TWI390723B - 固態成像裝置及其製造方法 - Google Patents

固態成像裝置及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI390723B
TWI390723B TW098138885A TW98138885A TWI390723B TW I390723 B TWI390723 B TW I390723B TW 098138885 A TW098138885 A TW 098138885A TW 98138885 A TW98138885 A TW 98138885A TW I390723 B TWI390723 B TW I390723B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
transfer electrode
electrode portion
solid
state imaging
imaging device
Prior art date
Application number
TW098138885A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201029173A (en
Inventor
Kaori Takimoto
Masayuki Okada
Takeshi Takeda
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW201029173A publication Critical patent/TW201029173A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI390723B publication Critical patent/TWI390723B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/148Charge coupled imagers
    • H01L27/14831Area CCD imagers
    • H01L27/14843Interline transfer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices 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
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14601Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462Coatings
    • H01L27/14623Optical 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)

Description

固態成像裝置及其製造方法
本發明係關於一種固態成像裝置及其製造方法,且更特定言之係關於一種轉移電極結構及一種形成該結構之方法。
在一區域感測器、數位照相機等中使用之一CCD(電荷耦合裝置)類型的固態成像裝置包含用於轉移來自一光電轉換部之信號電荷的複數個轉移電極。該等轉移電極係彼此相鄰地配置在形成於一裝置基板中的一電荷轉移線上且循序地驅動。
在此一CCD類型的固態成像裝置中,為獲得一大視角及一高轉移速率,需要降低各個轉移電極之電阻。在各個轉移電極係由具有光屏蔽性之一金屬材料形成的情況下,由於各個轉移電極無需以光屏蔽膜覆蓋,故可降低各個轉移電極之電阻,且可增加一光二極體之形成面積。因此,可由光二極體偵測到一較大之光量,且因此可預期靈敏度特性之一改良。
例如,日本專利特許公開案第2003-78126號及第2007-12677號中描述藉由使用一金屬材料而形成轉移電極之技術。根據日本專利特許公開案第2007-12677號中所描述之技術,首先形成多晶矽電極作為虛設電極,且接著移除該等虛設電極以形成凹口。隨後,形成一金屬膜以利用一金屬材料填充此等凹口,且接著藉由CMP(化學機械拋光)移除該金屬材料之一過量部分,以藉此由該金屬材料形成該等轉移電極。
一般已知CMP中凹陷或腐蝕之程度(一圖案之凹入量)係根據一圖案面積比率而不同。圖案面積比率係一電極圖案之面積對一單位面積的比率。因此,在包含圖案面積比率相對較高之轉移電極的一轉移電極部中,轉移電極之圖案密度亦相對較高,而在包含圖案面積比率相對較低之轉移電極的一轉移電極部中,轉移電極之圖案密度亦相對較低。
在一CCD類型之固態成像裝置中,決定轉移電極間之一電極間隙寬度的一分離部之寬度係決定一轉移效率中之一重要因素。已知為增加轉移效率,需要縮小轉移電極之電極間隙。CCD類型之固態成像裝置具有用於垂直轉移信號電荷之一垂直轉移電極部,及用於水平轉移信號電何之一水平轉移電極部。水平轉移電極部之圖案面積比率高於一成像區域中之垂直轉移電極部之圖案面積比率。
在藉由使用CMP而在垂直轉移電極部及在水平轉移電極部之兩者中由一金屬材料形成轉移電極之情況下,由於垂直轉移電極部與水平轉移電極部之間的圖案面積比率差異而出現凹陷或腐蝕程度之一差異。更確切言之,具有一相對較高之圖案面積比率的水平轉移電極部中的凹陷或腐蝕程度大於具有一相對較低之圖案面積比率的垂直轉移電極部中的凹陷或腐蝕程度。因此,若設定CMP之處理條件以符合具有一相對較低之圖案面積比率的垂直轉移電極部,則出現如下之一問題:在具有一相對較高之圖案面積比率的水平轉移電極部中發生由於凹陷或腐蝕之過度凹入。該等轉移電極之此類過度凹入可引起裝置基板中之扁平度之一劣化或在成像中之彩色深淺之發生。
因此,期望提供一種具有彼此圖案面積比率相異之一第一轉移電極部及一第二轉移電極部的固態成像裝置,其中可於該第一轉移電極部及該第二轉移電極部中形成轉移電極而不會發生由於凹陷或腐蝕之過度凹入。
此外,期望提供一種用於此一固態成像裝置之製造方法。
根據本發明之一實施例,提供一種固態成像裝置,其包含:一第一轉移電極部;及一第二轉移電極部,該第二轉移電極部具有高於該第一轉移電極部之圖案面積比率的一圖案面積比率;該第一轉移電極部包含具有金屬材料之一單層結構的複數個第一轉移電極;該第二轉移電極部包含具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的複數個第二轉移電極。
在根據本發明之一實施例的固態成像裝置中,具有金屬材料之一單層結構的該等第一轉移電極係形成於具有一相對較低之圖案面積比率的該第一轉移電極部中,且具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的該等第二轉移電極係形成於具有一相對較高之圖案面積比率的該第二轉移電極部中。因此,在藉由填充一金屬材料且接著執行CMP而形成第一轉移電極的情況下,可防止發生由於凹陷或腐蝕之過度凹入。
根據本發明之另一實施例,提供一種用於一固態成像裝置之製造方法,該製造方法包含如下步驟:在一第一轉移電極部中形成具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的複數個虛設電極,且亦在一第二轉移電極部中形成具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的複數個第二轉移電極,該第二轉移電極部具有高於該第一轉移電極部之圖案面積比率的一圖案面積比率;移除形成於該第一轉移電極部中之該等虛設電極;及形成一金屬膜以利用一金屬材料填充藉由移除該等虛設電極而形成之複數個凹口,且接著移除該金屬材料之一過量部分,以藉此在形成於該第一轉移電極部中之該等凹口中形成具有該金屬材料之一單層結構的複數個第一轉移電極。
在根據本發明之實施例之用於固態成像裝置的製造方法中,移除形成於該第一轉移電極部中之該等虛設電極以形成該等凹口,且接著利用該金屬材料填充此等凹口。隨後,例如藉由CMP移除該金屬材料之一過量部分。在此情況下,首先與該等虛設電極一起形成該等第二轉移電極,且接著移除該等虛設電極以留下該等第二轉移電極。因此,在藉由填充一金屬材料且接著執行CMP而形成該等第一轉移電極的情況下,可防止發生由於凹陷或腐蝕之過度凹入。
根據本發明之實施例,可能提供一種具有彼此圖案面積比率相異之一第一轉移電極部及一第二轉移電極部的固態成像裝置,其中可於該第一轉移電極部及該第二轉移電極部中形成轉移電極而不會發生由於凹陷或腐蝕之過度凹入。因此,可改良裝置基板中之扁平度以藉此抑制在成像中發生彩色深淺。
結合附圖從以下詳細描述及隨附申請專利範圍中將更加完整地瞭解本發明之其他特點。
現將參考圖式詳細描述本發明之一較佳實施例。應注意本發明之技術範疇並不限於下述較佳實施例,但在可從本發明之構成特點或其等之組合導出一特定效果之此一範疇內可作各種修改及變化。
將按下述順序描述本發明之較佳實施例。
1. 固態成像裝置之組態
2. 固態成像裝置之製造方法
3. 應用
1. 固態成像裝置之組態
圖1係顯示根據較佳實施例的一CCD類型之固態成像裝置1之組態的一示意性平面圖。如圖1所示,固態成像裝置1係分割為一成像區域2及一周邊區域3。成像區域2係形成於一裝置基板(未顯示)之平面中的一矩形區域。周邊區域3係圍繞在裝置基板之平面中之成像區域2之一區域。
成像區域2具備複數個光二極體部4及複數個垂直轉移電極部5。各個光二極體部4具有根據偵測到之光量而將偵測到之光轉換為信號電荷之一功能(光電轉換功能)。此複數個光二極體部4在成像區域2中係二維(以列與行)配置。該複數個垂直轉移電極部5係相鄰於光二極體部4之行而配置。各個垂直轉移電極部5用以垂直轉移儲存於各個光二極體部4中及自此光二極體部4讀取之信號電荷。各個垂直轉移電極部5係由複數個垂直轉移電極5A組成,該複數個垂直轉移電極5A作為以垂直方向配置之垂直CCD。在各個垂直轉移電極部5中,垂直轉移電極5A之任何相鄰者係彼此隔開,以藉此形成用於界定垂直轉移電極5A之電極間隙寬度的一分離部8。
周邊區域3具備一水平轉移電極部6及一輸出部7。水平轉移電極部6用以接收來自複數個垂直轉移電極部5之信號電荷,並以水平方向轉移該等信號電荷。水平轉移電極部6係由複數個水平轉移電極6A組成,該複數個水平轉移電極6A作為以水平方向配置之水平CCD。在水平轉移電極部6中,水平轉移電極6A之任何相鄰者係彼此隔開,以藉此形成用於界定水平轉移電極6A之電極間隙寬度的一分離部8。輸出部7用以將由水平轉移電極部6轉移之信號電荷轉換為一電壓並輸出此電壓。
成像區域2中之垂直轉移電極部5之圖案面積比率係定義為:垂直轉移電極5A之圖案面積對作為一單位面積之像素(各自包含垂直轉移電極5A與光二極體部4)之一個或多個之面積之比率。即,成像區域2具有以列與行形成之複數個像素,其中各個像素由垂直轉移電極5A、分離部8及光二極體部4組成。因此,各個像素中之垂直轉移電極5A之圖案係藉由排除分離部8及光二極體部4而形成。令Sv表示垂直轉移電極5A之圖案面積,Gv表示分離部8之面積,且Sp表示光二極體部4之面積,則成像區域2中之垂直轉移電極部5之圖案面積比率Pv(%)係表達如下:
Pv=[Sv/(Sv+Gv+Sp)]×100
另一方面,水平轉移電極部6之圖案面積比率係定義為:水平轉移電極6A之圖案面積對作為一單位面積之水平轉移電極部6的面積之比率。即,水平轉移電極部6係由水平轉移電極6A與分離部8之水平重複而形成。因此,水平轉移電極6A之圖案係藉由排除在水平轉移電極部6中之分離部8而形成。令Sh表示水平轉移電極6A之圖案面積,且Gh表示分離部8之面積,則水平轉移電極部6之圖案面積比率Ph(%)係表達如下:
Ph=[Sh/(Sh+Gh)]×100
因此,水平轉移電極部6之圖案面積比率係高於成像區域2中之垂直轉移電極部5之圖案面積比率。因此,垂直轉移電極部5對應於「一第一轉移電極部」,且水平轉移電極部6對應於「一第二轉移電極部」。構成垂直轉移電極部5之垂直轉移電極5A及構成水平轉移電極部6之水平轉移電極6A係由不同之電極材料形成。更確切言之,垂直轉移電極5A係由金屬材料形成,且水平轉移電極6A係由多晶矽形成。此外,垂直轉移電極5A具有金屬材料之一單層結構,且水平轉移電極6A具有多晶矽之一單層結構。
2. 固態成像裝置之製造方法
現將參考圖2A至圖4C描述根據本發明之一第一較佳實施例的用於固態成像裝置之製造方法。圖2A至圖4C顯示用於製作該固態成像裝置之一基本部分(即,沿圖1之線J至J截取之一斷面結構)的製程步驟。
如圖2A所示,氧化矽之一絕緣膜12係藉由熱氧化而形成於一裝置基板11之上表面上。裝置基板11係由諸如一矽基板之一半導體基板形成。絕緣膜12用作一閘極絕緣膜。隨後,一多晶矽膜13係形成於裝置基板11之上方以覆蓋絕緣膜12。多晶矽膜13用作轉移電極及閘極電極。隨後,一硬遮罩層14係形成於裝置基板11上方以覆蓋多晶矽膜13。硬遮罩層14係由諸如一種氮化物膜之一絕緣膜形成。
如圖2B所示,藉由蝕刻或類似物形成開口穿過硬遮罩層14,且接著經由硬遮罩層14之開口蝕刻多晶矽膜13,以藉此在用於分離轉移電極之分離部8待以形成之位置處形成溝渠15。
如圖2C所示,一絕緣膜16係形成於硬遮罩層14上以利用一絕緣材料填充溝渠15。絕緣膜16係一種氧化物膜或一種氮化物膜。絕緣膜16可為具有兩層或以上之一層壓膜。
如圖2D所示,藉由CMP移除硬遮罩層14及形成於硬遮罩層14上之絕緣膜16的一過量部分。此時,包含多晶矽膜13之基板最上表面係藉由CMP平坦化。在此階段中,具有多晶矽之一單層結構的虛設電極5D係形成於垂直轉移電極部5中,且同時具有多晶矽之一單層結構的水平轉移電極6A係形成於水平轉移電極部6中。此外,絕緣材料之一分離部8係形成於虛設電極5D之任何相鄰者之間、及水平轉移電極6A之任何相鄰者之間。或者,在成像區域2中,可移除覆蓋用於形成光二極體部4之區域的多晶矽膜13之一部分,且接著可藉由離子植入而引入一雜質至此區域中。隨後,諸如一種氧化物膜之一絕緣膜可沈積至光二極體部4之階梯中。
如圖3A所示,形成一絕緣膜17以覆蓋垂直轉移電極部5及水平轉移電極部6,且接著形成一光阻膜18以覆蓋水平轉移電極部6。更確切言之,首先光阻膜18形成於基板之整個區域中,即,在包含垂直轉移電極部5之成像區域2及在包含水平轉移電極部6之周邊區域3之兩者中。隨後,光阻膜18藉由微影而圖案化,以形成穿過成像區域2中之光阻膜18之一開口。
如圖3B所示,覆蓋垂直轉移電極部5之絕緣膜17係藉由例如使用光阻膜18作為一蝕刻遮罩之乾式蝕刻而移除。因此,暴露由多晶矽形成之各個虛設電極5D之上表面。
如圖3C所示,移除光阻膜18以暴露絕緣膜17。
如圖4A所示,由先前步驟暴露之虛設電極5A係藉由蝕刻(乾式蝕刻或濕式蝕刻)而移除。此時,覆蓋水平轉移電極6A之絕緣膜17用作一蝕刻保護層。因此,未蝕刻水平轉移電極6A。因此,移除在垂直轉移電極部5中之虛設電極5D以形成對應於該等虛設電極5D之凹口,使得絕緣膜12暴露於各個凹口之底部。
如圖4B所示,形成一金屬膜19以覆蓋垂直轉移電極部5及水平轉移電極部6。例如藉由濺鍍且接著藉由CVD沈積鎢而藉由沈積鎢來形成該金屬膜19以填充垂直轉移電極部5中之凹口。用於沈積金屬膜19之金屬材料較佳地具有低電阻及高光學屏蔽性。此金屬材料並不限於鎢,但可包含其他材料,諸如:鋁、釕、銥、鈷、鎳、鉻、鈦、鉭、鉿、錳、鉬、銀、錫、釩、鉑、金及銅、氮化物、化合物、矽化物及此等金屬之合金。此外,金屬膜19可具有由兩種或以上金屬種類構成之一層壓結構。在此較佳實施例中,光二極體部4係在形成金屬膜19之前形成,使得光二極體部4之金屬污染及其所致的像素特性劣化得以抑制。
如圖4C所示,例如藉由CMP移除金屬膜19之一過量部分。此時,水平轉移電極部6中由多晶矽形成之水平轉移電極6A係受到絕緣膜17所保護(即,在執行CMP時絕緣膜17用作用於水平轉移電極6A之一保護膜),且覆蓋絕緣膜17之金屬材料係藉由拋光而移除。因此,在水平轉移電極部6中,留下由多晶矽形成之水平轉移電極6A。另一方面,在垂直轉移電極部5中,根據水平轉移電極6A之高度(厚度)而移除金屬材料之一過量部分,並將填充各個凹口之金屬材料的上表面平坦化。因此,在垂直轉移電極部5中獲得由填充凹口之金屬材料形成之垂直轉移電極5A,進而具有一單層結構。
隨後,雖然未顯示,但如在一常見製程中,形成一層間膜、佈線層、光屏蔽膜、聚光透鏡、濾色片層、晶片上透鏡等。在垂直轉移電極5A由具有光屏蔽性之一金屬材料(例如,鎢)形成之情況下,不須利用一光屏蔽膜覆蓋垂直轉移電極5A。因此,當相比於利用一光屏蔽膜覆蓋垂直轉移電極5A之情況,可增加光二極體部4之開口面積,使得固態成像裝置1的靈敏度特性得以改良。在利用一光屏蔽膜覆蓋垂直轉移電極5A之情況下,因存在光屏蔽膜而使光二極體部4之開口面積減小,引起降低靈敏度。
在根據此較佳實施例之製造方法中,首先在水平轉移電極部6中形成具有多晶矽之一單層結構的水平轉移電極6A。隨後,移除形成於垂直轉移電極部5中形成之虛設電極5D,且接著在垂直轉移電極部5中形成具有金屬材料之一單層結構的垂直轉移電極5A。因此,雖然垂直轉移電極部5之圖案面積比率不同於水平轉移電極部6之圖案面積比率,可防止由於凹陷或腐蝕而發生過度凹入。因此,可改良裝置基板中之扁平度以藉此抑制在成像中發生彩色深淺。此外,由於由金屬材料形成之垂直轉移電極部5的圖案密度係恆定的,因此可在垂直轉移電極部5中設定最適宜之CMP條件。若垂直轉移電極部5及水平轉移電極部6之兩者係由金屬材料形成,則難以防止凹陷或腐蝕之發生,此係因為在電極部5與6之間之圖案密度之一大差異。
現將主要參考圖5A至圖6C描述根據本發明之一第二較佳實施例的用於固態成像裝置之製造方法。首先,執行圖2A至2D所示之步驟,以在垂直轉移電極部5中形成虛設電極5D且亦在水平轉移電極部6中形成水平轉移電極6A。此外,形成絕緣材料之分離部8以分離虛設電極5A及水平轉移電極6A。
如圖5A所示,形成一光阻膜21以覆蓋垂直轉移電極部5。更確切言之,首先光阻膜21係形成於裝置基板之整個區域中,即,在包含垂直轉移電極部5之成像區域2及在包含水平轉移電極部6之周邊區域3之兩者中。隨後,光阻膜21藉由微影而圖案化,以在水平轉移電極部6中形成穿過光阻膜21之一開口。因此,除水平轉移電極部6外之裝置基板之剩餘區域(包含成像區域2)係以光阻膜21覆蓋。此外,光阻膜21在垂直方向之一末端21A係位於一區域中,該區域對應於配置於垂直轉移電極部5之最後列中的虛設電極5D(即,在最接近於水平轉移電極部6之位置處)。更確切言之,配置於各個垂直轉移電極5之最後列中的虛設電極5D係界定於一分離部8-1與一分離部8-2之間,該分離部8-1係位於此垂直轉移電極部5與該水平轉移電極部6之間的邊界處,該分離部8-2係位於在垂直方向上與此分離部8-1相鄰處。光阻膜21之一末端21A係位於此兩個分離部8-1與8-2之間(較佳地,在其等之間的中間位置處)。因此,配置於各個垂直轉移電極部5之最後列中的虛設電極5D係部分暴露,即,部分未以光阻膜21覆蓋。
如圖5B所示,一雜質層22係形成於由多晶矽形成之各個水平轉移電極6A的表面中及最後列中各個虛設電極5D之一部分表面中。雜質層22係藉由將諸如硼(B)或二氟化硼(BF2)之一雜質植入多晶矽中而形成,其係藉由使用覆蓋除最後列中各個虛設電極5D外之各個垂直轉移電極部5的光阻膜21作為一遮罩之離子植入。
如圖5C所示,從垂直轉移電極部5移除光阻膜21。因此,暴露垂直轉移電極部5中所有虛設電極5D之上表面。
如圖6A所示,例如藉由濕式蝕刻而移除垂直轉移電極部5中所有虛設電極5D。此時,氨水可用作一蝕刻劑,其中雜質層22用作一蝕刻停止層。因此,可選擇性地蝕除未以雜質層22覆蓋之虛設電極5D。此點亦顯示於一文件(Sensors and Actuators A 49(1995) 115-121)中。此製程步驟可藉由使用諸如TMAH(氫氧化四甲銨)或KOH(氫氧化鉀)之一鹼性蝕刻劑的濕式蝕刻而類似地執行。
在圖5C所示之階段中,在各個垂直轉移電極部5之最後列中的虛設電極5D之一部分係以雜質層22覆蓋,且此虛設電極5D之剩餘部分被暴露。因此,濕式蝕刻開始自最後列中之虛設電極5D的此經暴露部分,使得最後列中之虛設電極5D及在先前列中之其他虛設電極5D可藉由此濕式蝕刻而移除。因此,在水平轉移電極部6中留下具有多晶矽之一單層結構的水平轉移電極6A之條件中,所有之虛設電極5D可藉由此濕式蝕刻而移除。
如圖6B所示,形成一金屬膜23以覆蓋垂直轉移電極部5及水平轉移電極部6。
如圖6C所示,例如藉由CMP移除金屬膜23之一過量部分。此時,由於存在雜質層22而在水平轉移電極部6中留下由多晶矽形成之水平轉移電極6A。然而,形成水平轉移電極6A之多晶矽可藉由CMP而稍微移除。另一方面,在垂直轉移電極部5中,根據水平轉移電極6A之高度(厚度)而移除金屬材料之一過量部分,並將填充各個凹口之金屬材料的上表面平坦化。因此,獲得由填充凹口之金屬材料形成之垂直轉移電極5A,進而具有一單層結構。隨後之步驟係類似於第一較佳實施例中之步驟,因此本文將省略其描述。
在根據第二較佳實施例之製造方法中,如在第一較佳實施例中,在垂直轉移電極部5及水平轉移電極部6之兩者中可防止由於凹陷或腐蝕而發生過度凹入。此外,在利用光阻膜21覆蓋垂直轉移電極部5中之虛設電極5D的步驟中,光阻膜21之一末端21A的位置可在各個垂直轉移電極部5之最後列中的虛設電極5D之寬度內改變。亦在此情況下,在各個垂直轉移電極部5之最後列中的虛設電極5D可以隨後之濕式蝕刻步驟移除。因此,可使在微影中用於對準之一容許限度大於各個分離部8之寬度(即,電極間隙寬度),藉此支援電極間隙之減少以用於改良轉移效率或類似物之目的。
雖然在上述較佳實施例中使用多晶矽作為虛設電極5D及水平轉移電極6A之電極材料,但可使用非晶矽以取代多晶矽。
3. 應用
圖7係顯示應用本發明之一實施例的一成像設備100之組態的一方塊圖。成像設備100包含:一固態成像單元101、用於將來自一主體之光引入至固態成像單元101的一光學系統(一群組透鏡) 102,及用於處理自固態成像單元101輸出之一像素信號的一信號處理單元103。固態成像單元101包含根據本發明之一實施例的固態成像裝置1。固態成像單元101可形成為一單晶片或可形成為具有一成像功能之一模組,該模組係藉由將固態成像單元101與信號處理單元103或光學系統102封裝在一起而獲得。
本申請案包含2008年12月9日向日本專利局申請之日本優先專利申請案JP 2008-312847中揭示之相關標的,該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
熟習此項技術者應瞭解取決於設計需求及其他因素可作出多種修改、組合、次組合及變更,只要其等在隨附申請專利範圍及其均等物之範疇內即可。
1...固態成像裝置
2...成像區域
3...周邊區域
4...光二極體部
5...垂直轉移電極部
5A...垂直轉移電極
5D...虛設電極
6...水平轉移電極部
6A...水平轉移電極
7...輸出部
8...分離部
8-1...分離部
8-2...分離部
11...裝置基板
12...絕緣膜
13...多晶矽膜
14...硬遮罩層
15...溝渠
16...絕緣膜
17...絕緣膜
18...光阻膜
19...金屬膜
21...光阻膜
21A...末端
22...雜質層
23...金屬膜
100...成像裝置
101...固態成像單元
102...光學系統
103...信號處理單元
圖1係顯示根據本發明之一較佳實施例的一CCD類型之固態成像裝置之組態的一示意性平面圖;
圖2A至圖4C係用於說明根據本發明之一第一較佳實施例的固態成像裝置之製造方法的示意性斷面圖;
圖5A至圖6C係用於說明根據本發明之一第二較佳實施例的固態成像裝置之製造方法的示意性斷面圖;及
圖7係顯示應用本發明之一實施例的一成像設備之組態的一方塊圖。
1...固態成像裝置
2...成像區域
3...周邊區域
4...光二極體部
5...垂直轉移電極部
5A...垂直轉移電極
6...水平轉移電極部
6A...水平轉移電極
7...輸出部
8...分離部

Claims (9)

  1. 一種固態成像裝置,其包括:一第一轉移電極部;及一第二轉移電極部,該第二轉移電極部具有高於該第一轉移電極部之圖案面積比率的一圖案面積比率;該第一轉移電極部包含具有金屬材料之一單層結構的複數個第一轉移電極,該第二轉移電極部包含具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的複數個第二轉移電極。
  2. 如請求項1之固態成像裝置,其中該第一轉移電極部包含用於以一垂直方向轉移信號電荷之一垂直轉移電極部;且該第二轉移電極部包含用於以一水平方向轉移信號電荷之一水平轉移電極部。
  3. 如請求項1之固態成像裝置,其中該金屬材料具有光屏蔽性。
  4. 一種用於一固態成像裝置之製造方法,該製造方法包括如下步驟:在一第一轉移電極部中形成具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的複數個虛設電極,且亦在一第二轉移電極部中形成具有多晶矽或非晶矽之一單層結構的複數個第二轉移電極,該第二轉移電極部具有高於該第一轉移電極部之圖案面積比率的一圖案面積比率;移除形成於該第一轉移電極部中之該等虛設電極;及形成一金屬膜以利用一金屬材料填充藉由移除該等虛設電極而形成之複數個凹口,且接著移除該金屬材料之一過量部分,以藉此在形成於該第一轉移電極部中之該等凹口中形成具有該金屬材料之一單層結構的複數個第一轉移電極。
  5. 如請求項4之用於一固態成像裝置之製造方法,其中該金屬材料具有光屏蔽性。
  6. 如請求項4之用於一固態成像裝置之製造方法,其進一步包括在形成該金屬膜之前形成一光二極體部之步驟。
  7. 如請求項4之用於一固態成像裝置之製造方法,其中該電極移除步驟包括如下步驟:形成一蝕刻保護膜以覆蓋該第一轉移電極部及該第二轉移電極部;形成一光阻膜以覆蓋在該第二轉移電極部上之該蝕刻保護膜;藉由使用該光阻膜作為一遮罩而移除該蝕刻保護膜,以藉此暴露該第一轉移電極部中之該等虛設電極;及蝕除所暴露之該等虛設電極。
  8. 如請求項4之用於一固態成像裝置之製造方法,其中該電極移除步驟包括如下步驟:形成一光阻膜,以覆蓋除位於該第一轉移電極部之最後列中的該虛設電極之一部分外之該第一轉移電極部;藉由使用該光阻膜作為一遮罩而利用一蝕刻停止層覆蓋該等第二轉移電極及位於該最後列中的該虛設電極之該部分;移除該光阻膜以藉此暴露該第一轉移電極部中之該等虛設電極;及蝕除所暴露之該等虛設電極。
  9. 如請求項8之用於一固態成像裝置之製造方法,其中該蝕刻停止層係藉由使用該光阻膜作為一遮罩而藉由引入一雜質至多晶矽或非晶矽中而形成,且該等虛設電極係在形成該蝕刻停止層後藉由使用一鹼性蝕刻劑之濕式蝕刻而移除。
TW098138885A 2008-12-09 2009-11-16 固態成像裝置及其製造方法 TWI390723B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008312847A JP4743265B2 (ja) 2008-12-09 2008-12-09 固体撮像素子及び固体撮像素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201029173A TW201029173A (en) 2010-08-01
TWI390723B true TWI390723B (zh) 2013-03-21

Family

ID=42230094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098138885A TWI390723B (zh) 2008-12-09 2009-11-16 固態成像裝置及其製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8247847B2 (zh)
JP (1) JP4743265B2 (zh)
KR (1) KR20100066393A (zh)
CN (1) CN101752398A (zh)
TW (1) TWI390723B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012032712A1 (ja) * 2010-09-10 2012-03-15 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP2013084713A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sony Corp 固体撮像素子および製造方法、並びに撮像ユニット
JP5995508B2 (ja) * 2012-04-27 2016-09-21 キヤノン株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
CN103400752A (zh) * 2013-08-15 2013-11-20 中国电子科技集团公司第四十四研究所 离子注入工艺在ccd制作中的应用及ccd制作工艺

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3028823B2 (ja) * 1990-02-26 2000-04-04 株式会社東芝 電荷結合素子およびこれを用いた固体撮像装置
JP3246971B2 (ja) 1992-12-22 2002-01-15 カルソニックカンセイ株式会社 アルミニウム材製熱交換器
JP4797302B2 (ja) * 2001-09-06 2011-10-19 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
US6717190B2 (en) * 2002-02-14 2004-04-06 Fuji Photo Film Co., Ltd. Solid-state image pick-up device
JP4346364B2 (ja) * 2003-07-07 2009-10-21 富士フイルム株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2006216655A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Sony Corp 電荷転送素子及びその製造方法
JP4680655B2 (ja) * 2005-04-01 2011-05-11 パナソニック株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP2007012677A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Fujifilm Holdings Corp 固体撮像素子およびその製造方法
JP2008181970A (ja) * 2007-01-23 2008-08-07 Sharp Corp アライメントマーク形成方法、アライメント方法、半導体装置の製造方法および固体撮像装置の製造方法
JP2010098113A (ja) * 2008-10-16 2010-04-30 Panasonic Corp Ccd型固体撮像装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010140922A (ja) 2010-06-24
US20100140667A1 (en) 2010-06-10
US8247847B2 (en) 2012-08-21
KR20100066393A (ko) 2010-06-17
TW201029173A (en) 2010-08-01
JP4743265B2 (ja) 2011-08-10
CN101752398A (zh) 2010-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6441711B2 (ja) 負の電荷物質を含むトレンチを有するイメージセンサー及びその製造方法
US7420235B2 (en) Solid-state imaging device and method for producing the same
EP2228826A2 (en) Solid-state image pickup device and a method of manufacturing the same
US6525356B1 (en) Solid imaging device
JP2006210685A (ja) 固体撮像装置の製造方法
JP4843951B2 (ja) 固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置およびカメラ
CN114664873A (zh) 具有钝化全深沟槽隔离的半导体基板及相关联的制造方法
TWI390723B (zh) 固態成像裝置及其製造方法
US20110207260A1 (en) Method of producing a solid-state image sensing device including solid-state image sensor having a pilar-shaped semiconductor layer
TWI556423B (zh) 影像感測裝置及半導體結構
US7795654B2 (en) Solid-state imaging device and method for producing the same
JP4194295B2 (ja) 固体撮像素子の製造方法
CN114678386A (zh) 影像感测器
JP2006344914A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ
WO2011101935A1 (ja) 固体撮像素子とその製造方法
JP4705791B2 (ja) 固体撮像素子の製造方法
JP4715110B2 (ja) 固体撮像素子の製造方法
JP2011151139A (ja) 固体撮像素子の製造方法および固体撮像素子
JP2006216655A (ja) 電荷転送素子及びその製造方法
JP2008252116A (ja) 固体撮像素子の製造方法
JP2010177599A (ja) 固体撮像装置及びその製造方法
JP2004335800A (ja) 固体撮像素子の製造方法
JP2006253299A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法、並びにカメラ
JP2005327869A (ja) 固体撮像装置およびその製造方法
JP2004335801A (ja) 固体撮像素子およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees