[發明專利]固體攝像器件及其制造方法和電子裝置

有效

• 申請號: 201010231413.2
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN101969066A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發明（設計）人: 大理洋征龍;十河康則
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 馮麗欣;武玉琴

相關申請的交叉參考

本申請包含與2009年7月27日和2010年3月19日向日本專利局提交的日本專利申請JP2009-174329和JP2010-065114相關的主題，在此將這兩項日本專利申請的全部內容以引用的方式并入本文作為參考。

技術領域

本發明涉及固體攝像器件和固體攝像器件的制造方法，更具體而言，涉及能夠抑制由半導體形成的互補金屬氧化物半導體(complementary?metal?oxide?semiconductor，CMOS)型固體攝像器件的漏電流并降低低亮度時或暗時(dark?time)的噪聲的固體攝像器件以及該固體攝像器件的制造方法。

背景技術

CMOS型固體攝像器件(下面有時稱為CMOS型攝像器件)可以以低電壓電平驅動，并且從電力消耗方面來說，可以容易地滿足高像素密度的需求以及高讀取速度的需求。

最近，由于這些特性，CMOS型圖像攝取器件已被用在需要高圖像質量的單反數碼相機和專業圖像攝取裝置中，以及例如帶照相機的手機等小型個人設備中。此外，作為替代相關技術的電荷耦合器件(charge?coupled?device，CCD)的高性能圖像攝取器件，CMOS型圖像攝取器件已經受到矚目。

在相關技術中，有人說在該圖像攝取器件中，在暗時或低亮度時容易在圖像中引入噪聲。由于與銀鹽照相機相比的結果不佳，一些用戶拒絕使用該圖像攝取器件。因此，該圖像攝取器件中的噪聲降低已成為問題。

因此，通過抑制在CMOS型圖像攝取器件中包含的光電二極管和浮動擴散部中的在暗時或低亮度時的漏電流來降低噪聲的技術，一直被視為是重要的。

圖1表示相關技術中包括浮動擴散部的CMOS型圖像攝取器件的結構示例。一般來說，浮動擴散部FD被設置成與光電二極管PD相對，在二者之間設置有用于傳輸電荷、由多晶硅(polysilicon)等構成的傳輸柵極TG。與光電二極管PD具有相同導電型的雜質擴散層被形成在夾著用于傳輸電荷的傳輸柵極TG的位置處(參考日本未審查專利申請公開公報No.2001-028433)。

對于CMOS型圖像攝取器件，在具有滾動快門結構的CMOS型圖像攝取器件中，浮動擴散部被用作信號電荷讀取元件。另一方面，在具有全局快門結構的CMOS型圖像攝取器件中，浮動擴散部除了被用作讀取元件外，還在進行讀取之前用作存儲信號電荷的元件(參考日本未審查專利申請公開公報No.2006-311515)。

下面，對滾動快門結構和全局快門結構進行說明。

根據光電二極管光電轉換的信號電荷的累積時間間隔(或曝光時間間隔)中的同時性的差異，CMOS型圖像攝取器件可以分為兩種類型，即，滾動快門結構(有時稱作焦平面快門結構(focal?plane?shutter?scheme)或行曝光結構(line?exposure?scheme))和全局快門結構(參考日本未審查專利申請公開公報No.2006-191236)。

滾動快門結構表示這樣的結構：在該結構中，輸出信號的像素從輸出信號的時刻開始進行光電轉換，并在依次進行讀取之前進行信號電荷在光電二極管中的累積。在這種結構中，用于信號電荷的累積時間間隔根據像素陣列中的行而不同。因此，在攝取的圖像中存在變形。

另一方面，全局快門結構表示這樣的結構：該結構能夠維持用于信號電荷的累積時間間隔的同時性，以消除由滾動快門結構造成的變形。為了實現全局快門結構，有人提出了另外使用機械快門的方法(參考日本未審查專利申請公開公報No.2006-191236)，以及通過在由遮光層覆蓋的浮動擴散部中對全部像素同時進行來自光電二極管的信號電荷的傳輸，并在進行讀取之前存儲信號電荷，來維持累積時間間隔的同時性的方法(參考日本未審查專利申請公開公報No.2009-049870)等。

在圖1中所示的相關技術的CMOS型圖像攝取器件的結構中，日本未審查專利申請公開公報No.2001-028433披露了，在通過對多晶硅(Poly-Si)等進行各向異性刻蝕形成的傳輸柵極TG的端部處容易產生晶體缺陷。在傳輸柵極TG的截止狀態下，由于浮動擴散部FD和傳輸柵極TG之間的電壓差，在容易產生晶體缺陷的傳輸柵極TG的端部附近發生電場集中。結果，通過電場集中的位置處的晶體缺陷產生漏電流，因而在暗時或低亮度時，可能輸出混疊信號。

此外，在圖1中，n型雜質擴散層n1作為第一導電型半導體層被設置在硅基板Si上，并且p型雜質擴散層p1作為第二導電型半導體層被設置在該n型雜質擴散層n1上。光電二極管PD由層p?1和層n1構成。