半导体装置、光检测装置和电子设备的制作方法

本公开涉及一种半导体装置、光检测装置以及包括光检测装置的电子设备。

背景技术：

1、通常，例如，作为光检测装置，诸如电荷耦合器件(ccd)和互补金属氧化物半导体(cmos)图像传感器等固态成像元件已经广泛用于诸如数码相机和数字摄像机等具有成像功能的电子设备中。光检测装置包括其中组合有执行光电转换的光电二极管(光电转换元件)和晶体管的像素，并且基于从二维配置的多个像素输出的像素信号来形成图像。

2、例如，在固态成像元件中，累积在光电二极管中的电荷经由传输晶体管传输到设置在光电二极管和放大晶体管的栅电极之间的连接部中的具有预定容量的浮动扩散(fd)部。然后，从像素读出与fd部中累积的电荷量相对应的像素信号。

3、通常，在放大晶体管中产生的噪声被直接添加到像素信号并被输出，因此图像质量劣化。在放大晶体管中产生的1/f的影响特别大，并且为了提高固态成像元件的图像质量，需要抑制1/f噪声的产生。已知的是，1/f噪声取决于栅极长度和栅极宽度，并且增大放大晶体管的尺寸对于减小1/f噪声是有效的。作为这种固态成像元件，出于噪声降低的目的，已经提出了一种固态成像元件，该固态成像元件采用具有栅电极的一部分被埋入的埋入栅极结构的finfet(例如，专利文献1)。

4、引文列表

5、专利文献

6、专利文献1：日本专利申请特开第2021-34435号

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在专利文献1中，在鳍的旁边形成sio2，并且挖掘与晶体管的沟道相对应的部分以形成栅电极。栅电极具有非自对准结构，其中分别形成埋入在挖掘部中的侧壁部分和平行于鳍顶部的顶板部。

3、在非自对准结构中，栅电极的侧壁部相对于源极/漏极部偏移，并且电场变得不均匀。此外，当增加源极和漏极的杂质注入能量以尽可能有效地使用整个鳍时，在深度方向上发生扩散，因此短沟道抑制变得困难。

4、鉴于这种情况做出了本公开，并且本公开的目的是提供一种可以实现短沟道抑制和晶体管特性变化的抑制这两者的半导体装置、光检测装置和电子设备。

5、此外，本公开的目的是提供一种能够改善贯通接触件的贯通不良的半导体装置、光检测装置和电子设备。

6、此外，本公开的目的是提供一种能够避免两级像素的第二级的面积效率降低的半导体装置、光检测装置和电子设备。

7、问题的解决方案

8、本公开的一个方面是一种半导体装置，包括：半导体基板；和设置在所述半导体基板上的场效应晶体管，其中，所述场效应晶体管包括：形成有沟道的扩散层区域；栅电极部，其覆盖所述扩散层区域的至少一部分，并且具有面向所述扩散层区域的侧面的侧壁部和面向所述扩散层区域的上面的顶板部；源极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且在所述栅电极部的栅极长度方向上连接到所述栅电极部的一侧；和漏极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且在所述栅电极部的栅极长度方向上连接到所述栅电极部的另一侧；所述栅电极部的所述侧壁部和所述顶板部具有自对准结构；和所述源极区域和所述漏极区域通过将杂质倾斜地注入到所述栅电极部的侧壁部中以自对准的方式形成。

9、本公开的另一方面是一种光检测装置，包括：第一基板部，其包括光电转换元件；和第二基板部，其层叠在第一基板部的与光入射面相对的面上，并且包括读出电路，所述读出电路输出基于从所述光电转换元件输出的电荷的像素信号，其中，在所述读出电路中设置的场效应晶体管包括：形成有沟道的扩散层区域；栅电极部，其覆盖所述扩散层区域的至少一部分，并且具有面向所述扩散层区域的侧面的侧壁部和面向所述扩散层区域的上面的顶板部；源极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且在所述栅电极部的栅极长度方向上连接到所述栅电极部的一侧；和漏极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且在所述栅电极部的栅极长度方向上连接到所述栅电极部的另一侧；所述栅电极部的所述侧壁部和所述顶板部具有自对准结构；和所述源极区域和所述漏极区域通过将杂质倾斜地注入到所述栅电极部的侧壁部中以自对准的方式形成。

10、此外，本公开的另一个方面是一种电子设备，包括：光检测装置，所述光检测装置包括：第一基板部，其包括光电转换元件；和第二基板部，其层叠在第一基板部的与光入射面相对的面上，并且包括读出电路，所述读出电路输出基于从所述光电转换元件输出的电荷的像素信号，其中，在所述读出电路中设置的场效应晶体管包括：形成有沟道的扩散层区域；栅电极部，其覆盖所述扩散层区域的至少一部分，并且具有面向所述扩散层区域的侧面的侧壁部和面向所述扩散层区域的上面的顶板部；源极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且在所述栅电极部的栅极长度方向上连接到所述栅电极部的一侧；和漏极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且在所述栅电极部的栅极长度方向上连接到所述栅电极部的另一侧；所述栅电极部的所述侧壁部和所述顶板部具有自对准结构；和所述源极区域和所述漏极区域通过将杂质倾斜地注入到所述栅电极部的侧壁部中以自对准的方式形成。

技术特征：

1.一种半导体装置，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中

4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中

5.根据权利要求4所述的半导体装置，其中

6.根据权利要求4所述的半导体装置，其中

7.一种光检测装置，包括：

8.根据权利要求7所述的光检测装置，还包括：

9.根据权利要求7所述的光检测装置，其中

10.根据权利要求7所述的光检测装置，其中

11.根据权利要求7所述的光检测装置，其中

12.根据权利要求11所述的光检测装置，其中

13.根据权利要求11所述的光检测装置，其中

14.根据权利要求7所述的光检测装置，还包括：

15.根据权利要求7所述的光检测装置，还包括

16.根据权利要求15所述的光检测装置，其中

17.根据权利要求7所述的光检测装置，其中：

18.根据权利要求17所述的光检测装置，其中

19.根据权利要求17所述的光检测装置，其中

20.根据权利要求19所述的光检测装置，其中

21.根据权利要求17所述的光检测装置，其中

22.根据权利要求21所述的光检测装置，其中

23.根据权利要求22所述的光检测装置，其中

24.根据权利要求7所述的光检测装置，还包括：

25.一种电子设备，包括：

技术总结本发明提供一种可以实现短沟道抑制和晶体管特性变化抑制这两者的半导体装置。所述半导体装置包括半导体基板和设置在所述半导体基板上的场效应晶体管。所述场效应晶体管包括：形成有沟道的扩散层区域；栅电极部，其覆盖所述扩散层区域的至少一部分，并且具有面向所述扩散层区域的侧面的侧壁部和面向所述扩散层区域的上面的顶板部；源极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且连接到所述栅电极部的一侧；和漏极区域，其设置在所述扩散层区域中，并且连接到所述栅电极部的另一侧。在所述栅电极部中，所述侧壁部和所述顶板部具有自对准结构。所述源极区域和所述漏极区域通过将杂质倾斜地注入到所述栅电极部的侧壁部中以自对准的方式形成。技术研发人员：川原雄基,熊野秀臣受保护的技术使用者：索尼半导体解决方案公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2