TWI278106B - Image sensor with improved charge transfer efficiency and method for fabricating the same - Google Patents

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TWI278106B
TWI278106B TW094125877A TW94125877A TWI278106B TW I278106 B TWI278106 B TW I278106B TW 094125877 A TW094125877 A TW 094125877A TW 94125877 A TW94125877 A TW 94125877A TW I278106 B TWI278106 B TW I278106B
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Jae-Young Park
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Description

1278106 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種影像感測器及其製造 θ 表w方法，且較特別的 是’其關於一種具有經改良電荷傳送效率 守、双手之影像感測器及 其製造方法。 【先前技術】 影像感測器係將一光學影像轉換成一電力信號之半導體 裝置。諸此影像感測器之範例為電荷耦合裝置及互 ^ 補型金屬氧化物半導體（CMOS)影像感測器。 CCDs為將傳送自金屬氧化物半導體（M〇s)電容器之電荷 載體貯存在緊密配置於CCDs周圍之裝置。另方面，CM〇s 衫像感測恭採取一切換权式’其透過使用一控制電路盘一 信號處理電路作為一周邊電路之CM0S技術，利用以相同 數量像素製成之MOS電晶體依序偵測輸出。特別是， CMOS影像感測器被廣泛使用於可攜式照明裝置，此歸因 於CMOS影像感測器之多項優點，諸如大型整合與低驅動 _電壓。 同時，CMOS影像感測器之一項重要特徵為一閒置區特 徵，其緊緊相關於一影像在低亮度時之品質。再者，由於 CMOS技術已研發成功，像素之尺寸已成比例地減小，且 因此’作為光反應區之光^一極體之尺寸亦減小。減小之驅 動電壓會成為一影像在低党度時品質退化之一項因素。因 此，一影像感測器之光二極體需要具有一可以改良電荷傳 送效率之結構。尤其，其基本上要取得一針對低功率電壓 103831.doc 1278106 人低％狀況而予以最佳化之光二極體結構。 圖1係一截面圖，揭示一習知影像感測器之一單元像素 之一部分。 士口 |^|】戶广 一 ° 袓數個裝置隔離區12係局部性形成於一包 重度播雜P型基板1〇與一 p外延層丨丨在内之底部結構 中文後，该底部結構被稱為一半導體層。一閘結構，更 月確地^，即一在設有一4電晶體式像素結構之CMOS影像 ，測杰内之傳送閘Τχ，其形成於該半導體層上。該閉結構 匕括傳導層14及一絕緣層U，且填隙物16形成於該閘結 構之側壁上。藉由執行一離子植入過程，一光二極體叩即 、/成u閘結構’亦即傳送閘Τχ ’之—侧邊對齊的該半 導體層之一預定部分内。光二極體Ρϋ包括一 ρ型雜質區 17(文後％為一 ρ〇區）及一 η型雜質區15(文後稱為一 ^區）。 一浮動擴散0〇)區18係藉由植入重度摻雜之^型雜質，而 形成於與傳送閘Τχ之另一側邊對齊的該半導體層之一預定 部分内。傳導層14形成於—單層之多晶性或石夕化鶴内或其 之-堆疊結構内。填隙物16係藉由使用氮化物、氧化物、 或氮氧化物形成。 如圖1所示具有上述結構之單元像素應當可以將光二極 體PD所產生之電子傳送至浮動擴散區FD。因此，光二極 體PD之η{15被接觸於傳送㈣，使得當電荷藉由施加一 功率電壓至傳送閘Τχ而被傳送時，施加於光二極體pD2n- 區15上之一緣部場即增大。㉟大之緣部場造成電荷較容易 吸附於及傳送自η·區15。 103831.doc 1278106 如圖！所示，n〜5對齊於傳送閘Tx之一側邊，且在此 例子中…電位障壁仙為顺17内之擴散而產生於η.區 1、5與傳送閘ΤΧ之-通道之間。此電位障壁阻制了電荷傳 送:因而減低電荷傳送效率。再者，電位障壁造成未傳送 至β動擴散區18之電子產生，結果—影像感測器之特徵即 退化。 在-項欲克服此缺點之嘗試中，ρ〇型雜質區之一構型被 改變，以利改變光二極體之一電位分布。 Φ圖2Α係一截面圖，揭示另一習知影像感測器之-單元像 素之-部分。請注意相同之參考編號係用於圖4所示之 相同組態元件，因此，諸元件之詳細說明將予以省略。 在圖2Α中’圖1中所示之ρ〇區被分割成一第一州區。及 -第二Ρ02區18。第一p〇mi5係藉由在形成填隙物17之前 先執行一離子植入過程，而形成對齊於傳送閘τχ之一側 邊。第二ρ02區18係形成以致使所選定之填隙物17之一構 φ 型藉由在形成填隙物17之後才執行一離子植入過程，而在 一半導體層之底部複製。因此，由於第一卩…區^及第二 Ρ02區18之此項特定對齊方式，㈧區具有一鋸齒形，即ρ〇 區與所選定之填隙物17對齊之處。 圖2Β係一示意圖，簡單揭示一由圖2Α所示之鋸齒形ρ〇 區造成之電位分布。 如圖所示，該電位具有一階級式分布，因此電子可以比 先剷技術之影像感測器更容易傳送。 圖3揭示用於說明一習知影像感測器中之一電位分布與 103831.doc 1278106 一濃度分布之圖表。 在圖3中，一光二極體pD、一閘極且更明確地說是一傳 送閘Tx、及一浮動擴散區FD之濃度係以一對數尺表示， 且相關於光二極體、傳送閘及浮動擴散區FD之電位分布係 揭不於濃度分净之下方。尤其，一電位梯度並未出現於一 以’A’標示之區滅。 圖4係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 一濃度分布之二維俯視圖 •如圖4所示，一光二極體PD之一緣部區與一中央區之間 之電位分布係呈斷續性，如參考編號1(：：，與Έ，所示。 圖5係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 一濃度分布之二維截面圖。 在圖5中，一光二極體？£)之一緣部區與一中央區之間之 電位分布係呈斷續性，如參考編號，G，所示。 惟，即使在後述之習知影像感測器中，電荷傳送效率仍 φ 因影像感測器之低電壓及微米化之流行趨勢而受到限制。 【發明内容】 因此，本發明之一目的在提供一種具有經改良電荷傳送 效率之影像感測器及其製造方法。 根據本發明之一態樣，其提供一種影像感測器，包括· 一閘結構，其設於一第一傳導類型之一半導體層上；哕第 一傳導類型之一第一雜質區，其對齊於該閘結 傅 < 一側 遠’且從該半導體層之一表面部分延伸至一第一深度· 第填隙物，其形成於該閘結構之各側壁上；該第一 1寻導 103831.doc 1278106 類型之一第二雜質區，其對齊於該第—填隙物且延伸至一 $二深度，其從該半導體層之該表面部分算起為較大於該 深度；一第二填隙物’其形成於該第-填隙物之各側 =，該第-傳導類型之一第三雜質區，其對齊於該第二 =物且延伸至-第三深度’其從該半導體層之該表面部 ^起為較大於該第二深度；及—第：傳導類型之一第四 雜貝區，其位於該第三雜質區下方。 根據本發明之另一態樣，其提供一種影像感測器，包 .一間結構’其設於—第—傳導類型之-半導體層上； 該第一傳導類型之-第-雜質區，其對齊於該間結構之一 侧邊，且從該半導體層之-表面部分延伸至—第一深度. 一填隙物，其形成於該閘結構之各侧壁上；該第—傳導類 型之-第二雜質區，其對齊於該填隙物且延伸至—第二深 度，其從該半導體層之該表面部分算起為較大於該第一= 度；-屏蔽絕緣層，其形成於該填隙物與該半導體層上，· 該第-傳導類型之-第三雜f區’其對齊於該填隙物與該 屏蔽絕緣層疊覆處之—上方結構，且延伸至1三深度， 其從料導體層之該表面部分算起騎大於該第二深度； 及一第二傳導類型之-第四雜質區，其位於該第三雜質區 下方。 根據本發明之又一態樣’其提供一種製造一影像感測器 之方法’包括：將-間結構形成於一第一傳導類型之一半 導體層上；執行一第一離子植入過程，以形成該第-傳導 類型之-第-雜質區’其對齊於該開結構之一側邊，且從 103831.doc -9- 1278106 邊半導體層之-表面部分延伸至一第一深度m 隙物形成於該閉結構之各側壁上；執行一第二離子植入過 !’以形成該第一傳導類型之-第二雜質區，其對齊於該 弟—填隙物且延伸至一第二深度，其從該半導體層之該表 面部分算起為較大於該第—深度；將U真隙物形成於 该第-填隙物之各側壁上；執行一第三離子植入過程，以 形成-第三雜質區，其對齊於該第二填隙物且延伸至一第 二深度，其從該半導體声之兮主 _、 盾之錢面部分算起為較大於該第 一深度；及執行一第四離子拮 植入過耘，以形成一第二傳導 類型之一弟四雜質區’其位於該第三雜質區下方。 根據本發明之再一態檨 …m 提供一種製造-影像感測器 = 將一閑結構形成於-第-傳導類型之一半 類型之-第-雜^ 過程，以形成該第一傳導 ” ’其對齊於該閘結構之-側邊，且從 該半導體層之-表面部分延伸至一第一深度 形成於該閉結構之各側壁上；執行一第二過^物 以形成該第一傳導類型之—第二雜質區， = 物且延伸至一第二深许 ^ 、以真隙 起為較大於該第一深；:將從：半導體層之該表面部分算 與該半導體層上，·執：，： —屏蔽絕緣層形成於該填隙物 一傳導類型之二離子植入過程’以形成該第 絕緣層叠覆處之-二槎區，其對齊於該填隙物與該屏蔽 上万結構且延伸至一第三 半導體層之該表面部分曾 又、、從該 -第四離子植入過程，二:較大於該第二深度；及執行 形成一第二傳導類型之—第四雜 W383i.doc 1278106 質區，其位於該第三雜質區下方。 【實施方式】 根據本發明實施例之一種具有經改良電荷傳送效率之影 像感測器及其製造方法將參考附圖詳細說明於後。 圖6係一截面圖，揭示根據本發明實施例之一影像感測 益之一早元像素之一部分。 如圖所示，該影像感測器包括：一閘結構，更明確地 說，即一形成於一p型半導體層2〇〇上之傳送閘Τχ; 一第一 Ρ型雜質⑽)區1〇8; 一對第一填隙物1〇9，其形成於傳送 閘Τχ之側壁上；一第二ρ型雜質（{)〇2)區113 ; 一對第二填 隙物114，其形成於第一填隙物1〇9之側壁上；一第三ρ型 雜質(ρ〇3)區117 ;及一η·型雜質區1〇5，以用於一光二極體 内。 Ρ型半導體層200包括一重度摻雜Ρ++型基板1〇〇及一 ρ外 延層1〇1。該閘結構包括一閘極絕緣層1〇3及一傳導層 104 〇 θ
第一 Ρ型雜質（p01)g108係自半導體層200之一表面延伸 至一第-深度，且對齊於傳送閑Tx之—側邊。第二P型雜 質（Ρ〇2)區113延伸至一第二深度，且從半導體層·之該表 面算起為較大於該第一深度，及其對齊於第一填隙物1〇9 之其中-者。第三ρ型雜質(ρ03)區U7延伸至一第三深度， 且從半導體層200之該表面算起為較大於該第二深度，及 其對齊於第二填隙物114之其令-者。藉由執行一離子植 入過程，η·型雜質區105形成於第三ρ型雜質(ρ。”區ιΐ7下 103831.doc 1278106 方之一部分半導體層200内側。第一 p型雜質（？〇1)區1〇8、 第二P型雜質（p〇2)區113、第三p型雜質（13〇3)區117、-型 雜質區105構成一 pn接面形式之光二極體。 再者，該影像感測器尚包括··一重度摻雜n+型浮動擴散 (FD)區11〇 ;及複數個裝置隔離區1〇2。重度摻雜型浮動 擴散（FD)區110用於感測在光二極體pD處產生且隨後在傳 送閘Tx導通時被傳送之光產生電荷，其藉由將傳送閘設 於光二極體PD與重度摻雜η+型浮動擴散（FD)區11〇之間而 面向光二極體PD。再者，重度摻雜型浮動擴散（FD)區 110係從半導體層200之該表面起延伸一定之深度，且對齊 於傳送閘Tx之另一側邊。裝置隔離區1〇2形成於光二極體 PD與重度摻雜η+型浮動擴散（FD)區u〇之緣側内。 同時，藉由調整第二填隙物114之一厚度，一相隔於傳 运閘Tx之各側壁的距離’X’亦可調整。因此，具有相同形 狀於第二填隙物114者之第三p型雜質（p〇3)區117之構型亦 可改變。 圖7係一截面圖，揭示根據本發明第二實施例之—影像 感測器之一單元像素之一部分。在此，請注意相同之參考 編號係用於圖6中所示之相同組態元件，且因此，諸此元 件之詳細說明將予以省略。 如圖7所示，該影像感測器包括：一閘結構，更明確地 說，即一形成於一 p型半導體層200上之傳送閘Τχ ; _重度 摻雜型浮動擴散^⑺區丨丨。；複數個裝置隔離區1〇2一 = 一Ρ型雜質（⑻^區丨叩；一對第一填隙物1〇9，其形成於傳 103831.doc -12· 1278106 il閘丁X之側壁上，—第型雜質（^2)區⑴ 緣層U8 ;—第三p型雜質（1)〇3)區117 ;及一 &型雜質區 105，以用於一光二極體内。 、 第Ρ型雜質（P〇l)區108係自半導體層200之一表面延伸 至一第一深度，且對齊於傳送閘。之一侧邊。第二p型雜 質㈣2)區113延伸至一第二深度，且從半導體層2〇〇之該表 面^起為較大於該第一深度，及其對齊於第一填隙物 之其中一者。屏蔽絕緣層118形成於包括上述組態元件在 内之半導體層200的全部表面上，且具有一從大約5〇〇埃至 1:000埃範圍内之厚度。第三p型雜質化〇3)區丨P延伸至一 第米度且從半導體層2 00之該表面算起為較大於該第 一冰度’及其對齊於當第一填隙物1〇9疊覆於屏蔽絕緣層 11 8纣所仔之一上方結構。藉由執行一離子植入過程，^型 雜質區105形成於第三ρ型雜質（ρ〇3)區117下方之一部分半 導體層2 0 〇内側。 圖8係一不意圖，揭示圖6所示之光二極體中一包括 第一至第三Ρ型雜質區108、113、117在内之ρ型雜質（ρ〇)區 之電位分布。 如圖8所示，第一Ρ型雜質區1〇8、第二ρ型雜質區113及 第三Ρ型雜質區117係在一部分半導體層2〇〇下方對齊，以 致使第-至第三ρ型雜質區⑽、113、117設置成與傳送問 Τχ相隔於不同距離。因此，ρ型雜質（ρ〇)區之電位分布即 呈現陡靖階級式分布’其中電位隨著接近於傳送閉丁X而減 低。因此，在光二極體PD處之光產生電荷係在一箭頭方向 103831.doc -13- 1278106 中主動傳送’藉此增加電荷傳送效率。 文後’-種用於製造上述影像感測器之方法將詳述之。 圖9A至9C係截面圖，說明根據本發明第一實施例用於 製造-影像感測器之方法。在本文内，請注意相同之參考 編號係用於圖6中所示之相同組態元件。 凊參閱圖9A，藉由執行一淺渠溝隔離(ST”法或一矽局 部氧化（LOCOS)法，複數個裝置隔離區1〇2係形成於一包 括一重度掺雜P++型基板100與一p外延層1〇1在内之p型半 導體層200中。隨後，—絕緣層1()3及—傳導層1()4沉積於 半導體層200上，且經圖案化以形成一閉結構，更明確地 說，即一傳送間Τχ。傳導層1〇4包括一從一由多晶石夕、鶴 及矽化鎢組成之族群中單獨選出或組合式之材料。 -第-離子植入遮罩106係形成，且一離子植入過程係 對齊於傳送閉Τχ之-侧邊而執行。由於該離子植入過程， 用於-光二極體之-n-型雜質區1〇5即形成。儘管使用一 屏蔽層以保護半導體層200之一表面避免於該離子植入過 程’為了簡明起見，該屏蔽層並未揭示於圖从中。該離子 植入過程使用—典型上實施之雜質濃度，且該離子植入過 私之⑨^:位準係經調整以取得—用於η•型雜質區⑽之 深摻雜構型。 其次’另—離子植人過程係對齊於傳送閘η而執行，藉 =寻-從半導體層，之一表面延伸之第一 ρ型雜質_) S亥弟一離子植入遮罩106隨後被移除。一參考編號 該另一離子植入過程，文後稱之為第-離子植入 103831 .doc -14- 1278106 過程。 請參閱圖9B，儘管圖中未示，一用於形成第一填隙物 ίο:之絕緣層係形成於該閘結構上方，亦即該傳送閘η, 及隨後進行-㈣過程’以利於該傳送閑τχ之側壁上形成 第-填隙物1〇9。該絕緣層係一以氧化物為主或以氮‘物 為主之層。 隨後，一離子植入過程係對齊於傳送閘Τχ之另一側邊而 執行，以形成η型與ρ型之源極/汲極區。一對齊於傳送閘 Τχ之該另一㈣的浮動擴散（FD)區11〇係藉由植入^型雜 質而形成。 ’ 一第二離子植入遮罩111係形成以曝露出供一第二Ρ型雜 質（Ρ02)區U3形成之區域，及隨後一離子植入過程係對齊 於第一填隙物109之其中一者而執行，以形成上述第二 雜質（PG2)區113。-參考編號112表示用於形成第二ρ型雜 夤（p02)區113之該離子植入過程，此離子植入過程在文後 被稱為第二離子植入過程。 相較於第一 ρ型雜質（1)01)區108，第二p型雜質（ρ”）區 113相隔於傳送閘丁乂之距離係與第一填隙物1〇9之厚度相 當’且較深於第一 ρ型雜質（？01)區1〇8。因此，第一 ρ型雜 質（P〇l)區108與第二p型雜質（p02)區113即因為第一填隙物 109所生之一構型而皆具有一鋸齒形區。第二離子植入遮 罩111隨後被移除。 請參閱圖9C，儘管圖中未示，另一絕緣層係形成於上述 生成之基板結構上方，及隨後一回蝕過程被執行於該另一 103831.doc -15- 1278106 絕緣層上，以利於第一填隙物109之側壁上形成第二填隙 物114。用於形成第二填隙物114之該絕緣層包括一以氧化 物為主之材料或以氮化物為主之材料。 一第三離子植入遮罩115係形成以曝露出供一第三p型雜 質（P〇3)區117形成之區域。隨後一離子植入過程係對齊於 第二填隙物114而執#，以形成上述第三p型雜質（p〇3)區 117。-參考編號116表示此離子植人過程，其在文後被稱 =一第三離子植入過程。相較於第一p型雜質化〇1)區1〇8， 第三P型雜質（P03)區117相隔於傳送閘Τχ之距離係與第一 填隙物109及第二填隙物114之總厚度相當，且 ρ型雜質（㈣請。因此，第—ρ型雜質_)請; 二Ρ型雜質區⑴及第三ρ型雜質㈣）區m即因為第 -填隙物1〇9及第二填隙物114所生之該等構型而皆具有一 三重式鋸齒形結構。 第二填隙物114之厚度可以改變第三P型雜質(p03)區117 之一構型。用於形成第二填隙物114之該絕緣層且有一從 大約3，_埃至5，_埃範圍内之厚度。用於形成第二㈣ 物114之該⑽過程被執行直到用於形«二㈣物114之 錢緣層之—剩餘厚度較佳在大約_埃至〗，_埃範圍内 為止。 針對圖7中所示之影像感測器，圖从至9。中所示之同一 被選擇性執行，以形成圖7中所示之該等元件。隨 後’形成一大約500埃至！，〇〇〇埃厚 118, . . , ^子度之較薄屏蔽絕緣層 未“除，故可用於絕緣之目的。屏蔽絕緣層 103831.doc -16- 1278106 1 1 8係一以氧化物為主之層。 圖1 〇係一圖表，揭示根攄太 、、目，丨抑 很蘇本發明特定實施例之一影像感 J盗之一電位分布與一濃度分布。 一二所不 光一極體PD、一閘極且更明確地說是 -达閘Τ X、及一浮動擴散區F D之濃度係以一對數尺表 不，且相關於光二極體、值徉„ R、一 股得运閘及洋動擴散區FD之電位分 揭示於濃度分布之下方。針對濃度分布，由於濃度係 對數尺表7F ’因此圖1〇所示之濃度分布並未呈現出與 圖3所示之濃度分布有明顯差異。對比之下，圖H)所示之 電位刀布不同於圖3所示之電位分布。例如，如圖3所示， :、知影像感測器之-電位梯度並未出現於-以，A，標示之區 域_，根據本發明特定實施例之影像感測器則因為三度 實施之離子植入過程，而在一以，B，標示之區域具有一電位 梯度。 _ 1 1係、圖表’揭示根據本發明另-特定實施例之-影 ♦像^則器之—電位分布與一濃度分布之二維俯視圖。 相車乂於圖4所示之習知影像感測器之電位分布與濃度分 電位梯度係在一光二極體（pD)之一緣部區與一中央 區處呈均勻狀，如參考編號，D，與，F，所示。 圖12係一圖表，揭示根據本發明又一特定實施例之一影 像感測裔之一電位分布與一濃度分布之二維截面圖。 相車乂於圖5所示之電位分布，在一光二極體PD之一緣部 區與中央區之間之電位分布係呈連續狀，如參考編號ή 所示。 103831.doc -17- 1278106 根據柄明之-實施例，—雙填隙物結構形成於一傳送 閘之側壁上，—離子植入過程被執行三次，亦即形成第一 填隙物與第二填隙物之前、形成第一填隙物之後及形成第 真隙物之後第一填隙物與第二填隙物之形狀係透過三 重離子植入過程而轉錄至一半導體層之多數個特定部分， 且結果’整個P型雜質區即具有多數個鋸齒形區。 根據本發明之另一實施例，一離子植入過程係對齊於一 閘=構而執行。在單一填隙物結構形成後’另一離子植入 過程被執行而將該單一填隙物結構之形狀轉錄至一半導體 層之-特定部分。隨後，一薄屏蔽絕緣層被形成，及又一 離子植入過程係對齊於該屏蔽氧化物層而執行。由於三度 實施之離子棺人讲p ϋ d ^ 于植入過％之故，P型雜質區具有一三重式結 本發明之前述實施例與後述實施例二者皆提供p型雜質 :之二重式結構’其增進電荷傳送效率。電荷傳送效率則 有助於影像感測器功能之增強。 本申請案含有關於2〇〇4年7月29日向發奎& KR 2_-59477 w ^由 向私國專利局提出之 唬知國專利申請案之標的，故其内文在此 納入供作參考。 八Μ又在此 者月已揭述相關於特定之較佳實施例，習於此技 範下奢解的是在不脫離文後請求項所界定之本發明精神 /、靶可下，仍可達成多種變化及修改。 【圖式簡單說明】 本發明之上述及其他目的與特性將由以上較佳實施例之 103831.doc -18- 1278106 详細說明並配合附圖以供瞭解，其中 圖1係一截面圖，揭示一 之一部分； 知影像感測裔之一單元像素 圖2A係-截面圖’揭示另_習知影像感測器之—單 素之一部分； 圖2B係一不意圖，簡單揭示圖2A所示之一p型雜質區之 電位分布； ' ° 圖3揭不用於說明一習知影像感測器中之一電位 一濃度分布之圖表； 圖4係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 一濃度分布之二維俯視圖； 圖5係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 一濃度分布之二維截面圖； 圖6係一截面圖，揭示根據本發明第一實施例之一影像 感測器之一單元像素之一部分； 圖7係一截面圖，揭示根據本發明第二實施例之一影像 感測器之一單元像素之一部分； 圖8係一示意圖，揭示圖6所示之一光二極體之一 p型雜 質區之電位分布； 圖9A至9C係根據本發明實施例所製成之一影像感測器 之截面圖，用於說明其製造方法； 圖1 〇係一圖表，揭示根據本發明實施例之一影像感測器 之一電位分布與一濃度分布； ， 圖Π係一圖表，揭示根據本發明實施例之一影像感測器 103831.doc •19- 1278106 之一電位分布與一濃度分布之二維截面圖；及 圖12係一圖表，揭示根據本發明實施例之一影像感測器 之一電位分布與一濃度分布之二維截面圖。 【主要元件符號說明】 10, 100 重度摻雜P + +型基板 11， 101 p外延層 12, 102 裝置隔離區 13 絕緣層 _ 14, 104 傳導層 15 η型雜質區 16 填隙物 17 ρ型雜質區 18 浮動擴散區 103 閘極絕緣層 105 η_型雜質區 ❿ 106 第一離子植入遮罩 107 第一離子植入過程 108 第一 Ρ型雜質（P〇l)區 109 第一填隙物 110 重度摻雜n+型浮動擴散（FD)區 111 第二離子植入遮罩 112 第二離子植入過程 113 第二ρ型雜質（p02)區 114 第二填隙物 103831.doc -20- 1278106 115 第 三離子植入遮罩 116 第 三離子植入過程 117 第 三P型雜質（p03)區 118 屏 蔽絕緣層 200 半 導體層 103831.doc -21 -

Claims (1)

1278106 十、申請專利範圍·· 1 · 一種影像感測器，包含： 一閘結構，其設於一第一傳導類型之一半導體層上； 忒第一傳導類型之一第一雜質區，其對齊於該閘結構 之一側邊，且從該半導體層之一表面部分延伸至一第一 深度； 乐一 填隙物，其形成於該閘結構之各側壁上； 亥弟-傳導類型之一第二雜質區，其對齊於該第一填 =且延伸至_第二深度，其從該半導體層之該表面部 分算起為較大於該第_深度； 二填隙物，其形成於該第一填隙物之各側壁上； 傳導類型之—第三雜質區，其對齊於該第二填 一^伸至_第三深度’其從該半導體層之該表面部 刀异起為較大於該第二深度；及 區下方。傳導類型之—第四雜f區，其位於該第三雜質 2·如請求項丨之影像 大〜_埃範圍内::;弟二填隙咐 填隙物二：:::1" ’其中該第-填隙物及該第二 材料其中一者。》為主之材料與1氮化物為主之 4.如請求们之影像感測器，尚包括 浮動擴散區’其對齊於該閉社^ #類型之- 導體層之另—表面部分延伸至—取^㈣’且從該半 103831.doc l278l〇6 如請求項1之影像感測器，其中該半導體層包括： 該第—傳導類型之一重度摻雜基板；及 該第一傳導類型之-外延層’其形成於該第一傳導類 型之重度摻雜基板上。 一種影像感測器，包含： 一閘結構，其設於一第一傳導類型之一半導體層上； 2第-傳導類型之一第一雜質區，其對齊於該閘結構 侧邊，且從該半導體層之一表面部分延伸至一第一 深度； 填隙物，其形成於該閘結構之各側壁上； 且:弟-傳導類型之—第二雜f區，其對齊於該填隙物 I伸至一第二深度，其從該半導體層之該表面部分算 起為較大於該第一深度； # 屏蔽絕緣層，其形成於該填隙物與該半導體層上；
j第-傳導類型之-第三雜質區，其對齊料日填隙物 二该屏蔽絕緣層疊覆處之一上方結構，且延伸至一第三 深ΐ，其從該半導體層之該表面部分算起為較大於該i 二深度；及 z昂 ，其位於該第三雜質 第二傳導類型之一第四雜質區 區下方。 士明求項ό之影像感測器，其中該填隙物一 物反+ 。拓以氧化 ”、、 之材料與一以氮化物為主之材料其中一者， 屏蔽絕緣層包括一以氧化物為主之材料。 。亥 8 » • 〇請求項6之影像感測器，尚包括該第二傳導類型之 103831.doc ^78106 竽動擴政區，其對齊於該閘結構之另一側邊，且從該半 V體層之另一表面部分延伸至一預定深度。 9·如^求項6之影像感測器，其中該半導體層包括該第一 、1之重度摻雜基板及該第一傳導類型之一外延 1 ^其形成於該第一傳導類型之重度摻雜基板上。 明求項6之影像感測器，其中該屏蔽絕緣層具有一從 大約500埃至1，000埃範圍内之厚度。 U •一種製造一影像感測器之方法，包含·· 將-閘結構形成於一第—傳導類型之一半$體層上； 一執行-第-離子植入過程，以形成該第一傳導^型之 :第-雜質區’其對齊於該閘結構之—側邊，且從該半 ¥體層之一表面部分延伸至一第一深度； 將一第一填隙物形成於該閘結構之各側壁上. j行—Γ離子植人過程，以形成該第-傳導類型之 弟一雜貝區’其對齊於含歹笛 + 古η么、 “於°亥苐一填隙物且延伸至-第二 二;度；、從該半導體層之該表面部分算起為較大於該第 將—第二填隙物形成於該第-填隙物之各側辟上. 執行-第三離子植入過程，以形成 對齊於該第二填隙物且延伸至一第三深产：：：區’其 體層之該表面部分算起為較大於該第二^度；^亥丰導 執行一第四離子植入過程，以形成一二’ 一第四雜質區，其位於該第三雜質區下方。—導類型之 12.如請求項11之方法，其中該第二填隙物之形成係包括·· 103831.doc ^78106 之::第「填隙物上形成-大約3，_埃至5，_埃厚度 成回敍過程’以利於該第-填隙物之各側壁上形 1期:::::物’該第二填隙… ㈣絕緣層包括，化物為主 ^ 以風化物為主之材料其中一者。 4’如請求項11之方法，尚包括 後， 隹Θ第填隙物之形成 .動〜子植入過程以形成該第二傳導類型之-浮 =區> 其對齊於該間結構之另一側邊，且從該半導 曰之一表面延伸至一預定深度。 1 5.種製造一影像感測器之方法，包含： 將-閘結構形成於一第一傳導類型之一半導體層上； 」行-第-離子植人過程，以形成該第—傳導曰類型之 弟-雜質區’其對齊於該閘結構之一側邊，且從該半 導體層之一表面部分延伸至一第一深度； 將一填隙物形成於該閘結構之各側壁上； j行-第二離子植人過程，以形成該第—傳導類型之 -第二雜質區，其對齊於該填隙物且延伸至一第二深 度’其從該半導體層之該表面部分算起為較大於: 深度； 將-屏蔽絕緣層形成於該填隙物與該丰導體層上； 執行-第三離子植入過程，以形成該第_傳曰導類型之 -第三雜質區，其對齊於該填隙物與該屏蔽絕緣層疊覆 103831.doc -4 · 1278106 處之一上方結構且延伸至一第三深度，其從該半導體層 之該表面部分算起為較大於該第二深度；及 執行一第四離子植入過程，以形成一第二傳導類型之 一第四雜質區，其位於該第三雜質區下方。 1 6.如請求項1 5之方法，其中該屏蔽絕緣層具有一從大約 500埃至1，000埃範圍内之厚度。 1 7.如請求項1 5之方法，尚包括，在該第一填隙物之形成 後，執行一離子植入過程以形成該第二傳導類型之一浮 動擴散區，其對齊於該閘結構之另一側邊，且從該半導 體層之一表面延伸至一預定深度。
103831.doc
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