[发明专利]固体摄像装置制造方法

说明书

本申请是申请日为2009年2月18日、发明名称为“固体摄像装置制造方法”的申请号为200910006975.4专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本发明包含与2008年2月19日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2008-037037相关的主题，在此将该日本专利申请的全部内容并入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)型、金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor，MOS)型或者互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)型固体摄像装置的制造方法。更具体地说，本发明涉及一种固体摄像装置制造方法，该固体摄像装置采用空穴累积二极管(hole accumulation(accumulated)diode，HAD)结构作为用于防止可能在传感器部及其周边中产生的暗电流的技术。

背景技术

在各个领域中，将诸如CCD图像传感器和CMOS图像传感器等固体摄像装置(也称为图像传感器)用作用于捕捉图像的装置，该固体摄像装置包括摄像单元中的由光电转换元件(诸如光电二极管)形成的多个电荷生成部(传感器部)。

在普通固体摄像装置中，用作传感器部(光接收部)的主要部分并由光电二极管等元件形成的各个光接收元件通过光接收面来接收入射光并进行光电转换。所产生的电荷受到检测电路的检测，然后被放大从而依次输出。

作为固体摄像装置的一个结构示例，在n型硅基板(第一导电型半导体基板)上形成有作为第二导电型半导体层的p型杂质层(p阱)。另外，形成有包括电荷累积层(以下也称为第一传感器区域)的传感器部(光接收部)，该电荷累积层是通过将第一导电型杂质离子注入到第二导电型半导体层中而形成的。通过光接收和光电转换而获得的信号电荷累积在该电荷累积层中。

图9是用于说明在不具有HAD结构的结构中产生暗电流的图。图10是用于说明为了抑制暗电流而通过离子注入形成的HAD结构的优点的图。已知的是，在固体摄像装置中，光电二极管中的结晶缺陷以及图9所示的在光电二极管与该光电二极管上的绝缘膜之间的界面处的界面态是暗电流的发生源。作为用于抑制由界面态引起的暗电流的产生的方案，例如埋入型光电二极管(buried photo diode)结构和HAD结构是已知的。

通过形成第一导电型(例如n型)半导体区域(以下将该区域称为n型半导体区域)，并通过在该n型半导体区域的表面上，即在与绝缘膜的界面的附近形成用于抑制暗电流的第二导电型(p型)的浅的重掺杂半导体区域(以下将该区域称为空穴累积区域)，来获得上述埋入型光电二极管。在埋入型光电二极管的普通制造方法中，离子注入用作p型杂质的硼(B)或者氟化硼(二氟化硼(BF2))并进行退火处理(热处理)，从而在光电二极管的n型半导体区域与绝缘膜之间的界面的附近形成p型半导体区域。

如图10所示，HAD结构是通过在NP二极管表面侧上在由N+型杂质区域形成的电荷累积层上堆叠由P+型杂质区域形成的空穴累积层(以下也称为第二传感器区域)而获得的。下面对通过离子注入形成的HAD结构进行说明。

在如图9所示的不具有HAD结构的结构中，由界面态产生的电子作为暗电流而流入光电二极管中。相反，如图10所示的HAD结构能够利用在界面附近形成的空穴累积层来抑制由界面态引起的暗电流。

具体地说，HAD结构的固体摄像装置包括呈具有空穴累积层的HAD传感器结构的传感器部，上述空穴累积层堆叠在用于累积根据入射光所产生的电荷的信号电荷累积层上，从而提高灵敏度并抑制表面暗电流。如上所述，信号电荷累积层是通过离子注入N+型杂质而形成的，而空穴累积层是通过离子注入P+型杂质而形成的。在这种HAD传感器结构的传感器部中，存在于空穴累积层下方的n型半导体层(信号电荷累积层)和存在于n型半导体层下方的p型半导体层用作进行光电转换的光电二极管。在具有这种HAD结构的固体摄像装置中，由于热激励而在基板表面附近产生的电子被空穴累积层俘获，因而抑制了暗电流的产生，这能够提高灵敏度。