專利名稱：固態(tài)圖像拾取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)圖像拾取裝置。更具體地，本發(fā)明涉及在其中每ー個像素具有電荷保持部的固態(tài)圖像拾取裝置。
背景技術(shù)：
近年來，為了更高性能的固態(tài)圖像拾取裝置，已經(jīng)考慮在其中每ー個像素具有與光電轉(zhuǎn)換部和浮置擴散部(在下文中為FD)分離的電荷保持部的配置。第一，為了實現(xiàn)全局電子快門而在每個像素中設(shè)置電荷保持部，如PTL 1中所述的。第二，為了擴展動態(tài)范圍而在每個像素中設(shè)置電荷保持部，如PTL 2中所述的。第三，為了實現(xiàn)對于每個像素具有模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換器的配置而在每個像素中設(shè)置電荷保持部，如PTL 3中所述的。PTL 1公開了通過抑制在半導(dǎo)體區(qū)的較深位置處產(chǎn)生的電荷流入電荷保持部中來減小噪聲的配置。具體地，PTL 1公開了包括在其中具有光電轉(zhuǎn)換部的P型阱、電荷保持部以及經(jīng)由P型阱的部分設(shè)置在電荷保持部的至少部分之下并且具有比P型阱高的雜質(zhì)濃度的P型半導(dǎo)體層的配置。引文列表專利文獻PTL 1 日本專利公開 No. 2008-004692PTL 2 日本專利公開 No. 2006-197383PTL 3 日本專利公開 No. 2009-03816
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在PTL 1中公開的配置中，問題在干，用于將電荷從電荷保持部傳送到FD的驅(qū)動電壓高。如PTL 1的圖3中所示出的，高濃度P型層經(jīng)由P型阱布置在電荷保持部之下。電荷保持部與具有低濃度的P型阱一起形成PN結(jié)。因此，來自電荷保持部的N型區(qū)的耗盡層擴展到P型阱，使得需要高電壓來傳送電荷。此外，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)高濃度P型層與從電荷保持部延伸到FD的電荷傳送路徑之間的位置關(guān)系，傳送路徑可能變窄并且傳送效率可能降低。鑒于那些問題，本發(fā)明的實施例涉及，第一通過抑制在電荷從電荷保持部到FD的傳送期間耗盡層的擴展，并且第二通過防止電荷保持部與FD之間的傳送路徑變窄，從而使得能夠以低電壓傳送電荷。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明ー個方面的固態(tài)圖像拾取裝置是包括像素的固態(tài)圖像拾取裝置。所述像素包括光電轉(zhuǎn)換部，被配置為根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷；電荷保持部，被配置為包括在與所述光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中保持由所述光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的電荷的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)；以及傳送部，被配置為包括控制所述電荷保持部與感測節(jié)點之間的電勢的傳送柵極電扱。第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之下，以便與所述第一半導(dǎo)體區(qū)一起形成PN結(jié)。所述第二半導(dǎo)體區(qū)的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度比在所述傳送柵極電極之下并且處干與所述第二半導(dǎo)體區(qū)相同的深度的區(qū)域的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度
問ο根據(jù)本發(fā)明另ー個方面的固態(tài)圖像拾取裝置是包括像素的固態(tài)圖像拾取裝置。所述像素包括光電轉(zhuǎn)換部，被配置為根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷；電荷保持部，被配置為包括在與所述光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中保持由所述光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的電荷的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)；以及傳送部，被配置為包括控制所述電荷保持部與感測節(jié)點之間的電勢的傳送柵極電扱。第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之下。所述第二半導(dǎo)體區(qū)的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度比在所述傳送柵極電極之下并且處干與所述第二半導(dǎo)體區(qū)相同的深度的區(qū)域的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度高。根據(jù)本發(fā)明又ー個方面的固態(tài)圖像拾取裝置是包括像素的固態(tài)圖像拾取裝置。所述像素包括光電轉(zhuǎn)換部，被配置為根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷；電荷保持部，被配置為包括在與所述光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中保持由所述光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的電荷的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)；以及傳送部，被配置為包括控制所述電荷保持部與感測節(jié)點之間的電勢的傳送柵極電扱。第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之下。所述第一半導(dǎo)體區(qū)和所述第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在半導(dǎo)體襯底中。所述第一半導(dǎo)體區(qū)的投影到與所述半導(dǎo)體襯底的表面平行的表面上的面積等于所述第二半導(dǎo)體區(qū)的投影到與所述半導(dǎo)體襯底的表面平行的表面上的面積。發(fā)明的有利效果在根據(jù)本發(fā)明實施例的固態(tài)圖像拾取裝置中，在電荷保持部中蓄積的電荷被傳送時可以抑制耗盡層的擴展，并且還可以抑制電荷傳送路徑的變窄。從以下參考附圖的示例性實施例的描述中本發(fā)明更多的特征將變得清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。圖2是用于說明制造根據(jù)本發(fā)明第一實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的方法的示圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的等效電路圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素區(qū)的頂視圖。圖10是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素區(qū)的頂視圖。圖11示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的雜質(zhì)濃度分布。圖12示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的添加的雜質(zhì)濃度分布。圖13示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的雜質(zhì)濃度分布。
具體實施例方式在下文中，下面將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。在每個實施例中，電子被用作信號電荷。然而，空穴可以被用作信號電荷。在電子被用作信號電荷的情況下，第一導(dǎo)電類型是N型，并且第二導(dǎo)電類型是P型。在空穴被用作信號電荷的情況下，相對于電子被用作信號電荷的情況，各個半導(dǎo)體區(qū)的導(dǎo)電類型可以被反轉(zhuǎn)。在各個實施例中的示意性截面圖僅僅示出了ー個像素，但是實際上多個像素以例如矩陣方式被布置。第一實施例圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。附圖標記 101表示光電轉(zhuǎn)換部。例如，使用被配置為包括P型半導(dǎo)體區(qū)和N型半導(dǎo)體區(qū)的光電ニ極管。附圖標記102表示電荷保持部。電荷保持部102被配置為包括能夠保持由光電轉(zhuǎn)換部 101產(chǎn)生的電荷的N型半導(dǎo)體區(qū)。附圖標記103表示傳送部。傳送部103將由電荷保持部 102保持的電荷傳送到感測節(jié)點。附圖標記104表示感測節(jié)點。例如，感測節(jié)點104被配置為包括與像素放大金屬氧化物半導(dǎo)體(M0Q晶體管的柵極電連接的浮置擴散部(FD)。FD 可以與垂直信號線(未示出)電連接，而不是與像素放大MOS晶體管的柵極電連接。接下來，將描述前述的各個部件的具體的配置。在本實施例中，光電轉(zhuǎn)換部101、電荷保持部102、傳送部103和感測節(jié)點104被布置在P型阱107中。通過離子注入或者外延生長在N型襯底116的主表面之一上形成P型阱107?？梢允褂肞型襯底來代替其上形成有P型阱107的N型襯底116。此外，像素結(jié)構(gòu)可以被布置在通過外延生長形成的N型襯底上。該配置的優(yōu)點在干，由于P型埋層用作勢壘，因此由光電轉(zhuǎn)換部101產(chǎn)生的電荷不太可能被排放到襯底。因此，為了増大靈敏度，像素結(jié)構(gòu)可以被布置在通過外延生長形成的N型襯底上。在其中光電轉(zhuǎn)換部101中的N型半導(dǎo)體區(qū)的雜質(zhì)濃度低并且其中產(chǎn)生的電荷在沒有被蓄積在光電轉(zhuǎn)換部101中的情況下緊接著被傳送到電荷保持部102的配置中，使用N型襯底增大靈敏度的效果變得特別地顯著。附圖標記105和106表示N型半導(dǎo)體區(qū)。N型半導(dǎo)體區(qū)105被布置在N型半導(dǎo)體區(qū)106中并且具有比N型半導(dǎo)體區(qū)106高的N型雜質(zhì)濃度。N型半導(dǎo)體區(qū)105與P型半導(dǎo)體區(qū)108 —起形成PN結(jié)。N型半導(dǎo)體區(qū)106與布置在N型半導(dǎo)體區(qū)106之下的P型阱107 一起形成PN結(jié)。P型半導(dǎo)體區(qū)108是高濃度P型半導(dǎo)體區(qū)。提供P型半導(dǎo)體區(qū)108使得能夠減少在半導(dǎo)體的表面上產(chǎn)生的暗電流。在本實施例中，前述的光電轉(zhuǎn)換部101由N型半導(dǎo)體區(qū) 105和106、P型阱107以及P型半導(dǎo)體區(qū)108構(gòu)成。附圖標記110表示N型半導(dǎo)體區(qū)。在本實施例中，N型半導(dǎo)體區(qū)110用作在與光電轉(zhuǎn)換部101不同的部分中保持電荷的第一半導(dǎo)體區(qū)。附圖標記112表示控制電扱。前述的電荷保持部102被配置為包括N型半導(dǎo)體區(qū)110和控制電極112。根據(jù)本實施例的電荷保持部102包括經(jīng)由絕緣膜109布置在N型半導(dǎo)體區(qū)110之上的控制電極112?？刂齐姌O112控制N型半導(dǎo)體區(qū)110的半導(dǎo)體表面?zhèn)鹊碾妱?。負電壓可以被施加到控制電極112以便抑制電荷保持部102中產(chǎn)生的暗電流的影響?？刂齐姌O112還可以具有控制光電轉(zhuǎn)換部101與電荷保持部102之間的電勢的功能?？商娲?，與控制電極112不同的電極可以被布置用于控制光電轉(zhuǎn)換部101與電荷保持部102之間的電勢。本發(fā)明的實施例可以被應(yīng)用于不包括控制電極112的配置。例如，N型半導(dǎo)體區(qū) 110可以經(jīng)由接觸插塞(plug)和開關(guān)選擇性地與電源連接。附圖標記113表示傳送柵極電扱。向傳送柵極電極113供應(yīng)的電壓在與N型半導(dǎo)體區(qū)110相鄰的P型阱107的部分中形成信號電荷的傳送路徑。傳送柵極電極113被布置為使得傳送路徑被形成在其中信號電荷可以被從電荷保持部102傳送到下述的感測節(jié)點 104的位置處。傳送柵極電極113根據(jù)向其供應(yīng)的電壓在形成傳送路徑的狀態(tài)與不形成傳送路徑的狀態(tài)之間切換，以便控制電荷保持部102與感測節(jié)點104之間的電連接。FD 114是N型半導(dǎo)體區(qū)。在本實施例中，F(xiàn)D 114用作感測節(jié)點。感測節(jié)點可以是從其根據(jù)蓄積在其中的電荷的量輸出信號的半導(dǎo)體區(qū)。感測節(jié)點可以具有由多個像素共享的配置。附圖標記115表示遮光部件。遮光部件115減少到電荷保持部102、傳送部103和感測節(jié)點104的入射光，或者完全地阻擋到其的入射光。附圖標記111表示高濃度P型半導(dǎo)體區(qū)，其是本實施例的特征。P型半導(dǎo)體區(qū)111 被布置在N型半導(dǎo)體區(qū)110之下。P型半導(dǎo)體區(qū)111和N型半導(dǎo)體區(qū)110在沒有經(jīng)由P型阱107的情況下直接形成PN結(jié)。也就是說，在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)111是被布置在N 型半導(dǎo)體區(qū)110之下以便與N型半導(dǎo)體區(qū)110 —起形成PN結(jié)的第二半導(dǎo)體區(qū)。圖11示出了在電荷保持部102(圖1中的X截面)和傳送部103(圖1中的Y截面)中的每ー個中的沿著深度方向的雜質(zhì)濃度分布。深度方向是與半導(dǎo)體的表面垂直的方向。P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度比P型阱107的雜質(zhì)濃度高。如圖11中所示出的，P型半導(dǎo)體區(qū)111的深度方向上的雜質(zhì)濃度分布可以是在一定深度處具有雜質(zhì)濃度峰值的分布。P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度的峰值可以處于距離表面比0. 5微米淺的位置。即使峰值處于比這深的位置，如果P型半導(dǎo)體區(qū)111和N型半導(dǎo)體區(qū)110在沒有經(jīng)由P型阱107的情況下直接形成PN結(jié)，也可以獲得本實施例的效果。然而，在峰值處于距離表面比0.5微米淺的位置吋，在N型半導(dǎo)體區(qū)110和P型半導(dǎo)體區(qū)111 之間沒有形成低雜質(zhì)濃度的區(qū)域，并且因此可以獲得更大的效果。由于P型半導(dǎo)體區(qū)111 被布置在N型半導(dǎo)體區(qū)110之下，因此P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度峰值處于比N型半導(dǎo)體區(qū)110的雜質(zhì)濃度峰值深的位置。如圖11中所示出的，在存在P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度峰值的深度處，P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度比在傳送柵極電極113之下相同深度處的區(qū)域的雜質(zhì)濃度高。換句話說，在傳送柵極電極113的至少部分之下，P型半導(dǎo)體區(qū)111不存在，或者即使P型半導(dǎo)體區(qū)111存在于傳送柵極電極113之下，雜質(zhì)濃度也低于N型半導(dǎo)體區(qū)110之下的P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度。這里，如果傳送柵極電極113之下的在與P型半導(dǎo)體區(qū)111相同深度處的半導(dǎo)體區(qū)的導(dǎo)電類型與P型半導(dǎo)體區(qū)111的導(dǎo)電類型相反，即為N型，則P型半導(dǎo)體區(qū)111具有更高的P型雜質(zhì)濃度。接下來，將詳細描述P型半導(dǎo)體區(qū)111和N型半導(dǎo)體區(qū)110形成PN結(jié)。圖12示出了在電荷保持部102(圖1中的X截面)中的沿著與半導(dǎo)體的表面垂直的方向的添加的雜質(zhì)濃度分布?！疤砑拥碾s質(zhì)濃度”意指實際上添加的雜質(zhì)的濃度。另ー方面，在本說明書、 權(quán)利要求和附圖中的“雜質(zhì)濃度”意指由相反導(dǎo)電類型的雜質(zhì)補償?shù)膬綦s質(zhì)濃度。在圖12中，P型添加的雜質(zhì)濃度比N型添加的雜質(zhì)濃度高的區(qū)域為P型半導(dǎo)體區(qū)。與此相反，N型添加的雜質(zhì)濃度比P型添加的雜質(zhì)濃度高的區(qū)域為N型半導(dǎo)體區(qū)。在圖12中，P型雜質(zhì)的添加的雜質(zhì)濃度的峰值與P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度峰值對應(yīng)。在圖12中，N型雜質(zhì)的添加的雜質(zhì)濃度等于P型雜質(zhì)的添加的雜質(zhì)濃度的部分為 PN結(jié)的界面。如果在PN結(jié)界面處的P型添加的雜質(zhì)濃度比P型阱的添加的雜質(zhì)濃度高，則可以說P型半導(dǎo)體區(qū)111和N型半導(dǎo)體區(qū)110直接形成PN結(jié)。現(xiàn)在，將描述作為添加的雜質(zhì)濃度的比較對象的P型阱。在本實施例中，在圖1中示出的P型阱107中幾乎均勻地分布雜質(zhì)。在該情況下，作為比較對象的P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度可以為例如傳送柵極電極113之下的在與P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度的峰值相同深度處的半導(dǎo)體區(qū)的添加的雜質(zhì)濃度。為了控制要向傳送柵極電極113供應(yīng)的電壓，雜質(zhì)可以被添加到傳送路徑。在這種配置中，傳送柵極電極113之下的半導(dǎo)體區(qū)的添加的雜質(zhì)濃度比P型阱的添加的雜質(zhì)濃度高，并且圖1中的P型阱107的雜質(zhì)濃度的分布不是均勻的。在該情況下，布置在光電轉(zhuǎn)換部101之下的P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度被視為比較對象。這是因為，即使雜質(zhì)被添加到傳送路徑，光電轉(zhuǎn)換部101的下部中的添加的雜質(zhì)濃度也不改變。在圖12中，實線的曲線指示根據(jù)本實施例的添加的雜質(zhì)濃度，并且虛線的曲線指示根據(jù)比較示例的添加的雜質(zhì)濃度。在根據(jù)比較示例的PN結(jié)界面處，P型雜質(zhì)的添加的雜質(zhì)濃度等于P型阱的添加的雜質(zhì)濃度。在該情況下，P型半導(dǎo)體區(qū)111和N型半導(dǎo)體區(qū)110 沒有彼此直接形成PN結(jié)。利用上面描述的根據(jù)本實施例的配置，可以以低電壓將電荷從電荷保持部102傳送到感測節(jié)點104。這將被詳細描述。首先，將描述將電荷從電荷保持部102傳送到感測節(jié)點104的機制。在光電轉(zhuǎn)換部101中產(chǎn)生的信號電荷被保持在N型半導(dǎo)體區(qū)110中之前，經(jīng)由感測節(jié)點104向N型半導(dǎo)體區(qū)110供應(yīng)復(fù)位電壓。然后，在N型半導(dǎo)體區(qū)110已經(jīng)被轉(zhuǎn)為浮置之后，光電轉(zhuǎn)換部101 中的電荷被傳送到N型半導(dǎo)體區(qū)110。然后，電荷被從電荷保持部102順序地傳送到感測節(jié)點104。通常情況下逐行地執(zhí)行傳送。此時，N型半導(dǎo)體區(qū)110處于經(jīng)由傳送部103施加反向偏壓的狀態(tài)。反向偏壓使得N型半導(dǎo)體區(qū)110被耗盡，使得電荷被傳送。為了將大部分或者優(yōu)選地所有保持在N型半導(dǎo)體區(qū)110中的電荷傳送到感測節(jié)點104，N型半導(dǎo)體區(qū)110 的大部分或者優(yōu)選地整個區(qū)域需要被耗盡。在N型半導(dǎo)體區(qū)110被耗盡吋，耗盡層擴展到N型半導(dǎo)體區(qū)110之下的P型半導(dǎo)體區(qū)111中。耗盡層從N型半導(dǎo)體區(qū)110擴展的量根據(jù)與N型半導(dǎo)體區(qū)110—起形成PN 結(jié)的P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度而變化。為了容易理解本實施例的效果，將與PTL 1中公開的配置對比地進行描述。根據(jù) PTL 1的圖3中示出的配置，高濃度P型半導(dǎo)體區(qū)經(jīng)由P型阱被布置在構(gòu)成電荷保持部的N 型半導(dǎo)體區(qū)之下。當(dāng)如在PTL 1中公開的配置中一祥，N型半導(dǎo)體區(qū)與低濃度P型阱一起形成PN結(jié)時，耗盡層在P型阱中較寬地擴展。在該情況下，為了充分地耗盡N型半導(dǎo)體區(qū)， 經(jīng)由傳送部供應(yīng)的反向偏壓需要較高。另ー方面，在本實施例中，N型半導(dǎo)體區(qū)110和P型半導(dǎo)體區(qū)111在沒有經(jīng)由P型阱107的情況下彼此直接形成PN結(jié)。由干與N型半導(dǎo)體區(qū)110 —起形成PN結(jié)的P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度高，因此可以抑制耗盡層擴展到P型半導(dǎo)體區(qū)111中。因此，即使經(jīng)由傳送部103供應(yīng)的反向偏壓低，N型半導(dǎo)體區(qū)110的大部分或者整個區(qū)域也被耗盡。此外，在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度比傳送柵極電極113之下的、 在與P型半導(dǎo)體區(qū)111相同深度處的區(qū)域的雜質(zhì)濃度高。換句話說，P型半導(dǎo)體區(qū)111不延伸到傳送柵極電極113之下的區(qū)域。利用該配置，在沒有増大向傳送柵極電極113供應(yīng)的偏置電壓的情況下，傳送路徑被形成在傳送柵極電極113之下的P型阱107中。接下來，將描述根據(jù)本實施例的用于制造P型半導(dǎo)體區(qū)111的方法。圖2是在形成P型半導(dǎo)體區(qū)111時的像素的截面的示意圖。附圖標記201表示由光致抗蝕劑等形成的掩模圖案。與圖1中相同的部分由相同的附圖標記表示，并且將省略詳細描述。首先，在襯底的整個表面之上形成光致抗蝕劑。然后，光致抗蝕劑被曝光，使得在其中要布置電荷保持部102中的N型半導(dǎo)體區(qū)110的區(qū)域中形成開ロ。作為用于形成N型半導(dǎo)體區(qū)110的第一雜質(zhì)注入步驟，使用在曝光步驟中形成的光致抗蝕劑圖案作為掩模圖案，注入N型雜質(zhì)離子。此時，砷或者磷可以被用作雜質(zhì)。隨后，在沒有去除光致抗蝕劑掩模的步驟的情況下，作為用于形成P型半導(dǎo)體區(qū) 111的第二雜質(zhì)注入步驟，注入P型雜質(zhì)離子。此時，硼等可以被用作雜質(zhì)。然后，熱處理 (諸如退火)被執(zhí)行以便使在離子注入期間出現(xiàn)的晶體缺陷等得到恢復(fù)。以這種方式，使用同一個掩模圖案形成N型半導(dǎo)體區(qū)110和P型半導(dǎo)體區(qū)111?？梢砸韵喾吹捻樞驁?zhí)行形成N型半導(dǎo)體區(qū)110的第一雜質(zhì)注入步驟和形成P型半導(dǎo)體區(qū)111的第二雜質(zhì)注入步驟。根據(jù)上述的制造方法，可以在不需要顯著地増加制造步驟的情況下形成P型半導(dǎo)體區(qū)111。更具體地，可以在沒有新的掩模圖案化步驟的情況下形成P型半導(dǎo)體區(qū)111。此外，根據(jù)這種制造方法，可以減少N型半導(dǎo)體區(qū)110和P型半導(dǎo)體區(qū)111在與襯底表面水平的方向上的偏移。因此，可以增大其中N型半導(dǎo)體區(qū)110和P型半導(dǎo)體區(qū)111彼此直接形成PN結(jié)的部分。注意，上述的制造方法不是用于制造根據(jù)本發(fā)明實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的必需的方法。可以使用不同的掩模圖案來形成N型半導(dǎo)體區(qū)110和P型半導(dǎo)體區(qū)111。如上所述，根據(jù)本實施例，在傳送電荷保持部102中蓄積的電荷時可以抑制耗盡層的擴展，并且此外，抑制電荷傳送路徑的變窄。因此，可以以低電壓傳送電荷。第二實施例圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。具有與第一實施例中相同功能的部分由相同的附圖標記表示，并且將省略其詳細描述。本實施例與第一實施例之間的差別在干，P型半導(dǎo)體區(qū)301被布置在P型半導(dǎo)體區(qū)111之下。如圖3中所示出的，P型半導(dǎo)體區(qū)301延伸到傳送路徑和FD 114之下。在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)301用作第三半導(dǎo)體區(qū)。圖9是根據(jù)本實施例的像素區(qū)的頂視圖。圖9僅僅示出了四個像素，但是根據(jù)本實施例的固態(tài)圖像拾取裝置可以包括更多的像素。具有與圖1或圖3中相同功能的部分由相同的附圖標記表示。圖3示出了圖9中的III-III截面的示意圖。附圖標記302表示有源區(qū)。在有源區(qū)302中，形成光電轉(zhuǎn)換部101、P型阱107、保持電荷的N型半導(dǎo)體區(qū)110、P型半導(dǎo)體區(qū)111、傳送路徑和FD 114。附圖標記303表示場區(qū)。場氧化膜被用于元件的隔離。附圖標記304表示其中形成有像素放大MOS晶體管、復(fù)位MOS晶體管等的區(qū)域。在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)301被形成在由圖9中的虛線限定的區(qū)域中。也就是說，P型半導(dǎo)體區(qū)301被形成在除光電轉(zhuǎn)換部101之外的整個有源區(qū)302中。在該情況下，P型阱107被分成兩個區(qū)域107a和107b，如圖3中所示出的。然而，P型半導(dǎo)體區(qū)301 不一定被布置在P型半導(dǎo)體區(qū)111、傳送柵極電極113和FD 114之下的整個區(qū)域中。在本實施例中，在P型半導(dǎo)體區(qū)111與N型半導(dǎo)體區(qū)110之間的PN結(jié)界面處的P 型雜質(zhì)的添加的雜質(zhì)濃度比P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度高。在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)301被形成在P型阱107中。在這種情況下，在傳送柵極電極113之下的半導(dǎo)體區(qū)的添加的雜質(zhì)濃度可以比P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度高。因此，在光電轉(zhuǎn)換部101的下部中的P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度可以被視為比較對象。根據(jù)本實施例的配置，可以抑制電荷流入傳送路徑和FD 114中。因此，除了在第一實施例中獲得的效果之外還可以獲得減少噪聲的效果。第三實施例圖4是根據(jù)本發(fā)明第三實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。具有與第一和第二實施例中相同功能的部分由相同的附圖標記表示，并且將省略其詳細描述。本實施例與第二實施例之間的差別在干，P型半導(dǎo)體區(qū)401被布置在P型半導(dǎo)體區(qū)301之下。兩個P型半導(dǎo)體區(qū)301和401被布置在不同的深度處。結(jié)果，P型半導(dǎo)體區(qū) 401的下端在布置有構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部101的部分的N型半導(dǎo)體區(qū)106與P型阱107之間的 PN結(jié)界面的深度處。在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)301和401用作第三半導(dǎo)體區(qū)。圖13示出了根據(jù)本實施例的在電荷保持部102(圖4中的X截面)和傳送部 103(圖4中的Y截面)中的每ー個中的沿著深度方向的雜質(zhì)分布。在存在P型半導(dǎo)體區(qū) 111的峰值的深度處，P型半導(dǎo)體區(qū)111的雜質(zhì)濃度比在傳送路徑之下的半導(dǎo)體區(qū)的雜質(zhì)濃度高。在比P型半導(dǎo)體區(qū)111更深的位置處，P型半導(dǎo)體區(qū)301和401被布置在P型半導(dǎo)體區(qū)111、傳送柵極電極113和FD 114之下。因此，如圖13中所示出的，在電荷保持部102 和傳送部103中沿著深度方向的雜質(zhì)分布是相同的。圖13還示出了在光電轉(zhuǎn)換部101(圖4中的Z截面)中的沿著深度方向的雜質(zhì)分布。如圖13中所示出的，P型半導(dǎo)體區(qū)401的下端在其中光電轉(zhuǎn)換部101中的N型半導(dǎo)體區(qū)106和P型阱107形成PN結(jié)的深度處。在本實施例中，通過四個離子注入步驟形成P型半導(dǎo)體區(qū)301和401。注入的離子類型是硼。利用最小的加速能量的離子注入的劑量大于其它，使得P型半導(dǎo)體區(qū)301的上部的雜質(zhì)濃度高。P型半導(dǎo)體區(qū)301的上部的高雜質(zhì)濃度對于減少電荷流入電荷保持部 102等中是有利的。在本實施例中，多個半導(dǎo)體區(qū)通過具有不同加速能量的離子注入被形成在不同的深度處，并旦那些半導(dǎo)體區(qū)構(gòu)成P型半導(dǎo)體區(qū)301和401。制造方法不限于前述的方法，只要P型半導(dǎo)體區(qū)301和401被形成在不同的深度處即可。在圖4中，P型半導(dǎo)體區(qū)401被布置在存在P型半導(dǎo)體區(qū)301的區(qū)域之下。也就是說，例如，P型半導(dǎo)體區(qū)401被布置在由圖9中的虛線限定的區(qū)域中。在本實施例中，在P型半導(dǎo)體區(qū)111與N型半導(dǎo)體區(qū)110之間的PN結(jié)界面處的P型雜質(zhì)的添加的雜質(zhì)濃度比P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度高。在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)301和401被形成在P型阱107中。在這種情況下，在傳送柵極電極113之下的半導(dǎo)體區(qū)的添加的雜質(zhì)濃度可以比P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度高。那么，在光電轉(zhuǎn)換部101的下部中的P型阱107的添加的雜質(zhì)濃度可以被視為比較對象。根據(jù)本實施例的配置，可以抑制光電轉(zhuǎn)換部101中產(chǎn)生的信號電荷經(jīng)由P型阱107 流入相鄰像素中。因此，除了在第二實施例中獲得的效果之外還可以獲得進一歩減少噪聲的效果。第四實施例圖5是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。具有與第一到第三實施例中的任何一個中相同功能的部分由相同的附圖標記表示，并且將省略其詳細描述。本實施例與第三實施例之間的差別在干，P型半導(dǎo)體區(qū)301和401的端部以電荷保持部102的端部為基準從相同像素中的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)偏離。構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換部101的部分的N型半導(dǎo)體區(qū)106被布置在偏離的部分中。圖10是根據(jù)本實施例的像素區(qū)的頂視圖。圖10僅僅示出了四個像素，但是根據(jù)本實施例的固態(tài)圖像拾取裝置可以包括更多的像素。在圖10中，布置有P型半導(dǎo)體區(qū)301 和401的區(qū)域由虛線指示。圖5示出了圖10中的V-V截面的示意圖。在本實施例中，代表P型半導(dǎo)體區(qū)111的矩形的下側(cè)是P型半導(dǎo)體區(qū)111的相同像素中的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部。如圖10中所示出的，相對于P型半導(dǎo)體區(qū)111的相同像素中的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部，P型半導(dǎo)體區(qū)301和401的相同像素中的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部遠離光電轉(zhuǎn)換部101。在本實施例中，在圖10中示出的多個像素中的每ー個像素中，P型半導(dǎo)體區(qū)301和 401的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部從光電轉(zhuǎn)換部101偏離。根據(jù)本實施例的固態(tài)圖像拾取裝置可以包括在其中P型半導(dǎo)體區(qū)301和401的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部不偏離的像素。根據(jù)本實施例的配置可以具有對以傾斜方向進入的光的靈敏度。因此，除了第一到第三實施例的效果之外還可以獲得光電轉(zhuǎn)換部101的靈敏度増大的效果。第五實施例圖6是根據(jù)本發(fā)明第五實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。具有與第一到第四實施例中相同功能的部分由相同的附圖標記表示，并且將省略其詳細描述。本實施例與第一到第四實施例的不同之處在干，P型半導(dǎo)體區(qū)601被布置在控制電極112與傳送柵極電極113之間的半導(dǎo)體表面上。在本實施例中，P型半導(dǎo)體區(qū)601用作第四半導(dǎo)體區(qū)。P型半導(dǎo)體區(qū)601的雜質(zhì)濃度比N型半導(dǎo)體區(qū)110的雜質(zhì)濃度高。根據(jù)本實施例的配置，可以抑制電荷保持部102與FD之間的傳送路徑中的暗電流的流入。因此，除了在第一到第四實施例中獲得的效果之外還可以獲得進一歩減少噪聲的效果。第六實施例圖7是根據(jù)本發(fā)明第六實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的像素的截面的示意圖。具有與第一到第五實施例中相同功能的部分由相同的附圖標記表示，并且將省略其詳細描述。
本實施例與第五實施例的不同之處在干，在P型半導(dǎo)體區(qū)601的正下方布置N型半導(dǎo)體區(qū)701。在本實施例中，N型半導(dǎo)體區(qū)701用作第五半導(dǎo)體區(qū)。如圖7中所示出的，在N型半導(dǎo)體區(qū)701與其下的P型半導(dǎo)體區(qū)之間的PN結(jié)界面在比N型半導(dǎo)體區(qū)110與P型半導(dǎo)體區(qū)111之間的PN結(jié)界面深的位置處。P型半導(dǎo)體區(qū)601的雜質(zhì)濃度與N型半導(dǎo)體區(qū)701的雜質(zhì)濃度分別比N型半導(dǎo)體區(qū)110的雜質(zhì)濃度高。因此，N型半導(dǎo)體區(qū)110的端部由半導(dǎo)體區(qū)601和701的布置確定。 P型半導(dǎo)體區(qū)601和N型半導(dǎo)體區(qū)701可以通過使用預(yù)先形成的控制電極112和傳送柵極電極113作為掩模的自對準エ藝來形成。根據(jù)這種制造方法，可以容易地以高精度使控制電極112的端部和N型半導(dǎo)體區(qū)110的端部對齊。根據(jù)本實施例的配置，可以增大傳送效率，使得可以以低電壓傳送電荷。固態(tài)圖像拾取裝置的應(yīng)用圖8是可以被應(yīng)用于所有前述的實施例的固態(tài)圖像拾取裝置的等效電路圖。具有該等效電路的固態(tài)圖像拾取裝置可以執(zhí)行全局電子快門操作。附圖標記801表示光電轉(zhuǎn)換部。這里使用光電ニ極管。附圖標記802表示電荷保持部，其保持由光電轉(zhuǎn)換部801產(chǎn)生的信號電荷。附圖標記803表示放大部的感測節(jié)點。 例如，與FD電連接的放大晶體管的柵極電極和FD與感測節(jié)點803對應(yīng)。附圖標記804表示第一傳送部，其將電荷保持部802中的電荷傳送到放大部的感測節(jié)點803。附圖標記805 表示在必要時設(shè)置的第二傳送部。第二傳送部805將光電轉(zhuǎn)換部801中的電荷傳送到電荷保持部802。附圖標記808表示復(fù)位部，其將基準電壓供應(yīng)給至少放大部的輸入部。此外， 復(fù)位部808可以向電荷保持部802供應(yīng)基準電壓。附圖標記807表示在必要時設(shè)置的選擇部。選擇部807將各個像素行的信號選擇性地輸出到信號線。附圖標記806表示放大部。 放大部806與為信號線設(shè)置的恒流源一起構(gòu)成源極跟隨器電路。附圖標記809表示排放控制部，其控制光電轉(zhuǎn)換部801與用作溢漏(overflow drain)(在下文中為0FD)的電源線之間的電連接。附圖標記RES表示用于向復(fù)位部808供應(yīng)驅(qū)動脈沖的導(dǎo)線。附圖標記TXl表示用于向第一傳送部804供應(yīng)驅(qū)動脈沖的導(dǎo)線。附圖標記TX2表示用于向第二傳送部805供應(yīng)驅(qū)動脈沖的導(dǎo)線。該導(dǎo)線也能夠用作用于供應(yīng)電荷保持部802中的控制電極的控制脈沖的導(dǎo)線。附圖標記SEL表示用于向選擇部807供應(yīng)驅(qū)動脈沖的導(dǎo)線。等效電路不限于此，并且配置的一部分可以由多個像素共享。此外，等效電路適用于在其中各個元件的控制布線被固定到恒定電壓并且不執(zhí)行導(dǎo)通的控制的配置。第二傳送部805可以具有埋溝MOS晶體管配置，使得由光電轉(zhuǎn)換部801產(chǎn)生的電荷立即流到電荷保持部802中。在該配置中，存在其中即使在非導(dǎo)通狀態(tài)中能量勢壘也在比表面深的部分處局部較低的部分。在該情況下，電荷傳送部可以進入其中在沒有執(zhí)行積極控制的情況下供應(yīng)一定電壓的狀態(tài)。也就是說，固定電勢勢壘可以被設(shè)置代替作為傳送部的功能。根據(jù)這種配置，在光進入光電轉(zhuǎn)換部801時通過光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的信號電荷中的大部分可以在沒有被蓄積在光電轉(zhuǎn)換部801中的情況下被傳送到電荷保持部802。因此，可以使電荷蓄積時間在所有像素的光電轉(zhuǎn)換部801中是均勻的。此外，在MOS晶體管處于非導(dǎo)通狀態(tài)時，在溝道的表面上蓄積空穴，并且用于傳送電荷的溝道存在于相對于表面的預(yù)定深度處。因此，可以減少暗電流對絕緣膜的界面的影響。從另ー觀點來看，在信號電荷被蓄積在光電轉(zhuǎn)換部801和電荷保持部802中的時段期間，光電轉(zhuǎn)換部801與電荷保持部802之間的電荷路徑的電勢低于光電轉(zhuǎn)換部801與 OFD區(qū)域之間的電荷路徑的電勢。這里，電勢意指對于信號電荷的電勢。在這種像素配置中，可以以低電壓將電荷從光電轉(zhuǎn)換部801傳送到電荷保持部 802，這在該像素配置與本發(fā)明的實施例結(jié)合時在増大低電壓下的電荷傳送效率方面是合適的。此外，從驅(qū)動的觀點來看，在一個曝光時段中從光電轉(zhuǎn)換部801移動到電荷保持部802的電荷被保持在電荷保持部802中并且被用作圖像信號。也就是說，在光電轉(zhuǎn)換部 801中的ー個曝光時段開始之后，不通過電荷保持部802的復(fù)位操作地從像素讀取信號。注意，在捕獲ー個幀的圖像時在各個光電轉(zhuǎn)換部801中共同確定ー個曝光時段。在這種配置中，可以相對容易地執(zhí)行全局曝光，但是在從電荷保持部802到FD區(qū)域的傳送期間光電轉(zhuǎn)換部801中的電荷被排放到OFD區(qū)域。因此，圖像是間歇性的。在這種配置中圖像的連續(xù)性是特別必需的情況下，可以通過執(zhí)行逐行的曝光來獲得連續(xù)的圖像。 兩者可以根據(jù)需要而切換。此外，本發(fā)明的實施例也可以被實現(xiàn)在其中在每個像素中為增大動態(tài)范圍設(shè)置電荷保持部并且其中電荷被從電荷保持部傳送到感測節(jié)點的固態(tài)圖像拾取裝置中。雖然已經(jīng)參考示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實施例。以下權(quán)利要求的范圍將被給予最寬的解釋從而包括所有這樣的修改、等同的結(jié)構(gòu)與功能。本申請要求2009年10月9日提交的日本專利申請No. 2009-235087的權(quán)益，該日本專利申請的整體通過參考被并入于此。附圖標記列表
101光電轉(zhuǎn)換部
102電荷保持部
103傳送部
104感測節(jié)點
IlON型半導(dǎo)體區(qū)
111P型半導(dǎo)體區(qū)
113傳送柵極電極
權(quán)利要求
1.ー種包括像素的固態(tài)圖像拾取裝置，所述像素包括 光電轉(zhuǎn)換部，被配置為根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷；電荷保持部，被配置為包括在與所述光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中保持由所述光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的電荷的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)；以及傳送部，被配置為包括控制所述電荷保持部與感測節(jié)點之間的電勢的傳送柵極電扱， 其中第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之下，以便與所述第一半導(dǎo)體區(qū)一起形成PN結(jié)，并且其中所述第二半導(dǎo)體區(qū)的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度比在所述傳送柵極電極之下并且處于與所述第二半導(dǎo)體區(qū)相同的深度的區(qū)域的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置， 其中所述感測節(jié)點包括浮置擴散部，并且其中第二導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體區(qū)被布置在比所述第二半導(dǎo)體區(qū)更深的位置處，所述第三半導(dǎo)體區(qū)在所述第二半導(dǎo)體區(qū)的至少部分、所述浮置擴散部以及所述傳送柵極電極之下延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換部包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)以及被布置在所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)之下并且與所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)一起形成PN結(jié)的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)，其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)包括布置在不同的深度處的多個半導(dǎo)體區(qū)，并且其中，在包括在所述第三半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)的多個半導(dǎo)體區(qū)之中，在底部處的半導(dǎo)體區(qū)延伸到其處形成有所述光電轉(zhuǎn)換部的PN結(jié)的深度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部在與所述第二半導(dǎo)體區(qū)的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部相比遠離光電轉(zhuǎn)換部的位置處，并且其中構(gòu)成所述光電轉(zhuǎn)換部的部分的所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第二半導(dǎo)體區(qū)的至少部分之下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述電荷保持部包括經(jīng)由絕緣膜布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之上的控制電扱，并且其中雜質(zhì)濃度比所述第一半導(dǎo)體區(qū)高的第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述控制電極與所述傳送柵極電極之間的半導(dǎo)體區(qū)的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中雜質(zhì)濃度比所述第一半導(dǎo)體區(qū)高的第一導(dǎo)電類型的第五半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第四半導(dǎo)體區(qū)之下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第二半導(dǎo)體區(qū)的雜質(zhì)濃度的峰值在距離襯底表面比0. 5微米淺的位置處。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第一半導(dǎo)體區(qū)和所述第二半導(dǎo)體區(qū)是通過第一雜質(zhì)注入步驟和第二雜質(zhì)注入步驟來形成的，所述第二雜質(zhì)注入步驟是使用與在所述第一雜質(zhì)注入步驟中使用的掩模一致的掩模來執(zhí)行的。
9.ー種包括像素的固態(tài)圖像拾取裝置，所述像素包括 光電轉(zhuǎn)換部，被配置為根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷；電荷保持部，被配置為包括在與所述光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中保持由所述光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的電荷的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)；以及傳送部，被配置為包括控制所述電荷保持部與感測節(jié)點之間的電勢的傳送柵極電扱， 其中第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之下，并且其中所述第二半導(dǎo)體區(qū)的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度比在所述傳送柵極電極之下并且處于與所述第二半導(dǎo)體區(qū)相同的深度的區(qū)域的第二導(dǎo)電類型的雜質(zhì)濃度高。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固態(tài)圖像拾取裝置， 其中所述感測節(jié)點包括浮置擴散部，并且其中第二導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體區(qū)被布置在比所述第二半導(dǎo)體區(qū)更深的位置處，所述第三半導(dǎo)體區(qū)在所述第二半導(dǎo)體區(qū)的至少部分、所述浮置擴散部以及所述傳送柵極電極之下延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換部包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)以及被布置在所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)之下并且與所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)一起形成PN結(jié)的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)，其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)包括布置在不同的深度處的多個半導(dǎo)體區(qū)，并且其中，在包括在所述第三半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)的多個半導(dǎo)體區(qū)之中，在底部處的半導(dǎo)體區(qū)延伸到其處形成有所述光電轉(zhuǎn)換部的PN結(jié)的深度。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部在與所述第二半導(dǎo)體區(qū)的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部相比遠離光電轉(zhuǎn)換部的位置處，并且其中構(gòu)成所述光電轉(zhuǎn)換部的部分的所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第二半導(dǎo)體區(qū)的至少部分之下。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述電荷保持部包括經(jīng)由絕緣膜布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之上的控制電扱，并且其中雜質(zhì)濃度比所述第一半導(dǎo)體區(qū)高的第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述控制電極與所述傳送柵極電極之間的半導(dǎo)體區(qū)的表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中雜質(zhì)濃度比所述第一半導(dǎo)體區(qū)高的第一導(dǎo)電類型的第五半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第四半導(dǎo)體區(qū)之下。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第二半導(dǎo)體區(qū)的雜質(zhì)濃度的峰值在距離襯底表面比0. 5微米淺的位置處。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第一半導(dǎo)體區(qū)和所述第二半導(dǎo)體區(qū)是通過第一雜質(zhì)注入步驟和第二雜質(zhì)注入步驟來形成的，所述第二雜質(zhì)注入步驟是使用與在所述第一雜質(zhì)注入步驟中使用的掩模一致的掩模來執(zhí)行的。
17.—種包括像素的固態(tài)圖像拾取裝置，所述像素包括光電轉(zhuǎn)換部，被配置為根據(jù)入射光產(chǎn)生電荷；電荷保持部，被配置為包括在與所述光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中保持由所述光電轉(zhuǎn)換部產(chǎn)生的電荷的第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體區(qū)；以及傳送部，被配置為包括控制所述電荷保持部與感測節(jié)點之間的電勢的傳送柵極電扱， 其中第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之下， 其中所述第一半導(dǎo)體區(qū)和所述第二半導(dǎo)體區(qū)被布置在半導(dǎo)體襯底中，并且其中所述第一半導(dǎo)體區(qū)的投影到與所述半導(dǎo)體襯底的表面平行的表面上的面積等于所述第二半導(dǎo)體區(qū)的投影到與所述半導(dǎo)體襯底的表面平行的表面上的面積。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像拾取裝置， 其中所述感測節(jié)點包括浮置擴散部，并且其中第二導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體區(qū)被布置在比所述第二半導(dǎo)體區(qū)更深的位置處，所述第三半導(dǎo)體區(qū)在所述第二半導(dǎo)體區(qū)的至少部分、所述浮置擴散部以及所述傳送柵極電極之下延伸。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述光電轉(zhuǎn)換部包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)以及被布置在所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)之下并且與所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)一起形成PN結(jié)的第二導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)，其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)包括布置在不同的深度處的多個半導(dǎo)體區(qū)，并且其中，在包括在所述第三半導(dǎo)體區(qū)內(nèi)的多個半導(dǎo)體區(qū)之中，在底部處的半導(dǎo)體區(qū)延伸到其處形成有所述光電轉(zhuǎn)換部的PN結(jié)的深度。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第三半導(dǎo)體區(qū)的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部在與所述第二半導(dǎo)體區(qū)的光電轉(zhuǎn)換部側(cè)的端部相比遠離光電轉(zhuǎn)換部的位置處，并且其中構(gòu)成所述光電轉(zhuǎn)換部的部分的所述第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第二半導(dǎo)體區(qū)的至少部分之下。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述電荷保持部包括經(jīng)由絕緣膜布置在所述第一半導(dǎo)體區(qū)之上的控制電扱，并且其中雜質(zhì)濃度比所述第一半導(dǎo)體區(qū)高的第二導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述控制電極與所述傳送柵極電極之間的半導(dǎo)體區(qū)的表面上。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中雜質(zhì)濃度比所述第一半導(dǎo)體區(qū)高的第一導(dǎo)電類型的第五半導(dǎo)體區(qū)被布置在所述第四半導(dǎo)體區(qū)之下。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第二半導(dǎo)體區(qū)的雜質(zhì)濃度的峰值在距離襯底表面比0. 5微米淺的位置處。
24.根據(jù)權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像拾取裝置，其中所述第一半導(dǎo)體區(qū)和所述第二半導(dǎo)體區(qū)是通過第一雜質(zhì)注入步驟和第二雜質(zhì)注入步驟來形成的，所述第二雜質(zhì)注入步驟是使用與在所述第一雜質(zhì)注入步驟中使用的掩模一致的掩模來執(zhí)行的。
全文摘要
光電轉(zhuǎn)換部、電荷保持部、傳送部和感測節(jié)點被形成在P型阱中。電荷保持部被配置為在與光電轉(zhuǎn)換部不同的部分中包括作為保持電荷的第一半導(dǎo)體區(qū)的N型半導(dǎo)體區(qū)。具有比P型阱更高的濃度的P型半導(dǎo)體區(qū)被布置在N型半導(dǎo)體區(qū)之下。
文檔編號H01L27/146GK102576718SQ201080044598
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者大貫裕介, 小林昌弘, 山下雄一郎 申請人:佳能株式會社