專利名稱：光電轉(zhuǎn)換裝置、圖像傳感器以及光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及在多個(gè)光波長(zhǎng)域中，將接收到的每個(gè)光波長(zhǎng)域的光的光量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換裝置及其制造方法，以及具備該光電轉(zhuǎn)換裝置的圖像傳感器。
背景技術(shù)：
圖像傳感器中，一般具有將所接收的光的光量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換裝置。例如，讀取彩色圖像的彩色圖像傳感器中，就具備具有紅、綠和藍(lán)的各色用的傳感器(光電二極管)的光電轉(zhuǎn)換裝置。各色用的傳感器的入射面上，設(shè)有只透過(guò)檢出色的光的彩色濾光片，從各傳感器中，輸出與通過(guò)該彩色濾光片入射的光的光量相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。
但是，由于這種光電轉(zhuǎn)換裝置在其制造工序中必需形成濾光片，所以工序數(shù)多，制造成本大。于是，提出了廢除各色濾光片的光電轉(zhuǎn)換裝置(參照特開平8-316521號(hào)公報(bào))。
圖8是省略了濾光片的結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換裝置的圖解性截面圖。
該光電轉(zhuǎn)換裝置100，包括硅等組成的p型基體101，以及在其上形成的p型外延層104。外延層104上形成有場(chǎng)氧化膜107。場(chǎng)氧化膜107，每隔規(guī)定間隔形成得比其他部分厚些，該場(chǎng)氧化膜107的形成得厚些的部分與p型基體101之間，形成有n型擴(kuò)散層105和n型嵌入層102。
這樣，外延層104被分離成多個(gè)區(qū)域，各區(qū)域構(gòu)成傳感器I、傳感器II以及傳感器III。各傳感器I、II、III中，在外延層104的表層部中央上形成有p型基區(qū)106。
在p型基體101與傳感器II和傳感器III的外延層104之間，形成有p型嵌入層103。由此，傳感器II和傳感器III的外延層104的厚度就比傳感器I的外延層104的厚度薄。傳感器II的外延層104的厚度與傳感器III的外延層104的厚度基本相同。
在傳感器I、II上的場(chǎng)氧化膜107上，形成有多結(jié)晶硅等構(gòu)成的可以某種程度吸收藍(lán)光的光吸收材料108。
各傳感器I、II、III中，在光入射后，外延層104中會(huì)產(chǎn)生載流子(電子空穴對(duì))，其量與被分別照射的光的光量相對(duì)應(yīng)，通過(guò)基區(qū)106取出與空穴的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
這里，入射的光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，外延層104的光吸收系數(shù)越小，所以，從外延層104的表面入射的光，其波長(zhǎng)越長(zhǎng)可以達(dá)到越深的地方。因此，如果外延層104的厚度小，長(zhǎng)波長(zhǎng)的光(例如，紅光)就不會(huì)被充分吸收。
上述光電轉(zhuǎn)換裝置100中，傳感器I的外延層104形成為能夠吸收從紅光到藍(lán)光的寬波長(zhǎng)域的光的厚度，傳感器II和傳感器III的外延層104，形成為主要能夠吸收從綠光到藍(lán)光的波長(zhǎng)域的光的厚度。
下面，著眼于有和沒有吸收藍(lán)光的光吸收材料108的情況，由于傳感器I、II上設(shè)有光吸收材料108，所以在傳感器I、II的外延層104上，被射入紅光和綠光。因此，傳感器I主要產(chǎn)生與紅光和綠光的光量相對(duì)應(yīng)的光電流，傳感器II主要產(chǎn)生與綠光的光量相對(duì)應(yīng)的光電流。另一方面，由于傳感器III上沒有設(shè)置光吸收材料108，所以在傳感器III上被射入紅光、綠光和藍(lán)光。因此，傳感器III主要產(chǎn)生與綠光和藍(lán)光的光量相對(duì)應(yīng)的光電流。
這樣，對(duì)于各傳感器I、II、III而言，作為吸收并產(chǎn)生光電流的對(duì)象的紅光、綠光和藍(lán)光的組合就各不相同，所以，通過(guò)根據(jù)各傳感器I、II、III分別產(chǎn)生的光電流的大小進(jìn)行運(yùn)算處理，可以分別求出紅光、綠光和藍(lán)光的光量。
但是，由于在這種光電轉(zhuǎn)換裝置中，也需要設(shè)置光吸收材料108，所以不能充分降低制造成本。
此外，基區(qū)106需要分別與信號(hào)取出電極連接。因而，必須在光吸收材料108上形成用于設(shè)置信號(hào)取出電極的開口，這也是使成本變高的原因。
另外，通常，在驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，吸收光并產(chǎn)生載流子的半導(dǎo)體層被耗盡，而耗盡所需電壓會(huì)隨該半導(dǎo)體層厚度的增大而增大。因此，為了吸收長(zhǎng)波長(zhǎng)的光而加厚的半導(dǎo)體區(qū)，需要較大電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)耗盡，所以光電轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動(dòng)電壓較大。包含這種光電轉(zhuǎn)換裝置的圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)電壓也會(huì)較大。
本發(fā)明的目的在于，提供能夠降低制造成本的光電轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明的另一目的在于，提供能夠降低制造成本的圖像傳感器。
本發(fā)明的又一目的在于，提供能夠降低制造成本的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法。
本發(fā)明的又一目的在于，提供低驅(qū)動(dòng)電壓的光電轉(zhuǎn)換裝置。
本發(fā)明的又一目的在于，提供低驅(qū)動(dòng)電壓的圖像傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1方面中的光電轉(zhuǎn)換裝置，包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)，在該光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)形成，沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)；第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)，在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在與所述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置或比所述第1分割區(qū)還要淺的位置上，將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，第2分割區(qū)，形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度與第1分割區(qū)幾乎相同或比第1分割區(qū)淺的位置上，第3分割區(qū)，形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度比第2分割區(qū)淺的位置上。
所以，第1至第3分割區(qū)如果具有大致相同的厚度的話，第1表層側(cè)區(qū)的厚度就與第2表層側(cè)區(qū)的厚度大致相等，或比第2表層側(cè)區(qū)的厚度大。此外，第2表層側(cè)區(qū)的厚度比第3表層側(cè)區(qū)的厚度大。
通過(guò)在第1分割區(qū)上形成有連通孔，從而第1基板側(cè)區(qū)產(chǎn)生的載流子，能夠通過(guò)該連通孔移動(dòng)到第1表層側(cè)區(qū)。因此，如果第1表層側(cè)區(qū)上設(shè)有信號(hào)取出電極，第1表層側(cè)區(qū)和第1基板側(cè)區(qū)產(chǎn)生的載流子，會(huì)一起移動(dòng)到設(shè)于第1表層側(cè)區(qū)的信號(hào)取出電極。由此，第1導(dǎo)電型的第1表層側(cè)區(qū)和第1基板側(cè)區(qū)、與第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)所構(gòu)成的二極管(以下稱“第1光電二極管”)，可以產(chǎn)生大小與第1表層側(cè)區(qū)和第1基板側(cè)區(qū)產(chǎn)生的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
另一方面，在第2和第3表層側(cè)區(qū)分別設(shè)有信號(hào)取出電極的情況下，第2、第3表層側(cè)區(qū)所產(chǎn)生的載流子分別可以移動(dòng)到信號(hào)取出電極上，但第2和第3基板側(cè)區(qū)產(chǎn)生的載流子，分別受到第2和第3分割區(qū)的阻礙，不能移動(dòng)到信號(hào)取出電極上。
因此，由第2表層側(cè)區(qū)和第2分割區(qū)構(gòu)成的二極管(以下稱“第2光電二極管”)，只能產(chǎn)生大小與第2表層側(cè)區(qū)產(chǎn)生的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。由第3表層側(cè)區(qū)和第3分割區(qū)構(gòu)成的二極管(以下，稱“第3光電二極管”)，只能產(chǎn)生大小與第3表層側(cè)區(qū)產(chǎn)生的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
這里，由于入射光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光電轉(zhuǎn)換層的光吸收系數(shù)就越小，因此對(duì)于從光電轉(zhuǎn)換層表面入射的光而言，其波長(zhǎng)越長(zhǎng)就越可以到達(dá)深部。因此，第1表層側(cè)區(qū)和第1基板側(cè)區(qū)，與第2和第3表層側(cè)區(qū)相比，更能吸收直到長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的較寬的波長(zhǎng)域(短波長(zhǎng)域、中波長(zhǎng)域、長(zhǎng)波長(zhǎng)域)的光，并產(chǎn)生量與這種光的光量相對(duì)應(yīng)的載流子。然后，第1光電二極管，產(chǎn)生相當(dāng)于這樣的載流子量的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
此外，第2表層側(cè)區(qū)與第3表層側(cè)區(qū)相比，更能吸收直到長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的波長(zhǎng)域(短波長(zhǎng)域、中波長(zhǎng)域)的光，并產(chǎn)生量與這種光的光量相對(duì)應(yīng)的載流子。然后，第2光電二極管，產(chǎn)生相當(dāng)于這樣的載流子量的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。第3表層側(cè)區(qū)能夠吸收短波長(zhǎng)側(cè)的較窄波長(zhǎng)域的光，并產(chǎn)生量與這種光的光量相對(duì)應(yīng)的載流子。然后，第3光電二極管，產(chǎn)生相當(dāng)于這樣的載流子量的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
由此，通過(guò)根據(jù)第1至第3光電二極管所產(chǎn)生的光電流(光電動(dòng)勢(shì))進(jìn)行運(yùn)算處理，就可以求出3種不同波長(zhǎng)域的光(例如，紅光、綠光和藍(lán)光)的光量。
如上所述，在上述光電轉(zhuǎn)換裝置中，由于第1至第3光電二極管具有互不相同的波長(zhǎng)依賴性，因此對(duì)于3種不同的波長(zhǎng)域，不用濾光片和光吸收材料，就可以檢測(cè)出各波長(zhǎng)域的光的光量。因此，在上述光電轉(zhuǎn)換裝置的制造工序中，無(wú)需形成濾光片和光吸收材料，所以可以降低光電轉(zhuǎn)換裝置的制造成本。
在使用該光電裝置測(cè)定光量的時(shí)候，可以對(duì)第1至第3光電二極管施加反向偏置電壓，使第1至第3光電二極管耗盡。耗盡半導(dǎo)體層所需的電壓取決于其半導(dǎo)體層的厚度，所以，使第1表層側(cè)區(qū)和第1基板側(cè)區(qū)(第1光電轉(zhuǎn)換區(qū))幾乎完全耗盡所需的電壓，要比不設(shè)第1分割區(qū)的情況小。
各元件分離區(qū)，例如也可以包含與上述第1至第3分割區(qū)相連的上述第2導(dǎo)電型的擴(kuò)散分離區(qū)，這種情況下，上述光電轉(zhuǎn)換裝置也可以包含與各擴(kuò)散分離區(qū)共用連接的上述第2導(dǎo)電型的共用電極層。
這種情況下，第1至第3分割區(qū)、擴(kuò)散分離區(qū)和共用電極層，就具有相同的導(dǎo)電型，所以，可以通過(guò)共用電極層，一并向第1至第3光電二極管施加反向偏置電壓。
共用電極層，例如也可以設(shè)在上述半導(dǎo)體基板和上述光電轉(zhuǎn)換層之間。
上述元件分離區(qū)，優(yōu)選包含形成在光電轉(zhuǎn)換層(擴(kuò)散分離區(qū))的表層部上的絕緣體部。通過(guò)該絕緣體部，可以減少光電轉(zhuǎn)換層的表層部中，由元件分離區(qū)所劃分的區(qū)域間的漏電流。在光電轉(zhuǎn)換層由硅構(gòu)成的情況下，作為絕緣體部，可以使用例如借助LOCOS技術(shù)選擇性地使光電轉(zhuǎn)換層(擴(kuò)散分離區(qū))的表層部中的規(guī)定區(qū)域氧化得到的氧化膜。
優(yōu)選在上述第1至第3表層側(cè)區(qū)的表層部上，形成上述第2導(dǎo)電型的第1至第3最表層區(qū)。這些第1至第3最表層區(qū)與第1至第3表層側(cè)區(qū)，構(gòu)成光電二極管(以下，分別稱作“第1至第3表面光電二極管”)。通過(guò)分別在上下形成的第1至第3光電二極管和第1至第3表面光電二極管，可以產(chǎn)生與其位置上所接收的光的光量相對(duì)應(yīng)的較大的電流。
在上述元件分離區(qū)，含有與上述共用電極層連接的上述擴(kuò)散分離區(qū)的情況下，上述最表層區(qū)也可以與上述擴(kuò)散分離區(qū)連接。
這種情況下，可以通過(guò)共用電極層，向第1至第3光電二極管和第1至第3表面光電二極管一并施加反向偏置電壓。
本發(fā)明第2方面中的光電轉(zhuǎn)換裝置，包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；以及，第2導(dǎo)電型的分割區(qū)，形成在距離該光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該光電轉(zhuǎn)換層分割成表層側(cè)的表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的基板側(cè)區(qū)，具有連通所述表層側(cè)區(qū)和所述基板側(cè)區(qū)的連通孔。
根據(jù)本發(fā)明，由于分割區(qū)上形成有連通孔，所以表層側(cè)區(qū)和基板側(cè)區(qū)通過(guò)該連通孔內(nèi)而連通。因此，當(dāng)表層側(cè)區(qū)設(shè)有信號(hào)取出電極時(shí)，通過(guò)光入射到表層側(cè)區(qū)和基板側(cè)區(qū)而在這些區(qū)域產(chǎn)生的載流子，可以一起移動(dòng)到信號(hào)取出電極。
另一方面，由于分割區(qū)介于表層側(cè)區(qū)和基板側(cè)區(qū)之間，所以，耗盡層，不僅可從光電轉(zhuǎn)換層的外部表面起展開，還可以從光電轉(zhuǎn)換層的內(nèi)部，即，表層側(cè)區(qū)與分割區(qū)之間的界面、以及基板側(cè)區(qū)與分割區(qū)之間的界面起展開。
因此，例如，在為了吸收包含紅光的寬波長(zhǎng)域的光，表層側(cè)區(qū)和基板側(cè)區(qū)的總厚度加大的這種情況下，與沒有形成分割區(qū)的情況相比，可以減小使表層側(cè)區(qū)和基板側(cè)區(qū)幾乎完全耗盡所需要的電壓。也就是說(shuō)，上述光電轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動(dòng)電壓較低。
本發(fā)明第3方面中的圖像傳感器，包括光電轉(zhuǎn)換裝置和驅(qū)動(dòng)該光電轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動(dòng)電路。所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)，在該光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)形成，沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)；第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)，在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在與所述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置或比所述第1分割區(qū)還要淺的位置上，將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
本發(fā)明的圖像傳感器由于無(wú)需在光電轉(zhuǎn)換裝置中形成濾光片和光吸收材料，所以能夠降低制造成本。
此外，本發(fā)明第4方面中的圖像傳感器，包括光電轉(zhuǎn)換裝置和驅(qū)動(dòng)該光電轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動(dòng)電路。所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；以及，第2導(dǎo)電型的分割區(qū)，形成在距離該光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的基板側(cè)區(qū)，具有連通所述表層側(cè)區(qū)和所述基板側(cè)區(qū)的連通孔。
本發(fā)明的圖像傳感器，由于含有可降低驅(qū)動(dòng)電壓的光電轉(zhuǎn)換裝置，所以該圖像傳感器的驅(qū)動(dòng)電壓也就能夠降低。
本發(fā)明第5方面中的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括疊層工序，將第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層疊層到半導(dǎo)體基板上；元件分離工序，在所述光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)，形成沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)；在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上形成第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，同時(shí)，在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在與所述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置上形成第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)的工序，所述第1分割區(qū)，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，且具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔，所述第2分割區(qū)，用于將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)的工序，所述第3分割區(qū)，用來(lái)將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
根據(jù)上述制造方法，可以制造出本發(fā)明第1方面中的光電轉(zhuǎn)換裝置，即第2分割區(qū)形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度與第1分割區(qū)幾乎相同的位置上的光電轉(zhuǎn)換裝置。
在形成第1分割區(qū)和第2分割區(qū)的工序中，第1分割區(qū)和第2分割區(qū)，形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度幾乎相同的位置上。因此，形成第1分割區(qū)和第2分割區(qū)的工序同時(shí)實(shí)施，可以使第1分割區(qū)和第2分割區(qū)一并形成。
形成所述第1分割區(qū)和所述第2分割區(qū)的工序，可包括用規(guī)定的注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序，形成所述第3分割區(qū)的工序，包括用小于所述規(guī)定注入能量的注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過(guò)從光電轉(zhuǎn)換層的表面注入雜質(zhì)，來(lái)形成第1至第3分割區(qū)。這時(shí)，第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)各自中的第1至第3分割區(qū)的形成深度，取決于該雜質(zhì)的注入能量。具體講就是，雜質(zhì)的注入能量越大，形成深度就越深。所以，通過(guò)雜質(zhì)的注入能量，可以控制第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)的形成深度。
在形成第1分割區(qū)和第2分割區(qū)的工序中，由于是用相同的注入能量(規(guī)定的注入能量)注入雜質(zhì)，所以，第1分割區(qū)和第2分割區(qū)會(huì)形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面深度相同的位置上。
另一方面，由于形成第3分割區(qū)的工序中的雜質(zhì)的注入能量，要比形成第1和第2分割區(qū)的工序中的雜質(zhì)的注入能量小，所以，第3分割區(qū)形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度比第1和第2分割區(qū)淺的位置上。
在形成第1分割區(qū)的工序中，可以在光電轉(zhuǎn)換層上被形成具有規(guī)定圖案的掩模(例如，抗蝕劑膜)的狀態(tài)下，實(shí)施雜質(zhì)的注入。對(duì)于掩模而言，例如，可以具有將第1分割區(qū)的連通孔所對(duì)應(yīng)的區(qū)域覆蓋起來(lái)的部分。這種情況下，連通孔所對(duì)應(yīng)的區(qū)域就可以不被注入雜質(zhì)。也就是說(shuō)，可以得到帶有連通孔的第1分割區(qū)。
本發(fā)明第6方面中的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，包括疊層工序，將第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層疊層到半導(dǎo)體基板上；元件分離工序，在所述光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)，形成沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)；在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)的工序，所述第1分割區(qū)，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，并且具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在比所述第1分割區(qū)還要淺的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)的工序，所述第2分割區(qū)，用來(lái)將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)的工序，所述第3分割區(qū)，用來(lái)將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
根據(jù)上述制造方法，可以制造出本發(fā)明第1方面中的光電轉(zhuǎn)換裝置，即第2分割區(qū)形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度比第1分割區(qū)淺的位置上的光電轉(zhuǎn)換裝置。
形成所述第1分割區(qū)的工序，可包括用規(guī)定的第1注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序，形成所述第2分割區(qū)的工序，可包括用小于所述第1注入能量的第2注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序，形成所述第3分割區(qū)的工序，可包括用小于所述第2注入能量的第3注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于第2注入能量比第1注入能量小，所以，可以將第2分割區(qū)形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度比第1分割區(qū)淺的位置上。此外，由于第3注入能量比第2注入能量小，所以，可以將第3分割區(qū)形成在距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度比第2分割區(qū)淺的位置上。
通過(guò)參照附圖以及下面闡述的對(duì)實(shí)施方式的說(shuō)明，可以進(jìn)一步了解本發(fā)明中上述的或其它的目的、特征和效果。


圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式中的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖解性平面圖。
圖2是圖1的II-II切斷線的截面圖。
圖3A是圖1的IIIA-IIIA切斷線的截面圖。
圖3B是圖1的IIIB-IIIB切斷線的截面圖。
圖3C是圖1的IIIC-IIIC切斷線的截面圖。
圖4是表示距離光電轉(zhuǎn)換層表面的深度與光強(qiáng)度之間關(guān)系的圖。
圖5是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式中的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖解性平面圖。
圖6A是用來(lái)說(shuō)明圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的圖解性截面圖。
圖6B是用來(lái)說(shuō)明圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的圖解性截面圖。
圖6C是用來(lái)說(shuō)明圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的圖解性截面圖。
圖6D是用來(lái)說(shuō)明圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的圖解性截面圖。
圖6E是用來(lái)說(shuō)明圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的圖解性截面圖。
圖6F是用來(lái)說(shuō)明圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法的圖解性截面圖。
圖7是含有圖1、圖2和圖3A至圖3C所示的光電轉(zhuǎn)換裝置及其驅(qū)動(dòng)電路的圖像傳感器的電路圖。
圖8是表示現(xiàn)有光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖解性截面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是表示本發(fā)明第1實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖解性平面圖，圖2是圖1的II-II切斷線的截面圖。圖3A至圖3C，分別是圖1的IIIA-IIIA切斷線的截面圖、IIIB-IIIB切斷線的截面圖、IIIC-IIIC切斷線的截面圖。
該光電轉(zhuǎn)換裝置1，包括p型硅基板2以及硅基板2上順序疊層的n+型共用電極層3和p-型光電轉(zhuǎn)換層4。光電轉(zhuǎn)換層4，具有大致一定的厚度(6μm左右)。光電轉(zhuǎn)換層4，被元件分離區(qū)5分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8。第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8，如圖1所示，在垂直俯視硅基板2的平面視圖上，呈近似正方形的形狀。
元件分離區(qū)5，包括設(shè)于光電轉(zhuǎn)換層4的表面部上的LOCOS(localized oxidation of silicon硅的局部氧化)的氧化膜5A；以及，跨氧化膜5A和共用電極層3之間設(shè)置的n型擴(kuò)散分離區(qū)5B。擴(kuò)散分離區(qū)5B的寬度(沿硅基板2方向的長(zhǎng)度)，比氧化膜5A的寬度(沿硅基板2方向的長(zhǎng)度)大。
在第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6中，距離光電轉(zhuǎn)換層4表面的規(guī)定深度的位置(第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6的厚度方向上的途中)上，形成有n+型第1分割區(qū)9。第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6，被該第1分割區(qū)9分割為表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)6A和硅基板2側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)6B。第1表層側(cè)區(qū)6A的厚度是2μm～3μm。
在第1分割區(qū)9中形成有連通孔9a。連通孔9a的形狀例如是矩形，在這種情況下，連通孔9a一邊的長(zhǎng)度是第1分割區(qū)9一邊長(zhǎng)度的二分之一以下。第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B，通過(guò)連通孔9a連通。
在第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7內(nèi)，在距離光電轉(zhuǎn)換層4表面的距離與第1分割區(qū)9的深度幾乎相同的位置(第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7的厚度方向上的途中)上，形成有n+型第2分割區(qū)10。第2分割區(qū)10的厚度幾乎與第1分割區(qū)9的厚度相等。第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7被第2分割區(qū)10分割為表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)7A和硅基板2側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)7B。
第2分割區(qū)10，由于在與第1分割區(qū)9深度幾乎相同的位置上形成，從而，第2表層側(cè)區(qū)7A的厚度與第1表層側(cè)區(qū)6A的厚度幾乎相等。因而，第2表層側(cè)區(qū)7A的厚度是2μm～3μm。
第2分割區(qū)10在垂直俯視硅基板2的平面視圖中，形成為與第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7幾乎相同的區(qū)域，不具有連通第2表層側(cè)區(qū)7A和第2基板側(cè)區(qū)7B的那種連通孔。因此，第2表層側(cè)區(qū)7A與第2基板側(cè)區(qū)7B，被第2分割區(qū)10完全隔開，如后所述，只有第2表層側(cè)區(qū)7A產(chǎn)生的電流被作為信號(hào)使用。
在第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8內(nèi)，在距離光電轉(zhuǎn)換層4表面的深度比第2分割區(qū)10淺的位置(第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8的厚度方向上的途中)上，形成有n+型第3分割區(qū)11。第3分割區(qū)11的厚度，與第1和第2分割區(qū)9、10的厚度幾乎相等。第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8，被第3分割區(qū)11分割為表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)8A和硅基板2側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)8B。
由于第3分割區(qū)11形成在比第2分割區(qū)10淺的位置上，所以第3表層側(cè)區(qū)8A的厚度要比第2表層側(cè)區(qū)7A的厚度小。第3表層側(cè)區(qū)8A的厚度是1μm左右。
第3分割區(qū)11，在垂直俯視硅基板2的平面視圖中，形成為與第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8幾乎相同的區(qū)域，不具有連通第3表層側(cè)區(qū)8A和第3基板側(cè)區(qū)8B的那種連通孔。因此，第3表層側(cè)區(qū)8A與第3基板側(cè)區(qū)8B，被第3分割區(qū)11完全隔開，如后所述，只有第3表層側(cè)區(qū)8A產(chǎn)生的電流被作為信號(hào)使用。
第1至第3分割區(qū)9、10、11的邊緣部，在全周范圍內(nèi)與擴(kuò)散分離區(qū)5B連接。
在第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8的表層部上，分別形成有n+型的第1至第3最表層區(qū)12、13、14，以及p+型的第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17。
如圖1所示，在垂直俯視硅基板2的平面視圖中，第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17，分別被設(shè)置在相對(duì)于第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8的中央部偏向一側(cè)(相對(duì)于圖1所示的第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8的排列方向一側(cè)方)的位置上。第1至第3最表層區(qū)12、13、14，被設(shè)置成分別包圍第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17，并與第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17略微離開一些間隔。
第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17，與元件分離區(qū)5的擴(kuò)散分離區(qū)5B連接。
參照?qǐng)D2，第1分割區(qū)9與第1表層側(cè)區(qū)6A及第1基板側(cè)區(qū)6B構(gòu)成第1光電二極管D1A，第2分割區(qū)10與第2表層側(cè)區(qū)7A構(gòu)成第2光電二極管D2A，第3分割區(qū)11與第3表層側(cè)區(qū)8A構(gòu)成第3光電二極管D3A。
此外，第1最表層區(qū)12與第1表層側(cè)區(qū)6A構(gòu)成第1表面光電二極管D1B，第2最表層區(qū)13與第2表層側(cè)區(qū)7A構(gòu)成第2表面光電二極管D2B，第3最表層區(qū)14與第3表層側(cè)區(qū)8A構(gòu)成第3表面光電二極管D3B。
在光電轉(zhuǎn)換裝置1中，元件分離區(qū)5所劃分的區(qū)域分別構(gòu)成包括第1至第3光電二極管D1A、D2A、D3A和第1至第3表面光電二極管D1B、D2B、D3B的第1至第3傳感器部21、22、23。
陽(yáng)極(信號(hào)取出電極)24、25、26分別連接在第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17上，可以將由第1至第3光電二極管D1A、D2A、D3A和第1至第3表面光電二極管D1B、D2B、D3B所產(chǎn)生的光電流(光電動(dòng)勢(shì))，分別從第1至第3傳感器部21、22、23的每一個(gè)中單獨(dú)取出。
雖然圖1、圖2和圖3A至圖3C中，對(duì)第1至第3傳感器部21、22、23每樣只表示了一個(gè)，但在上述光電轉(zhuǎn)換裝置1中，可具備多組的第1至第3傳感器部21、22、23。在這種情況下，多組的第1至第3傳感器部21、22、23，在硅基板2的面內(nèi)方向上直線或二維地排列。
此外，按照用途的不同，也可以僅使用第1至第3傳感器部21、22、23中的任意一個(gè)傳感器部21、22、23。
共用電極層3，形成在跨第1至第3傳感器部21、22、23的區(qū)域上，各元件分離區(qū)5的擴(kuò)散分離區(qū)5B與共用電極層3相連。所以，第1至第3分割區(qū)9、10、11和第1至第3最表層區(qū)12、13、14，通過(guò)擴(kuò)散分離區(qū)5B與共用電極層3相連。
第1至第3分割區(qū)9、10、11，第1至第3最表層區(qū)12、13、14，擴(kuò)散分離區(qū)5B以及共用電極層3的導(dǎo)電型，由于都是n+型或n型，所以通過(guò)共用電極層3，可以對(duì)第1至第3光電二極管D1A、D2A、D3A和第1至第3表面光電二極管D1B、D2B、D3B一并施加反向偏置電壓。
光電轉(zhuǎn)換層4上，會(huì)產(chǎn)生與入射光量相應(yīng)的量的載流子。在第1傳感器部21上，由于第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B通過(guò)連通孔9a連通，所以第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B所產(chǎn)生的載流子，都可以通過(guò)第1信號(hào)取出區(qū)15向陽(yáng)極24移動(dòng)。
因此，在第1光電二極管D1A和第1表面光電二極管D1B上，可以取出大小與第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B所產(chǎn)生的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
另一方面，雖然第2和第3表層側(cè)區(qū)7A、8A所產(chǎn)生的載流子，可以分別通過(guò)第2和第3信號(hào)取出區(qū)16、17向陽(yáng)極25、26移動(dòng)，但第2和第3基板側(cè)區(qū)7B、8B產(chǎn)生的載流子，分別被第2和第3分割區(qū)10、11阻礙，不能向陽(yáng)極25、26移動(dòng)。
因此，在第2光電二極管D2A和第2表面光電二極管D2B上，僅可以取出大小與第2表層側(cè)區(qū)7A所產(chǎn)生的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。在第3光電二極管D3A和第3表面光電二極管D3B上，僅可以取出大小與第3表層側(cè)區(qū)8A所產(chǎn)生的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。換言之，第2基板側(cè)區(qū)7B和第3基板側(cè)區(qū)8B所產(chǎn)生的主要對(duì)應(yīng)紅光的光電流，可以不在求取接收到的光量的運(yùn)算中使用(參照后述)。
圖4是表示光電轉(zhuǎn)換層4中，從其表面開始的深度與光強(qiáng)度之間的關(guān)系的圖。
在光電轉(zhuǎn)換層4內(nèi)，從其表面進(jìn)入的光由于被光電轉(zhuǎn)換層4所吸收，因此光強(qiáng)度會(huì)隨著距離光電轉(zhuǎn)換層4表面的深度的增加而減小。這時(shí)，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，被光電轉(zhuǎn)換層4吸收得越少，越能到達(dá)光電轉(zhuǎn)換層4的深部。
因此，波長(zhǎng)為620nm的光(紅光)，可以從光電轉(zhuǎn)換層4的表面到達(dá)6μm以上的深部，而波長(zhǎng)為530nm的光(綠光)只能從光電轉(zhuǎn)換層4的表面到達(dá)5μm左右的深度，波長(zhǎng)為470nm的光(藍(lán)光)只能從光電轉(zhuǎn)換層4的表面到達(dá)3μm左右的深度。也就是說(shuō)，第2表層側(cè)區(qū)7A不能充分吸收紅光，第3表層側(cè)區(qū)8A不能充分吸收紅光和綠光。
因此，第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B，吸收紅光至藍(lán)光波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光，產(chǎn)生與其光量對(duì)應(yīng)的量的載流子。此外，第2表層側(cè)區(qū)7A主要吸收綠光至藍(lán)光波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光，產(chǎn)生與其光量對(duì)應(yīng)的量的載流子。另外，第3表層側(cè)區(qū)8A主要吸收藍(lán)光附近波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光，產(chǎn)生與其光量對(duì)應(yīng)的量的載流子。
換言之，第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B的總厚度，被設(shè)定成吸收從紅光到藍(lán)光波長(zhǎng)區(qū)域的光，第2表層側(cè)區(qū)7A的厚度，被設(shè)定成能夠吸收從綠光到藍(lán)光的波長(zhǎng)區(qū)域的光，第3表層側(cè)區(qū)8A的厚度，被設(shè)定成能夠吸收藍(lán)光附近的波長(zhǎng)區(qū)域的光。
如上所述，第1光電二極管D1A和第1表面光電二極管D1B(第1傳感器部21)中，可以產(chǎn)生與第1基板側(cè)區(qū)6B和第1表層側(cè)區(qū)6A所產(chǎn)生的紅光～藍(lán)光的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。同樣，第2光電二極管D2A和第2表面光電二極管D2B(第2傳感器部22)中，可以產(chǎn)生與第2表層側(cè)區(qū)7A所產(chǎn)生的綠光～藍(lán)光的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))，第3光電二極管D3A和第3表面光電二極管D3B(第3傳感器部23)中，可以產(chǎn)生與第3表層側(cè)區(qū)8A所產(chǎn)生的藍(lán)光的載流子的量相對(duì)應(yīng)的光電流(光電動(dòng)勢(shì))。
由于氧化膜5A的形成，在光電轉(zhuǎn)換層4的表層部上，鄰接的傳感器部21、22、23間的漏電流很少。
這樣，由于第1至第3傳感器部21、22、23中，作為吸收并產(chǎn)生光電流的對(duì)象的紅光、綠光和藍(lán)光的組合各不相同，所以，根據(jù)這些光電流(光電動(dòng)勢(shì))的值進(jìn)行運(yùn)算處理，就可以分別求出紅光光量、綠光光量和藍(lán)光光量。也就是說(shuō)，使用上述光電轉(zhuǎn)換裝置1，不用依賴濾光片或光吸收材料，就能對(duì)三種波長(zhǎng)，求出第1至第3傳感器部21、22、23所接收到的光的光量。
此外，如果光電轉(zhuǎn)換裝置1具備多組第1至第3傳感器部21、22、23，那么就可以對(duì)三種波長(zhǎng)，關(guān)于第1至第3傳感器部21、22、23的排列方向，求出光量的分布。
在第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6中，沒有設(shè)置具有連通孔9a的第1分割區(qū)9的情況下，耗盡層會(huì)從第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6和第1最表層區(qū)12之間的界面、及第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6和共用電極層3之間的界面起擴(kuò)展。與此相對(duì)，如果像上述光電轉(zhuǎn)換裝置1那樣設(shè)置第1分割區(qū)9，那么除了第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6(第1表層側(cè)區(qū)6A)和第1最表層區(qū)12之間的界面、及第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6(第1基板側(cè)區(qū)6B)和共用電極層3之間的界面之外，耗盡層還會(huì)從第1表層側(cè)區(qū)6A和第1分割區(qū)9之間的界面、及第1基板側(cè)區(qū)6B和第1分割區(qū)9之間的界面起擴(kuò)展。
由于將半導(dǎo)體層完全耗盡所需要的電壓，依賴于該半導(dǎo)體層的厚度，所以可以將幾乎完全耗盡第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B所需要的電壓，設(shè)置得比沒有形成第1分割區(qū)9的情況低。因此，這種光電轉(zhuǎn)換裝置1，對(duì)要求低耗電的便攜式機(jī)器非常適用。
圖5是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的光電轉(zhuǎn)換裝置的結(jié)構(gòu)的圖解性截面圖。這里對(duì)圖5中的與圖2所示各部相對(duì)應(yīng)的部分，賦予與圖2相同的參照符號(hào)，并省略說(shuō)明。
在該光電轉(zhuǎn)換裝置31中，相當(dāng)于第1分割區(qū)9的第1分割區(qū)32，形成在距離光電轉(zhuǎn)換層4的表面的距離比第1分割區(qū)9更深的位置上，因此，光電轉(zhuǎn)換裝置31的光電轉(zhuǎn)換層4中，第1分割區(qū)32形成在比第2分割區(qū)10深的位置上。
通過(guò)這樣，相當(dāng)于第1表層側(cè)區(qū)6A的第1表層側(cè)區(qū)6C的厚度，比第1表層側(cè)區(qū)6D的厚度大，同時(shí)，相當(dāng)于第1基板側(cè)區(qū)6B的第1基板側(cè)區(qū)6D的厚度，比第1基板側(cè)區(qū)6B的厚度小。
由于第1表層側(cè)區(qū)6C和第1基板側(cè)區(qū)6D的總厚度，大致與第1表層側(cè)區(qū)6A和第1基板側(cè)區(qū)6B的總厚度相等，比第2表層側(cè)區(qū)7A的厚度大。因此，在光電轉(zhuǎn)換裝置31中，第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6也比第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7，更能吸收達(dá)到更長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)的寬波長(zhǎng)域的光，并產(chǎn)生載流子，而與光電轉(zhuǎn)換裝置1的第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6相比，表層側(cè)(第1表層側(cè)區(qū)6C)吸收更多的光并產(chǎn)生載流子。
圖6A至圖6F是用于說(shuō)明光電轉(zhuǎn)換裝置31的制造方法的圖解性截面圖。
首先，將n型雜質(zhì)(例如，砷(As))注入到硅基板2的一個(gè)表面中，硅基板2的表層部上形成n+型共用電極層3(參照?qǐng)D6A)。共用電極層3，也可以通過(guò)在硅基板2的一個(gè)表面上對(duì)砷玻璃進(jìn)行涂布，使砷從該砷玻璃擴(kuò)散到硅基板2上來(lái)形成。
接下來(lái)，在共用電極層3上通過(guò)外延生長(zhǎng)，形成厚為6μm～8μm的p型光電轉(zhuǎn)換層4(參照?qǐng)D6B)。
接著，在光電轉(zhuǎn)換層4的規(guī)定區(qū)域上，通過(guò)具有規(guī)定圖案的抗蝕劑膜的開口，將n型雜質(zhì)(例如，磷(P))從其表面注入，然后，該雜質(zhì)擴(kuò)散到光電轉(zhuǎn)換層4的深部，形成n型擴(kuò)散分離區(qū)5B。通過(guò)擴(kuò)散，n型雜質(zhì)到達(dá)共用電極層3和光電轉(zhuǎn)換層4之間的界面。這樣，得到擴(kuò)散分離區(qū)5B，其露出于光電轉(zhuǎn)換層4的表面，與共用電極層3連接。
進(jìn)一步，通過(guò)公知的LOCOS技術(shù)，選擇性地使擴(kuò)散分離區(qū)5B的表層部的規(guī)定區(qū)域氧化，形成氧化膜5A。令氧化膜5A的寬度，例如比擴(kuò)散分離區(qū)5B的寬度窄，在氧化膜5A形成后，擴(kuò)散分離區(qū)5B就會(huì)在氧化膜5A的周圍露出。光電轉(zhuǎn)換層4，被包含氧化膜5A和擴(kuò)散分離區(qū)5B的元件分離區(qū)5，分離成第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8。該狀態(tài)如圖6C所示。
接著，在光電轉(zhuǎn)換層4和元件分離區(qū)5上，形成用于形成第1分割區(qū)9的抗蝕劑膜27(掩模)(參照?qǐng)D6D)?？刮g劑膜27具有開口27a，開口27a內(nèi)露出第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6。在對(duì)應(yīng)第1分割區(qū)32的連通孔32a(參照?qǐng)D5)的區(qū)域上，也形成抗蝕劑膜27。開口27a內(nèi)，也可以露出第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6周邊部上的元件分離區(qū)5。
具有這種開口27a的抗蝕劑膜27，例如可以這樣得到在光電轉(zhuǎn)換層4和元件分離區(qū)5上，全面涂布抗蝕劑膜27的前體，然后通過(guò)曝光和顯影形成開口27a，并固化剩余的前體。
在該狀態(tài)下，通過(guò)開口27a，以規(guī)定的第1注入能量(例如，3.0MeV～3.5MeV)注入n型雜質(zhì)(例如，磷)，在第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6的規(guī)定深度的位置上，形成具有連通孔32a的第1分割區(qū)32。雜質(zhì)的注入深度依賴于其注入能量，注入能量越大，雜質(zhì)就越能注入光電轉(zhuǎn)換層4的深部。因此，通過(guò)控制雜質(zhì)的注入能量，可以在規(guī)定深度的位置上形成第1分割區(qū)32。
第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)6被第1分割區(qū)32分割成為表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)6C和硅基板2側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)6D。第1表層側(cè)區(qū)6C和第1基板側(cè)區(qū)6D通過(guò)連通孔32a連通。
接著，在抗蝕劑膜27被除去后，形成用于形成第2分割區(qū)10的抗蝕劑膜28(參照?qǐng)D6E)?？刮g劑膜28具有開口28a，開口28a內(nèi)露出第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7。開口28a內(nèi)，也可以露出第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7周邊部上的元件分離區(qū)5?？刮g劑膜28，可以使用與抗蝕劑膜27同樣的方法形成。
在該狀態(tài)下，通過(guò)開口28a，以小于第1注入能量的第2注入能量(例如，2.0MeV～3.0MeV)注入n型雜質(zhì)(例如，磷)，在第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7的規(guī)定深度的位置上，形成第2分割區(qū)10。由此，第2分割區(qū)10就形成在比第1分割區(qū)32淺的位置上。第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)7，被第2分割區(qū)10分割成為表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)7A和硅基板2側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)7B。
接著，在抗蝕劑膜28被除去后，形成用于形成第3分割區(qū)11的抗蝕劑膜29(參照?qǐng)D6F)。抗蝕劑膜29具有開口29a，開口29a內(nèi)露出第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8。開口29a內(nèi)，也可以露出第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8周邊部上的元件分離區(qū)5。抗蝕劑膜29，可以使用與抗蝕劑膜27同樣的方法形成。
在該狀態(tài)下，通過(guò)開口29a，以小于第2注入能量的第3注入能量(例如，1.0MeV～2.0MeV)注入n型雜質(zhì)(例如，磷)，在第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8的規(guī)定深度的位置上，形成第3分割區(qū)11。由此，第3分割區(qū)11形成在比第2分割區(qū)10淺的位置上。第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)8被第3分割區(qū)11分割成為表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)8A和硅基板2側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)8B。
之后，通過(guò)具有規(guī)定圖案的抗蝕劑膜的開口，將n型雜質(zhì)注入光電轉(zhuǎn)換層4的表層部，形成n+型第1至第3最表層區(qū)12、13、14。在擴(kuò)散分離區(qū)5B露出于氧化膜5A的周圍的情況下，第1至第3最表層區(qū)12、13、14與擴(kuò)散分離區(qū)5B容易連接。
進(jìn)一步，通過(guò)具有規(guī)定圖案的抗蝕劑膜的開口，將p型雜質(zhì)注入光電轉(zhuǎn)換層4的表層部，形成p+型第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17，得到圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置31。
如上所述，光電轉(zhuǎn)換裝置1的制造工序中，無(wú)需形成濾光片或光吸收材料，因此，也就無(wú)需像現(xiàn)有技術(shù)那樣，在濾光片或光吸收材料上形成用于將陽(yáng)極24、25、26連接到第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17的開口。因此，上述光電轉(zhuǎn)換裝置1可以降低制造成本。
在制造圖1、圖2和圖3A至圖3C所示的光電轉(zhuǎn)換裝置1的情況下，在上述制造方法中，形成第1分割區(qū)32(9)和第2分割區(qū)10時(shí)，雜質(zhì)的注入能量幾乎相同。因此，第1和第2分割區(qū)9、10，被在距離光電轉(zhuǎn)換層4表面的深度幾乎相同的位置上形成。
這種情況下，不分別形成抗蝕劑膜27、28來(lái)注入雜質(zhì)，取而代之的是形成具有露出第1和第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7的開口的抗蝕劑膜，通過(guò)經(jīng)該開口注入雜質(zhì)，可以同時(shí)形成第1和第2分割區(qū)9、10。這樣，可以削減工序數(shù)。當(dāng)然，也可以分別形成抗蝕劑膜27、28，并使雜質(zhì)的注入能量相同，來(lái)分別形成第1和第2分割區(qū)9、10。
圖7是包含圖1、圖2和圖3A至圖3C所示的光電轉(zhuǎn)換裝置1及其驅(qū)動(dòng)電路的圖像傳感器的電路圖的示例。在圖7中，將并聯(lián)連接的第1光電二極管D1A和第1表面光電二極管D1B用一個(gè)光電二極管D1來(lái)表示，將并聯(lián)連接的第2光電二極管D2A和第2表面光電二極管D2B用一個(gè)光電二極管D2來(lái)表示，將并聯(lián)連接的第3光電二極管D3A和第3表面光電二極管D3B用一個(gè)光電二極管D3來(lái)表示。
該圖像傳感器41，包括光電轉(zhuǎn)換裝置1(圖7中，僅表示了光電二極管D1、D2、D3)及其驅(qū)動(dòng)電路42。驅(qū)動(dòng)電路42，包括輸入輸出控制部43，用于在各光電二極管D1、D2、D3之間輸入輸出電信號(hào)；以及運(yùn)算處理部44，根據(jù)從各光電二極管D1、D2、D3得到的輸出信號(hào)，進(jìn)行運(yùn)算處理，求出紅光、綠光、藍(lán)光的光量。
光電二極管D1、D2、D3的陰極，通過(guò)共用電極層3與輸入輸出控制部43相連。通過(guò)輸入輸出控制部43，可以經(jīng)共用電極層3，對(duì)光電二極管D1、D2、D3一并施加反向偏置電壓。加在光電二極管D1、D2、D3上的反向偏置電壓，其所具有的大小可以使第1基板側(cè)區(qū)6B和第1至第3表面?zhèn)葏^(qū)6A、7A、8A(參照?qǐng)D2)的全部幾乎完全耗盡。
另一方面，各光電二極管D1、D2、D3的信號(hào)取出用的陽(yáng)極24、25、26，分別與開關(guān)晶體管Ts的源極/漏極的一方連接。各開關(guān)晶體管Ts的源極/漏極的另一方，被連接在一起，與輸入輸出控制部43相連，從而能對(duì)各開關(guān)晶體管Ts施加放電用電壓。
從輸入輸出控制部43分別向各開關(guān)晶體管Ts的柵極施加規(guī)定的柵極電壓，使得各開關(guān)晶體管Ts能夠獨(dú)自導(dǎo)通。通過(guò)導(dǎo)通各開關(guān)晶體管Ts，可以將對(duì)應(yīng)的光電二極管D1、D2、D3的陽(yáng)極24、25、26一側(cè)的電位，重新設(shè)定為規(guī)定的電位(基準(zhǔn)電位)。
此外，各光電二極管D1、D2、D3的陽(yáng)極24、25、26，還分別與輸出晶體管To的柵極連接。輸出晶體管To的源極/漏極的一方接地，源極/漏極的另一方通過(guò)電阻R與輸入輸出控制部43連接。
此外，在各輸出晶體管To的源極/漏極之間，可以由輸入輸出控制部43施加規(guī)定的電壓。輸出晶體管To中，當(dāng)源極/漏極之間施加有規(guī)定的電壓時(shí)，與柵極電位相應(yīng)的漏極電流會(huì)在源極/漏極之間流過(guò)。輸入輸出控制部43，可以分別測(cè)量該電流(以下，稱“輸出信號(hào)”)的大小。
在該圖像傳感器41中，當(dāng)用驅(qū)動(dòng)電路41驅(qū)動(dòng)光電轉(zhuǎn)換裝置1時(shí)，首先，由輸入輸出控制部43對(duì)所有的光電二極管D1、D2、D3施加反向偏置電壓。這樣，所有的光電二極管D1、D2、D3的第1基板側(cè)區(qū)6B和第1至第3表面?zhèn)葏^(qū)6A、7A、8A，被幾乎完全耗盡。
接著，由輸入輸出控制部43，將與取得輸出信號(hào)的對(duì)象的光電二極管D1相連的開關(guān)晶體管Ts，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通。由此，該光電二極管D1的陽(yáng)極24側(cè)的電位，被置為地(GND)等的規(guī)定的電位。
之后，將輸出晶體管To導(dǎo)通后，光電二極管D1所產(chǎn)生的與入射光量相應(yīng)的光電動(dòng)勢(shì)，使光電二極管D1的陽(yáng)極24側(cè)的電位，從上述規(guī)定的電位起發(fā)生變化。也就是說(shuō)，輸出晶體管To的柵極電壓發(fā)生變化，與此相伴，流過(guò)輸出晶體管To的漏極電流(輸出信號(hào))發(fā)生變化。這時(shí)，輸出信號(hào)的變化量或變化后(最終的)的電流值，被輸入輸出控制部43測(cè)定。這樣一來(lái)，得到與光電二極管D1所接收的光的光量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。
與光電二極管D1的情況同樣，與光電二極管D2、D3相連的輸出晶體管To，其輸出信號(hào)的變化量或變化后的電流值，被輸入輸出控制部43測(cè)定。這樣一來(lái)，得到與光電二極管D2、D3所接收的光的光量相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。通過(guò)以上操作，對(duì)一組光電二極管D1、D2、D3得到電信號(hào)。
得到的電信號(hào)，被送到運(yùn)算處理部44。然后，在運(yùn)算處理部44中，求出紅光光量、綠光光量和藍(lán)光光量。
該圖像傳感器41，由于具備可以降低制造成本的光電轉(zhuǎn)換裝置1，因此它可以被廉價(jià)地制造出來(lái)。
圖5所示的光電轉(zhuǎn)換裝置31，也可以由同樣的驅(qū)動(dòng)電路41驅(qū)動(dòng)。
對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的說(shuō)明雖然如上所述，但本發(fā)明也可以通過(guò)其他方式來(lái)實(shí)施。例如，在光電轉(zhuǎn)換裝置1或光電轉(zhuǎn)換裝置31中，也可以不設(shè)置最表層區(qū)12、13、14。也就是說(shuō)，傳感器部21、22、23，可分別不具備第1至第3表面光電二極管D1B、D2B、D3B。
在光電轉(zhuǎn)換裝置31的制造工序中，第1至第3分割區(qū)32、10、11的形成順序并不限于上述順序，可以選擇任意順序。例如，形成時(shí)的雜質(zhì)的注入能量，可以按照由小到大的順序，即，按照第3分割區(qū)11、第2分割區(qū)10和第1分割區(qū)32的順序來(lái)形成。
在光電轉(zhuǎn)換裝置1的制造工序中，也可以按任意順序形成第1至第3分割區(qū)9、10、11。
此外，雖然圖1中，光電轉(zhuǎn)換裝置1的第1至第3傳感器部21、22、23的受光面積(第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8的露出面積)，設(shè)置得幾乎相同，但也可以使第1至第3傳感器部21、22、23，每個(gè)都具有不同的受光面積。
此外，也可以將第1至第3信號(hào)取出區(qū)15、16、17，設(shè)置在受光面(第1至第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)6、7、8的露出面)的一角。雖然在上述實(shí)施方式中，第1信號(hào)取出區(qū)15形成在連通孔9a、32a的上方，并在平面視圖中將位置對(duì)準(zhǔn)為與連通孔9a、32a幾乎重合，但也可以形成在錯(cuò)開連通孔9a、32a的位置上。
雖然對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但這些也只不過(guò)是用來(lái)搞清本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容的具體示例，本發(fā)明不應(yīng)被限定在這些具體示例中來(lái)解釋，本發(fā)明的精神和范圍只由附加的權(quán)利要求書來(lái)限定。
本申請(qǐng)與2004年5月7日向日本專利局提出的特愿2004-138723相對(duì)應(yīng)，在此通過(guò)對(duì)其進(jìn)行引用，來(lái)使該申請(qǐng)公開的全部?jī)?nèi)容包含于本申請(qǐng)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)，在該光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)形成，沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)；第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)，在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在與所述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置或比所述第1分割區(qū)還要淺的位置上，將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
2.一種光電轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；以及，第2導(dǎo)電型的分割區(qū)，形成在距離該光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該光電轉(zhuǎn)換層分割成表層側(cè)的表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的基板側(cè)區(qū)，具有連通所述表層側(cè)區(qū)和所述基板側(cè)區(qū)的連通孔。
3.一種圖像傳感器，其特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換裝置和驅(qū)動(dòng)該光電轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動(dòng)電路，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)，在該光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)形成，沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)；第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)，在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在與所述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置或比所述第1分割區(qū)還要淺的位置上，將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
4.一種圖像傳感器，其特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換裝置和驅(qū)動(dòng)該光電轉(zhuǎn)換裝置的驅(qū)動(dòng)電路，所述光電轉(zhuǎn)換裝置包括第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層，疊層在半導(dǎo)體基板上；以及，第2導(dǎo)電型的分割區(qū)，形成在距離該光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，將該光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的基板側(cè)區(qū)，具有連通所述表層側(cè)區(qū)和所述基板側(cè)區(qū)的連通孔。
5.一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其特征在于，包括疊層工序，將第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層疊層到半導(dǎo)體基板上；元件分離工序，在所述光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)，形成沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)；在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上形成第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，同時(shí)，在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在與所述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置上形成第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)的工序，所述第1分割區(qū)，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，且具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔，所述第2分割區(qū)，用于將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)的工序，所述第3分割區(qū)，用來(lái)將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其特征在于，形成所述第1分割區(qū)和所述第2分割區(qū)的工序，包括用規(guī)定的注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序，形成所述第3分割區(qū)的工序，包括用小于所述規(guī)定注入能量的注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序。
7.一種光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其特征在于，包括疊層工序，將第1導(dǎo)電型的光電轉(zhuǎn)換層疊層到半導(dǎo)體基板上；元件分離工序，在所述光電轉(zhuǎn)換層內(nèi)，形成沿所述半導(dǎo)體基板將該光電轉(zhuǎn)換層分離成第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)的第2導(dǎo)電型的元件分離區(qū)；在所述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在距離所述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)的工序，所述第1分割區(qū)，將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，并且具有連通所述第1表層側(cè)區(qū)和所述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；在所述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在比所述第1分割區(qū)還要淺的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)的工序，所述第2分割區(qū)，用來(lái)將該第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第2表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第2基板側(cè)區(qū)；以及，在所述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，在比所述第2分割區(qū)還要淺的位置上，形成第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)的工序，所述第3分割區(qū)，用來(lái)將該第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第3表層側(cè)區(qū)和所述半導(dǎo)體基板側(cè)的第3基板側(cè)區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電轉(zhuǎn)換裝置的制造方法，其特征在于，形成所述第1分割區(qū)的工序，包括用規(guī)定的第1注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序，形成所述第2分割區(qū)的工序，包括用小于所述第1注入能量的第2注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序，形成所述第3分割區(qū)的工序，包括用小于所述第2注入能量的第3注入能量，從所述光電轉(zhuǎn)換層的表面注入第2導(dǎo)電型的雜質(zhì)的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光電轉(zhuǎn)換裝置，它包括光電轉(zhuǎn)換層，其被疊層在半導(dǎo)體基板上，并具有第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)、第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)和第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)；第2導(dǎo)電型的第1分割區(qū)，在上述第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在距離上述光電轉(zhuǎn)換層表面規(guī)定深度的位置上，并將該第1光電轉(zhuǎn)換區(qū)分割成表層側(cè)的第1表層側(cè)區(qū)和上述半導(dǎo)體基板側(cè)的第1基板側(cè)區(qū)，具有連通上述第1表層側(cè)區(qū)和上述第1基板側(cè)區(qū)的連通孔；第2導(dǎo)電型的第2分割區(qū)，在上述第2光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在與上述第1分割區(qū)深度幾乎相同的位置或比上述第1分割區(qū)還要淺的位置上；以及，第2導(dǎo)電型的第3分割區(qū)，在上述第3光電轉(zhuǎn)換區(qū)內(nèi)，形成在比上述第2分割區(qū)還要淺的位置上。
文檔編號(hào)H01L31/10GK1860611SQ200580001190
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月7日
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