专利名称：固体摄像器件、其制造方法以及电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种固体摄像器件及其制造方法，并且，本发明适合应用于CMOS(互补型金属氧化物半导体)图像传感器等。本发明还涉及包括固体摄像器件的电子装置。
背景技术：
近来，CMOS图像传感器(CMOS固体摄像器件)已被装入如移动电话、数码相机、摄像机等电子装置中，并且，由于成本降低的缘故，其尺寸有所减小而像素的数量则有所增カロ。在CMOS图像传感器中，通常，如图IOA所示，例如，在形成η型光电ニ极管(后文称为PD) 102时，通过形成注入有如硼等P型杂质的P型半导体区域103，使相邻的像素彼此分离。另外，如图IOB所示，通过在半导体层中形成沟槽104，并随后在沟槽104内埋入附图中未示出的P型外延生长层或绝缘层，使像素物理上彼此分离(例如，參见日本专利公开文献 No. 2006-287117)。顺便说一下，附图IOA和附图IOB中的附图标记101表不用于Η)102的基层(半
导体层、半导体基板或者其它层或其它基板)。为了在固体摄像器件中进ー步减小尺寸并进ー步增加像素的数量，必须减小ro之间的像素分离部的宽度，并增大ro的面积。但是，在目前的情况下通过杂质注入进行分离的方法中，像素分离部的宽度的光刻极限为大约O. 3 μ m(在超出极限时会发生抗蚀剂脱落)，并且，难以使像素分离部进一歩小型化。另外，在通过形成沟槽实现物理分离的技术中，随着元件小型化的进ー步发展，沟槽的纵横比増大。因此，可以想到，在加工エ艺等中如面内变化的裕度等加工裕度不够。
发明内容
因此，希望提供ー种固体摄像器件及其制造方法，该固体摄像器件及其制造方法能够减小像素分离部的宽度并増加光电转换部的面积。还希望提供ー种包括固体摄像器件的电子装置。根据本发明一个实施例的固体摄像器件包括光电转换部，其包括形成在半导体层中的第一导电型的电荷累积区；包括光电转换部和像素晶体管的像素；以及其中设有多个像素的像素区域。固体摄像器件还包括第一导电型的外延生长半导体层，其形成在沟槽的内壁部上，所述沟槽设置于所述像素区域内至少相邻像素之间的所述半导体层中。固体摄像器件还包括像素分离部，其用于使所述相邻像素的电荷累积区彼此分离，所述像素分离部形成在所述第一导电型的外延生长半导体层的内侧上。根据本发明另ー实施例的固体摄像器件的制造方法为具有像素区域的固体摄像器件的制造方法，在所述像素区域中设有多个像素，所述像素包括光电转换部和像素晶体管，所述光电转换部具有第一导电型的电荷累积区域。所述方法包括通过将第一导电型的杂质注入半导体层内，形成第一导电型的区域；至少在相邻像素之间的第一导电型的区域中形成沟槽。所述方法还包括通过在所述沟槽的内壁部上的外延生长，形成第一导电型的半 导体层；并且，在所述第一导电型的半导体层的内侧上，形成使相邻像素的电荷累积区域彼此分离的像素分离部。所述方法还包括形成包括光电转换部及像素晶体管的所述像素，并且，所述第一导电型的区域的与所述沟槽相邻的部分作为所述电荷累积区域。根据本说明书的另一实施例的电子装置包括固体摄像器件；光学系统，该光学系统用于将入射光导引至固体摄像器件的光电转换部；以及信号处理电路，其用于对固体摄像器件的输出信号进行处理。固体摄像器件具有根据本说明书的上述实施例的固体摄像器件的结构。 根据本说明书的上述实施例的固体摄像器件的结构，在布置于相邻像素之间的半导体层中的沟槽的内壁部上，形成第一导电型的外延生长半导体层。在第一导电型的半导体层的内侧上形成像素分离部，该像素分离部用于使相邻像素的电荷累积区彼此分离。因此，由于在沟槽的内壁部上的第一导电型半导体层的内侧上还形成有像素分离部，所以可使像素分离部的宽度小于沟槽的宽度，并且，能够减小像素分离部的宽度。另外，由于也可以将第一导电型的外延生长半导体层用作光电转换部的电荷累积区域，因此，能够增加光电转换部的面积。根据本说明书的上述实施例的固体摄像器件的制造方法包括在相邻像素之间的第一导电型区域中形成沟槽；以及通过在沟槽的内壁部上的外延生长，形成第一导电型的半导体层。该方法还包括在第一导电型的半导体层的内侧上，形成使相邻像素的电荷累积区域彼此分离的像素分离部；以及形成包括光电转换部和像素晶体管的像素，并且，所述第一导电型的区域的与所述沟槽相邻的部分作为所述电荷累积区域。因此，由于在沟槽的内壁部上的第一导电型的半导体层内侧上，还形成有像素分离部，因此，可以使像素分离部的宽度小于沟槽的宽度，并且，能够减小像素分离部的宽度。另外，由于第一导电型的区域的、与内壁部上形成有第一导电型半导体层的沟槽相邻的部分设为电荷累积区域，因此，电荷累积区域和第一导电型的半导体层彼此相连。因此，由于也可以将第一导电型的半导体层用作光电转换部的电荷累积区域，因此，能够增大光电转换部的面积。根据本说明书的上述实施例的电子装置包括固体摄像器件，其具有本说明书上述实施例的固体摄像器件的结构；光学系统；以及信号处理电路。因此，在固体摄像器件中，能够减小使相邻像素彼此分离的像素分离部的宽度，并且，能够增大光电转换部的面积。根据本说明书的上述实施例，能够减小像素分离部的宽度并增大光电转换部的面积。减小像素分离部的宽度能够在固体摄像器件中实现尺寸的减小以及像素数量的增加。另外，増大光电转换部的面积能够改善灵敏度并增大饱和电荷量Qs。
图I为适用于每ー个实施例的固体摄像器件的ー种形式的示意性结构图；图2为第一实施例的固体摄像器件的示意性结构图(剖面图)；图3A 图3C为制造过程图，其显示了第一实施例的固体摄像器件的制造方法；图3D 图3F为制造过程图，其显示了第一实施例的固体摄像器件的制造方法；图3G和图3H为制造过程图，其显示了第一实施例的固体摄像器件的制造方法；图31和图3J为制造过程图，其显示了第一实施例的固体摄像器件的制造方法；图4A 图4C为制造过程图，其显示了第二实施例的固体摄像器件的制造方法；图4D 图4F为制造过程图，其显示了第二实施例的固体摄像器件的制造方法；图4G和图4H为制造过程图，其显示了第二实施例的固体摄像器件的制造方法；图41和图4J为制造过程图，其显示了第二实施例的固体摄像器件的制造方法；图5为第三实施例的固体摄像器件的示意性结构图(剖面图)；图6A 图6C为制造过程图，其显示了第三实施例的固体摄像器件的制造方法；图7为通过改变图2的固体摄像器件所获得的结构的示意性结构图(剖面图)；图8为第四实施例的固体摄像器件的示意性结构图(平面图)；图9为第五实施例的电子装置的示意性结构图；以及图IOA和IOB为在相关技术的固体摄像器件的像素区域中的像素分离部附近的剖面图。
具体实施例方式下面将对实现本发明的最佳形式(后面将所述最佳形式称为实施例)进行说明。顺便说一下，按以下顺序进行说明。I. CMOS固体摄像器件的一般性结构的ー种形式2.第一实施例(固体摄像器件以及制造方法)3.第二实施例(固体摄像器件以及制造方法)4.第三实施例(固体摄像器件以及制造方法)5.固体摄像器件的变形例6.第四实施例(固体摄像器件以及制造方法)7.第五实施例(电子装置)I. CMOS固体摄像器件的一般性结构的ー种形式图I显示了适用于后面所述的每一个实施例的CMOS固体摄像器件的一般性结构的ー种形式。固体摄像器件I包括在例如硅基板等半导体基板11上，以ニ维矩阵形式规则布置多个像素2而形成的像素区域(所谓摄像区域)3，其中，所述像素包括光电转换部，并且，固体摄像器件I还包括在像素区域3的周边的周边电路部。可以将由一个光电转换部和多个像素晶体管构成的单位像素用作像素2。所述多个像素晶体管可以由四个晶体管(即，传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管)形成，或者，可以没有选择晶体管而由三个晶体管形成。顺便说一下，虽然没有示出，也可以采用所谓像素共用结构，其中，在像素2中的多个光电转换部共用传输晶体管之外的像素晶体管。周边电路部包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6 、输出电路7以及控制电路8。控制电路8接收输入时钟和指示操作模式的数据等，并输出固体摄像器件I的内部信息等数据。即，控制电路8根据垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生时钟信号以及控制信号，其中，所述时钟信号以及控制信号用作垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等的操作基准。随后，控制电路8将这些信号输送至垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等。垂直驱动电路4例如由位移寄存器形成。垂直驱动电路4选择像素驱动线，对所选择的像素驱动线提供用于驱动像素2的脉冲，从而逐行地驱动像素2。S卩，垂直驱动电路4将基于信号电荷的像素信号提供给列信号处理电路5，其中，所述信号电荷是根据在例如作为像素区域3中各像素2的光电转换元件的光电ニ极管接收的光量产生的。对于姆一列像素2而言,均设有列信号处理电路5。列信号处理电路5对从一行的像素2输出的信号进行如去除噪声等信号处理。具体地，列信号处理电路5执行例如用于去除像素2特有的固定模式噪声的CDS (相关双采样)、信号放大、AD (模拟/数字)转换等信号处理。虽然未示出，但是对列信号处理电路5的输出级提供水平选择开关。将水平选择开关连接在列信号处理电路5的输出级与水平信号线10之间。水平驱动电路6例如由位移寄存器形成。水平驱动电路6通过顺序输出水平扫描脉冲按次序选择列信号处理电路5的每一部分，并且，使像素信号从列信号处理电路5的每一部分输出至水平信号线10。输出电路7对通过水平信号线10从列信号处理电路5的每一部分顺序供给的信号进行信号处理，随后输出所得信号。例如，输出电路7可以仅仅执行缓冲，或者，可以执行黑电平调节、列变化修正、各种数字信号处理等等。输入输出终端12与外部交换信号。2.第一实施例(固体摄像器件以及制造方法)图2为第一实施例的固体摄像器件的示意性结构图。本实施例说明了本发明适用于背侧照射型的CMOS固体摄像器件的情況。在本实施例的制造方法中，利用SOI (绝缘体上硅)基板制造背侧照射型的CMOS固体摄像器件。如图2所示，固体摄像器件21具有像素区域，在像素区域中，在厚度减小的半导体基板(硅层等)22中，以ニ维方式规则布置有多个像素38，这些像素包括起到光电转换部作用的光电ニ极管ro和多个像素晶体管。光电ニ极管H)具有第一导电型或图2中的η型电荷累积区域23以及第二导电型或图2中的P型半导体区域24和25，其中，所述电荷累积区域23用于光电转换和电荷累积，所述半导体区域24和25用于抑制在电荷累积区域23的前后界面处的暗电流，电荷累积区域23和半导体区域24和25中的每ー个均形成在半导体基板22中。光电ニ极管H)形成为在多个像素晶体管下方延伸。在形成于半导体基板22的前表面22a侧的P型半导体阱区域26中形成多个像素晶体管。顺便说一下，在图2中，多个像素晶体管由作为多个像素晶体管中的ー个像素晶体管的传输晶体管Trl表示。传输晶体管Trl的源极为光电ニ极管H)，其漏极为由η型半导体区域形成的浮动扩散区FD，并具有传输栅电极28，在P型半导体阱区域26与传输栅电极28之间布置有栅极绝缘膜27。在半导体基板22的前表面侧上形成具有多个布线层32的多层布线层33，其中，在多个布线层32之间设有层间绝缘层31。将支撑基板35层压至多层布线层33上。由于是背侧照射型，因此，对于布线层32的布置没有限制，并且，布线层32也可以形成在与光电ニ极管H)对应的位置处。半导体基板22的在多层布线层33的相反侧的后表面22b为光接收表面。在后表面22b上形成如防反射膜等绝缘膜(未示出)、用于阻止入射光射至相邻像素的遮光膜(未示出)等。另外，在半导体基板22的后表面22b侧上形成滤色器36和片上透镜37。入射至固体摄像器件21的光通过片上透镜37和滤色器36，然后从半导体基板22的后表面22b侧作用于光电ニ极管H)。顺便说一下，光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23的浓度分布优选为，使得电荷累积区域23的杂质浓度在半导体基板22的前表面22a侧高，并且从前表面22a侧向后表面22b侧降低。这种浓度分布能够促进在半导体基板22的后表面22b附近由光电转换产生的电荷向前表面22a侧运动。在本实施例中，在半导体基板22中形成沟槽42，并且，在沟槽42内埋入外延生长半导体层43。半导体层43由与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23相同导电型的η型半导体层形成。在本实施例中，特别是，在外延生长η型半导体层43的内侧上形成外延生长P型高浓度(Ρ+)半导体层44，并且，P型半导体层44构成用于使像素彼此分离的像素分离部41。顺便说一下，P型半导体层44在半导体基板22的后表面22b的界面处暴露。在后面所述的制造方法中，η型半导体层43和ρ型半导体层44在沟槽42内按顺序外延生长以形成像素分离部41。η型半导体层43为与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23相同的导电类型。因此，半导体层43能够加宽光电转换部。η型半导体层43优选具有与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23大致相等的η型杂质浓度。另外，由于ρ型半导体层44是通过外延生长形成的，因此，在P型半导体层44中不会出现如在由离子注入形成的杂质区域中那样的杂质沿横向(水平方向)的扩散。因此，能够保持均匀的杂质浓度。在本实施例中，利用SOI基板制造图2中所示的固体摄像器件21。例如，可以按以下披露的那样，制造图2所示的固体摄像器件21。首先，如图3A所示，制备从底层按顺序层叠体硅基板(bulk siliconsubstrate) 13、Box层(氧化娃膜)14以及娃层15而成的SOI基板16。随后，利用η型杂质对SOI基板16的硅层15进行离子注入，以形成活性硅层。随后，在硅层15上形成掩模材料(例如SiO膜)51，作为在形成沟槽42以及外延生长时的阻挡层。随后，如图3Β所示，图案化掩模材料51，使得在用以形成使光电ニ极管PD彼此分离的像素分离部的部分具有开ロ。 接着，如图3C所示，以图案化的掩模材料51作为掩模，进行加工以形成沟槽42。沟槽42具有能够穿透硅层15并终止于Box层14的深度。接着，如图3D所示，通过在大约700° C的外延生长，在沟槽42内形成掺杂有η型杂质(例如，磷P或者砷As)的η型半导体层43。此时，由于在氧化物的表面上没有发生外延生长，因此，在掩模材料51或Box层14上不会形成η型半导体层43，而是仅在硅层15中的沟槽42的侧壁部上外延生长η型半导体层43。随后，在从沟槽42的两个内壁外延生长的η型半导体层43粘附在一起之前，即在η型半导体层43之间存在间隙的状态下，停止外延生长。例如，可以按以下方式设定形成η型半导体层43时的外延生长的条件。基板温度750 850° C腔室内的压カ10 76OTorrSiH2Cl2 (DCS)流速10 IOOsccmHCl 流速10 300sccmH2 流速10 50slmPH3 (50ppm/H2) :0· 01 IOsccm顺便说一下，之后，如果需要，可以进一歩利用η型杂质对η型半导体层43进行离子注入，使得作为光电ニ极管ro的电荷累积区域23的硅层15和η型半导体层43具有大致相同的η型杂质浓度。接着，将掺杂物的类型改变为ρ型杂质(例如，硼B或者BF2)，并且，如图3Ε所示，通过以大约700° C的温度进行外延生长，形成ρ型半导体层44。因此，ρ型半导体层44形成为填充形成于沟槽42的两内壁上的η型半导体层43之间的空间。此时，由于在氧化物的表面上没有发生外延生长，因此，在掩模材料51或Box层14上没有形成P型半导体层44，P型半导体层44仅在η型半导体层43的内壁上外延生长。因此，η型半导体层43和ρ型半导体层44以在Box层14上方浮起的方式形成，并且，从硅层15与掩模材料51之间的界面向下凹入。因此，η型半导体层43和ρ型半导体层44具有作为其上下表面的面。例如，可以按以下方式设定形成ρ型半导体层44时的外延生长的条件。基板温度750 850。C
腔室内的压カ10 76OTorr[O川]SiH2Cl2 (DCS)流速10 IOOsccmHCl 流速10 300sccmH2 流速10 50slmB2H6 (100ppm/H2) :0.01 IOsccm接着，如图3F所示，通过利用例如湿化学溶剂(DHF(稀氢氟酸)等)，除去硅层15的表面上的掩模材料51。接着，为了掩埋在沟槽42中的η型半导体层43和ρ型半导体层44的活化以及晶体在沟槽42的界面处的复原，进行例如在大约800° C下的退火处理。也可以将后续エ序中的热处理兼用作该退火处理。
之后，如图3G所示，在硅层15的上表面侧形成用于形成光电ニ极管Η)(參见图2)、如传输晶体管Trl等像素晶体管以及浮动扩散区FD的各个部分。具体地，在与通过像素分离部41分离的各像素对应的硅层15的上表面侧的部分中形成P型半导体阱区26。另外，在各像素38中的η型硅层15的上表面附近形成P型半导体区25，该ρ型半导体区也起到用于减小暗电流的累积层的作用。此时，在η型半导体层43的上表面附近也形成P型半导体区25，因此，在η型半导体层43的上表面附近的部分从η型变为ρ型。另外，在ρ型半导体阱区域26中形成由η型半导体区制成的浮动扩散区FD。随后，在浮动扩散区FD与ρ型半导体区25之间，在ρ型半导体阱区26的上方形成传输栅电极28，并且，栅极绝缘膜27位于传输栅电极28与ρ型半导体阱区域26之间，从而形成传输晶体管Trl。在形成传输晶体管Trl的同时，在ρ型半导体阱区26的其它部分中形成由ー对源/漏极区和栅电极构成的其它像素晶体管。另外，通过在像素区域的周边使用CMOS晶体管形成周边电路部。接着，如图3H所示，通过布置多个布线层32并且在其间设置层间绝缘层31，形成多层布线层33。顺便说一下，利用栅极绝缘膜27、层间绝缘层31等的绝缘材料填充位于η型半导体层43和ρ型半导体层44的上表面侧的面结构上的空间。另外，通过光电ニ极管H)的部分中的η型硅层15形成η型电荷累积区域23。之后，如图31所示，例如，将由硅基板形成的支撑基板35层压在多层布线层33上。之后，如图3J所示，对后表面侧进行研磨以除去SOI基板16的硅基板13和Box层14，并且，也对由硅层15形成的半导体基板22的后表面侧进行研磨。此时，通过研磨，除去在η型半导体层43和ρ型半导体层44的后表面侧上的面结构，因此，所述后表面侧基本上平坦化。之后，虽然未示出，但使所述结构颠倒，并且，在半导体基板22的后表面侧的界面附近处，通过离子注入形成P型半导体区24。另外，在半导体基板22上，按顺序形成滤色器36和片上透镜37。因此，能够制造图2所示的固体摄像器件21。顺便说一下，在η型半导体层43和ρ型半导体层44的上下部处存在的面结构形成半导体从其它部分凹入的凹部。由于绝缘体和半导体具有不同的光反射率，因此，在光照射时，能够确定面结构的多个部分。因此，在制造エ艺中，可以将面结构用作对准标记。在上述本实施例的固体摄像器件21中，通过位于掩埋于沟槽42中的外延生长η型半导体层43的内侧上的外延生长ρ型半导体层44形成像素分离部41。因此，与相关技术的结构相比，能够减小像素分离部41的宽度，并且，能够使像素分离部41的宽度小于沟槽42的宽度。即使在以需要的裕度使沟槽42具有可靠的宽度吋，仍能够使像素分离部41的宽度足够小。另外，通过外延生长形成的ρ型半导体层44没有因离子注入引起的注入缺陷，并且，其能够起到空穴钉扎层的作用。
另ー方面，沟槽42在形成多层布线层33之前的退火处理中恢复刻蚀损坏。因此，在像素分离部41中，在不会对沟槽42产生刻蚀损坏的情况下，使P型半导体层44形成为钉扎层。因此，在不会对布线层32产生任何热效应的情况下，能够抑制发光点的产生或抑制在像素分离部41的界面处的暗电流。另外，由于ρ型半导体层44由外延生长形成，因此，与离子注入区不同，即使在半导体基板22的较深位置处，ρ型半导体层44也不会沿横向扩展，从而能够保持均匀的杂质浓度，并且，在半导体基板22的后表面22b附近，能够保持高电场强度。因此，能够改善像素分离部41的分离能力，阻止由光电转换产生的电荷泄漏至相邻的像素38内，能够抑制混色并能够改善灵敏度。在本实施例的固体摄像器件21中，η型半导体层43为与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23相同的导电型。因此，通过半导体层43能够增加光电ニ极管的面积。由于能够増加光电ニ极管的面积，因此，在此方面也能改善灵敏度，并且，能够增加饱和电荷Qs的量。另外，即使在像素的数量增加时，仍能够确保具有一定面积的光电ニ极管，因此，能够获得足够的灵敏度。另ー方面，在光电ニ极管的面积等于相关技术结构的面积时，可以使沟槽42的宽度大于像素分离部41的宽度。因此，能够缓和沟槽42的纵横比，从而能够增加在沟槽42形成时用于光刻和处理的裕度。本实施例的固体摄像器件21能够抑制混色并改善灵敏度。因此，即使在増加像素数量时，仍能够实现具有高灵敏度和宽动态范围并能提供优良图像质量的固体摄像器件21。另外，根据本实施例的制造方法，通过在沟槽42内的外延生长，掩埋η型半导体层43和ρ型半导体层44，从而形成像素分离部41。因此，由于通过外延生长埋入ρ型半导体层44，所以ρ型半导体层44没有离子注入缺陷并且可形成为优良的空穴钉扎层。因此，所制造的背侧照射型的固体摄像器件21能够抑制发光点和暗电流的产生以及混色，并能够改善灵敏度。3.第二实施例(固体摄像器件以及制造方法)本实施例也说明了本发明适用于背侧照射型的CMOS固体摄像器件的情況。在本实施例的制造方法中，利用体基板(bulk substrate)制造背侧照射型的CMOS固体摄像器件。顺便说一下，在本实施例中，设固体摄像器件的结构与图2所示的第一实施例的固体摄像器件21的结构相似。因此，省略了重复说明。在本实施例中，利用体基板制造图2所示的固体摄像器件21。例如，可以如以下所披露的那样，制造图2所示的固体摄像器件21。首先，如图4A所示，通过将η型杂质引入体硅基板18的上部中，形成η型硅层15和体层17。设体层17的组成结构具有与原始硅基板18的杂质浓度相似的杂质浓度，例如低η型或P型杂质浓度，或具有没有η型杂质或ρ型杂质的组成结构。 接着，在沟槽42的形成以及外延生长时，在硅层15上形成掩模材料(例如，SiO膜)51作为阻止层。随后，如图4Β所示，图案化掩模材料51，使得在用以形成使光电ニ极管PD彼此分离的像素分离部的部分具有开ロ。接着，如图4C所示，以图案化的掩模材料51作为掩摸，进行加工以形成沟槽42。控制如处理时间等条件，使得沟槽42具有能够穿透硅层15并终止于体层17的深度。接着，如图4D所示，通过在大约700° C下的外延生长，在沟槽42内形成掺杂有η型杂质(例如，磷P或砷As)的η型半导体层43。此时，由于在氧化物的表面上不会出现外延生长，因此，在掩模材料51上未形成η型半导体层43，但是，在硅层15和体层17中，η型半导体层43在沟槽42的侧壁部上外延生长。由于η型半导体层43也在体层17的上表面上外延生长，因此，η型半导体层43具有从沟槽42的底部至沟槽42的侧壁部连续的形状。随后，在从沟槽42的两个内壁外延生长的η型半导体层43的侧壁部粘附在一起之前，即在η型半导体层43的侧壁部之间存在间隙的状态下，停止外延生长。顺便说一下，之后，如果需要，可以进一歩利用η型杂质对η型半导体层43进行离子注入，使得作为光电ニ极管ro的电荷累积区域23的硅层15和η型半导体层43具有大致相同的η型杂质浓度。可以将形成η型半导体层43时的外延生长条件设定为与第一实施例的条件相似。接着，将掺杂物的类型改变为ρ型杂质(例如，硼B或BF2)，并且，如图4Ε所示，以大约700° C的温度，通过外延生长形成ρ型半导体层44。因此，ρ型半导体层44形成为填充形成于沟槽42的两个内壁上的η型半导体层43内的空间。此时，由于在氧化物的表面上不会出现外延生长，因此，在掩模材料51上未形成ρ型半导体层44，而ρ型半导体层44仅在η型半导体层43的内壁和底部上外延生长。因此，η型半导体层43和ρ型半导体层44形成为从娃层15和掩模材料51之间的界面向下凹入。因此，η型半导体层43和ρ型半导体层44具有作为其上表面的面。形成ρ型半导体层44时的外延生长的条件可以与第一实施例的条件相似。接着，如图4F所示，通过使用例如湿化学溶剂(DHF等)，除去在硅层15的表面上的掩模材料51。接着，为了掩埋于沟槽42中的η型半导体层43和ρ型半导体层44的活化以及晶体在沟槽42的界面处的复原，进行例如在大约800° C下的退火处理。也可以将后续エ序中的热处理兼用作该退火处理。之后,如图4G所不,在娃层15的上表面侧上形成用于形成光电ニ极管H)、如传输晶体管Trl等像素晶体管和浮动扩散区FD的各个部分。具体地，在与通过像素分离部41分离的各像素对应的硅层15的上表面侧的部分中形成P型半导体阱区26。另外，在各像素38中，在η型硅层15的上表面附近形成P型半导体区25，ρ型半导体区25也起到用于减小暗电流的累积层的作用。此时，在η型半导体层43的上表面附近也形成P型半导体区25，因此，使η型半导体层43的上表面附近的部分从η型变为ρ型。另外，在ρ型半导体阱区26中形成由η型半导体区域制成的浮动扩散区FD。随后，在浮动扩散区FD与ρ型半导体区域25之间的ρ型半导体阱区26上方形成 传输栅电极28，并且，栅极绝缘膜27设置在传输栅电极28与ρ型半导体阱区26之间，从而形成传输晶体管Trl。与传输晶体管Trl的形成同时，在ρ型半导体阱区26的其它部分中形成由ー对源/漏极区域和栅极构成的其它像素晶体管。另外，通过在像素区域的周边使用CMOS晶体管形成周边电路部。接着，如图4H所示，通过布置多个布线层32并且在其间设置层间绝缘层31，形成多层布线层33。顺便说一下，利用栅极绝缘膜27、层间绝缘层31等的绝缘材料填充位于η型半导体层43和ρ型半导体层44上表面侧的面结构上的空间。另外，通过在光电ニ极管H)的部分中的η型硅层15形成η型电荷累积区域23。之后，如图41所示，例如，将由硅基板形成的支撑基板35层压在多层布线层33上。之后，如图4J所示，对后表面侧进行研磨，从而对后表面侧的体层17进行研磨。同时，进行研磨直至打破η型半导体层43的底部与侧壁部之间的连续性为止，从而使夹着P型半导体层44的η型半导体层43的两侧上的侧壁部物理上彼此分离。之后，虽然未示出，但是使所述结构颠倒，并且，在半导体基板22的后表面侧的界面附近处，通过离子注入形成P型半导体区24。另外，在半导体基板22上，按顺序形成滤色器36和片上透镜37。因此，能够制造图2所示的固体摄像器件21。本发明的固体摄像器件具有与第一实施例的固体摄像器件21相同的结构。因此，能够减小像素分离部41的宽度并改善像素分离部41的分离能力。本发明的固体摄像器件能够阻止由光电转换产生的电荷泄漏至相邻的像素38内，能够抑制混色并能够改善灵敏度。由于本发明的固体摄像器件能够抑制混色并改善灵敏度，因此，即使在増加像素数量时，仍能够实现具有高灵敏度和宽动态范围并提供优良图像质量的固体摄像器件21。根据上述实施例的制造方法，通过在沟槽42内的外延生长，埋入η型半导体层43和P型半导体层44，从而形成像素分离部41。因此，由于通过外延生长埋入了 ρ型半导体层44，因此，P型半导体层44没有离子注入缺陷并且可形成为优良的空穴钉扎层。因此，能够制造出以下背侧照射型的固体摄像器件21，即该固体摄像器件能够抑制发光点和暗电流的产生以及混色，并且能够改善灵敏度。4.第三实施例(固体摄像器件以及制造方法)图5为第三实施例的固体摄像器件的示意性结构图。本实施例说明了本发明适用于前侧照射型的CMOS固体摄像器件的情況。在本实施例的制造方法中，利用体基板制造前侧照射型的CMOS固体摄像器件。
如图5所示，本实施例的固体摄像器件30具有単位像素，该单位像素由起到光电转换部作用的光电ニ极管ro和多个像素晶体管构成，所述单位像素形成在由例如硅等半导体制成的体层17上方。发光二极管H)、浮动扩散区FD以及如传输晶体管Trl等像素晶体管的多部分的结构与图2所示的第一实施例的固体摄像器件21的结构相似。因此，在以下省略了对该结构的详细说明。在发光二极管H)、浮动扩散区FD以及如传输晶体管Trl等像素晶体管的多部分上形成多层布线层33，该多层布线层33具有多个布线层32，这些布线层之间设有层间绝缘层31。由于本实施例的固体摄像器件30为前侧照射型，因此，限定布线层32的布置结构以不阻碍光入射至光电ニ极管ro上。具体地，在不包括光电ニ极管ro的部分中或者在图5的剖面中位于P型半导体阱区26上方的部分中形成布线层32。体层17的与多层布线层33相同侧的表面为光接收表面。在该表面上形成如防反射膜等绝缘膜(未示出)、用于阻止入射光射至相邻像素的遮光膜(未示出)等。另外，在多层布线层33上形成滤色器36和片上透镜37。入射至固体摄像器件30的光通过片上透镜37和滤色器36，然后从表面侧作用于光电ニ极管H)。在本实施例中，在硅层15中形成沟槽42，并且，在沟槽42内掩埋外延生长半导体层43，从而形成固体摄像器件30。半导体层43由与发光二极管H)的η型电荷累积区域23相同导电类型的η型半导体层形成。在本实施例中，特别是，在外延生长的η型半导体层43的内侧形成外延生长P型高浓度(Ρ+)半导体层44，并且，P型半导体层44构成用于使像素彼此分离的像素分离部41。顺便说一下，使P型半导体层44在体层17表面的界面处露出。在后面说明的制造方法中，在沟槽42内按顺序外延生长η型半导体层43和ρ型半导体层44，以形成像素分离部41。η型半导体层43为与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23相同的导电类型。因此，半导体层43能够加宽光电转换部。η型半导体层43优选具有与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23大致相等的η型杂质浓度。另外，由于ρ型半导体层44是通过外延生长形成的，因此，在P型半导体层44中，不会出现如在由离子注入形成的杂质区中那样杂质沿横向(水平方向)的扩散。因此，能够保持均匀的杂质浓度。另外，在本实施例的固体摄像器件30中，在图5中的整个剖面上，在η型硅层15与体层17之间的界面附近，形成ρ型高浓度(ρ+)半导体区域29。顺便说一下，虽然没有在附图中显示，但是，在整个像素区域中形成P型半导体区域29。通过ρ型半导体区域29，使在沟槽42的两个内壁上的η型半导体层43彼此分离，以便这些η型半导体层不会在底部彼此连接。因此，ρ型半导体层44和ρ型半导体区域29能够使相邻的像素38彼此分离。在本实施例中，利用体基板制造图5所示的固体摄像器件30。例如，可以按以下内容制造图5所示的固体摄像器件30。首先，利用体硅基板进行与第二实施例的制造方法中图4Α 4Ε所示的各个エ序相同的エ序。
因此，如图4Ε所示，在体层17上的η型硅层15中形成沟槽42，并且，通过外延生长，在沟槽42内形成η型半导体层43和ρ型半导体层44。硅层15上留有掩模材料51。接着，如图6Α所示，通过在硅层15和体层17之间的界面附近，在较深的位置利用例如硼等P型杂质进行离子注入，形成P型半导体区域29。因此，打破沟槽42中η型半导体层43的底部与侧壁部之间的连续性，并且，夹着P型半导体层44的η型半导体层43的两侧上的侧壁部彼此物理分离。接着，如图6Β所示，利用例如湿化学溶剂(DHF等)除去硅层15表面上的掩模材料51。接着，为了埋入于沟槽42中的η型半导体层43和ρ型半导体层44的活化以及晶体在沟槽42的界面处的复原，进行例如在大约800° C下的退火处理。也可以将后续エ序中的热处理兼用作该退火处理。之后,如图6C所不,在娃层15的上表面侧形成用于形成光电ニ极管H)、如传输晶体管Trl等像素晶体管和浮动扩散区FD的各个部分。具体地，在与通过像素分离部41分离的各像素相对应的硅层15的上表面侧的部分中，形成P型半导体阱区域26。另外，在各像素38中，在η型硅层15的上表面附近形成P型半导体区域25，ρ型半导体区域25也起到用于减小暗电流的累积层的作用。此时，在η型半导体层43的上表面附近也形成P型半导体区域25，因此，使η型半导体层43的上表面附近的部分从η型变为P型。另外，在ρ型半导体阱区26中形成由η型半导体区域制成的浮动扩散区FD。随后，在浮动扩散区FD与ρ型半导体区域25之间的ρ型半导体阱区26上方形成传输栅电极28，并且，栅极绝缘膜27设置在传输栅电极28与ρ型半导体阱区26之间，从而形成传输晶体管Trl。在传输晶体管Trl形成的同时，在ρ型半导体阱区26的其它部分中形成由ー对源/漏极区域和栅电极构成的其它像素晶体管。另外，通过在像素区域的周边使用CMOS晶体管形成周边电路部。另外，虽然未示出，但是通过布置多个布线层32并且在其间设置层间绝缘层31，形成多层布线层33。如图5所示，在不防碍光入射至光电ニ极管H)的位置处形成布线层32。利用栅极绝缘膜27、层间绝缘层31等的绝缘材料填充位于η型半导体层43和ρ型半导体层44的上表面侧的面结构上的空间。
另外，通过在光电ニ极管ro的部分中的η型硅层15形成η型电荷累积区域23。之后，按顺序在多层布线层33上形成滤色器36和片上透镜37。因此，能够制造图5所示的固体摄像器件30。在上述本实施例的固体摄像器件30中，通过位于埋入于沟槽42中的外延生长η型半导体层43内侧的外延生长ρ型半导体层44形成像素分离部41因此，与相关技术的结构相比，能够减小像素分离部41的宽度，并且，可以使像素分离部41的宽度小于沟槽42的宽度。即使在以需要的裕度使沟槽42具有稳定的宽度吋，仍能够使像素分离部41的宽度足够小。另外，通过外延生长长成的ρ型半导体层44没有因离子注入引起的注入缺陷，并
且，能起到空穴钉扎层的作用。另ー方面，沟槽42在形成多层布线层33之前的退火处理中恢复刻蚀损坏。因此，在像素分离部41中，在不会对沟槽42形成刻蚀损坏的情况下，使P型半导体层44形成为钉扎层。因此，在不会对布线层32产生任何热影响的情况下，能够抑制在像素分离部41的界面处产生发光点或暗电流。另外，由于通过外延生长形成ρ型半导体层44，与离子注入区域不同，即使在较深位置处，P型半导体层44也不会沿横向扩散，所以能够保持均匀的杂质浓度。因此，能够改善像素分离部41的分离能力，阻止由光电转换产生的电荷泄漏至相邻的像素38内，能抑制混色并改善灵敏度。在本实施例的固体摄像器件30中，η型半导体层43为与光电ニ极管H)的η型电荷累积区域23相同的导电类型。因此，通过半导体层43能够增大光电ニ极管的面积。由于能够増加光电ニ极管的面积，因此，在这一方面也可以改善灵敏度，并且，能够增加饱和电荷Qs的量。另外，即使增加像素的数量，仍能够确保具有一定面积的光电ニ极管，因此，能够获得足够的灵敏度。另ー方面，在光电ニ极管的面积等于相关技术的结构的面积时，可以使沟槽42的宽度大于像素分离部41的宽度。因此，能够缓和沟槽42的纵横比，从而能够增加在形成沟槽42时的光刻和加工的裕度。本实施例的固体摄像器件30能够抑制混色并改善灵敏度。因此，即使增加像素的数量，仍能够实现具有高灵敏度和宽动态范围并提供优良图像质量的固体摄像器件30。根据上面所述实施例的制造方法，通过在沟槽42内的外延生长埋入η型半导体层43和ρ型半导体层44，从而形成像素分离部41。因此，由于通过外延生长埋入了 ρ型半导体层44，因此，P型半导体层44不会产生离子注入缺陷，并且，能够形成为优良的空穴钉扎层。因此，能够制造出前侧照射型固体摄像器件30，该固体摄像器件能够抑制发光点和暗电流的产生以及混色，并且能够改善灵敏度。5.固体摄像器件的变形例下面，将对前面的实施例的某些变形例进行说明。首先，图7作为ー个变形例，是通过改变图2的固体摄像器件21所获得的结构的示意性结构图(剖面图)。代替在图2的固体摄像器件21中由外延生长形成的ρ型半导体层44，图7所示的固体摄像器件50具有埋入在η型半导体层43内侧的空间中的绝缘层45。另外，固体摄像器件50的其它结构与图2的固体摄像器件21的结构相似。根据固体摄像器件50的结构，由于将绝缘层45埋在η型半导体层43内侧的空间中，因此，η型半导体层43能够增大光电ニ极管H)的面积，并且，绝缘层45能够使相邻的像素38彼此分离。可以将由氧化物或氮化物制成的绝缘层(例如氧化硅层、氧化铪层、氧化钽层或氮化硅层)形成为绝缘层45。在制造图7所示的固体摄像器件50时，使η型半导体层43外延生长，之后，埋入绝缘层45，而不是改变为ρ型的掺杂物并进行外延生长。随后，由于将绝缘层45埋在位于η型半导体层43内侧的狭窄空间中，因此，选择 用于绝缘层45的绝缘材料和形成方法，以便能够埋入绝缘层45。在半导体基板22上存在不必要的绝缘层45吋，除去不必要的绝缘层45，并且，仅在沟槽42内保留绝缘层45。其它的エ序可以与制造第一实施例的固体摄像器件21的エ序相似。在图7中，代替绝缘层45，也可以在η型半导体层43的内侧埋入遮光层。可以将例如具有遮光性的金属层形成为遮光层。通过埋入遮光层，能够阻止电荷泄漏至相邻像素内，并且，通过遮光层反射光线，阻止倾斜入射光入射至相邻的像素。因此，通过遮光层，能够使相邻的像素彼此分离，并且，能够抑制混色并改善灵敏度。顺便说一下，在沟槽内壁上形成的外延生长半导体层的内侧上埋入的绝缘层或遮光层的这种结构不仅适用于第一实施例，而且还适用于其它实施例和其它结构的固体摄像器件。另外，在每ー个上述实施例中，作为光电ニ极管H)的电荷累积区域23为η型的结构，第一导电型的电荷累积区域23为η型，并且，第二导电型的半导体区域24和25为ρ型。在这种结构中，电子为多数载流子，并且，空穴为少数载流子。另ー方面，也可以采用如下结构使杂质的导电类型与每ー个实施例中的相反，第ー导电型为P型并且第二导电型为η型。在这种结构中，空穴为多数载流子，而电子为少数载流子。对于采用这种结构时外延生长的顺序而言，使P型半导体层在沟槽的内壁上生长，之后，使η型半导体层在内侧上生长。另外，在每ー个上述实施例中，可在半导体基板22或多层布线层33上直接形成滤色器36。另ー方面，可以在半导体基板22和滤色器36之间或多层布线层33和滤色器36之间设置其它的层，例如起到平坦化层或钝化层功能的绝缘层。另外，各实施例的结构所采用的固体摄像器件的结构不局限于图I的平面图所示的结构，而是可以采用本技术能够适用的任意结构。6.第四实施例(固体摄像器件以及制造方法)下面，作为与在图I的平面图中所示的结构不同的固体摄像器件的结构，图8为第四实施例的固体摄像器件的示意性结构图(平面图)。
本实施例说明了以下情況，S卩本发明适用于所谓像素共用固体摄像器件，其中，多个光电ニ极管共用传输晶体管之外的多个像素晶体管。图8所示的固体摄像器件80具有光电ニ极管roi、H)2、PD3和TO4以及光电ニ极管H)5、PD6, PD7和TO8，四个像素(垂直方向的两个像素和水平方向的两个像素)作为ー个共用単元(所谓四像素共用)。通过以ニ维方式设置多个共用単元形成像素区域。ー个共用单元具有用于四个光电ニ极管(PDl PD4或PD5 TO8)的一个浮动扩散区FD，浮动扩散区FD设置在四个光电ニ极管的中心处。共用単元具有为光电ニ极管PDl TO8中每ー个光电ニ极管设置的一个传输晶体管Trl，并且，具有为八个光电ニ极管PDl PD8共同设置的一个选择晶体管Tr2、一个放大晶体管Tr3以及ー个复位晶体管Tr4。传输晶体管Trl在中心的浮动扩散区FD与每一光电ニ极管PDl PD4或者PD5 PD8之间设有传输栅电极81。沿图8的横向，即沿像素的行方向，连续形成其中形成有四个光电ニ极管(PDl PD4或者PD5 TO8)的光电ニ极管形成区域。在两行像素之间设置用于像素晶体管的区域。在该区域中形成选择晶体管Tr2、放大晶体管Tr3以及复位晶体管Tr4。选择晶体管Tr2具有ー对源/漏极区域82和84以及选择栅电极83。放大晶体管Tr3具有ー对源/漏极区域84和86以及放大栅电极85。S卩，源/漏极区域84由选择晶体管Tr2和放大晶体管Tr3共用。复位晶体管Tr4具有ー对源/漏极区域87和89以及复位栅电极88。复位晶体管Tr4形成在像素晶体管的不同区域中，该区域与选择晶体管Tr2和放大晶体管Tr3分离。通过在之前的第一至第三实施例以及变形例中描述的像素分离部，形成光电ニ极管PDi ros的相邻光电ニ极管之间的像素分离部。在制造本实施例的固体摄像器件80时，可以采用在之前的第一至第三实施例以及变形例中描述的制造方法。根据本实施例的固体摄像器件80，由于通过在之前的第一至第三实施例以及变形例中描述的像素分离部形成相邻光电ニ极管之间的像素分离部，因此，能够抑制发光点和暗电流的产生以及混色并改善灵敏度。另外，可以产生与之前的第一至第三实施例以及变形例相似的效果。在本实施例中，通过在沟槽的内壁部上形成外延生长层得到的像素分离部也可应用于光电ニ极管PDl PD8与像素晶体管(Tr2、Tr3和Tr4)之间的像素分离部。然而，虽然光电ニ极管PDl PD8的电荷累积区域和像素晶体管(Tr2、Tr3和Tr4)的源/漏极区域可以是相同的导电类型，但是，在某些情况下在杂质浓度和区域深度方面是不同的。在这种情况下，由于难以按原样采用上述实施例的制造方法，因此，需要ー种用于制造エ艺的装置。顺便说一下，虽然本实施例的结构适用于前侧照射型的CMOS固体摄像器件，但是，与没有像素共用的结构相比，由于减小了能够布置多层布线层的多个布线层的区域，因此，导致多个布线层的设计困难。因此，优选将本实施例的结构应用于背侧照射型的CMOS固体摄像器件。7.第五实施例(电子装置)可以将具有上述结构的固体摄像器件应用于电子装置，例如应用于包括数码相机、摄像机等的相机系统、具有摄像功能的移动电话或具有摄像功能的其它装置。图9为第五实施例的电子装置的示意性结构图。本实施例说明了以下的情況，S卩将本发明应用于作为电子装置的ー种形式的摄像装置(照相机)。可以将本实施例的摄像装置(照相机)应用于能够拍摄静止图像或动态图像的摄像机。如图9所示，摄像装置(照相机)91包括固体摄像器件92、用于将入射光导引至固体摄像器件92的光学系统93、快门装置94、驱动电路95以及信号处理电路96。作为固体摄像器件92，可以采用上述实施例中一个实施例的固体摄像器件。光学系统93包括光学透镜。光学系统93将来自物体的图像光(入射光)形成至 固体摄像器件92的成像表面。由此在固体摄像器件92内累积信号电荷一定时间段。快门装置94控制利用光对固体摄像器件92照射的时段和对固体摄像器件92遮光的时段。驱动电路95供给用于控制固体摄像器件92的电荷传输操作以及快门装置94的快门操作的驱动信号。根据由驱动电路95提供的驱动信号(时序信号)，进行固体摄像器件92的信号传输。信号处理电路96对固体摄像器件92的输出信号进行各种信号处理。由信号处理产生的视频信号存储在如存储器等存储介质中或被输出至显示装置。根据本实施例的电子装置，将根据上述一个实施例的固体摄像器件用作固体摄像器件92，从而固体摄像器件92能够抑制发光点和暗电流的产生以及混色，并且能够改善灵敏度。因此，能够使电子装置没有混色，即使在増加像素数量时仍具有高灵敏度和宽动态范围，并且，能够确保优良的图像质量。在上述每ー个实施例中，将本发明实施例的像素分离部应用于固体摄像器件的像素之间的元件分离。本发明实施例的像素分离部也可适用于固体摄像器件的光电ニ极管与像素晶体管之间的元件分离，并适用于在普通半导体装置中的相邻电路元件(如晶体管等有源元件或无源元件)中使相同导电型的半导体区域彼此分离的元件分离。顺便说一下，本发明也可采用以下结构。(I) ー种固体摄像器件包括光电转换部，其包括形成在半导体层中的第一导电型的电荷累积区；具有光电转换部和像素晶体管的像素；设有多个像素的像素区域 ，第一导电型的外延生长半导体层，其形成在沟槽的内壁部上，所述沟槽设置于所述像素区域内至少相邻像素之间的所述半导体层中；以及，像素分离部，其用于使所述相邻像素的电荷累积区彼此分离，所述像素分离部形成在所述第一导电型的外延生长半导体层的内侧上。(2)根据上述(I)的固体摄像器件，其中，所述像素分离部是由第二导电型的外延生长半导体层形成的。(3)根据上述(I)的固体摄像器件，其中，所述像素分离部是由绝缘层或遮光层形成的。(4)根据上述⑴ (3)中任意ー项的固体摄像器件，其中，所述固体摄像器件为背侧照射型的固体摄像器件，在所述背侧照射型的固体摄像器件中，在所述半导体层的前表面侧设有具有多个布线层的多层布线层，所述多个布线层之间设有层间绝缘层，并且所述半导体层的后表面侧为光接收表面。(5) ー种固体摄像器件的制造方法，所述固体摄像器件具有像素区域，在所述像素区域中设有多个像素，所述像素包括光电转换部和像素晶体管，所述光电转换部具有第一导电型的电荷累积区域，所述方法包括以下步骤通过将第一导电型的杂质注入半导体层内，形成第一导电型的区域；至少在相邻像素之间的第一导电型的区域中形成沟槽；通过在所述沟槽的内壁部上的外延生长，形成第一导电型的半导体层；在所述第一导电型的半导体层的内侧上，形成使相邻像素的电荷累积区域彼此分离的像素分离部；以及形成包括光电转换部及像素晶体管的所述像素，并且，所述第一导电型的区域的与所述沟槽相邻的部分作为所述电荷累积区域。(6)根据上述(5)的固体摄像器件的制造方法，其中，通过第二导电型的外延生长半导体层形成像素分离部。 (7)根据上述(5)的固体摄像器件的制造方法，其中，通过绝缘层或遮光层形成像素分离部。(8)根据上述(5) (7)中任意ー项的固体摄像器件的制造方法，其还包括在所述半导体层的前表面上形成具有多个布线层的多层布线层，所述多个布线层之间布置有层间绝缘层；将支撑基板层压至所述多层布线层上；通过从所述半导体层的后表面侧进行研磨，使所述像素分离部露出；随后，在所述半导体层的后表面上顺序形成滤色器和片上透镜。(9) 一种电子装置包括根据上述(I) (4)中任意ー项的固体摄像器件；光学系统，光学系统，其用于将入射光导引至所述固体摄像器件的光电转换部；以及信号处理电路，其用于对所述固体摄像器件的输出信号进行处理。本发明不局限于上面所述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下，能够采用各种其它的结构。
权利要求
1.ー种固体摄像器件，其包括 光电转换部，其包括形成在半导体层中的第一导电型的电荷累积区； 像素，其包括所述光电转换部以及像素晶体管； 像素区域，在所述像素区域中布置有多个所述像素； 第一导电型的外延生长半导体层，其形成在沟槽的内壁部上，所述沟槽设置于至少位于所述像素区域内相邻的所述像素之间的所述半导体层中；以及 像素分离部，其用于使相邻的所述像素的电荷累积区彼此分离，所述像素分离部形成在所述第一导电型的外延生长半导体层的内侧上。
2.根据权利要求I所述的固体摄像器件，其中，所述像素分离部是由第二导电型的外延生长半导体层形成的。
3.根据权利要求I所述的固体摄像器件，其中，所述像素分离部是由绝缘层或遮光层形成的。
4.根据权利要求I所述的固体摄像器件，其中，所述固体摄像器件为背侧照射型的固体摄像器件，在所述背侧照射型的固体摄像器件中，在所述半导体层的前表面侧设有具有多个布线层的多层布线层，所述多个布线层之间设有层间绝缘层，并且所述半导体层的后表面侧为光接收表面。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的固体摄像器件，其中，所述第一导电型的外延生长半导体层的杂质浓度与所述电荷累积区的杂质浓度相同。
6.ー种固体摄像器件的制造方法，所述固体摄像器件具有像素区域，在所述像素区域中设有多个像素，所述像素包括光电转换部和像素晶体管，所述光电转换部具有第一导电型的电荷累积区域，所述方法包括以下步骤 通过将第一导电型的杂质注入半导体层内，形成第一导电型的区域； 在至少位于相邻的所述像素之间的第一导电型的区域中形成沟槽； 通过在所述沟槽的内壁部上的外延生长，形成第一导电型的半导体层； 在所述第一导电型的半导体层的内侧上，形成使相邻的所述像素的电荷累积区域彼此分离的像素分离部；以及 形成包括光电转换部及像素晶体管的所述像素，并且，所述第一导电型的区域的与所述沟槽相邻的部分作为所述电荷累积区域。
7.根据权利要求6所述的固体摄像器件的制造方法，其中，通过第二导电型的外延生长半导体层形成所述像素分离部。
8.根据权利要求6所述的固体摄像器件的制造方法，其中，通过绝缘层或遮光层形成所述像素分离部。
9.根据权利要求6所述的固体摄像器件的制造方法，还包括以下步骤 在所述半导体层的前表面上形成具有多个布线层的多层布线层，所述多个布线层之间布置有层间绝缘层； 将支撑基板层压至所述多层布线层上； 通过从所述半导体层的后表面侧进行研磨，使所述像素分离部露出；以及 随后，在所述半导体层的后表面上顺序形成滤色器和片上透镜。
10.一种电子装置，其包括权利要求I至5中任一项所述的固体摄像器件； 光学系统，其用于将入射光导引至所述固体摄像器件的所述光电转换部；以及信号处理电路，其用于对所述固体摄像器件的输出信号进行处理。
全文摘要
本发明公开了固体摄像器件、其制造方法以及电子装置。该固体摄像器件包括光电转换部，其包括形成在半导体层中的第一导电型的电荷累积区；像素，其包括所述光电转换部以及像素晶体管；像素区域，其中布置有多个所述像素；第一导电型的外延生长半导体层，其形成在沟槽的内壁部上，所述沟槽设置于所述像素区域内至少相邻像素之间的所述半导体层中；以及像素分离部，其用于使所述相邻像素的电荷累积区彼此分离，所述像素分离部形成在所述第一导电型的外延生长半导体层的内侧上。本发明的固体摄像器件能够减小像素分离部的宽度并增加光电转换部的面积。
文档编号H01L27/146GK102867835SQ20121021672
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月27日 优先权日2011年7月5日
发明者佐藤尚之, 宫波勇树 申请人:索尼公司