[發(fā)明專利]固態(tài)圖像傳感器、制造該固態(tài)圖像傳感器的方法和照相機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110418773.8
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102569316A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 河野章宏
• 申請（專利權）人: 佳能株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335;H04N5/225
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王莉莉

技術領域

本發(fā)明涉及一種固態(tài)圖像傳感器、制造該固態(tài)圖像傳感器的方法和照相機。

背景技術

CCD(電荷耦合器件)傳感器和CMOS(互補金屬氧化物半導體)傳感器被稱為固態(tài)圖像傳感器。最近，固態(tài)圖像傳感器的像素尺寸已經(jīng)隨著像素數(shù)目的增大和芯片尺寸的減小而減小。隨著像素尺寸的減小，所使用的元件隔離方法已經(jīng)從LOCOS(硅的局部氧化)法改變?yōu)镾TI(淺溝槽隔離)法。

STI法具有與圖像信號噪音相關的問題，這些圖像信號噪音由在溝槽附近的硅氧化物膜與硅基底之間的界面處以及在所述界面附近存在的缺陷產(chǎn)生。出于該原因，已經(jīng)提出EDI(隔離用擴展光電二極管設計)法來作為替代STI法的元件隔離方法。這是一種通過使用在半導體基底中形成的擴散區(qū)域以及在該擴散區(qū)域上方突出的氧化物膜來形成像素區(qū)域的元件隔離部分的方法(參見日本專利公開No.2005-347325)。能夠使用常規(guī)STI法用于外圍的電路部分。

在日本專利公開No.2005-347325中公開的結構中，為了使n型電荷蓄積區(qū)域14在像素形成區(qū)域中的元件隔離部分的元件隔離區(qū)域12的下方延伸，必須將離子注入到元件隔離區(qū)域12下方的一部分內(nèi)。可以使用沿傾斜方向注入離子的方法來作為離子注入法。但是，當通過該方法形成微細像素的電荷蓄積區(qū)域14時，在與元件隔離區(qū)域12的下表面接觸的p型區(qū)域11A以及與該p型區(qū)域11A接觸的n型電荷蓄積區(qū)域14之間發(fā)生不充分的電場減小。這可能由于電場集中而引致暗電流或缺陷像素的數(shù)目的增大。

能夠以高能量注入n型雜質(zhì)離子在硅基底中的深的位置處形成n型電荷蓄積區(qū)域14，該高能量使n型雜質(zhì)離子能夠透過元件隔離部分11和12。但是，該方法使n型雜質(zhì)離子注入太深而到達應當形成電荷蓄積區(qū)域14的區(qū)域的在元件隔離部分11和12的下方的部分以外的區(qū)域中。將電荷蓄積區(qū)域14形成到深的位置使得難以隔離在相鄰像素之間的光電轉換元件。

另外，在日本專利公開No.2005-347325中公開的方法由于在形成元件隔離層的蝕刻工藝中直接蝕刻硅基底而損害硅基底。硅基底上的蝕刻損害可能是圖像信號的噪音源，因此應當被盡可能減小。

本發(fā)明提供了一種在增大飽和電荷量、緩和在元件隔離部分附近的電場集中、以及減小在基底上的蝕刻損害方面有利的技術。

本發(fā)明的一個方面與固態(tài)圖像傳感器相關聯(lián)。固態(tài)圖像傳感器包括：形成在半導體中的第一導電類型的電荷蓄積區(qū)域；隔離半導體區(qū)域，所述隔離半導體區(qū)域由形成在半導體中的第二導電類型的雜質(zhì)半導體區(qū)域形成；溝道阻擋區(qū)域，所述溝道阻擋區(qū)域由位于半導體中的第二導電類型的雜質(zhì)半導體區(qū)域形成并且形成在隔離半導體區(qū)域上；以及布置在溝道阻擋區(qū)域上的絕緣體。絕緣體包括第一絕緣部分和第二絕緣部分，其中所述第一絕緣部分布置在位于隔離半導體區(qū)域上的溝道阻擋區(qū)域上，第二絕緣部分具有布置為與第一絕緣部分的外側相鄰的結構并且厚度隨著距第一絕緣部分的距離的增大而減小。電荷蓄積區(qū)域包括外圍部分，所述外圍部分通過將離子注入穿過第二絕緣部分到半導體內(nèi)而形成并且與溝道阻擋區(qū)域接觸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種在增大飽和電荷量、緩和在元件隔離部分附近的電場集中、以及減小在基底上的蝕刻損害方面有利的技術。

本發(fā)明的第一方面提供了一種固態(tài)圖像傳感器，包括：在半導體區(qū)域中形成的第一導電類型的電荷蓄積區(qū)域；隔離半導體區(qū)域，形成在半導體區(qū)域中并且由第二導電類型的雜質(zhì)半導體區(qū)域形成；溝道阻擋區(qū)域，由位于半導體區(qū)域中的第二導電類型的雜質(zhì)半導體區(qū)域形成并且形成在隔離半導體區(qū)域上；以及絕緣體，布置在溝道阻擋區(qū)域上；其中，絕緣體包括第一絕緣部分、第二絕緣部分和第三絕緣部分，第一絕緣部分經(jīng)由溝道阻擋區(qū)域布置在隔離半導體區(qū)域的上方，第二絕緣部分布置為與第一絕緣部分的外側相鄰，其中第二絕緣部分的厚度隨著距第一絕緣部分的距離的增大而減小，以及第三絕緣部分形成在第一絕緣部分上，其中，第三絕緣部分具有上表面和側面，側面使第三絕緣部分的上表面與第二絕緣部分的上表面相連。