TW508944B - Solid state image sensing device - Google Patents
Solid state image sensing device Download PDFInfo
- Publication number
- TW508944B TW508944B TW090103403A TW90103403A TW508944B TW 508944 B TW508944 B TW 508944B TW 090103403 A TW090103403 A TW 090103403A TW 90103403 A TW90103403 A TW 90103403A TW 508944 B TW508944 B TW 508944B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- film
- light
- area
- image point
- invalid
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 28
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 11
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims 2
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 14
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 22
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 20
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 15
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 13
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 11
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000005380 borophosphosilicate glass Substances 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 6
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14806—Structural or functional details thereof
- H01L27/14812—Special geometry or disposition of pixel-elements, address lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/148—Charge coupled imagers
- H01L27/14806—Structural or functional details thereof
- H01L27/14812—Special geometry or disposition of pixel-elements, address lines or gate-electrodes
- H01L27/14818—Optical shielding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
508944 五、發明說明（1) ' —一- 發明背景 本發明乃關於一種固態影像感測裝置，且特別與一種具 有有效像點區域用於偵測物體之光學資訊，及具有無效像 點區域用於偵測光學暗狀態的固態影像裝置有關。 一般而言，如圖6所示，一CCD(電荷耦合裴置）平面感測 器具有用於偵測物體之光學資訊之有效像點區域A，及用 於偵測光學暗狀態之無效像點區域B。再者，鉦效像點區 域B通常位於有效像點區域A的右邊，、左邊與上方、下方。 圖7顯示-傳統CCD平面感測器之有效像點區域A的剖面 圖（對應於圖6中箭l線c—c，内㈣η分的橫截面）。則顯 不無效像點區域Β的剖面圖（對應·於圖6中箭頭線c —c，外侧 :份的橫截面）。下面將參照圖7與圖8，描述傳統ccd平面 感測1§的有效與無效像點區域的像點構造。 如圖7所示，有效像點區域人的像點構造為：受光區域 而產不域4 ’ ?及用於將受光.區域3中由光電轉換 蓉一—何以傳送到傳輸通道.區域4的讀取區域5，此 輸ΐ ^ 了 ί質1上的p型雜質區域2内形成。吾人在傳 之，二二^ 取區域5的上方，選擇性地形成攙雜有磷 氮化矽膜7。 n電桎8，亚於其中插入軋化矽膜0與 9二:麦如'二t产個Λ面、（包括傳輸電極8)上形^ 者，吾7,擇學療汽^沉積）法形成之氧化石夕薄膜9。再 遮光i @ # 3形成南炼點金屬1 〇，例如鈦化鶴，做為 遮先膜，以遮盖傳輸電極8的區域。吾人尚於整個表面（包 508944 五、發明說明（2) 括南熔點金屬1 〇 )上形成一 B PSG (硼磷矽酸鹽玻璃），且在 此BPSG膜1 1上形成一接線金屬丨2，例如鋁—矽，稍後則選 擇性地移除（圖7中的接線金屬1 2已移除）。然後吾人在接 線金屬1 2的整個表面上，以電漿CVD法形成一氮化矽膜之 表面保護膜1 3。 另一方面’如圖8所示，其中對應於圖7的元件係以相同 的參考號碼表示，無效像點區域8.的像點構造大致上與有 效像點區域A的像點構造相等。吾人應注意受光區域3被高 熔點金屬1 0遮蓋，且整個表面被接線金屬丨2遮蓋，以避免 光線進入受光區域3，此點與有效像點區域a不同。 然而上述之傳統CCD平面感測器具有以下的缺點。一般 而言，吾人在C C D平面感測器的整個製造過程中，會進行 氫氣回火。氫氣回火具有降低受光區域3與傳輸通道區域4 的介面態密度，以及降低暗狀態輸出電壓的效應。特別是 在有效像點區域A中，表面保護膜1 3含有大量的氫氣，且 大$的氫氣將從表面保護膜1 3向石夕基質1擴散。因此暗狀 態輸出電壓可充份降低。 可是，在無效像點區域B中，高熔點金屬1 〇與接線金〃屬 1 2係於受光區域3的上方形成薄板。因此，氫離子從氮化 石夕膜製造的表面保護膜1 3到矽基質1的擴散並未充份地作 用，故暗狀態輸出電壓並未降低到如有效像點區域A —樣 的程度。 由於上述理由’有效像點區域A與無效像點區域b就暗態 位準而言有差異。然後吾人以使用無效像點區域B之暗熊
508944 五、發明說明（3) 位準當做參考值為基礎，執行信號處理。因此吾人是在 「參考位準的黑色相對於適當的參考位準而言，偏到白色 這邊」的情況下執行信號處理的，這樣會造成灰階準確度 方面的缺陷。 發明概述 · 因此，本發明的目標之一為提供一種固態影像感測裝 置’该裝置的有效像點區域與無效像點區域就暗態位準而 言並無差異。 為達到上述目標，本發明提供一種固態影像感測裝置， j具有在同一基質上的一受光部份、一傳輸通道部份及一 «貝取。卩伤’且被分隔為用於摘測物肆之光學資訊的有效像 點區域’以及用於偵測光學暗狀態的無效像點區域，該裝 置包含：一第一遮光膜，其遮.蓋有效像點區域與無效像 區域中的傳輸通道部份及讀取部份，且配置成在受光部份 上提供一開口； 一層間絕緣膜形成於第一遮光膜以犮有致 像點區域與無效像點區域中的受光部份上方；一第二遮^ 膜’其至少在無效像點區域中的.層間絕緣膜上形成，且配 置成遮蓋至少無效像點區域中的受光部份、傳輸通道部佟 及讀取部份；以及一保護性絕緣膜，該膜在層間絕緣犋^ 第二遮光膜上形成，以遮蓋有效像點區域與無效像點二 的整個表面。 ^ 根據以上的構造，在無效像點區域中的傳輸通道部份斑 讀取部份上形成的第一遮光膜，在受光部份上方有一開>、 口。因此在無效像點區域中，若安排於第一遮光膜上方，
，第8頁 508944 -— 五、發明說明（4) ___ 且遮蓋受井 係由易於讓二份、傳輸通道部份及讀取部份的第二遮光艉 時，即使第，離子透過的材料構成，則於氫氣回火階段 無效像點區域Ϊ f Ϊ係由氫離子難以透過的材料製成，在 充份地作用m虱離子從保護性絕緣膜到基質的擴散也會 密度。結果，而降低叉光部份與傳輸通道部份的介面態 效像點i域（’/·楚效_像力點區域的暗態位準也同樣地變成與有 等，而不會造成差―異 上方有一 Μ 口暗態位準相 本發明也提供一種固態 質上的-受光部份、一傳鈐置其具有在同4 分隔為用於俱測物體之光::及-讀取部份，且被 於偵測光學暗狀態的無點“有：點區域’以及用 遮光膜，其遮蓋有效像點區域:-第： 道部份及讀取部份，且配置上：、J f ·，，，占區域中的傳輸通 一層間絕緣膜，形成於在第一遽· ’、竭， 無效像點區域中的受光部份上.^ 及有效像點區域與 在無效像點區域中的層間絕緣膜开/ $豸光膜’其至少 光部份’並於受光部份之外的區.域』：二配置成遮蓋受 護性絕緣膜，書亥膜在層.間絕緣膜.鱼:以及-保 根據以上的構造，在傳c整個表面。 第一遮光膜，在無效像點區域中知與項取部份上形成的 口。再者，位於第一遮光膜上々党光部份上方有一開 份，且在無效像點區域中受朵八第一遮光膜遮蓋受光部 又尤邛份之.外的區域提供一開 $ 9頁 508944 五、發明說明（5) 口。因此，即 成，且第二遮 氣回火階段， 子從保護性絕 受光部份與傳 在本發明的 成，以供接線 根據以上的 此，除了第一 樣可降低固態 在本發明的 止氫氣穿透的 在本發明的 欽或欽合金的 根據以上的 的屏障金屬， 多層結構膜所 在無效像點區 道部份的界面 圖示簡述 使第/遮光 光膜也由氫 由於這些開 緣膜到基質 輸通道部份 一具體實施 之用。 構造’接線 遮光膜之外 影像感測裝 一具體實施 材料構成。 一具體實施 薄片結構膜 構造，即使 以及抗反射 構成，在氫 域中充份地 態密度會降 膜係由氫離子難以透過的材料製 離子難以透過的材料製成，於氫 口之故’在無效像點區域中氫離 的擴散也會充份地作用。結果， 的介面態密度即降低。 例中，第二遮光.膜係由金屬膜製 金屬膜的· ·功用為第二遮光膜。因 ’並不需要提供第二遮光膜，這 置的厚度與成本。 例中，接線.用的金屬膜係由可阻 例中，接線用的金屬膜係由包括 構成。 ’ ，線金屬膜是由包括鈦或，鈦合金 ，（用於達成較細緻的像點）製的 f回火階段，氫離子的擴散仍會 乍用。結果’受光部份與傳輪通 低.。 從以下的詳細說明及附 附圖僅藉範例方式呈現， 中： 〜〜i地瞭解^ 因此並不在於限制本發曰j 圖1為CCD平面感測器内之有故像點區域剖面圖 該感測
⑽944 五、發明說明（6) 器可做為本發明的固態影像感測裝置； 圖2為對應圖1之無效像點區域的剖面圖； =3為-圖形’顯示有效輿無效㈣區域的 電 壓間之比較； 圖4為與圖1不同之CCD平面感測器’其中有致 域 的剖面圖； 圖5為對應圖4之無效像點區域的剖面圖； ,6為CCD平面感測器内之有效像點區域與無區域 的解釋圖； 圖7為習知CCD平面感測器内.之有效像點區域剖面圖；及 圖8為對應圖7之無效像點區域的剖面圖.。 較佳具體實施例之詳細說明 以下將以圖示中所示之具體實施例為基礎， 說明本 發明。 ' 第一具體實施例 ； 圖1顯示一 CCD平面感測器内之前述有效像點區域A的剖 面圖（對應於圖6之箭頭線C —c，的内側部份），該戍測薄可 =為本具體實施例之固態影像感測裝置。圖2顯示效:像 點區域B(對應於圖6之箭頭線c—C，·的外側部份）的剖面 圖。圖1，與圖2顯示一n型半導體基質21、一第一口型雜質層 g、一受光區域23、一傳輸通道區·域24、一讀取閘極區域 緣膣二ί當閘極絕緣膜的氧化矽膜26、一充當閘極閘極絕 夕晶石夕問極電極⑻的氧化石夕膜29、一由鈦: 鎢膜構
第11頁 508944 五、發明說明（7) 成的遮光膜30、一由BPSG或類似材料製成，用於平坦化或 絕緣的=石:f 31二一由鋁—矽膜構成之接線金屬膜32， =7r== :成之保護膜33。受光區域23與傳 輸通道區域2 4於第一 ρ型雜質層2 2内形成。 具有上述結構的CCD平面感測器係依下述方式形成。首 先，侧離子被佈植至充^型半導體基質.的2i in型矽基質 的整個表面内’然後吾人執行熱擴散’形成 、 雜質層 =型陕層。其次’吾人利用光阻劑，在屬於第 -P型牌層22之區域内打開一窗口’並在窗 ㈣，吾人依序佈植蝴離子和麟離子，而形 成輸通返區域24及η型雜質36，.以構成—第二卩型雜質層 Λ二阱層)35。除去光阻劑之後，吾人利用光阻劑、，曰 7型啡層22 ’且位.於傳輪通道區域24的受光區 = 23:間的一區域内打開一窗口。然後，硼離 以形成一 p型通道停止層37。 , 閘ii緩ίί阻除去之後’吾人進行熱氧化，“形成充當 =r ί 1711化石夕膜26 ’並以cvd(化學蒸汽沈積）法形 成二匕矽膜27，做為閘極絕緣膜。再者，吾人以cvd法'尤 ，一多晶矽膜’然後使用p〇cl3做為擴散源，以： = (ml3法)摻雜磷。吾人以光阻劑晶： zrf8㈣域，且進行反應性離子姓刻，以除雜 中，夕,日日矽版和氮化矽膜27 .，而形成多晶矽閘極電極2 8 ”。 CD平面感測器中，製造多晶矽閘極電極28時，通常备 /…、有兩層或二層的結構。在本例中，除去光阻劑之
第12頁 五、發明說明⑻ t k為使第一層的多晶矽閘極 ;極絕緣，吾人以熱氧化程序，在第第；晶石夕閉極 極上形成-層間氧化物膜。卜i f;層的多晶石夕閘極電 的多曰曰石";ί :夕閘極電極的方式形成。若形成第：# 巧-多晶石夕問極電j 類似方式形成-層間氣化物 域在屬於第-刪層22的-區 人依序佑枯固口中，形成受光區域23。然後，吾 電洞儲;r =離子和碟離子’形成—n型雜f層38及一p型 光::存層39,以組成受光區域23。然後吾人除去上= 的ί ΐ矽t :CVD法形成氧化矽層29 ’俾使隨後將形成 鍍一:曰：閉極電極28與遮光.膜3〇彼此絕緣。再者，吾人濺 ^成二二點金屬，例如鈦化鎢，做為遮光膜30。然後吾人 為忠π光阻，且在有效像點區域A與無效像點區域8 ;兩者的 μ ^域23頂端提供光阻的開口。接著吾人以反應性離子 ^術除去位於受光區域23頂端的高熔點金屬鈦化鎢，而 形成一開口部份40。 , 其次，基於平坦化的目的，吾人以CVD法沉積_BpsG膜 (氧化矽膜）3 1。再者，吾人以濺鍍法形成一鋁—矽膜，以 =成接線金屬3 2。鋁一矽膜以光阻遮蓋。如圖工的情況， 口人除去有效像點區域A内的光阻，或在受光區域23頂端 開口’以反應性離子餃刻除去不需要的鋁—石夕膜。另一方 面’無效像點區域β内的鋁—矽膜仍被光阻遮蓋，因而形 508944 五、發明說明（9) 成接線金屬膜32。最後，吾人以電漿CVD法沉積用於保護 層33的P-SiN，並執行燒結程序，以完成本具體實施例的 CCD平面感測器。 如圖2所示，在如上所述形成的CCD平面感測器内，遮光 膜3 0在無效像點區域b之受光區域的.頂端備有開口部份 40。因此，即使遮光膜30係由氫離子難以穿透的材料製 成，氫離子由P-SiN膜形成之保護膜23到矽基質21的擴 散’在隨後的氫氣回火程序中，也會充份地作用，且受光 區域23與傳輸通道區域24的介面態密度會降低。因此，如 圖3所示，無效像點區域β的暗狀態輸出電壓將下降至與有 效像點區域Α中的暗狀態輸出電壓相同。 也就是說，根據本具體實施例，有效像點區域A與無效 像點區域B就暗態位準而言並無差異，暗態位準可在黑暗 環境及低照明影像感測時達到穩定。 …曰 苐^一具體貫施例 j 在刖述第一具體實施例中，如圖2所示，位於無效像點 區，B内受光區域23頂端的遮光膜3〇 .完全被接線金屬膜32 遮蓋，雖然其備有開口部份4〇。因此，若接線金屬膜係 由諸如屏障金屬或包括一氮化鈦膜“多層膜材料構成，該 膜係使兩為一抗反射膜，且氫離子難以穿透，則可阻止氫 離子的擴散。本具體實施例處理此種情況。 圖4顯示一CCD平面感測器内之前述有效像點區域a的剖 面圖（對應於圖6之箭頭線C —C，的内側部份），該感測器可 做為本具體實施例之固態影像感測裝置。圖5顯示無效像
第14頁
508944 五、發明說明（ίο) 點區域B(對應於圓6之箭頭線C 一C’的外側部份）的剖面 圖。圖4與圖5顯示一 η型半導體基質51、一第一ρ型雜質層 52、一受光區域53、一傳輸通道區域54、一讀取閘極區域 5 5，一充當閘極絕緣膜的氧化矽膜5 6、一充當閘極閘極絕 緣膜的氮化石夕膜5 7、一多晶石夕閘極電極5 8、一遮蓋整個表 面（包括多晶石夕閘極電極5 8)的氧化石夕膜5 9、一由鈦鶴膜構 成的遮光膜6 0、一由BPSG或類似材料製成，用於平坦化或 絕緣的氧化矽膜6 1、一接線金屬膜6 2，此膜為一由氮化鈦 /紹一銅/氮化鈦膜或類似材料構成的多層結構，用於做屏 障金屬或抗反射膜，以及Ρ — S i Ν或類似材料製成之保護膜 63。在本例中，受光區域53與傳输通道區域54於第一p型 雜質層5 2内形成。 具有上述結構的CCD平面感測器係依下述方式形成。首 先’硼離子被佈植至充當n.型半導體基質的51之η型半導體 基質的整個表面内，然後吾人執行熱擴散，形成充省第一 Ρ型雜質層5 2的ρ型阱層。其次，吾人利用光阻劑，在屬於 第一 Ρ型阱層52的區域内打開一窗口 ，並在窗口中形成傳 輸通道區域5 4，並依序佈植硼離子和磷離子。如此即推成 第一Ρ型雜質層（第二ρ型阱層）65及一η型雜質層㈣，而構 成傳輸通道區域54。除去光阻劑之後，吾人利用光阻劑， 在屬於第一Ρ型畔層52，且位於傳輸通道區域54的受光區 域53之間的-區域内打開一窗口。然後，侧離子被佈植， 以形成一 ρ型通道停止層67。 其次，在光阻除去之後，吾人進行熱氧化，以形成充當
第15頁
閘極絕緣 成氮化石夕 積一多 遮盖將形 鍅刻，以 晶石夕閘極 有類似第 光阻、以 矽閘極電 曰曰 膜的氧化矽膜56，並以CVD(化風 膜5 7 ’做為閘極絕緣膜。再者 石夕臈’然後使用pock法摻雜 成多晶石夕閘極電極5 8的區域，·且 除去摻雜麟的多晶石夕膜和氮化石夕 電極58。若吾人欲將多晶矽間極 一具體實施例情況的多層結構， 熱氧化法形成層間氧化膜，以及 極等步驟。 蒸汽沈積）法形 吾人以CVD法沈 吾人以光阻劑 進行反應性離子 膜5 .7，而形成多 電極58製作成具 則重複實施除去 形成下^一層多晶
人，吾人利用光阻劑，在屬於第1型阱層的一區 =開-窗口’且在窗口中形成受光區域53，並依序佈植 =子和碟離+。吾人形A位於受光部份表面上的一^ =貝層68及一P型電洞儲存層69，以組成受光區域53。然 後吾人除去上述的光阻劑。
，，，吾人以CVD法形成氧化.矽層邱，俾使隨後蔣形成 的多，矽閘極電極58與遮光膜:6〇彼此絕緣。再者，吾人濺 鍍回熔點金屬，例如鈦化鎢，做為遮光膜6 〇。然後吾人 在遮光膜60上形成一光阻，且在有效像點區域A與無效，像 點區域B兩者的受光區域53頂端提供光阻的開口。吾人以 反應性離子餘刻術除去位於受光區域5 3頂端的鈦化鎢遮光 膜6 0 ’而形成一開口部份7 〇。 p其次’基於平坦化的目的.，吾人以CVD法沉積一BPSG膜 (氧化碎膜）6 1。再者，吾人以濺鍍法形成一氮化鈦/鋁— 銅/氮化鈦膜’以形成接線金屬6 2。然後吾人在整個表面
第16頁 508944 五、發明說明（12) 上沉積光阻，並於無效像點區域B内開口部份7 0的正上方 以外的區域提供一開口。吾人將光阻除去，或在有效像點 區域A内受光區域2 3的頂端提供一開口（在圖4的例子中， 光阻被除去），並以反應性離子蝕刻除去不需要的氮化鈦/ 雀呂一銅/氮化鈦膜，以形成接線金屬膜6 2。 如以上所述’在本具體實施例的無效像點區域B中，吾 人於接線金屬膜62内開口部份70正上方以外的區域形成開 口部份71。C C D平面感測器内的像點變得更細敏時，通常 會運用多層接線金屬膜。在下一製程·，一氫氣回火一期間， 使用為屏卩早金屬及彳几反射膜材料的氮化欽，便會阻止氫離 子擴散。因此，當吾人在接線金屬膜62中受光區域53正上 方以外的部份提供開口部份71時，可促進氫離子在氫氣回 火階段時的擴散，同時防止光照射到受光區域53。 最後，吾人以電漿CVD法沉積p —si N做為保護層63，並執 行燒結程序，以完成本具體實施例的CCD平面感測器：。 如圖5所示，根據如此形成的CCD平.面感測器，遮光膜6〇 在無效像點區域B的受光區域5 3上備有開口部份7 〇。又接 線金屬膜62在開口部份70正上方以外之區域亦備有開ϋ部 份71。因此，在隨後的氫氣回火程序中，即使遮光膜3〇是 由氫離子難以穿透的材料（例如高熔點金屬鈦化鎢）製成， ^接線金屬膜6 2是由多層膜形式的氮化鈦材料（使用為屏 障金屬及抗反射膜，且氫離子難以穿透）製成，氩離子由 P — SiN保護膜63到矽基質51的擴散，也會充份地作用。結 果，受光區域53與傳輸通道區域54:的介面態密度會降低°。
508944 五、發明說明（13) 因此，無效像㈣域^的暗狀態輸4電壓將下降至與有效 像點區域A中的暗狀態輸出電壓相同。 也就是說’根據本具體實施w ’有效像點區域 ，點區域B就暗態位準而言並無差異，暗態位準可在 環境及低照明影像感測時達到穩定。 曰 s吾人應注意，前述具體實施例的接線金屬膜32與 疋金屬膜，以供接線之用。前述具體 測器製造方法僅是範例，故製造程序、使^ 千面感 的方法等等，並不限於以上所述。 抖、形成膜 j人雖如此描述本發日月，但本發明I然可以 义化。此等變化並不視為偏離本發浐 種方式 這些變化對熟悉本技藝之人士為領〗：:：圍。只要 申請專利範圍的範疇内。 、易見白應納入下列 參考號碼： η型半導體基質 第一 Ρ型雜質層（第一 ρ型阱層 ! 受光區域 θ 傳輸通道區域 讀取閘極區域 ，’ 氧化石夕膜（閘極絕緣膜） 氮化矽膜（閘極絕緣膜） 多晶石夕閘極電極 氧化矽膜 . 遮光膜 第18頁 508944 五、發明說明（14) 31，61 : BPSG 膜 3 2，6 2 :接線金屬膜 3 3，6 3 :保護膜 35，65 :第二p型雜質層（第二p型啡層） 36 ，38 ，66 ，68 :n 型雜質層 37，67 :p型通道停止層 3 9，6 9 ·· p型電洞儲存層 4 0，7 0，71 :開 口部份
第19頁 508944 案號 90103403 .9· 19修正
O:\69\69310-910919.ptc 第20頁
Claims (1)
- 508944 案號 90103403 曰 修正 六、申請專利範圍 1. 一種固態影像感測 學資訊的有效像點區域 效像點區域，且具有在 通道部份及一讀取部份 9L 9. 19.^1 -Γ% ^ r補无 裝置，分隔為一用於偵測物體之光 ，以及一用於偵測光學暗狀態的無 同一基質上的一受光部份、一傳輸 該裝置包含： 一第一遮光膜，其遮蓋有效像點區域與無效像點區域 内的傳輸通道部份與讀取部份，且係配置成在受光部份備 有一開口； 層間 絕緣 第一遮光膜及受 一第二遮光 係配 道部 性絕 以遮蓋有效 一種固態影 上形 份、 成，且 傳輸通 一保護 成，2. 一受 一用 偵測 内的 有一 光部份、一 於偵測物體 光學暗狀態 一第一遮光 傳輸通道部 開口； 一層間 膜，在 光部份 膜，至 置成至 份與讀 緣膜， 像點區 像感測 傳輸通 之光學 的無效 膜，其 份與讀 第一遮光膜 一第二 絕緣膜，在 及受光部份 遮光膜，至 有效像點區域與無效像點區域内的 上形成； 少在無效像點區域内的層間絕緣膜 少遮蓋無效像點區域内的受光部 取部份；以及 在層間絕緣膜與第二遮光膜上形 域與無效像點區域的整個表面。 裝置，該裝置具有在同一基質上的 道部份及一讀取部份，且被分隔為 資訊的有效像點區域，以及一用於 像點區域，該裝置包含： 遮蓋有效像點區域與無效像點區域 取部份，且係配置成在受光部份備 有效像點區域與無效像點區域内的 上形成； 少在無效像點區域内的層間絕緣膜O:\69\69310-910919.ptc 第21頁 508944 案號 90103403 曰 修· v.a 正 六、申請專利範圍 上形成，且係配置成 區域備有一開口；以 一保護性絕緣膜 成，以遮蓋有效像點 3. 如申請專利範圍 第二遮光膜係由 4. 如申請專利範圍 用於接線的金屬 成。 5 .如申請專利範圍 用於接線的金屬 膜。 _ 6.如申請專利範圍 用於接線的金屬 膜0 -m yi 遮蓋受光部份、並在受光部份以外之 及 在層間絕緣膜與第二遮光膜上形 區域與無效像點區域的整個表面。 第1或2項之固態影像感測裝置，其中 金屬膜製成，以供接線之用。 第3項之固態影像感測裝置，其中 膜是由可阻止氫離子穿透的材料構 第3項之固態影像感測裝置，其中 膜為一包含鈦或鈦合金的薄片結構 第4項之iT態影像感測裝置，其中 膜為一包含鈦或鈦合金的薄片結構 «O:\69\69310-910919.ptc 第22頁
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000039472A JP3541155B2 (ja) | 2000-02-17 | 2000-02-17 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW508944B true TW508944B (en) | 2002-11-01 |
Family
ID=18563029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW090103403A TW508944B (en) | 2000-02-17 | 2001-02-15 | Solid state image sensing device |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6465821B2 (zh) |
| JP (1) | JP3541155B2 (zh) |
| KR (1) | KR100502620B1 (zh) |
| TW (1) | TW508944B (zh) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3530159B2 (ja) * | 2001-08-22 | 2004-05-24 | 松下電器産業株式会社 | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| US8620750B2 (en) | 2010-10-21 | 2013-12-31 | Concur Technologies, Inc. | Method and system for targeting messages to travelers |
| US9286601B2 (en) | 2012-09-07 | 2016-03-15 | Concur Technologies, Inc. | Methods and systems for displaying schedule information |
| KR20030040865A (ko) * | 2001-11-16 | 2003-05-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | 암전류를 감소시키기 위한 이미지센서의 제조 방법 |
| EP1608023B1 (en) * | 2003-03-06 | 2012-01-18 | Sony Corporation | Solid state image sensing device and production method therefor |
| JP3885769B2 (ja) * | 2003-06-02 | 2007-02-28 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法 |
| KR100630679B1 (ko) * | 2003-12-17 | 2006-10-02 | 삼성전자주식회사 | 포토 다이오드 및 이의 제조 방법 |
| US20050274994A1 (en) * | 2004-06-14 | 2005-12-15 | Rhodes Howard E | High dielectric constant spacer for imagers |
| JP2007018458A (ja) * | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Sony Corp | 表示装置、センサ信号の補正方法並びに撮像装置 |
| JP2007335694A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Sharp Corp | 固体撮像素子およびその製造方法、電子情報機器 |
| KR100781544B1 (ko) | 2006-08-08 | 2007-12-03 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서의 제조 방법 |
| US8053287B2 (en) * | 2006-09-29 | 2011-11-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Method for making multi-step photodiode junction structure for backside illuminated sensor |
| KR100827445B1 (ko) | 2006-12-19 | 2008-05-06 | 삼성전자주식회사 | Ｃｍｏｓ 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| KR100825805B1 (ko) * | 2007-02-13 | 2008-04-29 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 소자 및 그 센서 소자의 제조방법 |
| US8257997B2 (en) * | 2007-10-17 | 2012-09-04 | Sifotonics Technologies (Usa) Inc. | Semiconductor photodetectors |
| KR20100049282A (ko) * | 2008-11-03 | 2010-05-12 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| JP2010153884A (ja) * | 2010-02-01 | 2010-07-08 | Fujitsu Semiconductor Ltd | Ｃｍｏｓイメージセンサの製造方法及びｃｍｏｓイメージセンサ |
| JP2012156334A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | Sony Corp | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法及び電子機器 |
| US8760543B2 (en) | 2011-09-26 | 2014-06-24 | Truesense Imaging, Inc. | Dark reference in CCD image sensors |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58125971A (ja) * | 1982-01-22 | 1983-07-27 | Nec Corp | 固体撮像素子 |
| DE69218469T2 (de) * | 1991-01-17 | 1997-11-06 | Sony Corp | CCD-Bildaufnahmevorrichtung |
| JP3142327B2 (ja) * | 1991-02-05 | 2001-03-07 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| KR100259063B1 (ko) * | 1992-06-12 | 2000-06-15 | 김영환 | Ccd 영상소자 |
| JP3456000B2 (ja) * | 1993-05-17 | 2003-10-14 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子及びその製造方法 |
| JP2621767B2 (ja) * | 1993-07-30 | 1997-06-18 | 日本電気株式会社 | 固体撮像素子 |
| JPH0878654A (ja) * | 1994-09-02 | 1996-03-22 | Sony Corp | 固体撮像素子 |
| US5736756A (en) * | 1994-09-29 | 1998-04-07 | Sony Corporation | Solid-state image sensing device with lght shielding film |
| JP3284986B2 (ja) * | 1998-12-04 | 2002-05-27 | 日本電気株式会社 | 光電変換素子およびそれを用いた固体撮像装置 |
| JP2001189443A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Sony Corp | 固体撮像素子及びその製造方法 |
-
2000
- 2000-02-17 JP JP2000039472A patent/JP3541155B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-15 TW TW090103403A patent/TW508944B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-02-16 US US09/784,029 patent/US6465821B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-02-17 KR KR10-2001-0007984A patent/KR100502620B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20010032988A1 (en) | 2001-10-25 |
| US6465821B2 (en) | 2002-10-15 |
| KR20010082731A (ko) | 2001-08-30 |
| KR100502620B1 (ko) | 2005-07-22 |
| JP3541155B2 (ja) | 2004-07-07 |
| JP2001230402A (ja) | 2001-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW508944B (en) | Solid state image sensing device | |
| TWI310239B (en) | Image sensor devices and optical electronic devices | |
| TWI260742B (en) | Light shield for CMOS imager | |
| JP5365033B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2001111022A (ja) | 光電変換装置およびその製造方法、画像情報処理装置 | |
| KR100194841B1 (ko) | 고체 상태 상 감지 장치 제조방법 | |
| TW423158B (en) | Solid-state image detector and the manufacturing thereof | |
| US20060073628A1 (en) | Solid-state imaging device and method of manufacturing the same | |
| JPS59107582A (ja) | 半導体光検出装置の製造方法 | |
| JPH01274468A (ja) | 固体撮像素子の製造方法 | |
| TW201029173A (en) | Solid-state imaging device and manufacturing method therefor | |
| JPH11238866A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3110524B2 (ja) | Ｃｃｄ固体撮像素子およびその製造方法 | |
| JP2902889B2 (ja) | 固体撮像素子の遮光膜 | |
| JPH05315591A (ja) | Ｃｃｄ撮像素子の光電子読み出し部の形成方法 | |
| JPS59107583A (ja) | 半導体光検出装置の製造方法 | |
| JP2009130112A (ja) | 固体撮像装置およびその製造方法 | |
| JP2008034684A (ja) | 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および撮像装置 | |
| US20050127517A1 (en) | Semiconductor device | |
| JP3733891B2 (ja) | 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 | |
| TW469575B (en) | Method for forming metal diffusion barrier layer in gate structure of MOS device | |
| JPS6046674A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2910735B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3586517B2 (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 | |
| JPH03171769A (ja) | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |