201117364 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種固態成像裝置、一種電子設備及一種 用於製造一固態成像裝置之方法。 【先前技術】 諸如數位視訊相機及數位靜物相機等電子設備包含固態 成像裝置。電子設備中包含之固態成像農置之實例包含互 補金屬氧化物半導體（CMOS)型影像感測器及電荷耦合裝 置（CCD)型影像感測器。 固癌成像裝置在一半導體基板之一表面上具有一成像 區° s玄成像區係形成複數個像素之處。亦在該成像區中形 成對應於该等像素之複數個光電轉換元件。光電轉換元件 自欲拍攝之一物件接收光且將該光轉換成電荷以產生信號 電荷。舉例而言’形成若干個光電二極體作為此等光電轉 換元件。每一光電二極體藉由在其pn接面處將所接收之光 轉換成電荷來產生信號電荷且累積該等信號電荷。 固態成像裝置之一個實例係一 CM〇s影像感測器。已設 想一類型之CMOS影像感測器，其中一轉移電晶體形成於 一絕緣體上覆石夕（SOI)基板上其中移除氧化矽之一部分中 且一像素電晶體形成於該S〇I基板之頂部矽層上。就此 CMOS影像感測器而言，已提出延伸一光電二極體以到達 該像素電晶體下方之一部分。此乃因在將此結構用於使用 能夠改良特性（諸如，減少暗電流、白斑、殘留影像及諸 如此類）之一隱埋類型光電二極體之一固態成像裝置中 147585.doc 201117364 時’可減少該固態成像裝置之大小且可增加該固態成像裝 置之飽和電子數目（例如，參考日本未經審查之專利申請 公開案第 2006-173351 號及 Xinyu Zheng 、 Suresh Seahadd、Michael Wood、Chris Wrigley 及 Bedabrate Pain 之 Process and Pixels for High Performance Imager in SOI-CMOS Technology」（德國）、IEEE w〇rksh〇p 〇n charge-coupled Device & Advanced Image Sensors，2003 年 5 月）。 【發明内容】 為形成自SOI基板之其中保留一隱埋氧化物（Β〇χ)層之 一部分連續地延伸至其中已移除該Βοχ層之一部分之一光 電二極體，期望在移除該BOX層之前進行離子植入。此意 指在用於形成該光電二極體之離子植入之後形成一轉移閘 極電極。然而，此可導致該轉移閘極電極與該光電二極體 之間的大量非對準。 當該光電二極體不在像素電晶體下方而在轉移電晶體下 方延伸時，可首先形成該轉移閘極電極且然後可使用該轉 移電極作為一遮罩來以一自對準方式植入離子。此可消除 該光電二極體與該像素電晶體而非該轉移電晶體之間的非 對準。 然而，難以採用此製程來形成在一像素電晶體而非該轉 移電晶體下方延伸之一光電二極體。因此，該轉移電晶體 與該光電二極體之間的非對準可仍發生。因此，將信號電 荷自该光電二極體轉移至一浮動擴散部之效率可降低且所 147585.doc 201117364 拍攝之影像之品質可降格。 期望提供可改良所拍攝影像之影像品質之—種固態成像 裝置及一種電子設備及用於製造該固態成像裝置之一種方 法。 本發明之一實施例提供一種用於製造一固態成像裝置之 方法，該固態成像裝置包含一半導體基板，其具有其中形 成一光電轉換單元及一轉移電晶體之一信號讀出表面，該 光電轉換單元包含其間形成一 pn接面之一第一區與一第二 區，該轉移電晶體經組態以經由一通道區將信號電荷自該 光電轉換單元轉移至一讀出汲極。該方法包含以下步驟： 藉由將一第一導電類型之一雜質之離子植入至該信號讀出 表面之其中欲形成該光電轉換單元、該通道區及該讀出汲 極之一部分中來在該半導體基板中形成該第一區；藉由將 一第二導電類型之一雜質植入至該信號讀出表面之其中欲 形成遠光電轉換單元、該通道區及該讀出汲極之一部分中 來在該半導體基板中形成該第二區，該部分位於比該第一 區深之-位置4;在該信號讀出表面上面形成—抗姓劑圖 案，該抗蝕劑圖案具有留下該信號讀出表面之一部分未覆 蓋之一開口，其中欲形成該通道區及該讀出汲極；藉由在 使用5玄抗姓劑圖案作為—遮罩之同時將該第_導電類型之 雜質植入至該信號讀出表面之其中欲形成該通道區及該 讀出汲極之一部分，來在該半導體基板中形成一第三區， -亥。ρ刀位於比該第_區深之_位置處；藉由㈣來移除該 第區之位於该第三區上方之一部分； 147585.doc 201117364 在該半導體基板之該信號讀出表 r ®之已自其移除該第一 區之一刀上形成該轉移電晶體 兮.s、若F u七 間極絕緣膜；形成自 3玄通道區上方延伸至該第一區卜古— 弟h上方之一轉移閘極電極，其 中在該轉移閘極電極與該通道區之 1存在该閘極絕緣膜； 及藉由在使用該轉移閘極電極作為_ ^ 遮罩之同時將該第二 導電類型之—Mi離子植人至料導體基板之該信號讀 出表面之已自其移除該第一區之—部分中來形成該讀出汲 極0 在此實施例中，使用相同遮罩來形成該第三區及移除該 第一區。因此，可以一自對準方式形式該第三區。然後， 形成一轉移閘極電極以自在自其移除該第一區之該部分中 之該通道形成區上方延伸至該光電轉換單元上方。使用該 轉移閘極電極作為一遮罩來以一自對準方式形成一讀出没 極。因此’該轉移閘極電極與該光電轉換單元之間以及該 轉移閘極電極與該讀出汲極之間的非對準未發生。因此， 可抑制由非對準所導致之轉移信號電荷之效率之降低。 本發明之另一實施例提供一種固態成像裝置，該固態成 像裝置包含：一光電轉換單元，其包含其間形成一 Pn接面 之一第一導電類型之一第一區與一第二導電類型之一第二 區’該第一區及該第二區形成於一半導體基板之一信號讀 出表面中，該第二區位於比該第一區深之一位置處；及一 轉移電晶體，其經組態以經由位於該第一區之一表面下方 且水平地毗鄰於該光電轉換單元之一通道區將在該光電轉 換單元中累積之信號電荷轉移至一讀出没極’該轉移電晶 147585.doc 201117364 體形成於該信號讀出表面中。該轉移電晶體包含自該通道 區上方延伸至該第一區上方以便延伸跨越一臺階之一轉移 閘極電極，其中在該轉移閘極電極與該通道區之間存在一 閘極絕緣膜。 根據此貫施例，該轉移閘極電極與該光電轉換單元之間 的位置關係係由該臺階確定。因此，不存在非對準之反效 應且轉移信號電荷之效率得到改良。 本發明之又一實施例提供一種電子設備，該電子設備包 含：一光電轉換單元，其包含其間形成一pn接面之一第一 導電類型之一第一區與一第二導電類型之一第二區，該第 一區及該第二區形成於一半導體基板之一信號讀出表面 中，該第二區位於比該第一區深之一位置處；及一轉移電 晶體，其經組態以經由位於該第一區之一表面下方且水平 地毗鄰於該光電轉換單元之一通道區將在該光電轉換單元 中累積之仏號電荷轉移至一讀出汲極，該轉移電晶體形成 於該信號讀出表面中。該轉移電晶體包含自該通道區上方 延伸至S亥第一區上方以便延伸跨越一臺階之一轉移閘極電 極其中在該轉移閘極電極與該通道區之間存在一閘極絕 緣膜。 根據本發明之實施例，可提供可改良所拍攝影像之影像 品質之一種固態成像裝置及一種電子設備及用於製造該固 態成像裝置之—種方法。 【實施方式】 現將參考圖式闡述本發明之實施例。 l47585,doc 201117364 以如下次序闡述該等實施例： 1. 第-實施例(在-Β〇χ層上形成一轉移閘極電極） 2. 第二實施例(在—基板(p+)上形成一轉移閘極電極） 3·第三實施例（在-頂部石夕層上形成一轉移間極電極） 4.第四實施例(在氧化物膜上形成一轉移閘極電極） 1.第一實施例 [A]裝置組態 (1)相機之總體組態 圖1係顯示根據本發明之一實施例之一相機之一組態之 一圖。 如圖1中所示，一相機200包含下文闡述之一固態成像裝 置1、一光學系統202、一驅動電路2〇3及一信號處理電路 204 ° 固態成像裝置1具有接收已透過光學系統2〇2進入之入射 光（欲拍攝之-物件之影像）之一表面。固態成像裝置i將該 入射光轉換成電荷以產生信號電荷且輸出原始資料。根據 自驅動電路203輸出之控制信號來驅動固態成像裝置丨。下 文闡述固態成像裝置1之詳細結構。 光學系統202包含一成像透鏡（未顯示）及一光圈（未顯示） 且經配置以使得欲拍攝之一物件之一影像之入射光聚集於 固態成像裝置1之一表面pS上。 更具體而言，如圖！中所示，光學系統2〇2沿垂直於表面 p s之一方向在固態成像裝置i之表面p s之一中心部分中發 射一主光線L。然而，向表面Ps之一週邊部分發射之主光 I47585.doc -10· 201117364 線L相對於垂直於表面PS之方向係傾斜。由於出射光瞳距 離在光學系統202中係有限，因此向固態成像裝置1之表面 PS發射之主光線L隨距表面PS之中心之距離增加而變得愈 加傾斜。 驅動電路203將各種控制信號輸出至固態成像裝置i及信 號處理電路204且控制固態成像裝置！及信號處理電路2〇4 之作業。 信號處理電路204經組態以藉由對自固態成像裝置丨輸出 之原始資料執行信號處理來產生欲拍攝之一物件之一數位 影像。 (2)固態成像裝置之總體組態 現將闡述固態成像裝置1之一總體組態。 圖2係根據本發明之笫―奢也
w η心乐貫靶例之固態成像裝置 體組態之一示意性平面圖。 如圖2中所不’此實施例之固態成像裝置1係一 型影像感測器Μ含—半導體基板⑻。如圖2中所示，半 導體基板101在—矣而l曰士 表面上具有一影像拍攝區ΡΑ及一周邊區 °牛例而έ ’半導體基板1G1係切組成。 (2-1)影像拍攝區 現將闡述影像拍攝區ΡΑ。 及像拍攝_具有-矩形形狀… 陣ΛΓ攝之「若干個像素ρ。換言之，繪配置成一矩 丨早景/像拍攝區pa姑》;/ as ^ 工配置以使得其中心與圖1中所示之光 子… 、軸對準。影像拍攝區PA等效於圖”所示之 147585.doc -II - 201117364 表面PS。 圖3係顯不第一實施例之影像拍攝區中之一像素之一相 關部分之一電路圖。 如圖3中所示，形成於影像拍攝區pA中之像素p包含一光 電二極體21、—轉移電晶體22 ' —放大電晶體23、一選擇 電晶體24及一重設電晶體25。 如圖3中所示，像素p之光電二極體21包含一接地陽極及 輕合至轉移電晶體22之一陰極。 在像素P中，如圖3中所示，轉移電晶體22係提供於光電 二極體21與浮動擴散部FD之間。將轉移電晶體以之閘極電 極連接至一轉移線26。當轉移脈衝自轉移線26饋送至該閘 極電極時，轉移電晶體22將產生於光電二極體2 1中之信號 電荷轉移至浮動擴散部FD。 如圖3中所示，像素P中之放大電晶體23之閘極電極連接 至浮動擴散區F D ^放大電晶體2 3係提供於選擇電晶體2 4與 下文所述之一垂直信號線27之間。 如圖3中所示，像素P之選擇電晶體24之閘極電極連接至 透過其饋送位址信號之一位址線28。選擇電晶體24係提供 於一電源Vdd與放大電晶體23之間。 如圖3中所示，像素p之重設電晶體乃之閘極電極連接至 透過其饋送重設信號之一重設線2 9。重設電晶體2 5係提供 於電源Vdd與浮動擴散部fd之間。 同—列中之像素P之轉移電晶體22之閘極電極彼此連 接如同選擇電晶體24之閘極電極與重設電晶體25之閘極 147585.doc 12 201117364 電極一樣。因此，就對準成列之像素p之作業而言同— 列中之像素P係同時驅動。 (2-2)週邊區 現將闡述週邊區S A。 如圖2中所示，週邊區8八位於影像拍攝區？八之週邊中。 在週邊區SA中提供用於處理由像素？產生之信號電荷之週 邊電路。 ° 特定而言，如圖2中所示，提供一垂直選擇電路门、— 行電路14' -水平選擇電路15、一水平信號線16、—輪出 電路17及一時序控制電路18作為週邊電路。 舉例而言，垂直選擇電路13包含一移位暫存器（未顯示） 且逐列地選擇及驅動像素p。 舉例而言，行電路14包含一取樣保持（S/H)電路（未顯示） 及相關雙重取樣（CDS)電路（未顯示）。行電路i 4逐行地 對自像素P讀出之信號執行信號處理。 舉例而言，水平選擇電路15包含一移位暫存器（未顯示） 且按順序選擇及輸出由行電路14自像素p讀出之信號。水 平選擇電路1 5執行選擇及驅動且經由水平信號線丨6將自像 素P 4出之k號按順序輸出至輸出電路丨7。 舉例而5，輸出電路17包含一數位放大器。輸出電路p 對自水平選擇電路丨5輸出之信號執行信號處理（諸如，放 大）且然後將信號輸出至一外部裝置。 時序控制電路18產生各種時序信號且將該等信號輸出至 垂直選擇電路13、行電路14及水平選擇電路15以控制各別 147585.doc •13- 201117364 單元之驅動。 圖4係指示根據第一實施例之在自像素P讀取信號時饋送 至各別單元之脈衝信號之一時序曲線圖。在圖4中，（a)指 示一選擇信號，（b)指示一轉移信號且（c)指示一重設信 號。 如圖4中所示，在一第一時序tl處，接通選擇電晶體 24。接下來，在一第二時序t2處，接通重設電晶體25。此 重設放大電晶體23之閘極電位。 接下來’在一第三時序t3處，關斷重設電晶體25。隨 後，將對應於此重設位準之電壓讀出至行電路14。 在一第四時序t4處，接通轉移電晶體22以將光電二極體 2 1中累積之信號電荷轉移至放大電晶體23之閘極。 接下來，在一第五時序t5處，關斷轉移電晶體22。隨 後，將對應於所累積信號電荷之量之信號位準之電壓讀出 至行電路14。 行電路14對首先讀出之重設位準與接下來讀出之信號位 準進行減法處理。因此，舉例而言，取消藉由改傻 素P之電晶體之Vth所產生之固定圖案雜訊。. 由於電晶體22、24及25之閘極分別由沿水平方向χ對準 之像素之列連接’因此該等像素之驅動係逐列地執行，亦 即’同時驅動同一列之傻夸。姓中而a . 巧之像素。特疋而έ，水平線（像素列） 選擇電路13饋送之選擇信號依次沿垂直於該 電路二之I選擇。每一像素之電晶體係由自時序控制 刖出之各種時序信號控制。因此，各別像素之輸出 147585.doc 201117364 信號係經由垂直信號線27逐列地讀出至行電路14β 然後，行電路14中累積之信號由水平選擇電路”選擇且 按順序輸出至輸出電路丨7。 (3)固態成像裝置之詳細結構 現將闡述此實施例之固態成像裝置1之細節。 圖5係根據本發明之第一實施例之固態成像裝置之 視圖。 此實施例之固態成像裝置i經組態以接收自半導體基板 101之後側進入之主光線L以拍攝影像。 特定而言，如圖5中所示，固態成像裝置】包含由一η型 石夕半導體組成之半導體基板⑻。在半導體基板⑻上佈置 一隱埋氧化物膜30。在隱埋氧化物膜30上佈置一矽膜4〇。 半導體基板1〇1具備光電二極體21、轉移電晶體22 '一像 素電晶體Tr及一光電二極體隔離層6〇。 像素電晶體Tr包含圖3中所示之放大電晶體23、選擇電 晶體24及重設電晶體25β在圖⑻中放大電晶體&選 擇電晶體24及重設電晶體25共同地圖解說明為像素電晶體 Tr 〇 除其中形成下文所述之一溝槽RE之一區中之夕卜，隱埋 氧化物膜30係形成於半導體基板1〇1之整個表面上。石夕膜 40佈置於隱埋氧化物膜3〇上其中形成像素電晶體丁犷之一區 中。 (3-1)光電二極體 如圖5中所示，光電二極體21形成於半導體基板ι〇ι内 147585.doc -15- 201117364 側。光電一極體21自半導體基板1 〇 1之後側接收光且將該 光轉換成電荷以產生信號電荷。光電二極體21包含一 11型 半導體層10及一 ρ型半導體層2〇〇 ρ型半導體層2〇形成於比 其中形成η型半導體層1〇之位置淺之一位置處。如圖5中所 示，η型半導體層1〇與ρ型半導體層2〇接觸以在光電二極體 21中形成一 ρη接面。 藉由將一η型雜質植入至由一 η型石夕半導體組成之半導體 基板101中來形成η型半導體層1〇。因此，η型半導體層1〇 中之11型雜質之濃度局於半導體基板中之^型雜質之濃 度。η型半導體層1〇中之η型雜質之濃度低於下文所述之浮 動擴散部FD中之η型雜質之濃度β ρ型半導體層2〇中之ρ型 雜質之濃度經設定而高於下文所述之一 Ρ型半導體區5〇及 光電二極體隔離層60中之ρ型雜質之濃度。 (3-2)電晶體 舉例而言，藉由一熱氧化方法來氧化矽膜4〇之一表面以 形成由氧化石夕組成之一閘極絕緣膜42。像素電晶體τΓ(亦 即’放大電晶體23、選擇電晶體24及重設電晶體25)之一 閘極電極Trg形成於閘極絕緣膜42上。雖然圖式中未顯 示，但源極/汲極區形成於毗鄰於閘極電極Trg之矽膜4〇中 且與閘極電極Trg及閘極絕緣膜42 一起形成像素電晶體 Tr。 (3-2-1)轉移電晶體 如圖5中所示’轉移電晶體22形成於半導體基板1〇1之表 面中。轉移電晶體22讀出由光電二極體21產生之信號電 H7585.doc 16 201117364 何0 如圖5中所示，轉移電晶體22之一轉移閘極電極22g自光 電一極體2 1上之隱埋氧化物膜3 0之一部分連續地延伸至邮匕 鄰於光電二極體21之溝槽RE(下文所述）之一部分。亦即， 轉移閘極電極22g隨其延伸跨越臺階而自一通道形成區CH 上方延伸至p型半導體層20之一部分，其中在轉移閘極電 極22g與通道开;j成區CH之間存在一閘極絕緣膜54(下文所 述）。換s之，轉移閘極電極22g延伸跨越位於其中靠近浮 “擴散部FD隱埋氧化物膜30被移除之一部分中之閘極絕緣 膜5 4與隱埋氧化物膜3 〇之靠近光電二極體2丨之一部分之間 的臺階。轉移閘極電極22g由其中擴散一特定導電類型之 一雜質之一半導體組成。舉例而言，轉移閘極電極22g由 多晶碎組成。 參考圖5，浮動擴散部FD形成於半導體基板1〇1之在溝 槽RE下方之表面中以使得浮動擴散部FD對角地毗鄰於轉 移閘極電極22g。舉例而言，藉由將—n型雜質植入至半導 體基板101中來形成浮動擴散部FD以使得浮動擴散部FD中 之η型雜質之濃度高於n型半導體層1〇中之n型雜質之濃 度。在轉移閘極電極22g下方且在浮動擴散部？〇與光電二 極體2i之間的一區係其中形成一通道之一通道形成區 CH。轉移電晶體22經由該通道將光電二極體21之〇型半導 體層1〇中累積之信號電荷讀出至浮動擴散部叩。換言之， 在此轉移電晶體22中，浮動擴散部FD與光電二極體2心 147585.doc -17- 201117364 型半導體層1 〇充當一對源極區與;及極區。 (3-2-2)像素電晶體 像素電晶體Tr包含圖3中所示之放大電晶體23、選擇電 晶體24及重設電晶體25。 像素電晶體Tr形成於隱埋氧化物膜30上。像素電晶體Tr 之閘極電極Trg形成於矽膜40之表面上之由氧化矽組成之 閘極絕緣膜42上。舉例而言，藉由將一 „型雜質植入至石夕 膜40中來形成像素電晶體7>之源極區（未顯示）與汲極區（未 顯示）。 如圖3中所示’像素電晶體Tr之放大電晶體23、選擇電 晶體24及重設電晶體25彼此電連接。 (3-3)溝槽 溝槽RE形成於半導體基板ιοί中且B比鄰於光電二極體 21。舉例而言，藉由触刻半導體基板1 〇 1之隱埋氧化物膜 30及p型半導體層20來形成溝槽re以便在溝槽re之底部處 曝露η型半導體層1〇。較佳地，溝槽RE係足夠深以曝露η型 半導體層10之表面。舉例而言，藉由一熱氧化方法來氧化 半導體基板101中之溝槽RE之内表面且在半導體基板101之 在溝槽RE中之表面上形成轉移電晶體22之由氧化矽組成之 閘極絕緣膜54。 轉移閘極電極22g經形成而自溝槽RE之在該通道形成區 上方之一部分延伸至p型半導體層20上方。 (3-4) p型半導體區 一 P型半導體區50位於溝槽RE下方及半導體基板1〇1中 147585.doc • 18 · 201117364 且面向净動擴散部FD，其中在p型半導體區5〇與浮動擴散 4 FD之間存在一間隙。舉例而言，p型半導體區位於比p 型半導體層20深之一位置處。在圖5之一剖視圖中，p型半 導體區50經形成以具有等於溝槽RE之寬度（亦即，通道形 成區CH之長度與浮動擴散部FD之長度之總和）之一長度。 若不提供p型半導體區5〇，則不管轉移電晶體22是接通 (ON)還是關斷（〇FF)，具有相同導電類型之光電二極體Μ 電荷累積層與浮動擴散部FD係連續。然後，變得難以控制 信號電荷之轉移。當形成P型半導體區50時，在該電荷累 積層與該浮動擴散部F D之間建立一電位障壁且因此信號電 何之路徑（通道形成區CH)可變窄。因此，當形成p型半導 體區5〇時，可藉由切換轉移電晶體22接通（0N)與關斷 (OFF)來控制該等信號電荷之轉移。 另域擇係，P型半導體區50可比溝槽re之寬度長且可 與下文所述之光電二極體隔離層6〇接觸。 (3_5)光電二極體隔離層 如圖5中所示，在半導體基板1〇1中形成用於隔離n型半 導體層10之光電二極體隔離層6〇。舉例而言，藉由植入一 Ρ型雜質之離子來形成光電二極體隔離層60。 如圖5中所示，在半導體基板1〇1之前面側處形成一佈線 層HL。佈線層HL包含嵌入於一層間絕緣膜Sz中之複數個 佈線Η。δ亥等佈線分別充當圖3中所示之轉移線26、垂直俨 號線27、位址線28、重設線29等。 如圖5中所示，在半導體基板1〇1之後側處形成—保護膜 147585.doc 201117364 70。保護膜70由氧化給、氮化石夕等組成且保護半導體基板 101之後表面。 另外，在+導體基板1〇1上形成與像素P相關聯之光學組 件，諸如一晶片上透鏡（未顯示）、一滤色器（未顯示）等’。 舉例而έ ’當該成像裝置具有其中光係入射於半導體基板 ΗΗ之後側上之-背部職類型性f時，在半導體基板ι〇ι 之後侧上提供光學組件，諸如一晶片上透鏡、一濾色器 等。 [B]生產方法 現將闡述一種用於製造固態成像裝置丨之方法。 圖6A至8C係顯示用於製造第—實施例之固態成像裝置 之方法之各別步驟中之一相關部分之剖視圖。 (1)光電二極體之形成 首先，參考圖6A，p型半導體層2〇形成如下。 在形成光電二極體21之前，製備其上按順序分層形成一 隱埋氧化物膜30及一矽膜4〇之一半導體基板1〇1。舉例而 言，可使用一絕緣體覆矽（S0I)基板或可使用藉由在—半 導體基板101上分層形成一隱埋氧化物膜3〇及一矽膜所 製備之一基板。 參考圖6A，藉由將一 p型雜質之離子植入至半導體基板 101中來在半導體基板1〇1之表面中形成_p型半導體層 20(亦即，一〆層）。p型半導體層2〇至少形成於其中欲形成 光電二極體21、通道形成區CH及浮動擴散部FD之部分 中。 I47585.doc •20- 201117364 更具體而言，在透過隱埋氧化物膜30及矽膜4〇植入p蜇 雜質之離子時，選擇離子植入之能量以使得^^型半導體層 2〇經形成而靠近半導體基板1〇1之表面。舉例而言，在以 下條件下將p型雜質之離子植入至半導體基板1〇1中： 植入離子：领（B)
植入能量：大約50 keV 雜質濃度：大約lxl〇13/cm2 田在以上所提及條件下將p型雜質之離子植入至半導體 基板101中時，形成P型半導體層2〇。p型半導體層中之p 型雜質濃度變得高於p型半導體區5〇及光電二極體隔離層 60中之p型雜質濃度。 接下來，如圖6B中所示，藉由將一 p型雜質之離子植入 至半導體基板101中來在半導體基板1〇1中形成光電二極體 隔離層60。 特定而s，透過隱埋氧化物膜3〇及矽膜4〇以七個劃分階 段將p型Hi質之離子植入至半導體基板1〇1之其中欲形成光 電一極體隔離層60之部分中。在改變植入能量之同時在以 下條件下進行P型雜質之植入： 植入離子：硼（B) 植入能量：大約lOOkeV至大約3MeV 雜質濃度：大約2xl〇12/cm2 光電二極體隔離層60向下形成至距基板表面大約4μιη之 一深度。 當在以上所提及條件下將ρ型雜質之離子植入至半導體 147585.doc •21 · 201117364 基板101中時，形成光電二極體隔離層6〇。 接下來，參考圖6C，藉由將一 η型雜質之離子植入至半 導體基板101中來形成η型半導體層1〇。在ρ型半導體層2〇 下方且在其中未形成光電二極體隔離層6〇之一區中形成η 型半導體層10。η型半導體層1〇至少形成於其中欲形成光 電一極體21、通道形成區CH及浮動擴散部1?1)之部分中。 更具體而言，選擇離子植入之能量以使得n型半導體層 1〇與Ρ型半導體層20之後側接觸且η型雜質之離子透過隱埋 氧化物膜30及矽膜40植入至半導體基板1〇1中。舉例而 言，在以下條件下將η型雜質之離子植入至半導體基板1〇1 中： 植入離子：砷（As) 植入能量：大約400 keV 雜質濃度：大約4xl〇12/cm2 當在以上所提及條件下將n型雜質之離子植入至半導體 基板101中時，形成η型半導體層1〇。 為沿後側方向擴展η型半導體層1〇，可複數次執Sn型雜 質離子至半導體基板101中之植入。 (2)電晶體之形成 接下來，形成圖5中所示之轉移電晶體22及像素電晶體 Tr。 首先，如下文參考圖7Α所述，除其中欲形成像素電晶體 Tr之部分之外，移除矽膜4〇。 亦I7在其中欲形成像素電晶體Tr之部分中之矽膜4〇上 147585.doc •22- 201117364 二成一遮罩(未顯示)。然後，如圖7a中所示，使用該遮罩 (未顯不）來蝕刻矽膜4〇以移除位於除其中欲彤雷曰 體Tr以外之部分中之矽 。 y ”，曰日 示）。 奴後，移除該遮罩（未顯 接下來’如下文參考圖7B所述，形成P型半導體區50。 亦即’在隱埋氧化物膜30及矽膜4〇上形成具有一開口之 一抗触劑圖案80以使得該開π出現在其中欲形成P型半導 體區5〇之一部分處。換言之’形成在其，欲形成通道形成 區CH及浮動擴散部FD之部分處具有―開口之抗敍劑圖宰 8〇。舉例而言，藉由制—曝光裝置將—圖㈣像曝光至 佈置於半導體基…町之_光阻制（未顯示）上且顯影該 圖案影像來形·成抗姓劑圖案8〇1後，在使用減劑圖案 8〇作為-遮罩之同時沿圖冗中之箭頭之方向植入_p型雜 質之離子以在半導體基板1〇1中形成p型半導體區％。 特定而言’選擇離子植人之能量以使得p型半導體區5〇 位於比半導體基板1〇1中之p型半導體層2〇深之一位置處。 舉例而言，在以下條件下將p型雜質之離子植入至半導體 基板101中： 植入離子：硼（B) 植入能量：大約70 keV 雜質濃度：大約4xl012/cm2 當藉由使用抗蝕劑圖案80作為一遮罩在前面提及之條件 下植入p型雜質之離子時，在半導體基板1〇1中其中欲形成 通道形成區CH及浮動擴散部FD之一部分中形成卩型半導體 147585.doc •23· 201117364 區50。此外，當在前面提及之條件下植入？型雜質之離子 時，P型半導體區50中之p型雜質濃度變得低於p型半導體 層20中之p型雜質濃度且與光電二極體隔離層6〇中之p型雜 質濃度大約相同。 另一選擇係，p型半導體區5〇可經形成以與光電二極體 隔離層60接觸或重疊。在此一情形下，在抗姓劑圖案8〇中 形成在光電二極體隔離層6〇上面延伸之一開口且藉由使用 此抗蝕劑圖案80作為一遮罩來形成p型半導體區5〇。 接下來，如下文參考圖7C所述，形成溝槽RE。 亦即，參考圖7C ’將用以形成？型半導體區5()之抗钮劑 圖案80用作遮罩且蝕刻隱埋氧化物膜3〇及口型半導體層 以形成溝槽RE。由於將抗触劑圖案8〇用力一遮罩，因此在 其十欲形成通道形成區CH及浮動擴散部FD之一部分中形 成溝槽RE。舉例而言，進行該敍刻直至在溝槽RE之底部 處曝露η型半導體層1〇為止。 更具體而言，藉由使用抗蝕劑圖案8〇作為一遮罩來將隱 埋氧化物膜30姓刻掉。舉例而言，在以下條件下钱刻隱埋 氧化物膜3 0 : 蝕刻之類型：幹式蝕刻 使用之氣體：CF4 接下來，改變蝕刻條件且藉由使用抗蝕劑圖案作為一 遮罩來蝕刻半導體基板1〇1中之p型半導體層2〇以移除p型 半導體層20向下至（舉例而言）PN接面（亦即，n型半導體層 1〇之表面）。舉例而言，在以下條件下蝕刻p型半導體層 I47585.doc •24· 201117364 20 : 蝕刻之類型：幹式蝕刻 使用之氣體.· CF4+〇2 隨後，移除抗蝕劑圖案 ου ^ itc 相對於溝槽RE以 自對準方式形成P型半導體區50 另-選擇係，在使用抗蝕劑圖案8 〇作 =物膜3。之後，可移一圖案8。且可使用二 、30作為一遮罩來移除P型半導體層20向下至n型半導 體層10之表面。 接下來’如下文參相8A所述，形成料閘極絕緣膜。 亦即，舉例而言’藉由一熱製程來氧化石夕膜40之表面以 形成由氧切组成之—閘極絕緣膜42。舉例而t，藉由— 熱製程來氧化自其移除p型半導體層20之表面(亦即，半導 體基板101之曝露於溝槽虹中之表面）以形成由氧切組成 之閘極絕緣膜54。 接下來，如下文參考_所述’形成閉極電極（亦即， 轉移閘極電極22g及閘極電極Trg)。 亦即，轉移閘極電極22g經形成以自通道形成區⑶上方 :伸至光電二極體21上方之隱埋氧化物膜3〇之上部表面之 一部分’其中在轉移閘極電極22g與通道形成區ch之間存 在溝槽RE中之閘極絕緣膜⑷此處，轉㈣極電極叫經 形成以不锋觸閘極絕緣膜42。與形成轉移閘極電極叫同 時地在閘極絕緣膜42上形成閘極電極Trg。 舉例而言，藉由通過在隱埋氧化物膜3〇、閘極絕緣膜Μ U7585.doc •25· 201117364 及間極絕緣膜54上形成—多晶㈣且使用具有對應於間極 電極形成區之-圖案之—光阻劑（未顯示）作為—遮罩幹式 蝕刻該多晶矽膜來圖案化而形成轉移間極電極％及閘極 電極Trg。 接下來，如下文參考圖8(：所述，形成浮動擴散部印。 亦即，沿圖8C中之箭頭之方向將_n型雜質之離子植入 至半導體基板1〇1中以在半導體基板1〇1之其中移除p型半 導體層20(亦即’其中形成溝槽RE)之表面上形成浮動擴散 部FD。 更具體而言，如圖8C中所示，藉由使用一抗敍劑圖案 9〇、轉移閘極電極228及隱埋氧化物膜3〇作為遮罩來將n型 雜質之離子植入至半導體基板101中，，浮動擴散部 FD相對於轉移閘極電極22g以一自對準方式形成於半導體 基板101之一表面區中，對角地毗鄰於轉移閘極電極22层。 與洋動擴散部FD之形成同時地，亦將n型雜質離子在閘極 電極Trg之兩側處植入至矽膜4〇中以便形成像素電晶體丁『 之源極區與汲極區》舉例而言，在以下條件下將η型雜質 之離子植入至半導體基板101中： 植入離子：磷（Ρ) 植入能量：大約10 keV 植入劑量：大約2x1015原子/crn2 舉例而言，當在以上所提及條件下將n型雜質之離子植 入至半導體基板101中時，形成浮動擴散部FD。此外，去 在以上所提及條件下植入η型雜質之離子時，浮動擴散部 147585.doc •26- 201117364 FD中之η型雜質濃度變得高^型半導體層ig中之n型雜質 濃度。浮動擴散部FD與光電二極體21分別充當轉移電晶體 22之源極區與汲極區。因此，獲得轉移電晶體22及像素電 晶體Tr。隨後，移除抗蝕劑圖案9〇。 接下來，如圖9A中所示，在該等電晶體上形成佈線層 HL及層間絕緣膜sz。 參考圖9B，將一支撐基板（未顯示）接合至半導體基板 101之其中形成該等電晶體之一前側上。舉例而言，藉由 化學機械拋光（CMP)來拋光半導體基板101之後表面以減小 半導體基板101之厚度。 然後，在半導體基板1〇1之經拋光表面上形成氧化姶膜 或氮化矽膜以形成用於保護半導體基板1〇1之後表面之保 濩膜70。因此，獲得圖5中所示之固態成像裝置i。 [C]總結 如上所述，在此實施例中，轉移閘極電極22g毗鄰於p型 半導體層20 中該兩者之間存在閘極絕緣膜54。因此， 由非對準所導致之反效應不會發生。光電二極體21之光電 子累積單元係η型半導體層1〇之位於p型半導體層2〇下方之 一部分。轉移閘極電極22g與該光電子累積單元之間的位 置關係亦不受非對準之影響。在該通道區中，由於p型半 導體層20之端部與p型半導體區5〇之端部兩者皆由溝槽RE 界定，因此該通道區亦不受非對準之影響。因此，根據此 貫此例之生產方法，可提供其中可將信號電荷自光電二極 體21滿意地轉移至浮動擴散部FD之一固態成像裝置i。 147585.doc -27· 201117364 因此’可f作具有-高飽和信號位準、高$敏度及低隨 機雜訊之一固態成像裝置丨。當使用固態成像裝置丨時，可 製作具有一高飽和信號位準、高靈敏度及低隨機雜訊之一 電子設備。 光電一極體21之該光電子累積單元沿深度方向及橫向方 向兩者接近於轉移閘極電極22g，其中在該光電子累積單 元與轉移閘極電極22g之間存在閘極絕緣臈54。因此，將 光電二極體21之該電荷累積層中所累積之該等信號電荷轉 移至浮動擴散部FD之效率可得到改良且可降低電壓。 在此實施例中，由半導體基板1〇1之後表面接收光。然 而，其他配置亦係可能。甚至在由半導體基板1〇1之其中 形成該像素電晶體及其他相關聯組件之前表面接收主光線 L時，亦可獲得相同優點。 2.第二實施例 [A]裝置組態 圖1〇係根據本發明之一第二實施例之一固態成像裝置之 一剖視圖。 如圖10中所示，此實施例之一固態成像裝置化在轉移閘 極電極（轉移閘極電極22gb)之配置上不同於第―實施例。 第二實施例在其他特徵上與第一實施例相同。因此，簡化 說明以避免冗餘。 如圖10中所示，轉移閘極電極22gb形成於一閘極絕緣膜 54b上且自一溝槽REb之一部分連續地延伸至一光電二極體 21b之一p型半導體層2〇b之上部表面。換言之，轉移閘極 147585.doc -28- 201117364 電極22gb自一通道形成區CHb上方連續地延伸至p型半導 體層20b之上方’其中在轉移閘極電極22gb與p型半導體層 20b之間存在閘極絕緣膜54b。除此之外，固態成像裝置 與第一實施例具有相同組態。 在此實施例中，轉移閘極電極22gb未形成於一隱埋氡化 物膜3 0 b上而形成於p型半導體層2 〇 b上方之閘極絕緣膜5 *匕 上。因此，轉移閘極電極22gb延伸跨越之臺階變得低於第 一實施例中之臺階。因此，増加閘極蝕刻裕量且可簡化生 產’此乃因可易於移除該臺階部分中剩餘之問極材料。 [B]生產方法 現將闡述一種用於製造固態成像裝置化之方法 造第二實施例之固態成像裝 關部分之刮視圖。 步驟與第一實施例相同且因 圖11A至11C係顯示用於製 置之方法之各別步驟中之—相 直到形成溝槽RE之步驟之 此未闡述。 如下文參考圖11A所述，移除隱埋氧化物膜地。此處， 至少移除其中欲形成轉移閑極電極如之區中之隱埋氧化 物膜30b。 首先’如圖11A中所示，形成具有一開口 (其具有 欲自其移除隱埋氧化物膜鳩之部分之—隸）之—抗敍劑 圖案9 0 b以使得該開口出現，她加、上 ®現在彼部分處。舉例而言，藉由 使用一曝光裝置將一圖宰 茱〜像曝光至佈置於一半導體基板 l〇lb上之一光阻劑膜（未顧 ‘、y、）上且顯影該圖案影像來形成 抗姓劑圖案90b。 147585.doc -29- 201117364 然後，如圖11A中所示，使用抗蝕劑圖案9〇b作為一遮罩 來敍刻隱埋氧化物膜3〇b以移除隱埋氧化物膜3〇1?之一特定 部分。隨後，移除抗蝕劑圖案9〇b。因此，形成溝槽REl)。 接下來，參考圖1 i B，如在第一實施例中，形成閘極絕 緣膜（亦即，一閘極絕緣膜42b及一閘極絕緣膜54匕）^ 然後，如下文參考圖11C所述，形成閘極電極（亦即，一 轉移閘極電極22gb及一像素電晶體Trb之一閘極電極 Trgb)。 亦即，轉移閘極電極22gb形成於閘極絕緣膜54b上以自 通道形成區CHb上方延伸至一光電二極體21bips半導體 層20b上方同時避免與閘極絕緣膜42b接觸。與形成轉移閘 極電極22gb同時地在閘極絕緣膜42b上之閘極電極形成區 中形成閘極電極Trgb。形成轉移閘極電極22gb及閘極電極 Trgb之製程與第一實施例相同。 隨後，如在第一實施例中，形成一浮動擴散部FDb、— 佈線層Hzb、一層間絕緣膜Szb及一保護膜70b以結束圖1〇 中所示之固態成像裝置115之製作。 [C ]總結 在此實施例中，除轉移閘極電極22gb之外，如在第—實 施例中形成所有組件。 因此，如在第一實施例中，可生產能夠將信號電荷自光 電二極體21b滿意地轉移至浮動擴散部1?1)1)之一固態成像裝 置lb因此，可製作具有一高飽和信號位準、高靈敏度及 低隨機雜訊之—固態成像裝置lb。當使用固態成像叢置卟 147585.doc •30· 201117364 時，可製作具有一高飽和信號位準、高靈敏度及低隨機雜 訊之一電子設備。 此外，由於轉移閘極電極22gb係形成於p型半導體層2〇b 上而非隱埋氧化物膜3〇b上，因此轉移閘極電極22gb延伸 跨越之臺階變得低於第一實施例中之臺階。因此，增加閘 極姓刻裕量且可簡化生產’此乃因可易於移除該臺階部分 中剩餘之閘極材料。 3 ·第二貫施例 [A]裝置組態 圖12係根據本發明之一第三實施例之一固態成像裝置之 一刳視圖。 如圖12中所示，此實施例之—固態成像裝置le在轉移閘 極电極（轉移閘極電極2如）之配置上不同於第—實施例。 第三實施例在其他特徵上與第一實施例相同。因此，簡化 說明以避免冗餘。 極體21c上方之 分。除此之外， 如圖12中所示’轉移閘極電極邱自—通道形成區咖 上方之閘極絕緣膜54c之一部分連續地延伸至—光電二 一石夕膜40c上之一 Pd搞绍络_ μ .
在此實施例中，轉移閘極電極22gc未形成於— 物膜30c上而形成於閘極絕緣膜心上 —隱埋氧化
147585.doc -31 - 201117364 [B]生產方法 現將闡述一種用於製造固態成像裝置1(；之方法。 圖13A至14B係顯示用於製造第三實施例之固態成像裝 置之方法之各別步驟中之—相關部分之剖視圖。 、 直到形成一像素電晶體Trc之步驟之步驟與第一實施例 相同且因此未闡述。 接下來，如下文參考圖13A所述，形成一 p型半導體區 50c ° 亦即，形成具有一開口（其具有其中欲形成p型半導體區 50c之一部分之一形狀）之一抗蝕劑圖案8〇c以使得該開口 經配置以出現在彼部分處。換言之，形成抗姓劑圖案80< 以曝露其中欲形成通道形成區⑽及―浮動擴散部他之 部分。此外，形成抗蝕劑圖案8〇c以使得矽膜4〇c之開口侧 侧表面形成抗蚀劑圖案80c之開口之側壁。形成抗钱劑圖 案8〇C之製程與第一實施例相同。 在使用抗触劑圖案8〇c作為—遮罩之同時沿圖uA中之箭 頭之方向植入P型雜質之離子以在一半導體基板a。中形 成P型半導體區50c。該離子植入之製程與第一實施例相 同0 接下來，如圖13B中所示，藉由與第—實施例中相同之 製程來形成-溝槽，相對於溝槽版以一自對 準方式形成p型半導體區5〇c。 接下來，如圖MA中所示，藉由與第一實施例中相同之 製程來形成間極絕緣膜（亦即，一間極絕緣膜—及一間極 I47585.doc -32· 201117364 絕緣膜54c)。 接下來’如下文參考圖14B所述’形成閘極電極（亦即， 一轉移閘極電極22gc及一閘極電極Trgc)。 亦即，轉移閘極電極22^經形成以自通道形成區cHc上 方之溝槽REc中之閘極絕緣膜54c之一部分延伸至矽膜々ο。 之上部表面上之閘極絕緣膜42c之一部分同時避免接觸閘 極電極Trgc。與轉移閘極電極22#同時地在閘極絕緣膜 42c上之閘極電極形成區中形成閘極電極^形成轉移 閘極電極22gc及閘極電極Trge之製程與第—實施例相同。 隨後彡在第I施例中，开）成一浮動擴散部FDc、一 佈線層HZC、一層間絕緣膜Szc及一保護膜70c以結束圖12 中所示之固態成像裝置卜之製作。 [C ]總結 在此實施例中，除轉移閘極電極22gc之外，如在第一實 施例中形成所有元件。 因此，如在第一實施例中’可生產能夠透過轉移閘極電 極22gC將信號電荷自光電二極體21c滿意地轉移至浮動擴 散部FDc之一固態成像裝置lc。 機 因此’可製作具有-高飽和信號位準、高靈敏度及低隨 雜訊之-IU態成像裝置le。當使賴態成像裝置^時， 可製作具有一高飽和信號位準 一電子設備。 高靈敏度及低隨機雜訊之 由於轉移閘極電極22ge形成於石夕膜他上，因此可將固 態成像裝置1 c之面積減小在第—奋 ^只施例中曝露隱埋氧化物 M7585.doc •33- 201117364 膜3〇之部分之面積。因此’可減小固態成像裝置卜之大 ，J、0 4.第四實施例 [A]裝置組態 圖15至17係圖解說明根據本發明之一第四實施例之一固 態成像裝置1 d之一相關部分之圖。 如圖16中所示，此實施例之固態成像裝置id在光電二極 體2 Id及轉移電極22gd之配置上不同於第一實施例。在其 他方面’帛四實施例與第一實施例相同。因此，簡化說明 以避免冗餘。 圖15係-影像拍攝區PA之一俯視圖。圖16係影像拍攝區 PA沿圖15中之線Χνι_χνι所截取之一剖視圖。圖17圖解說 明影像拍攝區ΡΑ中所提供之像素Ρ之一電路組態。 現將闡述固態成像裝置1 d之各別組件。 (1)光電二極體 固態成像裝置Id包含以與圖2中所示方式相同之一方式 配置於一信號讀出表面（Xy表面）上之複數個光電二極體 21d。光電二極體21d以規則間隔沿水平方向乂及正交於水 平方向X之垂直方向y對準以便對應於像素ρ之配置。 在此實施例中’如圖15及16中所示，每一光電二極體 2Id具備一轉移電晶體22d。轉移電晶體22d毗鄰於光電二 極體21d。光電二極體21d經配置以使得一對光電二極體 2Id夾入一個浮動擴散部FDd。在此實施例中，相對於水平 方向X及垂直方向y兩者對角地對準之兩個光電二極體21d M7585.doc -34- 201117364 經配置以夾入一個浮動擴散部FDd。 如圖17中所示，四個光電二極體21d經組態以共用一個 組之一放大電晶體23d、一選擇電晶體24(1及一重設電晶體 25d針對四個光電二極體21d形成四個轉移電晶體22d。 兩個光電二極體2U與兩個轉移電晶體22(1經形成以共用一 個浮動擴散部FDd。 如圖17中所示，針對四個光電二極體21d提供一個放大 電bb體23d、一個選擇電晶體24d及一個重設電晶體25d。 (2)轉移電晶體 如圖1 5中所不，複數個轉移電晶體22d經形成以對應於 像素P轉移電阳體22d經配置以使得兩個轉移電晶體 夾入安置於相對於水平方向χ及垂直方向y對角地對準之像 素P之間的一浮動擴散部FDd。 如圖16中所示，轉移電晶體22d之轉移閘極電極^以自 一通道形成區CHd上方之一閘極絕緣膜54d之一部分延伸 至一光電二極體21d上之一隱埋氧化物膜3〇(1之一部分。如 圖16中所示，轉移電晶體22d之轉移閘極電極。^在一半 導體基板101d之表面中對角地毗鄰於浮動擴散部FDd。一 對轉移閘極電極22gd夾入一個浮動擴散部FDd。 在此實施例中’如圖17中所示，每一轉移電晶體22d之 端子t之一者電耦合至光電二極體21d之一陰極且另一端 子電耦合至浮動擴散部FDd。特定而言，一對轉移電晶體 電搞合至-個浮動擴散部FDde另_對轉移電晶體電耗合 至另一浮動擴散部FDd。 147585.doc •35- 201117364 (3)像素電晶體 如圖1 5中所示’在沿垂直方向y對準之複數個光電二極 體21d之間提供包含一放大電晶體23d、一選擇電晶體24d 及一重設電晶體25d之一像素電晶體Trd。 在此實施例中，如圖17中所示’光電二極體21 d之一群 組共用放大電晶體23d、選擇電晶體24d及重設電晶體 25d。更具體而言，如圖17中所示，針對四個光電二極體 2 1 d之每一群組提供一個放大電晶體23d、一個選擇電晶體 24d及一個重設電晶體25d。因此’與第一實施例之固態成 像裝置1相比較’此實施例之固態成像裝置ld之大小可係 進一步減小。 [B]生產方法 現將闡述一種用於製造固態成像裝置丨d之方法。 圖18A及18B係顯示用於製造第四實施例之固態成像裝 置之方法之各別步驟中之一相關部分之剖視圖。 直到形成閘極絕緣膜之步驟之步驟與第一實施例相同且 因此未闡述。 如下文參考圖1 8 Α所述，接下來形成閘極電極（亦即，一 轉移閘極電極22gd及一閘極電極Trgd)。 亦即，轉移閘極電極22gd經形成以自一通道形成區 上方之溝槽REd中之一閘極絕緣膜54d之一部分延伸至光 電二極體21d上之一隱埋氧化物膜3〇d之上部表面之—部 分。與轉移閘極電極22gd同時地在閘極絕緣膜42d上之閘 極電極形成區中形成閘極電極Trgd。形成轉移閘極電極 147585.doc • 36 · 201117364 22gd及閘極電極Trgd之製程與第一實施例相同。 接下來，如圖18B中所示，藉由沿圖1 8B中之箭頭之方 向將一η型雜質之離子植入至自其移除一 p型半導體層2〇d 之半導體基板l〇ld中來在一半導體基板l〇id之表面中形成 一浮動擴散部FDd。 更具體而言，如圖1 8B中所示，藉由使用一抗蝕劑圖案 90d、轉移閘極電極22gd及一隱埋氧化物膜3〇d作為一遮罩 來將η型雜質之離子植入至半導體基板1〇ld中。因此，浮 動擴政部FDd形成於半導體基板1 〇 1 d之表面區中以便B比鄰 於s玄對轉移閘極電極22gd中之每一者。同時，亦將n型雜 質離子在閘極電極Trgd之兩個側處注入至一石夕膜4〇d中以 便形成像素電晶體Trdg之源極區與没極區。該離子植入之 條件與第一實施例中之彼等條件相同。 隨後’如圖1 8A及1 8B中所示’如在第一實施例中形成 一佈線層Hzd、一層間絕緣膜Szd及一保護膜7〇d以結束固 態成像裝置Id之製作。 [C]總結 在此實施例中，除所配置之光電二極體21d之數目及轉 移閘極電極22gd之外，如在第一實施例中形成所有組件。 因此，如在第一實施例中，可生產能夠透過轉移閘極電 極22gd將信號電荷自光電二極體21d滿意地轉移至浮動擴 散部FDd之一固態成像裝置ld。 因此，可製作具有一高飽和信號位準、高靈敏度及低隨 機雜訊之一固態成像裝置ld。當使用固態成像裝置id時， 147585.doc -37- 201117364 可製作具有一高飽和信號位準、高靈敏度及低隨機雜訊之 一電子設備。 在此實施例中，針對四個光電二極體提供四個轉移電晶 體。針對四個光電二極體21d提供一個放大電晶體23d、一 個選擇電晶體24(1及_個重設電晶體25d。因此，可減小固 態成像裝置id之大小。 在實施本發明時’可採用以上實施例之各種修改及變更 开V式舉例而S，該p型半導體區可具有除上述實施例之 斧等組態以外之一組態。 圖19係顯示一 p型半導體區50之一修改形式之一剖視 圖。如圖19中所示’ P型半導體區50可係自溝槽RE下方沿 冰度方向延伸。 根據此結構，當關斷轉移電晶體22時，光電二極體21與 汁動擴散部FD不連續。當接通轉移電晶體22時，在通道形 成區CH中形成一通道且光電二極體21與浮動擴散部FD係 連續。 雖然此等實施例中闡述在後側處接收主光線L·之固態成 像裝置，但組態並不限於此。在前側處接收主光線L之固 態成像裝置可達成相同優點。 應注意，在上述實施例中，半導體基板1〇1 ' i〇ib、 101c及loid係根據本發明之半導體基板之非限定性實例。 η型半導體層1〇係本發明之第二區之一非限定性實例。p型 半導體層20係本發明之第一區之一非限定性實例。光電二 和體21 2 1 b、2 1 c及21 d係根據本發明之光電轉換單元之 I47585.doc -38 - 201117364 非限定性實例。轉移電晶體22、22b、22(；及22(1係根據本 發明之轉移電晶體之非限定性實例。轉移閘極電極Ug、 22gb、22gC及22gd係根據本發明之轉移閘極電極之非限定 性貫例。像素電晶體Tr、Trb、Trc及Trd係根據本發明之電 晶體之非限定性實例。抗蝕劑圖案8〇及8〇c係根據本發明 之杬蝕劑圖案之非限定性實例。p型半導體區5〇及5〇c係根 據本發明之第三區之非限定性實例。隱埋氧化物膜3〇及 3〇d係根據本發明之絕緣膜之非限定性實例。矽膜、4以 及4〇d係根據本發明之半導體層之非限定性實例。閘極絕 緣膜54、54b、54c及54d係根據本發明之半導體層之非限 定性實例。通道形成區CH、CHb、CHe及⑽係根據本發 明之通道區之非限定性實例。浮動擴散部fd、咖、me 及FDd係根據本發明之讀出沒極之非限定性實例。 本申請案含有與全部内容藉此皆以引时式併入本文中 之於2009年8月20日在日本專利月描中由 4号不J局徒出申凊之曰本優先專
利申請案JP 2009-191133中所揭干之沪沾札J 所揭不之軚的物相關之標的 彼等熟習此項技術者應理解，可端視設計要求及其 素而做出各種修改、組合、子組合及變更 附申請專利範圍及其等效形式之範_内即可。〃 ^ 【圖式簡單說明】 圖1係顯示根據本發 圖； 月之一貫施例之一相機之—組熊 之 之 圖2係根據本發明之-第—實施例之-固態成像裝置 147585.doc -39- 201117364 一總體組態之一示意性平面圖； 圖3係顯示第_實施例之—影像拍攝區中之 相關部分之一電路圖； ”之 圖4係指示根據第一實施例之在 r h 豕I F 5賣取信號時餹详 各別單元之脈衝信號之一時序曲線圖； 、 圖5係根據第一實施例之固態成像裝置之—剖視圖. 圖6八至叩係顯示用於製造第—實施例之固°態成像 之一方法之各別步驟中之一相關部分之一剖視圖； 圖1 〇係根據一第二實施例之—固態 圖； ①氓置之—剖視 圖11A至11C係顯示用於製造第—竇 衣卑一貫施例之固態成像裝 置之一方法之各別步驟中之一相關部分之—剖視圖.、 圖12係根據本發明之一笛：竇尬办丨+ 月之$一貫施例之—固態成像 一剖視圖； < 圖13A至14B係顯示用於製造第=眚 衣乐—貫鉍例之固態成像事 置之方法之各別步驟中之一相關部分之剖視圖； 、 圖1 5係顯不根據本發明之一第四實施例之一固態成 置之一相關部分之一圖； 裝 圖16係根據第四實施例之固態成像裝置之一剖視圖； 圖17係顯示在第四實施例之_影像拍攝區中所提供之 素P之一相關部分之一電路圖； 圖18A及18B係顯示用於製造第四實施例之固態成像裝 置之一方法之各別步驟中之一相關部分之剖視圖；及、 圖！9係顯示一固態成像裳置之—修改形式之—剖視圖。 147585.doc -40- 201117364 【主要元件符號說明】 1 固態成像裝置 lb 固態成像裝置 1 c 固態成像裝置 Id 固態成像裝置 10 η型半導體層 13 垂直選擇電路 14 行電路 15 水平選擇電路 16 水平信號線 17 輸出電路 18 時序控制電路 20 Ρ型半導體層 20b Ρ型半導體層 20d Ρ型半導體層 21 光電二極體 21b 光電二極體 21c 光電二極體 21d 光電二極體 22 轉移電晶體 22b 轉移電晶體 22c 轉移電晶體 22d 轉移電晶體 22g 轉移閘極電極 147585.doc -41 · 201117364 22gb 轉移閘極電極 22gc 轉移閘極電極 22gd 轉移閘極電極 23 放大電晶體 24 選擇電晶體 25 重設電晶體 26 轉移線 27 垂直信號線 28 位址線 29 重設線 30 隱埋氧化物膜 30b 隱埋氧化物膜 30c 隱埋氧化物膜 30d 隱埋氧化物膜 40 矽膜 40c 矽膜 40d 矽膜 42 閘極絕緣膜 42b 閘極絕緣膜 42c 閘極絕緣膜 42d 閘極絕緣膜 50 P型半導體區 50c P型半導體區 54 閘極絕緣膜 147585.doc -42- 201117364 54b 閘極絕緣膜 54c 閘極絕緣膜 54d 閘極絕緣膜 60 光電二極體隔離層 70 保護膜 70b 保護膜 70c 保護膜 70d 保護膜 80 抗蝕劑圖案 80c 抗蝕劑圖案 90 抗蝕劑圖案 90b 抗1虫劑圖案 90d 抗蚀劑圖案 101 半導體基板 101b 半導體基板 101c 半導體基板 lOld 半導體基板 200 相機 202 光學系統 203 驅動電路 204 信號處理電路 CH 通道形成區 CHb 通道形成區 CHc 通道形成區 147585.doc - 43 - 201117364 CHd 通道形成區 FD 浮動擴散部 FDb 浮動擴散部 FDc 浮動擴散部 FDd 浮動擴散部 H 佈線 HL 佈線層 P 像素 PA 影像拍攝區 PS 表面 RE 溝槽 REb 溝槽 REc 溝槽 Red 溝槽 SA 週邊區 Sz 層間絕緣膜 Szb 層間絕緣膜 Szc 層間絕緣膜 Szd 層間絕緣膜 Tr 像素電晶體 Trb 像素電晶體 Trc 像素電晶體 Trd 像素電晶體 Trg 閘極電極 147585.doc •44 201117364
Trgb 閘極電極 Trgc 閘極電極 Trgd 閘極電極 Vdd 電源 147585.doc •45