JP5868932B2 - 半導体イメージ・センサ - Google Patents

半導体イメージ・センサ Download PDF

Info

Publication number
JP5868932B2
JP5868932B2 JP2013260219A JP2013260219A JP5868932B2 JP 5868932 B2 JP5868932 B2 JP 5868932B2 JP 2013260219 A JP2013260219 A JP 2013260219A JP 2013260219 A JP2013260219 A JP 2013260219A JP 5868932 B2 JP5868932 B2 JP 5868932B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
forming
layer
substrate
doping concentration
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2013260219A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014053646A (ja
Inventor
アイ ドロウレイ クリフォード
アイ ドロウレイ クリフォード
エス スェンソン マーク
エス スェンソン マーク
ジェイ パターソン ジェニファー
ジェイ パターソン ジェニファー
ラマスワミ シュリナス
ラマスワミ シュリナス
Original Assignee
インテレクチュアル ベンチャーズ セカンド エルエルシー
インテレクチュアル ベンチャーズ セカンド エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25517395&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP5868932(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by インテレクチュアル ベンチャーズ セカンド エルエルシー, インテレクチュアル ベンチャーズ セカンド エルエルシー filed Critical インテレクチュアル ベンチャーズ セカンド エルエルシー
Publication of JP2014053646A publication Critical patent/JP2014053646A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5868932B2 publication Critical patent/JP5868932B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/84Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by variation of applied mechanical force, e.g. of pressure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements

Landscapes

  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

本発明は、一般に、半導体デバイスに関し、さらに詳しくは、半導体イメージ・センサに関する。
従来、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)デバイスで基板上に半導体イメージ・センサを形成するためにさまざまな方法が用いられてきた。一般に、センサの受光部は、フォトゲート(photo−gate)とも呼ばれる大面積トランジスタのゲートとして、あるいはMOSトランジスタのソース・ドレイン接合部として形成される。フォトゲート・トランジスタ構成では、光を電気エネルギに変換するため、光がトランジスタのシリコン・ゲートを移動する必要がある。そのため、フォトゲート構成は感度が低下する。さらに、空乏領域が一般に浅い(1ミクロン以下)ので、赤色光吸収によって生じるキャリアの捕集効率が低下する。また、従来のフォトゲート構成は、表面再結合によって生じる雑音を受けやすい。
一般に、ソース・ドレイン接合構成は、トランジスタ動作用に最適化された接合部を有し、そのため接合部が浅く、その結果、赤色光によって生じるキャリアの捕集効率が悪い。ソース・ドレイン接合構成の別の欠点は、接合空乏領域の幅を制限する高濃度(1016atoms/cm以上)の領域に接合部が一般に形成され、そのため赤色光吸収によって生じるキャリアの捕集効率をさらに低減することである。さらに、接合部をこのような高濃度の領域に形成することにより、大きなキャパシタンスが生じ、これは光検出素子から別の電子素子に移動できる電荷量を低減する。
従来のCMOSイメージ・センサ構成は、多くの場合、イメージ検出素子の上に珪化物層を形成し、それにより感度をさらに低減する。
従って、フォトゲートを利用せず、それにより高効率が得られ、また浅い接合深さを有さず、それにより効率を向上させ、また表面再結合からの雑音を最小限に抑え、また光検出領域の上に珪化物を利用せず、それにより効率をさらに向上させ、また光のすべての波長についてキャリア変換をさらに向上させるために広い空乏領域を有し、また大きなキャパシタンスを有さず、イメージ検出素子から他の電子素子に移動される電荷を最小限に抑えるイメージ・センサを設けることが望ましい。
本発明によるイメージ・センサ実施例の拡大断面図である。 本発明による製造段階における図1の実施例の拡大断面図である。 本発明による以降の製造段階における図1の実施例の拡大断面図である。 本発明による以降の製造段階における図1の実施例の拡大断面図である。 本発明による以降の製造段階における図1の実施例の拡大断面図である。 本発明による以降の製造段階における図1の実施例の拡大断面図である。 本発明による以降の製造段階における図1の実施例の拡大断面図である。 本発明によるイメージ・センサの別の実施例の拡大断面図である。
図1は半導体イメージ・センサ10の拡大断面図を示す。センサ10は、半導体基板11とその上に形成されたエンハンスメント層12とによって形成された下層P型基板を含む。センサ10は、下層基板の第1部分13に形成された第1ウェルまたはP型ウェル16を有する。一般に、ウェル16は、下層基板の層12の第2部分14におけるドーピング濃度よりも高いドーピング濃度を有する。層12の部分13,14は、層12の下に示すブラケットによって識別される。この層12の第2部分は、下層基板内に第2ウェルを形成する。ウェル16の表面ドーピング濃度は、一般に少なくとも1x1016atoms/cmである。ウェル16の第1深さまたは深さ24は一般に層12の深さよりも小さく、また基板11上に他のCMOSデバイスを形成しやすくするために、一般に約2〜4ミクロンである。
センサ10のイメージ捕捉素子または光検出素子は、第2ウェルまたは第2部分14に形成されたN型導通領域を含む。導通領域26は、下層基板のP型材料と第1PN接合部を形成する。この第1PN接合部は、赤色波長の光を容易に検出するために導通領域26の第2深さまたは深さ29に配置され、下層基板の表面から一般に約0.7ミクロン以下であり、好ましくは0.5ミクロンである。P型ピン型層(P−type pinning layer)37は領域26内に形成され、また下層基板と電気接続を形成するために領域26から下層基板の層12内へと延在する。この電気接続は、イメージ・センサのこの素子に印加される電位を固定(pin)する。そのため、これによって得られるフォトダイオードはピン型フォトダイオード(pinned photodiode)と呼ばれることが多い。第2PN接合部は、層37と領域26との交差部分に沿って形成される。一般に、層37は、基板11上の他のPチャネルMOSトランジスタ(図示せず)の低濃度ドレインおよびソース領域の形成と同時に形成される。第2PN接合部の深さは、第1PN接合部の深さよりも小さい。この深さは、青色波長の光の吸収または検出を最適化するように選択される。伝達トランジスタまたは第1MOSトランジスタ32は、領域26の一部がトランジスタ32のソースを形成するように、導通領域26に隣接して形成される。第2MOSトランジスタまたはリセットMOSトランジスタ31は、ウェル16内に形成される。トランジスタ31は、結合領域41によってトランジスタ32に電気結合されたソースを有する。
導通領域26は、トランジスタ32のゲート22の一部まで延在する部分14の表面の一部を露出する開口部を有するマスクを適用することによって形成される。次に、領域26がゲート22の下に延在するように、基板11に対する垂直線からゲート方向に離れた角度で、ドーパントが注入され、それにより領域26およびトランジスタ32のソースの形成においてマスキングおよび他の処理工程を節約する。
図2は、図1に示すセンサ10の製造の実施例における段階の拡大断面図を示す。センサ10は、低濃度のP型エンハンスメント層11がその上に形成された高濃度のP型基板11を含む。一般に、基板11は少なくとも1x1016、好ましくは1x1018atoms/cmの第1またはP型ドーピング濃度を有し、層12は約1x1015atoms/cm以下のP型ドーピング濃度を有する。さらに、層12は、第1ウェルまたはPウェル16が形成される第1部分13と、センサ10の光検出素子が形成される第2ウェルまたは第2部分14とを含む。高濃度の基板11の上にある低濃度の第2部分14において光検出素子を形成することは、この光検出素子におけるキャリア捕集を向上させる。
P型ウェル16は、層12の第1部分13の表面を露出するためマスク17を適用することによって形成される。ドーパントは、ウェル16を形成するために露出表面内に形成される。ウェル16を形成した後、マスク17は除去される。
図3は、以降の形成段階における図1および図2に示すセンサ10の拡大断面図を示す。図1,図2および図3における同様な要素は同一参照番号を有する。ゲート酸化物18は、センサ10の表面全体に形成される。その後、MOSトランジスタ31,32のチャネルの形成を容易にするため、チャネル・ドーピング領域19が形成される。ゲート23,22は、トランジスタ31,32の形成をそれぞれ容易にするため、酸化物18の上に形成される。
次に、導通領域26が形成される第2部分14の領域を露出するため、マスク21が適用される。マスク21は、第2部分14におけるゲート酸化物18の表面の一部を露出する開口部であって、この露出部分はゲート22のエッジから第2部分14内に延在し、またゲート22の一部も露出する。矢印27によって表されるドーパントは、ゲート22方向への角度28で注入される。角度28は、センサ10の表面に対する垂直な線から測られる。角度28は、センサ10の表面に対する垂直線から、一般に15度以上であり、好ましくは少なくとも25度である。この角度付き注入は、トランジスタ32のソースとして機能する領域26の一部を利用することを容易にするため、領域26がゲート22のわずか下を延在することを保証するために用いられ、これによりトランジスタ32のチャネルを導通領域26に接続する。領域26を形成した後、マスク21は除去される。
あるいは、領域26を形成するために2つの異なる注入を利用できる。例えば120〜190keVの高エネルギ注入は、層12内に深く領域26を形成するために、センサ10の表面に対してほぼ垂直に利用できる。次に、例えば90〜130keVの低エネルギ注入は、領域26の一部がゲート22の下に延在することを保証するために、角度28と実質的に等しい角度および低いエネルギにて形成できる。
図4は、センサ10の形成における以降の段階を示す。図1,図2,図3および図4における同様な要素は、同一の参照番号によって表される。トランジスタ32のドレインと、トランジスタ31のソースおよびドレインとを形成するための領域を露出する開口部を有するマスクが適用される。次に、ソースおよびドレイン領域をゲート22,23に自己整合させるために、ゲート22,23のエッジをマスクとして利用することにより、ソース・ドレイン・ドーパント33は形成される。その後、マスク34は除去される。
図5は、センサ10の形成における以降の段階の拡大断面図を示す。図1,図2,図3,図4および図5における同様な要素は、同一の参照番号によって表される。ゲート22のエッジと、導通領域26の表面と、領域26を超えて延在する、矢印によって示される領域56とを露出する開口部を有するマスク36が適用される。領域26の露出部分内に、また領域26から領域56内に延在し、かつトランジスタ32から離れて延在して、P型ピン型層37を形成するため、P型ドーパントは露出面に形成される。層37の深さおよびドーピング濃度は、すべての光誘導電荷を領域26からトランジスタ32のドレインに移動することを促進するように選択される。一般に、層37は、約0.2〜0.3ミクロンの深さを有し、約5x1017atoms/cm以上の表面ドーピング濃度を有する。層37を形成した後、マスク36は除去される。
図6は、センサ10の形成における以降の段階を示す。図1,図2,図3,図4,図5および図6における同様な要素は、同一の参照番号によって表される。誘電材料がセンサ10の表面に適用され、パターニングされ、ゲート22,23の側壁上にスペーサ39を形成し、またセンサ10の光検出素子の上に誘電被覆38を形成する。一般に、被覆38はゲート22の上に延在し、以降の工程のためのマスクを形成する。スペーサ39および被覆38を形成するために用いられる材料は、下層基板の誘電率と、被覆38の上にある材料の誘電率との間の誘電率を有するように選択される。被覆38の誘電率は、下層半導体材料と被覆38の上に配置される他の誘電体または材料との間の反射を最小限に抑えるために選択される。例えば、被覆38の材料は、青色スペクトルと赤色スペクトルとの間の光の反射を最小限に抑えるため、30〜70ナノメートルの厚さを有する窒化シリコンでもよい。さらに、130〜200ナノメートルの厚さでも適切に機能する。酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムなど他の材料も、被覆38およびスペーサ39を形成するのに適した材料と考えられる。
次に、スペーサ39および被覆38は、層12におけるN型ドーパントを形成するためのマスクとして利用され、その結果、ドレイン42およびソース43を電気接続する結合領域41が形成される。
図7は、センサ10の形成における以降の段階を示す。図1ないし図7における同様な要素は、同一の参照番号によって表される。結合領域41およびゲート22,23に対して形成されたコンタクトの抵抗を最小限に抑えるため、低抵抗材料が適用される。一般に、センサ10全体にチタンがブランケット被着され、次にアニール処理され、露出した下層シリコン材料を有する珪化チタンを形成する。そのため、層38は、領域26および層37によって形成されるフォトダイオードの上に珪化物を形成することを防ぐ。珪化チタンを形成しない残りのチタンは除去され、それによりゲート22,23の上の低抵抗コンタクト材料44と、結合領域41とが残る。このような形成方法は当業者に周知である。一般に、図示しない層間誘電体は、センサ10と、その適切な部分に対して形成されたコンタクトの上に形成される。
図8は、センサ10のピン型層37を形成するための別の実施例を示す。図3で説明したように導通領域26を形成した後、図3に示した角度28とは反対の角度にて注入を行うことにより、層37を形成できる。この実施例では、矢印47によって表されるドーパントは、センサ10の表面に対する垂直線から角度48にて、ゲート22から離れて注入される。一般に、角度48は、層37の一部がトランジスタ32から離れて、領域26から外側に延在することを保証するため、10〜25度である。この層37の部分は、エンハンスメント層12とのコンタクトを形成するために利用される。一部の処理シーケンスに対して、この別の実施例は処理工程数を低減できる。
以上、新規なイメージ・センサおよびその方法が提供されたことが理解できよう。高濃度の領域の上にある低濃度の領域にイメージ・センサを形成することは、キャリア捕集を向上させる。深い導通領域および浅いピン型層を形成することは、2つのPN接合部を形成し、ここで一方のPN接合部およびその関連する空乏領域は、赤色波長の光を捕捉すること促進するために深く、また他方のPN接合部およびその関連する空乏領域は浅く、青色波長光の捕捉を促進する。また、この構造は表面再結合を最小限に抑え、電荷移動を最大限にする。導通領域を形成するために角度付き注入を利用することは、この導通領域を電荷移動トランジスタのソースとして利用できることを保証し、それにより製造工程を最小限に抑えることができる。下層基板の誘電率と上層材料の誘電率との間の誘電率を有する誘電材料を利用することは、反射を最小限に抑え、センサの効率を向上させる。また、光検出素子から上層の珪化物をなくすことは、センサの効率を改善する。
10 半導体イメージ・センサ
11 半導体基板
12 エンハンスメント層
13 第1部分
14 第2部分
16 第1ウェル(P型ウェル)
17 マスク
18 ゲート酸化物
19 チャネル・ドーピング領域
21 マスク
22,23 ゲート
24 第1深さ(ウェル16の深さ)
26 N型導通領域
27 ドーパント
28 角度
29 第2深さ(導通領域26の深さ)
31 リセット・トランジスタ(第2MOSトランジスタ)
32 伝達トランジスタ(第1MOSトランジスタ)
33 ソース・ドレイン・ドーパント
34 マスク
36 マスク
37 P型ピン型層
38 誘電被覆
39 スペーサ
41 結合領域
42 ドレイン
43 ソース
44 低抵抗コンタクト材料
47 ドーパント
48 角度

Claims (31)

  1. イメージ・センサを形成する方法であって:
    第1導電型の半導体基板を設ける段階;
    前記基板の上にエンハンスメント層を形成する段階であって、前記エンハンスメント層は、前記第1導電型および第1ドーピング濃度を有する、段階;
    前記エンハンスメント層の第1部分の上に第1ウェルを形成する段階であって、前記第1ウェルは、前記第1導電型および前記第1ドーピング濃度よりも大きい第2ドーピング濃度を有し、前記第1ウェルは、前記エンハンスメント層内への第1深さを有する、段階;
    前記エンハンスメント層の第2部分に第2導電型の導通領域を形成する段階であって、前記導通領域の第1部分は、MOSトランジスタの一部を形成する、段階;および
    ピン型層の第1部分を前記導通領域内に形成し、かつ前記MOSトランジスタから離れる方向へ前記導通領域から横方向に延在する前記ピン型層の第2部分を形成することにより、前記エンハンスメント層の前記第2部分に前記第1導電型の前記ピン型層を形成する段階;によって構成され、
    前記ピン型層の上の誘電層を形成し、前記イメージ・センサにおける一部上に珪化物層を形成する段階をさらに含み、前記ピン型層の上の領域には前記珪化物層がないことを特徴とする方法。
  2. 前記基板を設ける前記段階は、前記基板に前記第1および第2のドーピング濃度よりも大きい第3のドーピング濃度を与える段階を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 前記導通領域を形成する前記段階は、前記基板に対する垂直線から第1角度にて、また前記MOSトランジスタに向かって角度をつけて、第1ドーパントを注入する段階を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 前記第1角度にて前記第1ドーパントを注入する前記段階では、15度以上の角度をつけることを特徴とする請求項3記載の方法。
  5. 前記第1角度にて前記第1ドーパントを注入する前記段階は、前記基板に対して垂直に第1ドーピング濃度を注入し、前記第1角度にて第2ドーピング濃度を注入する段階を含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
  6. 前記第1ドーピング濃度は、第1エネルギで注入され、前記第2ドーピング濃度は、第2エネルギで注入されることを特徴とする請求項5記載の方法。
  7. 前記導通領域を形成する前記段階および前記第1導電型の前記ピン型層を形成する前記段階は、前記MOSトランジスタに向かって前記基板に対する垂直線から前記第1角度で前記第1ドーパントを注入することにより前記導通領域に注入し、前記MOSトランジスタから離して前記基板に対する垂直線から第2角度で前記ピン型層に注入する段階を含むことを特徴とする請求項3記載の方法。
  8. 前記第1角度にて前記第1ドーパントを注入する前記段階は、前記基板に対して垂直に第1ドーピング濃度を注入し、前記第1角度にて第2ドーピング濃度を注入する段階を含むことを特徴とする請求項7記載の方法。
  9. 前記第1ドーピング濃度は、第1エネルギで注入され、前記第2ドーピング濃度は、第2エネルギで注入されることを特徴とする請求項8記載の方法。
  10. 前記導通領域を形成する前記段階では、前記導通領域を0.7ミクロン未満の深さまで形成することを特徴とする請求項1記載の方法。
  11. 前記第1ウェルを形成する前記段階では、前記第1ウェルを前記エンハンスメント層の深さより浅い第1深さまで形成することを特徴とする請求項1記載の方法。
  12. 前記ピン型層上の誘電層を形成する段階をさらに含み、前記誘電層は、前記誘電層の上にある誘電体の誘電率と前記ピン型層が上に形成される下層基板の誘電率と間の誘電率を有することを特徴とする請求項1記載の方法。
  13. イメージ・センサを形成する方法であって:
    前記基板に対する垂直線から第1角度にて、MOSトランジスタに向かって角度をつけての注入を用いて前記イメージ・センサの導通領域を形成する、段階;および
    ピン型層を少なくとも部分的に前記導通領域内に形成する、段階;によって構成され
    前記ピン型層の上の誘電層を形成し、前記イメージ・センサの一部上に珪化物層を形成する段階をさらに含み、前記ピン型層の上の領域には前記珪化物層がないことを特徴とする方法。
  14. さらに第1ドーピング濃度の基板を用い、前記基板上にエンハンスメント層を形成し、前記エンハンスメント層は前記第1ドーピング濃度未満のドーピング濃度を有し、前記導通領域は前記エンハンスメント層内に形成されることを特徴とする請求項13記載の方法。
  15. 前記基板に対する垂直線から第2角度にて、また前記MOSトランジスタに向かって角度をつけての注入により前記ピン型層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項13記載の方法。
  16. 前記ピン型層の上に誘電層を形成する段階をさらに含み、前記誘電層は、前記誘電層の上にある誘電体の誘電率と前記ピン型層が上に形成される下層基板の誘電率の間の誘電率を有することを特徴とする請求項13記載の方法。
  17. アクティブピクセルイメージ・センサを形成する方法であって:
    第1導電型の半導体基板を設ける段階;
    前記基板の上にエンハンスメント層を形成する段階であって、前記エンハンスメント層は、前記第1導電型および第1ドーピング濃度を有する、段階;
    前記エンハンスメント層の第1部分の上に第1ウェルを形成する段階であって、前記第1ウェルは、前記第1導電型および前記第1ドーピング濃度よりも高い第2ドーピング濃度を有し、前記第1ウェルは、前記エンハンスメント層内への第1深さを有する、段階;
    少なくとも1つの第1のMOSトランジスタを前記第1部分内の前記第1ウェルに形成する段階;
    前記エンハンスメント層の第2部分にピン型フォトダイオードを設ける段階であって、前記ピン型フォトダイオードは、表面から第1深さに第1PN接合部、前記第1深さ未満の第2深さに第2PN接合部、および前記第1深さと前記第2深さとの間に前記第2導電型の導通領域を有する段階;および、
    前記エンハンスメント層の前記第2部分に少なくとも1つの第2のMOSトランジスタを形成して前記ピン型フォトダイオードが前記第2部分の前記第2のMOSトランジスタの一部を形成し、前記第2部分の前記第2のMOSトランジスタのゲートが前記第2部分内にあり、前記第2部分の前記第2のMOSトランジスタのドレインが前記第1部分および前記第2部分内にあるようにする段階;によって構成され、
    前記ピン型層の上の誘電層を形成し、前記イメージ・センサの一部上に珪化物層を形成する段階をさらに含み、前記ピン型層の上の領域には前記珪化物層がないことを特徴とする方法。
  18. 前記エンハンスメント層の前記第2部分に前記MOSトランジスタを形成して前記第2のMOSトランジスタの前記一部が前記フォトダイオードから形成されるようにした前記段階では、前記一部が前記第2のMOSトランジスタの前記ゲートの下にあるように前記フォトダイオード部分を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項17記載の方法。
  19. 前記ピン型フォトダイオードを形成する前記段階が、ピン型層の第1部分を前記第2導電型の前記導通領域内に形成し、かつ前記第1のMOSトランジスタから離れる方向へ前記第2導電型の前記導通領域から横方向に延在する前記ピン型層の第2部分を形成することにより、前記エンハンスメント層の前記第2部分に前記第1導電型の前記ピン型層を形成する段階によって構成されることを特徴とする請求項18記載の方法。
  20. 前記基板を設ける前記段階は、前記基板に前記第1および第2のドーピング濃度よりも大きい第3のドーピング濃度を与える段階を含むことを特徴とする請求項17記載の方法。
  21. 前記第2導電型の導通領域を形成する前記段階は、前記基板に対する垂直線から第1角度にて、また前記第2のMOSトランジスタに向かって角度をつけて、第1ドーパントを注入する段階を含むことを特徴とする請求項17記載の方法。
  22. 前記第1角度にて前記第1ドーパントを注入する前記段階では、15度以上の角度をつけることを特徴とする請求項21に記載の方法。
  23. 前記第1角度にて前記第1ドーパントを注入する前記段階は、前記基板に対して垂直に第1ドーピング濃度を注入し、前記第1角度にて第2ドーピング濃度を注入する段階を含むことを特徴とする請求項21記載の方法。
  24. 前記第1ドーピング濃度は、第1エネルギで注入され、前記第2ドーピング濃度は、第2エネルギで注入されることを特徴とする請求項23記載の方法。
  25. 前記導通領域を形成する前記段階および前記第1導電型の前記ピン型層を形成する前記段階は、前記第2のMOSトランジスタに向かって前記基板に対する垂直線から前記第1角度で前記第1ドーパントを注入することにより前記導通領域に注入し、前記第2のMOSトランジスタから離して前記基板に対する垂直線から第2角度で前記ピン型層に注入する段階を含むことを特徴とする請求項21記載の方法。
  26. 前記第1角度にて前記第1ドーパントを注入する前記段階は、前記基板に対して垂直に第1ドーピング濃度を注入し、前記第1角度にて第2ドーピング濃度を注入する段階を含むことを特徴とする請求項25記載の方法。
  27. 前記第1ドーピング濃度は、第1エネルギで注入され、前記第2ドーピング濃度は、第2エネルギで注入されることを特徴とする請求項26記載の方法。
  28. 前記導通領域を形成する前記段階では、前記導通領域を0.7ミクロン未満の深さで形成することを特徴とする請求項17記載の方法。
  29. 前記第1ウェルを形成する前記段階では、前記第1ウェルを前記エンハンスメント層の深さより浅い第1深さまで形成することを特徴とする請求項17記載の方法。
  30. 前記ピン型フォトダイオードの上に誘電層を形成する段階をさらに含み、前記誘電層は、前記誘電層の上にある誘電体の誘電率と前記ピン型フォトダイオードが上に形成される下層基板の誘電率の間の誘電率を有することを特徴とする請求項17記載の方法。
  31. 前記エンハンスメント層および第1ウェルを形成して前記第1ウェル、前記エンハンスメント層、および前記基板が接続されるようにする段階をさらに含むことを特徴とする請求項17記載の方法。
JP2013260219A 1997-11-14 2013-12-17 半導体イメージ・センサ Expired - Lifetime JP5868932B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/970,720 US6023081A (en) 1997-11-14 1997-11-14 Semiconductor image sensor
US970720 1997-11-14

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009282709A Division JP2010062588A (ja) 1997-11-14 2009-12-14 半導体イメージ・センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014053646A JP2014053646A (ja) 2014-03-20
JP5868932B2 true JP5868932B2 (ja) 2016-02-24

Family

ID=25517395

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10322993A Pending JPH11233749A (ja) 1997-11-14 1998-11-13 半導体イメージ・センサおよびその方法
JP2009282709A Pending JP2010062588A (ja) 1997-11-14 2009-12-14 半導体イメージ・センサ
JP2013260210A Pending JP2014060450A (ja) 1997-11-14 2013-12-17 半導体イメージ・センサ
JP2013260219A Expired - Lifetime JP5868932B2 (ja) 1997-11-14 2013-12-17 半導体イメージ・センサ

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10322993A Pending JPH11233749A (ja) 1997-11-14 1998-11-13 半導体イメージ・センサおよびその方法
JP2009282709A Pending JP2010062588A (ja) 1997-11-14 2009-12-14 半導体イメージ・センサ
JP2013260210A Pending JP2014060450A (ja) 1997-11-14 2013-12-17 半導体イメージ・センサ

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6023081A (ja)
JP (4) JPH11233749A (ja)
KR (1) KR100607833B1 (ja)
CN (1) CN1146036C (ja)
TW (1) TW511286B (ja)

Families Citing this family (71)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6333526B1 (en) * 1997-11-27 2001-12-25 Nec Corporation Charge transfer device and a manufacturing process therefor
JPH11274454A (ja) 1998-03-19 1999-10-08 Canon Inc 固体撮像装置及びその形成方法
JP2921567B1 (ja) * 1998-04-22 1999-07-19 松下電子工業株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
JP4061609B2 (ja) * 1998-06-29 2008-03-19 マグナチップセミコンダクター有限会社 延伸されたピンドフォトダイオ―ドを有するイメ―ジセンサ及びその製造方法
US6084259A (en) * 1998-06-29 2000-07-04 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Photodiode having charge transfer function and image sensor using the same
KR100384836B1 (ko) * 1999-06-28 2003-05-22 주식회사 하이닉스반도체 이미지센서 및 그 제조방법
JP3934827B2 (ja) * 1999-06-30 2007-06-20 株式会社東芝 固体撮像装置
DE19933162B4 (de) * 1999-07-20 2004-11-11 Institut für Mikroelektronik Stuttgart Stiftung des öffentlichen Rechts Bildzelle, Bildsensor und Herstellungsverfahren hierfür
JP3624140B2 (ja) * 1999-08-05 2005-03-02 キヤノン株式会社 光電変換装置およびその製造方法、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラ
US6333205B1 (en) * 1999-08-16 2001-12-25 Micron Technology, Inc. CMOS imager with selectively silicided gates
US6194258B1 (en) * 2000-01-18 2001-02-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of forming an image sensor cell and a CMOS logic circuit device
JP3782297B2 (ja) 2000-03-28 2006-06-07 株式会社東芝 固体撮像装置及びその製造方法
JP3664939B2 (ja) * 2000-04-14 2005-06-29 富士通株式会社 Cmosイメージセンサ及びその製造方法
JP2001308304A (ja) * 2000-04-19 2001-11-02 Sony Corp 固体撮像素子の製造方法
US6303406B1 (en) * 2000-06-08 2001-10-16 United Microelectronics Corp. Method for integrating anti-reflection layer and salicide block
US6448595B1 (en) * 2000-06-26 2002-09-10 Twin Han Technology Co., Ltd. Active photodiode CMOS image sensor structure
TW449939B (en) * 2000-07-03 2001-08-11 United Microelectronics Corp Photodiode structure
US6518085B1 (en) 2000-08-09 2003-02-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method for making spectrally efficient photodiode structures for CMOS color imagers
US6734071B1 (en) 2000-08-30 2004-05-11 Micron Technology, Inc. Methods of forming insulative material against conductive structures
US6566697B1 (en) 2000-11-28 2003-05-20 Dalsa, Inc. Pinned photodiode five transistor pixel
US6504195B2 (en) * 2000-12-29 2003-01-07 Eastman Kodak Company Alternate method for photodiode formation in CMOS image sensors
US6580106B2 (en) 2001-01-12 2003-06-17 Isetex. Inc CMOS image sensor with complete pixel reset without kTC noise generation
US6713796B1 (en) 2001-01-19 2004-03-30 Dalsa, Inc. Isolated photodiode
KR100562669B1 (ko) * 2001-12-31 2006-03-20 매그나칩 반도체 유한회사 살리사이드 공정을 이용한 이미지센서 제조 방법
CN100392858C (zh) * 2002-05-14 2008-06-04 索尼株式会社 半导体装置、半导体装置的制造方法及其电子设备
JP3840203B2 (ja) * 2002-06-27 2006-11-01 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置を用いたカメラシステム
KR100864844B1 (ko) * 2002-06-28 2008-10-23 매그나칩 반도체 유한회사 씨모스 이미지센서 제조방법
KR20040036087A (ko) * 2002-10-23 2004-04-30 주식회사 하이닉스반도체 광의 파장에 따라 포토다이오드의 깊이가 다른 씨모스이미지센서 및 그 제조 방법
KR100479208B1 (ko) * 2002-10-23 2005-03-28 매그나칩 반도체 유한회사 살리사이드 공정을 이용한 이미지센서의 제조 방법
KR100977099B1 (ko) * 2002-12-27 2010-08-23 크로스텍 캐피탈, 엘엘씨 실리사이드 공정의 공정 마진을 향상시킨 시모스 이미지 센서의 제조 방법
EP1465258A1 (en) * 2003-02-21 2004-10-06 STMicroelectronics Limited CMOS image sensors
US6897504B2 (en) * 2003-03-31 2005-05-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Salicided MOS device and one-sided salicided MOS device, and simultaneous fabrication method thereof
JP3977285B2 (ja) 2003-05-15 2007-09-19 キヤノン株式会社 固体撮像素子の製造方法
US7148528B2 (en) * 2003-07-02 2006-12-12 Micron Technology, Inc. Pinned photodiode structure and method of formation
US6900484B2 (en) * 2003-07-30 2005-05-31 Micron Technology, Inc. Angled pinned photodiode for high quantum efficiency
JP4155568B2 (ja) * 2003-08-07 2008-09-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びカメラ
JP2005079567A (ja) * 2003-09-04 2005-03-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置、その製造方法およびカメラ
WO2005036646A1 (de) * 2003-10-07 2005-04-21 Institut Für Mikroelektronik Stuttgart Halbleiterschaltungsanordnung mit einer photodiode
JP4758061B2 (ja) * 2003-10-16 2011-08-24 パナソニック株式会社 固体撮像装置およびその製造方法
US7420233B2 (en) * 2003-10-22 2008-09-02 Micron Technology, Inc. Photodiode for improved transfer gate leakage
US7105906B1 (en) 2003-11-19 2006-09-12 National Semiconductor Corporation Photodiode that reduces the effects of surface recombination sites
US7037764B2 (en) * 2004-02-26 2006-05-02 Micron Technology, Inc. Method of forming a contact in a pixel cell
US20050274994A1 (en) * 2004-06-14 2005-12-15 Rhodes Howard E High dielectric constant spacer for imagers
KR100660324B1 (ko) * 2004-07-01 2006-12-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100570819B1 (ko) * 2004-07-07 2006-04-12 삼성전자주식회사 전송 게이트 전극들에 중첩하면서 자기정렬된 포토다이오드들을 갖는 이미지 센서의 화소들을 제조하는방법들 및 그에 의해 제조된 이미지 센서의 화소들
JP4647404B2 (ja) * 2004-07-07 2011-03-09 三星電子株式会社 転送ゲート電極に重畳しながら自己整列されたフォトダイオードを有するイメージセンサの製造方法
KR100653691B1 (ko) * 2004-07-16 2006-12-04 삼성전자주식회사 적어도 메인 화소 어레이 영역의 전면을 노출시키는패시베이션막을 갖는 이미지 센서들 및 그 제조방법들
JP4646577B2 (ja) 2004-09-01 2011-03-09 キヤノン株式会社 光電変換装置、その製造方法及び撮像システム
US7071019B2 (en) * 2004-09-16 2006-07-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method to improve image sensor sensitivity
KR100606910B1 (ko) * 2004-12-29 2006-08-01 동부일렉트로닉스 주식회사 Cmos 이미지 센서 및 그의 제조 방법
CN100389498C (zh) * 2005-06-07 2008-05-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 制备cmos图像传感器-混合硅化物的方法
KR100720474B1 (ko) * 2005-06-17 2007-05-22 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 그 제조방법
CN100395883C (zh) * 2005-06-28 2008-06-18 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 利用独立的源极形成的cmos图像传感器件和方法
JP4313789B2 (ja) * 2005-07-29 2009-08-12 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体撮像装置およびその製造方法
US7719040B2 (en) * 2005-08-03 2010-05-18 Panasonic Corporation Solid-state imaging device
US20070069260A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-29 Eastman Kodak Company Photodetector structure for improved collection efficiency
US7875916B2 (en) * 2005-09-28 2011-01-25 Eastman Kodak Company Photodetector and n-layer structure for improved collection efficiency
US7728277B2 (en) * 2005-11-16 2010-06-01 Eastman Kodak Company PMOS pixel structure with low cross talk for active pixel image sensors
US7619266B2 (en) * 2006-01-09 2009-11-17 Aptina Imaging Corporation Image sensor with improved surface depletion
US7371599B2 (en) * 2006-04-17 2008-05-13 United Microeletronics Corp. Image sensor and method of forming the same
US20070241372A1 (en) * 2006-04-18 2007-10-18 Ching-Hung Kao Image sensor device and method of manufacturing the same
JP2008021957A (ja) * 2006-06-15 2008-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
US20090250110A1 (en) * 2006-07-14 2009-10-08 The Regents Of The University Of California Forward scattering nanoparticle enhancement method and photo detector device
KR100792334B1 (ko) * 2006-08-21 2008-01-07 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법
CN100517651C (zh) * 2006-12-15 2009-07-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Cmos图像传感器的像素单元的形成方法
KR20090003854A (ko) * 2007-07-05 2009-01-12 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP5487798B2 (ja) * 2009-08-20 2014-05-07 ソニー株式会社 固体撮像装置、電子機器および固体撮像装置の製造方法
US20110177650A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Omnivision Technologies, Inc. Cmos image sensor with self-aligned photodiode implants
FR2986906B1 (fr) 2012-02-15 2015-06-19 New Imaging Technologies Sas Structure de pixel actif a transfert de charge ameliore
JP5624644B2 (ja) * 2013-05-08 2014-11-12 キヤノン株式会社 光電変換装置の製造方法
US9570494B1 (en) * 2015-09-29 2017-02-14 Semiconductor Components Industries, Llc Method for forming a semiconductor image sensor device

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS567304B2 (ja) * 1972-08-28 1981-02-17
JPS5386516A (en) * 1977-01-10 1978-07-31 Hitachi Ltd Solid state pickup device
US4484210A (en) * 1980-09-05 1984-11-20 Nippon Electric Co., Ltd. Solid-state imaging device having a reduced image lag
JPS61128560A (ja) * 1984-11-27 1986-06-16 Fuji Electric Co Ltd イメ−ジセンサ
JPS61154063A (ja) * 1984-12-26 1986-07-12 Toshiba Corp 光半導体装置およびその製造方法
JPH0695571B2 (ja) * 1985-10-12 1994-11-24 新技術事業団 光電変換装置
US4735680A (en) * 1986-11-17 1988-04-05 Yen Yung Chau Method for the self-aligned silicide formation in IC fabrication
JPS63174358A (ja) * 1987-01-14 1988-07-18 Hitachi Ltd 固体撮像素子
JPS63266870A (ja) * 1987-04-24 1988-11-02 Hitachi Ltd 多層配線部材の製造方法
JPS63266869A (ja) * 1987-04-24 1988-11-02 Hitachi Ltd 固体撮像装置
JP2723520B2 (ja) * 1987-07-08 1998-03-09 日本電気株式会社 固体撮像素子
JP2728404B2 (ja) * 1987-07-22 1998-03-18 株式会社日立製作所 固体撮像装置
JPH0787243B2 (ja) * 1990-10-18 1995-09-20 富士ゼロックス株式会社 半導体装置
KR920010433A (ko) * 1990-11-23 1992-06-26 백중영 수치제어 공작기계의 시뮬레이션 장치
JPH04355964A (ja) * 1990-12-21 1992-12-09 Mitsubishi Electric Corp 固体撮像装置及びその製造方法
JP2970158B2 (ja) * 1991-12-20 1999-11-02 日本電気株式会社 固体撮像装置の製造方法
JPH05315591A (ja) * 1992-05-11 1993-11-26 Sony Corp Ccd撮像素子の光電子読み出し部の形成方法
EP0625803B1 (en) * 1993-05-19 1998-10-28 Hewlett-Packard GmbH Photodiode structure
JP2621767B2 (ja) * 1993-07-30 1997-06-18 日本電気株式会社 固体撮像素子
JPH0730088A (ja) * 1993-07-13 1995-01-31 Sony Corp 固体撮像装置の製造方法
US5356683A (en) * 1993-10-28 1994-10-18 Rohm And Haas Company Expandable coating composition
JP3494312B2 (ja) * 1994-04-08 2004-02-09 ソニー株式会社 半導体記憶装置
KR0136924B1 (ko) * 1994-07-06 1998-04-24 문정환 씨씨디(ccd) 영상소자의 제조방법
KR0136925B1 (ko) * 1994-09-29 1998-04-24 문정환 고체촬상소자의 제조방법
JP3424360B2 (ja) * 1994-12-08 2003-07-07 株式会社日立製作所 固体撮像装置
US5625210A (en) * 1995-04-13 1997-04-29 Eastman Kodak Company Active pixel sensor integrated with a pinned photodiode
JP3316106B2 (ja) * 1995-06-08 2002-08-19 株式会社東芝 固体撮像装置およびその製造方法
JP3624042B2 (ja) * 1996-01-19 2005-02-23 キヤノン株式会社 光電変換装置
US6100556A (en) * 1997-11-14 2000-08-08 Motorola Inc. Method of forming a semiconductor image sensor and structure

Also Published As

Publication number Publication date
TW511286B (en) 2002-11-21
US6023081A (en) 2000-02-08
JP2010062588A (ja) 2010-03-18
CN1217573A (zh) 1999-05-26
KR100607833B1 (ko) 2006-10-31
JPH11233749A (ja) 1999-08-27
JP2014053646A (ja) 2014-03-20
KR19990045258A (ko) 1999-06-25
US6221686B1 (en) 2001-04-24
JP2014060450A (ja) 2014-04-03
CN1146036C (zh) 2004-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5868932B2 (ja) 半導体イメージ・センサ
EP2284896B1 (en) Solid state imaging device having a photodiode and a MOSFET
KR100647959B1 (ko) 능동픽셀센서및그제조방법
US7385232B2 (en) CMOS imager with enhanced transfer of charge and low voltage operation and method of formation
US6100556A (en) Method of forming a semiconductor image sensor and structure
US6184055B1 (en) CMOS image sensor with equivalent potential diode and method for fabricating the same
US7408211B2 (en) Transfer transistor of CMOS image sensor
US6091093A (en) Photodiode having transparent insulating film around gate islands above p-n junction
US6410359B2 (en) Reduced leakage trench isolation
US6566722B1 (en) Photo sensor in a photo diode on a semiconductor wafer
US20030230704A1 (en) CMOS photodiode having reduced dark current and improved light sensitivity and responsivity
JP3884600B2 (ja) 光電変換装置及びその製造方法
US6194260B1 (en) Method of forming a CMOS sensor
KR100748323B1 (ko) 이미지센서 제조 방법
KR100521807B1 (ko) 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2964541B2 (ja) 縦型オーバーフロードレイン型固体撮像素子
KR100326267B1 (ko) 큰정전용량의포토다이오드를갖는이미지센서및그제조방법
KR20010061356A (ko) 저전압 포토다이오드의 도핑 프로파일 개선을 위한이미지센서의 단위화소 제조방법
KR100700266B1 (ko) 이미지센서 제조 방법
KR100587137B1 (ko) 픽셀의 센싱노드에서 자기정렬 실리실사이드층이 블로킹된cmos 이미지센서 및 그 제조 방법
KR100790286B1 (ko) 이미지센서 제조 방법
KR20060059553A (ko) 부유 확산층을 갖는 이미지 센서 및 그 형성 방법
JP2004247647A (ja) フォトダイオードおよびイメージセンサ
KR100776150B1 (ko) 이미지센서 제조 방법
US20080149973A1 (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141007

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150106

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150127

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150818

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151118

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5868932

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

EXPY Cancellation because of completion of term