[发明专利]半导体装置、固态成像装置及其制造方法以及电子设备

权利要求书

1.一种半导体装置，包括：

元件隔离区域，构造为形成在半导体衬底上，

其中，该元件隔离区域由多级沟槽形成，该多级沟槽中堆叠具有不同直径的沟槽，并且下层沟槽开口部分的直径小于上层沟槽底部的直径。

2.一种制造半导体装置的方法，该方法包括：

在半导体衬底中形成第一沟槽；

在该第一沟槽的内壁上形成氧化膜；

采用该第一沟槽的内壁上形成的该氧化膜作为掩模，通过蚀刻该第一沟槽的底部形成第二沟槽；

在该第二沟槽内形成元件隔离层；以及

在该第一沟槽内形成元件隔离层。

3.一种固态成像装置，包括：

单位像素，构造为二维排列，并且每一个单位像素由光接收部分和至少一个晶体管组成，该晶体管将该光接收部分中通过光电转换获得的电荷转换为信号；以及

元件隔离区域，构造为隔离该单位像素，并且具有沟槽结构，

其中，该元件隔离区域由多级沟槽形成，该多级沟槽中堆叠具有不同直径的沟槽，并且下层沟槽开口部分的直径小于上层沟槽底部的直径。

4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中该沟槽从形成有连接到该晶体管的互连的前表面侧形成。

5.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中使光从形成有连接到该晶体管的互连的表面相反的表面入射。

6.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中该元件隔离区域通过外延生长在该沟槽中形成半导体层而制成，该半导体层的导电类型与构成该光接收部分的半导体层的导电类型相反。

7.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中在该沟槽内形成多个半导体层，该多个半导体层的杂质浓度在深度方向上不同。

8.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中在该沟槽内形成半导体层，该半导体层的杂质浓度在深度方向上逐渐不同。

9.一种制造固态成像装置的方法，该方法包括：

在半导体衬底上形成具有沟槽结构的元件隔离区域；

在该元件隔离区域之间形成光接收部分；以及

形成连接到该光接收部分的晶体管，

其中，形成元件隔离区域包括：

在该半导体衬底中形成第一沟槽，

在该第一沟槽的内壁上形成氧化膜，

采用该第一沟槽的内壁上形成的该氧化膜作为掩模，通过蚀刻该第一沟槽的底部形成第二沟槽，

在该第二沟槽内外延生长半导体层，

去除该第一沟槽的内壁的侧表面上留下的该氧化膜，以及

在该第一沟槽内外延生长半导体层。

10.根据权利要求9所述的制造固态成像装置的方法，其中包括从形成第一沟槽到在该第一沟槽内外延生长半导体层的步骤的工艺重复至少一次，以在元件隔离区域中形成至少三级沟槽。

11.根据权利要求9所述的制造固态成像装置的方法，其中在形成该第二沟槽的步骤之后且在该第二沟槽内外延生长半导体层的步骤之前，包括在已形成的沟槽中最下侧沟槽的内壁上形成氧化膜以及采用在该最下侧沟槽的内壁上形成的该氧化膜作为掩模通过蚀刻该最下侧沟槽的底部来形成比该最下侧沟槽更低的沟槽的步骤的第一工艺至少重复一次，以在该元件隔离区域中形成至少三级沟槽，并且包括在已形成的没有埋设半导体层的沟槽中最下侧沟槽内外延生长半导体层以及去除留在该最下层沟槽上方下一个沟槽的内壁侧表面上的氧化物膜的步骤的第二工艺重复与第一工艺相同的次数。

12.一种电子设备，包括：

半导体装置，构造为具有在半导体衬底上形成的元件隔离区域，

其中，该元件隔离区域由多级沟槽形成，在该多级沟槽中堆叠具有不同直径的沟槽，并且下层沟槽开口部分的直径小于上层沟槽底部的直径。

13.一种电子设备，包括：

固态成像装置，构造为包括接收入射光的光接收部分和处理从该光接收部分通过光电转换获得的信号的晶体管；

聚光光学系统，构造为将光聚集到该固态成像装置的该光接收部分上；

驱动器，构造为控制该固态成像装置；以及

信号处理器，构造为处理从该固态成像装置输出的信号，

其中，该固态成像装置中的元件隔离区域由多级沟槽形成，该多级沟槽中堆叠具有不同直径的沟槽，并且下层沟槽开口部分的直径小于上层沟槽底部的直径。