[发明专利]固体摄像器件、其制造方法以及电子装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2011年2月25日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-040531所公开的内容相关的主题，因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及固体摄像器件、其制造方法以及电子装置。

背景技术

例如数码摄像机及数码相机等电子装置包含固体摄像器件。例如，固体摄像器件包括互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)型图像传感器或电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)型图像传感器。

在固体摄像器件中，在基板的像素区域中排列有多个像素。在每一像素上设置有光电转换部。例如，光电转换部为光电二极管，用于经由感光表面接收入射光并通过对所接收的光执行光电转换而产生信号电荷。

在固体摄像器件的CCD型图像传感器中，在像素区域中垂直地排列成行的多个像素列之间设有垂直传输部。在所述垂直传输部中，多个传输电极被设置成隔着栅极绝缘膜面向垂直沟道区域，且垂直传输部设置成在垂直方向上传输由电荷读出部从光电转换部读取的信号电荷。

相比而言，在CMOS型图像传感器中，像素配置成除了包括光电转换部外，还包括像素晶体管。像素晶体管配置成读取光电转换部产生的信号电荷，并将所读取的信号电荷作为电信号输出至信号线。

一般而言，固体摄像器件设置在基板的前表面侧，且光电转换部通过感光表面接收从前表面侧入射的光，在基板的所述前表面侧设有多条配线层叠的多层配线层。

在为“前表面照射类型”的情况下，厚的多层配线层设置于微透镜与感光表面之间。由此，当光相对于感光表面呈倾斜状态进入时，光会被多层配线层中所包含的配线遮挡而可能不能到达感光表面JS。另外，入射光不进入位于光的正下方的像素的光电二极管内，而可能进入其他像素的光电二极管内。由此，在所捕捉的图像中可能会产生例如阴影或混色等缺点。而且，除此之外，还难以提高灵敏度。

因此，已提出了光电转换部从后表面侧接收入射光的“后表面照射类型”，所述后表面侧为与基板中设置有多层配线层的前表面相反的一侧。然而，在此种“后表面照射类型”中，进入一个像素的入射光也有可能不进入该像素的光电二极管内而进入相邻的其他像素的光电二极管内。由此，由于光学现象，信号中会含有噪声，且在所捕捉的图像中会产生如“混色”等缺点，并且所捕捉的图像的质量可能会降低。为抑制这些缺点的产生，可在多个像素之间设置遮光膜(例如，参见日本未经审查的专利申请公开公报2010-109295号和2010-186818号)。

另外，在固体摄像器件中，由于上面设置有光电转换部的半导体基板的界面状态，会有暗电流产生，为抑制暗电流的产生，提出了含有空穴累积二极管(Hole Accumulation Diode；HAD)结构的光电转换部。在空穴累积二极管结构中，由于在n型电荷累积区域的感光表面上形成有正电荷(空穴)累积区域，因而暗电流的产生得到抑制。

另外，为在光电转换部的界面部分中形成正电荷累积区域，提出了通过设置“具有负固定电荷的膜”作为钉扎层来抑制暗电流产生的方案。例如，高介电常数膜(例如氧化铪(HfO₂)膜)可用作“具有负固定电荷的膜”(例如，参见日本未经审查的专利申请公开公报2008-306154号等)。

另外，在固体摄像器件中，为防止各像素所输出的信号中混入电噪声，设有使多个像素电隔离的像素分隔部。例如，在像素分隔部上设置高浓度杂质区，所述高浓度杂质区是通过向半导体基板离子注入高浓度的杂质而形成。

图23为“后表面照射类型”的CMOS图像传感器中像素P的主要部分的截面图。

如图23所示，在“后表面照射类型”的CMOS图像传感器中，在被半导体基板101的内部部分中的像素分隔部101pb分隔的部分中设有光电二极管21。在光电二极管21中，形成有n型半导体区域101n作为电荷累积区域。光电二极管21为HAD结构，n型半导体区域101n被形成为在半导体基板101的深度方向z上位于p型半导体区域101pa与101pc之间。另外，像素分隔部101pb是通过对半导体基板101离子注入高浓度的p型杂质而形成。