TW200524148A - Solid-state imaging device and production method of the same - Google Patents
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Description
200524148 (1) 九、發明說明 此非臨時申請書要求在2 ο 〇 3年1 2月5日在日本所^ 出之專利申請書2 0 0 3 -4 0 8 3 4 3號中在35U.S.C.i 19 ( 〇下 之優先權。 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關固態成像裝置，臨限電壓調變M〇s影 像感測器，或似者，此使用於例如攝錄影機，數位攝影 機，具有攝影機之胞式話機，及類似者；及其生產方法。 【先前技術】 普通知道C C D影像感測器，μ 0 S影像感測器，及類 似者爲固態成像裝置，此變換影像光爲電信號（影像信 號）。Μ Ο S影像感測器具有一光接收區（光二極體），此 由光照射時產生電荷，及一電晶體（MOS電晶體），此讀 出在光接收區中所產生之電荷，作爲信號。光二極體及電 晶體設置於同一基體上。Μ 0 S影像感測器具有低功率消 耗’利用標準Μ Ο S製程技術於系統[S I及類似者（即低 成本），及多樣性之優點。 作爲一示範之 MOS影像感測器，例如，日本公報 2 0 0 1 - 1 6 0 6 2 0號發表一臨限電壓調變μ 〇 s影像感測器。在 臨限電壓調變MOS影像感測器中，設置一 m〇S電晶體及 一光一極體於同一基體上，及構製一電荷累積區於MOS 電晶體之閘電極下方，稱爲電洞袋。當由光照射時，在光 -4- 200524148 (2) 二極體部份中所產生之電荷（電洞）累積於電荷累積區 中。MO S電晶體之臨限電壓與所累積之電荷量成比例調 變。故此，可讀出與累積之電荷量相當之一信號。 最近，當已發展標準C Μ 0 S技術時，有提出一種技 術，用以製造矽化物層於欲成爲源區或汲區之高濃度擴散 區（擴散層）表面上，或閘電極之表面上，以改善MOS 電晶體之性能。 矽化物層爲高熔點金屬，諸如Ti，Co，Ni，或類似 者與矽之化合物所製。使用矽化物層，可降低擴散層或 Μ Ο S電晶體之閘電極之電阻，導致增加操作速度，並降低 操作電壓。 例如，日本公報20 02 - 8 3 949號發表一種技術，使用 上述技術。詳細言之，在一 MO S影像感測器中，除光二 極體部份外，在高濃度擴散區中構製一矽化物層，以改善 光二極體之靈敏特性及M0S電晶體之操作特性。參考圖 5，詳細說明此普通技術。 圖5爲斷面圖，顯示普通M0S電晶體之一單位像素 之結構，其中，一矽化物層構製於擴散層之表面上或M0S 電晶體之閘電極上。注意Μ 0 S影像感測器具有多個單位 像素安排成列及行（即成矩陣），唯未顯示於圖5中。 如顯示於圖5，Μ 〇 S影像感測器1 0 0包含矽製之一 ρ 型基體50，一 ρ型井區51 (ρ型擴散區）設置於ρ型基體 50上，及一光二極體52及一 M0S電晶體53埋置於ρ型 井區5 1中。 200524148 (3) 光二極體52由設置於p型井區51中之一 η型擴散層 54b，及設置於η型散層54b之表面上之一 p型擴散層54a 構成。如此，光二極體52具有埋置之光二極體結構。光 二極體52之光接收表面及其鄰近由一多層反反射薄膜55 覆蓋，其中，具有不同折射率之二絕緣薄膜5 5 a及5 5 b交 替疊合。 在MOS電晶體53之p型井區51中，設置欲爲源后 及汲區之擴散層56a及56b，並設置閘氧化物薄膜57 (氧 φ 化矽薄膜）於Ρ型井區51之最外表面上，置於擴散層56a 及56b之間。在閘氧化物薄膜57上，設置一閘電極58 (複矽層）。氧化矽薄膜所製之側壁5 9設置於閘電極5 8 . 之側邊上。 在Μ Ο S影像感測器1 〇 〇中，一 Ti矽化物層6 0設置 於MOS電晶體53之每一擴散層56a及56b及閘電極58 之一表面上，從而改善Μ Ο S電晶體5 3之操作特性。 無矽化物層設置於光二極體5 2之ρ型擴散層5 4 a及η 9 型擴散層5 4 b之表面上，以防止光蔽罩之靈敏特性之降 低。 其次’參考圖6A至6D，簡單說明圖5之MOS影像 感測器1 0 0之製造方法。 如顯示於圖6A，光二極體52及MOS電晶體53構製 於P型基體50上ρ型井區51中。在包含光二極體52及 Μ Ο S電晶體5 3之區域上，交替疊合絕緣薄膜5 5 &及 5 5 b ’此等分別爲氧化物薄膜及氮化物薄膜，以提供多層 -6- 200524148 (4) 反反射薄膜5 5。 其次，如顯示於圖6B，使用照像蝕刻法’構作一蔽 罩圖案61於多層反反射薄膜55上。 其後，如顯示於圖6 C，由蝕刻移去多層反反射薄膜 55，欲爲光二極體52之光接收表面之p型擴散層54a及 其鄰近除外。 而且，構製Ti或Co所製之一高熔點金屬層於包含每 一多層反反射薄膜5 5，欲分別爲源及汲區之擴散層5 6 a及 5 6b，及閘電極5 8之一表面之區域中，此用以製造矽化物 層。由整個結構接受預定之熱處理，使高熔點金屬層與擴 散層56a及5 6b及閘電極58之表面反應，從而形成矽化 · 物層 6 0，如顯示於圖6 D。而且，除去未反應之高熔點金 w 屬層。如此，完成M0S影像感測器100。 有需要改善普通臨限電壓調變M0S影像感測器100 之操作特性。爲達成此點，在上述普通技術中，需要設置 矽化物層於Μ 0 S電晶體5 3之每一擴散層5 6 a及5 6 b (源 β 區及汲區）及閘電極58上。 然而，當設置矽化物層6 0於光二極體5 2之擴散層 5 4 a之表面上時，光二極體5 2之靈敏特性降低。爲避免此 點，需要步驟來製造一薄膜，用以防止形成矽化物於光二 極體部份上，導致增加製造成本。 而且，在上述普通臨限電壓調變Μ 0 S影像感測器1 〇 〇 中，由於其表面反射入射光，故降低光二極體 5 2之靈敏 度。爲避免此點，需要步驟來製造多層反反射薄膜5 5，導 200524148 (5) 致增加製造成本。 而且，在具有矽化物層60之普通臨限電壓調變MOS 影像感測器1 〇 〇中，需要步驟來製造Μ Ο S電晶體5 3之閘 氧化物薄膜（閘絕緣薄膜），及步驟來製造矽化物防止薄 膜，以及步驟來製造多層反反射薄膜55，以覆蓋光二極體 52之表面，導致增加製造成本。 【發明內容】 ® 依據本發明之一方面，提供一種固態成像裝置，此包 含多個單位像素部份在二維方式。每一單位像素部份包含： 一第一導電性型基體；一第二導電性型半導體層，設置於 β 第一導電性型基體上；一第一導電性型井區，設置於第二 w 導電性型半導體層上；一光接收區，設置於第一導電性型 井區中，光接收區當由光照射時產生電荷；一電荷累積 區，設置於第一導電性型井區中，電荷累積區累積來自光 接收區之電荷；及一電晶體，能讀出與電荷累積區中所累 ® 積之電荷量相當之信號。光接收區之一表面由與電晶體之 閘絕緣薄膜相同之材料所製之絕緣薄膜覆蓋。 在本發明之一實施例中，一側壁設置於電晶體之閘電 極之側邊上。 在本發明之一實施例中，一矽化物層設置於電晶體之 每一源區，一汲區，及一閘電極之一表面上。 在本發明之一實施例中，電晶體之閘絕緣薄膜及覆蓋 光接收區之絕緣薄膜各爲一多層薄膜，包含具有不同折射 200524148 (6) 率之二或更多絕緣薄膜。 依據本發明之另一方面，提供一種方法’用以製造固 態成像裝置。固態成像裝置包含多個像素部份’各包含： 一光接收區，當由光照射時產生電荷；一電荷累積區，用 以累積所產生之電荷；及一電晶體，用以讀出與所累積之 電荷量相當之信號。該方法包含同時製造電晶體之〜閘絕 緣薄膜及覆蓋光接收區之一表面之一絕緣薄膜。 在本發明之一實施例中，該方法包含製造一閘電極’ 具有一側壁在閘絕緣薄膜上之其一側邊上。 在本發明之一實施例中，該方法包含在製造閘電極 後，刻圖該絕緣薄膜，以露出欲成爲電晶體之源區及汲區 之一擴散層，留下閘電極下方之閘絕緣薄膜及光接收區覆 蓋薄膜；製造一高熔點金屬層，用以構製一矽化物層於包 含該擴層，電晶體之閘電極，及光接收區覆蓋薄膜之一區 域上；使用熱處理構製矽化物層於每一擴散層及閘電極上； 及除去未反應之高熔點金屬層。 在本發明之一實施例中，構製絕緣薄膜包含構製具有 不同折射率之二或更多層之絕緣薄膜。 此後，說明本發明之功能及效果。 依據本發明’提供一種固態成像裝置，諸如μ Ο S影 像感測器1 00或類似者’此包含多個單位像素部份。每一 單位像素部份包含：一光接收區（光二極體），一電荷累 積區’及一電晶體（M0S電晶體）。單位像素部份安排成 二維方式。一絕緣薄膜（光接收區變換薄膜）由與電晶體 -9- 200524148 (7) 之閘絕緣薄膜相同之材料製造，覆蓋光接收區。光接收區 覆蓋薄膜在製造閘絕緣薄膜同時製造，即是，無需額外製 造步驟。 閘絕緣薄膜及光接收區覆蓋薄膜用作一薄膜，在製造 側壁時用以降低損害，從而可減少洩漏產生因素。而且， 構製一矽化物層於電晶體之源區及汲區及閘電極之表面 上’從而可改善電晶體之操作特性。當製造矽化物層時， 光接收區上之絕緣薄膜用作一薄膜，用以防止矽化物層之 · 形成，從而可防止光接收區之靈敏特性之降低。 而且，閘絕緣薄膜及光接收區覆蓋薄膜可各爲一多層 薄膜，包含具有不同折射率之二或更多絕緣薄膜，從而可 · 用作反反射薄膜。故此，可減少光接收區之表面反射，從 > 而可提高靈敏特性。 如此，依據本發明，用作電晶體之源區及汲區之一擴 散層之表面及閘電極之表面爲砂化物所製，從可降低電 阻，且故此，提高電晶貘之操作速度及降低其操作電壓。 β 而且，可同時製造電晶體之閘絕緣薄膜及覆蓋光接收區 (光二極體）之絕緣薄膜（光接收區覆蓋薄膜），從而不 再需要設置一矽化物形成防止薄膜。而且，閘絕緣薄膜及 光接收區覆蓋薄膜亦可用作一薄膜，用以降低構製側壁時 之損害。故此’可避免產生洩漏之因素，及降低製造成 本。 而且，閘絕緣薄膜及光接收區覆蓋薄膜可各爲一多層 薄膜，包含具有不同折射率之二或更多絕緣薄膜，從而可 -10- 200524148 (8) 降低製造成本，並減少光接收區之表面反射，以提高光二 極體之靈敏特性。 如此，此處所述之發明可有利於提供一種固態成像裝 置，具有MOS電晶體之改良之操作特性及光二極體之改 良之靈敏特性，並能以低成本生產，及其生產方法。 精於本藝之人士於閱讀及瞭解以下參考附圖之詳細說 明後，可明瞭本發明之此等及其他優點。 【實施方式】 此後，由圖解實例並參考附圖，說明本發明。特別以 本發明之固態成像裝置，說明臨限電壓調變MOS影像感 測器。 圖1爲平面圖，顯示在本發明之一實施例之臨限電壓 調變MOS影像感測器中之一示範單位像素部份。圖2爲 沿圖1之線 A-A'上所取之該單位像素部份之斷面圖。注 意該Μ Ο S影像感測器（固態成像裝置）具有多個單位像 素部份安排成列及行（即成二維方式之矩陣），唯未顯示 於圖1及2中。 在圖1及2中，本發明之實施例之Μ Ο S影像感測器 1 0之單位像素部份1 0 Α具有一光接收二極體1 (光二極 體）用於光電變換；一 MOS電晶體2用以偵測光信號，此 設置於光接收二極體1鄰近；及一載子袋區3 (電洞袋區） 用以累積電荷，此設置於MOS電晶體2下方。在列方向 上相互臨接之單位像素部份1 0 A由像素絕緣電極2 9a及 200524148 (9) 2 9 b分開，此等與製造閘電極2 3同時製造。 在一矽基體或矽基體上所設置之晶膜半導體層1 1 (此 後稱爲P型基體11)上，設置一 η型層14於一區域上’ 用以製造光電變換光接收二極體1’及一區用以製造光信 號偵測Μ Ο S電晶體2。一 η型層1 2設置於η.型層i 4之一 部份下方，在光接收二極體1形成區中’同時一 P型埋置 層13設置於η型層14之一部份下方，在MOS電晶體2 形成區中。而且，一 Ρ型井區15設置於η型層14上，在 光接收二極體1形成區及MOS電晶體2形成區上。 Ρ型井區15由一井隔離區17包圍，此界定一範圍用 以形成ρ型井區15。在光接收二極體1中之ρ型井15， 即當由光照射時產生電荷之區域之一部份（光接收區）用 作光電變換部份。光信號偵測MOS電晶體2中之ρ型井 區1 5用作Μ Ο S電晶體2之電晶體區，此可根據電位改變 通道之臨限電壓，此電位與ρ型井區1 5中所設置之載子 袋區3 (電荷累積區）中所累積之信號電荷成比例。 在光接收二極體1中，一 η型雜質區16設置於ρ型 井區15之上表面上，對由光產生之電荷形成一埋置結 構。 在Μ 0 S電晶體2中，環形閘電極2 3隔著閘絕緣薄膜 2 1設置於ρ型井區1 5上。設置一源區1 9 ( η型高濃度擴 散區（擴散層））於環形閘電極23中，並在井區1 5之上 表面上。而且，設置一汲區1 8 ( η型高漕度擴散區（擴散 層））包圍ρ型井區15之外周邊。 -12 - 200524148 (10) 井隔離區1 7設置於汲區1 8下方。汲區1 8經由井隔 離區1 7連接至n型層1 4。η型通道摻雜層20隔著閘絕緣 薄膜2 1設置於閘電極2 3下方。通道摻雜層2 0形成通道 區（電晶體區）。包圍源區19之一環形載子袋區3 (電洞 袋區）設置於通道區下方，並在ρ型井區15中，鄰近源 區19。 在電洞袋區3中，當由光照射時，在光接收二極體1 中所產生之電洞（光信號載子）累積。MOS電晶體2之臨 鲁 限與電洞袋區3中所累積之光信號載子量成比例改變。 一側壁薄膜2 4設置於閘電極2 3之側壁上。一矽化物 層2 5提供閘電極2 3，源區1 9，及汲區1 8之近表面。砂 _ 化物層2 5爲高熔點金屬，諸如T i，C 〇，N i，或類似者與 _ S i之化合物所製。 源區1 9經由矽化物層2 5及一接觸洞2 6a連接至一源 電極26，及汲區18經由矽化物層25及一接觸洞27a連接 至汲電極2 7。閘電極2 3經由矽化物層2 5及一接觸洞2 8 a Φ 連接至閘接線（未顯示）。 此後，說明上述結構之操作。 在本發明之實施例之MO S影像感測器1 0 (固態成像 裝置）中，重複執行一列操作，即初始化（復置）-電荷 信號讀出。 在初始化期間中，一高正電壓經由閘電極2 3施加於 源電極2 6及汲電極2 7上，俾留存於電洞袋區3中之光信 號載子排放於基體1 1中。 -13- 200524148 (11) 其次，在電荷累積期間中，當由光照射時在光接收二 極體1中所產生之光信號載子（電洞）由P型井區15累 積於閘電極2 3下方之電洞袋區3中。 在信號讀出期間中，自源區1 9中讀出並偵測與電洞 袋區3中所累積之光信號量成比例之一信號。 此後，就圖3 A至3 L，說明圖1及2之實施例之Μ〇S 影像感測器1 〇之製造方法。 圖3Α至3L爲斷面圖，依次顯示圖1及2之MOS影 像感測器1 〇之製造步驟。注意此等斷面圖與沿圖1之線 Α-Α'上所取之斷面圖相對應。 如顯示於圖3 A，使用一蔽罩圖案薄膜4 1，具有開口 相當於用以製造光接收二極體1之區域，以植入雜質於基 體1 1中，俾構製η型層1 2於光接收二極體1形成區中， 在此，峰位置約爲1·5μπι，及峰雜質濃度約爲ΐχΐ〇17 cm-3 ° 其次’如顯不於圖3B’移去敝罩圖案薄膜41。植入 η型雜質於單位像素部份1 0 A中’俾構製光接收二極體1 之η型層14於光接收二極體1之η型層12上，並連接於 此，在此’峰位置約爲〇.7 ，及峰雜質濃度約爲 3xl016cm」。而且，由像素隔離電極29a及29b上所設置 之一蔽罩圖案’植入P型雜質’俾製造p型井區15於η 型層I4上，並連接於此。一 η型雜質植入於ρ型井區15 之上表面層中，以製造η型通道摻雜區20。 如顯示於圖3 C，使用一蔽罩圖案薄膜42，具有開口 -14- 200524148 (12) 相當於用以製造光信號偵測MOS電晶體2之一區域，以 摻雜P型雜質於η型質層14下方，其目的在固定基體之 電位，俾構製ρ型埋置層13鄰接η型層12，具有較η型 雜質層14爲高之雜質濃度。 如顯示於圖.3 D，使用一蔽罩圖案薄膜4 3，具有開口 相當於Ρ型井區15之周邊，以植入η型雜質於環繞ρ型 井區1 5之一區域中，從而製成井隔離區！ 7。結果，分ρ 型井區15爲每一單位像素部份10A之井區，同時界定光 · 接收二極體1之大小於一預定之區域中，此決定對光信號 之靈敏度。 如顯示於圖3 E，使用一蔽罩圖案薄膜44，具有環形 · 開口（包圍源區1 9之一環之形狀）與光信號偵測M0S電 · 晶體2之電洞袋3相對應，以植入p型雜質於M0S電晶 體2之p型井區15中，俾形成環形電洞袋區3，具有較p 型井區15爲高之雜質濃度，在此，峰位置約爲0.15/zm， 及峰雜質濃度約爲1 .4x1 017cnT3。 ® 在移去蔽罩圖案薄膜44後，半導體基體之表面接受 熱氧化’以形成閘絕緣薄膜2 1 (未顯示）。閘絕緣薄膜 2 1爲透明薄膜，並具有作爲薄膜22之功能，用以防止矽 化物層之形成，如以下所述。例如，閘絕緣薄膜2 1爲氧 化矽薄膜，具有厚度約爲5 0 0埃。在本發明之臨限電壓調 變MO S影像感測器1 0中，靈敏度與閘絕緣薄膜2 1之厚 度成比例增加。故此，閘絕緣薄膜2 1之上述厚度有利。 如顯示於圖3 F。環形閘電極2 3構製於閘絕緣薄膜2 1 -15- (13) (13)200524148 上，俾由此蓋住電洞袋區3，且電洞袋區3設置接近源區 19。 如顯於圖3 G，一氧化矽薄膜層（S i 〇 2等）構製於整 個結構上，用以構製側壁。其後，由乾蝕刻法製造側壁薄 膜24於閘電極23之側壁上。側壁薄膜24防止MOS電晶 體2中之特性降低，諸如熱載子現像或類似者，並用以在 空間上隔離閘電極，源區，及汲區之表面上所構製之矽化 物層2 5。光接收二極體1之表面由氧化矽或類似者所製之 閘絕緣薄膜2 1 (表面覆蓋薄膜）覆蓋。閘絕緣薄膜2 1亦 用以減少因缺陷而由PN接面所引起之影像雜訊之影響， 因爲可避免在製造側壁時由乾蝕刻所引起之電漿損害。 如顯示於圖3 Η，使用蔽罩圖案薄膜4 5，具有開口相 當於除光接收二極體1之表面以外之一區域，以執行濕蝕 刻該區域，從而露出矽，留下矽化物層形成防止薄膜2 2 於光接收二極體1之表面上。蔽罩圖案薄膜45用以構製η 型源區19爲井區15之表面層於一區域中，用以製造MOS 電晶體2於環形閘電極2 3中，從而形成汲區1 8包圍閘電 極23之外周邊。在此情形，由於光接收二極體1由蔽罩 圖案薄膜4 5覆蓋，故η型雜質區1 6構製於光接收二極體 1之表面層上。在移去蔽罩圖案薄膜45後，植入η型雜 質，以形成η型雜質區1 6。 如顯示於圖31，製造由Ti，Co，或類似者所製之一 高熔點金屬層2 5 a於包含每一矽化物形成防止薄膜2 2 ’源 區1 9，汲區1 S，及閘電極2 3之表面之一區域上，以形成 -16- 200524148 (14) 矽化物層2 5。 如顯示於圖3 J，使用預定之熱處理，使每一源區 1 9 ’汲區1 8，及閘電極2 3之表面之矽與高熔點金屬層 2 5 a反應，以獲得矽化物層2 5。 如顯示於圖3 K，使用硫酸及過氧化氫溶液之混合 物’移去未反應之高熔點金屬層25a，而且，使用氨水及 過氧化氫溶液之混合物，移去矽化物層2 5至所需之厚 度。 如顯示於圖3 L，製造一層間絕緣薄膜3 0並穿孔，以 分別提供與源區1 9，汲區1 8 ,及閘電極2 3相對應之接觸 孔26a，27a，及28a，從而製造源電極26，汲電極27, 及閘電極（未顯示）。 注意本發明之固態成像裝置（MOS影像感測器）可使 用一方法製造，此後參考圖4 A至4 C說明此方法。 與圖3 A至3 E同樣，如顯示於圖4 A，製造每一擴散 層於P型基體1 1上。 其次，如顯示於圖4B，由熱氧化法獲得一閘絕緣薄 膜2 1 a (氧化矽薄膜）。在閘絕緣薄膜2 1 a上，使用降低 壓力CVD技術，連續疊層之一閘絕緣薄膜2 1 b (氮化矽薄 膜）及一閘絕緣薄膜2 1 c (氧化矽薄膜），以提供多層閘 絕緣薄膜2 1 A。在此情形，總厚度宜約爲5 0 0埃或以上。 多層閘絕緣薄膜2 1 A宜具有氧化矽薄膜-氮化矽薄膜-氧化 矽薄膜之多層結構，因爲對矽有良好之介面可控制性。然 而’本發明並不限於此組合。 -17- (15) (15)200524148 與圖3 F至3 L同樣，如顯示於圖4 C，可製造Μ 0 S影 像感測器。 在如此所製之固態成像裝置（Μ Ο S影像感測器10) 中’砂化物形成防止薄膜22爲一絕緣薄膜（透明薄 膜）’此與構製多層閘絕緣薄膜2 1 Α同時製造，從而提供 一多層結構。當多層結構具有不同折射率之二或更多層薄 膜時’計及光薄膜厚度，可抑制光接收區在較之單層薄膜 爲廣大之波長範圍中之表面反射至低程度。 參 如此’依據本發明之實施例，Μ Ο S電晶體2之閘絕緣 薄膜21或21 Α在與製造矽化物形成防止薄膜22或22 A 同時製造於光接收二極體1上。故此，無需在該區中製造 -新形成防止薄膜，用以防止形成矽化物層2 5。而且，閘絕 · 緣薄膜2 1或2 1 A及矽化物形成防止薄膜2 2或2 2 a亦可用 作一薄膜，用以降低製造側壁24時之損害，從而可避免 產生洩漏之因素。而且，由設置多層，諸如閘絕緣薄膜 21 A及矽化物形成防止薄膜22A，可降低光接收二極體1 β 之表面反射，從而提高其靈敏特性。 注意本發明不限於上述之實施例。當使用 η型基體 時，爲獲得相似效果，每一層及每一區之導電性型可與以 上實施例中所述者相反。雖未在上述實施例中詳細說明， 但當僅周邊電路（例如，邏輯電路，諸如A/D變換器，轉 移暫存器，或類者）需要高速操作，及無需由使用矽化物 層60於單位像素10Α中來達成高速操作時，則不再需要 矽化物形成防止薄膜22構製於光接收二極體1之表面 -18- (16) (16)200524148 上。 本發明適用於例如固態成像裝置，諸如臨限電壓調變 Μ Ο S影像感測器或類似者之埸所，此用於攝錄影機’數位 攝影機，胞式攝影話機，及類似者，及其生產方法。依據 本發明，當製造用以改善電晶體操作特性之矽化物層時’ 光接收區之表面由絕緣薄膜覆蓋，此與製造閘緣薄膜同時 構製，從而可降低光二極體之靈敏特性。而且，閘絕緣薄 膜及光接收區覆蓋薄膜亦用以降低製造閘電極之側時壁之 損害，從而避免產生洩漏之因素，且因此提高可靠性。而 且，具有不同折射率之二或更多絕緣薄膜疊層，俾降低光 接收區之表面反射，從而可改善光二極體之靈敏特性。如 此，本發明之固態成像裝置具有優良之電晶體特性及光二 極體特性，且可以低成本生產。故此，本發明之固態成像 裝置可應用於廣大不同之電子資訊裝置，諸如攝錄影機， 數位攝影機，胞式攝影話機，及類似者。 雖此處已說明一些較宜實施例，但並非意爲解釋此等 實施例爲限制後附申請專利所設定者本發明構想之範圍。 精於本藝之人士於閱讀此處之說明後，可明瞭並容易作各 種修改及等效者，而不脫離本發明之範圍及精神。此處所 提之所有專利，出版之專利申請書，及出版物整個列作參 考。 【圖式簡單說明】 圖1爲平面圖，顯示本發明之實施例之Μ 0 S影像感 -19- (17) 200524148 測器中之單位像素部份之示範佈置。 圖2爲沿圖1之線A - A所取之斷面圖。 圖3A至3L爲斷面圖，依次顯示圖1及2之MOS影 像感測器1 〇之示範生產步驟。 圖4 A至4 C爲斷面圖，依次顯示本發明之另一實施例 之MOS影像感測器之示範生產步驟。 圖5爲斷面圖，顯示普通MO S影像感測器之結構。
圖6A至6D爲普通MOS影像感測器之斷面圖。 【主要元件符號說明】 1光接收二極體 2 MOS電晶體 3 載子袋區 1 0 MOS影像感測器 10A單位像素部份 11基體 1 2 η型層 1 3 ρ型埋置層 1 4 η型層 15 ρ型井區 1 6 η型雜質區 1 7井隔離區 18汲區 19源區 -20- 200524148 (18) 2 0 η型通道摻雜區 2 1 A，2 1，2 1 a，2 1 b 閘絕緣薄膜 2 2 A，2 2矽化物形成防止區 2 3 閘電極 2 4 側壁薄膜 2 5 矽化物層 2 5 a高熔點金屬 2 6源電極 2 7 汲電極 2 7 a接觸洞 2 8 a接觸洞 β 29a，29b像素隔離電極 . 41，42,44,45 蔽罩圖案薄膜 50 p型基體 5 1 p型井區 52光二極體 β 5 3 Μ Ο S電晶體 5 4 a ρ型擴散層 54b η型擴散層 5 5多層反反射薄膜 5 5 a，5 5 b絕緣薄膜 56a，56b擴散層 5 7閘氧化物薄膜 5 8閘電極 -21 - 200524148 (19) 6 0 T i矽化物層 6 1圖案 1 0 0 Μ Ο S影像感測器
Claims (1)
- 200524148 (1) 十、申請專利範圍 1. 一種固態成像裝置，包含多個單位像素部份在二維 方式，其中，每一單位像素部份包含： 一第一導電性型基體； 一第二導電性型半導體層，設置第一導電性型基體上； 一第一導電性型井區，設置於第二導電性型半導體層 上； 一光接收區，設置於第一導電性型井區中，光接收區 ® 當由光照射時，產生電荷； 一電荷累積區，設置於第一導電性型井區中，電荷累 積區累積來自光接收區之電荷；及 " 一電晶體，能讀出與電荷累積區中所累積之電荷量相 _ 當之信號， 其中，光接收區之表面由與電晶體之閘絕緣薄膜相同 之材料所製之絕緣薄膜覆蓋。 2. 如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其 ® 中，一側壁設置於電晶體之閘電極之一側邊上。 3 .如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其 中，一矽化物層設置於電晶體之每一源區，一汲區，及一 閘電極之一表面上。 4 .如申請專利範圍第1項所述之固態成像裝置，其 中，電晶體之閘絕緣薄膜及覆蓋光接收區之絕緣薄膜各爲 一多層薄膜，包含具有不同折射率之二或更多絕緣薄膜。 5 . —種用以製造固態成像裝置之方法，其中，固態成 -23- 200524148 (2) 像裝置包含多個像素部份’各包含： 一光接收區，當由光照射時產生電荷； —電荷累積區，用以累積所產生之電荷；及 一電晶體，用以讀出與所累積之電荷量相當之信號， 該方法包含： 同時製造電晶體之一'鬧絕緣薄0吴及覆盍光接收區之一 表面之一絕緣薄膜。 6 .如申請專利範圍第5項所述之方法，包含： 鲁 製造一閘電極，具有一側壁在其一側邊上，在閘絕緣 薄膜上。 7 .如申請專利範圍第6項所述之方法，包含： - 在製造閘電極後，刻圖該絕緣薄膜，以露出欲成爲電 ， 晶體之源區及汲區之一擴散層，留下閘電極下方之閘絕緣 薄膜及光接收區覆蓋薄膜； 製造一高熔點金屬層，用以構製一矽化物層於包含該 擴層，電晶體之閘電極，及光接收區覆蓋薄膜之一區域上；β 使用熱處理構製矽化物層於每一擴散層及閘電極上； 及 除去未反應之高熔點金屬層。 8 .如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，構製絕 緣薄膜包含構製具有不同折射率之二或更多層之絕緣薄 膜。 -24-
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