[发明专利]光电转换设备以及光电转换设备的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电转换设备以及光电转换设备的制造方法。

背景技术

日本专利公开No.2005-167187(下文被称为PTL1)公开了一种具有多个传感器单元的成像设备。每个传感器单元具有光电二极管，其包括累积阱(accumulation well)以及深电荷收集扩散区域。累积阱在基板的深度方向上相对浅，并且在水平方向上相对宽。深电荷收集扩散区域大致位于累积阱的中心。深电荷收集扩散区域在深度方向上达到适当深的位置，并且仅关于水平方向在相对窄的区域中形成。根据这样的配置，可防止电荷的收集效率下降。

根据PTL1，在用于形成累积阱的离子注入的步骤中以及用于形成深电荷收集扩散区域的离子注入的步骤中，同一导电类型的杂质被注入同一区域。具体而言，在PTL1的图4(D)中，公开了通过离子注入来形成深电荷收集扩散区域(PTL1的图4的31)。通过此离子注入而注入的硼离子的分布在大约0.2微米的深度处具有峰值。在PTL1的图5(c)中，公开了通过离子注入来形成累积阱(PTL1的图5的4)。通过此离子注入而注入的硼离子的分布在大约0.2微米的深度处具有峰值。因此，同一导电类型的杂质被注入为使得浓度分布的峰值位于同一深度处。在这两个离子注入步骤中使用的两个掩模(PTL1的图4的31a以及PTL1的图5的4a)在相同区域中具有开口。

发明内容

在本发明的一个方面中，光电转换设备包括半导体基板、设置在所述半导体基板中的包括第一导电类型的第一和第二半导体区域的光电转换部，以及被配置用于传送第一和第二半导体区域的电荷的传送部。第一半导体区域沿平行于半导体基板的表面的第一方向延伸。第一半导体区域包括如下这样的部分，该部分具有比第一半导体区域的不同部分的杂质浓度低的杂质浓度。第二半导体区域设置在该具有较低杂质浓度的部分之下。第一半导体区域的沿第一方向的长度大于第二半导体区域的沿第一方向的长度。

在本发明的另一个方面中，光电转换设备包括半导体基板、设置在所述半导体基板中的包括第一导电类型的第一和第二半导体区域的光电转换部，被配置用于传送第一和第二半导体区域的电荷的传送部，设置在第一半导体区域之上的第二导电类型的第三半导体区域，以及第二导电类型的第四半导体区域。第一半导体区域包括第一部分和与第一部分不同的第二部分。第一部分、第二部分以及第四半导体区域设置在相同深度处。第一部分、第四半导体区域以及第二部分沿与半导体基板的表面平行的第一方向按此顺序布置。第二半导体区域设置在第四半导体区域之下。第一半导体区域的沿第一方向的长度大于第二半导体区域的沿第一方向的长度。

在本发明的另一实施例中，提供了一种光电转换设备的制造方法，该光电转换设备包括半导体基板、包括第一导电类型的第一和第二半导体区域的光电转换部，被配置用于传送第一和第二半导体区域的电荷的传送部，以及设置在第一半导体区域之上的第二导电类型的第三半导体区域。该方法包括使用具有第一开口的第一掩模将第一导电类型的第一杂质离子注入半导体基板以形成第一半导体区域的步骤。该方法包括使用具有第二开口的第二掩模将第一导电类型的第二杂质离子注入半导体基板以形成第二半导体区域的步骤。该方法包括使用具有第三开口的第三掩模将第二导电类型的第三杂质离子注入半导体基板以形成第三半导体区域的步骤。该方法进一步包括使用具有第四开口的第四掩模将第二导电类型的第四杂质离子注入半导体基板的步骤。第一开口在平行于半导体基板的表面的平面上的正交投影包围第二开口在该平面上的正交投影以及第四开口在该平面上的正交投影。第二开口在该平面上的正交投影以及第四开口在该平面上的正交投影至少部分地相互重叠。第三开口的形状和第四开口的形状彼此不同。第二杂质被注入比第一杂质被注入的区域深的位置。第四杂质被注入第一杂质被注入的区域中的至少一部分。

在本发明的另一实施例中，提供了一种光电转换设备的制造方法，该光电转换设备包括半导体基板、包括第一导电类型的第一和第二半导体区域的光电转换部，以及被配置用于传送第一和第二半导体区域的电荷的传送部。该方法包括使用具有第一开口的第一掩模将第一导电类型的第一杂质离子注入半导体基板以形成第一半导体区域的步骤。该方法包括使用具有第二开口的第二掩模将第一导电类型的第二杂质离子注入半导体基板以形成第二半导体区域的步骤。第一开口在平行于半导体基板的表面的平面上的正交投影包围第二开口在该平面上的正交投影。第二杂质的杂质浓度分布的峰值位于比第一杂质的杂质浓度分布的峰值深的位置处。