阵列状而被配置。行选择电路203以及列选择电路204，与图1示出的垂直扫描部13以及水平扫描部15对应。
[0088]透镜201，将被摄体成像于像素阵列202上。由像素阵列202得到的信号，通过行选择电路203、列选择电路204以及读出电路205依次发送到信号处理电路207。信号处理电路207，对接受的信号执行信号处理，将信号处理后的图像信号，输出到包含显示器以及存储器的输出接口 209。
[0089]以上，说明了本实施例涉及的固体摄像装置以及摄像装置，但是，本发明不仅限于该实施例。
[0090]例如，也可以将所述实施例涉及的半导体衬底101，置换为被形成在半导体衬底101的阱。
[0091]并且，典型而言，所述实施例涉及的固体摄像装置，被实现为作为集成电路的LSI。可以将它们分别单芯片化，也可以将它们单芯片化，使得包含一部分或全部。
[0092]此时，集成电路化不仅限于LSI，而可以以专用电路或通用处理器来实现。也可以利用在制造LSI后能够编程的FPGA(Field ProgrammableGate Array:现场可编程门阵列)、或可重构LSI内部的电路单元的连接以及设定的可重构处理器。
[0093]并且，在所述实施例的截面图等中，直线性地记载各个构成要素的角部以及边，但是，因制造上的理由，而角部以及边呈圆形的构成要素也包含在本发明中。
[0094]并且，在所述实施例中利用了的数字都是为了具体说明本发明而示出的例子，本发明不仅限于以例子来示出的数字。进而，高/低所表示的逻辑水平或导通/断开所表示的开关状态，是为了具体说明本发明而示出的例子，通过举例的逻辑水平或开关状态的不同的组合，也能够得到同等的结果。并且，晶体管、以及杂质区域等的N型及P型等，是为了具体说明本发明而示出的例子，将他们反转，也能够得到同等的结果。并且，在上述中示出的各个构成要素的材料都是为了具体说明本发明而示出的例子，本发明不仅限于以例子来示出的材料。并且，构成要素间的连接关系是为了具体说明本发明而示出的例子，实现本发明的功能的连接关系不仅限于此。
[0095]并且，所述实施例的方框图的功能框的划分是一个例子，也可以将多个功能框作为一个功能框来实现、将一个功能框划分为多个、或者将一部分的功能转移到其他的功能框。并且，对具有类似的功能的多个功能框的功能，由单一的硬件或软件，进行并行或时分的处理。
[0096]并且，在所述实施例中，示出利用了 MOS晶体管的例子，但是，也可以利用其他的
晶体管。
[0097]进而，只要不脱离本发明的要旨，对本实施例施行本领域的技术人员能够想到的范围内的变更的各种变形例也包含在本发明。
[0098]工业实用性
[0099]本发明，能够适用于固体摄像装置。并且，本发明，能够适用于利用了固体摄像装置的、数字静止照相机、数字视频照相机、移动电话用相机、或监视相机等的摄像装置。
[0100]符号说明
[0101]11 像素
[0102]13垂直扫描部
[0103]15水平扫描部
[0104]15a像素电极
[0105]17b放大晶体管
[0106]17d信号线
[0107]21列信号处理部
[0108]101半导体衬底
[0109]102元件分离区域
[0110]103 P型杂质区域
[0111]104电荷积蓄区域
[0112]107接触插塞
[0113]107a 接触孔
[0114]108a放大晶体管
[0115]108b复位晶体管
[0116]108c选择晶体管
[0117]109a、109b、109c、109d 绝缘层
[0118]110a、110b、110c、110d 金属插塞
[0119]111光电转换部
[0120]112a、112b、112c 布线
[0121]113 第一电极
[0122]114光电转换膜
[0123]115 第二电极[0124]117N型杂质区域
[0125]121地址控制线
[0126]123复位控制线
[0127]126复位线
[0128]130多晶硅插塞
[0129]131光电转换部控制线
[0130]141列信号线
[0131]142水平输出端子
[0132]145栅极氧化膜
[0133]146侧壁
[0134]150低浓度 型杂质区域
[0135]150a孔
[0136]151P型杂质区域
[0137]200摄像装置
[0138]201透镜
[0139]202像素阵列
[0140]203行选择电路
[0141]204列选择电路
[0142]205读出电路
[0143]206固体摄像装置
[0144]207信号处理电路
[0145]209输出接口
【权利要求】
1.一种固体摄像装置，具备被配置成矩阵状的多个像素，所述固体摄像装置具备: 半导体衬底； 第一电极，按每个所述像素被形成在所述半导体衬底的上方，且与相邻的所述像素电分离； 光电转换膜，被形成在所述第一电极上，且对光进行光电转换，从而得到信号电荷； 第二电极，被形成在所述光电转换膜上； 电荷积蓄区域，按每个所述像素被形成在所述半导体衬底，且与对应的像素的所述第一电极电连接，积蓄由所述光电转换膜进行光电转换而生成的所述信号电荷； 复位栅极电极，按每个所述像素被形成，且对所述半导体衬底的通道的形成进行控制，利用通过所述通道的电荷，将对应的像素的所述电荷积蓄区域的电位复位； 放大晶体管，按每个所述像素被形成，且对被积蓄在对应的像素的所述电荷积蓄区域中的所述信号电荷进行放大； 接触插塞，按每个所述像素被形成，且与对应的像素的所述电荷积蓄区域接触，并且用于使对应的像素的所述第一电极与所述电荷积蓄区域电连接； 高浓度杂质区域，被形成在所述电荷积蓄区域的表面中的、与所述接触插塞接触的区域，且所述高浓度杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相同； 表面杂质区域，被形成在所述电荷积蓄区域的表面中的、不与所述接触插塞接触的区域，且所述表面杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相反；以及 低浓度杂质区域，被形成在所述电荷积蓄区域的表面中的、所述高浓度杂质区域与所述表面杂质区域之间，且所述低浓度杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相同或相反。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置， 决定所述低浓度杂质区域的导电型的杂质的浓度，比决定所述高浓度杂质区域的导电型的杂质的浓度以及决定所述表面杂质区域的导电型的杂质的浓度低。
3.如权利要求2所述的固体摄像装置， 决定所述低浓度杂质区域的导电型的杂质的浓度，比决定所述电荷积蓄区域的导电型的杂质的浓度高。
4.如权利要求1所述的固体摄像装置， 所述信号电荷的极性，与决定所述电荷积蓄区域的导电型的多数载流子的极性相反。
5.如权利要求1所述的固体摄像装置， 所述固体摄像装置还具备: 由绝缘体构成的元件分离区域，被形成在所述半导体衬底，且将所述电荷积蓄区域、与所述放大晶体管被形成的晶体管区域以及相邻的像素的所述电荷积蓄区域分离；以及元件分离杂质区域，被形成在所述半导体衬底的所述元件分离区域与所述电荷积蓄区域之间，且所述元件分离杂质区域的导电型与所述电荷积蓄区域的导电型相反， 所述元件分离杂质区域的杂质浓度比所述电荷积蓄区域的杂质浓度高。
6.如权利要求5所述的固体摄像装置， 所述表面杂质区域与所述元件分离杂质区域电连接。
7.如权利要求1所述的固体摄像装置，所述固体摄像装置还具备: 栅极氧化膜，与所述电荷积蓄区域的表面的一部分接触；以及 绝缘性的侧壁，与所述栅极氧化膜的表面以及所述接触插塞的侧面接触。
8.如权利要求7所述的固体摄像装置， 在形成所述低浓度 杂质区域后，形成所述侧壁，然后，所述高浓度杂质区域通过自对准而形成。
9.如权利要求1至8的任一项所述的固体摄像装置， 所述接触插塞含有硅或锗。
【文档编号】H04N5/374GK103946982SQ201280056111
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2011年11月22日
【发明者】森三佳, 广濑裕, 加藤刚久, 坂田祐辅, 益田洋司, 宫川良平 申请人:松下电器产业株式会社