[发明专利]固态成像器件及制造其的方法

说明书

本申请是2006年1月5日提交的题为“固态成像器件及制造其的方法” 的发明专利申请200610051305.0的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种其中每个单元像素的光电转换效率得到改进的固态成 像器件，和用于制造该固态成像器件的方法。

背景技术

在固态成像器件中，每个单元像素的光电转换效率已经通过提高单元像 素中的开口率或者通过提高微透镜的光收集效率而提高。

最近，在固态成像器件中，已经进一步提高了像素数目，导致每个单元 像素面积的减小，因此期望光电转换效率的进一步提高。因此，例如光电二 极管的情况，在PN结结构中，在各个区域中的杂质浓度提高了，且因此光 电转换效率提高了(参考Kazuya Yonemoto，“CCD/CMOS imeji sensa no kiso to oyo(CCD/CMOS图像传感器的基础及应用)”，CQ Publishing Co.，pp. 92-94)。

发明内容

然而，在公知的固态成像器件中及其制造方法中，如果光电转换元件的 杂质区的杂质浓度过分增加，缺陷像素例如白点经常发生，引起问题。

期望提供一种其中每单元像素的光电转换效率可以改进的固态成像器 件及这种固态成像器件的制造方法。

根据本发明的实施例，固态成像器件包括二维地排列在设置在半导体衬 底上的阱区中的多个像素，每个像素包括具有聚集信号电荷的电荷聚集区的 光电转换部分；元件隔离层，其设置在沿各个电荷聚集区周边的阱区表面上 并将各个像素彼此电隔离；和扩散层，其设置在所述元件隔离层下面，并将 各个像素彼此电隔离，所述扩散层具有比所述元件隔离层小的宽度，其中每 个电荷聚集区设置以在元件隔离层下延伸并与扩散层形成接触或与其紧邻。

根据本发明的另一实施例，在用于制造固态成像器件的方法中，所述固 态成像器件包括多个二维地排列在设置在半导体衬底上的阱区内的像素，每 个像素包括具有聚集信号电荷的电荷聚集区的光电转换部分，该方法包括如 下步骤：在所述阱区表面上形成元件隔离层，所述元件隔离层将各个像素彼 此电隔离；形成扩散层以围绕各个电荷聚集区并在所述元件隔离层下将各个 像素彼此电隔离；和对所述阱区内的每个像素形成光电转换部分，所述光电 转换部分被元件隔离层和扩散层彼此电隔离。所述光电转换部分的形成步骤 包括如下子步骤：在所述阱区中注入杂质离子，用于形成每个电荷聚集区； 和对通过形成每个电荷聚集区的离子注入子步骤而在阱区中注入的离子进 行热扩散，使得电荷聚集区在元件隔离层下延伸并与扩散层形成接触或与其 紧邻。

根据本发明的另一实施例，在用于制造固态成像器件的方法中，所述固 态成像器件包括多个二维地排列在设置在半导体衬底上的阱区内的像素，每 个像素包括具有聚集信号电荷的电荷聚集区的光电转换部分，该方法包括如 下步骤：在所述阱区表面上形成元件隔离层，所述元件隔离层将各个像素彼 此电隔离；形成扩散层以围绕各个电荷聚集区并在所述元件隔离层下将各个 像素彼此电隔离；和对所述阱区内的每个像素形成光电转换部分，所述光电 转换部分被元件隔离层和扩散层彼此电隔离。所述光电转换部分的形成步骤 包括如下子步骤：在所述阱区内注入第一杂质离子，用于形成每个光电转换 部分的电荷聚集区；在所述第一离子注入子步骤之后，在电荷聚集区上设置 掩模；以及在设置掩模子步骤之后，通过元件隔离层在每个电荷聚集区周边 注入不同于在第一离子注入子步骤中使用的杂质的第二杂质离子，以形成电 荷聚集延伸从而与扩散层形成接触或与其紧邻。

根据本发明的另一实施例，在用于制造固态成像器件的方法中，所述固 态成像器件包括多个二维地排列在设置在半导体衬底上的阱区内的像素，每 个像素包括具有聚集信号电荷的电荷聚集区的光电转换部分，该方法包括如 下步骤：形成扩散层以围绕各个电荷聚集区并将各个像素彼此电隔离；在阱 区中形成每个像素的光电转换部分，所述光电转换部分被所述扩散层彼此电 隔离，所述光电转换部分形成步骤包括在阱区中注入用于形成每个电荷聚集 区的杂质，使得所述电荷聚集区与扩散层形成接触或与其紧邻的子步骤；和 在所述离子注入子步骤之后，在所述阱区表面上形成元件隔离层，所述元件 隔离层将各个像素彼此电隔离，扩散层位于元件隔离层下面。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的固态成像器件的重要部分及其制造 工艺步骤的示意性截面图；