專利名稱：固態(tài)攝像裝置及其制造方法以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)攝像裝置的制造方法、固態(tài)攝像裝置以及電子設(shè)備，更具體地，涉 及以被多個(gè)光接收部分共用的電荷電壓轉(zhuǎn)換部分的制造方法及其結(jié)構(gòu)為特征的固態(tài)攝像 裝置的制造方法、固態(tài)攝像裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
大量的CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)和MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)型的固態(tài)攝 像裝置被安裝在數(shù)碼相機(jī)、攝影機(jī)、復(fù)印機(jī)、配備有照相機(jī)的蜂窩電話等上。固態(tài)攝像裝置 趨于小型化并且像素的數(shù)目增加，而且光電二極管的面積趨于減小。結(jié)果，由于信號(hào)電荷量 也減小，所以需要將光電二極管中、漂移擴(kuò)散(floating diffusion)、復(fù)位晶體管中的泄露 電流抑制得較小，從而抑制噪聲。這里，在多個(gè)像素共用單個(gè)漂移擴(kuò)散的固態(tài)攝像裝置中，在漂移擴(kuò)散的形成過 程中，光接收部分和傳輸柵極首先形成。之后，通過圖案化使抗蝕劑掩模具有開口，并 且經(jīng)由開口注入雜質(zhì)，從而在對(duì)應(yīng)開口的位置處形成漂移擴(kuò)散(例如見日本專利申請(qǐng) No. 2007-335905)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，在多個(gè)像素共用漂移擴(kuò)散的固態(tài)攝像裝置中，在漂移擴(kuò)散的形成過程中發(fā) 生抗蝕劑掩模的位置偏離。當(dāng)發(fā)生位置偏離時(shí)，在共用同一漂移擴(kuò)散的像素之間信號(hào)檢 測(cè)特性變化，從而引發(fā)圖像質(zhì)量退化的問題。此外，由電場(chǎng)集中引起的高電場(chǎng)區(qū)域出現(xiàn)在 傳輸柵極的例壁與漂移擴(kuò)散區(qū)域交叉的區(qū)域中，結(jié)果出現(xiàn)由泄露電流引起的白點(diǎn)(white spot)ο考慮到上述情況，存在抑制信號(hào)檢測(cè)特性在像素之間變化并抑制由泄露電流引起 的白點(diǎn)的需要。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種固態(tài)攝像裝置的制造方法，包括步驟在基板上 形成多個(gè)光接收部分；形成多個(gè)傳輸柵極，該多個(gè)傳輸柵極連接到形成在基板上的多個(gè)光 接收部分；在基板上形成絕緣膜；通過蝕刻絕緣膜而暴露基底，使得絕緣膜的在相鄰的傳 輸柵極之間的蝕刻部分逐漸變細(xì)；以及采用蝕刻后保留的絕緣膜作為掩模而將雜質(zhì)注入到 暴露部分中，從而形成雜質(zhì)注入部分。通過這樣的結(jié)構(gòu)，以通過蝕刻形成在傳輸柵極上的絕緣膜而形成的開口作為掩 模，雜質(zhì)注入部分以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成在相鄰的傳輸柵極之間。此外，由于在絕緣膜的在相 鄰傳輸柵極之間的蝕刻部分逐漸變細(xì)的狀態(tài)下將基底暴露，所以雜質(zhì)注入部分與傳輸柵極 在相鄰的傳輸柵極之間傾斜地交叉，結(jié)果可以緩解電場(chǎng)集中。為了形成絕緣膜的逐漸變細(xì)的蝕刻部分，在基板上形成絕緣膜的步驟包括將絕緣材料涂敷到基板上，以使得相鄰的傳輸柵極之間的絕緣膜形成凹陷部分。通過這樣的結(jié) 構(gòu)，當(dāng)絕緣膜被回蝕刻時(shí)，蝕刻在凹陷部分的拐角部分繼續(xù)進(jìn)行，從而形成逐漸變細(xì)的結(jié)構(gòu)。絕緣膜的該凹陷部分通過旋涂法涂敷絕緣材料或者通過準(zhǔn)大氣壓化學(xué)氣相沉積 沉積絕緣材料而形成。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提出一種固態(tài)攝像裝置，包括多個(gè)光接收部分，形成 在基板上；多個(gè)傳輸柵極，連接到多個(gè)光接收部分；以及雜質(zhì)注入部分，設(shè)置為使得雜質(zhì)注 入部分的中央部分形成在被多個(gè)傳輸柵極包圍的位置處，并且使得雜質(zhì)注入部分的從中央 部分延伸于相鄰的傳輸柵極之間的部分逐漸變細(xì)。還提出了使用該固態(tài)攝像裝置的電子設(shè)備。通過這樣的結(jié)構(gòu)，由于相鄰的傳輸柵極之間的雜質(zhì)注入部分逐漸變細(xì)，所以雜質(zhì) 注入部分和傳輸柵極在相鄰的傳輸柵極之間傾斜地交叉，結(jié)果可以緩解電場(chǎng)集中。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以將作為電荷電壓轉(zhuǎn)換部分的雜質(zhì)注入部分形成在準(zhǔn)確 的位置，并降低共用該電荷電壓轉(zhuǎn)換部分的像素在特性上的差異。也可以緩解傳輸柵極和 雜質(zhì)注入部分之間的電場(chǎng)集中并且抑制由于泄露電流而產(chǎn)生白點(diǎn)。如附圖所示，根據(jù)下面的最優(yōu)模式實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他目的、 特征和優(yōu)勢(shì)將更為清楚易懂。


圖1是解釋構(gòu)成CMOS圖像傳感器的固態(tài)攝像裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出單元像素的電路結(jié)構(gòu)的示例的電路圖；圖3A至3B是解釋對(duì)比示例的固態(tài)攝像裝置的像素部分的布局的示意圖；圖4A至4B是解釋對(duì)比示例的結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)集中的示意圖；圖5A至5B是解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法的示意圖；圖6是解釋根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法的示意圖；圖7A至7B是解釋根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法的示意圖；圖8A至8B是解釋根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法的示意圖；圖9A至9B是解釋根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法的示意圖；圖IOA至IOB是解釋根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的示意圖；以及圖11是示出作為根據(jù)該實(shí)施例的電子設(shè)備的示例的攝像裝置的結(jié)構(gòu)示例的方框 具體實(shí)施例方式以下，將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該注意將以下面的順序給出描述。1.固態(tài)攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)(CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu)和單元像素的電路結(jié)構(gòu))2.固態(tài)攝像裝置的制造方法(對(duì)比示例和本發(fā)明實(shí)施例的制造方法)3.固態(tài)攝像裝置(像素部分的結(jié)構(gòu)和電力線)4.電子設(shè)備<1.固態(tài)攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)〉(CMOS圖像傳感器的結(jié)構(gòu))圖1是解釋CMOS圖像傳感器構(gòu)成的固態(tài)攝像裝置的整體結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，CMOS圖像傳感器10包括形成在半導(dǎo)體基板(芯片)(未示出)上的像素陣列部分11和設(shè)置在與像素陣列部分11相同的半導(dǎo)體基板上的外圍電路。作為像素陣列部分11的外 圍電路，垂直驅(qū)動(dòng)電路12、每個(gè)均作為信號(hào)處理電路的列電路13、水平驅(qū)動(dòng)電路14、輸出電 路15、計(jì)時(shí)發(fā)生器(TG) 16等被采用。在像素陣列部分11上，包括光電轉(zhuǎn)換器件的單元像素(此后，可簡(jiǎn)稱作“像素”)20 被二維地布置成矩陣，其中該光電轉(zhuǎn)換器件將入射的可見光光電轉(zhuǎn)換為與可見光的光量對(duì) 應(yīng)的電荷量。單元像素20的具體結(jié)構(gòu)將在后面描述。此外，在像素陣列部分11上，對(duì)于單元像素20的矩陣對(duì)準(zhǔn)，為每個(gè)像素行沿著圖 中的橫向方向(像素行中的像素對(duì)準(zhǔn)方向)形成像素驅(qū)動(dòng)線17，并且為每個(gè)像素列沿著圖 中的縱向方向(像素列中的像素對(duì)準(zhǔn)方向)形成垂直信號(hào)線18。雖然像素驅(qū)動(dòng)線17示出 為一條線，但是線的數(shù)量并不限于一條。每條像素驅(qū)動(dòng)線17的一端被連接到垂直驅(qū)動(dòng)電路 12的與對(duì)應(yīng)的一個(gè)像素行相對(duì)應(yīng)的輸出端。垂直驅(qū)動(dòng)電路12由移位寄存器、地址解碼器等構(gòu)成。盡管垂直驅(qū)動(dòng)電路12的詳 細(xì)結(jié)構(gòu)的說明被省略，但是垂直驅(qū)動(dòng)電路12包括讀出掃描系統(tǒng)，用于在像素20上順序執(zhí) 行選擇掃描以讀出行單元中的信號(hào)。垂直驅(qū)動(dòng)電路12還包括清除掃描系統(tǒng)(swe印-out scan system)，對(duì)于讀出掃描系統(tǒng)在其上執(zhí)行讀出掃描的讀出行執(zhí)行清除掃描，以清除(復(fù) 位)來自讀出行的像素20的光電轉(zhuǎn)換器件的不需要的電荷，清除掃描僅以對(duì)應(yīng)于快門速度 (shutterspeed)的時(shí)間而在讀出掃描之前。通過由清除掃描系統(tǒng)清除(復(fù)位)不需要的電荷，執(zhí)行所謂的電子快門操作。這 里采用的電子快門操作是指釋放光電轉(zhuǎn)換器件的光電荷并重新開始曝光(開始存儲(chǔ)光電 荷)O由讀出掃描系統(tǒng)的讀出操作讀出的信號(hào)是對(duì)應(yīng)于入射光量的信號(hào)，該信號(hào)在讀出 操作之后或者在該讀出操作前執(zhí)行的電子快門操作之后獲得。從在前的讀出操作的讀出計(jì) 時(shí)或者在前的電子快門操作的清除計(jì)時(shí)到電流讀出操作的讀出計(jì)時(shí)的時(shí)間段為單元像素 20中的光電荷的存儲(chǔ)時(shí)間段(曝光時(shí)間段)。由垂直驅(qū)動(dòng)電路12的掃描選擇的像素行的單元像素20的輸出信號(hào)經(jīng)由各條垂 直信號(hào)線18提供到列電路13。列電路13為像素陣列部分11的每個(gè)像素列接收由選擇 行的像素20輸出的信號(hào)并執(zhí)行信號(hào)處理，所述信號(hào)處理諸如為CDS (correlated double sampling:相關(guān)二次取樣)以去除像素固有的固定圖案噪聲、信號(hào)放大、以及信號(hào)的AD轉(zhuǎn)換。應(yīng)該注意，盡管列電路13在這種情況下布置為具有與像素列一對(duì)一的關(guān)系，但是 結(jié)構(gòu)并不限于此。例如，也可以為多個(gè)像素列(垂直信號(hào)線18)設(shè)置一個(gè)列電路13，使得列 電路13在多個(gè)像素列之間分時(shí)共用。水平驅(qū)動(dòng)電路14由移位寄存器、地址解碼器等構(gòu)成，并且通過連續(xù)輸出水平掃描 脈沖來順序選擇列電路13。應(yīng)該注意，盡管沒有示出，但是水平選擇開關(guān)被連接在列電路 13的每個(gè)輸出段與水平信號(hào)線19之間。從水平驅(qū)動(dòng)電路14連續(xù)輸出的水平掃描脈沖順序 導(dǎo)通設(shè)置在列電路13的輸出段處的水平選擇開關(guān)。通過響應(yīng)水平掃描脈沖順序?qū)ㄋ?選擇開關(guān)，列電路13為每個(gè)像素列處理的像素信號(hào)被順序輸出到水平信號(hào)線19。輸出電路15對(duì)圖像信號(hào)執(zhí)行各種信號(hào)處理并輸出處理過的信號(hào)，其中圖像信號(hào)經(jīng)由水平信號(hào)線19而從列電路13被順序提供。具體地，在輸出電路15中執(zhí)行的信號(hào)處理 可以僅涉及緩沖，或者可以涉及緩沖前的黑電平調(diào)節(jié)，每個(gè)列的變化修正、信號(hào)放大、色彩 關(guān)系處理等。計(jì)時(shí)發(fā)生器16生成各種計(jì)時(shí)信號(hào)并基于這些各種的計(jì)時(shí)信號(hào)控制垂直驅(qū)動(dòng)電路 12、列電路13、水平驅(qū)動(dòng)電路14等的驅(qū)動(dòng)。(單元像素的電路結(jié)構(gòu))圖2是示出單元像素的電路結(jié)構(gòu)的示例的電路圖。除了諸如光電二極管21的作 為光接收部分的光電轉(zhuǎn)換器件之外，此示例的單元像素20例如包括傳輸晶體管22、復(fù)位晶 體管23、放大晶體管24、以及選擇晶體管25這四個(gè)晶體管。這里，N溝道MOS晶體管例如被用作晶體管22至25的每一個(gè)。然而，該情況下的 傳輸晶體管22、復(fù)位晶體管23、放大晶體管24、以及選擇晶體管25的導(dǎo)電類型的組合僅是 一個(gè)示例，并且組合并不限于此。對(duì)于單元像素20，作為像素驅(qū)動(dòng)線17，例如傳輸線171、復(fù)位線172和選擇線173 這三條線設(shè)置為被同一像素行中的所有像素共用。傳輸線171、復(fù)位線172和選擇線173的 每個(gè)的一端在像素行單元中被連接到垂直驅(qū)動(dòng)電路12的與各個(gè)像素行對(duì)應(yīng)的一個(gè)對(duì)應(yīng)輸 出端。光電二極管21的陽極連接到例如將要接地的負(fù)側(cè)電源，并且將接收光光電轉(zhuǎn)換 為電荷量與接收光量對(duì)應(yīng)的光電荷(這種情況下的光電子)。光電二極管21的陰極電極經(jīng) 由傳輸晶體管22電連接到放大晶體管24的柵極電極。電連接到放大晶體管24的柵極電 極的節(jié)點(diǎn)將被稱作FD(電荷電壓轉(zhuǎn)換部分漂移擴(kuò)散)部分26。傳輸晶體管22連接在光電二極管21的陰極電極與FD部分26之間，并且當(dāng)具有 活性高電平(Vdd電平)(以下稱作“高活性(high active)”)的傳輸脈沖CpTRF經(jīng)由傳輸 線171施加到柵極電極時(shí)傳輸晶體管22被導(dǎo)通。因此，通過光電二極管21光電轉(zhuǎn)換得到 的光電荷被傳輸?shù)紽D部分26。復(fù)位晶體管23具有連接到像素電源Vdd的漏極電極和連接到FD部分26的源極 電極，并且當(dāng)高活性復(fù)位脈沖cpRST經(jīng)由復(fù)位線172施加到柵極電極時(shí)復(fù)位晶體管23被導(dǎo) 通。因此，在信號(hào)電荷從光電二極管21傳輸?shù)紽D部分26之前，F(xiàn)D部分26的電荷被釋放 到像素電源Vdd，從而FD部分26被復(fù)位。放大晶體管24具有連接到FD部分26的柵極電極和連接到像素電源Vdd的漏極 電極，并且輸出被復(fù)位晶體管23復(fù)位的FD部分26的電位以作為復(fù)位電平。此外，放大晶 體管24輸出已通過傳輸晶體管22傳輸有信號(hào)電荷的FD部分26的電位，以作為信號(hào)電平。選擇晶體管25具有連接到放大晶體管24的源極的漏極電極和連接到垂直信號(hào)線 18的源極電極，并且例如當(dāng)高活性的選擇脈沖(pSEL經(jīng)由選擇線173施加到柵極時(shí)選擇晶 體管25被導(dǎo)通。因此，當(dāng)單元像素20處于被選擇的狀態(tài)時(shí)，從放大晶體管24輸出的信號(hào) 被中繼到垂直信號(hào)線18。應(yīng)該注意，對(duì)于選擇晶體管25，選擇晶體管25連接在像素電源Vdd與放大晶體管 24的漏極之間的電路結(jié)構(gòu)也是可以的。此外，單元像素20不限于由四個(gè)晶體管構(gòu)成的像素結(jié)構(gòu)，并且可以采用包括由具有放大晶體管24和選擇晶體管25兩者的功能的三個(gè)晶體管構(gòu)成的像素結(jié)構(gòu)的任何像素結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置中，采用單個(gè)FD部分26被多個(gè)光電二極管21共用的結(jié)構(gòu)。因此，通過相對(duì)于多個(gè)光電二極管21準(zhǔn)確定位FD部分26，多個(gè)光電二極管21接收 的信號(hào)的變化可以被抑制。<2.固態(tài)攝像裝置的制造方法〉下面，將描述該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法。首先，在描述該實(shí)施例之前， 將描述對(duì)比示例。(關(guān)于對(duì)比示例)圖3是解釋對(duì)比示例的固態(tài)攝像裝置的像素部分的布局的示意圖。如圖3A所示， 在該布局中，總共四個(gè)光電二極管21共用單個(gè)的FD部分26，該四個(gè)光電二極管在縱向和橫 向方向上各布置兩個(gè)。FD部分26設(shè)置在四個(gè)光電二極管21的布置的中央。每個(gè)光電二極 管21在FD部分26側(cè)的拐角部分處設(shè)置有傳輸晶體管22。通過施加傳輸脈沖到FD部分 26的傳輸柵極22g，通過光電二極管21的光電轉(zhuǎn)換獲得的電荷被轉(zhuǎn)移到FD部分26。為了制造這樣的像素部分，光電二極管21、傳輸晶體管22以及傳輸柵極22g首先 形成在基板上。然后，抗蝕劑被涂敷到基板上，隨后抗蝕劑通過曝光和顯影而被圖案化，由 此形成開口。通過經(jīng)由抗蝕劑的開口注入雜質(zhì)，在對(duì)應(yīng)于開口的位置處形成FD部分26。在圖3A所示的示例中，四個(gè)傳輸柵極22g包圍的中央處的虛線表示抗蝕劑的開口 位置，并且通過注入雜質(zhì)到開口中，F(xiàn)D部分26在對(duì)應(yīng)于開口的位置處形成。然而，當(dāng)通過雜質(zhì)注入形成FD部分26時(shí)，如果要成為掩模的抗蝕劑的開口位置發(fā) 生偏離，則通過雜質(zhì)注入而形成的FD部分26的位置也將偏離。圖3B是示出抗蝕劑的開口 位置發(fā)生偏離的情況的示意圖。在圖中，四個(gè)傳輸柵極22g包圍的中央處的虛線表示抗蝕 劑的開口位置。在此情況下，與圖3A所示的準(zhǔn)確位置相比，圖中抗蝕劑的開口沿向下的方 向偏離。如果如上所述抗蝕劑的開口發(fā)生偏離，則采用抗蝕劑作為掩模通過雜質(zhì)注入而形 成的FD部分26也偏離。例如，由于圖中FD部分26沿向下的方向偏離，上部的兩個(gè)傳輸柵極22g與FD部分 26之間的接觸長(zhǎng)度和下部的兩個(gè)轉(zhuǎn)移22g與FD部分26之間的接觸長(zhǎng)度不同，結(jié)果從光電 二極管21傳輸?shù)紽D部分26的電荷量就不同。換句話說，像素之間產(chǎn)生了特性上的變化。圖4是解釋在對(duì)比示例的結(jié)構(gòu)中的電場(chǎng)集中的示意圖。如圖4所示，即使FD部分 26形成在準(zhǔn)確的位置處，高電場(chǎng)區(qū)域(圖中的圓圈)也會(huì)在每個(gè)傳輸柵極22g與FD部分 26之間的邊界處產(chǎn)生。這是因?yàn)?，如圖4B中示出的傳輸柵極部分的示意性截面圖所示，由 于來自傳輸柵極22g的柵極電場(chǎng)和在FD部分26的結(jié)部分處產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，在側(cè)壁22w 下方發(fā)生電場(chǎng)集中。這樣的電場(chǎng)集中引起泄露電流和白點(diǎn)效應(yīng)。(根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法)根據(jù)該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法解決了上述問題。圖5至圖9是解釋該 實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的制造方法的示意圖。這里，圖5至圖8是示意性的截面圖，而圖9 是示意性的平面圖。首先，如圖5A所示，將入射光轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電二極管21形成在例如由硅形 成的基板上的預(yù)定區(qū)域中。此外，傳輸晶體管的傳輸柵極22g形成為與光電二極管21相 鄰。傳輸柵極22g經(jīng)由柵極絕緣膜而形成。然后，在每個(gè)傳輸柵極22g的兩側(cè)的基板上形成LDD(輕摻雜漏極)(未示出)，側(cè)壁22w形成在每個(gè)傳輸柵極22g的兩側(cè)。應(yīng)該注意，在 圖5A所示的示例中，示出了連接到光電二極管21的傳輸柵極22g和連接到與該光電二極 管21相鄰的光電二極管21的傳輸柵極22g。之后，由SiO2和SiN形成的兩層絕緣膜30形 成在基板的整個(gè)表面上。接著，掩模絕緣膜31形成在兩層絕緣膜30上。在該實(shí)施例中，SOG (Spinon Glass 玻璃上的旋涂)被用于掩模絕緣膜31。SOG是通過旋涂法涂敷SiO2而形成的膜，并且由于 流動(dòng)性SiO2從基底結(jié)構(gòu)的凸起部分流到凹陷部分，從而使得凹陷部分形成為稍微比凸起部分厚。這里，在被傳輸柵極22g包圍的部分處，凹槽31a通過掩模絕緣膜31形成。圖9A 是解釋涂敷掩模絕緣膜后的狀態(tài)的示意性平面圖。圖9A示出掩模絕緣膜31的凹槽31a形 成在傳輸柵極22g包圍的中央位置處的狀態(tài)。四個(gè)傳輸柵極22g構(gòu)造為凸起部分，而被四個(gè)傳輸柵極22g包圍的區(qū)域構(gòu)造為凹 陷部分。四個(gè)傳輸柵極22g的每一個(gè)在中央部分側(cè)具有傾斜的直線部分，從而被四個(gè)傳輸 柵極22g包圍的凹陷部分成為以直線部分作為四個(gè)邊的矩形區(qū)域。此外，凹陷部分也形成 在四個(gè)傳輸柵極22g中布置在橫向方向上的相鄰傳輸柵極22g之間以及布置在縱向方向上 的相鄰傳輸柵極22g之間。因此，凹陷部分具有延伸成以矩形區(qū)域作為中央的交叉形狀的 結(jié)構(gòu)。當(dāng)形成掩模絕緣膜31時(shí)，由于凹陷部分中被四個(gè)傳輸柵極22g包圍的中央處的矩 形區(qū)域大于兩個(gè)相鄰傳輸柵極22g之間的部分，掩模絕緣膜31的凹槽31a形成在矩形區(qū)域 中。圖9A的A-A截面示于圖5A中，圖9A的B-B截面示于圖5B中。如上所述，掩模絕緣膜 31的凹槽31a形成在四個(gè)傳輸柵極22g包圍的中央處的矩形區(qū)域中。接著，如圖6所示，抗蝕劑R被涂敷到基板上，并且開口通過光刻方法形成在傳輸 柵極22g包圍的中央部分處。開口形成為大于掩模絕緣膜31的凹槽31a。應(yīng)該注意，并不 總是需要形成抗蝕劑R，并且僅在蝕刻工藝之后希望對(duì)光電二極管21上方保留的掩模絕緣 膜31加強(qiáng)保護(hù)時(shí)才需要涂敷。接著，掩模絕緣膜31經(jīng)由抗蝕劑R被蝕刻。因此，掩模絕緣膜31被回蝕刻，被傳 輸柵極22g包圍的部分的基底暴露，如圖7A所示。圖9B是示出掩模絕緣膜31被回蝕刻的狀態(tài)的示意性平面圖。如圖9A所示，由于 凹槽形成在傳輸柵極22g包圍的中央部分處的掩模絕緣膜31上，所以當(dāng)掩模絕緣膜31在 此狀態(tài)下被回蝕刻時(shí)，掩模絕緣膜31的凹槽逐漸變大以最終暴露基底。此時(shí)，基底以這樣 的狀態(tài)被暴露在布置在縱向和橫向方向上的相鄰傳輸柵極22g之間，掩模絕緣膜31的凹 槽的拐角部分處的蝕刻部分在各個(gè)拐角部分的方向上延伸并同時(shí)逐漸變細(xì)(taper away) 0這里，圖9B的C-C截面示于圖7A中，且圖9B的D-D截面示于圖7B中。如上所述， 掩模絕緣膜31在被四個(gè)傳輸柵極22g包圍的中央處的蝕刻部分在布置在縱向和橫向方向 上的相鄰傳輸柵極22g之間延伸并同時(shí)逐漸變細(xì)。執(zhí)行回蝕刻直到掩模絕緣膜31的蝕刻部分到達(dá)外圍傳輸柵極22g的側(cè)壁22w (側(cè) 壁22w上的兩層絕緣膜30)。結(jié)果，傳輸柵極22g的側(cè)壁部分22w被暴露。接著，如圖8所示，經(jīng)由回蝕刻的掩模絕緣膜31執(zhí)行雜質(zhì)注入，從而形成FD部分 26，以作為傳輸柵極22g包圍的部分處的雜質(zhì)注入部分。如上所述，基底通過回蝕刻掩模絕緣膜31而被暴露。此時(shí)，由于傳輸柵極22g的側(cè)壁部分22w被暴露，所以在雜質(zhì)注入時(shí)，雜 質(zhì)通過側(cè)壁部分22w以自對(duì)準(zhǔn)的方式被注入。因此，F(xiàn)D部分26形成在準(zhǔn)確的位置處，并相 對(duì)于四個(gè)傳輸柵極22g沒有發(fā)生位置偏離。此外，如圖9B所示，通過掩模絕緣膜31的回蝕刻，掩模絕緣膜31的蝕刻部分在布 置在縱向和橫向方向上的相鄰傳輸柵極22g之間延伸同時(shí)逐漸變細(xì)。因此，如果經(jīng)由掩模 絕緣膜31注入雜質(zhì)，則逐漸變細(xì)的部分的形狀被反映，結(jié)果在該部分處形成的FD部分26 也逐漸變細(xì)。通過形成這種形狀的FD部分26，F(xiàn)D部分26與傳輸柵極22g之間的電場(chǎng)集中 被緩解，其細(xì)節(jié)將在后面描述。在雜質(zhì)注入之后，掩模絕緣膜31通過濕蝕刻等被移除，然后形成絕緣膜以執(zhí)行平 坦化工藝。應(yīng)該注意，掩模絕緣膜31可以保留不被蝕刻，然后可以形成絕緣膜以執(zhí)行平坦 化工藝。在上述制造方法中，已經(jīng)描述了將通過采用SiO2的旋涂法獲得的SOG用作掩 模絕緣膜31的示例。然而，可以替代地采用其他絕緣材料。例如，絕緣材料可以通過 SA-CVD(Sub Atmospheric-Chemical Vapor D印osition 準(zhǔn)大氣壓化學(xué)氣相沉積)來沉積， 諸如BPSG(硼磷硅玻璃)的其他材料可以用作絕緣材料。應(yīng)該注意，由于當(dāng)形成掩模絕緣 膜31時(shí)凹槽31a形成在傳輸柵極22g之間，所以希望采用具有流動(dòng)性的材料。此外，盡管該實(shí)施例已描述了這樣的示例，其中FD部分26形成在四個(gè)傳輸柵極 22g包圍的位置處，并且該四個(gè)傳輸柵極22g在縱向和橫向方向上各布置兩個(gè)，但不是全部 四個(gè)傳輸柵極22g都必須是傳輸柵極22g。具體地，它們中的至少一個(gè)為傳輸柵極22g，不 被用作傳輸柵極的其他三個(gè)是具有與傳輸柵極相同的形狀(突出形狀)的虛設(shè)圖案。此外，該實(shí)施例已經(jīng)描述了這樣的布局，其中FD部分26形成在四個(gè)傳輸柵極22g 包圍的位置處，并且該四個(gè)傳輸柵極在縱向和橫向方向上各布置兩個(gè)。然而，也可以采用其 他布局(FD部分被共用的其他布局)。<3.固態(tài)攝像裝置〉(像素部分的結(jié)構(gòu))圖10是解釋該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置的示意圖。圖IOA是示出該實(shí)施例的固態(tài) 攝像裝置的主要部分的示意性平面圖，而圖IOB是示出對(duì)比示例的固態(tài)攝像裝置的主要部 分的示意性平面圖。上述各圖以圖1所示的整體結(jié)構(gòu)的四個(gè)單元像素共用的FD部分26為 中央。應(yīng)該注意，圖IOB是示出對(duì)比示例的主要部分的示意性平面圖。該實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置包括形成在基板上的多個(gè)光電二極管21、連接到光電二 極管21的傳輸晶體管22的傳輸柵極22g、以及形成在被多個(gè)光電二極管21包圍的位置處 的FD部分26。當(dāng)然，F(xiàn)D部分26形成為使得其中央部分設(shè)置在四個(gè)傳輸柵極22g(在縱向 和橫向方向各布置兩個(gè))包圍的位置處，并且使得從其中央部分延伸的部分，即，在布置在 縱向和橫向方向上的兩個(gè)相鄰傳輸柵極22g之間延伸的部分逐漸變細(xì)。這里，在圖IOB所示的對(duì)比示例中，盡管和該實(shí)施例一樣，F(xiàn)D部分26形成在四個(gè)傳輸柵極22g的布置的中央處，并且該四個(gè)傳輸柵極22g在縱向和橫向方向上各布置兩個(gè)， 但是在布置在縱向和橫向方向上的相鄰傳輸柵極22g之間延伸的部分并不逐漸變細(xì)。換句 話說，F(xiàn)D部分26的端部與相鄰的傳輸柵極22g的端部垂直。(電力線)
在上述對(duì)比示例的結(jié)構(gòu)中，如圖IOB中的箭頭所示，來自傳輸柵極22g的電力線在 傳輸柵極22g與FD部分26的交叉處集中，由此高電場(chǎng)區(qū)域在側(cè)壁22w下方的傳輸柵極22g 與FD部分26的交叉位置處(圖中的圓圈)產(chǎn)生，從而引起泄露電流和白點(diǎn)效應(yīng)。另一方面，在圖IOA所示的該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)FD部分26在布置在縱向和橫向 方向上的相鄰傳輸柵極22g之間延伸的部分逐漸變細(xì)時(shí)，F(xiàn)D部分26的端部與傳輸柵極22g 的端部交叉的角度變傾斜。結(jié)果，隨著距中央部分的距離的增加，F(xiàn)D部分26的端部逐漸移 動(dòng)遠(yuǎn)離傳輸柵極22g的端部(側(cè)壁)。因此，如圖IOA中的箭頭所示，從傳輸柵極22g延伸到FD部分26的電力線被分散， 并且朝著側(cè)壁22w下方的高電場(chǎng)區(qū)域(圖中的圓圈)延伸的電力線的數(shù)量減小，這意味著 高電場(chǎng)被緩解。因此，泄露電流和白點(diǎn)效應(yīng)被抑制。應(yīng)該注意，盡管在該實(shí)施例中已描述了這樣的布局，其中FD部分26形成在四個(gè)傳 輸柵極22g包圍的位置處并且該四個(gè)傳輸柵極22g在縱向和橫向方向上各布置兩個(gè)，但是 也可以采用其他的布局(FD部分被共用的其他布局)。<4.電子設(shè)備〉圖11是示出作為該實(shí)施例的電子設(shè)備的示例的攝像裝置的結(jié)構(gòu)示例的方框圖。 如圖11所示，攝像裝置90包括包括透鏡組91的光學(xué)系統(tǒng)、固態(tài)攝像裝置92、作為相機(jī)信 號(hào)處理電路的DSP電路93、幀存儲(chǔ)器94、顯示裝置95、記錄裝置96、操作系統(tǒng)97、電源系統(tǒng) 98等。在這些部件中，DSP電路93、幀存儲(chǔ)器94、顯示裝置95、記錄裝置96、操作系統(tǒng)97、 以及電源系統(tǒng)98經(jīng)由匯流線99互相連接。透鏡組91接收來自物體的入射光(圖像光)并在固態(tài)攝像裝置92的成像表面上 形成圖像。固態(tài)攝像裝置92將通過透鏡組91在成像表面上成像的入射光的量轉(zhuǎn)換成像素 單元中的電信號(hào)，并輸出作為像素信號(hào)的信號(hào)。采用上述實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置作為固態(tài) 攝像裝置92。顯示裝置95由諸如液晶顯示裝置和有機(jī)EL (電致發(fā)光)顯示裝置的平板型顯示 裝置構(gòu)成并且顯示由固態(tài)攝像裝置92獲取的運(yùn)動(dòng)圖像或靜止圖像。記錄裝置96在非易失 性存儲(chǔ)器或者諸如錄像帶和DVD (數(shù)字視頻光盤)的記錄介質(zhì)中記錄由固態(tài)攝像裝置92獲 取的運(yùn)動(dòng)圖像或靜止圖像。根據(jù)用戶的操作，操作系統(tǒng)97發(fā)出為攝像裝置90提供的各種功能的操作指令。適 當(dāng)?shù)兀娫聪到y(tǒng)98變化地提供作為操作電源的電源到DSP電路93、幀存儲(chǔ)器94、顯示裝置 95、記錄裝置96、以及操作系統(tǒng)97。這樣的攝像裝置90被應(yīng)用到攝影機(jī)，數(shù)碼照相機(jī)、以及諸如蜂窩電話的移動(dòng)設(shè)備 的照相模塊。通過采用上述實(shí)施例的固態(tài)攝像裝置作為固態(tài)攝像裝置92，可以提供噪聲被 抑制的高質(zhì)量的攝像裝置。本申請(qǐng)包含2009年2月27日向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請(qǐng) JP2009-044975涉及的相關(guān)主題，其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì) 需要和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、結(jié)合、部分結(jié)合和替換。
權(quán)利要求
一種固態(tài)攝像裝置的制造方法，包括步驟在基板上形成多個(gè)光接收部分；形成多個(gè)傳輸柵極，所述多個(gè)傳輸柵極連接到形成在所述基板上的所述多個(gè)光接收部分；在所述基板上形成絕緣膜；通過蝕刻所述絕緣膜而暴露基底，使得所述絕緣膜的在相鄰的傳輸柵極之間的蝕刻部分逐漸變細(xì)；以及采用蝕刻后保留的絕緣膜作為掩模而將雜質(zhì)注入到暴露部分中，從而形成雜質(zhì)注入部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置的制造方法，其中在所述基板上形成所述絕緣膜的步驟包括將絕緣材料涂敷到所述基板上，以使得相鄰 的傳輸柵極之間的所述絕緣膜形成凹陷部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置的制造方法，其中所述雜質(zhì)注入部分形成在四個(gè)光接收部分的布置的中央處，并且所述四個(gè)光接收部分 在縱向和橫向方向上各布置兩個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置的制造方法，其中在所述基板上形成所述絕緣膜的步驟包括通過旋涂法涂敷絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固態(tài)攝像裝置的制造方法，其中在所述基板上形成所述絕緣膜的步驟包括通過準(zhǔn)大氣壓化學(xué)氣相沉積來沉積絕緣材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的固態(tài)攝像裝置的制造方法，其中所述絕緣膜由氧化硅形成。
7.一種固態(tài)攝像裝置，包括 多個(gè)光接收部分，形成在基板上；多個(gè)傳輸柵極，連接到所述多個(gè)光接收部分；以及雜質(zhì)注入部分，設(shè)置為使得所述雜質(zhì)注入部分的中央部分形成在被所述多個(gè)傳輸柵極 包圍的位置處，并且使得所述雜質(zhì)注入部分的從所述中央部分延伸于相鄰的傳輸柵極之間 的部分逐漸變細(xì)。
8.一種電子設(shè)備，包括固態(tài)攝像裝置，輸出與接收光量對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，所述固態(tài)攝像裝置包括 多個(gè)光接收部分，形成在基板上； 多個(gè)傳輸柵極，連接到所述多個(gè)光接收部分；以及雜質(zhì)注入部分，設(shè)置為使得所述雜質(zhì)注入部分的中央部分形成在被所述多個(gè)傳輸柵極 包圍的位置處，并且使得所述雜質(zhì)注入部分的從所述中央部分延伸于相鄰的傳輸柵極之間 的部分逐漸變細(xì)；以及信號(hào)處理設(shè)備，處理從所述固態(tài)攝像裝置輸出的所述電信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供固態(tài)攝像裝置的制造方法、固態(tài)攝像裝置以及電子設(shè)備。固態(tài)攝像裝置的制造方法包括步驟在基板上形成多個(gè)光接收部分；形成多個(gè)傳輸柵極，該多個(gè)傳輸柵極連接到形成在基板上的多個(gè)光接收部分；在基板上形成絕緣膜；通過蝕刻絕緣膜而暴露基底，使得絕緣膜的蝕刻部分在相鄰的傳輸柵極之間逐漸變細(xì)；以及采用蝕刻后保留的絕緣膜作為掩模而將雜質(zhì)注入到暴露部分中，從而形成雜質(zhì)注入部分。
文檔編號(hào)H04N5/341GK101819981SQ201010126159
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
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