[发明专利]固态图像拾取装置和用于制造固态图像拾取装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固态图像拾取装置和用于制造固态图像拾取装置的方法。尤其是，本发明涉及像素晶体管配置。

背景技术

APS型固态图像拾取装置被提及作为用于数字照相机等的固态图像拾取装置之一。关于固态图像拾取装置，减小像素间距以增加像素数量已有进展，并且已经研究了减小载流子到相邻像素的泄漏(混色)，该泄漏是由间距的减小而引起的。

关于载流子到相邻像素的泄漏，例如，已知一种配置，其中在相邻的光电转换单元之间布置具有与信号载流子的极性相反的极性的半导体区域。这样的配置形成针对信号载流子的势垒，并且抑制了到相邻像素或相邻光电转换单元的泄漏。

日本专利公开No.2006-024907公开了一种势垒的具体配置，在该情况下形成了通过加深构成光电转换单元的一部分的P型阱区来提高光电转换的量子效率的结构。

关于在日本专利公开No.2006-024907中公开的该平面布局，如果像素间距的减小有所发展，则由于以下几点使得有必要进行进一步的研究。

为了即使在光电转换单元的光接收面积减小时仍维持灵敏度，期望在维持光接收面积的同时减小像素晶体管和势垒占据的面积。

通常，在日本专利公开No.2006-024907中公开的势垒被较深地形成在半导体衬底中的情况下，通过高能离子注入来执行该形成。这时，用于离子注入的抗蚀剂掩模的开口的形状具有高深宽比。如果采用具有高深宽比的掩模形状，则可能发生开口正面形状的“下陷(sagging)”，从而抗蚀剂掩模在开口附近的膜厚度可能减小。因此，非预期的(unintended)杂质离子可能会注入到衬底表面附近的区域中。

此外，关于离子注入中的入射角，在很多情况下相对于衬底的法线方向有一定角度。在通过抗蚀剂掩模的窄开口注入的杂质离子中，相对于衬底表面以小角度注入的杂质离子通过反复发生在抗蚀剂掩模的侧壁处的反射和与该侧壁的碰撞而被减速。非预期的杂质离子也可能由于这种现象而被注入到衬底表面附近的区域中。

如上所述，如果形成在距半导体衬底表面较深位置处的势垒的宽度减小，则注入到衬底表面的浅区域中以及开口区域附近的非预期的杂质离子的影响变得不可忽略。

注入到距衬底表面较浅位置中的杂质离子可能改变晶体管的特性(例如阈值)而使其偏离设计值。像素晶体管的阈值偏离设计值对固态图像拾取装置的特性有影响。例如，无法获得期望的载流子转移特性，或者无法获得宽的动态范围。

发明内容

本发明的一些方面提供一种固态图像拾取装置，其中与用于在相邻像素之间进行隔离的势垒的小型化相关联的像素晶体管特性变化被抑制。

本发明的一些方面提供一种用于制造固态图像拾取装置的方法，该固态图像拾取装置包括：多个像素，其包括用于生成信号载流子的光电转换单元和用于读取基于在上述光电转换单元中生成的信号载流子的信号的至少一个像素晶体管；配备有第一光电转换单元的第一有源区；配备有第二光电转换单元的第二有源区；以及与上述第一有源区和第二有源区邻接并且配备有上述像素晶体管的第三有源区，其中场区位于第三有源区与第一有源区以及第二有源区之间，该方法包括以下步骤：离子注入第一导电类型杂质离子以在上述第三有源区中的预定深度处形成用作针对上述信号载流子的势垒的半导体区域，以及利用比上述第一导电类型杂质离子的离子注入的注入能量低的能量来将第二导电类型杂质离子离子注入到上述第三有源区中的用作上述像素晶体管的沟道部分的区域中。

从以下参考附图对示例性实施例的描述中本发明更多的特征将变得清晰。

附图说明

图1A到1C是根据本发明实施例的固态图像拾取装置的平面布局的示意图。

图2是沿图1C所示的线II-II所取的截面的截面图。

图3A到3C是用于说明根据本发明实施例的用于制造固态图像拾取装置的方法的流程图。

图4A和图4B是用于说明根据本发明实施例的用于制造固态图像拾取装置的方法的流程图。

图5A和图5B是根据本发明实施例的固态图像拾取装置的另一种形式的布局的示意图。

具体实施方式

图1A到1C是根据本发明实施例的固态图像拾取装置的平面布局的示意图。在该配置中，包括多个像素。在下面的说明中，将描述电子被用作信号载流子的配置。在空穴被用作信号载流子的情况中，每个半导体区域的导电类型变成相反的导电类型。

图1A是示意性的平面图。在图1A中，为了示出有源区和场区之间的边界，仅仅示出了转移晶体管的栅极而去除了其它像素晶体管的栅极电极。