TWI255549B - Solid-state image pickup device - Google Patents

Description

1255549 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

本發明關於—種固態影像拾㈣i D 【先前技術】 田 (尤盆一像^取t置的—像素單元變得更微迷你化峡 r疋CM〇S(互補式金氧半導體）感應器（CMOS型式g 叫經常可觀察到-像素部分也使亀 離）α。 ^刀之溝渠70件隔離結構（所謂STI :淺溝渠隔 5、吏用㉟人式S —極體結構以減少暗電流的-夫 接收部分已日漸流行。 接著’當像素部分使用如上述之淺溝渠隔離結構時，因 為從光接收感應器部分延伸的空乏層到達淺溝渠隔離層的 :J而會產生問題’其中在此淺溝渠隔離層的側表面之二 '匕夕/矽’I面會產生暗電流。由於此原因，因此要求抑制 在戋溝渠隔離層之側表面上發生暗電流。 同樣，即使當像素部分不使用淺溝渠隔離結構，為了辦 加-固態影像拾取裝置的靈敏度，已要求盡可能地更減^ 在像素部分中發生之暗電流。 女因此，在由LOCOS(矽的局部氧化）方法實現的淺溝渠隔 離結構中，目前已考慮到減少在像素部分中之暗電流。 例如，已提出過一方法，其中一 K區域係形成在⑺⑽ 溝渠隔離層之下或鄰近，且在光電轉變部分中的一N層係形 成得比該LOCOS溝渠隔離層更深，以因而減少一暗電流（參 96539.doc 1255549 見引用的專利參考〗）。 再者’也已提出過-方法，其中-周邊電路部八 LOCOS溝渠隔離層形成，該溝渠隔 短、 素部分及光接收部分的電晶體形成，而是該像 膜係形成在該溝渠隔離區域的P+區域上，以因而乳化物 及減少暗電流（參見引用的專利參考2)。 心應力 利參考1 ]:日本特許公開專射請㈣1 q侧507 [引用之專财考2] ··日本特許公開專财請 號正式公報 布1 3 1273 1 因此，畜该像素部分使用淺溝渠隔離層結構時 制暗電流發生在該淺溝渠隔離層之側表面上，p、= 繞淺溝渠隔離層形成將是足夠的。 一 2圖:之圖1係顯示一根據相關技術使用淺溝渠隔離層 、、°及埋入式光二極體結構的CM〇S(互補式金氧半導許 型式固態影像拾取裝置的概要斷面圖。 且 匕-固態影像拾取裝置(大體上是由_中之參考數字5〇所 指）包括-基板51，一p型半導體井區域52係形成於其上。 作用為光接收感應器部分的電荷累積區域的一㈣半導體 區域53及一N-浮動擴散區域56係形成在此p型半導體井=

域5 2上。 D 同時’一P型〇>+)正電荷累積區域54係形成在_半導體 區域53上，鄰近基板51的表面。 此等P型半導體井區域52、N型半導體區域53&p型正電 96539.doc 1255549

何累積區域54構成一所謂埋入式光二極體結構Q 同時，在該處形成由一隔離層（例如，氧化矽層、氮化矽 層或由氧化矽層及氮化矽層形成之多層）形成的淺溝渠隔 離層60，用於電隔離該電晶體及光接收感應器部分之光二 極體。光接收感應器部分之光二極體及諸如電晶體的源極/ >及極區域的區域係形成在此淺溝渠隔離層6〇中鄰近基板 51 〇 正電荷累積區域54係鄰近此淺溝渠隔離層60形成，且其 係形成得比N型半導體區域53更寬。 一閘極絕緣膜57係形成在基板51的表面上，且一讀取閘 極電極58及一重設閘極電極59係形成在此閘極絕緣膜57 上。 光接收感應器部分的讀取閘極電極58，閘極絕緣膜57、N 型半導體區域53，及該浮動擴散區域56構成一讀取電晶體。 此靖取電晶體的一通道部分（即，浮動擴散區域％及N型半 V體區域53間之空間）係形成為讀取區域55。 再者，根據需要，諸如一濾色器或一晶片上透鏡之裝配 件係形成在上方，因而構成固態影像拾取裝置5〇。 接著，在此固態影像拾取裝置5〇中，一 p型半導體區 域61係圍繞該淺溝渠隔離層6〇(側壁及底下）形成。此p型半 導體區域61可減少圍繞淺溝渠隔離層⑼產生的暗電流。 然而，為充分抑制圍繞淺溝渠隔離層6〇之暗電流的發生， 該P型半導體區域60應該形成更厚，或應增加此p型彻 區域61之P型雜質濃度。 一 96539.doc 1255549 當P型半導體區域61係形成更厚時，光接收感應器部分的 N型導體區域53之面積會減少，使得將累積之信號電荷量 (將處理之電荷的數量）減少。因此，其變得難以維持一需求 動態範圍。 再者，當P型半導體區域61之p型雜質的濃度增加時，因 為P型半導體區域61之P型雜質變得易於擴散，p型雜質係易 於擴散進到光接收感應器部分的側面。結果，能累積在光 接收感應器部分之N型半導體區域53中的信號電荷量（將處 理的電荷量）不可避免地會減少。 此外，此固態影像拾取裝置5〇具有一結構，其中一互連 件之接觸孔係形成在圖i中所示之淺溝渠隔離層6〇上。 即，一接觸部分閘極電極62係透過閘極絕緣膜57形成在 淺溝渠隔離層60上，且此閘極電極62是透過通道互連件μ 連接至第一及第二層之金屬互連件64，該互連件〇連接上 及下方金屬互連件64。 因為此固態影像拾取裝置50具有如上述之結構，其中互 連件64之接觸孔係形成在淺溝渠隔離層⑼上，固態影像拾 取裝置50係受限於互連件64及接觸孔的一圖案規則觀點。 此外’考慮製程中的容限’其需要保持之寬度大於淺溝渠 隔離層60的某些寬度。 因此，經常可觀察到無法決定淺溝渠隔離層6〇之寬度， 且因此難以微迷你化該裝置。 然而’如果淺溝渠隔離層6〇之寬度增加，則同時在此情 況下，光接收感應器部分的N型半導體區域53的面積會減 96539.doc 1255549 少，且能被累積的信號電荷量（將處理的電荷量）也會減少。 在近年來固態影像拾取器的像素數目增加，且固態影像 拾取裝置係日漸微迷你化或固態影像拾取裝置的功率消耗 更逐漸減少之同時，像素單元及圍繞之電晶體應加以微迷 你化，且因此逐漸習慣使用一淺溝渠隔離層作為一電晶體 的裝置隔離結構及其類似物。 另方面為保持與照相機一樣足夠高的s/N(信號對雜 訊比）及靈敏度特徵，該固態影像拾取裝置需要減少暗電 流0 因此，一能抑制暗電流的埋入式光二極體結構目前已被 用作一光接收感應器部分的結構。 入::而m ’當該埋入式光二極體及淺溝渠隔離層組 口 ％ ’會產生其中應抑制暗電流發生在淺溝渠隔離層之側 壁的問題1P型半導體區域形成在該淺溝渠隔離層之側壁 上作為用於抑制暗電流的發生之對策時，會產生次要效應 其中將由電荷累積區域處理之電荷量不可避免地會減少。 【發明内容】 固態影像 有鑑於前述方面’本發明之一目的在於提供 杧取裝置’其能抑制暗電流或白點之發生。 固態影像拾取裝置，其能 固態影像拾取裝置，其能 理的足夠大量之電荷。 固態影像成像設備，其可 本發明的其他目的在於提供一 產生具有高影像品質的影像。 本發明的另一目的在於提供一 保持可由一光接收感應器部分處 本發明又另一目的在於提供一 96539.doc 1255549 =1:晶片之固態影像成像設備，或形成為—組複數 t片㈣組型式固態影像成像設備，其可產生具有 心乾圍之两品質影像輸出信號，且Α 在其上的電子裝置之效能可被增進。、〜有-模組安裝 :據：發明的一方面’其提供一固態影像拾取裳置，1 由-感應器部分及一隔離部分構成，該感應器部分包括 第-傳導型式電荷累積區域及—形成在該第 電荷累積區域上的第-傳導剞★、主道遞 ^ 弟一傳¥型式丰導體區域，該隔離部分 立置在—形成在—半導體基板上之溝渠中，|中該隔離 係由一上方寬區域及-下方窄部分組成，一第二傳導 型式半導體區域係圍繞該隔離部分之下方窄部分形成。 在固態影像拾取裝置中’該上方寬部分包括一第一擴散 區域’該下方窄部分包括—不同於該第—擴散區域的第二 擴散區域’且該第一及第二擴散區域係在其各自的末端部 分彼此重疊。 狀依據本υ另—方面，其提供_模組型式固態影像拾取 衣置其係由一影像成像區域及一光學系統構成，該影像 成像區域包含複數個像素’各像素均包括—感應器部分， 該感應器部分由一第一傳導型式電荷累積區域及一形成在 "亥第傳$型式電荷累積區域上之第二傳導型式半導體區 域組成’ β光學系統用於引人人射光進人該影像成像區域 中，其中該像素包括一鄰近該感應器部分之隔離部分，該 隔離部分係由-上方寬部分及_下方窄部分組成，且—第 一傳V型式半導體區域係圍繞該下方窄部分形成。 96539.doc • 10 - 1255549 在該模組型式固態影像拾取裝置中，該上方寬部分包括 一第一擴散區域’該下方窄部分包括一不同於該第一擴散 區域的第二擴散區域，且該第_及第二擴散區域係在其各 自的末端部分彼此重疊。 結果，因為淺溝渠隔離層包括下方窄部分，且與相關技 狀單—淺㈣_層結構相比，其係位在該光接收感應 邛刀後面，光接收感應器部分之第一傳導型式電荷累積 區域的面積可增加，以增加能由該光接收感應器部分處理 的電荷量。 同％ ’自言亥淺溝渠隔離層# 了方部分側壁產㈣暗電流， 可藉由圍繞該淺溝渠隔離層之下方窄部分形成的第二傳導 型式半導體區域而❹。尤其是，㈣光接㈣應器部分 之第-傳導型<電荷累積區域延伸到橫向的空乏I，可藉 由該第二傳導型式半導體區域阻隔，因此能防止該空乏層曰 到達該淺溝渠隔離層的側壁。結果，可抑制暗電流 的發生。 " 如上述，根據本發明，因為與相關技術的單一溝渠隔離 層結構相比，該光接收感應器部分之光二極體的電荷；積 區域之面積可增加，可被累積的信號電荷量（將處理、、 能夠增加。結果，可獲得一具有較大動態範 ： 拾取裝置。 …〜像 同依據本發明，由於可藉由圍繞該淺溝渠隔離層之 下方乍部分形成的該第二傳導型式半導體區域抑制☆ 及白點之發生，而不會壓制將處理之該電荷量的特：二 96539.doc 1255549 °只見具有ν S/Ν(信號對雜訊比）之固態 置，且其可產生具有高影像品質之影像輸出。 衣 因此’根據本發明，可實現一固態影像拾取裝置， ::電机及白點的發生能被抑制’可獲得具有高影像品質的 影像輸出，且：Μ： φ i祕姑：丄 、、 /、中了、准持由一光接收感應器部分處理的 夠大量之電荷。 此外，根據本發明，當—固態影像成像設備是模 固態影像成像設備時，可獲得—具有寬動態範m 輸出衫像#號’且具有一模組安裝在其上的電子裝置之效 能可被增進。 【實施方式】 現將參照附圖說明本發明。 圖2為顯示依據本發明一具體實施例的固態影像拾取裝 置之-配置的概要斷面圖。圖2顯示一像素單元的斷面。‘ 此具體實施例中’本發明係應用於—CM〇s感應器⑷⑽ 型式固態影像拾取裝置）。 如圖2中所不，一p型半導體井區域以係形成在一基板a 上’且一 N型半導體區域13作為光接收感應器部分的一電荷 累積區域，且一 N浮動擴散區域丨6係形成在此p型式半導體 井區域12上。 Π時 P型（P )正電街累積區域14係形成在N型半導體 井區域13上，鄰近基板11的表面。 此等P型半導體井區域12、半導體井區域13及卩型正 電荷累積區域14構成一所謂埋入式光二極體結構。 96539.doc -12- 1255549 此外，在該處形成由一隔離層（例如，一氧化矽層、氮化 T層或由該氧化矽層及氮化矽層形成之多層）製造的淺溝 渠隔離層20，其用於電隔離電晶體及光接收感應器部分之 光一極體。光接收感應器部分之光二極體及諸如電晶體的 源極/;及極的區域係形成在此淺溝渠層2〇中，鄰近基板11之 表面。 淺溝渠隔離層20係藉由以一隔離層填充形成在基板丨丨上 的溝渠而形成。 “閘極、、、巴、’、彖膜17係形成在基板丨丨的表面上，且一讀取閘 極電極18及—重設閘極電極19係形成在此閘極絕緣膜17 上0 光接收感應器部分的讀取閘極電極18，閑極絕緣膜Η、N 型半導體區域13，及該浮動擴散區域16構成-讀取電晶體。 此讀取電日日日體之-通道部分，即浮動擴散區域16^型半導 體區域13間之空間係形成為該讀取區域。 -互連件接觸孔藉由所使用的—結構形成在淺溝渠隔離 層20上。 更月^ "之 接觸部分閘極電極24係透過閘極絕緣膜 17形成在淺溝渠隔離層20上，且此間極電極24是透過通道 互連件25連接至第—及第二層之金屬互連件％，該互連件 25係用於連接上及下方金屬互連件％。 再者，根據需要’諸如一遽色器或-晶片上透鏡之裳配 件係設置在上方’因而構成—固態影像拾取裝置1〇。 在此具體實施例中，尤其是，由該隔離層形成之淺溝渠 96539.doc 1255549 隔離層20係由一上方（鄰近表面）寬部分21及一下方窄部分 22組成。淺溝渠隔離層20包括此等寬及窄部分21與22°，= 此其形成斷面形狀係類似T之淺溝渠隔離層2〇。 再者，-P型（P+)半導體區域23係目繞淺溝渠隔離層2〇(在 側壁上及下面）形成。 接著H妾收感應器部分的正電荷累積區域14係形成在 淺溝渠隔離層20之上方寬部分21鄰近，且作為電荷累積區 域之N型半導體區域13係形成在比淺溝渠隔離層之上方 寬部分21更深之位置處。 因為淺溝渠隔離層20係如上述構成，表面寬部分21能滿 足接觸閘極電極24的圖案規則，所以可維持該金屬互連件 26與該接觸孔及用於製程中未對準的一容限。 更明確吕之’因為接觸部分閘極電極24係由一多晶矽電 極層、或-以鎢為基礎的電極層、或一以翻為基礎之電極 層形成，且此閘極24及金屬互連件26是在淺溝渠隔離層2〇 上彼此接觸，從包括上層之金屬互連件的布局限制，淺溝 渠隔離層20之上方寬部分21的寬度被決定。例如，當使用 〇.職米產纟MOS(金氧半導體）電晶體日寺心冓渠隔離層2〇 之上方寬部分21的寬度需要將近〇·4微米。 同時’ ®繞淺溝渠隔離層2〇形成之ρ型式半導體區域23 可防止自光二極體的Ν型半導體區域13延伸出之空乏層，到 達淺溝渠隔離層20的側壁，因而抑制產生在淺溝渠隔離層 20之側壁的介面（隔離層⑼之介面）上之暗電流的發生。 因此’Ρ型式半導體n域23之雜質漠度及寬度被設定成此 96539.doc 14 1255549 方式以允许自N型半導體區域13延伸出的空乏層保持在 此P型半導體區域23中。 接著，與圖1中所示相關技術結構比較，在此具體實施例 之it况下’由於淺溝渠隔離層20之上方寬部分的寬度增 加可藉由增加p型半導體區域23的寬度而加寬N型半導體 區域13。當N型半導體區域13如上述被加寬時，累積在光接 收感應器部分中之電荷量可增加。 儘官自製程觀點而言，淺溝渠隔離層2〇之上方寬部分2丄 的深度未受限制，但考慮暗電流及將處理的電荷量，淺溝 渠隔離層20的上方寬部分21係形成比在溝渠在比光接收感 應器部分的埋入式光二極體型半導體區域13更淺的位 置。 同時，淺溝渠隔離層20之上方寬部分21舆下方窄部分22 間的位置關係未決定，使得下方窄部分22無須被置於上方 見部分21之中心位置處，而是從圍繞淺溝渠隔離層加之卩 型半導體區域23的暗電流及將由光接收感應器部分處理之 電荷量的觀點而言，最好N型半導體區域13與淺溝渠隔離層 20的下方窄部分22間的距離應予以增加。如圖2中所示，下 方乍邠分22係稍微朝光接收感應器部分的相對側位移。 因此，例如，下方窄部分21可形成在上方寬部分21之光 接收感應器部分的相對側之末端邊緣下，因此淺溝渠隔離 層20可為L形斷面之形狀。 然而，從用於埋入該埋入式光二極體的N型半導體區域13 進入隔離層（氧化層等）之埋入製程的觀點而言，當形成淺溝 96539.doc -15- 1255549 渠隔離層20時，最好下方窄部分咖要在橫向自淺溝渠隔 離層20之上方寬部分21延伸。 為了減少頃取電壓，該埋入式光二極體的N型半導體區域 1 3應相對於正電荷累積區域14而朝讀取閘極電極1 8的側面 位移。 同時，從增加將處理的電荷量之觀點而言，由於需求N i半‘體區域13的面積能夠盡可能多地增加，因此可形成N i半V體區域13的淺溝渠隔離層2 〇之側面，以接合圍繞淺 溝渠隔離層20之下方窄部分22的p型半導體區域23。

因此，在該光接收感應器部分的埋入式光二極體中，N 型半導體區域13及正電荷累積區域14的位置不必與圖2中 所不者相同。 根據此具體實施例之固態影像拾取裝置1〇的配置，藉由 填充隔離層（氧化層等）進入形成在基板上的溝渠所形^的 淺溝渠隔離層20，係由上方寬部分21及下方窄部分22組成。 接著，P型半導體區域23係圍繞下方窄部分22形成。 更明確言之，因為固態影像拾取裝置1〇具有該配置，其 中淺溝渠隔離層20之下方窄部分22之寬度，係被製成比相 關技術的單一溝渠隔離層結構要窄，圍繞淺溝渠隔離層2〇 之下方窄部分22的P型半導體區域23，係位在比該光接收感 應器部分之埋入式光二極體13、14更深的位置。 為此原因，由於該埋入式光二極體的N型半導體區域13 之面積可比相關技術之單一淺溝渠隔離層結構更增加，因 此將處理的電荷量能增加。 96539.doc -16- 1255549 因此’其可構成-具有較大動態範圍的固態影像 置10。 同時：因為淺溝渠隔離層20具有其中下方窄部分22的寬 度係製成較窄之配置，淺溝渠隔離層2〇之下方窄部分^可 用具有足夠厚度及足夠高雜質濃度之？型半導體區:㈣ 蓋，因此自淺溝渠隔離層20的下方窄部分22之側壁產生的 暗電流能減少。 尤其是，因為自光接收感應器部分_型半導體區域η 延伸到橫向的空乏層，可藉由此p型半導體區域23阻隔，因 此能防止該空乏層延伸到達淺溝渠隔離層20的側壁，因此 能抑制暗電流及白點的發生。 因此’可實現一能以高S/N產生高品質影像輸出的固態影 像拾取裝置1 0。 依據此具體實施例之固態影像拾取裝置H)能用例如以下 方法製造。 :該淺溝渠隔離層之其他部分能由已知方法形成，且因 此罪近淺溝渠隔離層部分的該等部分將描述於下。 、’先如圖3A中所不，一二氧化石夕膜31及氮化 依序沉積在H晶圓製造的基板之表面⑽中所示2 導體井區域12的表面）上。氮切践係形成為用於 之石夕晶圓的一姓刻遮罩’且其也形成用以在製程中 2该作用區域’其中該表面係使用—CMP(化學機械抛光） /抛光。二氧化㈣31係形成以在用於釋放氮化石夕膜32 之過程中保護底層。二氧化石夕膜31的膜厚度被選定為例如 96539.doc 1255549 Λ 氮化矽膜32的膜厚度可例如自100到200奈米的範 圍中選擇。 =次，一光阻係形成在該表面上，且-用於覆蓋除該淺 二木離層部分之其他部分的光阻遮罩33係藉由曝光及顯 影形f。接¥，如圖3B中所示，氮切膜32及二氧化石夕膜 31係藉由使用此光阻遮罩33依序蝕刻。 、接者，光阻遮罩33被釋放且如圖3C中所示，其中形成淺 溝渠隔離層2〇之寬部分21的區域之該基板(矽基板)30,係藉 由：：氮化矽膜32為遮罩而蝕刻。此時，蝕刻深度被選二 為貫質上與該埋入式光二極體的正電荷累積區域之厚度相 同，例如約1〇〇奈米的深度。 ’如圖3 D中所示，一供淺 用的光阻遮罩34係藉由曝 /、= 人’一光阻係形成在表面上 溝渠隔離層20之下方窄部分22使 光及顯影形成。 办ik後’如圖3E中顯示，其中形成淺溝渠隔離層2〇之下方 窄部分22的區域之該基板⑼基板）3()，係藉由使用光阻遮罩 3 4而钱刻。 ' 此&，蝕刻深度係在自20到30奈米的範圍中選定。因此， 形成-斷面形狀類似τ之隔離部分(溝渠)，之後光阻遮罩Μ 被移除。 其一人’如圖Μ中顯示’具有大約1G奈米膜厚度之氧化石夕 膜35係藉由熱氧化形成在溝槽（溝渠）的側壁及底表面上。 接著，如圖3G中顯示，一厚氧化矽膜36係藉由高密度電 漿增強CVD(化學汽相沉積）方法沉積在該表面上。 96539.doc -18 - 1255549 人’如圖3H中所示，該表面係藉由CMP方法平坦化， 且氧化矽膜36係從氮化矽膜32移除，因而導致被留在溝槽 ◦冓渠）内的氧化石夕膜3 6。 接著，如圖31中顯示，氮化矽膜32係藉由一使用諸如熱 石森酸之適合材料的溼式蝕刻過程移除。 人如圖3 J中顯示，二氧化矽膜3 1被移除以曝露出該 作用區域的秒。 在雖然未顯示之閘極電極形成過程或其類 似者被執扞

過程依序形成。 接著如圖3 K中顯示，該處形成閘極絕緣膜丨7及一作為 犧牲氧化物膜的氧化石夕膜37。例如，閘極絕緣膜Η及氧化 矽膜37係由—因此曝光的矽3〇之熱氧化過程形成。具有類 似T之斷面的淺溝渠隔離層2〇係藉由該厚氧化矽膜刊形成。 、>其次’如圖3L中顯示藉由植入p型雜質的離子，形成p型 半導體區域23，以覆蓋淺溝渠隔離層2()的下方窄部分。

用至一相反傳導型式之固態影像拾取裝置 之情況下，一N型半導體 p型電荷累積區域的表

區场（負電荷累積區域）係形成在一 96539.doc -19- 1255549 :上’且因而構成一埋入式光二極體結構。同時，一N型半 豆區域係圍繞一淺溝渠隔離層形成，以減少暗電流。 〜雖然本發明係應用在上述具體實施例中之c则型式固 影像拾取裝置’本發明不受限於此，且可應用至其他配 旦Γ態影像拾取裝置，例如，—⑽（電-合裝置）固態 衫像拾取裝置。 田本發明係應用於CCD固態影像拾取裝置時，一具有一 包括：淺寬部分及一深窄部分之配置的淺溝渠隔離層，可 例如形成在—作為所謂通道停止器區域之部分，且—用於 Z止暗電流之第二傳導型式半導體區域可圍繞該淺溝渠隔 離層之至少深窄部分形成。 此外，根據本發明之固態影像成像設備（裝置）可為一形 成為一晶片的固態影像成像設備，丨一形成為一組複數個 晶片的模組型式固態影像成像設備。圖4是一顯示一模組型 式固態影像拾取裝置之實例的示意圖。如圖4中顯示，當根 T本發明之固態影像成像設備（裝置）係形成為一組複數個 晶片之模組型式固態影像成像設備時，此模組型式固態影 像成像設備130係由一用於取得圖像之感應器晶片1〇〇、一 數位k唬處理晶片110及另外的一光學系統12〇構成。當根 據t發明之固態影像成像設備係模組型式固態影像成像設 ^日守，此固態影像成像設備可產生一具有較寬動態範圍之 高品質輸出信號，且一具有一模組安裝在其上的電子裝置 之效能可被增進。 感 依據本發明，其提供一固態影像拾取裝置，其係由 96539.doc -20- 1255549 應器部分及一隔離部分構成，該感應器部分括一第一傳導 型式電荷累積區域及一形成扁兮笛} ^ . 仏成在该弟一傳導型式電荷累積區 ，上的第_傳導型式半導體區域’該隔離部分係、設置在一 形成在-半導體基板上之溝渠中，其中該淺溝渠隔離區域 Μ — u寬區域及—下方窄部分組成’-第二傳導型式 半導體區域係圍繞該下方窄部分形成。 依據本發明，在該固態影像拾取裝置中，該上方寬部分 包括-第-擴散區域，該下方窄部分包括一不同於該第一 擴散區域的第二擴散區域’且該第一及第二擴散區域係在 其各自的末端部分彼此重疊。 此外，依據本發明，其提供—模組型式固態影像拾取裝 置’其係由-影像成像區域及-光學系統構成，該影像成 像區域包含複數個像素，各像素均包括―感應器部分，該 :應器部分由一第一傳導型式電荷累積區域及一形成在該 弟-傳導型式電#累積區域上之第二料型式半導體區域 組成，該光學系統係用於引入入射光進入該影像成像區域 中，其中該像素包括一鄰近該感應器部分之隔離部分，該 隔離部分係由一上方寬部分及一下方窄部分組成，且一第 二傳導型式半導體區域係圍繞該下方窄部分形成。 根據本發明，在該模組型式固態影像拾取裝置中，該上 方寬部分包括一第一擴散區域，該下方窄部分包括一不同 於"亥第一擴散區域的第二擴散區域，且該第一及第二擴散 區域係在其各自的末端部分彼此重疊。 結果，因為該淺溝渠隔離層包括該下方窄部分，且與相 96539.doc -21 - 1255549 關技術之單一淺溝渠隔離層結構相比，其係位在光接收感 應器部分後，該光接收感應器部分之第一傳導型式電荷累 積區域的面積可增加，以增加能夠由光接收感應器部分處 理的電荷量。 :時’自淺溝渠隔離層的下方部分側壁產生的暗電流， 可藉由圍繞該淺溝渠隔離層之下方窄部分形成之第二傳導 型式半導體區域而減少。尤其是，自該光接收感應器部分 之第-傳導型式電荷累積區域延伸到橫向的空乏層，係可 藉由該第二傳導型式半導體區域阻隔，因此能防止該空乏 =達淺溝渠隔離層的侧壁。結果可抑制暗電流及白點的 ::述’根據本發明，由於與相關技術的單一溝渠隔離 厂構相比，該光接收感應器部分之光二極體的電荷累積 面積可增加，因此可被累積的信號電荷量(將處理的 電荷）能夠增加。结果可卿仃里（將處理的 像拾取袭置。“一具有較大動態範圍之固態影 下二:！據本發明，由於可藉由圍繞該淺溝渠隔離層之 :之:有生二不會荷量的特徵二 n(u對雜訊比）的固態影像拾取裝置， ”有局影像品質之影像輸出。 中：二根據本發明，其可實現-固態影像拾取裝置，1 日曰’、流及白點的發生能被 、、 質的影像，且龙击 ^于具有鬲影像品 〃中可維持由光接收感應器部分處理的足夠 96539.doc •22- 1255549 大量之電荷。 此外’根據本發明，告一 田 固恶衫像成像設備是一模組型 ::態影像拾取裝置時，可獲得一具有寬動態範圍之高品 貝别出纟’且可增進—模組安裝於其上的電子裝置之效 月匕° 本^月之較佳具體實施例已參考附圖說明，應瞭解本發 月不限於该等精確具體實施例，且熟習此項技術人士可在 甘士命 、貝現各種改變及修改，而不脫離隨附申請專利範圍中 所界定的本發明精神及範疇。 【圖式簡單說明】 β系”、、員示依據相關技術使用一淺溝渠隔離層結構及 埋入式光二極體結構之CM〇s(互補式金氧半導體）型式 固態影像拾取裝置的概要斷面圖； 圖2係一顯不依據本發明一具體實施例的固態影像拾取 裝置之配置的概要斷面圖； 圖3A至3M係分別顯示圖2之固態影像拾取裝置的製程之 流程圖；及 圖4係一顯示依據本發明另一具體實施例之模組型式固 態影像拾取裝置的配置之示意圖。 【主要元件符號說明】 10 固態影像拾取裝置 11 半導體基板 12 P型半導體井區域 13 N型半導體區域/第一傳導型式電荷累積區域 96539.doc 1255549 14 第二傳導型式半導體區域 16 浮動擴散區域 17 閘極絕緣膜 18 讀取閘極電極 19 重設閘極電極 20 淺溝渠隔離層 21 上方寬部分/區域 22 下方窄部分 23 P型（P+)半導體區域 24 閘極電極 25 互連件 26 金屬互連件 30 基板 31 二氧化矽膜 32 氮化矽膜 33 光阻遮罩 34 光阻遮罩 35 氧化矽膜 36 氧化矽膜 37 氧化矽膜 50 固態影像拾取裝置 51 基板 52 P型式半導體區域 53 N型半導體區域 96539.doc -24-

第二傳導型式半導體區域 浮動擴散區域 閘極絕緣膜 讀取閘極電極 重設閘極電極 淺溝渠隔離層 P型（P+)半導體區域 閘極電極 互連件 金屬互連件 感應器晶片 數位信號處理晶片 光系統 模組型式固態影像成像設備

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Claims (1)

1255549 十、申請專利範園： 1 · 一種固態影像拾取裝置，其包含·· -感應器部分’其包括一第—傳導型式電荷累 及-形成在該第-傳導型式電荷累積 型式半導體區域，及 弟一傳導 &離部分’盆 、、兼^ ^ 置在—形成於—半導體基板上之 溝-中，，中該隔離部分係由一上方寬區域及— 成’-第二傳導型式半導體區域係圍繞該隔 刀之该下方窄部分形成。 2.如請求们之固態影像拾取裝置，其中該上方寬部分包括 =擴散區域’該下方窄部分包括—不同於該 ;區域的第二擴散區域，且該第-及第二擴散區域係在 其各自的末端部分彼此重疊。 3· 一種杈組型式固態影像拾取裝置，其包含： 一，像成像區域，其包含複數個像素，各像素包括— 第傳‘型式電荷累積區域及一第二傳導型式半導 體區域組成之感應器部分，該第二傳導型式半導體區域 係形成在該第一傳導型式電荷累積區域上；及 -光學系統，其用於引入入射光進入該影像成像區域 >中’其中該像素包括—鄰近該感應器部分之隔離部分， :隔離部分係由一上方寬部分及一下方窄部分組成，且 第傳v型式半導體區域係圍繞該隔離部分之該下方 窄部分形成。 ° 4.如請求項3之模組型式固態影像拾取裴置，其中該上方寬 96539.doc 1255549 部分包括一第一擴散區域，該下方窄部分包括一不同於 該第一擴散區域的第二擴散區域，且該第一及第二擴散 區域係在其各自的末端部分彼此重豐。 96539.doc