固態(tài)成像裝置、制造固態(tài)成像裝置的方法和電子設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本技術(shù)涉及一種固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置制造方法和電子設(shè)備，能夠提供可以防止由于放大晶體管的小型化而產(chǎn)生RTS噪聲并因此可以實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化的固態(tài)成像裝置。固態(tài)成像裝置(1-1)包括：作為光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管(PD)；從所述光電二極管(PD)讀出電荷的傳輸柵極(TG)；通過(guò)所述傳輸柵極(TG)的操作讀出所述光電二極管(PD)的電荷的浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)；和與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)連接的放大晶體管(Tr3)。更具體地，所述放大晶體管(Tr3)是全耗盡型的。這種放大晶體管包括在垂直于例如通過(guò)處理半導(dǎo)體層(11)的表面層形成的凸條(33)的方向上延伸的放大器柵極(AG)(柵電極)。
【專利說(shuō)明】固態(tài)成像裝置、制造固態(tài)成像裝置的方法和電子設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及一種固態(tài)成像裝置、固態(tài)成像裝置的制造方法和電子設(shè)備，更具體地，涉及一種在像素驅(qū)動(dòng)電路中具有放大晶體管的固態(tài)成像裝置、制造該固態(tài)成像裝置的方法和使用該固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在固態(tài)成像裝置中，存在CMOS傳感器。在具有針對(duì)各像素的像素驅(qū)動(dòng)電路的CMOS傳感器中，由各像素的光電轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換的電荷通過(guò)包含在像素驅(qū)動(dòng)電路中的放大晶體管(源極跟隨器)進(jìn)行放大，并且放大的電荷通過(guò)切換操作被輸出到垂直信號(hào)線(參見下面的非專利文獻(xiàn)I)。
[0003]引用文獻(xiàn)列表
[0004]非專利文獻(xiàn)
[0005]非專利文獻(xiàn)1:1nternational Image Sensor Workshop2007(June7-10,Ogunquit, Maine, USA), “Modeling of the Temporal Pixel to Pixel Noise of CMOSImage Sensors，，，pp.219-222,
[0006][檢索日:2011年 12 月 15 日],互聯(lián)網(wǎng)地址(URL:http://www.1magesensors.0rg/Past% 20fforkshops/2007% 20fforkshop/2007% 20Papers/056% 20Leyris% 20et%20al.pdf)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0008]近年來(lái)，固態(tài)成像裝置已經(jīng)變得小型化和高集成化，因此，對(duì)構(gòu)成像素驅(qū)動(dòng)電路的元件的小型化已經(jīng)取得進(jìn)展。然而，在CMOS傳感器中，如非專利文獻(xiàn)I中描述的，由于放大晶體管(源極跟隨器)的小型化而產(chǎn)生了 RTS (隨機(jī)電報(bào)信號(hào))噪聲，并且噪聲形成使顯示特性劣化的閃爍點(diǎn)。
[0009]鑒于上述情況，本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種固態(tài)成像裝置，其可以防止由于放大晶體管的小型化而產(chǎn)生RTS噪聲，并因此能夠?qū)崿F(xiàn)小型化和高集成化。本技術(shù)的目的還在于提供一種制造這種固態(tài)成像裝置的方法和使用這種固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備。
[0010]解決問(wèn)題的方案
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本技術(shù)的固態(tài)成像裝置包括:光電轉(zhuǎn)換部；從所述光電轉(zhuǎn)換部讀出電荷的傳輸柵極；浮動(dòng)擴(kuò)散部，通過(guò)所述傳輸柵極的操作從其讀出所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷；和與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接的全耗盡型的放大晶體管。更具體地，所述放大晶體管是全耗盡型的。所述放大晶體管包括在垂直于例如通過(guò)處理半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條的方向上延伸的柵電極。
[0012]根據(jù)本技術(shù)的固態(tài)成像裝置制造方法包括:通過(guò)處理半導(dǎo)體層的表面層形成凸條；在所述半導(dǎo)體層內(nèi)形成光電轉(zhuǎn)換部；和在所述半導(dǎo)體層的表面層中形成靠近所述光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部。所述制造方法還包括:在所述半導(dǎo)體層的表面上，形成在所述光電轉(zhuǎn)換部和所述浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的傳輸柵極，和形成與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接并在垂直于所述凸條的方向上延伸的柵電極配線。
[0013]本技術(shù)還提供一種包括上述固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備。
[0014]在具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像裝置中，連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部的作為晶體管操作的放大晶體管具有全耗盡型的結(jié)構(gòu)，在信道部中不含有任何雜質(zhì)。因此，由于在放大晶體管中信道雜質(zhì)的波動(dòng)引起的RTS(隨機(jī)電報(bào)信號(hào))的噪聲被防止，并且放大晶體管微細(xì)化。
[0015]發(fā)明效果
[0016]如上所述，根據(jù)本技術(shù)，使用可以防止RTS噪聲發(fā)生全耗盡型的放大晶體管。因此，可以實(shí)現(xiàn)放大晶體管的進(jìn)一步微細(xì)化，并且可以在固態(tài)成像裝置中實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化。此外，在使用這種固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備中，可以實(shí)現(xiàn)小型化。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0017]圖1是本技術(shù)適用的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。
[0018]圖2是本技術(shù)適用的固態(tài)成像裝置的像素驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。
[0019]圖3是根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分的示意性平面圖。
[0020]圖4是根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分的斷面圖。
[0021]圖5是示出制造根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的步驟圖(第一部分)。
[0022]圖6是示出制造根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的步驟圖(第二部分)。
[0023]圖7是示出制造根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的步驟圖(第三部分)。
[0024]圖8是根據(jù)本公開第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分的示意性平面圖。
[0025]圖9是根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的主要部分的斷面圖。
[0026]圖10是示出制造根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的步驟圖(第一部分)。
[0027]圖11是示出制造根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的步驟圖(第二部分)。
[0028]圖12是示出制造根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的步驟圖(第三部分)。
[0029]圖13是根據(jù)第三實(shí)施方案的電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面，參照附圖按以下順序說(shuō)明本技術(shù)的實(shí)施方案。
[0031]1.根據(jù)實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的例子的概略
[0032]2.第一實(shí)施方案(包括全耗盡型放大晶體管和側(cè)壁傳輸柵極的例子)
[0033]3.第二實(shí)施方案(包括全耗盡型放大晶體管和具有層疊結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換部的例子)
[0034]4.第三實(shí)施方案(使用固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備的例子)
[0035]在各實(shí)施方案中，相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示，并且省略了重復(fù)說(shuō)明。
[0036]?1.根據(jù)實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)的例子的概略》
[0037]圖1示意性地示出使用MOS型的固態(tài)成像裝置作為根據(jù)本技術(shù)的固態(tài)成像裝置的例子的固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)。[0038]在該圖中示出的固態(tài)成像裝置I具有像素區(qū)域4，其中包括光電轉(zhuǎn)換部的像素3 二維地排列在支撐基板2的表面上。排列在像素區(qū)域4中的各像素3具有由光電轉(zhuǎn)換部、浮動(dòng)擴(kuò)散部、讀出柵極和其他晶體管(所謂的MOS晶體管)形成的像素電路，后面將進(jìn)行說(shuō)明。在某些情況下，兩個(gè)以上的像素3共享像素電路的一部分。
[0039]在包圍像素區(qū)域4的區(qū)域中，設(shè)置有周邊電路，例如垂直驅(qū)動(dòng)電路5、列信號(hào)處理電路6、水平驅(qū)動(dòng)電路7和系統(tǒng)控制電路8。
[0040]垂直驅(qū)動(dòng)電路5例如由移位寄存器形成，選擇像素驅(qū)動(dòng)線9，將驅(qū)動(dòng)像素3的脈沖供給到所選擇的像素驅(qū)動(dòng)線9，并且逐行驅(qū)動(dòng)在像素區(qū)域4中排列的像素3。S卩，垂直驅(qū)動(dòng)電路5在垂直方向上逐行順次選擇性地掃描排列在像素區(qū)域4中的各像素。然后，通過(guò)在垂直于像素驅(qū)動(dòng)線9的方向上排列的垂直信號(hào)線10，垂直驅(qū)動(dòng)電路5將基于根據(jù)由各像素3接收到的光量產(chǎn)生的信號(hào)電荷的像素信號(hào)供給到列信號(hào)處理電路6。
[0041]列信號(hào)處理電路6例如針對(duì)像素的各列設(shè)置，并且逐列對(duì)從一行的像素3個(gè)輸出的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，諸如噪聲除去。具體地，列信號(hào)處理電路6進(jìn)行諸如用于除去像素固有的固定模式噪聲的相關(guān)雙采樣(CDS)、信號(hào)放大和模數(shù)(AD)轉(zhuǎn)換等信號(hào)處理。
[0042]水平驅(qū)動(dòng)電路7例如由移位寄存器形成，順次輸出水平掃描脈沖，以順次選擇各個(gè)列信號(hào)處理電路6，并且使相應(yīng)的列信號(hào)處理電路6輸出像素信號(hào)。
[0043]系統(tǒng)控制電路8接收輸入時(shí)鐘和指示操作模式的數(shù)據(jù)，并且輸出諸如關(guān)于固態(tài)成像裝置I的內(nèi)部信息等的數(shù)據(jù)。具體地，基于垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘，系統(tǒng)控制電路8產(chǎn)生設(shè)定垂直驅(qū)動(dòng)電路5、列信號(hào)處理電路6和水平驅(qū)動(dòng)電路7等的操作標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)和控制信號(hào)。然后，這些信號(hào)被輸入到垂直驅(qū)動(dòng)電路5、列信號(hào)處理電路6和水平驅(qū)動(dòng)電路7等。
[0044]上述周邊電路5?8和在像素區(qū)域4中設(shè)置的像素電路構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)各像素的驅(qū)動(dòng)電路。周邊電路5?8可以位于層疊在像素區(qū)域4上的位置。
[0045]圖2是在各像素3中設(shè)置的像素電路的等效電路圖。在本例子中的像素3包括形成光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管ro以及4個(gè)像素晶體管。4個(gè)像素晶體管由傳輸晶體管Trl、復(fù)位晶體管Tr2、放大晶體管Tr3和選擇晶體管Tr4形成。這里，傳輸晶體管Trl?Tr4例如是η信道型的MOS晶體管。
[0046]光電二極管H)連接到傳輸晶體管TrI。傳輸晶體管Trl經(jīng)由浮動(dòng)擴(kuò)散部FD連接到復(fù)位晶體管Tr2。當(dāng)傳輸脈沖ΦTrG被施加到傳輸晶體管Trl的柵極(傳輸柵極)時(shí)，由光電二極管H)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并在其中累積的信號(hào)電荷(在這種情況下為電子)被傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD。傳輸脈沖OTrG經(jīng)由像素驅(qū)動(dòng)線9中的一個(gè)供給。
[0047]浮動(dòng)擴(kuò)散部FD連接到放大晶體管Tr3的柵極。放大晶體管Tr3的漏極和復(fù)位晶體管Tr2的漏極連接到電源VDD。這里，復(fù)位晶體管Tr2的源極(或傳輸晶體管Trl的漏極)用作浮動(dòng)擴(kuò)散部FD。在信號(hào)電荷從光電二極管H)傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD之前，復(fù)位脈沖ORST被施加到復(fù)位柵極，以復(fù)位浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電位。復(fù)位脈沖ORST經(jīng)由像素驅(qū)動(dòng)線9中的一個(gè)供給。
[0048]放大晶體管Tr3的源極連接到選擇晶體管Tr4的漏極，選擇晶體管的源極連接到垂直信號(hào)線10。選擇脈沖OSEL被施加到選擇晶體管Tr4的柵極，從而選擇晶體管Tr4被置于ON狀態(tài)，并且像素3被選擇。選擇脈沖OSEL經(jīng)由像素驅(qū)動(dòng)線9中的一個(gè)供給。放大晶體管Tr3經(jīng)由選擇晶體管Tr4輸出作為復(fù)位電平的由復(fù)位晶體管Tr2復(fù)位的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電位到垂直信號(hào)線10。在信號(hào)電荷由傳輸晶體管Trl傳輸后,放大晶體管Tr3經(jīng)由選擇晶體管Tr4輸出作為信號(hào)電平的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電位到垂直信號(hào)線10?？蛇x擇地，選擇晶體管Tr4可以連接在電源VDD和放大晶體管Tr3的漏極之間。在這種情況下，放大晶體管Tr3的源極連接到垂直信號(hào)線10。
[0049]?2.第一實(shí)施方案>>
[0050]<固態(tài)成像裝置的結(jié)構(gòu)>
[0051](包括全耗盡型放大晶體管和側(cè)壁傳輸柵極的例子)
[0052]圖3是根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-1的結(jié)構(gòu)的主要部分的示意性平面圖。圖4示出沿著圖3中限定的A-A截面線和B-B截面線的截面圖。圖3和圖4示出相當(dāng)于圖2所示的從光電二極管H)到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的部分和放大晶體管Tr3的一部分的部分。參照這些附圖，對(duì)根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
[0053]如圖3和圖4所示，根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-1具有在半導(dǎo)體層11內(nèi)部形成光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管H)。包括傳輸柵極TG和放大晶體管Tr3的放大器柵極AG的柵電極經(jīng)由柵極絕緣膜13設(shè)置在半導(dǎo)體層11的一個(gè)主面(表面)上。其中通過(guò)層間絕緣膜17絕緣的配線19層疊而形成多層膜的配線層設(shè)置在柵電極的上層上。
[0054]半導(dǎo)體層11的另一個(gè)主面用作光電二極管ro的光接收面A，諸如濾光片(未示出)和片上透鏡23等光學(xué)層經(jīng)由保護(hù)絕緣膜21設(shè)置在光接收面A上。采用這種結(jié)構(gòu)，固態(tài)成像裝置1-1是在配線層的相反側(cè)的主面中具有光接收面A的背面照射型的。
[0055]下面，將按以下順序詳細(xì)地說(shuō)明各構(gòu)成要素:半導(dǎo)體層11、形成光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管H)、浮動(dòng)擴(kuò)散部FD、傳輸柵極TG和放大晶體管Tr3。
[0056][半導(dǎo)體層11]
[0057]在半導(dǎo)體層11例如由單晶硅的本征半導(dǎo)體形成，光接收面A的整個(gè)表面被通過(guò)將P型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體層11中形成的界面區(qū)域25覆蓋。在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面上，形成與各光電二極管ro相鄰的凹部31。在半導(dǎo)體層11的表面上，各凸條33在放大晶體管Tr3的形成區(qū)域中平行配置。在本例子中，3個(gè)凸條33平行配置。
[0058]各凸條33通過(guò)除去半導(dǎo)體層11中各凸條33周圍的部分而形成。凸條33的高度h與凹部31的深度d相同，并且由凸條33形成的臺(tái)階高度可以等于由凹部31形成的臺(tái)階高度。各凸條33在垂直于其延伸方向的方向上具有預(yù)定寬度《I。
[0059]在其中兩個(gè)以上的光電二極管H)共享包括浮動(dòng)擴(kuò)散部FD和放大晶體管Tr3的一個(gè)像素驅(qū)動(dòng)電路的情況下，一個(gè)凹部31鄰近于兩個(gè)以上的光電二極管ro形成。
[0060][光電二極管(光電轉(zhuǎn)換部)ro]
[0061]形成光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管ro由在作為半導(dǎo)體層11內(nèi)的η型雜質(zhì)區(qū)域的電荷累積區(qū)域35和與電荷累積區(qū)域35接觸的P型雜質(zhì)區(qū)域之間的ρη結(jié)形成。在本例子中，η型電荷累積區(qū)域35設(shè)置在位于半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的P型界面區(qū)域25和P型界面區(qū)域25相對(duì)側(cè)的形成在半導(dǎo)體層11的表面層上的P型界面區(qū)域37之間。這些區(qū)域之間的ρη結(jié)形成光電二極管H)。
[0062]光電二極管H)設(shè)置成使得電荷累積區(qū)域35經(jīng)由半導(dǎo)體層11的凹部31的側(cè)壁露出。電荷累積區(qū)域35也優(yōu)選經(jīng)由凹部31的底部露出。因此，電荷累積區(qū)域35的比凹部31的底部更靠近光接收面A的部分也可以容易地受到來(lái)自傳輸柵極TG的電荷的影響。
[0063][浮動(dòng)擴(kuò)散部FD]
[0064]浮動(dòng)擴(kuò)散部FD是通過(guò)傳輸柵極TG的操作從其讀出在光電二極管H)的電荷累積區(qū)域35中累積的電荷的部分。這樣的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD被經(jīng)由凹部31的底部露出的P型阱區(qū)域39所包圍，并且面對(duì)凹部31的底部。P型阱區(qū)域39與形成光電二極管H)的η型電荷累積區(qū)域35接觸。因此，P型阱區(qū)域39位于浮動(dòng)擴(kuò)散部FD和η型電荷累積區(qū)域35之間。P型阱區(qū)域39被設(shè)計(jì)成到達(dá)形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的P型界面區(qū)域25。
[0065][傳輸柵極TG]
[0066]傳輸柵極TG是用于讀出在光電二極管H)的電荷累積區(qū)域35中累積的電荷到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的柵電極。這樣的傳輸柵極TG被設(shè)計(jì)成沿著光電二極管H)的電荷累積區(qū)域35經(jīng)由柵極絕緣膜13露出的凹部31的側(cè)壁延伸，并且被形成為“側(cè)壁傳輸柵極”。更具體地，傳輸柵極TG被設(shè)計(jì)成從半導(dǎo)體層11的表面延伸到凹部31的側(cè)壁，并且進(jìn)一步從凹部31的側(cè)壁延伸到凹部31的底部。在凹部31的底部，傳輸柵極TG設(shè)置在阱區(qū)域39上，并且浮動(dòng)擴(kuò)散部FD通過(guò)傳輸柵極TG露出。這樣的傳輸柵極TG例如由多晶娃制成。
[0067][放大晶體管Tr3]
[0068]放大晶體管Tr3是連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的晶體管，并且特征在于，在本例子中形成為全耗盡型的晶體管。這樣的放大晶體管Tr3具有由平行排列的凸條33形成的信道。放大晶體管Tr3還包括在垂直于這些凸條33的方向上延伸的柵電極(或放大器柵極AG)。在放大晶體管Tr3中，由η型雜質(zhì)區(qū)域形成的源極43s和漏極43d進(jìn)一步設(shè)置在凸條33的延伸方向上的放大器柵極AG的兩側(cè)。
[0069]這里，構(gòu)成信道的各凸條33被設(shè)計(jì)成通過(guò)調(diào)整在垂直于延伸方向的方向上的寬度wl和凸條33的部分的雜質(zhì)濃度以充當(dāng)全耗盡型的晶體管。各凸條33的寬度wl例如為數(shù)十納米的數(shù)量級(jí)。P型阱區(qū)域41形成在半導(dǎo)體層11的位于凸條33下方的部分中。凸條33的雜質(zhì)密度使得放大晶體管Tr3可以充當(dāng)全耗盡型晶體管，低密度的溝道雜質(zhì)也可以被包含作為雜質(zhì)。有鑒于此，只要放大晶體管Tr3可以充當(dāng)全耗盡型晶體管，則凸條33可以由所謂的“本征半導(dǎo)體”部分形成，并且構(gòu)成本征信道。
[0070]在這樣的放大晶體管Tr3中，其中放大器柵極AG在垂直于凸條33的延伸方向的方向沿著凸條33配置的部分的長(zhǎng)度是信道寬度W。也就是說(shuō)，信道寬度W被計(jì)算為W =[(2Xh+wl) X3]，其中h表示各凸條33的高度，wl表示寬度，凸條33的數(shù)目為3。
[0071]在圖中所示的例子中，凸條33形成在阱區(qū)域41上。然而，阱區(qū)域41可以在凸條33的下部中存在于凸條33的內(nèi)部，從而確保放大晶體管Tr3的元件分離。在這種情況下，凸條33的減去阱區(qū)域41的部分用作信道。因此，與信道寬度W有關(guān)的凸條33的高度h通過(guò)存在于凸條33中的阱區(qū)域41的高度變小。
[0072]如果漏電流是可忽略的，那么在阱區(qū)域41和凸條33之間可以形成間隔，從而增大放大晶體管Tr3的信道寬度W。在這種情況下，每?jī)蓚€(gè)凸條33之間的寬度《2和在凸條33任一端的放大器柵極AG的延伸寬度被加到信道寬度W中。
[0073]在放大晶體管Tr3中，放大器柵極AG在凸條33的延伸方向上的寬度L是信道長(zhǎng)度L。
[0074]上述的放大晶體管Tr3具有經(jīng)由經(jīng)由配線19和圖中未示出的連接孔連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的放大器柵極AG。
[0075]<根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的效果>
[0076]在上述的固態(tài)成像裝置1-1中，即使信道部中的雜質(zhì)密度低時(shí)也充當(dāng)晶體管的全耗盡型結(jié)構(gòu)用作放大晶體管Tr3。采用這種結(jié)構(gòu)，由于信道雜質(zhì)的隨機(jī)摻雜劑波動(dòng)(RDF)引起的RTS噪聲的發(fā)生在微細(xì)化的放大晶體管Tr3中尤其可以被防止。因此，放大晶體管Tr3可以進(jìn)一步微細(xì)化，并且其中配置放大晶體管Tr3的成像區(qū)域可以更小。結(jié)果，在使用放大晶體管Tr3的固態(tài)成像裝置1-1中可以實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化。
[0077]此外，在根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-1中，放大晶體管Tr3被設(shè)計(jì)為其中放大器柵極AG在垂直于形成在半導(dǎo)體層11中的凸條33的方向上延伸配置的翅片結(jié)構(gòu)。在這種情況下，凸條33作為放大晶體管Tr3中的信道部。如上所述，在放大晶體管Tr3中的信道寬度W是在垂直于凸條33的方向上在經(jīng)由柵極絕緣膜13的凸條33和放大器柵極AG之間的結(jié)長(zhǎng)度。因此，信道寬度W可以相對(duì)于放大晶體管Tr3的占有面積增大。隨著其中放大器柵極AG垂直延伸的凸條33的數(shù)目越大，增大信道寬度W的效果越大。因此，相對(duì)于放大晶體管Tr3需要的信道寬度W的設(shè)定值，放大晶體管Tr3的占有面積可以更小。
[0078]此外，在全耗盡型的放大晶體管Tr3，隨著放大器增益增加，轉(zhuǎn)換效率提高。因此，放大晶體管Tr3可以相對(duì)于需要的轉(zhuǎn)換效率而微細(xì)化。
[0079]通過(guò)上述特征，成像區(qū)域可以更小，并且在固態(tài)成像裝置1-1中可以實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化。
[0080]此外，在根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-1中，傳輸柵極TG沿著光電二極管PD的電荷累積區(qū)域35露出在凹部31的側(cè)壁設(shè)置，使得從電荷累積區(qū)域35的更寬區(qū)域收集的電荷被傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部FD。此外，浮動(dòng)擴(kuò)散部FD設(shè)置在凹部31的底部，從而在η型電荷累積區(qū)域35和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD之間的電位梯度的形成變得容易。因此，可以確實(shí)防止從浮動(dòng)擴(kuò)散部FD到電荷累積區(qū)域35的電荷的逆流。此外，通過(guò)從傾斜方向的離子注入，雜質(zhì)可以被引入到由多晶硅制成的傳輸柵極TG。因此，也可以防止傳輸柵極TG的耗盡。通過(guò)上述特征，從電荷累積區(qū)域35到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的電荷輸送的效率可以提高。
[0081]〈制造固態(tài)成像裝置的方法〉
[0082]下面參照?qǐng)D5?8中所示的斷面步驟圖，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像裝置1-1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0083][圖5 的 Α]
[0084]首先，如圖5的A所示，在支撐基板101上制備具有經(jīng)由氧化膜103形成的半導(dǎo)體層11的SOI (絕緣體上硅)基板。氧化膜103例如由氧化硅制成，半導(dǎo)體層11由硅的本征半導(dǎo)體制成。半導(dǎo)體層11的面對(duì)氧化膜103的面是光接收面Α。光接收面A的相對(duì)側(cè)的面是表面。
[0085][圖5 的 B]
[0086]如圖5的B所示，注入有P型雜質(zhì)的界面區(qū)域25在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的界面層的整個(gè)表面上形成。在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面層中，在包括光電二極管的形成區(qū)域a的位置，形成注入有P型雜質(zhì)的界面區(qū)域37。此時(shí)，P型界面區(qū)域37未形成在放大晶體管的形成區(qū)域b中。
[0087]此外，在半導(dǎo)體層11中的光電二極管形成區(qū)域a中，注入有η型雜質(zhì)的電荷累積區(qū)域35形成在P型界面區(qū)域25和P型界面區(qū)域37之間，以獲得光電二極管H)。在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的深區(qū)域中，注入有P型雜質(zhì)的阱區(qū)域39鄰近電荷累積區(qū)域35和界面區(qū)域25形成。在同一步驟中，注入有P型雜質(zhì)的阱區(qū)域41也在半導(dǎo)體層11中的放大晶體管的形成區(qū)域b中和在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的深區(qū)域中鄰近界面區(qū)域25形成。
[0088]通過(guò)使用離子注入、然后退火以及需要時(shí)的外延生長(zhǎng)，來(lái)形成注入有各種雜質(zhì)的區(qū)域。然而，這些區(qū)域可以通過(guò)離子注入以任何順序形成。此外，形成界面區(qū)域37、η型電荷累積區(qū)域35以及阱區(qū)域39和41的離子注入利用作為掩模的各自的抗蝕劑圖案進(jìn)行。
[0089][圖5 的 C]
[0090]如圖5的C所示，凹部31和凸條33在同一步驟中在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面層上形成。凹部31形成在使得η型電荷累積區(qū)域35通過(guò)其側(cè)壁露出的位置，并且具有使得阱區(qū)域39通過(guò)底部露出的深度d。
[0091]在放大晶體管的形成區(qū)域b中，凸條33通過(guò)除去半導(dǎo)體層11中凸條33周圍的本征半導(dǎo)體部分而形成為具有高度h( = d)。在這種情況下，凸條33可以穿到阱區(qū)域41中。此外，可以在凸條33和阱區(qū)域41之間形成間隔，只要漏電流是可忽略的。然而，在凸條33和阱區(qū)域41之間形成間隔的情況下，阱區(qū)域39沒有通過(guò)在與凸條33同一步驟中形成的凹部31的底部露出。因此，P型雜質(zhì)選擇性地注入到凹部31的底部，從而使阱區(qū)域39被形成為面對(duì)凹部31的底部。
[0092]使用抗蝕劑圖案作為掩模，通過(guò)各向異性蝕刻形成上述的凹部31和凸條33。
[0093][圖6 的 A]
[0094]如圖6的A所示，沿著光電二極管H)的電荷累積區(qū)域35露出的凹部31的側(cè)壁形成傳輸柵極TG,并且在垂直于凸條33的方向上延伸的放大器柵極AG形成在放大晶體管的形成區(qū)域b中。在此過(guò)程中，首先通過(guò)熱氧化在半導(dǎo)體層11的露出表面上形成柵極絕緣膜13，并且例如由多晶硅制成的柵極膜形成在柵極絕緣膜13上。然后，使用抗蝕劑圖案作為掩模，通過(guò)各向異性蝕刻對(duì)柵極膜和柵極絕緣膜13進(jìn)行圖案化，以獲得傳輸柵極TG和放大器柵極AG。
[0095][圖6 的 B]
[0096]如圖6的B所示，然后，在鄰近電荷累積區(qū)域35的阱區(qū)域39的表面層中，形成注入有η型雜質(zhì)的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD。在此過(guò)程中，使用抗蝕劑圖案和傳輸柵極TG作為掩模，通過(guò)離子注入、然后退火，形成浮動(dòng)擴(kuò)散部FD。
[0097]此外，如圖3所示，注入有η型雜質(zhì)的源極43s和漏極43d在放大晶體管的形成區(qū)域b中形成在放大器柵極AG的側(cè)面。在此過(guò)程中，使用抗蝕劑圖案和放大器柵極AG作為掩模，通過(guò)離子注入、然后退火，形成源極43s和漏極43d。按這種方式，獲得具有凸條33作為信道的全耗盡型的放大晶體管Tr3。
[0098]上述的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的形成以及源極43s和漏極43d的形成可以在同一步驟中進(jìn)行。
[0099][圖7 的 A]
[0100]如圖7的A所示，進(jìn)行用于在半導(dǎo)體層11上形成層間絕緣膜17以覆蓋傳輸柵極TG和放大器柵極AG并填充溝槽的步驟、用于在層間絕緣膜17中形成連接孔(未示出)的步驟以及用于在層間絕緣膜17上形成配線19的步驟。其后，這些步驟被順次重復(fù)，并且最后進(jìn)行用于形成層間絕緣膜17的步驟。按這種方式，在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面上，形成其中通過(guò)層間絕緣膜17絕緣的配線19被疊置以形成多層的配線層。
[0101]如圖7的B所示，從半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)除去支撐基板101和氧化膜103，以露出半導(dǎo)體層11的光接收面A。
[0102][圖4]
[0103]在上述步驟后，如圖4所示，如果需要，保護(hù)絕緣膜21形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A上，并且進(jìn)一步形成片上透鏡23。此外，如果需要，圖中未示出的防反射膜、遮光膜和濾光層形成在保護(hù)絕緣膜21和片上透鏡23之間。按這種方式，完成固態(tài)成像裝置1-1。
[0104]<根據(jù)第一實(shí)施方案的制造方法的效果>
[0105]通過(guò)上述制造方法，用作放大晶體管Tr3的信道部的凸條33和配置傳輸柵極TG的凹部31在同一步驟中形成。此外，放大器柵極AG和傳輸柵極TG在同一步驟中形成。此夕卜，浮動(dòng)擴(kuò)散部FD以及源極43s和漏極43d在同一步驟中形成。因此，根據(jù)第一實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-ι能夠以更簡(jiǎn)單的方式獲得。
[0106]〈〈3.第二實(shí)施方案》
[0107](包括全耗盡型放大晶體管和具有層疊結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換部的例子)
[0108]圖8是根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-2的結(jié)構(gòu)的主要部分的示意性平面圖。圖9示出沿著圖8中限定的A-A截面線和B-B截面線的截面圖。圖8和圖9示出相當(dāng)于從形成作為光電轉(zhuǎn)換部的光電二極管H)到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD的部分和放大晶體管Tr3的一部分的部分。
[0109]如圖8和9所示，在根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-2中，在半導(dǎo)體層11的內(nèi)部，作為光電轉(zhuǎn)換部的露出的光電二極管PDl和埋入的光電二極管PD2堆疊設(shè)置。光電二極管PDl和PD2用作針對(duì)波長(zhǎng)范圍彼此不同的光的光電轉(zhuǎn)換部。象第一實(shí)施方案中那樣，包括傳輸柵極TGl和TG2以及放大晶體管Tr3的放大器柵極AG的柵電極經(jīng)由柵極絕緣膜13設(shè)置在半導(dǎo)體層11的一個(gè)主面(表面)上。其中通過(guò)層間絕緣膜17絕緣的配線19層疊而形成多層膜的配線層設(shè)置在柵電極的上層上。
[0110]半導(dǎo)體層11的另一個(gè)主面用作光電二極管PDl和TO2的光接收面A。在光接收面A上，另一個(gè)光電轉(zhuǎn)換部51設(shè)置成經(jīng)由保護(hù)絕緣膜21在兩個(gè)光電二極管PDl和PD2上疊置。光電轉(zhuǎn)換部51用作波長(zhǎng)范圍不同于上述光電二極管PDl和PD2的光的光電轉(zhuǎn)換部。
[0111]在光接收面A上，象第一實(shí)施方案中那樣，如果需要，片上透鏡23等被設(shè)置成覆蓋光電轉(zhuǎn)換部51。然而，在光電轉(zhuǎn)換部51和片上透鏡23之間不需要設(shè)置濾光片。采用這種結(jié)構(gòu)，固態(tài)成像裝置1-2是在配線層的相反側(cè)的主面中具有光接收面A的背面照射型的。
[0112]下面，將按以下順序詳細(xì)地說(shuō)明各構(gòu)成要素:半導(dǎo)體層11、露出型的光電二極管ro1、埋入型的光電二極管TO2、光電轉(zhuǎn)換部51和放大晶體管Tr3。
[0113][半導(dǎo)體層11]
[0114]在半導(dǎo)體層11例如由η型單晶硅形成，光接收面A的整個(gè)表面被通過(guò)將P型雜質(zhì)引入到半導(dǎo)體層11中形成的界面區(qū)域25覆蓋。在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面上，形成與露出型的光電二極管ro相鄰的凹部31。在半導(dǎo)體層11的表面上，各凸條33在放大晶體管Tr3的形成區(qū)域中平行配置。這些凸條33與第一實(shí)施方案中的相同，具有等于凹部31的深度d的高度h和在垂直于延伸方向上的預(yù)定寬度wl。[0115][露出型的光電二極管(光電轉(zhuǎn)換部)PD1]
[0116]形成光電轉(zhuǎn)換部的露出型的光電二極管PDl是例如針對(duì)紅色的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的光電轉(zhuǎn)換部。光電二極管roi由在作為形成在半導(dǎo)體層11內(nèi)的η型雜質(zhì)區(qū)域的電荷累積區(qū)域61和與電荷累積區(qū)域61接觸的P型雜質(zhì)區(qū)域之間的ρη結(jié)形成。在本例子中，η型電荷累積區(qū)域61與形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面層中的P型界面區(qū)域63和形成在凹部31的側(cè)壁側(cè)上的P型界面區(qū)域65接觸。這些區(qū)域之間的ρη結(jié)形成光電二極管roi。
[0117]浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl靠近光電二極管PDl形成。浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl是通過(guò)傳輸柵極TGl的操作從其讀出在光電二極管roi的電荷累積區(qū)域61中累積的電荷的部分。這樣的浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl形成在半導(dǎo)體層11的表面層中，被鄰近電荷累積區(qū)域61的P型阱區(qū)域67所包圍。在這種情況下，P型阱區(qū)域67位于浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl和η型電荷累積區(qū)域61之間。ρ型阱區(qū)域67被設(shè)計(jì)成到達(dá)形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的ρ型界面區(qū)域25。
[0118]用于讀出在光電二極管roi的電荷累積區(qū)域61中累積的電荷到浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl的傳輸柵極TGl設(shè)置在光電二極管PDl和浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl之間。這樣的傳輸柵極TGl經(jīng)由柵極絕緣膜13設(shè)置在電荷累積區(qū)域61和浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl之間的阱區(qū)域67的部分上。
[0119][埋入型的光電二極管(光電轉(zhuǎn)換部)PD2]
[0120]形成光電轉(zhuǎn)換部的埋入型的光電二極管PD2是例如針對(duì)藍(lán)色的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的光電轉(zhuǎn)換部。在這種光電二極管ro2中，在形成光電二極管roi的η型電荷累積區(qū)域61上疊置的η型雜質(zhì)區(qū)域用作半導(dǎo)體層11中的電荷累積區(qū)域71。在本例子中，η型電荷累積區(qū)域71經(jīng)由由ρ型雜質(zhì)區(qū)域形成的隔離區(qū)域73疊置在η型電荷累積區(qū)域61上。η型電荷累積區(qū)域71也與形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的ρ型界面區(qū)域25接觸。這些區(qū)域之間的ρη結(jié)形成光電二極管Η)2.[0121]這樣的光電二極管PD2被設(shè)計(jì)成朝向半導(dǎo)體層11的凹部31的底面?zhèn)韧怀?。在這種情況下，在凹部31的底面中，η型電荷累積區(qū)域71用ρ型隔離區(qū)域73覆蓋。
[0122]浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2靠近光電二極管PD2形成。浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2是通過(guò)傳輸柵極TG2的操作從其讀出在光電二極管ro2的電荷累積區(qū)域71中累積的電荷的部分。這樣的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2由通過(guò)凹部31的底部露出的P型阱區(qū)域75所包圍，并且面對(duì)凹部31的底部。P型阱區(qū)域75與形成光電二極管TO2的η型電荷累積區(qū)域71接觸。因此，ρ型阱區(qū)域75位于浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2和η型電荷累積區(qū)域71之間。ρ型阱區(qū)域75被設(shè)計(jì)成到達(dá)形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的ρ型界面區(qū)域25。
[0123]用于讀出在光電二極管Η)2的電荷累積區(qū)域71中累積的電荷到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2的傳輸柵極TG2設(shè)置在光電二極管PD2和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2之間。這樣的傳輸柵極TG2經(jīng)由柵極絕緣膜13設(shè)置在電荷累積區(qū)域71和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2之間的阱區(qū)域75的部分上。
[0124][光電轉(zhuǎn)換部51]
[0125]光電轉(zhuǎn)換部51是例如針對(duì)綠色的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光的光電轉(zhuǎn)換部。在半導(dǎo)體層11的光接收面A上，光電轉(zhuǎn)換部51設(shè)置成經(jīng)由保護(hù)絕緣膜21在光電二極管PDl和PD2上疊置。光電轉(zhuǎn)換部51包括通過(guò)圖案化在保護(hù)絕緣膜21上形成的像素電極55、在像素電極55上形成的光電轉(zhuǎn)換膜57以及在光電轉(zhuǎn)換膜57上進(jìn)一步形成的共用電極59，并且形成在其中光電轉(zhuǎn)換膜57夾設(shè)在像素電極55和共用電極59之間的部分上。[0126]在這些部件中，像素電極55由已經(jīng)進(jìn)行過(guò)圖案化的透明導(dǎo)電膜形成，從而針對(duì)每個(gè)像素劃分。
[0127]光電轉(zhuǎn)換膜57由對(duì)目標(biāo)波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料制成。對(duì)綠色波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料例如可以是含有若丹明染料、部花青染料或喹吖啶酮的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料。對(duì)紅色波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料可以是含有酞菁染料的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料。對(duì)藍(lán)色波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料例如可以是含有香豆素染料，三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)或部花菁染料的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料。由這種材料制成的光電轉(zhuǎn)換膜57可以形成為在所有像素之間共享的層，或者可以形成為針對(duì)每個(gè)像素劃分的圖案。
[0128]共用電極59由透明導(dǎo)電膜形成，可以被設(shè)計(jì)為在所有像素之間共享的層，并且連接到固定電位。共用電極59可以形成為針對(duì)每個(gè)像素劃分的圖案。共用電極59也可以通過(guò)圖中未示出的插頭(plug)延伸到半導(dǎo)體層11的表面?zhèn)?，并且?jīng)由設(shè)置在表面?zhèn)鹊呐渚€19連接到固定電位。
[0129]在具有上述結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換部51中，各像素電極55通過(guò)圖中未示出的插頭延伸到半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)的表面?zhèn)龋⑶遗c圖8的平面圖中示出的另一個(gè)η型電荷累積區(qū)域53接觸。插頭可以由雜質(zhì)區(qū)域形成，并且在這種情況下，是與電荷累積區(qū)域53的類型相同的η型。
[0130]盡管僅在圖8的示意性平面圖中示出，但是位于電荷累積區(qū)域53附近的另一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3形成在半導(dǎo)體層11的表面層中。浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3是通過(guò)傳輸柵極TG3的操作從其讀出從光電轉(zhuǎn)換部51的下部電極提取并累積在電荷累積區(qū)域53中的電荷的部分。這樣的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3形成在半導(dǎo)體層11的表面層中，由鄰近電荷累積區(qū)域53的ρ型阱區(qū)域(未示出)所包圍。在這種情況下，P型阱區(qū)域位于浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3和η型電荷累積區(qū)域53之間。
[0131]用于讀出累積在電荷累積區(qū)域53中的電荷到浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3的傳輸柵極TG3設(shè)置在電荷累積區(qū)域53和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3之間。這樣的傳輸柵極TG3經(jīng)由柵極絕緣膜設(shè)置在位于電荷累積區(qū)域53和浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3之間的阱區(qū)域的部分?？蛇x擇地，電荷累積區(qū)域53、浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3和傳輸柵極TG3可以位于凹部31的底部。
[0132][放大晶體管Tr3]
[0133]放大晶體管Tr3是連接到各浮動(dòng)擴(kuò)散部FD1、FD2和FD3的晶體管。象第一實(shí)施方案中那樣，在本實(shí)施方案中使用的放大晶體管Tr3其特征在于形成為全耗盡型的晶體管，并且具有與第一實(shí)施方案相同的結(jié)構(gòu)。因此，省略了對(duì)它們的詳細(xì)說(shuō)明。
[0134]上述的放大晶體管Tr3具有經(jīng)由配線19和圖中未示出的連接孔連接到浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl、FD2和FD3的放大器柵極AG。放大晶體管Tr3與浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl、FD2和FD3之間的連接可以具有一對(duì)一的關(guān)系，或者浮動(dòng)擴(kuò)散部FD1、FD2和FD3可以連接到一個(gè)放大晶體管Tr3?？蛇x擇地，位于彼此不同的像素中的浮動(dòng)擴(kuò)散部可以連接到一個(gè)放大晶體管Tr3。
[0135]〈根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置的效果〉
[0136]在上述的固態(tài)成像裝置1-2中，象第一實(shí)施方案中那樣，即使信道部中的雜質(zhì)密度低時(shí)也充當(dāng)晶體管的全耗盡型結(jié)構(gòu)用作放大晶體管Tr3。因此，象第一實(shí)施方案中那樣，放大晶體管Tr3可以進(jìn)一步微細(xì)化，并且在使用放大晶體管Tr3的固態(tài)成像裝置1_2中可以實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化。
[0137]在根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-2中，放大晶體管Tr3也被設(shè)計(jì)為其中放大器柵極AG在垂直于形成在半導(dǎo)體層11中的凸條33的方向上延伸配置的翅片結(jié)構(gòu)。因此，象第一實(shí)施方案中那樣，相對(duì)于放大晶體管Tr3需要的信道寬度W的設(shè)定值，放大晶體管Tr3的占有面積可以更小。通過(guò)上述特征，成像區(qū)域可以更小，并且在固態(tài)成像裝置1-2中可以實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化。
[0138]此外，在根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-2中，光電二極管PDl和TO2以及光電轉(zhuǎn)換部51被設(shè)置作為針對(duì)波長(zhǎng)范圍彼此不同的光的光電轉(zhuǎn)換部，并且在一個(gè)像素內(nèi)疊置。因此，光電二極管PDl和TO2以及光電轉(zhuǎn)換部51分別位于對(duì)應(yīng)于相應(yīng)波長(zhǎng)范圍的深處(高度)處，因此可以在沒有使用濾光片引起的光損失的情況下進(jìn)行波長(zhǎng)分離。因此，可以實(shí)現(xiàn)更高的靈敏度和更高的面積效率。
[0139]〈制造固態(tài)成像裝置的方法〉
[0140]下面參照?qǐng)D10?12中所示的斷面步驟圖，對(duì)具有上述結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像裝置1-2的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0141][圖10 的 A]
[0142]首先，如圖10的A所示，在支撐基板101上制備具有經(jīng)由氧化膜103形成的半導(dǎo)體層11的SOI (絕緣體上硅)基板。氧化膜103例如由氧化硅制成，半導(dǎo)體層11由η型硅制成。半導(dǎo)體層11的面對(duì)氧化膜103的面是光接收面Α。光接收面A的相對(duì)側(cè)的面是表面。
[0143][圖10 的 B]
[0144]如圖10的B所示，注入有P型雜質(zhì)的界面區(qū)域25在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的界面層的整個(gè)表面上形成。在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面層中，在包括光電二極管的形成區(qū)域a的位置，形成注入有P型雜質(zhì)的界面區(qū)域63。此時(shí)，P型界面區(qū)域63未形成在放大晶體管的形成區(qū)域b中。
[0145]此外，在半導(dǎo)體層11中的光電二極管形成區(qū)域a中，η型電荷累積區(qū)域71、p型隔離區(qū)域73和η型電荷累積區(qū)域61從光接收面A側(cè)按順序形成。η型電荷累積區(qū)域61形成為與P型界面區(qū)域63接觸。結(jié)果，獲得經(jīng)由P型隔離區(qū)域73分離并在半導(dǎo)體層11內(nèi)疊置的露出型的光電二極管PDl和埋入型的光電二極管Η)2。
[0146]在半導(dǎo)體層11中的光電二極管的形成區(qū)域a的一側(cè)，P型阱區(qū)域67在P型界面區(qū)域63和P型界面區(qū)域25之間形成。在半導(dǎo)體層11中的光電二極管的形成區(qū)域a的另一側(cè)，P型阱區(qū)域75在P型隔離區(qū)域73和P型界面區(qū)域25之間。在形成阱區(qū)域75的同一步驟中，注入有P型雜質(zhì)的阱區(qū)域41也在半導(dǎo)體層11中的放大晶體管的形成區(qū)域b中和在半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)的深區(qū)域中形成。阱區(qū)域41形成為與界面區(qū)域25接觸。
[0147]盡管圖中未示出，例如注入有η型雜質(zhì)的插頭被形成為在不與光電二極管的形成區(qū)域a重疊的位置貫通半導(dǎo)體層11，并且連接到插頭的η型電荷累積區(qū)域53 (參照?qǐng)D8)被進(jìn)一步形成在半導(dǎo)體層11的表面層中。插頭不必須由雜質(zhì)區(qū)域形成，并且可以通過(guò)用諸如鎢W等導(dǎo)電材料填充絕緣體包覆的連接孔而形成。
[0148]通過(guò)使用離子注入、然后退火以及需要時(shí)的外延生長(zhǎng)，來(lái)形成注入有各種導(dǎo)電型的雜質(zhì)的區(qū)域。然而，這些區(qū)域可以通過(guò)離子注入以任何順序形成。此外，形成界面區(qū)域25之外的區(qū)域的離子注入利用作為掩模的各自的抗蝕劑圖案進(jìn)行。
[0149][圖10 的 C]
[0150]如圖10的C所示，凹部31和凸條33在同一步驟中在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面層上形成。凹部31形成在使得η型電荷累積區(qū)域61通過(guò)其側(cè)壁露出的位置，并且具有使得阱區(qū)域75通過(guò)底部露出的深度d。此時(shí)，用隔離區(qū)域73覆蓋的電荷累積區(qū)域71的部分可以通過(guò)凹部31的底部露出。
[0151]在放大晶體管的形成區(qū)域b中，凸條33通過(guò)除去半導(dǎo)體層11中凸條33周圍的部分而形成為具有高度h( = d)。在這種情況下，凸條33可以穿到阱區(qū)域41中。此外，可以在凸條33和阱區(qū)域41之間形成間隔，只要漏電流是可忽略的。然而，在凸條33和阱區(qū)域41之間形成間隔的情況下，阱區(qū)域75沒有通過(guò)在與凸條33同一步驟中形成的凹部31的底部露出。因此,P型雜質(zhì)選擇性地注入到凹部31的底部，從而使阱區(qū)域75被形成為面對(duì)凹部31的底部。
[0152]使用抗蝕劑圖案作為掩模，通過(guò)各向異性蝕刻形成上述的凹部31和凸條33。
[0153][圖11 的 A]
[0154]如圖11的A所示，然后，P型界面區(qū)域65形成為覆蓋通過(guò)凹部31的側(cè)壁露出的η型電荷累積區(qū)域61。位于側(cè)壁上的界面區(qū)域65的形成例如通過(guò)從傾斜方向的離子注入、然后退火進(jìn)行。如果有必要，也使用掩模進(jìn)行離子注入。
[0155][圖11 的 B]
[0156]如圖11的B所示，傳輸柵極TGl在半導(dǎo)體層11的表面上在與光電二極管HH的電荷累積區(qū)域61相鄰的位置形成，傳輸柵極TG2在凹部31的底部中在與光電二極管Η)2的電荷累積區(qū)域71相鄰的位置形成。在同一步驟中，在垂直于凸條33的方向上延伸的放大器柵極AG也形成在放大晶體管的形成區(qū)域b中。在同一步驟中，圖中未示出的傳輸柵極TG3進(jìn)一步形成在不與光電二極管的形成區(qū)域a重疊的位置。
[0157]在此過(guò)程中，首先通過(guò)熱氧化在半導(dǎo)體層11的露出表面上形成柵極絕緣膜13，并且例如由多晶硅制成的柵極膜形成在柵極絕緣膜13上。然后，使用抗蝕劑圖案作為掩模，通過(guò)各向異性蝕刻對(duì)柵極膜和柵極絕緣膜13進(jìn)行圖案化，以獲得傳輸柵極TG1、TG2和TG3以及放大器柵極AG。
[0158][圖11 的 C]
[0159]如圖11的C所示，然后，在鄰近電荷累積區(qū)域61的阱區(qū)域67的表面層中，形成注入有η型雜質(zhì)的浮動(dòng)擴(kuò)散部FDl。此外，在凹部31的底部中在鄰近電荷累積區(qū)域71的阱區(qū)域75的表面層中，形成注入有η型雜質(zhì)的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2。在同一步驟中，在靠近電荷累積區(qū)域53的位置也形成圖8所示的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD3。
[0160]在此過(guò)程中，使用抗蝕劑圖案和TG1、TG2和TG3作為掩模，通過(guò)離子注入、然后退火，形成浮動(dòng)擴(kuò)散部FD1、FD2和FD3。
[0161]此外，如圖8所示，注入有η型雜質(zhì)的源極43s和漏極43d在放大晶體管的形成區(qū)域b中形成在放大器柵極AG的側(cè)面。在此過(guò)程中，使用抗蝕劑圖案和放大器柵極AG作為掩模，通過(guò)離子注入、然后退火，形成源極43s和漏極43d。按這種方式，獲得具有凸條33作為信道的全耗盡型的放大晶體管Tr3。
[0162]上述的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD1、FD2和FD3的形成以及源極43s和漏極43d的形成可以在同一步驟中進(jìn)行。
[0163][圖12 的 A]
[0164]如圖12的A所示，進(jìn)行用于在半導(dǎo)體層11上形成層間絕緣膜17以覆蓋傳輸柵極TGl和TG2和放大器柵極AG并填充溝槽的步驟、用于在層間絕緣膜17中形成連接孔(未示出)的步驟以及用于在層間絕緣膜17上形成配線19的步驟。其后，這些步驟被順次重復(fù)，并且最后進(jìn)行用于形成層間絕緣膜17的步驟。按這種方式，在半導(dǎo)體層11的光接收面A的相對(duì)側(cè)的表面上，形成其中通過(guò)層間絕緣膜17絕緣的配線19被疊置以形成多層的配線層。
[0165]如圖12的B所示，從半導(dǎo)體層11的光接收面A側(cè)除去支撐基板101和氧化膜103，以露出半導(dǎo)體層11的光接收面A。
[0166][圖9]
[0167]其后，如圖9所示，保護(hù)絕緣膜21形成在半導(dǎo)體層11的光接收面A上，并且到達(dá)圖中未示出的插頭的連接孔形成在保護(hù)絕緣膜21中。然后，由透明導(dǎo)電材料制成的像素電極55通過(guò)圖案化形成在保護(hù)性絕緣膜21上。此時(shí)，各像素電極55形成為經(jīng)由連接孔連接到插頭。結(jié)果，各像素電極55經(jīng)由插頭連接到電荷累積區(qū)域53 (參見圖8)。
[0168]然后，分離的絕緣膜81，通過(guò)圖案化形成用于分離像素電極55的隔離絕緣膜81，以覆蓋像素電極55的周邊區(qū)域。然后，由有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料制成的光電轉(zhuǎn)換膜57形成在像素電極55上，并且針對(duì)所有像素進(jìn)一步形成由透明導(dǎo)電材料制成的共用電極59。
[0169]其后，絕緣膜83形成在共用電極59上，并且在其上形成片上透鏡23。此外，如果需要，圖中未示出的防反射膜和遮光膜形成在共用電極59和片上透鏡23之間。按這種方式，完成固態(tài)成像裝置1_2。
[0170]<根據(jù)第二實(shí)施方案的制造方法的效果>
[0171]通過(guò)上述制造方法，用作放大晶體管Tr3的信道部的凸條33以及配置對(duì)應(yīng)于埋入型的光電二極管Η)2的浮動(dòng)擴(kuò)散部FD2和傳輸柵極TG2的凹部31在同一步驟中形成。此夕卜，放大器柵極AG和傳輸柵極TG1、TG2和TG3在同一步驟中形成。此外，浮動(dòng)擴(kuò)散部FD1、FD2和FD3以及源極43s和漏極43d在同一步驟中形成。因此，根據(jù)第二實(shí)施方案的固態(tài)成像裝置1-2能夠以更簡(jiǎn)單的方式獲得。
[0172]在上述第一和第二實(shí)施方案中，具有在垂直于凸條33的方向上延伸的放大器柵極AG的結(jié)構(gòu)用作全耗盡型的放大晶體管Tr3。然而,諸如FD (Fully Depleted)-SOI等一些其他結(jié)構(gòu)可以用作根據(jù)本技術(shù)的固態(tài)成象裝置中的全耗盡型的放大晶體管Tr3。
[0173]〈〈4.第三實(shí)施方案》
[0174](使用固態(tài)成像裝置的電子設(shè)備的例子)
[0175]上述實(shí)施方案所述的根據(jù)本技術(shù)的固態(tài)成像裝置可以用作電子設(shè)備的固態(tài)成像裝置，例如，諸如數(shù)碼相機(jī)和攝影機(jī)等相機(jī)系統(tǒng)、具有成像功能的移動(dòng)電話以及具有成像功能的其他裝置。
[0176]圖13示出作為根據(jù)本技術(shù)電子設(shè)備的例子的使用固態(tài)成像裝置的相機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。根據(jù)本實(shí)施方案的相機(jī)是能夠捕獲靜止圖像或運(yùn)動(dòng)圖像的攝影機(jī)。相機(jī)91包括固態(tài)成像裝置1、將入射光導(dǎo)向固態(tài)成像裝置I的光接收傳感器部的光學(xué)系統(tǒng)93、快門裝置94、驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像裝置I的驅(qū)動(dòng)電路95以及處理固態(tài)成像裝置I的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路96。
[0177]固態(tài)成像裝置I是具有第一或第二實(shí)施方案中所述的結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像裝置。光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)透鏡)93在固態(tài)成像裝置I的成像面上收集來(lái)自被寫體的像光(入射光)。在成像面上，排列各像素，并且來(lái)自光學(xué)系統(tǒng)93的入射光被導(dǎo)向形成像素的固態(tài)成像元件的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域。因此，信號(hào)電荷在固態(tài)成像裝置I的光電轉(zhuǎn)換區(qū)域內(nèi)累積一定期間。光學(xué)系統(tǒng)93可以是由多個(gè)光學(xué)透鏡構(gòu)成的光學(xué)透鏡系統(tǒng)。快門裝置94控制在固態(tài)成像裝置I中的光照射期間和遮光期間。驅(qū)動(dòng)電路95將驅(qū)動(dòng)信號(hào)供給到固態(tài)成像裝置I和快門裝置94，并且響應(yīng)于供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(定時(shí)信號(hào))，控制向固態(tài)成像裝置I的信號(hào)處理電路96的信號(hào)輸出操作和快門裝置94的快門操作。換句話說(shuō)，驅(qū)動(dòng)電路95通過(guò)供給驅(qū)動(dòng)信號(hào)(定時(shí)信號(hào))而進(jìn)行將信號(hào)從固態(tài)成像裝置I傳輸?shù)叫盘?hào)處理電路96的操作。信號(hào)處理電路96對(duì)于從固態(tài)成像裝置I輸送的信號(hào)進(jìn)行各種信號(hào)處理。進(jìn)行過(guò)信號(hào)處理的圖像信號(hào)被存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中或輸出到監(jiān)視器。[0178]上述根據(jù)本實(shí)施方案的電子設(shè)備包括如上述各實(shí)施方案說(shuō)明的小型化和高集成化的固態(tài)成像裝置。因此，在具有成像功能的電子設(shè)備中可以實(shí)現(xiàn)小型化和高集成化。
[0179]本技術(shù)也可以采用以下形式。
[0180](I) 一種固態(tài)成像裝置，包括:
[0181]光電轉(zhuǎn)換部；
[0182]從所述光電轉(zhuǎn)換部讀出電荷的傳輸柵極；
[0183]浮動(dòng)擴(kuò)散部，通過(guò)所述傳輸柵極的操作從其讀出所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷；和
[0184]與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接的全耗盡型的放大晶體管。
[0185](2)如(I)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述放大晶體管的信道部由本征半導(dǎo)體形成。
[0186](3)如⑴或⑵所述的固態(tài)成像裝置，其中所述放大晶體管包括:
[0187]通過(guò)處理半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條；和
[0188]在所述半導(dǎo)體層上的柵電極，所述柵電極在垂直于所述凸條的方向上延伸。
[0189](4)如(3)所述的固態(tài)成像裝置，其中
[0190]多個(gè)凸條平行配置，和
[0191]所述柵電極在垂直于所述各凸條的方向上延伸。
[0192](5)如(I)~⑷中任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中
[0193]所述光電轉(zhuǎn)換部位于半導(dǎo)體層內(nèi)，
[0194]所述傳輸柵極位于通過(guò)沿著所述光電轉(zhuǎn)換部處理半導(dǎo)體層的表面層而形成的凹部的側(cè)壁上，和
[0195]所述浮動(dòng)擴(kuò)散部位于所述凹部的底部。
[0196](6)如(5)所述的固態(tài)成像裝置，其中
[0197]所述放大晶體管包括:
[0198]通過(guò)處理所述半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條；和
[0199]在所述半導(dǎo)體層上的柵電極，所述柵電極在垂直于所述凸條的方向上延伸，和
[0200]所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條形成的臺(tái)階高度。
[0201](7)如⑴~(4)中任一項(xiàng)所述的固態(tài)成像裝置，其中[0202]所述光電轉(zhuǎn)換部包括:
[0203]形成在半導(dǎo)體層的表面層中的露出型的光電轉(zhuǎn)換部；和
[0204]埋在所述半導(dǎo)體層內(nèi)并在所述露出型的光電轉(zhuǎn)換部上疊置的埋入型的光電轉(zhuǎn)換部，所述埋入型的光電轉(zhuǎn)換部面對(duì)在所述半導(dǎo)體層中形成的凹部的底面，和
[0205]所述浮動(dòng)擴(kuò)散部包括:
[0206]形成在所述半導(dǎo)體層的表面層中的靠近所述露出型的光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部，和
[0207]形成在所述凹部的底面層中的靠近所述埋入型的光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部。
[0208](8)如(7)所述的固態(tài)成像裝置，其中
[0209]所述放大晶體管包括:
[0210]通過(guò)處理所述半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條；和
[0211]在所述半導(dǎo)體層上的柵電極，所述柵電極在垂直于所述凸條的方向上延伸，和
[0212]所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條形成的臺(tái)階高度。
[0213](9)如(7)或⑶所述的固態(tài)成像裝置，其中在所述光電轉(zhuǎn)換部上疊置的同時(shí)，由光電轉(zhuǎn)換膜形成的光電轉(zhuǎn)換部設(shè)置在所述半導(dǎo)體層的背面上。
[0214](10) —種固態(tài)成像裝置，包括:
[0215]形成有凹部的半導(dǎo)體層；
[0216]沿著所述凹部的側(cè)壁形成在所述半導(dǎo)體層內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換部；
[0217]沿著所述光電轉(zhuǎn)換部形成在所述凹部的側(cè)壁上的傳輸柵極；和
[0218]面對(duì)所述凹部的底部形成的浮動(dòng)擴(kuò)散部。
[0219](11)如(10)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述傳輸柵極從所述凹部的側(cè)壁延伸到所述凹部的底部。
[0220](12)如(10)或(11)所述的固態(tài)成像裝置，其中所述傳輸柵極從所述半導(dǎo)體層的表面延伸到所述凹部的側(cè)壁。
[0221](13) 一種固態(tài)成像裝置制造方法，包括:
[0222]通過(guò)處理半導(dǎo)體層的表面層形成凸條；
[0223]在所述半導(dǎo)體層內(nèi)形成光電轉(zhuǎn)換部；
[0224]在所述半導(dǎo)體層的表面層中形成靠近所述光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部；和
[0225]在所述半導(dǎo)體層的表面上，形成在所述光電轉(zhuǎn)換部和所述浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的傳輸柵極，和形成與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接并在垂直于所述凸條的方向上延伸的柵電極。
[0226](14)如(13)所述的固態(tài)成像裝置制造方法，其中
[0227]形成凸條包括在所述半導(dǎo)體層的表面?zhèn)壬闲纬砂疾浚霭疾啃纬傻呐_(tái)階高度等于所述凸條的高度，
[0228]形成光電轉(zhuǎn)換部包括在所述半導(dǎo)體層內(nèi)在沿著所述凹部的側(cè)壁的位置形成光電轉(zhuǎn)換部，和
[0229]形成浮動(dòng)擴(kuò)散部包括面對(duì)所述凹部的底部形成浮動(dòng)擴(kuò)散部。
[0230](15)如(14)所述的固態(tài)成像裝置制造方法，其中所述傳輸柵極沿著所述光電轉(zhuǎn)換部形成在所述凹部的側(cè)壁上。
[0231](16)如(13)所述的固態(tài)成像裝置制造方法，其中[0232]形成凸條包括在所述半導(dǎo)體層的表面?zhèn)壬闲纬砂疾?，所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條的高度，
[0233]形成光電轉(zhuǎn)換部包括在所述半導(dǎo)體層內(nèi)在沿著所述凹部的側(cè)壁的位置以及在疊置的位置形成光電轉(zhuǎn)換部，和
[0234]形成浮動(dòng)擴(kuò)散部包括在所述半導(dǎo)體層的表面層中以及在面對(duì)所述凹部的底部的位置形成浮動(dòng)擴(kuò)散部。
[0235](17) —種電子設(shè)備，包括:
[0236]光電轉(zhuǎn)換部；
[0237]從所述光電轉(zhuǎn)換部讀出電荷的傳輸柵極；
[0238]浮動(dòng)擴(kuò)散部，通過(guò)所述傳輸柵極的操作從其讀出所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷；
[0239]與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接的全耗盡型的放大晶體管；和
[0240]將入射光引導(dǎo)到所述光電轉(zhuǎn)換部的光學(xué)系統(tǒng)。
[0241]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0242]1，1-1，1-2固態(tài)成像裝置
[0243]11半導(dǎo)體層
[0244]31 凹部
[0245]33 凸條
[0246]51光電轉(zhuǎn)換膜(光電轉(zhuǎn)換部)
[0247]93光學(xué)系統(tǒng)
[0248]90 電子設(shè)備
[0249]AG放大器柵極(柵電極)
[0250]FD，F(xiàn)D1，F(xiàn)D2，F(xiàn)D3 浮動(dòng)擴(kuò)散部
[0251]PD光電二極管(光電轉(zhuǎn)換部)
[0252]PDl露出型的光電二極管
[0253]PD2埋入型的光電二極管(光電轉(zhuǎn)換部)
[0254]TG, TGI, TG2, TG3 傳輸柵極
[0255]Tr 3放大晶體管
【權(quán)利要求】
1.一種固態(tài)成像裝置，包括: 光電轉(zhuǎn)換部； 從所述光電轉(zhuǎn)換部讀出電荷的傳輸柵極； 浮動(dòng)擴(kuò)散部，通過(guò)所述傳輸柵極的操作從其讀出所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷；和 與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接的全耗盡型的放大晶體管。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中所述放大晶體管的信道部由本征半導(dǎo)體形成。
3.如權(quán)利 要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中所述放大晶體管包括: 通過(guò)處理半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條；和 在所述半導(dǎo)體層上的柵電極，所述柵電極在垂直于所述凸條的方向上延伸。
4.如權(quán)利要求3所述的固態(tài)成像裝置，其中 多個(gè)凸條平行配置，和 所述柵電極在垂直于所述各凸條的方向上延伸。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中 所述光電轉(zhuǎn)換部位于半導(dǎo)體層內(nèi)， 所述傳輸柵極位于通過(guò)沿著所述光電轉(zhuǎn)換部處理半導(dǎo)體層的表面層而形成的凹部的側(cè)壁上，和 所述浮動(dòng)擴(kuò)散部位于所述凹部的底部。
6.如權(quán)利要求5所述的固態(tài)成像裝置，其中 所述放大晶體管包括: 通過(guò)處理所述半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條；和 在所述半導(dǎo)體層上的柵電極，所述柵電極在垂直于所述凸條的方向上延伸，和 所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條形成的臺(tái)階高度。
7.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)成像裝置，其中 所述光電轉(zhuǎn)換部包括: 形成在半導(dǎo)體層的表面層中的露出型的光電轉(zhuǎn)換部；和 埋在所述半導(dǎo)體層內(nèi)并在所述露出型的光電轉(zhuǎn)換部上疊置的埋入型的光電轉(zhuǎn)換部，所述埋入型的光電轉(zhuǎn)換部面對(duì)在所述半導(dǎo)體層中形成的凹部的底面，和所述浮動(dòng)擴(kuò)散部包括: 形成在所述半導(dǎo)體層的表面層中的靠近所述露出型的光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部，和 形成在所述凹部的底面層中的靠近所述埋入型的光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部。
8.如權(quán)利要求7所述的固態(tài)成像裝置，其中 所述放大晶體管包括: 通過(guò)處理所述半導(dǎo)體層的表面層形成的凸條；和 在所述半導(dǎo)體層上的柵電極，所述柵電極在垂直于所述凸條的方向上延伸，和 所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條形成的臺(tái)階高度。
9.如權(quán)利要求7所述的固態(tài)成像裝置，其中在所述光電轉(zhuǎn)換部上疊置的同時(shí)，由光電轉(zhuǎn)換膜形成的光電轉(zhuǎn)換部設(shè)置在所述半導(dǎo)體層的背面上。
10.一種固態(tài)成像裝置，包括:形成有凹部的半導(dǎo)體層； 沿著所述凹部的側(cè)壁形成在所述半導(dǎo)體層內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換部； 沿著所述光電轉(zhuǎn)換部形成在所述凹部的側(cè)壁上的傳輸柵極；和 面對(duì)所述凹部的底部形成的浮動(dòng)擴(kuò)散部。
11.如權(quán)利要求10所述的固態(tài)成像裝置，其中所述傳輸柵極從所述凹部的側(cè)壁延伸到所述凹部的底部。
12.如權(quán)利要求10所述的固態(tài)成像裝置，其中所述傳輸柵極從所述半導(dǎo)體層的表面延伸到所述凹部的側(cè)壁。
13.一種固態(tài)成像裝置制造方法，包括: 通過(guò)處理半導(dǎo)體層的表面層形成凸條； 在所述半導(dǎo)體層內(nèi)形成光電轉(zhuǎn)換部； 在所述半導(dǎo)體層的表面層中形成靠近所述光電轉(zhuǎn)換部的浮動(dòng)擴(kuò)散部；和在所述半導(dǎo)體層的表面上，形成在所述光電轉(zhuǎn)換部和所述浮動(dòng)擴(kuò)散部之間的傳輸柵極，和形成與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接并在垂直于所述凸條的方向上延伸的柵電極。
14.如權(quán)利要求13所述的固態(tài)成像裝置制造方法，其中 形成凸條包括在所述半導(dǎo)體層的表面?zhèn)壬闲纬砂疾?，所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條的高度， 形成光電轉(zhuǎn)換部包括在所述半導(dǎo)體層內(nèi)在沿著所述凹部的側(cè)壁的位置形成光電轉(zhuǎn)換部，和 形成浮動(dòng)擴(kuò)散部包括面對(duì)所述凹部的底部形成浮動(dòng)擴(kuò)散部。
15.如權(quán)利要求14所述的固態(tài)成像裝置制造方法，其中所述傳輸柵極沿著所述光電轉(zhuǎn)換部形成在所述凹部的側(cè)壁上。
16.如權(quán)利要求13所述的固態(tài)成像裝置制造方法，其中 形成凸條包括在所述半導(dǎo)體層的表面?zhèn)壬闲纬砂疾?，所述凹部形成的臺(tái)階高度等于所述凸條的高度， 形成光電轉(zhuǎn)換部包括在所述半導(dǎo)體層內(nèi)在沿著所述凹部的側(cè)壁的位置以及在疊置的位置形成光電轉(zhuǎn)換部，和 形成浮動(dòng)擴(kuò)散部包括在所述半導(dǎo)體層的表面層中以及在面對(duì)所述凹部的底部的位置形成浮動(dòng)擴(kuò)散部。
17.—種電子設(shè)備,包括: 光電轉(zhuǎn)換部； 從所述光電轉(zhuǎn)換部讀出電荷的傳輸柵極； 浮動(dòng)擴(kuò)散部，通過(guò)所述傳輸柵極的操作從其讀出所述光電轉(zhuǎn)換部的電荷； 與所述浮動(dòng)擴(kuò)散部連接的全耗盡型的放大晶體管；和 將入射光引導(dǎo)到所述光電轉(zhuǎn)換部的光學(xué)系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】H04N5/374GK103959468SQ201280059556
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
【發(fā)明者】安茂博章 申請(qǐng)人:索尼公司