DE102004063147A1 - CMOS-Bildsensoren und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents
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Abstract
Offenbart werden komplementäre Metalloxid-Halbleiter(CMOS)-Bildsensoren und Verfahren zum Herstellen derselben. In einem Beispiel umfaßt das Verfahren das Ausbilden wenigstens einer ersten Unterbauschicht und einer zweiten Unterbauschicht auf einem p-Halbleitersubstrat, DOLLAR A das einen die Vorrichtung teilenden Bereich und einen aktiven Bereich aufweist, die darauf definiert sind, das Entfernen der ersten Unterbauschicht und der zweiten Unterbauschicht auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich, um die p-Halbleiterschicht freizulegen, und das selektive Entfernen der freigelegten p-Halbleiterschicht, wodurch ein Graben ausgebildet wird, das Ausbilden eines ersten p-Störstellen-Bereichs auf einem Abschnitt des p-Halbleitersubstrats, das an inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird, das Ausbilden einer die Vorrichtung teilenden Isolierschicht auf einer gesamten Oberfläche des p-Halbleitersubstrats, um so den Graben zu füllen, das Entfernen der die Vorrichtung teilenden Isolierschicht, so daß die vorrichtungsteilende Isolierschicht nur in dem Graben verbleibt, und das Entfernen der zweiten Unterbauschicht und das Injizieren von n-Störstellen-Ionen auf den aktiven Bereich, wodurch ein Fotodioden-Bereich ausgebildet wird.
Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Offenbarung betrifft Bildsensoren und insbesondere komplementäre Metalloxid-Halbleiter- (CMOS) Bildsensoren und Verfahren zum Herstellen derselben.
- Im allgemeinen ist ein Bildsensor eine Halbleitervorrichtung, die ein optisches Bild in ein elektrisches Signal umwandelt. Insbesondere ist eine ladungsgekoppelte Schaltung (CCD) eine Vorrichtung, die eine Vielzahl von Metalloxid-Halbleiter- (MOS) Kondensatoren aufweist, die jeweils in einem zueinander benachbarten Bereich ausgebildet sind, wobei eine elektrische Trägerladung in jedem Kondensator gespeichert und zu jedem übertragen wird.
- Die ladungsgekoppelte Schaltung (CCD) umfaßt eine Vielzahl von Fotodioden (PD), eine Vielzahl von vertikalen ladungsgekoppelten Schaltungen (VCCDs), eine horizontale ladungsgekoppelte Schaltung (HCCD) und einen Leseverstärker. Hierin sind die Fotodioden, die Lichtsignale in elektrische Signale umwandeln, in einer Matrixform angeordnet. Die vertikalen ladungsgekoppelten Schaltungen werden zwischen den Fotodioden ausgebildet, die in einer Matrixform angeordnet sind und in einer vertikalen Richtung ausgebildet sind, um elektrische Ladungen zu übertragen, die von jeder Fotodiode in einer vertikalen Richtung erzeugt werden. Die horizontale ladungsgekoppelte Schaltung überträgt die Ladungen, die von der vertikalen ladungsgekoppelten Schaltung übertragen werden, in einer horizontalen Richtung. Der Leseverstärker tastet die Ladung ab, die in der horizontalen Richtung übertragen wird und gibt die elektrischen Ladungen aus.
- Die oben beschriebene CCD ist jedoch insofern unvorteilhaft, als sie ein kompliziertes Antriebsverfahren aufweist, eine große Energiemenge verbraucht und viele Fotoprozesse erfordert, was den Herstellungsprozeß kompliziert macht. Ein Steuerschaltkreis, ein Signalverarbeitungs-Schaltkreis und ein Analog/Digital- (A/D) Wandler-Schaltkreis lassen sich nicht einfach in die CCD integrieren, und daher kann die Vorrichtung nicht in einer kompakten Größe ausgebildet werden.
- In letzter Zeit wird zum Überwinden solcher Nachteile der CCDs ein CMOS-Bildsensor als der Bildsensor der nächsten Generation betrachtet. Der CMOS-Bildsensor verwendet eine CMOS-Technologie, die den Steuerschaltkreis und den Signalverarbeitungs-Schaltkreis als periphere Vorrichtungen verwendet. Die CMOS-Technologie bildet MOS-Transistoren aus, die der Anzahl von Einheitspixeln auf einem Halbleitersubstrat entsprechen. Der CMOS-Bildsensor ist eine Vorrichtung, die ein Schaltverfahren verwendet, das der Reihe nach die Ausgabe jedes Einheitspixels unter Verwendung der MOS-Transistoren erfassen kann. Insbesondere durch Ausbilden einer Fotodiode und von MOS-Transistoren in jedem der Einheitspixel kann der CMOS-Bildsensor der Reihe nach die elektrischen Signale jedes Einheitspixel erfassen, indem das Schaltverfahren verwendet wird, wodurch ein Bild dargestellt wird.
- Weil der CMOS-Bildsensor die CMOS-Herstellungstechnologie verwendet, verbraucht der CMOS-Bildsensor des weiteren eine geringere Energiemenge und weist einen einfacheren Herstellungsprozeß auf, was auf eine kleinere Anzahl von Fotoprozessen zurückzuführen ist. Des weiteren können in den CMOS-Bildsensor ein Steuerschaltkreis, ein Signalverarbeitungs-Schaltkreis, eine A/D-Wandler-Schaltkreis und so weiter in den CMOS-Bildsensor-Chip integriert werden, wodurch es möglich ist, den CMOS-Bildsensor in einer kompakten Größe herzustellen. Daher wird der CMOS-Bildsensor in verschiedenen Anwendungen in großem Umfang verwendet, wie beispielsweise in digitalen Festbildkameras, digitalen Videokameras und so weiter.
- Indessen kann der CMOS-Bildsensor in einen 3-Transistor- (3T), einen 4-Transistor- (4T) und einen 5-Transistor- (5T) Bildsensor unterteilt werden, was von der Anzahl der verwendeten Transistoren abhängt. Der 3T-Typ umfaßt eine Fotodiode und drei Transistoren. Der 4T-Typ umfaßt eine Fotodiode und vier Transistoren, und der 5T-Typ umfaßt eine Fotodiode und fünf Transistoren. Ein entsprechender Schaltkreis und eine Anordnung eines Einheitspixels des 3T-CMOS-Bildsensors werden im folgenden im Detail beschrieben.
-
1 zeigt eine entsprechende schematische Schaltkreis-Darstellung eines allgemeinen CMOS-Bildsensors, und2 zeigt eine schematische Anordnungs-Darstellung eines allgemeinen CMOS-Bildsensors. - Wie in
1 gezeigt, umfaßt ein Einheitspixel des allgemeinen 3T-CMOS-Bildsensors eine Fotodiode (PD) und drei nMOS-Transistoren (T1, T2 und T3). Eine Kathode der Fotodiode (PD) ist an einen Drain-Anschluß eines ersten nMOS-Transistors (T1) und an eine Steuerelektrode eines zweiten nMOS-Transistors (T2) angeschlossen. Eine Source jedes der ersten und zweiten Transistoren (T1 und T2) ist an eine Netzleitung angeschlossen, die eine Bezugsspannung (VR) bereitstellt. Eine Steuerelektrode des ersten nMOS-Transistors (T1) ist an eine Rücksetzleitung angeschlossen, die ein Rücksetzsignal (RST) liefert. Eine Source eines dritten nMOS-Transistors (T3) ist an einen Drain-Anschluß des zweiten nMOS-Transistors (T2) angeschlossen. Ein Drain-Anschluß des dritten nMOS-Transistors (T3) ist an einen (nicht gezeigten) Abtaster-Schaltkreis über eine Signalleitung angeschlossen. Eine Steuerelektrode des dritten nMOS-Transistors (T3) ist an eine Säulenauswahlleitung angeschlossen, die ein Auswahlsignal (SLCT) bereitstellt. Daher wird der erste nMOS-Transistor (T1) als ein Rücksetz-Transistor (x) bezeichnet, der zweite nMOS-Transistor (T2) wird als ein Treiber-Transistor (Dx) bezeichnet, und der dritte nMOS-Transistor (T3) wird als ein Auswahl-Transistor (Sx) bezeichnet. - Unter Bezugnahme auf
2 wird in dem Einheitspixel des allgemeinen 3T-CMOS-Transistors eine Fotodiode20 auf einem aktiven Bereich ausgebildet, und insbesondere auf einem Abschnitt des aktiven Bereichs, der eine größere Breite aufweist. Steuerelektroden120 ,130 und140 von drei Transistoren, die einander überlappen, werden auf den restlichen Abschnitten des aktiven Bereichs ausgebildet. Insbesondere bildet die Steuerelektrode120 den Rücksetz-Transistor (Rx) aus, die Steuerelektrode130 bildet den Treiber-Transistor (Dx) aus, und die Steuerelektrode140 bildet den Auswahl-Transistor (Sx) aus. Hierin werden Störstellen-Ionen in den aktiven Bereich10 jedes Transistors injiziert, mit Ausnahme der unteren Abschnitte der Steuerelektroden120 ,130 und140 , um auf diese Weise einen Source-/Drain-Anschluß-Bereich für jeden Transistor auszubilden. Daher wird eine Netzspannung Vdd an den Source-/Drain-Anschluß-Bereich zwischen dem Rücksetz-Transistor (Rx) und dem Treiber-Transistor (Dx) angelegt, und ein Source-/Drain-Anschluß-Bereich wird an einer Seite des Auswahl-Transistors (Sx) an den (nicht gezeigten) Abtaster-Schaltkreis angeschlossen. - Wie oben beschrieben, in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellt, ist jede der Steuerelektroden
120 ,130 ,140 an jeweils eine Signalleitung angeschlossen. Des weiteren ist jede der Signalleitungen mit einem Unterbau an einem Ende versehen, um an eine externe Antriebseinheit angeschlossen zu werden. Die Signalleitungen, die jeweils mit einem Unterbau versehen sind und der folgende Herstellungsprozeß werden im folgenden im Detail beschrieben. - Der Stand der Technik zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors wird im folgenden im Detail beschrieben. Die
3A bis3F stellen Querschnitts-Ansichten, die Prozeßschritte eines Verfahrens des Stands der Technik zum Herstellen eines CMOS-Bildsensor zeigen, dar, die entlang der Linie I – I' abgenommen wurden. - Unter Bezugnahme auf
3A wird eine p(–)-Epitaxieschicht2 mit niedriger Konzentration auf einer p-Halbleiterschicht1 ausgebildet. Anschließend werden eine Unterbau-Oxidschicht3 , eine Unterbau-Nitridschicht4 und eine Tetraethylorthosilikat- (TEOS) Oxidschicht5 der Reihe nach auf der p(–)-Epitaxieschicht2 ausgebildet. Eine lichtempfindliche Schicht6 wird anschließend auf der TEOS-Oxidschicht5 ausgebildet. Wie in3B gezeigt, werden unter Verwendung einer Maske, die einen aktiven Bereich und einen die Vorrichtung teilenden Bereich definiert, Belichtungs- und Entwicklungsprozesse ausgeführt, um die lichtempfindliche Schicht6 auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich zu entfernen. Des weiteren wird die mit einer Maske versehene lichtempfindliche Schicht6 als eine Maske verwendet, um selektiv die Unterbau-Oxidschicht3 , die Unterbau-Nitridschicht4 und die TEOS-Oxidschicht5 in dem die Vorrichtung teilenden Bereich zu entfernen. - Unter Bezugnahme auf
3C werden anschließend die mit einer Maske versehene Unterbau-Oxidschicht3 , Unterbau-Nitridschicht4 und TEOS-Oxidschicht5 als eine Maske verwendet, um die p(–)-Epitaxieschicht2 auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich zu ätzen, um eine vorgegebene Dicke herzustellen, wodurch ein Graben ausgebildet wird. Anschließend wird die gesamte lichtempfindliche Schicht6 vollständig entfernt. Danach, wie oben in3D dargestellt, wird eine Opfer-Oxidschicht8 ausgebildet, um eine dünne Dicke auf der gesamten Oberfläche des Substrats auszubilden, auf dem der Graben7 ausgebildet ist. An dieser Stelle wird die Opfer-Oxidschicht8 ebenfalls auf inneren Oberflächen des Grabens7 ausgebildet. Und die O3-TEOS-Schicht9 wird bei einer Temperatur behandelt, die gleich 1000 Grad Celsius (°C) ist oder darüber liegt. Unter Bezugnahme auf3E wird des weiteren ein chemisch-mechanischer Polierprozeß (CMP) ausgeführt, um die O3-TEOS-Schicht9 zu entfernen, mit Ausnahme von einem Abschnitt auf dem Grabenbereich. Die mit einer Maske versehene Unterbau-Oxidschicht3 , Unterbau-Nitridschicht4 und TEOS-Oxidschicht werden anschließend entfernt. - Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, werden eine p-Wanne und eine n-Wanne auf der Epitaxieschicht
2 der entsprechenden Bereiche ausgebildet. Unter Bezugnahme auf3F werden eine Steuerelektroden-Isolierschicht und eine leitende Schicht der Reihe nach auf der gesamten Oberfläche des Substrats ausgebildet. Anschließend werden die Steuerelektroden-Isolierschicht und die leitende Schicht der Reihe nach entfernt, wodurch eine Steuerelektrode11 und eine Steuerelektroden-Isolierschicht10 ausgebildet werden. Anschließend wird eine Isolierschicht auf der gesamten Oberfläche ausgebildet, die anschließend zurückgeätzt wird, wodurch eine Seitenwand-Isolierschicht12 auf den Seitenoberflächen der Steuerelektrode11 ausgebildet wird. - Des weiteren werden p-Störstellen-Ionen und n-Störstellen-Ionen in einen Fotodioden-Bereich injiziert, wodurch eine Fotodiode ausgebildet wird. Anschließend, obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, werden entgegengesetzt leitende Störstellen-Ionen in die entsprechende p-Wanne und die n-Wanne injiziert, wodurch auf jedem der Transistoren Source-/Drain-Anschluß-Bereiche ausgebildet werden. Abschließend werden entsprechende Farbfilterschichten und Mikrolinsen auf der Fotodiode ausgebildet.
- Der CMOS-Bildsensor und das Verfahren zum Herstellen desselben nach dem Stand der Technik weisen jedoch die folgenden Nachteile auf. Wenn der Graben auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich ausgebildet wird, wird die Silizium-Gitterstruktur der Epitaxieschicht in der Nähe des die Vorrichtung teilenden Bereichs beschädigt, wodurch ein Abfließen von elektrischem Strom in der Fotodiode verursacht wird, wodurch die lichtaufnehmende Eigenschaft der Fotodiode verschlechtert wird.
- Des weiteren wird die Oberfläche des Fotodioden-Bereichs beschädigt durch den Entfernungsprozeß für die Unterbau-Oxidschicht und den Ausbildungsprozeß der Opfer-Oxidschicht. Dies verursacht, daß eine unnötige Trennflächen-Falle auftritt, die auf eine Silizium-Schlenkerbindung zurückzuführen ist, wodurch die lichtaufnehmende Eigenschaft der Fotodiode ebenfalls verschlechtert wird.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 stellt eine entsprechende schematische Schaltkreis-Darstellung eines allgemeinen CMOS-Bildsensors dar. -
2 stellt eine schematische Anordnungs-Darstellung eines allgemeinen CMOS-Bildsensors dar. -
3A bis3F stellen Querschnitts-Ansichten dar, die Prozeßschritte eines Verfahrens nach dem Stand der Technik zum Herstellen eines CMOS-Bildsensors zeigen. -
4A bis4G stellen Querschnitts-Ansichten einer Halbleiter-Vorrichtung in verschiedenen Bearbeitungsstufen dar, die hierin beschrieben werden. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORRICHTUNG
- Die vorliegende Offenbarung ist für einen großen Bereich von Anwendungen geeignet. Sie ist jedoch insbesondere geeignet zum Reduzieren von Metallunterbau-Partikeln, die während eine Unterbau-Prüfprozesses ausgebildet werden, wodurch ein Bildsensor mit hoher Qualität bereitgestellt wird, der verbesserte lichtaufnehmende Eigenschaften aufweist.
- Unter Bezugnahme auf
4A wird eine p(–)-Epitaxieschicht32 mit niedriger Konzentration auf einer p-Halbleiterschicht31 ausgebildet. Anschließend werden eine Unterbau-Oxidschicht33 , eine Unterbau-Nitridschicht34 und eine Tetraethylorthosilikat- (TEOS) Oxidschicht35 der Reihe nach auf der p(–)-Epitaxieschicht32 ausgebildet. Eine lichtempfindliche Schicht66 wird anschließend auf der TEOS-Oxidschicht35 ausgebildet. Wie in4B gezeigt, werden unter Verwendung einer Maske, die einen aktiven Bereich und einen die Vorrichtung teilenden Bereich definiert, Belichtungs- und Entwicklungsprozesse ausgeführt, um die lichtempfindliche Schicht36 auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich zu entfernen. Des weiteren wird die mit einer Maske versehene lichtempfindliche Schicht36 als eine Maske verwendet, um selektiv die Unterbau-Oxidschicht33 , die Unterbau-Nitridschicht34 und die TEOS-Oxidschicht35 in dem die Vorrichtung teilenden Bereich zu entfernen. - Unter Bezugnahme auf
4C werden anschließend die mit einer Maske versehene Unterbau-Oxidschicht33 , Unterbau-Nitridschicht34 und TEOS-Oxidschicht35 als eine Maske verwendet, um die p-Epitaxieschicht32 auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich zu ätzen, um eine vorgegebene Dicke herzustellen, wodurch ein Graben37 ausgebildet wird. Anschließend, wie oben in4D dargestellt, wird eine Opfer-Oxidschicht38 auf den inneren Oberflächen des Grabens37 durch einen Wärme-Oxidationsprozeß ausgebildet. Die Opfer-Oxidschicht38 kann so ausgebildet werden, daß sie eine dünne Dicke aufweist. Anschließend werden (p+)-Störstellen-Ionen mit hoher Konzentrationen in die inneren Oberflächen des Grabens37 injiziert, wodurch ein p(+)-Störstellen-Ionen-Bereich39 mit hoher Konzentration ausgebildet wird. An diesem Punkt werden die p(+)-Störstellen-Ionen mit hoher Konzentration injiziert, wozu ein Ionen-Schräginjektionsverfahren verwendet wird. - Unter Bezugnahme auf
4E wird eine hochdichte Plasma- (HDP) Oxidschicht40 über der Oberfläche der Vorrichtung angelegt, wodurch der Grabenbereich37 gefüllt wird. - Unter Bezugnahme auf
4F wird ein chemisch-mechanischer Polierprozeß (CMP) ausgeführt, um die HDP-Oxidschicht40 zu entfernen, mit Ausnahme des Abschnitts auf dem Grabenbereich37 . Die mit einer Maske versehene Unterbau-Oxidschicht33 , Unterbau-Nitridschicht34 und TEOS-Oxidschicht35 werden anschließend entfernt. Allerdings verbleibt die Unterbau-Oxidschicht33 immer noch auf der Oberfläche der Epitaxieschicht32 . Der Unterbau-Oxidschichtrest wird als eine Puffer-Oxidschicht eingesetzt, die zur Ionen-Injektion in einem späteren Prozeß verwendet wird. - Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, werden eine p-Wanne und eine n-Wanne auf der Epitaxieschicht
32 der entsprechenden Bereiche ausgebildet. Unter Bezugnahme auf4G wird die Unterbau-Oxidschicht33 entfernt, und auf der gesamten Oberfläche des Substrats werden eine Steuerelektroden-Isolierschicht und eine leitende Schicht der Reihe nach ausgebildet, die anschließend selektiv entfernt werden, um so eine Steuerelektrode42 und eine Steuerelektroden-Isolierschicht41 auszubilden. Anschließend werden n- Störstellen-Ionen in den Fotodioden-Bereich injiziert, um eine Fotodiode44 auszubilden. Ein leicht dotierter Drain-Anschluß (LDD) wird in dem Source-/Drain-Anschluß-Bereich des aktiven Bereichs ausgebildet. - Anschließend wird eine Isolierschicht auf der gesamten Oberfläche des Substrats angelegt, und die Isolierschicht wird danach zurückgeätzt, wodurch eine Seitenwand-Isolierschicht
43 an den Seitenoberflächen der Steuerelektrode42 ausgebildet wird. Anschließend, obwohl dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, werden entgegengesetzt leitende Störstellen-Ionen in die entsprechende p-Wanne und n-Wanne injiziert, wodurch auf jedem der Transistoren Source-/Drain-Anschluß-Bereiche ausgebildet werden. Des weiteren werden p(P0)-Störstellen-Ionen auf die Oberfläche der Fotodiode44 injiziert, um einen P0-Störstellen-Bereich45 auszubilden. Danach werden durch einen üblicherweise verwendeten Herstellungsprozeß entsprechende Farbfilterschichten und Mikrolinsen auf der Fotodiode44 ausgebildet. - Daher wird, wie in
4G gezeigt, in der Struktur der Fotodiode des hierin offenbarten CMOS-Bildsensors ein p(+)-Störstellen-Bereich mit hoher Konzentration auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich ausgebildet, und ein P0-Störstellen-Bereich wird auf der Oberfläche der Fotodiode ausgebildet. Da die untere Oberfläche aus einer p(–)-Epitaxieschicht ausgebildet wird, wird die Fotodiode durch einen p-Störstellen-Bereich bedeckt. - Wie oben beschrieben, weisen der CMOS-Bildsensor und das Verfahren zum Herstellen desselben, wie hierin offenbart, die folgenden Nachteile auf. Vor allem wird in dem die Vorrichtung teilenden Bereich ein Graben ausgebildet, und p-Störstellen-Ionen werden an den inneren Wänden des Grabens ausgebildet, so dass ein p(+)-Störstellen-Bereich auf der p(–)-Epitaxieschicht um den Graben ausgebildet wird. Selbst wenn daher die Silizium-Gitterstruktur der p(–)-Epitaxieschicht während des Prozesses zum Ausbilden des Grabens beschädigt wird, tritt kein Abfließen der elektrischen Ladung in der Fotodiode auf, wodurch die lichtaufnehmende Eigenschaft der Fotodiode verbessert wird.
- Nach dem Ausführung eines CMP-Prozesses zum Ausbilden einer die Vorrichtung teilenden Schicht verbleibt die Unterbau-Oxidschicht des weiteren immer noch auf der Oberfläche der Fotodiode, und daher ist eine separate Opfer-Oxidschicht nicht erforderlich. Während des Prozesses zum Ausbilden der p-Wanne und der n-Wanne verhindert die Unterbau-Oxidschicht, daß die Oberfläche der Fotodiode beschädigt wird, wodurch die lichtaufnehmenden Eigenschaften der Fotodiode verbessert werden, wie beispielsweise bei geringer Lichtstärke.
- In einem Beispiel kann der offenbarte CMOS-Bildsensor ein Halbleitersubstrat umfassen, das einen die Vorrichtung teilenden Bereich und einen aktiven Bereich umfaßt, die darauf definiert sind, eine Fotodiode, die einen aktiven Bereich des Halbleitersubstrats umfaßt, der durch einen p-Störstellen-Bereich bedeckt wird und optische elektrische Ladungen in Übereinstimmung mit einer Leuchtstärke eines Lichts erzeugt, und Farbfilterschichten und Mikrolinsen, die auf einer vertikalen Linie der Fotodiode ausgebildet werden.
- In einem anderen Beispiel kann der CMOS-Bildsensor ein Halbleitersubstrat umfassen, das einen die Vorrichtung teilenden Bereich und einen aktiven Bereich umfaßt, die darauf definiert sind, einen Graben, der auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich des Halbleitersubstrats ausgebildet wird, einen ersten p-Störstellen-Bereich, der an inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird, eine die Vorrichtung teilende Schicht, die auf dem aktiven Bereich ausgebildet wird, der zu dem ersten p-Störstellen-Bereich benachbart ist, einen zweiten p-Störstellen-Bereich, der auf einer Oberfläche des Fotodioden-Bereichs ausgebildet wird, und Farbfilterschichten und Mikrolinsen, die auf einer vertikalen Linie der Fotodiode ausgebildet werden.
- In einem Ausführungsbeispiel kann die die Vorrichtung teilende Schicht als eine Plasma-Oxidschicht hoher Dichte (HPD) ausgebildet sein.
- Ein offenbartes Beispielverfahren kann das Ausbilden von wenigstens einer ersten Unterbauschicht und einer zweiten Unterbauschicht auf einem p-Halbleitersubstrat umfassen, das einen aktiven Bereich und einen die Vorrichtung teilenden Bereich aufweist, die darauf definiert sind, das Entfernen der ersten Unterbauschicht und der zweiten Unterbauschicht auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich, um die p-Halbleiterschicht freizulegen, und das selektive Entfernen der freigelegten p-Halbleiterschicht, wodurch ein Graben ausgebildet wird, das Ausbilden eines ersten p-Störstellen-Bereichs auf einem Abschnitt des p-Halbleitersubstrats, der an inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird, das Ausbilden einer die Vorrichtung teilenden Isolierschicht auf der gesamten Oberfläche des p-Halbleitersubstrats, um den Graben zu füllen, das Entfernen der die Vorrichtung teilenden Isolierschicht, so daß die vorrichtungsteilende Isolierschicht nur in dem Graben verbleibt, und das Entfernen der zweiten Unterbauschicht und das Injizieren von n-Störstellen-Ionen auf den aktiven Bereich, wodurch ein Fotodioden-Bereich ausgebildet wird.
- Die erste Unterbauschicht kann aus einer Oxidschicht ausgebildet werden, und die zweite Unterbauschicht kann aus einer Oxidschicht, einer Nitridschicht und einer Tetraethylorthosilikat- (TEOS) Oxidschicht ausgebildet werden, die darüber angelegt wird.
- Des weiteren kann ein Beispielverfahren vor dem Ausbilden eines ersten p-Störstellen-Bereichs auf einem Abschnitt des p-Halbleitersubstrats, der an inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird, das Ausbilden einer Opfer-Oxidschicht auf inneren Wänden des Grabens umfassen. Des weiteren kann die Opfer-Oxidschicht unter Verwendung eines Wärme-Oxidationsprozesses ausgebildet werden. Der erste p-Störstellenbereich kann ausgebildet werden durch Injizieren von p-Störstellen-Ionen unter Verwendung eines Ionen-Schräginjektionsverfahrens.
- Wie oben angemerkt, kann die vorrichtungsteilende Isolierschicht auf einer HDP-Oxidschicht ausgebildet werden. Die vorrichtungsteilende Isolierschicht und die zweite Unterbauschicht werden unter Verwendung eines chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP) entfernt.
- Ein weiteres Verfahren kann das Ausbilden eines ersten p-Störstellen-Bereichs auf einer Oberfläche des Fotodioden-Bereichs und das Ausbilden einer Steuerelektroden-Isolierschicht und einer Steuerelektrode auf dem p-Halbleitersubstrat, das Ausbilden eines Source-/Drain-Anschluß-Bereichs und das Ausbilden von Farbfilterschichten und Mikrolinsen auf einer oberen Oberfläche des Fotodioden-Bereichs umfassen.
- Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2004-0070840, die am 6. September 2004 eingereicht wurde, die hiermit durch Bezugnahme so integriert wird, als wäre sie hierin vollständig erläutert worden.
- Obwohl gewisse Vorrichtungen, die in Übereinstimmung mit Lehren der Erfindung konstruiert sind, hierin beschrieben wurden, ist der Umfang der Abdeckung dieses Patents nicht darauf beschränkt. Im Gegenteil deckt dieses Patent jede Vorrichtung, jedes Verfahren und jeden Herstellungsartikel ab, die billigermaßen unter den Umfang der Ansprüche im Anhang fallen, entweder buchstäblich oder unter den Lehren von Entsprechungen.
Claims (12)
- Komplementärer Metalloxid-Halbleiter- (CMOS) Bildsensor, umfassend: ein Halbleitersubstrat, das einen die Vorrichtung teilenden Bereich und einen aktiven Bereich aufweist, die darauf definiert sind; eine Fotodiode, die den aktiven Bereich des Halbleitersubstrats aufweist, der von einem p-Störstellen-Bereich bedeckt wird und optische elektrische Ladungen in Übereinstimmung mit der Leuchtdichte eines Lichts erzeugt; und Farbfilterschichten und Mikrolinsen, die auf einer vertikalen Linie der Fotodiode ausgebildet werden.
- Komplementärer Metalloxid-Halbleiter- (CMOS) Bildsensor, umfassend: ein Halbleitersubstrat, das einen die Vorrichtung teilenden Bereich und einen aktiven Bereich aufweist, die darauf definiert sind; einen Graben, der auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich des Halbleitersubstrats ausgebildet wird; einen ersten p-Störstellen-Bereich, der an inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird; eine die Vorrichtung teilende Schicht, die auf dem aktiven Bereich ausgebildet wird, die dem ersten p-Störstellen-Bereich benachbart ist; einen zweiten p-Störstellen-Bereich, der auf einer Oberfläche des Fotodioden-Bereichs ausgebildet wird; und Farbfilterschichten und Mikrolinsen, die auf einer vertikalen Linie der Fotodiode ausgebildet werden.
- CMOS-Bildsensor nach Anspruch 1, wobei die vorrichtungsteilende Schicht aus einer hochdichten Plasma- (HDP) Oxidschicht ausgebildet wird.
- Verfahren zum Herstellen eines komplementären Metalloxid-Halbleiter- (CMOS) Bildsensors, umfassend: Ausbilden wenigstens einer ersten Unterbauschicht und einer zweiten Unterbauschicht auf einem p-Halbleitersubstrat, das einen aktiven Bereich und einen die Vorrichtung teilenden Bereich aufweist, die darauf definiert sind; Entfernen der ersten Unterbauschicht und der zweiten Unterbauschicht auf dem die Vorrichtung teilenden Bereich, um so die p-Halbleiterschicht freizulegen und selektiv die freigelegte p-Halbleiterschicht zu entfernen, wodurch ein Graben ausgebildet wird; Ausbilden eines ersten p-Störstellen-Bereichs auf einem Abschnitt des p-Halbleitersubstrats, das an inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird; Ausbilden einer die Vorrichtung teilenden Isolierschicht auf einer gesamten Oberfläche des p-Halbleitersubstrats, um so den Graben zu füllen; Entfernen der die Vorrichtung teilenden Isolierschicht, so daß die vorrichtungsteilende Isolierschicht nur in dem Graben verbleibt, und Entfernen der zweiten Unterbauschicht; und Injizieren von n-Störstellen-Ionen auf den aktiven Bereich, wodurch ein Fotodioden-Bereich ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei die erste Unterbauschicht aus einer Oxidschicht ausgebildet wird, und wobei die zweite Unterbauschicht aus einer Oxidschicht oder einer Nitridschicht und einer Tetraethylorthosilikat- (TEOS) Oxidschicht ausgebildet wird, die darauf angelegt wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, des weiteren umfassend, bevor ein erster p-Störstellen-Bereich auf einem Abschnitt des p-Halbleitersubstrats ausgebildet wird, das auf inneren Wänden des Grabens ausgebildet wird, das Ausbilden einer Opfer-Oxidschicht auf inneren Wänden des Grabens.
- Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Opfer-Oxidschicht durch Verwenden eines Wärme-Oxidationsprozesses ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei der erste p-Störstellen-Bereich durch Injizieren von p-Störstellen-Ionen unter Verwendung eines geneigten Injektionsverfahrens ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorrichtungsteilende Isolierschicht aus einer hochdichten Plasma- (FDP) Oxidschicht ausgebildet wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei die vorrichtungsteilende Schicht und die zweite Unterbauschicht durch Verwendung eines chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP) entfernt werden.
- Verfahren nach Anspruch 4, des weiteren umfassend das Ausbilden eines ersten p-Störstellen-Bereichs auf einer Oberfläche des Fotodioden-Bereichs.
- Verfahren nach Anspruch 4, des weiteren umfassend: Ausbilden einer Steuerelektroden-Isolierschicht und einer Steuerelektrode auf dem Halbleitersubstrat; Ausbilden eines Source-/Drain-Anschluß-Bereichs; und Ausbilden von Farbfilterschichten und Mikrolinsen auf einer oberen Oberfläche des Fotodioden-Bereichs.
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