[發明專利]半導體裝置及其制造方法、固體攝像裝置及其制造方法以及電子單元

無效

• 申請號: 201210294922.9
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102956657A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 坂直樹
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/374
• 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: 褚海英;武玉琴

相關申請的交叉引用

本申請包含與2011年8月24日向日本專利局提交的日本專利申請JP2011-182430中公開的相關主題并要求其優先權，將其全部內容通過引用并入此處。

技術領域

本發明涉及一種具有埋入溝道型金屬氧化物半導體(MOS)晶體管的半導體裝置及其制造方法，還涉及一種固體攝像裝置及其制造方法。而且，本發明涉及一種使用所述固體攝像裝置的電子單元。

背景技術

在相關技術中，形成于半導體裝置或固體攝像裝置中的常規MOS晶體管為表面溝道型MOS晶體管，在該表面溝道型MOS晶體管中，柵極下方的區域為導電型與源極/漏極區的導電型相反的雜質區。在表面溝道型MOS晶體管中，當對柵極施加電壓時，在半導體基板的前表面上形成包含反轉層的溝道，并且在源極區和漏極區之間流過電流。

由于在半導體基板前表面上出現了未結合原子，故在半導體基板和絕緣膜之間的界面附近形成有很多載流子陷阱。因此，對于在半導體基板前表面上形成有溝道區的表面溝道型MOS晶體管，由于在半導體基板和絕緣膜之間的界面附近出現了載流子陷阱，故使遷移率和噪聲特性劣化。

相比之下，近年來提出了埋入溝道型MOS晶體管，其中，通過形成與形成于柵極下方的源極/漏極區具有相同導電型的雜質區，從而在距半導體基板前表面的一定距離處形成溝道區。日本未審查專利申請2006-120679號公報描述了這樣一種技術，該技術通過將埋入溝道型MOS晶體管用作互補金屬氧化物半導體(CMOS)固體攝像裝置中的放大晶體管而降低放大晶體管中的噪聲。

然而，通過采用這種固體攝像裝置，可知圖像質量受到與放大晶體管所產生的頻率成比例的1/f噪聲的顯著影響。以下等式(1)給出了噪聲電壓的均方根(參照CQ出版社有限公司出版的“CCD/CMOS?imeiji?sensa?no?kiso?to?oyo”(CCD/CMOS圖像傳感器基礎與應用))。

V‾n2=q2dox2nTeϵox2WeffLefffΔf···(1)]]>

其中，n_Te為溝道的每單位面積的有效陷阱密度，d_ox為柵極絕緣膜的厚度，ε_ox為柵極絕緣膜的介電常數，W_eff為有效柵極寬度，L_eff為有效柵極長度，q為電子的電荷量并且f為頻率。由等式(1)可見，可通過增大柵極長度和柵極寬度而降低噪聲。因此，為降低CMOS固體攝像裝置的噪聲，可增大放大晶體管的柵極長度和柵極寬度。

不僅需降低噪聲，CMOS固體攝像裝置的另一重要問題為抑制暗電流。目前的CMOS固體攝像裝置使用淺溝槽隔離(STI)技術，通過這種技術將各元件隔離，使得經光電二極管光電轉換后的電荷不泄漏至構成像素的像素晶體管中。當CMOS固體攝像裝置利用通過STI的元件隔離時，可降低像素尺寸并且可抑制暗電流。

近來，CMOS固體攝像裝置一直在使用更多的像素以獲得更高質量的圖像，并使像素更小型化以滿足削減成本的需求。即便已使像素小型化，仍要求飽和電荷量(Qs)達一定量。為滿足這種要求，難以減小光電二極管占用的區域。因此，不斷要求其中形成有放大晶體管、復位晶體管、選擇晶體管等的活性區小型化。這使得難以通過增大柵極寬度和柵極長度以降低噪聲。

發明內容