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1、10申请公布号CN104137263A43申请公布日20141105CN104137263A21申请号201380010551X22申请日20130115201201140420120123JPH01L27/146200601H01L31/1020060171申请人索尼公司地址日本东京都72发明人高桥裕嗣74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人焦玉恒54发明名称固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法以及电子设备57摘要一种固态图像拾取设备，包括黄铜矿结构的P型化合物半导体层；电极，形成在该P型化合物半导体层上；以及N型层，对于每个像素，单独形成在该P型化合物半导体层的与光入射。
2、侧相反的表面上。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014082286PCT国际申请的申请数据PCT/JP2013/0505532013011587PCT国际申请的公布数据WO2013/111637JA2013080151INTCL权利要求书1页说明书24页附图35页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书24页附图35页10申请公布号CN104137263ACN104137263A1/1页21一种固态图像拾取单元，包括黄铜矿结构的P型化合物半导体层；电极，形成在该P型化合物半导体层上；以及N型层，对于每个像素，单独形成在该P型化合物半导体层的与光入射侧。
3、相反的表面上。2根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中该电极形成在该P型化合物半导体层的光入射表面侧上。3根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中该电极由与该P型化合物半导体层欧姆接触的金属形成。4根据权利要求2所述的固态图像拾取单元，其中该电极仅形成在该N型层的像素分离区域中。5根据权利要求2所述的固态图像拾取单元，其中该N型层的像素分离部设置有P型层。6根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，其中该N型层构成半导体基板上形成的MOS晶体管的源极和漏极。7根据权利要求1所述的固态图像拾取单元，还包括绝缘层，形成在该P型化合物半导体层上；以及透光电极，形成在该绝缘层上。8根据权利要求1所述。
4、的固态图像拾取单元，其中该电极由金属膜和透光电极形成，该金属膜形成在该P型化合物半导体层的光入射表面上，并且该透光电极形成在该金属膜上。9一种制造固态图像拾取单元的方法，该方法包括为每个像素单独形成N型层；在该N型层上形成黄铜矿结构的P型化合物半导体层；以及在该P型化合物半导体层上形成电极。10根据权利要求9所述的制造固态图像拾取单元的方法，还包括在半导体基板上形成配线层，其中该N型层形成在该配线层上。11根据权利要求9所述的制造固态图像拾取单元的方法，还包括制备设置有N沟道MOS晶体管的半导体基板，其中该P型化合物半导体层形成在该MOS晶体管的N型层上。12一种电子设备，设置有固态图像拾取单。
5、元和处理从该固态图像拾取单元输出的信号的信号处理电路，该固态图像拾取单元包括黄铜矿结构的P型化合物半导体层；电极，形成在该P型化合物半导体层上；以及N型层，对于每个像素，单独形成在该P型化合物半导体层的与光入射侧相反的表面上。权利要求书CN104137263A1/24页3固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法以及电子设备技术领域0001本技术方案涉及具有黄铜矿结构的化合物半导体膜的固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法以及电子设备。背景技术0002随着像素数的增加，图像传感器开发为降低像素尺寸。另一方面，也在促进以高速度摄像和改善运动图片特性上的开发。这样，当像素尺寸减小或者以高速。
6、度进行摄像时，减少了进入一个像素的光子数，这降低了灵敏度。0003此外，在监测相机领域中，需要在黑暗的地方能摄取图片的照相机。换言之，需要高灵敏度的传感器。0004关于这样的要求，有报道称将P型黄铜矿结构的化合物半导体作为高光学吸收系数的光电转换膜应用到图像传感器，以实现高灵敏度例如，参见PTL1、PTL2和PTL3。0005引用列表0006专利文件0007PTL1日本未审查专利申请公开号NO20071237210008PTL2国际公开号NOWO2008/0938340009PTL3国际公开号NOWO2009/078299发明内容0010在具有黄铜矿结构的化合物半导体的上述固态图像拾取单元中，。
7、需要实现像素的微型制造和灵敏度改善二者。0011因此，希望提供一种固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法和电子设备，使其每一个具有黄铜矿结构的化合物半导体，并且能实现像素的微型制造和灵敏度上的改善二者。0012根据本技术方案的实施例，所提供的固态图像拾取单元包括黄铜矿结构的P型化合物半导体层；电极，形成在P型化合物半导体层上；以及N型层，对于每个像素，单独形成在该P型化合物半导体层的与光入射侧相反的表面上。0013而且，根据本技术方案的实施例，所提供的电子设备包括上述的固态图像拾取单元和处理从固态图像拾取单元输出的信号的信号处理电路。0014根据本技术方案的实施例，提供一种制造固态图像拾。
8、取单元的方法。该方法包括形成对于每个像素分离的N型层；在N型层上形成黄铜矿结构的P型化合物半导体层；以及在该P型化合物半导体层上形成电极。0015在根据本技术方案实施例的固态图像拾取单元中，N型层与每个像素分离，并且因此对于每个像素，黄铜矿结构的P型化合物半导体层电分离。因此，不必执行黄铜矿结构的P型化合物半导体层的物理像素分离。因此，实现了固态图像拾取单元和电子设备中说明书CN104137263A2/24页4灵敏度的改善和像素的微制造。0016在根据本技术方案的制造固态图像拾取单元的方法中，仅为每个像素分离N型层而不分离黄铜矿结构的P型化合物半导体层。因此，实现了像素的微制造，同时防止了处理。
9、黄铜矿结构的P型化合物半导体层导致的制造步骤中的缺陷。0017根据本技术方案的各实施例，提供了固态图像拾取单元、制造固态图像拾取单元的方法和电子设备，其每一个具有黄铜矿结构的化合物半导体，并且能实现像素的微制造和灵敏度上的改善。附图说明0018图1是示出根据一实施例的固态图像拾取单元的构造的平面图。0019图2是示出根据第一实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0020图3是示出钼MO的膜厚度和在每个波长区域中的吸收比的图线。0021图4A是示出根据第一实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0022图4B是示出根据第一实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0023图4。
10、C是示出根据第一实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0024图4D是示出根据第一实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0025图4E是示出根据第一实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0026图5是示出根据第二实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0027图6是示出根据第二实施例的固态图像拾取单元的光电转换部的平面设置的示意图。0028图7是示出由欧姆电极形成在CIGSSE中的累积层状态的示意图。0029图8A是示出根据第二实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0030图8B是示出根据第二实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0031图8C是。
11、示出根据第二实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0032图8D是示出根据第二实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0033图8E是示出根据第二实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0034图9是示出根据第三实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0035图10是示出CIGSSE的表面上累积的空穴状态的示意图。0036图11A是示出根据第三实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0037图11B是示出根据第三实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0038图11C是示出根据第三实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0039图12是示出根据第四。
12、实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0040图13A是示出根据第四实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0041图13B是示出根据第四实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0042图13C是示出根据第四实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0043图13D是示出根据第四实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0044图14是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0045图15A是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0046图15B是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。说明书CN10413。
13、7263A3/24页50047图15C是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0048图15D是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0049图15E是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0050图15F是示出根据第五实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0051图16是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0052图17A是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0053图17B是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0054图17C是示出根据第六实施例的固态图像。
14、拾取单元制造方法的制造工艺图。0055图17D是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0056图17E是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0057图17F是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0058图17G是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0059图17H是示出根据第六实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0060图18是示出根据第七实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0061图19A是示出根据第七实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0062图19B是示出根据第七实施例的。
15、固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0063图19C是示出根据第七实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0064图19D是示出根据第七实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0065图19E是示出根据第七实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0066图19F是示出根据第七实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0067图20是示出根据第八实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0068图21A是示出根据第八实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0069图21B是示出根据第八实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0070图21C是示出根据第八。
16、实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0071图21D是示出根据第八实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0072图21E是示出根据第八实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0073图21F是示出根据第八实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0074图22是示出根据第九实施例的固态图像拾取单元的像素部的结构的截面图。0075图23A是示出根据第九实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0076图23B是示出根据第九实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0077图23C是示出根据第九实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0078图23D是示出。
17、根据第九实施例的固态图像拾取单元制造方法的制造工艺图。0079图24是示出电子设备构造的示意图。具体实施方式0080尽管下面将描述实施本技术方案的某些实施例，但是本技术方案不限于下面的实施例。0081注意，描述将以下面的顺序给出。00821固态图像拾取单元的概述说明书CN104137263A4/24页600832固态图像拾取单元的第一实施例00843制造根据第一实施例的固态图像拾取单元的方法00854固态图像拾取单元的第二实施例00865制造根据第二实施例的固态图像拾取单元的方法00876固态图像拾取单元的第三实施例00887制造根据第三实施例的固态图像拾取单元的方法00898固态图像拾取单元。
18、的第四实施例00909制造根据第四实施例的固态图像拾取单元的方法009110固态图像拾取单元的第五实施例009211制造根据第五实施例的固态图像拾取单元的方法009312固态图像拾取单元的第六实施例009413制造根据第六实施例的固态图像拾取单元的方法009514固态图像拾取单元的第七实施例009615制造根据第七实施例的固态图像拾取单元的方法009716固态图像拾取单元的第八实施例009817制造根据第八实施例的固态图像拾取单元的方法009918固态图像拾取单元的第九实施例010019制造根据第九实施例的固态图像拾取单元的方法010120电子设备01020103在下文，将描述固态图像拾取单元。
19、的概述。0104在上述PTL1至3中描述的技术方案中，用作一般太阳能电池的构造应用于固态图像拾取单元。具体而言，固态图像拾取单元包括电路部和光电转换部，电路部包括形成在半导体基板上的晶体管，光电转换部设置在电路部上。此外，光电转换部由从光入射表面侧开始顺次的透光电极、黄铜矿结构的P型化合物半导体膜和下电极层形成。0105作为黄铜矿结构的P型化合物半导体，描述CUINGASE2膜CIGSE膜等。另外，透光电极由诸如ITO膜、氧化锡SNO2膜和氧化铟IN2O3膜的N型层形成。下电极由金属钼MO膜或类似物形成。0106在具有该构造的固态图像拾取单元中，通过允许光从设置有由透光电极构成的N型层的一侧进。
20、入且执行光电转换所产生的载流子被从P型CIGSE膜侧抽取。透光电极一般由N型半导体形成，并且因此在CIGSE膜上堆叠为N型层。而且，容易与CIGSE膜欧姆接触的由MO等形成的金属膜几乎不透光，并且因此设置在CIGSE膜之下。0107附带地，为了采用上述结构作为图像拾取装置，CIGSE膜的装置分离，即光电转换膜的装置分离是必要的。0108作为CIGSE膜的装置分离的方法，在上述PTL1和2中，有报道称CIGSE膜利用氯气和溴气作为蚀刻剂经历干蚀刻，并且同时采用湿蚀刻以允许减小暗电流。而且，因为湿蚀刻允许去除干蚀刻的残留物，所以允许减小暗电流。0109然而，作为CIGSE膜的主要成分的CU和蚀刻剂。
21、的反应物的沸点为CUCL2的933和CUBR2的900，这是极高的。因此，反应物沉积在蚀刻设备中，这可能导致灰尘和速度变说明书CN104137263A5/24页7化。因此，上述装置分离方法难以应用于固态图像拾取单元的批量生产。0110此外，因为干蚀刻的炉料和诸如缺陷的损害施加到光电转换膜，所以甚至在干蚀刻的残留物通过湿蚀刻去除时也增加暗电流的发生量。0111而且，在上述PTL3中，作为另一个装置分离方法，提出了II族元素或VII族元素等离子注入在CIGSE膜中以实现装置分离。然而，通过该方法，由离子注入的炉料和诸如缺陷的损害施加到光电转换膜，这可能导致暗电流发生量上的增加。0112如上所述，通。
22、过其中直接处理黄铜矿结构的P型化合物半导体的装置分离方法，难以构造提供有足够特性的光电转换部的固态图像拾取单元。0113因此，提出了执行光电转换部的像素分离而不处理黄铜矿结构的P型化合物半导体的方法。具体而言，光电转换部的像素分离允许通过在上述的P型化合物半导体层下形成N型层且在N型层上执行像素分离而实现。在该方法中，因为用于装置分离的处理不在黄铜矿结构的化合物半导体层上执行，所以不发生损害导致的暗电流增加。另外，N型层的蚀刻容易通过现有已知的用于制造半导体设备的方法实现。因此，能通过提供黄铜矿结构的P型化合物半导体而改善灵敏度，并且构造其中装置的微制造可实现而不增加暗电流的固态图像拾取单元。。
23、01140115固态图像拾取单元的构造示例示意性构造图0116下文中，将描述根据本实施例的固态图像拾取单元的具体实施例。0117图1示出了金属氧化物半导体MOS固态图像拾取单元作为固态图像拾取单元的示例的示意性构造图。0118图1所示的固态图像拾取单元10由像素部所称的图像拾取区域13和周边电路部构造，像素部中像素12规则地二维设置。像素12的每一个包括光电二极管和多个像素晶体管所称的MOS晶体管。0119多个像素晶体管例如可由转移晶体管、复位晶体管和放大晶体管的三个晶体管构成。另外，多个像素晶体管可由加上选择晶体管的四个晶体管构成。0120周边电路部由垂直驱动电路14、列信号处理电路15、水。
24、平驱动电路16、输出电路17和控制电路18等构成。0121控制电路18根据垂直同步信号产生水平同步信号以及作为垂直驱动电路14、列信号处理电路15和水平驱动电路16等电路的工作基准的主时钟、时钟信号和控制信号。控制电路18将这些信号输入到垂直驱动电路14、列信号处理电路15和水平驱动电路16等。0122垂直驱动电路14例如可由位移电阻器构成。垂直驱动电路14在垂直方向上顺序在行的基础上选择且扫描像素部13的像素12，并且将基于响应于每个像素12中光电转换装置接收的光量产生的信号电荷的像素信号通过垂直信号线19提供到列信号处理电路15。0123列信号处理电路15可设置为例如对应于各列像素12，并。
25、且其每一个利用来自黑色基准像素形成在有效像素区域周边执行信号处理，例如对于每个像素列从一行像素12输出信号的噪声去除。换言之，列信号处理电路15的每一个执行诸如去除像素12中固有的固定图形噪声的相关双取样CDS和信号放大。水平选择开关未示出设置在各列信号处理电路15的输出段，从而连接在列信号处理电路15和水平信号线11之间。说明书CN104137263A6/24页80124水平驱动电路16例如可由位移电阻器构成，并且顺序输出水平扫描脉冲以顺序选择列信号处理电路15的每一个，并且从列信号处理电路15的每一个输出像素信号到水平信号线11。0125输出电路17在通过水平信号线11从各列信号处理电路1。
26、5顺序提供的信号上执行信号处理，然后输出该处理的信号。0126固态图像拾取单元的结构示例像素部0127接下来，图2示出了根据第一实施例的固态图像拾取单元的示意性结构。图2是构成固态图像拾取单元的像素的主要部分的截面图。0128如图2所示，固态图像拾取单元的部分表面结构包括半导体基板20、设置在半导体基板20上的配线部21以及设置在配线部21上的光电转换部22。0129半导体基板20包括P型阱31、形成在P型阱31中的N型浮置扩散部FD部32以及类似地设置在P型阱31中的N型累积部33。此外，半导体基板20包括其上的N沟道MOS晶体管的栅极电极34。N沟道MOS晶体管的每一个的源极和漏极由FD部。
27、32和N型累积部33形成。0130在这样的结构中，一个N型累积部33对应于一个像素。此外，从光电转换部22传输到N型累积部33的电子由栅极电极34传输到FD部32，并且作为每个像素的图像读出。0131光电转换部22从上述半导体基板20侧开始依次包括N型层36、黄铜矿结构的P型化合物半导体的CUIN,GAS,SE2CIGSSE37、欧姆金属膜38和透光电极39。0132对于每个像素分离N型层36。CIGSSE37形成在光电转换部22的形成区域的整个表面上，从而在为每个像素分离的所有N型层36上是连续的。欧姆金属膜38形成在CIGSSE37上的整个表面上。而且，透光电极39形成在欧姆金属膜38的整。
28、个表面上。0133配线部21由配线、其它配线和层间绝缘层构成，该配线连接半导体基板20上形成的各种电路与光电转换部22。配线部21包括下电极35，其独立地连接到对每个像素分离的N型层36。下电极35通过配线部21的配线连接到半导体基板20的各N型累积部33。下电极35的每一个由CMOS配线的AL、TIN、W或TAN等形成。0134构成光电转换部22的N型层36由堆叠体形成，其包括N型低电阻层和设置在N型低电阻层上的N型高电阻层。形成N型低电阻层的材料示例可包括AL掺杂ZNO、III族元素掺杂ZNO、ITO和15族元素掺杂SI。另外，N型高电阻层由ZNO、CDS、SI、ZNS、ZNSE、IN2S。
29、3、IN2SE3或TIO2等形成。0135例如，以甲烷气体作为蚀刻剂，可通过干蚀刻为每个像素提供N型层36。0136而且，PN结由N型层36和CIGSSE37的接触形成。耗尽层通过给PN结施加反向偏压而形成在CIGSSE37中。0137这样，在具有上述结构的光电转换部22中，即使不在CIGSSE37上执行装置分离的处理，耗尽层也通过分离的N型层36形成在每个像素的CIGSSE37中。即使连续形成CIGSSE37，为每个像素形成的耗尽层也在该层中对于每个像素电分离CIGSSE37。因此，当光在其中反向偏压施加到PN结的状态进入CIGSSE37时，由光电转换产生的电子对于每个像素通过下电极35和配。
30、线部21从N型层36传输到N型累积部33。0138透光电极39形成在CIGSSE37的上侧光入射表面侧。一般地，透光电极由说明书CN104137263A7/24页9N型材料形成，并且与黄铜矿结构的P型材料相比欧姆特性差。0139因此，与CIGSSE37容易欧姆接触的欧姆金属膜38形成在CIGSSE37和透光电极39之间。0140欧姆金属材料38由与黄铜矿结构的P型化合物半导体容易欧姆接触的材料形成，例如NI、AU、碳和MO。0141通过辐照到CIGSSE37的光产生的正空穴通过欧姆金属膜38放电到透光电极39。因此，通过光电转换产生的正空穴可不对每个像素传输。0142欧姆金属膜38必须透光，因。
31、为欧姆金属膜38形成在CIGSSE37的上侧。0143图3示出了作为欧姆金属膜38的示例每个波长范围上的MO膜厚度和吸收比。在图3中，水平轴表示入射波长NM，垂直轴表示MO的吸收比，并且MO膜在每个波长上不同膜厚度1NM、2NM、3NM、7NM和10NM的吸收比由图线示出。0144如图3所示，当MO膜的厚度为1NM或更低时，其光吸收比为约10，如图3所示，这是很低的。另外，当MO膜的厚度为2NM时，每个波长的吸收比为约10至约20。0145因此，欧姆金属膜38可优选为2NM或更低，并且还可希望尽可能薄，只要欧姆接触特性不降低，并且允许固态图像拾取单元利用欧姆金属膜构成。0146在上述根据第一实。
32、施例的固态图像拾取单元中，采用CIGSSE37作为光电转换膜使其能够构成具有高灵敏度的固态图像拾取单元。此外，与CIGSSE37接触的N型层36对于每个像素通过蚀刻分离，而不在CIGSSE37上执行用于每个像素分离的处理。通过分离N型层36，耗尽层被允许形成在用于每个像素的CIGSSE37中，即使当CIGSSE37形成在光接收表面的整个表面上时，并且光电转换产生的电荷允许为每个像素提取。因此，能够执行光电转换部22的像素分离而不处理CIGSSE37。结果，在设置有CIGSSE37作为光电转换膜的固态图像拾取单元中，允许抑制由于处理CIGSSE37导致的暗电流，并且允许实现像素的微制造。0147。
33、0148接下来，描述制造上述根据第一实施例的固态图像拾取单元的方法。0149首先，如图4A所示，N型浮置扩散部FD部32和N型累积部33形成在半导体基板20的P型阱31上。然后，N沟道MOS晶体管的栅极电极34形成在半导体基板20上。0150此外，配线部21形成在半导体基板20上。然后，配线部21的最上层上的配线对于每个像素通过光刻和干蚀刻分离以形成下电极35。0151半导体基板20和配线部21通过常规CMOS工艺步骤形成。0152接下来，由未示出的SIO2等形成的绝缘层形成在配线部21上，从而例如具有100NM的厚度。然后，在像素部中，通过光刻和干蚀刻图案化连接下电极35和N型层36的孔。然。
34、后，如图4B所示，N型层36通过溅射等形成，以具有例如100NM的厚度。此外，如图4C所示，N型层36对于每个像素通过执行光刻和干蚀刻而分离。0153接下来，由SIO2等形成的绝缘层形成在N型层36上，以具有例如1000NM的厚度，并且通过光刻和干蚀刻图案化连接N型层36和CIGSSE37的孔。0154然后，如图4D所示，CIGSSE37通过真空蒸发法或溅射等形成，以具有例如1000NM的厚度。此外，欧姆金属膜38形成在CIGSSE37上，以具有例如1NM的厚度。说明书CN104137263A8/24页100155接下来，通过光刻执行图案化以去除在像素部之外的部分的CIGSSE37和欧姆金属膜。
35、38。例如，CIGSSE37和欧姆金属膜38可通过湿蚀刻进行蚀刻。0156当欧姆金属膜38由NI形成时，利用硝酸等执行湿蚀刻。而且，例如，CIGSSE37可利用BR甲醇等经历湿蚀刻。0157接下来，利用光刻和干蚀刻在像素部外没有示出的部分上形成连接透光电极39和配线部21的孔。0158接下来，如图4E所示，透光电极39形成在欧姆金属膜38上，从而具有例如500NM的厚度。然后，为了去除像素部之外的区域中形成的透光电极39，利用光刻和干蚀刻执行图案化。0159接下来，没有示出的光学部件等可形成在光电转换部22上。例如，由SIN等形成的钝化膜可形成在透光电极39上，并且滤色器和光学透镜可根据需要形。
36、成。0160此外，通过光刻和干蚀刻在像素部之外的部分形成连接固态图像拾取单元和外部设备的PAD开口。0161图1所示的根据第一实施例的固态图像拾取单元允许通过上述步骤制造。0162通过上述制造方法，为每个像素分离N型层36来制造固态图像拾取单元，而不在CIGGSE37上执行像素分离的处理。现有的半导体设备的制造步骤可应用于N型层的像素分离，这适合于固态图像拾取单元的批量生产。此外，因为像素分离不在CIGSSE37上执行，所以光电转换部22干蚀刻的炉料和诸如缺陷的损害不施加到N型层36。因此，能够抑制暗电流的产生。01630164接下来，描述固态图像拾取单元的第二实施例。0165根据第二实施例的。
37、固态图像拾取单元的示意性结构如图5所示。图5所示的结构是图1所示固态图像拾取单元的构成像素的主要部分的截面图。附带地，在第二实施例中，相同的附图标记用于表示与第一实施例基本上相同的结构，并且适当省略其描述。0166如图5所示，固态图像拾取单元包括半导体基板20、设置在半导体基板20上的配线部21以及设置在配线部21上的光电转换部23。0167光电转换部23之外的结构与上述第一实施例的那些类似。0168半导体基板20包括P型阱31、形成在P型阱31中的N型浮置扩散部FD部32以及类似地设置在P型阱31中的N型累积部33。此外，半导体基板20包括在其上的N沟道MOS晶体管的栅极电极34。N沟道MO。
38、S晶体管的每一个的源极和漏极由FD部32和N型累积部33形成。此外，一个N型累积部33对应于一个像素。0169下电极35的每一个由CMOS配线的AL、TIN、W或TAN等形成，并且对于每个像素分离以通过配线部21连接到N型累积部33。然后，从光电转换部22通过配线部21传输到N型累积部33的电子由栅极电极34传输到FG部32，并且作为每个像素的图像读出。0170光电转换部23从上述半导体基板20侧开始依次包括N型层36、黄铜矿结构的P型化合物半导体的CIGSSE37以及欧姆电极41。0171N型层36的每一个由N型低电阻层和设置在N型低电阻层上的N型高电阻层形成。此外，为每个像素分离N型层36。
39、。0172CIGSSE37形成在光电转换部22形成区域的整个表面上，从而连续地位于对于每说明书CN104137263A109/24页11个像素分离的N型层36上。0173欧姆电极41形成在CIGSSE37上。另外，欧姆电极41形成在像素分离区域上。其中N型层36和CIGSSE37彼此接触的每个部分是一像素。CIGSSE37上与N型层36不接触的部分是分离区域，并且欧姆电极41形成在分离区域上。0174光电转换部23的欧姆电极41、CIGSSE37和N型层36的平面布置如图6所示。图6是光电转换部23从光入射方向看的平面图。另外，其中形成N型层36的区域由虚线示出。0175如图6所示，欧姆电极4。
40、1以晶格形状形成在CIGSSE37上。另外，由虚线示出的N型层36形成为欧姆电极41的格子。如上所述，欧姆电极41形成在平面位置上与N型层36不重叠的位置。欧姆电极41和N型层36之间的距离例如可为约10NM至约100NM。0176形成像素分离上的欧姆电极41用作相邻像素之间的屏蔽膜。欧姆电极41形成为具有约100NM的厚度，以便保持屏蔽特性。0177而且，在具有这样结构的固态图像拾取单元中，与上述第一实施例类似，N型层36与CIGSSE37接触以形成PN结，并且当施加反向偏压时，耗尽层形成在CIGSSE37中。因此，CIGSSE37的层内对于每个像素电分离。0178另一方面，欧姆电极41由与。
41、CIGSSE37容易欧姆接触的NI、AU、碳或MO等形成，并且当反向偏压施加到N型层36时，在CIGSSE37中形成累积层。当反向偏压施加到N型层36时，由欧姆电极41A形成在CIGSSE37中的累积层的状态如图7所示。0179如图7所示，在其中反向偏压施加到N型层36的状态下，耗尽层37A形成在CIGSSE37中与N型层36接触的部分。此外，累积层37B形成在CIGSSE37中欧姆电极41之下的部分。在CIGSSE37中扩展的累积层37B用作势垒，其加强了CIGSSE37的耗尽层37A之间的电分离。0180因此，在根据本实施例的固态图像拾取单元中，允许CIGSSE37的内部由N型层36对每个。
42、像素电分离，该N型层36对于每个像素分离开，而不执行CIGSSE37的装置分离处理。此外，作为图7所示的像素部的电位分布，由欧姆电极41形成的累积层增强了CIGSSE37中耗尽层的像素分离特性。0181然后，在反向偏压施加到N型层36的状态下当光施加到CIGSSE37时，光电转换产生的电子对于每个像素通过下电极35和配线部21从N型层36传输到N型累积部33。而且，CIGSSE37中产生的正空穴放电到欧姆电极41。因此，光电转换产生的正空穴对于每个像素可不转移。0182采用根据第二实施例的固态图像拾取单元的上述结构，CIGSSE37的电像素分离允许由欧姆电极41的累积层加强。因此，能抑制相邻像。
43、素之间的颜色混合等。此外，像素分离上形成的欧姆电极41用作屏蔽膜。在像素分离上设置屏蔽膜使其能抑制倾斜入射光进入相邻像素中。因此，能抑制固态图像拾取单元的混色。0183附带地，在上述实施例中，描述了欧姆电极形成在CIGSSE37的光入射表面侧的情况；然而，欧姆电极可形成在CIGSSE37的设置有N型层36的表面上。在此情况下，同样能获得由欧姆电极增强CIGSSE37的像素分离特性以及放电正空穴等效果。01840185接下来，描述制造上述根据第二实施例的固态图像拾取单元的方法。附带地，半导说明书CN104137263A1110/24页12体基板20和配线部21允许以与上述第一实施例类似的方法制造。
44、。因此，在下面的描述中，首先描述制造光电转换部23的方法。0186首先，如图8A所示，半导体基板20的MOS晶体管等以及包括下电极35的配线部21通过与上述第一实施例类似的方法形成。0187然后，由SIO2等形成的没有示出的绝缘层形成在配线部21上，从而具有例如100NM的厚度。然后，在像素部中，通过光刻和干蚀刻图案化连接下电极35和N型层36的孔。然后，N型层36可通过溅射等形成，从而具有例如100NM的厚度。然后，如图8B所示，通过执行光刻和干蚀刻而对于每个像素分离N型层36。0188接下来，由SIO2等形成的绝缘层形成在N型层36上，从而具有例如100NM的厚度，并且通过光刻和干蚀刻图案。
45、化连接N型层36和CIGSSE37的孔。然后，如图8C所示，CIGSSE37通过真空蒸发法或溅射等形成，从而具有例如1000NM的厚度。0189此外，通过光刻和湿蚀刻执行图案化，以在像素部之外的部分去除CIGSSE37。例如，在像素部之外的部分上的CIGSSE37可采用BR甲醇等通过湿蚀刻进行蚀刻。0190接下来，通过采用光刻和干蚀刻在像素部之外的没有示出的部分上形成连接欧姆电极41和配线部21的孔。0191接下来，如图8D所示，形成欧姆电极的欧姆金属膜41A形成为具有例如500NM的厚度。然后，如图8E所示，在所形成的欧姆金属膜41A上执行光刻和干蚀刻以允许金属膜的图案保持在除了N型层36之。
46、外的像素分离区域上，以形成欧姆电极41。0192根据第二实施例的固态图像拾取单元的光电转换部23通过上述步骤形成。0193此外，没有示出的光学部件等可形成在光电转换部23上。例如，由SIN等形成的钝化膜可形成在CIGSSE37上，并且滤色器和光学透镜可根据需要形成。0194此外，连接固态图像拾取单元和外部设备的PAD开口通过光刻和干蚀刻形成在像素部之外的部分。0195图5所示的根据第二实施例的固态图像拾取单元允许通过上述步骤制造。0196通过上述制造方法，能够形成光电转换部的像素分离而不在CIGSSE37上执行像素分离的处理。因此，能抑制固态图像拾取单元中暗电流的发生，而不向光电转换部23施加。
47、干蚀刻的炉料以及对N型层36诸如缺陷的损害。0197此外，CIGSSE37的电像素分离允许通过形成欧姆电极41而加强，并且允许防止混色。制造半导体设备的现有已知方法可用于利于欧姆电极41的处理，这适用于固态图像拾取单元的批量生产。01980199接下来，描述固态图像拾取单元的第三实施例。0200根据第三实施例的固态图像拾取单元的示意性结构如图9所示。图9所示的结构是图1所示固态图像拾取单元的构成像素的主要部分的截面图。附带地，在第三实施例中，相同的附图标记用于表示与上述第一实施例基本上相同的结构，并且省略其详细描述。0201如图9所示，固态图像拾取单元包括半导体基板20、设置在半导体基板20上。
48、的配线部21以及设置在配线部21上的光电转换部24。0202光电转换部24之外的结构与上述第一实施例的那些类似。0203光电转换部24从半导体基板20侧开始依次包括N型层36、是黄铜矿结构的P型说明书CN104137263A1211/24页13化合物半导体的CIGSSE37以及欧姆电极41。为每个像素分离N型层36，CIGSSE37形成在整个表面上，并且欧姆电极41仅形成在像素分离区域上。该结构类似于上述第二实施例的结构。0204另外，光电转换部24包括覆盖欧姆电极41且形成在CIGSSE37上的绝缘层42以及形成在绝缘层42上的透光电极43。0205采用该结构，CIGSSE37、绝缘层42和。
49、透光电极43的金属绝缘体半导体MIS结构形成在光电转换部24中。0206在具有上述结构的固态图像拾取单元中，包括与第二实施例类似的结构，并且为每个像素分离N型层36，这使其能电隔离CIGSSE37。此外，CIGSSE37的电分离允许由欧姆电极41加强。另外，像素分离上的欧姆电极41用作屏蔽膜，这使其能抑制相邻像素之间倾斜光的入射。0207此外，因为绝缘层42和透光电极43形成在CIGSSE37上的整个表面之上，所以形成由金属绝缘体P型半导体形成的MIS结构。0208因此，低于欧姆电极41的偏压施加到透光电极43，从而透光电极43的电压相对于CIGSSE37增加。此时，如图10所示，空穴累积在CIGSSE37和绝缘层42之间的连接表面上，并且因此形成密集的P型层44累积层44。结果，能够抑制光进入光电转换部24时从CIGSSE37的最外表面产生的暗电流。0209此外，厚P型层44的形成使其能给CIGSSE37的界面提供电位梯度。因此，能通过界面电平防止电子载流子的损耗。因此，能够避免电子的损耗，该电子是载流子，从光电转换部24读出到半导体基板20。02100211接下来，描述制造上述根据第三实施例的固态图像拾取单元的方法。附带地，半导体基板20和配线部21允许以与上述第一实施例类似的方法制造。另外，光电转换部24的N型层36、CIGSSE37和欧姆电极41允许以与上述第二。