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CN116250248A - 固态摄像装置及其制造方法和电子设备 - Google Patents

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CN116250248A
CN116250248A CN202180065620.1A CN202180065620A CN116250248A CN 116250248 A CN116250248 A CN 116250248A CN 202180065620 A CN202180065620 A CN 202180065620A CN 116250248 A CN116250248 A CN 116250248A
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solid
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Abstract

本发明提高了用于将由光电转换单元光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域的传输速度(像素驱动速度)。一种固态摄像装置包括：半导体层，其具有位于彼此相对侧的第一表面和第二表面，并且在第一表面侧具有由隔离区域限定的有源区域；电荷累积区域，其设置在有源区域中；光电转换单元，其设置在半导体层中，以在深度方向上与电荷累积区域分离；和传输晶体管，其具有设置在隔离区域中的栅电极，并且将由光电转换单元光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域。此外，隔离区域包括设置在半导体层的第一表面侧的隔离绝缘膜。栅电极包括经由栅极绝缘膜与有源区域相邻的第一部分和与隔离绝缘膜相邻的第二部分，栅极绝缘膜设置在第一部分和有源区域之间。

Description

固态摄像装置及其制造方法和电子设备
技术领域
本技术(根据本公开的技术)涉及固态摄像装置和电子设备，特别地，涉及包括传输晶体管的固态摄像装置及其制造方法以及电子设备适用的有效技术。
背景技术
固态摄像装置对于每个像素包括传输晶体管，该传输晶体管将由光电转换单元光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域。专利文献1公开了一种具有垂直结构的传输晶体管，在该传输晶体管中，栅电极的一部分(主干)经由栅极绝缘膜嵌入基板的沟槽中。此外，专利文献2公开了一种摄像装置，在该摄像装置中，在基板中形成有用于浅沟槽隔离(STI)的沟槽，通过向经由绝缘膜嵌入该沟槽中的嵌入多晶硅电极施加电压，在累积时增强STI侧壁的钉扎，并且通过在传输时向像素区域P阱和嵌入多晶硅电极施加电压，改善信号电荷的传输。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2018-148116号
专利文献2：日本专利申请特开第2006-120804号
发明内容
本发明要解决的问题
同时，在具有垂直结构的传统传输晶体管中，栅电极的一部分(嵌入部分)经由栅极绝缘膜嵌入到半导体层中，栅电极的嵌入部分的周边，即，四个方向上的所有侧壁经由栅极绝缘膜与半导体层相邻(相对)。因此，在栅电极的嵌入部分中，半导体层的电容分量(寄生电容)被添加到四个方向上的所有侧壁。当电容分量大时，与传输晶体管的栅电极连接的传输线的电容增大，并且施加到传输晶体管的栅电极的驱动脉冲变钝，因此用于将由光电转换单元光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域的传输速度(像素驱动速度)降低。此外，由于传输速度的降低会影响固态摄像装置的处理性能，因此还有改进的空间。
本技术的目的在于，提高用于将由光电转换单元光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域的传输速度(像素驱动速度)。
解决问题的技术方案
根据本技术的一个方面的固态摄像装置包括：半导体层，其具有位于彼此相对侧的第一表面和第二表面，并且在所述第一表面侧具有由隔离区域限定的有源区域；电荷累积区域，其设置在所述有源区域中；光电转换单元，其设置在所述半导体层中，以在深度方向上与所述电荷累积区域分离；和传输晶体管，其具有设置在所述隔离区域中的栅电极，并且将由所述光电转换单元光电转换的信号电荷传输到所述电荷累积区域。此外，所述隔离区域包括设置在所述半导体层的所述第一表面侧的沟槽中的隔离绝缘膜，并且所述栅电极包括经由栅极绝缘膜与所述有源区域相邻的第一部分和与所述隔离绝缘膜相邻的第二部分。
根据本技术的另一方面的固态摄像装置的制造方法包括：在半导体层的第一表面侧形成隔离沟槽，所述隔离沟槽用于限定有源区域；在所述隔离沟槽中形成隔离绝缘膜；沿着所述隔离沟槽的深度方向蚀刻所述隔离绝缘膜，以在所述隔离绝缘膜中形成由所述半导体层和所述隔离绝缘膜包围的栅极沟槽；在所述栅极沟槽中的所述半导体层上形成栅极绝缘膜；以及在所述栅极沟槽中隔着栅极绝缘膜形成栅电极，所述栅极绝缘膜介于所述栅电极和所述栅极沟槽之间。
根据本技术的另一方面的电子设备包括上述固态摄像装置。
附图说明
图1是示意性地示出根据本技术的第一实施例的固态摄像装置的构造示例的平面布局图。
图2是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像装置的构造示例的框图。
图3是根据本技术的第一实施例的固态摄像装置的像素的等效电路图。
图4是示意性地示出根据本技术的第一实施例的固态摄像装置的像素的构造示例的平面布局图。
图5A是示意性地示出沿着图4中的A4-A4线截取的截面结构的截面图。
图5B是示意性地示出沿着图4中的B4-B4线截取的截面结构的截面图。
图6A是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像装置的制造方法的工艺截面图。
图6B是在图6A之后的工艺截面图。
图6C是在图6B之后的工艺截面图。
图6D是在图6C之后的工艺截面图。
图6E是在图6D之后的工艺截面图。
图6F是在图6E之后的工艺截面图。
图6G是在图6F之后的工艺截面图。
图7A是示意性地示出第一实施例的第一变形例的平面图。
图7B是示意性地示出沿着图7A中的A7-A7线截取的截面结构的截面图。
图8是示意性地示出第一实施例的第二变形例的平面图。
图9是示意性地示出第一实施例的第三变形例的平面图。
图10A是示意性地示出根据本技术的第二实施例的固态摄像装置的构造示例的平面图。
图10B是示意性地示出沿着图10A中的A10-A10线截取的截面结构的平面图。
图11A是示意性地示出根据本技术的第三实施例的固态摄像装置的构造示例的平面图。
图11B是示意性地示出沿着图11A中的A11-A11线截取的截面结构的平面图。
图12是根据本技术的第四实施例的电子设备的示意性构造图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明本技术的实施例。
注意，在用于说明本技术的实施例的所有附图中，具有相同功能的部分将由相同的附图标记表示，并且将省略其重复说明。
此外，各附图都是示意性的，并且有时与实际附图不同。此外，以下实施例示出了用于体现本技术的技术思想的装置和方法，并且不指定如下构造。即，在权利要求中描述的技术范围内，能够对本技术的技术思想添加各种修改。
此外，在下面的实施例中，在空间中彼此正交的三个方向中，在同一平面中彼此正交的第一方向和第二方向分别被假定为X方向和Y方向，并且与第一方向和第二方向正交的第三方向被假定为Z方向。在下面的实施例中，稍后描述的半导体层20的厚度方向将被描述为Z方向。
[第一实施例]
在第一实施例中，将说明将本技术应用于固态摄像装置的示例，该固态摄像装置是背面照射型的CMOS(complementary metal oxide semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器。
<<固态摄像装置的总体构造>>
首先，将说明固态摄像装置1A的总体构造。
如图1所示，根据本技术的第一实施例的固态摄像装置1A主要包括半导体芯片2，当在平面图中观察时，该半导体芯片2的二维平面形状为矩形。即，固态摄像装置1A被安装在半导体芯片2上。如图12所示，固态摄像装置1A(101)经由光学透镜102获取来自被摄体的图像光(入射光106)，以像素为单位将形成在成像面上的入射光106的光量转换为电信号，并且将该电信号作为像素信号输出。
如图1所示，上面安装有固态摄像装置1A的半导体芯片2包括设置在包括彼此正交的X方向和Y方向的二维平面内的中心部分中的矩形像素区域2A和以包围像素区域2A的方式设置在像素区域2A外侧的周边区域2B。
像素区域2A例如是接收由图12所示的光学透镜(光学系统)102收集的光的光接收面。此外，在像素区域2A中，在包括X方向和Y方向的二维平面上以矩阵状布置多个像素3。换句话说，像素3在二维平面中分别沿彼此正交的X方向和Y方向重复布置。
如图1所示，在周边区域2B中布置有多个接合焊盘14。多个接合焊盘14沿着例如半导体芯片2的二维平面中的四个边的每一个边布置。多个接合焊盘14中的每一个是将半导体芯片2电连接到外部装置时使用的输入/输出端子。
<逻辑电路>
如图2所示，半导体芯片2包括逻辑电路13，该逻辑电路13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和控制电路8等。逻辑电路13例如包括互补MOS(CMOS)电路，该互补MOS(CMOS)电路包括n沟道导电MOSFET(metal oxide semiconductorfield effect transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)和p沟道导电MOSFET作为场效应晶体管。
垂直驱动电路4例如包括移位寄存器。垂直驱动电路4顺序地选择期望的像素驱动线10，将用于驱动像素3的脉冲提供给所选择的像素驱动线10，并逐行驱动各个像素3。即，垂直驱动电路4以行为单位在垂直方向上依次选择性地扫描像素区域2A中的每个像素3，并且基于每个像素3的光电转换元件根据接收的光量生成的信号电荷，通过垂直信号线11将来自像素3的像素信号提供给列信号处理电路5。
例如分别针对像素3的列布置列信号处理电路5，该列信号处理电路5针对各像素列，对从一行的像素3输出的信号执行诸如噪声去除等信号处理。例如，列信号处理电路5执行诸如CDS(correlated double sampling：相关双采样)和模数(AD)转换等信号处理，以去除像素特有的固定模式噪声。
水平驱动电路6例如包括移位寄存器。水平驱动电路6顺序地将水平扫描脉冲输出到列信号处理电路5，以顺序地选择每个列信号处理电路5，并使每个列信号处理电路5将经过了信号处理的像素信号输出到水平信号线12。
输出电路7对通过水平信号线12从各个列信号处理电路5顺序提供的像素信号进行信号处理，并且输出处理后的像素信号。作为信号处理，例如，能够使用缓冲、黑电平调整、列变化校正和各种数字信号处理等。
控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟信号，生成作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等的操作的基准的时钟信号和控制信号。此外，控制电路8将所生成的时钟信号和控制信号输出到垂直驱动电路4、列信号处理电路5和水平驱动电路6等。
<像素>
如图3所示，多个像素3的每个像素3包括：光电转换元件PD；电荷累积区域(浮动扩散部)FD，其累积(保持)由光电转换元件PD光电转换的信号电荷；和传输晶体管TR，其将由光电转换元件PD光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域FD。此外，多个像素3中的每一个包括电连接到电荷累积区域FD的读取电路15。
光电转换元件PD生成与接收的光量相对应的信号电荷。光电转换元件PD在阴极侧电连接到传输晶体管TR的源极区域，并且在阳极侧电连接到基准电位线(例如，接地)。作为光电转换元件PD，例如使用光电二极管。
传输晶体管TR具有与电荷累积区域FD电连接的漏极区域。传输晶体管TR具有与像素驱动线10的传输晶体管驱动线电连接的栅电极(见图2)。电荷累积区域FD临时累积并保持经由传输晶体管TR从光电转换元件PD传输的信号电荷。
如图3所示，读取电路15读取累积在电荷累积区域FD中的信号电荷，并且基于信号电荷输出像素信号。读取电路15不限于此，并且例如包括放大晶体管AMP、选择晶体管SEL和复位晶体管RST作为像素晶体管。这些晶体管(AMP、SEL和RST)例如使用MOSFET构成，每个MOSFET具有包括氧化硅膜(SiO2膜)的栅极绝缘膜、栅电极以及用作源极区域和漏极区域的一对主电极区域。此外，这些晶体管也可以使用具有氮化硅膜(Si3N4膜)或氮化硅膜和氧化硅膜等的层叠膜作为栅极绝缘膜的金属绝缘体半导体FET(MISFET)来构成。
放大晶体管AMP的源极区域电连接到选择晶体管SEL的漏极区域，并且漏极区域电连接到电源线Vdd和复位晶体管的漏极区域。此外，放大晶体管AMP的栅电极电连接到电荷累积区域FD和复位晶体管RST的源极区域。
选择晶体管SEL的源极区域电连接到垂直信号线11(VSL)，并且漏极电连接到放大晶体管AMP的源极区域。此外，选择晶体管SEL的栅电极电连接到像素驱动线10的选择晶体管驱动线(见图2)。
复位晶体管RST的源极区域电连接到电荷累积区域FD和放大晶体管AMP的栅电极，并且漏极区域电连接到电源线Vdd和放大晶体管AMP的漏极区域。复位晶体管RST的栅电极电连接到像素驱动线10的复位晶体管驱动线(见图2)。
当传输晶体管TR导通时，传输晶体管TR将由光电转换元件PD产生的信号电荷传输到电荷累积区域FD。当复位晶体管RST导通时，复位晶体管RST将电荷累积区域FD的电位(信号电荷)复位到电源线Vdd的电位。选择晶体管SEL控制从读取电路15像素信号的输出时序。
放大晶体管AMP生成与保持在电荷累积区域FD中的信号电荷的电平对应的电压的信号作为像素信号。放大晶体管AMP构成源极跟随器放大器，并且输出具有与光电转换元件PD产生的信号电荷的电平对应的电压的像素信号。当选择晶体管SEL导通时，放大晶体管AMP放大电荷累积区域FD的电位，并且经由垂直信号线11(VSL)将与放大后的电位对应的电压输出到列信号处理电路5。
在根据第一实施例的固态摄像装置1A的操作期间，由像素3的光电转换元件PD产生的信号电荷经由像素3的传输晶体管TR累积在电荷累积区域FD中。然后，累积在电荷累积区域FD中的信号电荷被读取电路15读取，并且被施加到读取电路15的放大晶体管AMP的栅电极。用于水平线的选择控制信号从垂直移位寄存器提供给读取电路15的选择晶体管SEL的栅电极。当选择控制信号被设置为高(H)电平时，选择晶体管SEL被通电，并且与已经被放大晶体管AMP放大的电荷累积区域FD的电位相对应的电流流过垂直信号线11。此外，当施加到读取电路15的复位晶体管RST的栅电极的复位控制信号被设置为高(H)电平时，复位晶体管RST被通电，并且累积在电荷累积区域FD中的信号电荷被复位。
<<固态摄像装置的具体构造>>
接下来，将参考图4、图5A和图5B说明固态摄像装置1A的具体构造。
注意，在图4、图5A和图5B中，为了使附图易于查看，上下侧与图1的上下侧相反。此外，在图5A和图5B中，省略了稍后描述的配线层43的上层的图示。
<半导体芯片>
如图5A和图5B所示，半导体芯片2包括：半导体层20，该半导体层20具有位于彼此相反侧的第一表面S1和第二表面S2；和多层配线层，该多层配线层包括设置在半导体层20的第一表面S1侧的层间绝缘膜41和配线层43。此外，在半导体层20的第二表面S2侧，半导体芯片2包括从第二表面S2侧依次设置的平坦化膜51、遮光膜52、滤色片53和微透镜(片上透镜)54。
半导体层20例如包括p型单晶硅基板。此外，在半导体层20中设置有p型半导体区域23。p型半导体区域23是从半导体层20的第一表面S1侧向第二表面S2侧形成的阱区域。
平坦化膜51设置在半导体层20的第二表面S2侧，以覆盖半导体层20的第二表面S2，并且使半导体层20的第二表面S2侧平坦化。在遮光膜52中，平面图中的平面图案是网格状平面图案，以便分隔相邻像素3。
滤色片53和微透镜54是针对每个像素3设置的。滤色片53对从半导体芯片2的光入射面侧入射的入射光进行颜色分离。微透镜54会聚照射光，并且使会聚的光有效地入射到像素3上。
这里，半导体层20的第一表面S1有时被称为元件形成表面或主表面，并且第二表面S2有时被称为光入射面或背面。在第一实施例的固态摄像装置1A中，从半导体层20的第二表面(光入射面或背面)S2侧入射的光被设置在半导体层20中的光电转换单元25(光电转换元件PD)光电转换。
(光电转换单元)
如图5A所示，半导体层20针对每个像素3，设置有光电转换单元25。光电转换单元25被设置为在深度方向(Z方向)上与设置在半导体层20的第一表面S1侧的表层部分中的电荷累积区域FD分开。光电转换单元25包括上述光电转换元件PD。此外，光电转换元件PD包括p型半导体区域(阱区域)23和埋入p型半导体区域23中的n型半导体区域24。
针对每个像素3设置n型半导体区域24。此外，尽管未详细示出，但是n型半导体区域24具有矩形的平面形状，以便在平面图中与一个像素3中的稍后描述的有源区域22A和22B以及隔离区域21重叠。
(有源区域)
如图4、图5A和图5B所示，半导体层20具有有源区域(元件形成区域)22A和22B，这些有源区域(元件形成区域)22A和22B形成为岛状，并在第一表面S1侧被隔离区域21限定。针对每个像素3设置有源区域22A和22B。图4示出了沿Y方向重复布置三个像素3的示例，但像素3的数量不限于此。
如图4所示，有源区域22A和22B在X方向上延伸，并且在Y方向上隔着隔离区域21并排设置。此外，在平面图中，有源区域22A和22B各自的平面形状例如是长方形(带形状)。
如图4和图5A所示，隔离区域21包括设置在半导体层20的第一表面S1侧的隔离沟槽26和设置在隔离沟槽26中的隔离绝缘膜27。即，半导体层20的有源区域22A和22B分别被隔离沟槽26和隔离绝缘膜27限定为岛状。例如，隔离区域21具有但不限于浅沟槽隔离(STI)结构，在该浅沟槽隔离(STI)结构中，在半导体层20的第一表面S1侧的表层部分中形成有隔离沟槽26，并且在隔离沟槽26中选择性地嵌入隔离绝缘膜27。隔离绝缘膜27例如使用包括通过CVD方法沉积的氧化硅膜的沉积膜构成。这里，热氧化膜具有比沉积膜更致密的膜质量。
<像素晶体管>
如图4所示，在有源区域22A中构造传输晶体管TR和复位晶体管RST。此外，在有源区域22B中构造放大晶体管AMP和选择晶体管SEL。
(复位晶体管)
如图5A所示，在有源区域22A的表层部分中构造复位晶体管RST。复位晶体管RST包括：设置在半导体层20的第一表面S1侧的栅极绝缘膜29b；隔着栅极绝缘膜29b设置在半导体层20的第一表面S1侧的栅电极32；以及设置在栅电极32正下方的半导体层20(具体地，p型半导体区域23)中的沟道形成区域。此外，复位晶体管RST包括：一对主电极区域35a和35b，其设置在半导体层20的p型半导体区域23中，以在沟道长度方向上隔着栅电极32正下方的沟道形成区域彼此分开，并且用作源极区域和漏极区域。
栅极绝缘膜29b例如包括通过使半导体层20热氧化形成的热氧化膜。该热氧化膜例如包括氧化硅膜。栅电极32例如包括引入了用于减小电阻值的杂质的多晶硅膜(掺杂多晶硅膜)。一对主电极区域35a和35b例如包括相对于栅电极32通过自对准形成的一对n型半导体区域。即，复位晶体管RST使用n沟道导电型的MOSFET构成。作为一对主电极区域35a和35b中的一个的主电极区域35a用作上述电荷累积区域FD。
(传输晶体管)
如图5A所示，传输晶体管TR被构造在有源区域22A的表层部分中。传输晶体管TR包括：设置在隔离区域21中的栅电极31；介于栅电极31与半导体层20之间的栅极绝缘膜29a；以及用作形成有沟道的沟道形成区域的p型半导体区域23。此外，传输晶体管TR包括用作源极区域和漏极区域的一对主电极区域。使用n型半导体区域24(光电转换单元25)构成一对主电极区域的一个主电极区域，使用复位晶体管RST的主电极区域35a(电荷累积区域FD)构成另一个主电极区域。即，传输晶体管TR和复位晶体管RST共享用作传输晶体管TR的漏极区域的主电极区域35a(电荷累积区域FD)和用作复位晶体管RST的源极区域的主电极区域35a(电荷累积区域FD)。
例如，栅极绝缘膜29a以与栅极绝缘膜29b相同的工艺形成，并且与栅极绝缘膜29b类似地包括通过使半导体层20热氧化形成的热氧化膜。例如，栅电极31以与栅电极32相同的工艺形成，并且与栅电极32类似地包括掺杂多晶硅膜。即，与复位晶体管RST类似，使用n沟道导电类型的MOSFET构成传输晶体管TR。
如图4、图5A和图5B所示，栅电极31包括：设置在半导体层20的第一表面S1侧的头部31a；以及以比头部31a更窄的方式从头部31a突出到隔离绝缘膜27的内部的主干(嵌入部分)31b。即，栅电极31形成为T形。此外，传输晶体管TR具有垂直结构。
在平面图中，头部31a具有矩形的平面形状(见图4)，并且设置在半导体层20的隔离区域21和有源区域22A上。此外，栅极绝缘膜29a介于头部31a的悬垂部分和有源区域22A之间(见图5A)。
主干31b设置在设置于隔离绝缘膜27中的栅极沟槽28的内部，并且主干31b具有与半导体层20的厚度方向(Z方向)正交的矩形截面形状(见图4)。此外，主干31b包括隔着栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻(相对)的第一部分31b1；以及与隔离绝缘膜27相邻(相对)的第二部分31b2。由于第一实施例的主干31b的与半导体层20的厚度方向(Z方向)正交的截面形状是矩形，因此包围主干31b的四个侧壁中的一个侧壁用作第一部分31b1，其余三个侧壁用作第二部分31b2。
即，如图5A所示，在主干31b中，位于Y方向上彼此相反侧的第一侧壁和第二侧壁中的第一侧壁用作隔着栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻的第一部分31b1，位于第一侧壁的相反侧的第二侧壁用作与隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。此外，如图5B所示，在主干31b中，位于X方向上彼此相反侧的第三侧壁和第四侧壁中的每一个用作与隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。换句话说，在主干31b中，在四个方向的侧壁中，除了隔着栅极绝缘膜29a与半导体层20相邻的一个方向上的侧壁之外，其他三个方向的侧壁分别被隔离绝缘膜27包围，该隔离绝缘膜27在与半导体层20的厚度方向正交的方向上比栅极绝缘膜29a的膜厚厚。
这样，由于栅电极31的主干31b具有隔着栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻的第一部分31b1和与隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2，因此，与栅电极31的主干31b的周边，即四个方向上的所有侧壁隔着栅极绝缘膜29a与半导体层20相邻的常规情况相比，能够减小添加到栅电极31的电容分量(寄生电容)。
如图4和图5A所示，栅电极31的主干31b设置在有源区域22A的纵向(Y方向)的一端侧的外侧。此外，在平面图中，栅电极31的第一部分31b1和第二部分31b2设置在有源区域的纵向的一端侧的外侧。
如图5A所示，从有源区域22A向栅极沟槽28中的侧壁和底壁设置栅极绝缘膜29a。此外，栅极绝缘膜29a介于有源区域22A中的半导体层20与栅电极31的头部31a之间，还介于栅极沟槽28中的半导体层20与栅电极31的主干31b的侧壁和底壁之间。此外，栅电极31的主干31b的栅极长度由栅极沟槽28在Z方向上的深度指定。因此，当栅极沟槽28的深度方向上的变化增大时，具有垂直结构的传输晶体管TR的传输特性的变化也增大。
(放大晶体管和选择晶体管)
如图4所示，放大晶体管AMP和选择晶体管SEL串联设置在有源区域22B的表层部分中。与复位晶体管RST类似，放大晶体管AMP和选择晶体管SEL使用n沟道导电类型的MOSFET来构成，并且基本上具有与复位晶体管RST的构造相似的构造。因此，将省略关于放大晶体管AMP和选择晶体管SEL的具体构造的说明。
注意，图4示出了放大晶体管AMP的栅电极33和选择晶体管SEL的栅电极34。放大晶体管AMP和选择晶体管SEL共享用作放大晶体管AMP的源极区域的主电极区域和用作选择晶体管SEL的漏极区域的主电极区域。
(多层配线层)
如图5A和图5B所示，传输晶体管TR和复位晶体管RST的栅电极31和32被设置在半导体层20的第一表面S1侧的层间绝缘膜41覆盖。此外，尽管未详细示出，但是放大晶体管AMP和选择晶体管SEL的栅电极33和34也被层间绝缘膜41覆盖。
此外，如图5A和图5B所示，层间绝缘膜41上的配线层43设置有配线43a、43b、43c和43d，并且设置有图4所示的配线43e、43f和43g。此外，尽管未示出，但是这些配线43a～43g被设置在层间绝缘膜41上的层间绝缘膜覆盖。
如图4、图5A和图5B所示，配线43a经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极42a电连接到传输晶体管TR的栅电极31。
如图4所示，在平面图中，配线43b延伸到有源区域22A和22B上。此外，如图4和图5A所示，配线43b经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极42b电连接到复位晶体管RST和传输晶体管TR各自的主电极区域35a(电荷累积区域FD)。
如图4和图5A所示，配线43c经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极42c电连接到复位晶体管RST的栅电极32。配线43d经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极42d电连接到复位晶体管的主电极区域35b。
尽管未详细示出，但是图4所示的配线43e经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极电连接到用作放大晶体管AMP的漏极区域的主电极区域。
尽管未详细示出，但是图4所示的配线43f经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极电连接到选择晶体管SEL的栅电极34。
尽管未详细示出，但是图4所示的配线43g经由嵌入层间绝缘膜41中的接触电极电连接到用作选择晶体管SEL的源极区域的主电极区域。配线43g电连接到图3所示的垂直信号线11(VSL)。配线43d和配线43e分别电连接到图3所示的电源线Vdd。
在具有上述构造的固态摄像装置1A中，入射光从半导体芯片2的微透镜54侧发出，所发出的入射光依次透过微透镜54和滤色片53，并且所透过的光由光电转换单元25(光电转换元件PD)进行光电转换，从而产生信号电荷。然后，所产生的信号电荷经由设置在半导体层20的有源区域22A和22B的第一表面S1侧的传输晶体管TR和读取电路15，从形成在多层配线层40中的垂直信号线11作为像素信号输出。
<<固态摄像装置的制造方法>>
接下来，将参考图6A至图6G说明固态摄像装置1A的制造方法。
在第一实施例中，将主要说明包括在固态摄像装置1A的制造工艺中的光电转换单元25、传输晶体管TR和复位晶体管RST的制造工艺。
首先，如图6A所示，在具有位于相对侧的第一表面S1和第二表面S2的半导体层20中形成光电转换单元25。通过在半导体层20的第一表面S1侧形成从第一表面S1侧在深度方向(Z方向)上延伸的p型半导体区域(阱区域)23，然后在p型半导体区域23的内部选择性地形成n型半导体区域24，从而形成光电转换单元25。光电转换单元25形成为在深度方向(Z方向)上与半导体层20的第一表面S1分开。此外，针对每个像素3形成光电转换单元25。
接下来，如图6B所示，在半导体层20的第一表面S1侧，形成由隔离区域21限定的有源区域22A，并且尽管未示出，但是形成了由隔离区域21限定的有源区域22B。通过使用例如已知的STI技术形成隔离区域21来限定有源区域22A和22B。具体地，在半导体层20的第一表面S1侧形成隔离沟槽26，然后，通过CVD方法在半导体层20的第一表面S1侧，以填充隔离沟槽26的内部的方式形成隔离绝缘膜27(隔离绝缘膜27包括例如氧化硅膜作为沉积膜)，然后，通过CMP方法研磨并去除半导体层20的第一表面S1上的隔离绝缘膜27，使得隔离绝缘膜27选择性地保留在隔离沟槽26中以形成隔离区域21，从而形成由隔离区域21限定的有源区域22A和22B。针对每个像素3形成有源区域22A和22B。然后，在平面图中，有源区域22A和22B以在一个像素3内以与光电转换单元25重叠的方式形成。
接下来，如图6C所示，在有源区域22A的纵向的一端侧的隔离区域21中形成由有源区域22A中的半导体层20和隔离绝缘膜27包围的栅极沟槽28。通过在隔离区域21的深度方向(Z方向)上选择性地蚀刻隔离绝缘膜27来形成栅极沟槽28。对于隔离绝缘膜27的蚀刻，能够使用干蚀刻法或湿蚀刻法。在相对于半导体层20实现蚀刻选择比的条件下蚀刻隔离绝缘膜27。即，在能够以比半导体层20更高的蚀刻速率蚀刻隔离绝缘膜27的条件下，执行蚀刻。
在该工艺中，通过在使隔离绝缘膜27的蚀刻速率高于半导体层20的蚀刻速率的条件下蚀刻隔离绝缘膜27来形成栅极沟槽28，使得位于隔离区域21正下方的半导体层20用作蚀刻停止层，并且与现有技术中在半导体层的有源区域中形成栅极沟槽的情况相比，能够抑制栅极沟槽28的深度方向(Z方向)上的变化。
接下来，如图6D所示，在有源区域22A中的半导体层20的表面(第一表面S1)和栅极沟槽28中的半导体层20的表面上形成包括热氧化膜的栅极绝缘膜29。通过执行使有源区域22A中的半导体层20的表面和栅极沟槽28中的半导体层20的表面氧化的热氧化处理来形成栅极绝缘膜29。栅极绝缘膜29例如包括氧化硅膜。栅极绝缘膜29从有源区域22A向栅极沟槽28中的侧壁和底壁形成。栅极绝缘膜29被用作有源区域22A中的传输晶体管TR的栅极绝缘膜29a和复位晶体管RST的栅极绝缘膜29b。
在该工艺中，栅极沟槽28中的四个侧壁中的三个侧壁包括隔离绝缘膜27，而其余的一个侧壁和底壁包括栅极绝缘膜29。
注意，在该工艺中，尽管未示出，但是在有源区域22B中的半导体层20的表面(第一表面S2)上也形成包括热氧化膜的栅极绝缘膜29。
接下来，如图6E所示，例如，通过CVD法，在包括栅极沟槽28的内部的半导体层20的第一表面S1侧的整个表面上形成作为栅极材料的多晶硅膜30。在沉积期间或沉积之后，将降低电阻值的杂质引入到多晶硅膜30中。
接下来，如图6F所示，将多晶硅膜30和栅极绝缘膜29图案化为预定形状，以在隔离区域21中形成栅电极31并且在有源区域22A中形成栅电极32。在有源区域22A中，栅电极32经由栅极绝缘膜29b形成在半导体层20的第一表面S1侧。
栅电极31包括设置在半导体层20的第一表面S1侧的头部31a和从头部31a突出以嵌入到隔离绝缘膜27的栅极沟槽28中并且比头部31a窄的主干(嵌入部分)31b。头部31a在平面图中具有矩形的平面形状(见图4)，并且形成在半导体层20的隔离区域21和有源区域22上。然后，栅极绝缘膜29a介于头部31a的悬垂部分和有源区域22之间。
主干31b形成为具有与半导体层20的厚度方向(Z方向)正交的矩形截面形状。此外，主干31b包括隔着栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻(相对)的第一部分31b1和与隔离绝缘膜27相邻(相对)的第二部分31b2。由于第一实施例的主干31b的与半导体层20的厚度方向(Z方向)正交的截面形状是矩形，因此包围主干31b的四个侧壁中的一个侧壁用作隔着栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻的第一部分31b1，其余三个侧壁用作与隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。
在该工艺中，栅电极31的主干31b的深度方向上的变化取决于栅极沟槽28的深度方向上的变化。即，当栅极沟槽28的深度方向上的尺寸变化时，主干31b的深度方向上的尺寸也会变化。然而，如上所述，当蚀刻隔离绝缘膜27以形成栅极沟槽28时，由于位于隔离区域21正下方的半导体层20用作蚀刻停止层，因此抑制了栅极沟槽28的深度方向上的变化。因此，取决于栅极沟槽28的深度方向上的变化的抑制，栅电极31的主干31b的深度方向上的变化也被抑制。
注意，在该工艺中，尽管未示出，但是隔着栅极绝缘膜在有源区域22B的第一表面S1侧分别形成放大晶体管AMP的栅电极33(见图4)和选择晶体管SEL的栅电极34(见图4)。
接下来，如图6G所示，在有源区域22A的第一表面S1侧的表层部分中形成包括n型半导体区域的一对主电极区域35a和35b。通过使用栅电极31、栅电极32和隔离区域21的隔离绝缘膜27作为杂质引入用的掩模，将例如砷离子(As+)或磷离子(P+)作为n型杂质选择性地离子注入到有源区域22A中，然后对离子注入的杂质进行热处理以使离子注入的杂质活化，从而形成一对主电极区域35a和35b。通过相对于栅电极31和32自对准来形成主电极区域35a。通过相对于栅电极32自对准来形成主电极区域35b。
通过该工艺，在有源区域22A中形成复位晶体管RST，该复位晶体管RST包括用作沟道形成区域的p型半导体区域23、栅极绝缘膜29b、栅电极32以及用作源极区域和漏极区域的一对主电极区域35a和35b。此外，形成传输晶体管TR，该传输晶体管TR包括用作沟道形成区域的p型半导体区域23、栅极绝缘膜29a、栅电极31以及用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和主电极区域35a。主电极区域35a共享复位晶体管RST的源极区域和传输晶体管TR的漏极区域。此外，主电极区域35a也用作电荷累积区域FD。
注意，在该工艺中，尽管未示出，但是在有源区域22B的第一表面S1侧的表层部分中也形成包括n型半导体区域的一对主电极区域。此外，在有源区域22B中形成放大晶体管AMP和选择晶体管SEL。
之后，在半导体层的第一表面侧形成包括层间绝缘膜41和配线层43等的多层配线层，然后，例如通过CMP法对半导体层20的第二表面S2侧进行研磨或抛光以减小半导体层的厚度，然后，在半导体层20的第二表面S2侧依次形成平坦化膜51、遮光膜52、滤色片53和微透镜54。因此，几乎完成了图5A所示的固态摄像装置1A。
<<第一实施例的主要效果>>
接下来，将说明第一实施例的主要效果。
根据第一实施例的固态摄像装置1A包括传输晶体管TR，该传输晶体管TR具有设置在隔离区域21中的栅电极31。此外，在栅电极31中，嵌入隔离区域21的隔离绝缘膜27中的主干31b具有隔着栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻的第一部分31b1和与隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。通过这样的构造，与栅电极31的主干31b的周边，即主干31b的四个方向上的所有侧壁隔着栅极绝缘膜29a与半导体层20相邻的传统情况相比，能够减小添加到栅电极31的电容分量(寄生电容)。此外，与传输晶体管TR的栅电极31连接的传输线的电容减小，因此，能够改善施加到传输晶体管TR的栅电极31的驱动脉冲的圆化(rounding)。因此，通过根据第一实施例的固态摄像装置1A，可以提高用于将由光电转换单元光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域的传输速度(像素驱动速度)。
在根据第一实施例的固态摄像装置1A的制造方法中，当蚀刻隔离绝缘膜27以形成栅极沟槽28时，位于隔离区域21正下方的半导体层20用作蚀刻停止层，因此，与现有技术中的在半导体层的有源区域中形成栅极沟槽的情况相比，能够抑制栅极沟槽28的深度方向(Z方向)上的变化。
此外，由于能够抑制栅极沟槽28的深度方向(Z方向)上的变化，因此，依赖于栅极沟槽28的深度方向上的变化的抑制，也能够抑制栅电极31的主干31b的深度方向上的变化，即，抑制栅电极31的主干31b的栅极长度(沟道长度)上的变化。因此，通过根据第一实施例的固态摄像装置1A的制造方法，可以抑制传输晶体管TR的传输特性的变化。
这里，如果像素尺寸减小，则期望减小传输晶体管TR的栅电极31的主干31b的尺寸。然而，由于光电转换单元25被布置成在深度方向上与电荷累积区域FD分开，因此要求栅电极31的主干31b在深度方向上具有一定的深度，因此，主干31b所嵌入的栅极沟槽28的纵横比增大。例如，如果主干的深度大约为400nm～1000nm并且栅极沟槽的开口大约为200nm，则纵横比大约为2～5。
就此而言，隔离区域21的隔离沟槽26不像栅极沟槽28那样以孤立的图案布置，并且通常以相对较低的纵横比形成，因此，与栅极沟槽28的单个图案相比，能够减少开口变化。
此外，对隔离区域21的隔离绝缘膜27进行蚀刻以形成栅极沟槽28，在栅极沟槽28中嵌入栅极材料以形成栅电极31的主干31b，因此，半导体层20能够用作蚀刻停止层。此外，主干31b的深度不受栅极沟槽28的开口变化的影响，并且能够由隔离区域21的隔离沟槽26的深度控制，因此，与孤立图案相比，能够减小主干的深度变化。由于传输特性特别严重地影响主干的深度，因此，可以通过减少主干31b的工艺变化来改善像素特性(饱和电荷量)。
注意，诸如传输晶体管TR、复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL等晶体管可以具有LDD(lightly doped drain：轻掺杂漏极)结构。具有LDD结构的晶体管包括栅极绝缘膜、栅电极、以相对于栅电极自对准的方式形成的延伸区域对、形成在栅电极的侧壁上的侧壁间隔物以及接触区域对，该接触区域对以相对于侧壁间隔物自对准的方式形成并且具有比外部区域更高的杂质浓度。
<<变形例>>
在上述第一实施例中，已经说明了在有源区域22A的纵向上的一端侧设置栅电极31的第一部分31b1的情况。然而，本技术不限于上述第一实施例的构造。
例如，作为第一变形例，可以采用如下构造：如图7A和图7B所示，两个主干31b被设置成在有源区域22的宽度方向(X方向)上，在平面图中夹着有源区域22，并且两个主干31b中的每一个具有经由栅极绝缘膜29a与有源区域22的半导体层20相邻的第一部分31b1和与隔离区域21的隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。在这种情况下，栅电极31的第一部分31b1和第二部分31b2被设置在平面图中位于有源区域22的彼此相对侧的每个区域中。
在第一变形例中，也与上述第一实施例类似，能够提高将由光电转换单元25光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域FD的传输速度(像素驱动速度)。
此外，作为第二变形例，如图8所示，可以采用如下构造：主干31b被构造为L形，使得在平面图中围绕有源区域22A的纵向方向(Y方向)的一端的一个角部，并且主干31b具有经由栅极绝缘膜29a与有源区域22的半导体层20相邻的第一部分31b1和与隔离区域21的隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。在这种情况下，栅电极31的第一部分31b1和第二部分31b2被设置成在平面图中围绕有源区域22的纵向方向的一端侧的一个角部。
在第二变形例中，也与上述第一实施例类似，能够提高将由光电转换单元25光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域FD的传输速度(像素驱动速度)。
此外，作为第三变形例，如图9所示，可以采用如下构造：主干31b构造为U形，使得在平面图中围绕有源区域22的纵向方向的一端侧的两个角部，并且主干31b具有经由栅极绝缘膜29a与有源区域22的半导体层20相邻的第一部分31b1和与隔离区域21的隔离绝缘膜27相邻的第二部分31b2。在这种情况下，栅电极31的第一部分31b1和第二部分31b2被设置成在平面图中围绕有源区域22的纵向方向的一端侧的两个角部。
在第三变形例中，也与上述第一实施例类似，能够提高将由光电转换单元25光电转换的信号电荷传输到电荷累积区域FD的传输速度(像素驱动速度)。
[第二实施例]
如图10A和图10B所示，根据本技术的第二实施例的固态摄像装置1B基本上具有与根据上述第一实施例的固态摄像装置1A的构造类似的构造，并且在以下构造中不同。
即，如图10A和图10B所示，根据第二实施例的固态摄像装置1B包括隔离区域21B，而不是上述第一实施例的图5A所示的隔离区域21。其他构造与上述第一实施例的构造大致相同。
如图10A和图10B所示，隔离区域21B包括设置在半导体层20的第一表面S1侧的隔离沟槽26和设置在隔离沟槽26中的隔离绝缘膜27。此外，隔离区域21B包括：从隔离绝缘膜27的上表面侧贯穿到半导体层20的第二表面S2侧的隔离沟槽61；嵌入隔离沟槽61中的隔离绝缘膜62；以及在平面图中沿着隔离绝缘膜62设置在隔离绝缘膜62的两侧的p型半导体区域63。即，隔离区域21B从半导体层20的第一表面S1侧贯穿到第二表面S2侧。在一个像素3中，隔离绝缘膜62和p型半导体区域63在平面图中形成围绕光电转换单元25的周边的方形环形平面图案。p型半导体区域63被构造为具有比p型半导体区域23高的杂质浓度，并且钉扎隔离沟槽61的侧壁。
在第二实施例中，栅电极31的主干31b与具有高杂质浓度的p型半导体区域63分离，因此，能够在隔离区域21B中控制栅电极31的主干31b的位置。
在根据第二实施例的固态摄像装置1B中，能够获得与根据上述第一实施例的固态摄像装置1A相同的效果。
[第三实施例]
如图11A和图11B所示，根据本技术的第三实施例的固态摄像装置1C基本上具有与根据上述第一实施例的固态摄像装置1A的构造类似的构造，并且在以下构造中不同。
即，如图11A和图11B所示，根据第三实施例的固态摄像装置1C包括栅电极64，而不是上述第一实施例的图5A所示的栅电极31。其他构造与上述第一实施例的构造大致相同。
如图11A和图11B所示，在平面图中，栅电极64设置在有源区域22A的纵向的一端侧。此外，整个栅电极64被埋入到隔离绝缘膜中。此外，与上述第一实施例的主干31b类似，栅电极64包括经由栅极绝缘膜29a与有源区域22A中的半导体层20相邻(相对)的第一部分31b1和与隔离绝缘膜27相邻(相对)的第二部分31b2。栅电极64例如形成为长方体。
以这种方式，由于采用了将整个栅电极64埋入到隔离绝缘膜中的结构，因此能够沿着栅电极64在上部设置电荷累积区域FD，从而能够消除电极的伸出部分，提高布局的自由度，并且能够实现小型化。
在根据第三实施例的固态摄像装置1C中，也能够获得与根据上述第一实施例的固态摄像装置1A同样的效果。
[第四实施例：电子设备]
接下来，将参考图12说明根据本技术的第四实施例的电子设备。
如图12所示，根据第四实施例的电子设备100包括固态摄像装置101、光学透镜102、快门装置103、驱动电路104和信号处理电路105。第四实施例的电子设备100示出了将根据本技术的第一实施例的固态摄像装置1A作为固态摄像装置101用于电子设备(例如，照相机)中的情况下的实施例。
光学透镜102在固态摄像装置101的成像面上形成来自被摄体的图像光(入射光106)的图像。因此，信号电荷在一定时间段内累积在固态摄像装置101中。快门装置103控制固态摄像装置101的光照时段和遮光时段。驱动电路104提供用于控制固态摄像装置101的传输操作和快门装置103的快门操作的驱动信号。固态摄像装置101的信号传输由驱动电路104提供的驱动信号(时序信号)执行。信号处理电路105对从固态摄像装置101输出的信号(像素信号)执行各种信号处理。经过信号处理的视频信号被存储在诸如存储器等存储介质中或被输出到监视器。
注意，能够应用固态摄像装置1A的电子设备100不限于照相机，并且也能够应用于其他电子设备。例如，本发明可以应用于诸如用于移动电话或平板电脑等移动设备的相机模块等摄像装置。
此外，在第四实施例中，采用了其中将根据上述第一实施例的固态摄像装置1A用作电子设备中的固态摄像装置101的构造，但是还可以采用其他构造。例如，在电子设备中，可以使用根据第二实施例的固态摄像装置1B、根据第三实施例的固态摄像装置1C和根据变形例的固态摄像装置。
注意，本技术可以具有以下构造。
(1)
一种固态摄像装置，其包括：
半导体层，其具有位于彼此相对侧的第一表面和第二表面，并且在所述第一表面侧具有由隔离区域限定的有源区域；
电荷累积区域，其设置在所述有源区域中；
光电转换单元，其设置在所述半导体层中，以在深度方向上与所述电荷累积区域分离；和
传输晶体管，其具有设置在所述隔离区域中的栅电极，并且将由所述光电转换单元光电转换的信号电荷传输到所述电荷累积区域，
其中，所述隔离区域包括设置在所述半导体层的所述第一表面侧的隔离绝缘膜，并且
所述栅电极包括经由栅极绝缘膜与所述有源区域相邻的第一部分和与所述隔离绝缘膜相邻的第二部分。
(2)
根据上述(1)所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分设置在所述有源区域的一端侧。
(3)
根据上述(1)所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分设置在位于夹持所述有源区域的彼此相对侧的各区域侧中。
(4)
根据上述(1)所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分被设置成围绕所述有源区域的一端侧的角部。
(5)
根据上述(1)所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分被设置成围绕所述有源区域的一端侧的两个角部。
(6)
根据上述(1)～(5)中任一项所述的固态摄像装置，其中，所述隔离区域在所述半导体层的所述第一表面和所述第二表面上延伸。
(7)
根据上述(1)～(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中，所述栅电极被嵌入到所述隔离绝缘膜中。
(8)
根据上述(1)～(6)中任一项所述的固态摄像装置，其中，所述栅电极包括设置在所述半导体层的所述第一表面侧的头部和以比所述头部窄的方式从所述头部突出到所述隔离绝缘膜内部的主干。
(9)
根据上述(1)～(8)中任一项所述的固态摄像装置，其中，
所述栅极绝缘膜是热氧化膜，并且
所述隔离绝缘膜是沉积膜。
(10)
一种固态摄像装置的制造方法，所述方法包括：
在半导体层的第一表面侧形成隔离沟槽，所述隔离沟槽用于限定有源区域；
在所述隔离沟槽中形成隔离绝缘膜；
沿着所述隔离沟槽的深度方向蚀刻所述隔离绝缘膜，以在所述隔离绝缘膜中形成由所述半导体层和所述隔离绝缘膜包围的栅极沟槽；
在所述栅极沟槽中的所述半导体层上形成栅极绝缘膜；以及
在所述栅极沟槽中隔着栅极绝缘膜形成栅电极。
(11)
一种电子设备，其包括：固态摄像装置；光学透镜，其在所述固态摄像装置的成像面上形成来自被摄体的图像光的图像；和信号处理电路，其对从所述固态摄像装置输出的信号执行信号处理，
其中，所述固态摄像装置包括：
半导体层，其具有位于彼此相对侧的第一表面和第二表面，并且在所述第一表面侧具有由隔离区域限定的有源区域；
电荷累积区域，其设置在所述半导体层的所述有源区域中；
光电转换单元，其设置在所述半导体层中，以在深度方向上与所述电荷累积区域分离；和
传输晶体管，其具有设置在所述隔离区域中的栅电极，并且将由所述光电转换单元光电转换的信号电荷传输到所述电荷累积区域，
所述隔离区域包括隔离绝缘膜，所述隔离绝缘膜设置在所述半导体层的所述第一表面侧的沟槽中，并且
所述栅电极包括经由栅极绝缘膜与所述有源区域相邻的第一部分和与所述隔离绝缘膜相邻的第二部分。
本技术的范围不限于示出和描述的示例性实施例，还包括提供与本技术预期的效果等效的效果的所有实施例。此外，本技术的范围不限于由权利要求所描绘的本发明的特征的组合，而是可以通过所有公开的各个特征中的特定特征的各种期望组合来描绘。
附图标记列表
1固态摄像装置
2半导体芯片
2A 像素区域
2B 周边区域
3像素
4垂直驱动电路
5列信号处理电路
6水平驱动电路
7输出电路
8控制电路
10 像素驱动线
12 水平信号线
13 逻辑电路
14 接合焊盘
15 读取电路
20 半导体层
21 隔离区域
22A,22B有源区域
23 p型半导体区域
24 n型半导体区域
25 光电转换单元
26 隔离沟槽
27 隔离绝缘膜
28 栅极沟槽
29 栅极绝缘膜
30 栅极材料
31 栅电极
31a 头部
31b 主干
31b1第一部分
31b2第二部分
32,33,34栅电极
35a,35b主电极区域
41层间绝缘膜
42a,42b,42c接触电极
43配线层
43a,43b,43c,43d,43e,43f配线
51 平坦化膜
52 遮光膜
53 滤色片
54 微透镜
61 隔离沟槽
62 隔离绝缘膜
63 p型半导体区域
64 栅电极
AMP 放大晶体管
FD电荷累积区域
RST复位晶体管
SEL 选择晶体管
TR 传输晶体管。

Claims (11)

1.一种固态摄像装置，其包括：
半导体层，其具有位于彼此相对侧的第一表面和第二表面，并且在所述第一表面侧具有由隔离区域限定的有源区域；
电荷累积区域，其设置在所述有源区域中；
光电转换单元，其设置在所述半导体层中，以在深度方向上与所述电荷累积区域分离；和
传输晶体管，其具有设置在所述隔离区域中的栅电极，并且将由所述光电转换单元光电转换的信号电荷传输到所述电荷累积区域，
其中，所述隔离区域包括设置在所述半导体层的所述第一表面侧的隔离绝缘膜，并且
所述栅电极包括经由栅极绝缘膜与所述有源区域相邻的第一部分和与所述隔离绝缘膜相邻的第二部分。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分设置在所述有源区域的一端侧。
3.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分设置在位于夹持所述有源区域的彼此相对侧的各区域侧中。
4.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分被设置成围绕所述有源区域的一端侧的角部。
5.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，在平面图中，所述栅电极的所述第一部分被设置成围绕所述有源区域的一端侧的两个角部。
6.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述隔离区域在所述半导体层的所述第一表面和所述第二表面上延伸。
7.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述栅电极被嵌入到所述隔离绝缘膜中。
8.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述栅电极包括设置在所述半导体层的所述第一表面侧的头部和以比所述头部窄的方式从所述头部突出到所述隔离绝缘膜内部的主干。
9.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，
所述栅极绝缘膜是热氧化膜，并且
所述隔离绝缘膜是沉积膜。
10.一种固态摄像装置的制造方法，所述方法包括：
在半导体层的第一表面侧形成隔离沟槽，所述隔离沟槽用于限定有源区域；
在所述隔离沟槽中形成隔离绝缘膜；
沿着所述隔离沟槽的深度方向蚀刻所述隔离绝缘膜，以在所述隔离绝缘膜中形成由所述半导体层和所述隔离绝缘膜包围的栅极沟槽；
在所述栅极沟槽中的所述半导体层上形成栅极绝缘膜；以及
在前栅极沟槽中隔着栅极绝缘膜形成栅电极。
11.一种电子设备，其包括：固态摄像装置；光学透镜，其在所述固态摄像装置的成像面上形成来自被摄体的图像光的图像；和信号处理电路，其对从所述固态摄像装置输出的信号执行信号处理，
其中，所述固态摄像装置包括：
半导体层，其具有位于彼此相对侧的第一表面和第二表面，并且在所述第一表面侧具有由隔离区域限定的有源区域；
电荷累积区域，其设置在所述半导体层的所述有源区域中；
光电转换单元，其设置在所述半导体层中，以在深度方向上与所述电荷累积区域分离；和
传输晶体管，其具有设置在所述隔离区域中的栅电极，并且将由所述光电转换单元光电转换的信号电荷传输到所述电荷累积区域，
所述隔离区域包括隔离绝缘膜，所述隔离绝缘膜设置在所述半导体层的所述第一表面侧的沟槽中，并且
所述栅电极包括经由栅极绝缘膜与所述有源区域相邻的第一部分和与所述隔离绝缘膜相邻的第二部分。
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