CN113169199A - 固态摄像元件、制造固态摄像元件的方法和电子设备 - Google Patents

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Abstract

摄像器件包括光电转换区域，该光电转换区域布置在基板中并且具有第一导电类型。摄像器件包括第一区域，该第一区域具有第二导电类型，并且在截面图中以位于光电转换区域的第一侧的方式被布置在基板中，其中，光电转换区域的第一侧与光电转换区域的光入射侧相反。摄像器件还包括第二区域，该第二区域具有第二导电类型，具有比第一区域更高的杂质浓度，并且在截面图中以围绕光电转换区域的除光电转换区域的第一侧以外的三侧的方式被布置在基板中。摄像元件还包括遮光结构，该遮光结构贯穿基板并且与第二区域的侧壁相邻。

Description

固态摄像元件、制造固态摄像元件的方法和电子设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年12月3日提交的日本专利申请JP 2018-226788的优先权，因此将该日本专利申请的全部内容以引入的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及固态摄像元件、制造固态摄像元件的方法和电子设备。
背景技术
存在沿着遮光结构形成PN结层以增加每个像素的诸如光电二极管等光电转换元件中的饱和电荷量Qs的已知技术，该遮光结构遮蔽固态摄像元件的每个像素(例如，参照PTL 1)。
引用列表
专利文献
PTL 1：JP 2015-162603A
发明内容
技术问题
然而，PTL 1中所公开的结构具有以下缺点：在光电转换元件的光入射侧没有形成PN结层，因此还有进一步提高光电转换元件的饱和电荷量Qs的空间。
因此，本发明提出了一种能够提高光电转换元件中的饱和电荷量Qs的固态摄像元件、一种制造该固态摄像元件的方法和一种电子设备。
解决问题的技术方案
根据本发明的实施例，提供了一种摄像器件，其包括布置在基板中并且具有第一导电类型的光电转换区域。所述摄像器件还包括第一区域，所述第一区域具有第二导电类型并且在截面图中以位于所述光电转换区域的第一侧的方式被布置在所述基板中，其中，所述光电转换区域的所述第一侧与所述光电转换区域的光入射侧相反，并且所述第二导电类型与所述第一导电类型相反。所述摄像器件还包括第二区域，所述第二区域具有所述第二导电类型，具有比所述第一区域更高的杂质浓度，并且在所述截面图中以围绕所述光电转换区域的除所述光电转换区域的所述第一侧以外的三侧的方式被布置在所述基板中。另外，所述摄像器件还包括遮光结构，所述遮光结构贯穿所述基板并且与所述第二区域的侧壁相邻。所述摄像器件还包括在所述第二区域与所述光电转换区域之间的第三区域。所述第三区域具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。所述基板中布置有存储器，所述存储器具有所述第一导电类型，并且所述摄像器件包括将电荷从所述光电转换区域传输到所述存储器的第一传输晶体管和将电荷从所述存储器传输到读出电路的第二传输晶体管。所述第二传输晶体管包括栅极，所述栅极具有嵌入在所述第一区域中的部分并且连接到所述光电转换区域。所述摄像器件包括第三区域，所述第三区域具有所述第二导电类型，并且在所述截面图中以围绕所述存储器的三侧的方式被布置在所述基板中。所述摄像器件还包括第四区域，所述第四区域被布置为围绕所述光电转换区域的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。所述摄像器件包括第五区域，所述第五区域被布置为围绕所述存储器的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述存储器更高的杂质浓度。所述遮光结构包括在所述光电转换区域与所述存储器之间的部分，并且在所述截面图中，所述部分与所述存储器的三侧相邻。所述摄像器件包括所述第一传输晶体管的栅极和所述第二传输晶体管的栅极，这些栅极包括在所述第一区域上的部分。所述摄像器件还包括布置在所述第一传输晶体管的所述栅极和所述第二传输晶体管的所述栅极上的绝缘层。根据本发明的一方面，提供了一种摄像器件，其包括：光电转换区域，其布置在基板中并且具有第一导电类型；第一区域，其具有第二导电类型并且在截面图中以位于所述光电转换区域的第一侧的方式被布置在所述基板中。所述光电转换区域的所述第一侧与所述光电转换区域的光入射侧相反，并且所述第二导电类型与所述第一导电类型相反。所述摄像器件包括遮光结构，所述遮光结构贯穿所述基板并且与所述第一区域的侧壁相邻。第三区域存在于所述第二区域与所述光电转换区域的所述光入射侧之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。所述摄像器件还包括存储器，所述存储器具有所述第一导电类型，以与所述光电转换区域相邻的方式被布置在所述基板中，并且被构造为存储由所述光电转换区域产生的电荷。所述摄像器件包括第三区域，所述第三区域具有所述第二导电类型，并且在截面图中以围绕所述存储器的三侧的方式被布置在所述基板中。所述摄像器件包括第四区域，所述第四区域在所述第二区域与所述光电转换区域的所述光入射侧之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。所述摄像器件包括第五区域，所述第五区域被布置为围绕所述存储器的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述存储器更高的杂质浓度。在所述截面图中，所述遮光结构被布置为围绕所述存储器的三侧。根据本发明的一方面，提供了一种方法，其包括形成半导体基板、绝缘体和半导体层的堆叠体。所述方法包括：在所述半导体层中形成第一导电类型的注入区域，并且在所述注入区域中形成至少一个凹槽以界定包括光电转换区域和存储器的像素。所述方法包括在所述光电转换区域的至少光入射侧并且沿着所述存储器的三侧在所述至少一个凹槽中形成第二导电类型的第一区域。所述第二导电类型与所述第一导电类型相反。所述方法包括在所述第一区域的侧壁上形成遮光结构。所述方法包括：在形成所述第一区域之前，形成通孔，所述通孔穿过所述半导体层和所述绝缘体直到所述半导体基板中的期望的深度，将材料沉积到所述通孔中，并且去除所述绝缘体以在所述半导体基板与所述半导体层之间形成间隙。形成所述第一区域包括：在所述至少一个凹槽和所述间隙中形成第一绝缘层，其中，所述第一绝缘层具有所述第二导电类型的杂质。所述方法包括对所述第一绝缘层进行退火。所述方法包括在所述至少一个凹槽和所述间隙中形成第一绝缘层，其中，所述第一绝缘层具有所述第一导电类型的杂质。所述方法包括对所述第一绝缘层进行退火，以产生具有比所述注入区域更高的杂质浓度的所述第一导电类型的第二区域。所述方法还包括在所述至少一个凹槽中形成第二绝缘层，其中，所述第二绝缘层具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的杂质。所述方法包括对所述第二绝缘层进行退火。
附图说明
图1A是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的一部分的示意图。
图1B是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的一部分的示意图。
图1C是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的另一示例的一部分的示意图。
图2A1至图2D3是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造处理过程的示例的流程图。
图3A1至图3D3是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造处理过程的示例的流程图。
图4A1至图4B3是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造处理过程的示例的流程图。
图5A1至图5B3是示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件的制造处理过程的示例的流程图。
图6A是示出了根据本发明的第二实施例的固态摄像元件的一部分的示意图。
图6B是示出了根据本发明的第二实施例的固态摄像元件的一部分的示意图。
图7A是示出了根据本发明的第三实施例的固态摄像元件的一部分的示意图。
图7B是示出了根据本发明的第三实施例的固态摄像元件的一部分的示意图。
图8是示出了根据本发明的第四实施例的相机的构造的示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细地说明本发明的实施例。需要注意，在以下每个实施例中，相同的部分由相同的附图标记表示，并且省略多余的说明。
<第一实施例>
将参照图1A至图5B3说明根据第一实施例的固态摄像元件。
(固态摄像元件的示例性构造)
图1A至图1C是分别示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件1的一部分的示意图。图1A是示出了根据第一实施例的固态摄像元件1的一部分的平面图。图1B是示出了根据第一实施例的固态摄像元件1的一部分的截面图。此外，图1C是示出了根据第一实施例的固态摄像元件1的另一示例的一部分的截面图。需要注意，图1A省略了布置在固态摄像元件1的表面上的每个晶体管和绝缘膜90等的图示。此外，图1B和图1C都示出了传输晶体管70和80以及在光电转换元件(或光电转换区域)10与存储器20之间的凹槽FFTI。然而，这些部件实际上未设置在同一截面上，并且在此意义上，图1B和图1C的截面图仅是示意性的。
如图1A和图1B所示，固态摄像元件1包括多个像素PXL。每个像素PXL例如在俯视图中都具有矩形形状，并且都包括一组光电转换元件10和存储器20。多个像素PXL布置成矩阵。
更具体地，固态摄像元件1包括硅基底(或基板)101作为半导体基底，该硅基底101具有作为光入射面的主面101a。硅基底101是具有主面101a和101b的板状构件。如稍后说明，硅基底101例如包括在绝缘体上硅(SOI：Silicon On Insulator)基板的隐埋氧化物(BOX：Buried Oxide)层上的硅层等。
固态摄像元件1包括沿着硅基底101的厚度方向布置的多个遮光结构31和32。遮光结构31设置在硅基底101的以矩形形状包围一个像素PXL的凹槽FFTI中。遮光结构32设置在硅基底101的使一个像素PXL中所包括的光电转换元件10与存储器20分离的凹槽FFTI和凹槽RDTI中。凹槽FFTI贯穿硅基底101。凹槽RDTI形成在硅基底101中，与主面101a相距预定深度。遮光结构31和32例如具有金属膜和诸如SiO2膜等绝缘膜的堆叠结构，并且抑制像素PXL之间的光透射或像素PXL内的光电转换元件10与存储器20之间的光透射。
固态摄像元件1包括布置在由主面101a及遮光结构31和32包围的区域中的第一导电类型的N型光电转换元件10。也就是说，光电转换元件10的示例是包括N型半导体区域的光电二极管等。光电转换元件10通过光电转换将接收的光转换为与接收的光量对应的电荷。
固态摄像元件1包括在主面101a及遮光结构31和32的光电转换元件10侧沿着主面101a及遮光结构31和32连续地布置的PN结层13。例如，“连续地布置”状态是主面101a侧的PN结层13及遮光结构31和32侧的PN结层13一体地形成而没有诸如界面等边界的状态。例如，PN结层13沿着遮光结构31和32延伸到与硅基底101的主面101a相反的一侧的主面101b。需要注意，在布置有位于主面101b侧的稍后说明的传输晶体管70等的区域中，不存在PN结层13。
PN结层13包括P+型层12作为具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的层并且作为不同于第一导电类型的第二导电类型的层。如图所示，P+型层12围绕光电转换元件10的三侧。PN结层13包括N+型层11作为具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的层并且作为具有比光电转换元件10的杂质浓度更高的杂质浓度的第一导电类型的层。N+型层11被布置为比P+型层12更靠近硅基底101的主面101a及遮光结构31和32上的光电转换元件10侧。
在本说明书中，例如，N+型层11表示包含比描述为N型层等的层更多的N型杂质的层。换句话说，例如，N+型层11意味着载流子(电子)密度高于描述为N型层等的层。在本说明书中，例如，P+型层12表示包含比描述为P型层等的层更多的P型杂质的层。换句话说，例如，P+型层12意味着载流子(空穴)密度高于描述为P型层等的层。
具体地，具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层12意味着P+型层12的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。此外，P+型层12在主面101a与遮光结构31和32之间的边界处具有1×1016/cm3以上的载流子(空穴)浓度。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的N+型层11意味着N+型层11的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。此外，N+型层11具有比光电转换元件10更高的杂质浓度。
更具体地，N+型层11和P+型层12是固相扩散层。固相扩散层是通过稍后说明的固相扩散而形成的扩散层，是包含高浓度的预定导电类型的杂质的层。以此方式，具有高杂质浓度的N+型层11与具有高杂质浓度的P+型层12的接合将允许PN结层13中的从一种导电类型向另一种导电类型的急剧转变。需要注意，为了构成如上所述的导电类型急剧转变的PN结，如稍后说明，一种导电类型的层可以具有高浓度的杂质。
在图1C所示的另一示例中，例如，具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层12具有与N型区域10n的PN结，该N型区域10n作为具有正常杂质浓度的光电转换元件10的一部分。换句话说，可以考虑使用P+型层12和N型区域10n来形成PN结层13n。
另外，返回到图1A和图1B，在多个遮光结构31彼此相交的相交部CS处，PN结层13中所包含的杂质的浓度低于在除相交部CS以外的部分处的PN结层13中所包含的杂质的浓度。在此，此处的“多个遮光结构31彼此相交的相交部CS”例如表示以矩形形状构造的像素PXL的四个角部。在全部的或部分的矩形角部中，PN结层13的杂质浓度低于其他部分。
另外，在某些情况下，在多个遮光结构31彼此相交的相交部CS处，分隔像素PXL的区域是朝着像素PXL侧凹入的凹陷形状。如上所述，遮光结构31以矩形形状包围像素PXL并且界定布置有光电转换元件10的区域。在某些情况下，在与矩形像素PXL的顶点对应的相交部CS处，可能缺少顶点本身。
固态摄像元件1包括遮光结构33，该遮光结构33布置在硅基底101的与光电转换元件10不重叠的区域的主面101a上。遮光结构33可以贯穿硅基底101并且与P+型层12的侧壁相邻。遮光结构33例如具有金属膜和诸如SiO2膜等绝缘膜的堆叠结构，并且抑制来自光入射面的光透射。遮光结构33可以与遮光结构31和32连续地或分开地构造。在硅基底101的与光电转换元件10重叠的区域的主面101a上布置有彩色滤光片40。在彩色滤光片40的与硅基底101相反的一侧布置有片上透镜50。片上透镜50收集从外部朝着硅基底101发射的光。所收集的光经由彩色滤光片40被引导到设置在硅基底101中的光电转换元件10。
固态摄像元件1包括存储器20作为N型(其是第一导电类型)电荷保持单元，该存储器20布置在通过遮光结构32而与光电转换元件10分离并且由遮光结构33及遮光结构31和32包围的区域中。也就是说，存储器20例如包括N型半导体区域。存储器20暂时保持由光电转换元件10进行光电转换后的电荷。这使得可以采用一种执行用于固态摄像元件1的同时曝光和共同读取的全局快门***。
固态摄像元件1包括在遮光结构33及遮光结构31和32的存储器20侧沿着遮光结构33及遮光结构31和32连续地布置的PN结层23。例如，PN结层23沿着遮光结构31和32延伸到与硅基底101的主面101a相反的一侧的主面101b。需要注意，在布置有位于主面101b侧的稍后说明的传输晶体管80等的区域中，不存在PN结层23。
PN结层23包括P+型层22作为具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的层并且作为不同于第一导电类型的第二导电类型的层。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层22意味着P+型层22的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。此外，P+型层22在主面101a与遮光结构31和32之间的边界处具有1×1016/cm3以上的载流子(空穴)浓度。PN结层23包括N+型层21作为具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度并且具有比存储器20更高的杂质浓度的第一导电类型的层。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的N+型层21意味着N+型层21的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。N+型层21被布置为比P+型层22更靠近遮光结构33及遮光结构31和32的存储器20侧。N+型层21和P+型层22是固相扩散层。具有高杂质浓度的N+型层21与具有高杂质浓度的P+型层22的接合将允许PN结层23中的从一种导电类型向另一种导电类型的急剧转变。需要注意，为了构成如上所述的导电类型急剧转变的PN结，如稍后说明，一种导电类型的层可以具有高浓度的杂质。
在图1C所示的另一示例中，例如，具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层22具有与N型区域20n的PN结，该N型区域20n作为具有正常杂质浓度的存储器20的一部分。换句话说，可以考虑使用P+型层22和N型区域20n来形成PN结层23n。
此外，返回到图1A和图1B，在多个遮光结构31彼此相交的相交部CS处，PN结层23中所包含的杂质的浓度低于在除相交部CS以外的部分处的PN结层13中所包含的杂质的浓度。
另外，如上所述，遮光结构31以矩形形状包围像素PXL，并且界定布置有存储器20的区域。另外，在相交部CS处，在某些情况下，可能缺少矩形像素PXL的顶点本身。
固态摄像元件1包括布置在硅基底101的主面101b侧的传输晶体管70和80。固态摄像元件1包括布置在硅基底101的主面101b侧的诸如放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管等像素晶体管(未示出)。包括传输晶体管70和80在内的这些晶体管由绝缘膜90覆盖。
传输晶体管80包括栅极电极81和在栅极电极81的端部处的硅基底101中的N型源极区域/漏极区域。传输晶体管80将在光电转换元件10中产生的电荷传输到存储器20。
传输晶体管70布置在P型半导体区域60上，该P型半导体区域60设置在硅基底101中的光电转换元件10上方。P型半导体区域60布置在光电转换元件10的第一侧，该第一侧是与光电转换元件10的光入射侧相反的一侧。传输晶体管70包括栅极电极71和作为N型源极区域的浮动扩散部(FD：Floating Diffusion)72。传输晶体管70的栅极电极71被嵌入在半导体区域60中，并且连接到光电转换元件10。例如，栅极电极71延伸到光电转换元件10中。传输晶体管70将在存储器20中累积的电荷传输到FD 72。
像素晶体管执行对从传输晶体管70传输的电信号进行读取的处理。放大晶体管(未示出)产生与从FD 72供应的电荷对应的放大信号。该放大信号作为电信号从光电转换元件10经由选择晶体管(未示出)被传输到上层布线(未示出)等。复位晶体管(未示出)将放大晶体管的栅极电极的电位复位(初始化)为电源电位。复位晶体管还充当用于复位FD 72的电位的晶体管。
传输到上层布线等的电信号例如由围绕多个像素PXL布置的逻辑电路(未示出)等处理，并且从固态摄像元件1输出。可替代地，逻辑电路例如可以设置在作为与硅基底101分离的构件的基板等上，并且可以堆叠在硅基底101上方。
(固态摄像元件的制造处理的示例)
接下来，将参照图2A1至图5B3说明根据第一实施例的固态摄像元件1的制造处理的示例。图2A1至图5B3是分别示出了根据本发明的第一实施例的固态摄像元件1的制造处理过程的示例的流程图。需要注意，图2A1至图5B3中的最左侧部分的视图是在固态摄像元件1的制造处理中沿着图1A的线A-A’截取的截面图。图2A1至图5B3中的从左侧起的第二个视图是在固态摄像元件1的制造处理中沿着图1A的线B-B’截取的截面图。图2A1至图3D3中的从左侧起的第三个视图是在固态摄像元件1的制造处理中沿着图1A的线C-C’截取的截面图。图2A1至图3D3中的最右侧部分的视图是在固态摄像元件1的制造处理中沿着图1A的线D-D’截取的截面图。
如图2A1、图2B1、图2C1和图2D1所示，准备的是作为堆叠基板的SOI基板100，该SOI基板100具有依次布置在作为半导体基板的硅基板103上的作为绝缘层的BOX层102和作为半导体层的硅层101s。硅层101s是通过下面说明的处理而成为固态摄像元件1的硅基底101的部分。
在SOI基板100的硅层101s的主面101b侧，形成具有孔图案的硬掩模(hardmask)MK1。硬掩模MK 1的示例可以是诸如SiN膜等绝缘膜。
接下来形成柱PL，该柱PL贯穿硅层101s和BOX层102以到达硅基板103的预定深度。更具体地，使用硬掩模MK 1作为掩模，在硅层101s和BOX层102上执行干式蚀刻，直到硅基板103的预定深度，以形成通孔。随后，使用多晶硅等填充通孔以形成柱PL。以此方式，柱PL从硅层101s的上表面侧的主面101b向下贯穿到硅基板103的预定深度，使得可以在后续处理中抑制硅层101s与硅基板103的分离。
在去除硬掩模MK 1之后，通过离子注入等从主面101b侧使N型杂质扩散到SOI基板100的硅层101s中，以形成作为N型区域的光电转换元件10。此时，也通过离子注入等从硅层101s的主面101b侧形成存储器20。
如图2A2、图2B2、图2C2和图2D2所示，在SOI基板100的硅层101s的主面101b侧形成在与凹槽FFTI对应的部分处具有开口的硬掩模MK2。硬掩模MK 2的示例可以是诸如SiN膜等绝缘膜。
接下来形成多个凹槽FFTI，这些凹槽FFTI贯穿硅层101s并且使用柱PL作为相交部来界定形成有光电转换元件10的区域。此时，还形成使用柱PL作为相交部来界定形成有存储器20的区域的多个凹槽FFTI。更具体地，使用硬掩模MK 2作为掩模，在硅层101s上执行干式蚀刻以形成贯穿硅层101s而到达BOX层102的凹槽FFTI。
通过该处理，将与大致矩形的像素PXL(参照图1A)对应的区域布置成矩阵，并且将柱PL布置在矩形区域的四个角部的至少一部分中。
更具体地，在图2A2所示的区域中，形成使光电转换元件10与存储器20分离的凹槽FFTI。在图2B2所示的区域中，跨过硅层101s，在图的左侧形成用于界定像素PXL的区域的凹槽FFTI，并且在图的右侧形成使光电转换元件10与存储器20分离的凹槽FFTI。
在图2C2和图2D2所示的区域中，形成用于界定像素PXL的区域的凹槽FFTI，以跨过柱PL在四个方向上延伸。柱PL与相交部CS接触，在相交部CS处，四个像素PXL的顶点在与各个凹槽FFTI正交的方向上彼此面对。
在形成凹槽FFTI之后，在将形成各种晶体管的区域中，在硅层101s的通过凹槽FFTI露出的侧壁上形成从硬掩模MK 2的下端延伸到预定深度的侧壁保护膜MKa。通过例如利用化学气相沉积(CVD：Chemical Vapor Deposition)形成SiN膜等来获得侧壁保护膜MKa。
如图2A3、图2B3、图2C3和图2D3所示，去除BOX层102。可以通过例如使用诸如缓冲氟化氢(BHF：Buffered Hydrogen Fluoride)等溶液对SOI基板100进行湿式蚀刻来去除BOX层102。BHF是NH4F和HF的混合物。
这导致在硅层101s与硅基板103之间产生间隙，并且在该位置处，贯穿硅层101s的柱PL被布置在凹槽FFTI的相交部CS处并且到达硅基板103的预定深度。该柱PL用于维持硅层101s和硅基板103连接的状态。这能够防止硅层101s从硅基板103剥离(或可替代地，减少剥离)，此外，能够防止分隔为多个矩形的硅层101s散开(或可替代地，减少散开)。
如图3A1、图3B1、图3C1和图3D1所示，在硅层101s的朝着凹槽FFTI露出的侧壁上以及硅层101s的通过去除BOX层102而露出的主面101a上施加固相扩散。结果，作为第一导电类型的N型的杂质从硅层101s的侧壁和主面101a扩散到预定深度。
更具体地，通过各向同性CVD等在硅层101s的露出表面上形成包含大量N型杂质的绝缘膜ON。该绝缘膜ON的示例是包含大量磷的磷硅玻璃(PSG：Phosphorus Silicon Glass)等。需要注意，绝缘膜ON也形成在柱PL的表面上、硅基板103的通过去除BOX层102而露出的表面上或硬掩模MK 2的表面上等。
当对整个硅层101s和形成在硅层101s的露出表面上的绝缘膜ON进行退火时，N型杂质从绝缘膜ON扩散到硅层101s中。将杂质从包含大量预定导电类型的杂质的固体膜扩散到诸如硅层101s等半导体层中的方法称为固相扩散。
在通过BHF等去除绝缘膜ON之后，进一步对整个硅层101s进行退火。这允许N型杂质从硅层101s的露出表面扩散到预定深度。这导致N+型层11和21的形成。
此时，N型杂质不会在由侧壁保护膜MKa保护的硅层101s的侧壁上部上扩散。这确保了用于形成传输晶体管70和80等的区域。需要注意，虽然N型杂质也在表面上形成有绝缘膜ON的柱PL中以及在硅基板103中扩散，但是这对后续处理没有影响。此外，在布置有柱PL的凹槽FFTI的相交部CS处，N型杂质几乎不会在硅层101s中扩散。也就是说，在相交部CS的硅层101s中，以浓度比其他部分更低的方式形成N+型层11和21。
如图3A2、图3B2、图3C2和图3D2所示，在硅层101s的朝着凹槽FFTI露出的侧壁上以及硅层101s的通过去除BOX层102而露出的主面101a上施加固相扩散。结果，不同于第一导电类型的第二导电类型的P型杂质从硅层101s的侧壁和主面101a扩散到比预定深度更浅的深度。需要注意，在硅层101s的凹槽FFTI的侧面上使P型杂质完全扩散将改善暗时特性。因此，在将凹槽FFTI的侧面上的侧壁保护膜MKa去除并露出之后，可以执行该固相扩散。
更具体地，通过各向同性CVD等在硅层101s的露出表面上形成包含大量P型杂质的绝缘膜OP。该绝缘膜OP的示例是包含大量硼的硼硅玻璃(BSG：Boron Silicon Glass)等。需要注意，绝缘膜OP也形成在柱PL的表面上、硅基板103的通过去除BOX层102而露出的表面上或硬掩模MK 2的表面上等。
当对整个硅层101s和形成在硅层101s的露出表面上的绝缘膜OP进行退火时，P型杂质从绝缘膜OP扩散到硅层101s中。此时，将从硅层101s的露出表面的扩散深度设定为比N型杂质的扩散深度浅。通过该设定，在将N+型层11和21留在硅层101s的更深位置处的同时，在硅层101s的表面层上形成P+型层12和22。
在此，固相扩散用于使大量P型杂质扩散到硅层101s的最初为N+型层11和21的表面层上，以将该层分别转变为P+型层12和22。因此，除了P型杂质之外，P+型层12和22还包含N型杂质。保留在硅层101s的内部中的N+型层11和21基本上仅包含N型杂质。
此时，P型杂质不会在由侧壁保护膜MKa保护的硅层101s的侧壁上部上扩散。这确保了用于形成传输晶体管70和80等的区域。需要注意，虽然P型杂质也在表面上形成有绝缘膜OP的柱PL中以及在硅基板103中扩散，但是这对后续处理没有影响。此外，在布置有柱PL的凹槽FFTI的相交部CS处，P型杂质几乎不会在硅层101s中扩散。也就是说，在相交部CS的硅层101s中，以浓度比其他部分更低的方式形成P+型层12和22。
如图3A3、图3B3、图3C3和图3D3所示，通过BHF等去除绝缘膜OP。
如图4A1和图4B1所示，使用诸如SiO2膜和多晶硅膜等填充膜SC填充凹槽FFTI以及硅层101s与硅基板103之间的间隙。具体地，在硅层101s的露出表面和硅基板103的露出表面上形成SiO2膜等，此后，形成多晶硅膜等。通过以此方式填充填充膜SC，可以在后续处理中抑制颗粒等进入凹槽FFTI等中。
如图4A2和图4B2所示，在去除硬掩模MK 2之后，在硅层101s的主面101b侧形成各种晶体管等。具体地，通过离子注入等将P型杂质注入到图4B2所示的区域中以形成P型半导体区域60。此外，在图4A2和图4B2所示的区域中，形成传输晶体管70和80(参照图1B)以及各种像素晶体管Tr。另外，通过离子注入等将N型杂质注入到图4A2和图4B2所示的区域中以形成源极区域和漏极区域(未示出)。此后，使用绝缘膜90覆盖硅层101s的整个主面101b。
以下步骤是从硅层101s的主面101a侧(也就是说，从硅基板103侧)施加的背面处理。
如图4A3和图4B3所示，从硅基板103的与硅层101s相反的后侧研磨硅基板103和填充膜SC，以露出硅层101s的主面101a。
如图5A1和图5B1所示，在硅层101s的主面101a侧形成具有开口的抗蚀剂掩模MK3，该开口作为凹槽RDTI的形成区域。随后，使用抗蚀剂掩模MK 3作为掩模，从主面101a侧对硅层101s执行干式蚀刻，以形成使光电转换元件10与存储器20分离的凹槽RDTI。
如图5A2和图5B2所示，去除填充膜SC。此时，也去除柱PL。由于绝缘膜90等形成在硅层101s的主面101b上，因此去除柱PL不会使硅层101s散开。
如图5A3和图5B3所示，在凹槽FFTI和RDTI中依次形成诸如SiO2膜等绝缘膜和金属膜，因此形成遮光结构31和32。
更具体地，在图5A3所示的区域中，形成使光电转换元件10与存储器20分离的遮光结构32。在图5B3所示的区域中，在平行于图的表面延伸的凹槽RDTI和FFTI中形成使光电转换元件10与存储器20分离的遮光结构32，并且在垂直于图的表面延伸的凹槽FFTI中形成用于界定像素PXL的遮光结构31。
此后，将其他结构添加到作为基底的硅层101s。也就是说，在硅基底101的主面101a的与存储器20重叠的区域上依次形成绝缘膜和金属膜，以形成遮光结构33。在硅层101s的主面101a的与光电转换元件10重叠的区域中形成彩色滤光片40和片上透镜50。
这样就完成了根据第一实施例的固态摄像元件1的制造处理。
(效果)
接下来，将参照PTL 1的构造来说明第一实施例的固态摄像元件1的效果。
PTL 1的半导体装置具有在像素之间形成的像素间遮光结构的侧壁上的中间浓度N型区域和P型区域。提供该构造是为了形成强电场区域，以将电荷保持在光电二极管中，从而提高饱和电荷量Qs。然而，仅在侧壁上增强电场，饱和电荷量Qs仍然不足，并且期望进一步提高饱和电荷量Qs。
因此，可以设想在诸如光电二极管等光电转换元件的底面侧也形成PN结层以增强电场。然而，在光电转换元件的不同表面上(也就是说，在侧面侧和底面侧)连续地形成高浓度PN结层是极其困难的。
根据第一实施例的固态摄像元件1包括连续地包围光电转换元件10的侧面和底面的PN结层13。PN结层13n或PN结层13至少包含高浓度P+型层12，或者包含高浓度N+型层11和高浓度P+型层12两者，从而导致PN结层13之间或PN结层13n之间的从相互不同的导电类型中的一者向另一者的急剧转变，进而导致能够进一步增强光电转换元件10的侧面和底面上的电场。另外，由于连续的PN结层13形成在光电转换元件10的整个侧面和底面上，因此能够进一步增强对由光电转换元件10产生的电荷的约束。因此，可以提高光电转换元件10中的饱和电荷量Qs。
根据第一实施例的固态摄像元件1包括连续地包围存储器20的侧面和底面的PN结层23。PN结层23n或PN结层23至少包含高浓度P+型层22，或者包含高浓度N+型层21和高浓度P+型层22两者，从而导致PN结层23之间或PN结层23n之间的从相互不同的导电类型中的一者向另一者的急剧转变，进而导致能够增强存储器20的侧面和底面上的电场。另外，由于连续的PN结层23形成在存储器20的侧面和底面上，因此能够进一步增强对保持在存储器20中的电荷的约束。因此，可以提高存储器20中的饱和电荷量Qs。
通过使用SOI基板100来制造根据第一实施例的固态摄像元件1。在固态摄像元件1的制造处理中，形成贯穿硅层101s并且到达具有预定深度的硅基板103的柱PL。通过这种构造，在去除BOX层102之后，将硅层101s和硅基板103接合在一起。另外，由于维持硅层101s与硅基板103之间的间隙，因此除了在硅层101s的侧面上之外，还可以在作为底面的主面101a上连续地形成绝缘膜ON和OP。这使得可以形成连续地覆盖光电转换元件10的侧面和底面以及存储器20的侧面和底面的PN结层13和23。
存在如下情况：在其上形成有柱PL的遮光结构31的相交部CS处，也就是说，在像素PXL的顶点处，PN结层13和23的浓度低于其他部分。但是，PN结层13和23的低浓度区域受到限制，因此对光电转换元件10和存储器20的饱和电荷量Qs没有实质性影响。
<第二实施例>
接下来，将参照图6A和图6B说明根据第二实施例的固态摄像元件2。图6A和图6B是示出了根据本发明的第二实施例的固态摄像元件2的一部分的示意图。图6A是示出了根据第二实施例的固态摄像元件2的一部分的截面图。图6B是示出了根据第二实施例的固态摄像元件2的另一示例的一部分的截面图。第二实施例的固态摄像元件2与上述第一实施例的不同之处在于，其不包括存储器。
如图6A所示，固态摄像元件2包括：作为半导体基底的硅基底201，其具有作为光入射面的主面201a；以及沿着硅基底201的厚度方向布置的多个遮光结构231。遮光结构231设置在硅基底201的以矩形形状包围一个像素的凹槽FFTIb中。凹槽FFTIb贯穿硅基底201。遮光结构231例如具有金属膜和诸如SiO2膜等绝缘膜的堆叠结构，并且抑制像素之间的光透射。
固态摄像元件2包括布置在由主面201a和遮光结构231包围的区域中的第一导电类型的N型光电转换元件210。例如，在一个像素中包括一个光电转换元件210。
固态摄像元件2包括在主面201a和遮光结构231的光电转换元件210侧沿着主面201a和遮光结构231连续地布置的PN结层213。例如，PN结层213沿着遮光结构231延伸到与硅基底201的主面201a相反的一侧的主面201b。
PN结层213包括具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层212。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层212意味着P+型层212的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。PN结层213包括N+型层211，该N+型层211具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度并且具有比光电转换元件210更高的杂质浓度。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的N+型层211意味着N+型层211的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。N+型层211被布置为比P+型层212更靠近硅基底201的主面201a和遮光结构231上的光电转换元件210侧。N+型层211和P+型层212是固相扩散层。N+型层211与P+型层212的接合将允许PN结层213中的从一种导电类型向另一种导电类型的急剧转变。需要注意，为了构成如上所述的导电类型急剧转变的PN结，如稍后说明，一种导电类型的层可以具有高浓度的杂质。
在图6B所示的另一示例中，例如，具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层212具有与N型区域210n的PN结，该N型区域210n作为具有正常杂质浓度的光电转换元件210的一部分。换句话说，可以考虑使用P+型层212和N型区域210n来形成PN结层213n。
此外，返回到图6A，在多个遮光结构231彼此相交的相交部处，PN结层213中所包含的杂质的浓度低于在除相交部以外的部分处的PN结层213中所包含的杂质的浓度。在矩形像素的四个角部处的全部或部分相交部中，PN结层213的杂质浓度低于其他部分。
另外，在某些情况下，在多个遮光结构231彼此相交的相交部处，分隔像素的区域是朝着像素侧凹入的凹陷形状。也就是说，在相交部处，存在缺少矩形像素的顶点本身的情况。
固态摄像元件2包括遮光结构233，该遮光结构233布置在硅基底201的与光电转换元件210不重叠的区域的主面201a上。在硅基底201的与光电转换元件210重叠的区域的主面201a上布置有彩色滤光片240。在彩色滤光片240的与硅基底201相反的一侧，布置有片上透镜250。
固态摄像元件2包括布置在硅基底201的主面201b侧的传输晶体管270。固态摄像元件2包括布置在硅基底201的主面201b侧的诸如放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管等像素晶体管280。传输晶体管270和像素晶体管280布置在P型半导体区域260上，该P型半导体区域260设置在硅基底201中的光电转换元件210上方，并且传输晶体管270和像素晶体管280进一步由绝缘膜290覆盖。传输晶体管270和像素晶体管280通过隔离区域STI彼此电分离。
传输晶体管270包括栅极电极271和作为N型源极区域的浮动扩散部(FD)272。例如，传输晶体管270的栅极电极271延伸到光电转换元件210中。传输晶体管270将在光电转换元件210中产生的电荷传输到像素晶体管280。FD 272暂时保持在光电转换元件210中产生的电荷。
像素晶体管280包括栅极电极281和N型源极区域/漏极区域。像素晶体管280接收在光电转换元件210中产生的电荷的传输，并且执行对与由光电转换元件210接收的光量对应的电信号进行读取的处理。
与第一实施例的固态摄像元件1相似，也通过使用SOI基板来制造第二实施例的固态摄像元件2。也就是说，在去除BOX层之后，在通过柱将硅层和硅基板接合的同时，在将成为硅基底201的硅层的底面和侧面上执行固相扩散。
根据第二实施例的固态摄像元件2也包括从光电转换元件210的底面到侧面连续地布置的PN结层213或PN结层213n。因此，实现了与第一实施例的情况相似的效果。
<第三实施例>
接下来，将参照图7A和图7B说明根据第三实施例的固态摄像元件3。图7A和图7B是示出了根据本发明的第三实施例的固态摄像元件3的一部分的示意图。图7A是示出了根据第三实施例的固态摄像元件3的一部分的截面图。图7B是示出了根据第三实施例的固态摄像元件3的另一示例的一部分的截面图。根据第三实施例的固态摄像元件3与上述第一实施例的不同之处在于，存储器320垂直地堆叠在光电转换元件310上。
如图7A所示，固态摄像元件3包括：作为半导体基底的硅基底301，其具有作为光入射面的主面301a；以及沿着硅基底301的厚度方向布置的多个遮光结构331。遮光结构331设置在硅基底301的以矩形形状包围一个像素的凹槽FFTIc中。凹槽FFTIc贯穿硅基底301。遮光结构331例如具有金属膜和诸如SiO2膜等绝缘膜的堆叠结构，并且抑制像素之间的光透射。
固态摄像元件3包括布置在由主面301a和遮光结构331包围的区域中的第一导电类型的N型光电转换元件310。在光电转换元件310上，P型半导体区域310c被布置为与光电转换元件310接触。例如，在一个像素中包括一个光电转换元件310。
固态摄像元件3包括在硅基底301的光电转换元件310上方的区域中的在沿着硅基底301的主面301a的方向上布置的遮光结构332。遮光结构332使一个像素中所包括的光电转换元件310与存储器320分离。遮光结构331例如具有金属膜和诸如SiO2膜等绝缘膜的堆叠结构，并且抑制光电转换元件310与存储器320之间的光透射。
固态摄像元件3包括存储器320作为N型电荷保持单元，该存储器320布置在通过遮光结构332而与光电转换元件310分离并且由遮光结构332和遮光结构331包围的区域中。也就是说，存储器320例如包括N型半导体区域。例如，在一个像素中包括一个存储器320。
固态摄像元件3包括在主面301a和遮光结构331的光电转换元件310侧和存储器320侧沿着主面301a和遮光结构331连续地布置的PN结层313。例如，PN结层313沿着遮光结构331延伸到与硅基底301的主面301a相反的一侧的主面301b。
PN结层313包括具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层312。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层312意味着P+型层312的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。PN结层313包括N+型层311，该N+型层311具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度并且具有比光电转换元件310和存储器320更高的杂质浓度。具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的N+型层311意味着N+型层311的至少一部分例如包含1×1016/cm3以上的杂质。N+型层311被布置为比P+型层312更靠近硅基底301的主面301a和遮光结构331上的光电转换元件310侧和存储器320侧。N+型层311和P+型层312是固相扩散层。N+型层311与P+型层312的接合将允许PN结层313中的从一种导电类型向另一种导电类型的急剧转变。需要注意，为了构成如上所述的导电类型急剧转变的PN结，如稍后说明，一种导电类型的层可以具有高浓度的杂质。
在图7B所示的另一示例中，例如，具有比正常杂质浓度更高的杂质浓度的P+型层312具有与N型区域310n的PN结，该N型区域310n作为具有正常杂质浓度的光电转换元件310的一部分。换句话说，可以考虑使用P+型层312和N型区域310n来形成PN结层313n。
此外，返回到图7A，在多个遮光结构331彼此相交的相交部处，PN结层313中所包含的杂质的浓度低于在除相交部以外的部分处的PN结层313中所包含的杂质的浓度。在矩形像素的四个角部处的全部或部分相交部中，PN结层313的杂质浓度低于其他部分。
另外，在某些情况下，在多个遮光结构331彼此相交的相交部处，分隔像素的区域是朝着像素侧凹入的凹陷形状。也就是说，在相交部处，存在缺少矩形像素的顶点本身的情况。
固态摄像元件3包括遮光结构333，该遮光结构333布置在硅基底301的与光电转换元件310不重叠的区域的主面301a上。在硅基底301的与光电转换元件310重叠的区域的主面301a上布置有彩色滤光片340。在彩色滤光片340的与硅基底301相反的一侧，布置有片上透镜350。
固态摄像元件3包括布置在硅基底301的主面301b侧的传输晶体管370和380。固态摄像元件3包括布置在硅基底301的主面301b侧的诸如放大晶体管、复位晶体管和选择晶体管等像素晶体管(未示出)。包括传输晶体管370和380在内的这些晶体管由绝缘膜390覆盖。
传输晶体管370包括栅极电极371和作为N型源极区域的浮动扩散部(FD)372。传输晶体管370将在存储器320中累积的电荷传输到FD372。
传输晶体管380包括栅极电极381和N型源极区域/漏极区域。传输晶体管380的栅极电极381例如贯穿遮光结构332，并且与光电转换元件310的端部接触。传输晶体管380将在FD 372中累积的电荷传输到存储器320。
与第一实施例的固态摄像元件1相似，也通过使用SOI基板来制造固态摄像元件3。也就是说，在去除BOX层之后，在通过柱将硅层和硅基板接合的同时，在将成为硅基底301的硅层的底面和侧面上执行固相扩散。
根据第三实施例的固态摄像元件3也包括从光电转换元件310的底面到侧面连续地布置的PN结层313或PN结层313n。因此，实现了与第一实施例的情况相似的效果。
<第四实施例>
接下来，将参照图8说明根据第四实施例的作为电子设备的相机600。图8是示出了根据本发明的第四实施例的相机600的构造的示例的框图。相机600配备有上述第一实施例的固态摄像元件1等。
如图8所示，相机600包括摄像器件610、光学***620、驱动电路630和信号处理电路640。
摄像器件610能够通过应用分别在第一至第三实施例中说明的固态摄像元件1至3等来实现。
光学***620将入射光引导到摄像器件610的像素区域。光学***620是捕获来自被摄体的入射光并在摄像器件610的摄像表面上形成图像的透镜等。
驱动电路630驱动摄像器件610。具体地，驱动电路630包括产生各种时序信号的时序发生器，各种时序信号包括用于驱动摄像器件610中电路的启动脉冲和时钟脉冲。然后，驱动电路630通过使用预定的时序信号来驱动摄像器件610。
信号处理电路640对来自摄像器件610的输出信号执行处理。例如，由信号处理电路640处理后的图像信号记录在诸如存储器等记录介质上。记录在记录介质上的图像信息通过打印机等以硬拷贝的形式保存。由信号处理电路640处理后的视频信号在由液晶显示器等形成的监视器上显示为运动图像。
相机600配备有第一实施例的固态摄像元件1等，以实现高精度的相机600。
需要注意，本说明书中在此说明的效果是为了示例性说明而提供的，并且不旨在进行限制。还可以预期其他效果。
<其他实施例>
虽然第一至第三实施例的上述固态摄像元件1至3等中的各者都是光电转换元件和存储器包括N型半导体区域的情况，但是本发明不限于此。光电转换元件和存储器可以包括P型半导体区域。在这种情况下，可以适当地切换其他构造的导电类型。例如，可以将围绕光电转换元件和存储器布置的PN结层等构造为使得光电转换元件侧部分和存储器侧部分被设定为P+型层，并且它们的外侧被设定为N+型层。
需要注意，本技术还可以如下地构造。
(1)一种摄像器件，其包括：
光电转换区域，其布置在基板中并且具有第一导电类型；
第一区域，其具有第二导电类型，并且在截面图中以位于所述光电转换区域的第一侧的方式被布置在所述基板中，所述光电转换区域的所述第一侧与所述光电转换区域的光入射侧相反，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
第二区域，其具有所述第二导电类型，具有比所述第一区域更高的杂质浓度，并且在所述截面图中以围绕所述光电转换区域的除所述光电转换区域的所述第一侧以外的三侧的方式被布置在所述基板中；以及
遮光结构，其贯穿所述基板并且与所述第二区域的侧壁相邻。
(2)根据(1)所述的摄像器件，其还包括：
第三区域，其在所述第二区域与所述光电转换区域之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。
(3)根据(1)至(2)中任一项或多项所述的摄像器件，其还包括：
存储器，其布置在所述基板中并且具有所述第一导电类型；以及
第一传输晶体管，其将电荷从所述光电转换区域传输到所述存储器；以及
第二传输晶体管，其将电荷从所述存储器传输到读出电路。
(4)根据(1)至(3)中任一项或多项所述的摄像器件，其中，所述第二传输晶体管包括栅极，所述栅极具有嵌入在所述第一区域中的部分并且连接到所述光电转换区域。
(5)根据(1)至(4)中任一项或多项所述的摄像器件，其还包括：
第三区域，其具有所述第二导电类型，并且在所述截面图中以围绕所述存储器的三侧的方式被布置在所述基板中。
(6)根据(1)至(5)中任一项或多项所述的摄像器件，
第四区域，其被布置为围绕所述光电转换区域的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度；以及
第五区域，其被布置为围绕所述存储器的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述存储器更高的杂质浓度。
(7)根据(1)至(6)中任一项或多项所述的摄像器件，其中，所述遮光结构包括在所述光电转换区域与所述存储器之间的部分。
(8)根据(1)至(7)中任一项或多项所述的摄像器件，其中，在所述截面图中，所述遮光结构与所述存储器的三侧相邻。
(9)根据(1)至(8)中任一项或多项所述的摄像器件，其中，所述第一传输晶体管的栅极和所述第二传输晶体管的栅极包括在所述第一区域上的部分。
(10)根据(1)至(9)中任一项或多项所述的摄像器件，其还包括：
绝缘层，其布置在所述第一传输晶体管的所述栅极和所述第二传输晶体管的所述栅极上。
(11)一种摄像器件，其包括：
光电转换区域，其布置在基板中并且具有第一导电类型；
第一区域，其具有第二导电类型并且在截面图中以位于所述光电转换区域的第一侧的方式被布置在所述基板中，所述光电转换区域的所述第一侧与所述光电转换区域的光入射侧相反，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
第二区域，其具有第二导电类型并且布置在所述光电转换区域的至少所述光入射侧，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；以及
遮光结构，其贯穿所述基板并且与所述第一区域的侧壁相邻。
(12)根据(11)所述的摄像器件，其还包括：
第三区域，其在所述第二区域与所述光电转换区域的所述光入射侧之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。
(13)根据(11)至(12)中任一项或多项所述的摄像器件，其还包括：
存储器，其具有所述第一导电类型，以与所述光电转换区域相邻的方式被布置在所述基板中，并且被构造为存储由所述光电转换区域产生的电荷；以及
第三区域，其具有所述第二导电类型，并且在截面图中以围绕所述存储器的三侧的方式被布置在所述基板中。
(14)根据(11)至(13)中任一项或多项所述的摄像器件，其还包括：
第四区域，其在所述第二区域与所述光电转换区域的所述光入射侧之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度；以及
第五区域，其被布置为围绕所述存储器的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述存储器更高的杂质浓度。
(15)根据(11)至(14)中任一项或多项所述的摄像器件，其中，在所述截面图中，所述遮光结构被布置为围绕所述存储器的三侧。
(16)一种方法，其包括：
形成半导体基板、绝缘体和半导体层的堆叠体；
在所述半导体层中形成第一导电类型的注入区域；
在所述注入区域中形成至少一个凹槽以界定包括光电转换区域和存储器的像素；
在所述光电转换区域的至少光入射侧并且沿着所述存储器的三侧在所述至少一个凹槽中形成第二导电类型的第一区域，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；并且
在所述第一区域的侧壁上形成遮光结构。
(17)根据(16)中任一项或多项所述的方法，其还包括：
在形成所述第一区域之前：
形成通孔，所述通孔穿过所述半导体层和所述绝缘体直到所述半导体基板中的期望的深度；
将材料沉积到所述通孔中；并且
去除所述绝缘体以在所述半导体基板与所述半导体层之间形成间隙。
(18)根据(16)至(17)中任一项或多项所述的方法，其中，形成所述第一区域包括：
在所述至少一个凹槽和所述间隙中形成第一绝缘层，所述第一绝缘层具有所述第二导电类型的杂质；并且
对所述第一绝缘层进行退火。
(19)根据(16)至(18)中任一项或多项所述的方法，其还包括：
在所述至少一个凹槽和所述间隙中形成第一绝缘层，所述第一绝缘层具有所述第一导电类型的杂质；并且
对所述第一绝缘层进行退火，以产生具有比所述注入区域更高的杂质浓度的所述第一导电类型的第二区域。
(20)根据(16)至(19)中任一项或多项所述的方法，其中，形成所述第一区域包括：
在所述至少一个凹槽中形成第二绝缘层，所述第二绝缘层具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的杂质；并且
对所述第二绝缘层进行退火。
附图标记列表
1、1a、2、3 固态摄像元件
10、210、310 光电转换元件
11、21、111、121、211、311 N+型层
12、22、212、312 P+型层
13、23、113、123、213、313 PN结层
20、320 存储器
31、32、231、331 遮光结构
33、233、332、333 遮光结构
70、80、270、370、380 传输晶体管
101、201、301 硅基底

Claims (20)

1.一种摄像器件，其包括：
光电转换区域，其布置在基板中并且具有第一导电类型；
第一区域，其具有第二导电类型，并且在截面图中以位于所述光电转换区域的第一侧的方式被布置在所述基板中，所述光电转换区域的所述第一侧与所述光电转换区域的光入射侧相反，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
第二区域，其具有所述第二导电类型，具有比所述第一区域更高的杂质浓度，并且在所述截面图中以围绕所述光电转换区域的除所述光电转换区域的所述第一侧以外的三侧的方式被布置在所述基板中；以及
遮光结构，其贯穿所述基板并且与所述第二区域的侧壁相邻。
2.根据权利要求1所述的摄像器件，其还包括：
第三区域，其在所述第二区域与所述光电转换区域之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。
3.根据权利要求1所述的摄像器件，其还包括：
存储器，其布置在所述基板中并且具有所述第一导电类型；以及
第一传输晶体管，其将电荷从所述光电转换区域传输到所述存储器；以及
第二传输晶体管，其将电荷从所述存储器传输到读出电路。
4.根据权利要求3所述的摄像器件，其中，所述第二传输晶体管包括栅极，所述栅极具有嵌入在所述第一区域中的部分并且连接到所述光电转换区域。
5.根据权利要求3所述的摄像器件，其还包括：
第三区域，其具有所述第二导电类型，并且在所述截面图中以围绕所述存储器的三侧的方式被布置在所述基板中。
6.根据权利要求5所述的摄像器件，
第四区域，其被布置为围绕所述光电转换区域的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度；以及
第五区域，其被布置为围绕所述存储器的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述存储器更高的杂质浓度。
7.根据权利要求3所述的摄像器件，其中，所述遮光结构包括在所述光电转换区域与所述存储器之间的部分。
8.根据权利要求7所述的摄像器件，其中，在所述截面图中，所述遮光结构与所述存储器的三侧相邻。
9.根据权利要求3所述的摄像器件，其中，所述第一传输晶体管的栅极和所述第二传输晶体管的栅极包括在所述第一区域上的部分。
10.根据权利要求9所述的摄像器件，其还包括：
绝缘层，其布置在所述第一传输晶体管的所述栅极和所述第二传输晶体管的所述栅极上。
11.一种摄像器件，其包括：
光电转换区域，其布置在基板中并且具有第一导电类型；
第一区域，其具有第二导电类型并且在截面图中以位于所述光电转换区域的第一侧的方式被布置在所述基板中，所述光电转换区域的所述第一侧与所述光电转换区域的光入射侧相反，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；
第二区域，其具有第二导电类型并且布置在所述光电转换区域的至少所述光入射侧，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；以及
遮光结构，其贯穿所述基板并且与所述第一区域的侧壁相邻。
12.根据权利要求11所述的摄像器件，其还包括：
第三区域，其在所述第二区域与所述光电转换区域的所述光入射侧之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度。
13.根据权利要求11所述的摄像器件，其还包括：
存储器，其具有所述第一导电类型，以与所述光电转换区域相邻的方式被布置在所述基板中，并且被构造为存储由所述光电转换区域产生的电荷；以及
第三区域，其具有所述第二导电类型，并且在截面图中以围绕所述存储器的三侧的方式被布置在所述基板中。
14.根据权利要求13所述的摄像器件，
第四区域，其在所述第二区域与所述光电转换区域的所述光入射侧之间，具有所述第一导电类型，并且具有比所述光电转换区域更高的杂质浓度；以及
第五区域，其被布置为围绕所述存储器的所述三侧，具有所述第一导电类型，并且具有比所述存储器更高的杂质浓度。
15.根据权利要求13所述的摄像器件，其中，在所述截面图中，所述遮光结构被布置为围绕所述存储器的三侧。
16.一种方法，其包括：
形成半导体基板、绝缘体和半导体层的堆叠体；
在所述半导体层中形成第一导电类型的注入区域；
在所述注入区域中形成至少一个凹槽以界定包括光电转换区域和存储器的像素；
在所述光电转换区域的至少光入射侧并且沿着所述存储器的三侧在所述至少一个凹槽中形成第二导电类型的第一区域，所述第二导电类型与所述第一导电类型相反；并且
在所述第一区域的侧壁上形成遮光结构。
17.根据权利要求16所述的方法，其还包括：
在形成所述第一区域之前：
形成通孔，所述通孔穿过所述半导体层和所述绝缘体直到所述半导体基板中的期望的深度；
将材料沉积到所述通孔中；并且
去除所述绝缘体以在所述半导体基板与所述半导体层之间形成间隙。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，形成所述第一区域包括：
在所述至少一个凹槽和所述间隙中形成第一绝缘层，所述第一绝缘层具有所述第二导电类型的杂质；并且
对所述第一绝缘层进行退火。
19.根据权利要求17所述的方法，其还包括：
在所述至少一个凹槽和所述间隙中形成第一绝缘层，所述第一绝缘层具有所述第一导电类型的杂质；并且
对所述第一绝缘层进行退火，以产生具有比所述注入区域更高的杂质浓度的所述第一导电类型的第二区域。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，形成所述第一区域包括：
在所述至少一个凹槽中形成第二绝缘层，所述第二绝缘层具有与所述第一导电类型相反的第二导电类型的杂质；并且
对所述第二绝缘层进行退火。
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