TWI301320B - Image sensor with improved charge transfer efficiency and method for fabricating the same - Google Patents
Image sensor with improved charge transfer efficiency and method for fabricating the same Download PDFInfo
- Publication number
- TWI301320B TWI301320B TW094125809A TW94125809A TWI301320B TW I301320 B TWI301320 B TW I301320B TW 094125809 A TW094125809 A TW 094125809A TW 94125809 A TW94125809 A TW 94125809A TW I301320 B TWI301320 B TW I301320B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- region
- impurity region
- semiconductor layer
- gate structure
- aligned
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 41
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 90
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 33
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 4
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 39
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 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
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
-
- 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
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0352—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
- H01L31/035272—Semiconductor devices 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; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/035281—Shape of the body
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)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
1301320 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方 八衣仏乃忐，且較特別的 是，其關於一種具有經改良電荷傳送效率 丨牙疋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麵合袭置（◦〔〇)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 影像感測器採取一切換模式，其透過使用一控制電路與一 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’作為光反應區之光二極體之尺寸亦減小。減小之驅 動電壓會成為一影像在低亮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 103830.doc 1301320 - 如圖1所示，^區15對齊於傳送閘丁乂之一側邊，且在此 例子中’一電位障壁係因為Ρ〇區17内之擴散而產生於η-區 15與傳送閘Τχ之一通道之間。此電位障壁阻制了電荷傳 运，因而減低電荷傳送效率。再者，電位障壁造成未傳送 至洋動擴散區18之電子產生，結果一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 φ 改變，以利改變光二極體之一電位分布。 圖2Α係一截面圖，揭示另一習知影像感測器之一單元像 素之一部分。請注意相同之參考編號係用於圖丨中所示之 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 ρ〇ι區^及 一第二P02區18。第一!3〇1區15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口之一構 馨型藉由在形成填隙物17之後才執行—離子植人過程，而在 一半導體層之底部複製。因此，由於第一？〇1區15及第二 pG2d 18之此項特定對齊方式，pQ區具有_鋸齒形，即 區與所選定之填隙物17對齊之處。 圖⑽一示意圖’簡單揭示-由圖2Α所示之鋸齒形ρ0 區造成之電位分布。 :圖所示’該電位具有一階級式分布，因此電子可以比 先前技術之影像感測器更容易傳送。 圖3係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 103830.doc 1301320 一濃度分布之二維俯視圖。 如圖3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，C，與，E，所示。 圖4係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 一濃度分布之二維截面圖。 在圖4中，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，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 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；一第 一傳導類型之一第一雜質區，其對齊於該閘結構之一侧 邊，且從该半導體層之一表面部分延伸至一預定深度；複 數個填隙物，其形成於該閘結構之侧壁上；及一第二傳導 類型之一第二雜質區，其形成於該第一雜質區下方之該半 導體層之-部分内，其中該第一雜質區包括：―第一區， 其-部分係位於該等填隙物之其中—者下方謂齊於該問 結構之-側邊；-第二區，其對齊於該等填隙物之其中一 者，且具有-較高於該第-區者之濃度…第三區，其 與該閘結構之-侧邊相隔1定距離，且具有—較高於該 第二區者之濃度。 103830.doc 1301320
根據本發明之s A 另一恶樣，其提供一種製造一影像感測器 、法，包括··將一閘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-第二傳導 類里之帛一雜質區，其對齊於該閘結構之-側邊，且從 /半導體層之-表面部分延伸至一預定深度，·執行一第— 鼓狀離子植入過程，以形成該第一傳導類型之一第二雜質 區立其對齊於該閘結構之一侧邊，且從該半導體層之該表 面邛刀延伸至一預定深度；將複數個填隙物形成於該閘結 構之：壁上；執行-第二氈狀離子植入過程，以形成該J 專V類3L t帛二雜質區’其對齊於該等填隙物之其中 :者，且從該半導體層之該表面部分延伸至一預定深度； 形成離子植入遮罩，其曝露出該半導體層之該表面部 刀且與口亥閘結構之一侧邊相㉟一預定距離，該預定距離 較大於該等填隙物之其中一者之一厚度；及使用該離子植 入遮罩以執打一第二離子植入過程，藉此取得該第一傳導 類型之一第四雜質區，其係從該半導體層之該表面部分延 伸至一預定深度。 【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5係一截面圖，揭示根據本發明實施例之一影像感測 器之一單元像素之一部分。 如圖所不，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Tx; 一第一 103830.doc 1301320 ‘ P型雜質（pOl)區405 ;—對填隙物4〇6，其形成於傳送閘Τχ 之側壁上；一第二Ρ型雜質（Ρ〇2)區408 ; —第三Ρ型雜質 (ρ〇3)區411，及一η·型雜質區4〇4，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4〇〇及一 ρ外 延層401。該閘結構（即傳送閘Τχ)包括一傳導層。 第一 Ρ型雜質（pOl)區405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Τχ2 一側邊。第二ρ型雜 #質㈣）區408延伸至一第二深度，且從半導體層·之該表 面异起為較大於該第一深度，及其對齊於其中一填隙物 406第一 Ρ型雜質（Ρ〇3)區411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 於一與傳送間Τχ之一侧邊相隔一預定距離，χ，的區域，、該預 定距離較大於各填隙物406之一厚度。藉由執行一離子植 入過程，η·型雜質區404形成於第三ρ型雜質(ρ。”區4ΐι下 方之-部分半導體層200内側。第一ρ型雜質_)區4〇5、 .第二Ρ型雜質（Ρ02)區408、第三ρ型雜質（ρ〇3)區4ιι、及η•型 雜質區4〇4構成一 ρη接面形式之光二極體pD。儘管第一ρ型 雜質（P〇l)區405、第二p型雜質（p〇2)區彻、第三ρ型雜質 (P〇3)區4U、及n-型雜質區4〇4被視為具有不同深度’但是 第一 Ρ型雜質_)區405、第二ρ型雜f(p〇2)區彻、第三ρ 型雜質（Ρ〇3)區4Π、及η·型雜質區4〇4等之實際深度係幾近 於相同。由於第三_雜質⑽3)區411、第二ρ型雜質（ρ⑹ 區彻及第-ρ型雜質_)區彻係分別透過離子植入過程 之三次施加、二次施加及一次施加而形成，因此㈣雜質 103830.doc -10- 1301320 _ .之濃度即從第三p型雜質（p03)區411至第一 p型雜質（ρ〇ι)區 405而呈現一減小之梯度，亦即在朝向傳送閘τχ之方向 中〇 再者，該影像感測器尚包括··—重度摻雜η+型浮動擴散 (FD)區407，·及複數個裴置隔離區4〇2。重度摻雜γ型浮動 擴散（FD)區407用於感測在光二極體ρ〇處產生且隨後在傳 送閘Τχ導通時被傳送之光產生電荷，其藉由將傳送問⑽ φ 於光二極體PD與重度摻雜η+型浮動擴散（FD)區407之間而 面向光二極體PD。再者，重度摻雜η+型浮動擴散(fd)區 407係從半導體層200之該表面起延伸一定之深度，且在傳 送閘Τχ之另一側處對齊於其中一填隙物4〇6。裝置隔離區 402形成於光二極體PD與重度摻雜〆型浮動擴散區々π 之緣側内。 同時，在透過離子植入過程使用一離子植入遮罩以形成 第三P型雜質（P〇3)區411期間，藉由調整相隔於傳送閘τχ •之該預定距離，Χ，，光二極體？0之一整體濃度梯度亦得以調 整。在圖5之底側處，其揭示光二極體pD之第三至第一 ρ型 雜質（P01)區41卜408、405之一電位分布情形。由於第一p 型雜質（pOl)區405、第二ρ型雜質（p02)區4〇8及第三p型雜 質（P〇3)區411係在一部分半導體層2〇〇下方以相隔於傳送閘 Τχ之一側邊呈一不同間距而對齊，因此從第三ρ型雜質 (Ρ〇3)區41丨至第一 ρ型雜質（ρ〇1)區4〇5之電位即以階級形式 陡然減低。結果，在光二極體PD處之光產生電荷係在一箭 頭方向中主動傳送，藉此增加電荷傳送效率。 103830.doc 1301320 文後’-種用於製造上述影像感測器之方法將詳述之。 圖6A至6C係截面圖，說明根據本發明實施例之一種用 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5中所示之相同組態元件。 請參閱圖6A ’藉由執行-淺渠溝隔離(STI)法或一矽局 部氧化（LOCOS)法，複數個裝置隔離區4〇2係形成於—包 括-重度摻雜p++型基板4〇〇與一p外延層4〇ι在内之p型: 導體層200中。隨後，一絕緣層（圖中未示）及一傳導層彻 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，即一傳送閘Τχ。傳導層4〇3包括一從一由多晶 矽、鶴及石夕化鎢組成之族群中單獨選出或組合式之材曰曰 儘管圖中未*，—第—離子植人遮罩係形成，且一離子 植入過程係對齊於傳送閘丁,之一側邊而執行。由於該離子 植入過程，用於一光二極體之一η.型雜質區4〇4即形成。 隨後，該第一離子植入遮罩被移除。 儘管使用-屏蔽層以保護半導體層細之—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一典型上實施之雜質濃度，且 该離子植入過程之一能量位準係經調整以取得一用於η·型 雜質區404之深摻雜構型。 其次，一第一氈狀離子植入過程係對齊於傳送閘。之一 側邊而執行’藉此取得一從半導體層細之一表面部分延 伸之第-Ρ型雜質（13〇1)區405。儘管圖中未示，一絕緣層係 形成於該開結構上方’亦即該傳送Ff1TX，及隨後進行一回 103830.doc -12- 1301320 蝕過程，以利於該傳送閘Τχ之側壁上形成填隙物4〇6。該 絕緣層係一以氧化物為主或以氮化物為主之層。
Ik後，另一離子植入過程係對齊於填隙物4〇6而執行， 乂 $成η型與p型之源極/沒極區。一在該傳送閘τχ之另一 側邊對齊於其中一填隙物4〇6之浮動擴散（FD)區4〇7係藉由 植入n+型雜質而形成。 一第二氈狀離子植入過程係在該傳送閘Τχ之一側邊對齊 • 於其中一填隙物406而執行，以形成一第二ρ型雜質（ρ〇2)區 408。第二ρ型雜質（ρ〇2)區4〇8係與該傳送閘Τχ相隔一預定 距離，此預定距離相同於各填隙物4〇6之一厚度。第二ρ型 雜質（ρ〇2)區408可以形成較深於或相同於第一 ρ型雜質 (P〇l)區405。由於供填隙物406形成之區域以外的諸區域係 進行氈狀離子植入過程二次，在諸區域之p型雜質之濃度 即較高於供填隙物406形成之區域者。第一 p型雜質區 405及第二ρ型雜質（p〇2)區4〇8皆具有一相同形狀於其中一 _ 填隙物406者之濃度梯度。 請參閱圖6B，一第二離子植入遮罩4〇9係形成以致使第 二離子植入遮罩409覆蓋該光二極體區之一部分，該部分 係與該傳送閘Τχ之一側邊相隔一預定距離，χ、該預定距離 V係較大於填隙物406之厚度。接著，以參考編號4ι〇表示 之一離子植入過程被執行，藉此取得一第三ρ型雜質（ρ〇3) 區411，如圖6C所示。應該注意的是用於形成第三ρ型雜質 (Ρ〇3)區4U之上述離子植入過程410使用一較高於用於形成 第二Ρ型雜質（Ρ02)區408之第二氈狀離子植入過程者的能量 103830.doc -13- 1301320 位準。第二氈狀離子植入過程之能量位準則較高於用於形 成第一P型雜質（P〇l)區405之第一氈狀離子植入過程者的能 量位準。同樣地，第二及第三p型雜質（p〇2&p〇3)g4〇8、 •411可以使用一比第一p型雜質（p01)區4〇5者高的能量位準 形成。 第三p型雜質（p03)區411可以形成較深於或相同於第二p 型雜質（P02)區408。第三p型雜質（p03)區411係透過執行離 φ 子植入過程三次而形成，而第二P型雜質（p02)區408係與傳 送閘Tx之一側邊相隔一距離且該距離係藉由將該預定距離 X減去各填隙物4〇6之厚度而得，其係透過執行離子植入 過程二次而形成。其中一填隙物4〇6下方之第一ρ型雜質 (P〇l)區405則透過執行離子植入過程一次而形成。因此， 第一 P型雜質（pOl)區405、第二p型雜質（p〇2)區4〇8及第三p 型雜貝（p03)區411呈現一具有三重鋸齒形結構之濃度梯 度其中相對應填隙物406與離子植入遮罩4〇9之構型係複 _參;至半導體層2〇〇之特定部分。藉由在形成離子植入遮罩 間调整一相隔於傳送閘Τχ之間隔距離，第三p型雜質 (p〇3)區411之構型亦可改變。 圖7係一圖表，揭示根據本發明特定實施例之一影像感 測器=—電位分布與-濃度分布之二維俯視圖。 車乂於圖3所不習知影像感測器之電位分布與濃度分 布，一電位梯度係在一光二極體（PD)之-緣部區與-中央 區處呈均勻狀，如參考編號，D，與，F，所示。 圖8係一圖表，揭示根據本發明另一特定實施例之一影 103830.doc -14· 1301320 像感測器之一電位分布 L + | 一 /辰度分布之二維截面圖。 相較於圖4所示之電位八右， 卩盥一 刀布，在一光二極體PD之一緣部 所示。 邛係呈連續狀，如參考編號Ή， 根據本發明之一實施一 ,^ . 離子植入過程被執行三次 (亦即形成該等填隙物 > 針 …、，、形成該等填隙物之後、及使 用一離子植入遮罩時），且锈 m 且透過二個分開執行之離子植入 Γ二二b 一光二極體區之整個p型雜質區變編形， Γ 填隙物與該離子植人遮罩之構型係轉錄至一供該 光一極體區形成之半導體層特 ,,^ 行疋刀。由於三重鋸齒形 結構之故，電荷傳送效率得 , Λ 曰加，造成一影像感測器功 能上之增強。 本申睛案含有關於2004年7月29 Β 6 ά五m由 乃曰向韓國專利局提出之 KR20〇4-59472號韓國專利申 T明荼之私的，故其内文在此納 入供作參考。 儘管本發明已揭述相關於特定較 〜、平乂 1土只&例，習於此技 者可以瞭解的是在不脫離文後諳 更θ欠員所界疋之本發明精神 …純命下’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盥特拇脾士 >、， ]符性將由以上較佳實施例之 詳細說明並配合附圖以供瞭解，其中·· 圖1係-截面圖，揭示一習知影像感測器之—單 之一部分； 圖2八係-截面圖’揭示另一習知影像感測器之一翠元像 103830.doc -15- 1301320 素之一部分； 圖2B係一示意圖，簡單揭示圖2A所示之一p型雜質區之 電位分布； 圖3係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 /濃度分布之二維俯視圖； 圖4係一圖表，揭示一習知影像感測器之一電位分布與 /濃度分布之二維截面圖； 圖5係一截面圖，揭示根據本發明實施例之一影像感測 器之一單元像素之一部分； 圖6A至6C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7係一圖表，揭示根據本發明特定實施例之一影像感 測器之電位分布與一濃度分布之二維俯視圖；及 圖8係一圖表，揭示根據本發明另一特定實施例之一影 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, 400 重度摻雜P++型基板 11，401 P外延層 12, 402 裝置隔離區 13 絕緣層 14, 403 傳導層 15 η型雜質區 1 6 5 4 0 6 填隙物 17 Ρ型雜質區 103830.doc -16- 1301320 18 浮動擴散區 200 p型半導體層 404 ιΓ型雜質區 405 第一 ρ型雜質（ρ〇1)區 407 重度摻雜n+型浮動擴散（FD)區 408 第二ρ型雜質（p〇2)區 409 第二離子植入遮罩 410 離子植入過程 411 第三ρ型雜質（p〇3)區
103830.doc -17·
Claims (1)
1301320 十、申請專利範圍： 1 · 一種影像感測器，包含： -閘結構’其設於-第-傳導類型之—半導體層上； 該第-傳導類型之一第一雜質區’其對齊於該閉結構 之一側邊，且從該半導體層之—表面部分延伸至一預定 深度； 複數個填隙物，其形成於該閘結構之側壁上丨及 其形成於該第一雜
一第二傳導類型之一第二雜質區， 質區下方之該半導體層之一部分内， 其中該第一雜質區包括： 一第一區，其一部分係位於該等填隙物之其中一者 下方且對齊於該閘結構之一側邊； 一第二區，其對齊於該等填隙物之其中一者，且具 有一較高於該第一區者之濃度；及 一 …，其與該間結構之一侧邊相隔一預定距 ，且具有一較高於該第二區者之濃度。 2’ ：：：項1之影像感測器，其中該等填隙物包括-以氧 物為主之材料與一以氮化物為主之材料其中—者。 3. ^求们之影像感測器，尚包括該第二傳導類型之一 :物其係在該閘結構之另一側邊對齊於該等填 I;:二者，且從該半導體層之另-表一 4.如睛求们之影像感測器，其中該半導體層包括： °玄第一傳導類型之—重度摻雜基板，·及 103830.doc 1301320 該第一傳導類型之一外延層，其形成於該重度摻雜基 板上。 5. 一種製造一影像感測器之方法，包含·· 將一閘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，以形成一第二傳導類型之 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預定深度； _ 執行一第一氈狀離子植入過程，以形成該第一傳導類 型之一第二雜質區，其對齊於該閘結構之一側邊，且從 該半導體層之該表面部分延伸至一預定深度； 將複數個填隙物形成於該閘結構之側壁上； 執仃一第二氈狀離子植入過程，以形成該第一傳導類 型之一第二雜質區，其對齊於該等填隙物之其中一者， 且從該半導體層之該表面部分延伸至一預定深度； 立形成一離子植入遮罩，其曝露出該半導體層之該表面 口P刀’且與,亥閘結構之一側邊相㉟一預定距離，該預 距離較大於該等填隙物之其中一者之一厚度；及β 使：該離子植入遮罩以執行一第二離子；入過程，斧 二專導類型之一第四雜質區，其係從該半導 " 。表面部分延伸至一預定深度。 心=之方法’其中該等填隙物包括-以氧化物為 二之材枓與一以氮化物為主之材料其中一者。 Θ Θ长項5之方法，尚包括，在該 執行一離+Μ λ具1永物之形成後， 植入過程以形成該第二傳導類型之一浮動擴 103830.doc 1301320 • 散區，其對齊於該閘結構之另一側邊，且從該半導體層 之另一表面部分延伸至一預定深度。 8·如請求項5之方法，其中該第三雜質區之形成係使用一 較高於該第二雜質區之形成時所用之能量位準，且該第 • 四雜質區之形成係使用一較高於該第三雜質區之形成時 所用之能量位準。 9·如請求項5之方法，其中該第三雜質區之形成及該第四 φ 雜質區之形成係使用一較高於該第二雜質區之形成時所 用之能量位準。
103830.doc
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020040059472A KR101069103B1 (ko) | 2004-07-29 | 2004-07-29 | 전하운송효율을 향상시키기 위한 이미지센서 및 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200610142A TW200610142A (en) | 2006-03-16 |
| TWI301320B true TWI301320B (en) | 2008-09-21 |
Family
ID=35731129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW094125809A TWI301320B (en) | 2004-07-29 | 2005-07-29 | Image sensor with improved charge transfer efficiency and method for fabricating the same |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7361527B2 (zh) |
| JP (1) | JP5053526B2 (zh) |
| KR (1) | KR101069103B1 (zh) |
| TW (1) | TWI301320B (zh) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7115924B1 (en) * | 2005-06-03 | 2006-10-03 | Avago Technologies Sensor Ip Pte. Ltd. | Pixel with asymmetric transfer gate channel doping |
| KR100703987B1 (ko) * | 2006-05-17 | 2007-04-09 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서의 제조 방법 및 그에 의해 제조된 이미지 센서 |
| KR101019279B1 (ko) | 2007-07-24 | 2011-03-07 | 크로스텍 캐피탈, 엘엘씨 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| KR100868646B1 (ko) * | 2007-08-27 | 2008-11-12 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| KR100997326B1 (ko) * | 2007-12-27 | 2010-11-29 | 주식회사 동부하이텍 | 이미지 센서 및 그 제조방법 |
| EP2133918B1 (en) * | 2008-06-09 | 2015-01-28 | Sony Corporation | Solid-state imaging device, drive method thereof and electronic apparatus |
| JP2010161236A (ja) | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Canon Inc | 光電変換装置の製造方法 |
| JP4832541B2 (ja) * | 2009-03-17 | 2011-12-07 | シャープ株式会社 | 固体撮像素子および電子情報機器 |
| JP2012164768A (ja) * | 2011-02-04 | 2012-08-30 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| JP2013042074A (ja) * | 2011-08-19 | 2013-02-28 | Toshiba Corp | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
| JP5956840B2 (ja) | 2012-06-20 | 2016-07-27 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置及びカメラ |
| US9917168B2 (en) | 2013-06-27 | 2018-03-13 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Metal oxide semiconductor field effect transistor having variable thickness gate dielectric |
| JP2015035449A (ja) | 2013-08-07 | 2015-02-19 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法 |
| TWI722598B (zh) * | 2019-10-09 | 2021-03-21 | 晶相光電股份有限公司 | 影像感測器結構及其形成方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3431408B2 (ja) * | 1996-07-31 | 2003-07-28 | シャープ株式会社 | 固体撮像素子 |
| JPH1126741A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
| KR100278285B1 (ko) * | 1998-02-28 | 2001-01-15 | 김영환 | 씨모스 이미지센서 및 그 제조방법 |
| JP4258875B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2009-04-30 | 株式会社ニコン | 光電変換素子及び光電変換装置 |
| JP3934827B2 (ja) * | 1999-06-30 | 2007-06-20 | 株式会社東芝 | 固体撮像装置 |
| KR20010061353A (ko) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 박종섭 | 씨모스 이미지센서 및 그 제조방법 |
| FR2820882B1 (fr) * | 2001-02-12 | 2003-06-13 | St Microelectronics Sa | Photodetecteur a trois transistors |
| KR20030057709A (ko) * | 2001-12-29 | 2003-07-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| KR100494030B1 (ko) * | 2002-01-10 | 2005-06-10 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 이미지센서 및 그 제조 방법 |
| KR100883758B1 (ko) | 2002-07-19 | 2009-02-12 | 매그나칩 반도체 유한회사 | 전하운송효율과 암전류 특성을 향상시킨 이미지센서 및 그제조방법 |
| JP2004207455A (ja) * | 2002-12-25 | 2004-07-22 | Trecenti Technologies Inc | フォトダイオードおよびイメージセンサ |
| US7148528B2 (en) * | 2003-07-02 | 2006-12-12 | Micron Technology, Inc. | Pinned photodiode structure and method of formation |
| US7288788B2 (en) * | 2004-12-03 | 2007-10-30 | International Business Machines Corporation | Predoped transfer gate for an image sensor |
-
2004
- 2004-07-29 KR KR1020040059472A patent/KR101069103B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-07-28 US US11/193,253 patent/US7361527B2/en active Active
- 2005-07-29 TW TW094125809A patent/TWI301320B/zh not_active IP Right Cessation
- 2005-07-29 JP JP2005219927A patent/JP5053526B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20060022232A1 (en) | 2006-02-02 |
| US7361527B2 (en) | 2008-04-22 |
| JP2006041538A (ja) | 2006-02-09 |
| JP5053526B2 (ja) | 2012-10-17 |
| TW200610142A (en) | 2006-03-16 |
| KR20060010886A (ko) | 2006-02-03 |
| KR101069103B1 (ko) | 2011-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI301320B (en) | Image sensor with improved charge transfer efficiency and method for fabricating the same | |
| US9559244B2 (en) | CMOS image sensors and methods for forming the same | |
| JP4051059B2 (ja) | Ｃｍｏｓイメージセンサ及びその製造方法 | |
| TWI278106B (en) | Image sensor with improved charge transfer efficiency and method for fabricating the same | |
| US7508018B2 (en) | Image sensor having a highly doped and shallow pinning layer | |
| US9368540B2 (en) | CIS image sensors with epitaxy layers and methods for forming the same | |
| US7560330B2 (en) | CMOS image sensor and method for manufacturing the same | |
| TWI458045B (zh) | 製備自我對準隔離區的方法 | |
| JP2007027686A (ja) | イメージセンサ及びその製造方法 | |
| TW200830381A (en) | Method for adding an implant at the shallow trench isolation corner | |
| JP2005072236A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| JP5713956B2 (ja) | Ｃｍｏｓイメージ・センサー及びその製造方法 | |
| US20160148961A1 (en) | Active pixel sensor having a raised source/drain | |
| KR100654056B1 (ko) | 이미지 센서 및 그 제조방법 | |
| US20080124830A1 (en) | Method of manufacturing image sensor | |
| KR100523670B1 (ko) | 씨모스 이미지 센서 및 그 제조 방법 | |
| JP2003060200A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法および半導体集積回路装置 | |
| KR20040059759A (ko) | 새로운 형태의 소자분리막을 구비한 시모스 이미지센서 및그 제조방법 | |
| KR20040003961A (ko) | 이미지센서 및 그 제조방법 | |
| JP2004172229A (ja) | 固体撮像素子及びその製造方法 | |
| TW200847459A (en) | Method for fabricating photodiode | |
| JP2005322747A (ja) | 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法 | |
| KR20020014517A (ko) | 씨모스 이미지센서의 저전압 핀드포토다이오드 제조방법 | |
| KR20040008681A (ko) | 암신호 감소를 위한 이미지센서 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |