[发明专利]固态摄像元件、固态摄像装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态摄像元件、固态摄像装置及其制造方法，尤其涉及CCD固态摄像元件、CCD固态摄像装置及其制造方法。 

背景技术

摄影机等所使用的现有技术的固态摄像元件中，其光检测元件排列成矩阵状，且在光检测元件列之间具有垂直电荷耦合元件(垂直CCD：Charge Coupled Device)，用于读取在该光检测元件列所产生的信号电荷。 

继而表示上述现有技术的固态摄像元件的构造(例如，参考专利文献1)。图1是表示现有技术的固态摄像元件的单位像素的截面图。光电二极管(PD)形成于在n型衬底11上所形成的p型阱区域12内，且包含：具有电荷蓄积层功能的n型光电转换区域13；以及形成于n型光电转换区域13上的p+型区域14。 

此外，n型CCD通道区域16作为n型杂质添加区域而形成于p型阱区域12内。n型CCD通道区域16和在该n型CCD通道区域16读取信号电荷那一侧的光电二极管之间，设置有p型杂质添加区域所形成的读取通道。继而在光电二极管所产生的信号电荷暂时蓄积于n型光电转换区域13之后，经由读取通道而被读取。 

另一方面，n型CCD通道区域16和另外的光电二极管之间设置有p+型元件隔离区域15。由该p+型元件隔离区域15将光电二极管和n型CCD通道区域16电气性地隔离，并且使n型CCD通道区域16之间亦以互相不接触的方式呈隔离状态。 

在半导体衬底的表面上，隔着硅氧化膜17形成沿水平方向延伸且经过光电二极管之间的传输电极18。经由位于传输电极18中被通以读取信号的电极下方的读取通道，而由n型CCD通道区域16来读取光电二极管所产生的信号电荷。 

形成有传输电极18的半导体衬底的表面上形成有金属屏蔽膜20。金属屏蔽膜20在各个光电二极管处均具有金属屏蔽膜开口部24来用作光穿透部，该金属屏蔽膜开口部24可供作为受光部的p+型区域14所接收的光穿透。 

专利文献1：日本特开2000-101056号公报 

发明内容

如此，在现有技术的固态摄像元件当中，其光电二极管(PD)、读取通道、n型CCD通道区域、p+型元件隔离区域形成于平面，在增大受光部(光电二极管)的表面积相对于一像素的面积的比例方面是有限度的。鉴于此，本发明的目的在于提供一种能减小读取通道的面积，且受光部(光电二极管)的表面积相对于一像素的面积的比例较大的CCD固态摄像元件。 

本发明第1实施方式提供一种固态摄像元件，其特征在于具有：第2导电型平面状半导体层；第1导电型平面状半导体层，其形成于上述第2导电型平面状半导体层上；孔，其形成于上述第1导电型平面状半导体层；第1导电型高浓度杂质区域，其形成于在上述第1导电型平面状半导体层上所形成的孔的底部；元件隔离区域，其由形成于在上述第1导电型平面状半导体层上所形成的孔的侧壁的一部分上，且和上述第1导电型高浓度杂质区域相连接的第1导电型高浓度杂质所构成；第2导电型光电转换区域，其形成于在上述第1导电型平面状半导体层上所形成的孔的底部所形成的上述第1导电型高浓度杂质区域的下部、以及形成于在上述第1导电型平面状半导体层所形成的孔的另一部分 侧壁的底部，且通过受光而使自身电荷量产生变化；传输电极，其隔着栅极绝缘膜形成于在上述第1导电型平面状半导体层上所形成的孔的侧壁上；第2导电型CCD通道区域，其形成于上述第1导电型平面状半导体层表面、以及在上述第1导电型平面状半导体层上所形成的孔的另一部分侧壁的上部；以及读取通道，其形成于由上述第2导电型光电转换区域和上述第2导电型CCD通道区域所夹的区域。 

此外，本发明的优选实施方式提供一固态摄像装置，其中以行列状排列有多个上述记载的固态摄像元件。 

此外，根据本发明的优选实施方式提供一上述记载的固态摄像装置，其特征在于：上述第2导电型CCD通道区域由至少在形成于上述第1导电型平面状半导体层的相邻各孔列间沿列方向延伸的第2导电型杂质区域所构成，以使上述第2导电型CCD通道区域互相不接触的方式设置由第1导电型高浓度杂质所构成的元件隔离区域。 

此外，根据本发明的优选实施方式提供一上述记载的固态摄像装置，其特征在于：多个传输电极，包含有隔着栅极绝缘膜形成于在上述第1导电型平面状半导体层上所形成的孔的侧壁上的传输电极，该多个传输电极在形成于上述第1导电型平面状半导体层的各孔行间沿行方向延伸，且分离开预定间隔而排列，从而沿着上述第2导电型CCD通道区域传输上述固态摄像元件所产生的信号电荷。