[发明专利]固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法和电子设备

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2011年6月28日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-143458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装置、该固体摄像装置的制造方法和电子设备。

背景技术

迄今为止，用于数码相机和摄像机等的固体摄像装置的例子包括CCD型固体摄像装置和CMOS型固体摄像装置。在这些固体摄像装置中，在以二维矩阵形式形成的多个像素中的各像素形成有受光部，并且在该受光部中，根据接受的光的量而生成信号电荷。然后，在受光部中生成的信号电荷被传输并放大，从而获得了图像信号。

在固体摄像装置中，为了减少光电二极管形成时的加工偏差从而防止由加工偏差导致的传输效率的降低，采用了通过自对准形成光电二极管的方法。另外，为了提高传输效率，在日本专利申请特开平11-126893号公报、日本专利申请特开2008-66480号公报以及日本专利申请特表2009-518850号公报（PCT申请的译文）中披露的发明中，已经提出了在传输栅极电极正下方堆叠形成构成光电二极管的电荷存储区域的方法。

此外，在光电二极管中，为了抑制暗电流，一般的做法是在半导体基板的表面上形成导电型与电荷存储层相反的半导体区域。为了增强半导体区域中的用于抑制暗电流的钉扎效应，在日本专利申请特表2009-518850号公报（PCT申请的译文）披露的发明中，已经提出了这样一种构造：在传输栅极电极的正下方堆叠用于钉扎的半导体区域（例如，p型半导体区域）。

电荷存储层和用于抑制暗电流的半导体区域布置成与传输栅极电极重叠的构造有优点也有缺点。根据具体情况，同时满足光电二极管的形成、在传输栅极电极下方的钉扎的确保以及传输裕度（transfer margin）的确保的构造可能难以实现。例如，为了确保钉扎而注入的掺杂物在阻碍信号电荷的传输的方向上起作用，并且用于确保传输裕度而离子注入的掺杂物在减弱传输栅极电极下方的钉扎的方向上起作用。

如上所述，在相关技术的固体摄像装置的构造中，在用于抑制暗电流的对钉扎的确保与对传输裕度的确保之间存在着折衷关系，并且传输栅极电极附近的该区域的设计是困难的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种在抑制暗电流生成的同时提高传输效率的固体摄像装置及其制造方法。此外，本发明还提供了利用固体摄像装置的电子设备。

本发明的固体摄像装置被设置为包括传输栅极电极以及由电荷存储区域、传输辅助区域和第一暗电流抑制区域形成的光电转换部。所述传输栅极电极形成在半导体基板上。所述电荷存储区域在深度方向上是从所述半导体基板的表面侧形成的并且被形成为与所述传输栅极电极部分地重叠。另外，所述电荷存储区域是由第一导电型杂质区域形成的。所述传输辅助区域形成在所述电荷存储区域的上层中并且被形成为与所述传输栅极电极部分地重叠。所述传输辅助区域是由第二导电型杂质区域形成的。第一暗电流抑制区域以这样的方式形成在所述传输辅助区域的上层中：即所述传输栅极电极侧的端部与所述传输辅助区域的端部处于相同的位置而位置对齐。另外，所述第一暗电流抑制区域是由导电型与所述传输辅助区域的导电型相同的杂质区域形成的，并且是由浓度高于所述传输辅助区域的浓度的杂质区域形成的。

在本发明的固体摄像装置中，所述第一暗电流抑制区域起到抑制在所述半导体基板的界面中生成的暗电流的作用。另外，以比所述第一暗电流抑制区域的杂质浓度低的浓度形成的并且形成在所述第一暗电流抑制区域下方的层中的所述传输辅助区域起到提高所述电荷存储区域中存储的信号电荷的传输效率的作用。

本发明的固体摄像装置的制造方法包括通过从所述半导体基板的表面侧在深度方向上离子注入第一导电型杂质形成电荷存储区域。所述方法还包括通过在所述电荷存储区域的上层中离子注入第二导电型杂质形成传输辅助区域。所述方法还包括借助形成所述传输辅助区域时使用的掩模在所述传输辅助区域的上层中离子注入浓度高于所述传输辅助区域的浓度的第二导电型杂质，从而形成第一暗电流抑制区域。通过这些步骤，形成了光电转换部。然后，所述制造方法还包括在所述半导体基板的上部区域中形成与所述电荷存储区域、所述传输辅助区域和所述第一暗电流抑制区域部分地重叠的传输栅极电极。

在本发明的固体摄像装置的制造方法中，由于通过使用相同的掩模形成第一暗电流抑制区域和传输辅助区域，所以它们的端部位于传输栅极电极下方的区域中。因此，减少了在第一暗电流抑制区域和传输辅助区域的形成过程中的加工偏差。