[发明专利]成像装置和电子设备

说明书

提供了一种具有高电荷传输效率的成像装置和电子设备。这种成像装置设置有半导体基板和设置在半导体基板上的垂直晶体管。半导体基板设置有在第一主平面侧开口的孔部。垂直晶体管包括第一栅极电极和第一栅极绝缘膜，第一栅极电极设置在孔部中，第一栅极绝缘膜设置在孔部的内壁和第一栅极电极之间。沿平行于第一主平面的平面截取的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的100晶向方向上细长的形状。

本申请是申请日为2021年1月28日、国际申请号为PCT/JP2021/003105、发明名称为“成像装置和电子设备”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2022年9月7日、申请号为202180019697.5。

技术领域

本公开涉及成像装置和电子设备。

背景技术

在包括光电二极管和读取已由光电二极管进行光电转换的电荷的晶体管的固态成像元件中，已知这样的配置，其中，为了减小由元件占据的面积并扩大光电二极管的光接收面积的目的，垂直地布置用于传输电荷的传输晶体管(例如，参考PTL 1)。垂直晶体管包括：在半导体基板中形成的孔部；以覆盖上述孔部的内壁的方式形成的栅极绝缘膜；以及栅极电极，其形成以便于经由栅极绝缘膜填充孔部的内部。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]

JP 2011-14751A

发明内容

[技术问题]

形成在半导体基板内部的孔部的内壁具有各种晶面。半导体材料(例如，Si)的代表性晶面包括(110)平面和相对于(110)平面倾斜45度的(100)平面。由于(110)的平面和(100)的平面的热氧化速度不同，因此在形成于孔部的内壁上的栅极绝缘膜中，根据结晶面产生膜厚度的差异。膜厚度的差异可能充当势垒并抑制电荷的传输。

鉴于这种情况做出本公开，并且其目的是提供具有优异的电荷传输效率的成像装置和电子设备。

[问题的解决方案]

根据本公开的一方面的成像装置包括：半导体基板；以及垂直晶体管，设置在半导体基板上，其中半导体基板具有在第一主平面侧开口的孔部，垂直晶体管具有设置在孔部内的第一栅极电极和设置在孔部的内壁和第一栅极电极之间的第一栅极绝缘膜，沿平行于第一主平面的平面切割的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的晶向100的方向上细长的形状。

因而，在孔部的内壁间形成有较厚的第一栅极绝缘膜的(110)的平面配置在沿着与第一主平面平行的平面切割的第一栅极电极的截面的长轴方向的端部附近。另外，通过(110)的平面的热氧化，在长轴方向的端部附近形成第一栅极绝缘膜的厚膜部分。通过在垂直晶体管的源极端子和漏极端子处分别设置与半导体基板中的厚膜部分相接触的区域(厚膜区域)，可以通过源极端子和漏极端子处产生的每个电势梯度来抵消和减小在厚膜区域中产生的势垒。因此，可以提高垂直晶体管的电荷e^-的传输效率。

根据本公开的一方面的电子设备包括：光学组件；成像装置，通过所述光学组件的透射的光入射至成像装置中；以及信号处理电路，被配置为处理从成像装置输出的信号，其中成像装置包括：半导体基板；以及设置在半导体基板中的垂直晶体管，半导体基板具有在第一主平面侧开口的孔部，垂直晶体管具有设置在孔部内部的第一栅极电极和设置在孔部的内壁和第一栅极电极之间的第一栅极绝缘膜，并且沿着与第一主平面平行的平面切割的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的晶向100的方向上细长的形状。因此，可以提供包括具有优异电荷传输效率的成像装置的电子设备。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的成像装置的配置示例的示图。

图2是示出根据本公开的实施例的成像装置的像素共享结构的示例的平面图。