[發明專利]固體攝像元件及其制造方法和電子裝置

無效

• 申請號: 201210015219.X
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102623463A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 太田一生
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 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: 武玉琴;陳桂香

1.一種固體攝像元件，其包括：

布線層；

電荷積累單元，其包括設置在所述布線層上的半導體層；及

光電轉換膜，其設置在所述半導體層上，

其中，在所述電荷積累單元中設置有釘扎層，所述電荷積累單元的設置有所述釘扎層的區域位于所述電荷積累單元與所述光電轉換膜之間的界面處，所述釘扎層具有開口，所述釘扎層的導電類型與所述電荷積累單元的導電類型相反。

2.如權利要求1所述的固體攝像元件，其中，

在所述半導體層中設置有浮動擴散部，所述半導體層的設置有所述浮動擴散部的區域位于所述半導體層與所述布線層之間的界面處；及

在所述布線層中設置有傳輸柵極，所述布線層的設置有所述傳輸柵極的區域位于所述半導體層與所述布線層之間的界面處，使得所述傳輸柵極與位于所述電荷積累單元和所述浮動擴散部之間的區域相對應，且在所述傳輸柵極和所述半導體層之間設置有柵極絕緣膜。

3.如權利要求2所述的固體攝像元件，其中，所述開口和所述傳輸柵極設置成在平面圖中重疊。

4.如權利要求2所述的固體攝像元件，其中，所述開口和所述傳輸柵極設置成在平面圖中不重疊。

5.如權利要求1-4中任一權利要求所述的固體攝像元件，其中，

所述光電轉換膜被分割為光電轉換單元，所述光電轉換單元彼此隔離，并與所述電荷積累單元相對應，且

所述釘扎層的所述開口在平面圖中位于所述光電轉換單元的中心。

6.如權利要求5所述的固體攝像元件，其中，所述光電轉換單元通過元件隔離部彼此隔離，所述元件隔離部是由具有與所述光電轉換單元相反的導電類型的雜質層構成。

7.如權利要求5所述的固體攝像元件，其中，所述光電轉換單元通過元件隔離部彼此隔離，所述元件隔離部是淺溝槽隔離結構。

8.如權利要求1-4中任一權利要求所述的固體攝像元件，其中，所述光電轉換膜是由比所述半導體層具有更高的可見光吸收系數的材料構成。

9.如權利要求1-4中任一權利要求所述的固體攝像元件，其中，

所述半導體層是由單晶硅構成，且

所述光電轉換膜設置成與所述半導體層晶格匹配。

10.如權利要求1-4中任一權利要求所述的固體攝像元件，其中，

在所述電荷積累單元中設置有另一釘扎層，所述電荷積累單元的設置有所述另一釘扎層的區域位于所述電荷積累單元和所述布線層之間的界面處，所述另一釘扎層的導電類型與所述電荷積累單元的導電類型相反。

11.一種固體攝像元件的制造方法，其包括：

在半導體基板的前表面中形成電荷積累單元；

在所述半導體基板的形成有所述電荷積累單元的所述前表面上形成布線層；

從所述半導體基板的后表面起薄化所述半導體基板，直到暴露所述電荷積累單元，以提供具有暴露表面的半導體層；

在所述半導體層的所述暴露表面上形成光電轉換膜；及

在形成所述光電轉換膜之前，在所述電荷積累單元中形成釘扎層，所述電荷積累單元的形成有所述釘扎層的區域位于所述電荷積累單元與所述光電轉換膜之間的界面處，所述釘扎層具有開口，所述釘扎層的導電類型與所述電荷積累單元的導電類型相反。

12.如權利要求11所述的方法，其中，

在形成所述布線層之前，通過從所述半導體基板的所述前表面引入雜質來形成所述釘扎層；及

從所述半導體基板的所述后表面起薄化所述半導體基板，直到暴露所述釘扎層，并且通過所述釘扎層的所述開口暴露所述電荷積累單元，以提供所述半導體層。

13.如權利要求11所述的方法，其中，

在薄化所述半導體基板以提供所述半導體層之后，通過向所述半導體層的暴露表面層中引入雜質來形成所述釘扎層。

14.如權利要求11-13中任一權利要求所述的方法，其中，

所述半導體層是由單晶硅構成；且

通過在所述半導體層上外延生長所述光電轉換膜來形成所述光電轉換膜。

15.一種電子裝置，其包括：

固體攝像元件；

光學系統，其用于將入射光引導到所述固體攝像元件的像素區域；及

信號處理電路，其用于處理由所述固體攝像元件輸出的信號，

其中，所述固體攝像元件是由前述權利要求1-10中任一權利要求所述的固體攝像元件構成。