[發明專利]固態成像裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201510825492.2
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105633106B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 中村紀元
• 申請（專利權）人: 精工愛普生株式會社
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 蘇萌萌;范文萍

本發明所涉及一種固態成像裝置及其制造方法。所涉及的固態成像裝置(100)包括：第一導電型阱(20)；第一的第二導電型擴散層(30)，其被設置于第一導電型阱(20)中，并通過被照射光而產生載流子；第二的第二導電型擴散層(34)，其被設置于第一導電型阱(20)中，在第一的第二導電型擴散層(30)中所產生的載流子向第二的第二導電型擴散層(34)被傳送并被蓄積在第二的第二導電型擴散層(34)中；第一的第一導電型擴散層(40)，其被設置于第二的第二導電型擴散層(34)之下，第二的第二導電型擴散層(34)的雜質濃度高于第一的第二導電型擴散層(30)的雜質濃度，第一的第一導電型擴散層(40)的雜質濃度低于第一導電型阱(20)的雜質濃度。

技術領域

本發明涉及一種固態成像裝置及其制造方法。

背景技術

一直以來，在數碼照相機或數碼攝像機等具備成像功能的電子設備中，例如，可使用CCD(Charge Coupled Device：電荷耦合裝置)或CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互補金屬氧化物半導體)圖像傳感器等固態成像裝置。

例如COMS圖像傳感器可采用如下結構，即，將來自包含受光元件(光電二極管)的像素的電荷傳送至浮置擴散層(floating diffusion layer)，并且利用源極跟隨器電路來讀取浮置擴散層的電位的結構。

例如，在專利文獻1中記載了通過設置雜質濃度相對于P阱而足夠低的P^-型雜質層，從而使因PN結而產生的耗盡層的厚度增大，進而使浮置擴散層的電容減小。而且，在專利文獻1中記載了如下的內容，即，通過減小浮置擴散層的電容，從而使浮置擴散層的電位變動增大，進而使電荷檢測靈敏度提高。

在將光電二極管和浮置擴散層形成在同一基板中的固態成像裝置中，通過被照射光而產生的電荷被臨時蓄積于光電二極管中。在光電二極管中所能夠蓄積的電荷量(最大蓄積電荷量)優選為較多。當光電二極管的最大蓄積電荷量減少時，將存在如下的情況，即，相對于被照射的光的、能夠通過源極跟隨器電路進行讀取的最大的信號量減小，從而導致動態范圍的減小。

專利文獻1：日本特開平8-316460號公報

發明內容

本發明的若干方式所涉及的目的之一在于，提供一種能夠在縮小浮置擴散層的電容的同時，對光電二極管的最大蓄積電荷量減少的情況進行抑制的固態成像裝置。此外，本發明的若干方式所涉及的目的之一在于，提供一種上述固態成像裝置的制造方法。

本發明為用于解決上述課題中至少一部分而完成的發明，能夠作為以下的方式或應用例而實現。

應用例1

本發明所涉及的固態成像裝置的一個方式包括：第一導電型阱；第一的第二導電型擴散層，其被設置于所述第一導電型阱中，并通過被照射光而產生載流子；第二的第二導電型擴散層，其被設置于所述第一導電型阱中，在所述第一的第二導電型擴散層中所產生的載流子向所述第二的第二導電型擴散層被傳送并被蓄積在該第二的第二導電型擴散層中；第一的第一導電型擴散層，其被設置于所述第二的第二導電型擴散層之下，所述第二的第二導電型擴散層的雜質濃度高于所述第一的第二導電型擴散層的雜質濃度，所述第一的第一導電型擴散層的雜質濃度低于所述第一導電型阱的雜質濃度。

在這種固態成像裝置中，能夠增大耗盡層的厚度，從而能夠縮小浮置擴散層的電容。由此，在這種固態成像裝置中，能夠增大浮置擴散層中的載流子被傳送時的電位變動(轉換增益)增大，從而提高電荷檢測靈敏度。而且，在這種固態成像裝置中，能夠對第一的第二導電型擴散層中的載流子的最大可蓄積量(最大蓄積電荷量)減少的情況進行抑制。

應用例2