[发明专利]光电转换器件、图像摄取系统和光电转换器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换器件、图像摄取(capture)系统和光电转换器件的制造方法。 

背景技术

以CMOS图像传感器为代表的有源像素(active-pixel)型光电转换器件包含像素阵列和输出电路，在所述像素阵列中以矩阵图案布置多个像素，且所述输出电路处理从像素阵列读出到信号线上的信号并输出处理过的信号。这种类型的一些光电转换器件具有像素阵列中的所有像素在相同的定时开始和结束电荷积累操作的全局电子快门功能。 

注意，CMOS图像传感器在其结构上不能同时将像素阵列中的所有行的像素的信号读出到信号线上。在具有全局电子快门功能的光电转换器件中，各像素在电荷积累操作的结束定时将通过光电二极管(PD)积累的电荷立即传送到替代浮置扩散(floating diffusion)(FD)的载流子袋(carrier pocket)(CP)。被传送到各行的像素中的每一个中的CP并被其保持的电荷对于各行被依次从CP传送到FD，并且，根据传送到FD的电荷的信号通过各像素的放大晶体管被读出到信号线上。 

注意，CP具有在完成某像素的积累之后保持电荷直到该电荷被读出的作用。因此，当光入射到CP上并且在接触CP的PN结处通过光电转换产生电荷时，在保持在CP中的信号中混入光的泄漏噪声。结果，所获得的图像的图像质量劣化。 

为了解决以上的问题，在日本专利公开No.2007-115803中，CP被第一传送栅电极覆盖，所述第一传送栅电极被用于将电荷从PD传送到CP，并且，第一传送栅电极被第二传送栅电极覆盖，所述第二传送栅电极被用于将电荷从CP传送到FD。因此，根据日本专利公开No.2007-115803，能抑制光侵入CP中。 

通过日本专利公开No.2007-115803中描述的技术，在半导体基板之上形成第一传送栅电极的图案，形成绝缘膜以覆盖第一传送栅电极，然后，在该绝缘膜上形成第二传送栅电极的图案。通过该制造方法，形成第一和第二传送栅电极所需要的工艺被复杂化。 

发明内容

本发明提供一种光电转换器件，所述光电转换器件有利地简化用于形成在光学上遮蔽电荷保持部分所需要的结构的工艺，所述电荷保持部分被用于暂时保持由光电转换单元产生的电荷。 

本发明的第一方面提供一种光电转换器件，该光电转换器件包含：光电转换单元，被布置在半导体基板中；电荷保持部分，被布置在半导体基板中，并暂时保持由光电转换单元产生的电荷；第一传送电极，被布置在半导体基板之上的位置处，以将由光电转换单元产生的电荷传送到电荷保持部分；电荷-电压转换器，被布置在半导体基板中，并将电荷转换成电压；和第二传送电极，被布置在半导体基板之上的位置处，以将由电荷保持部分保持的电荷传送到电荷-电压转换器，其中，第一传送电极被布置为覆盖电荷保持部分以在光学上遮蔽电荷保持部分，并且不与第二传送电极重叠。 

本发明的第二方面提供一种图像摄取系统，该图像摄取系统包括：根据本发明的第一方面的光电转换器件；光学系统，在光电转换器件的成像表面上形成图像；和信号处理单元，通过处理从光电转换器件输出的信号产生图像数据。 

本发明的第三方面提供一种光电转换器件的制造方法，该光电转换器件具有半导体基板，在该半导体基板中布置光电转换单元、电荷保持部分和电荷-电压转换器，所述电荷保持部分暂时保持由光电转换单元产生的电荷，所述电荷-电压转换器将电荷转换成电压，该方 法包括：第一步骤，同时执行第一传送电极的半导体基板上的第一多晶硅层的形成和第二传送电极的半导体基板上的第二多晶硅层的形成，所述第一传送电极用于将由光电转换单元产生的电荷传送到电荷保持部分，所述第二传送电极用于将电荷保持部分的电荷传送到电荷-电压转换器；第二步骤，形成绝缘膜以覆盖第一多晶硅层和第二多晶硅层；第三步骤，蚀刻绝缘膜以露出第一多晶硅层的上表面和第二多晶硅层的上表面；第四步骤，形成金属层以覆盖第一多晶硅层、第二多晶硅层和蚀刻的绝缘膜；和第五步骤，执行退火，以分别将第一多晶硅层的上部和第二多晶硅层的上部转变成第一金属硅化物层和第二金属硅化物层，从而同时形成包含第一多晶硅层的下部和第一金属硅化物层的第一传送电极、以及包含第二多晶硅层的下部和第二金属硅化物层的第二传送电极，其中，在第一步骤中，第一多晶硅层被形成为覆盖电荷保持部分并且不与第二多晶硅层重叠，并且，在第五步骤中，第一传送电极被形成为覆盖电荷保持部分以在光学上遮蔽电荷保持部分，并且不与第二传送电极重叠。