[发明专利]固态图像传感器、制造该固态图像传感器的方法和照相机

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态图像传感器、制造该固态图像传感器的方法和照相机。

背景技术

CCD(电荷耦合器件)传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器被称为固态图像传感器。最近，固态图像传感器的像素尺寸已经随着像素数目的增大和芯片尺寸的减小而减小。随着像素尺寸的减小，所使用的元件隔离方法已经从LOCOS(硅的局部氧化)法改变为STI(浅沟槽隔离)法。

STI法具有与图像信号噪音相关的问题，这些图像信号噪音由在沟槽附近的硅氧化物膜与硅基底之间的界面处以及在所述界面附近存在的缺陷产生。出于该原因，已经提出EDI(隔离用扩展光电二极管设计)法来作为替代STI法的元件隔离方法。这是一种通过使用在半导体基底中形成的扩散区域以及在该扩散区域上方突出的氧化物膜来形成像素区域的元件隔离部分的方法(参见日本专利公开No.2005-347325)。能够使用常规STI法用于外围的电路部分。

在日本专利公开No.2005-347325中公开的结构中，为了使n型电荷蓄积区域14在像素形成区域中的元件隔离部分的元件隔离区域12的下方延伸，必须将离子注入到元件隔离区域12下方的一部分内。可以使用沿倾斜方向注入离子的方法来作为离子注入法。但是，当通过该方法形成微细像素的电荷蓄积区域14时，在与元件隔离区域12的下表面接触的p型区域11A以及与该p型区域11A接触的n型电荷蓄积区域14之间发生不充分的电场减小。这可能由于电场集中而引致暗电流或缺陷像素的数目的增大。

能够以高能量注入n型杂质离子在硅基底中的深的位置处形成n型电荷蓄积区域14，该高能量使n型杂质离子能够透过元件隔离部分11和12。但是，该方法使n型杂质离子注入太深而到达应当形成电荷蓄积区域14的区域的在元件隔离部分11和12的下方的部分以外的区域中。将电荷蓄积区域14形成到深的位置使得难以隔离在相邻像素之间的光电转换元件。

另外，在日本专利公开No.2005-347325中公开的方法由于在形成元件隔离层的蚀刻工艺中直接蚀刻硅基底而损害硅基底。硅基底上的蚀刻损害可能是图像信号的噪音源，因此应当被尽可能减小。

本发明提供了一种在增大饱和电荷量、缓和在元件隔离部分附近的电场集中、以及减小在基底上的蚀刻损害方面有利的技术。

本发明的一个方面与固态图像传感器相关联。固态图像传感器包括：形成在半导体中的第一导电类型的电荷蓄积区域；隔离半导体区域，所述隔离半导体区域由形成在半导体中的第二导电类型的杂质半导体区域形成；沟道阻挡区域，所述沟道阻挡区域由位于半导体中的第二导电类型的杂质半导体区域形成并且形成在隔离半导体区域上；以及布置在沟道阻挡区域上的绝缘体。绝缘体包括第一绝缘部分和第二绝缘部分，其中所述第一绝缘部分布置在位于隔离半导体区域上的沟道阻挡区域上，第二绝缘部分具有布置为与第一绝缘部分的外侧相邻的结构并且厚度随着距第一绝缘部分的距离的增大而减小。电荷蓄积区域包括外围部分，所述外围部分通过将离子注入穿过第二绝缘部分到半导体内而形成并且与沟道阻挡区域接触。

发明内容

本发明提供了一种在增大饱和电荷量、缓和在元件隔离部分附近的电场集中、以及减小在基底上的蚀刻损害方面有利的技术。

本发明的第一方面提供了一种固态图像传感器，包括：在半导体区域中形成的第一导电类型的电荷蓄积区域；隔离半导体区域，形成在半导体区域中并且由第二导电类型的杂质半导体区域形成；沟道阻挡区域，由位于半导体区域中的第二导电类型的杂质半导体区域形成并且形成在隔离半导体区域上；以及绝缘体，布置在沟道阻挡区域上；其中，绝缘体包括第一绝缘部分、第二绝缘部分和第三绝缘部分，第一绝缘部分经由沟道阻挡区域布置在隔离半导体区域的上方，第二绝缘部分布置为与第一绝缘部分的外侧相邻，其中第二绝缘部分的厚度随着距第一绝缘部分的距离的增大而减小，以及第三绝缘部分形成在第一绝缘部分上，其中，第三绝缘部分具有上表面和侧面，侧面使第三绝缘部分的上表面与第二绝缘部分的上表面相连。