TWI464867B - 固態影像拾取器件及其製造方法，以及影像拾取裝置 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種固態影像拾取器件及其製造方法，且亦係關於一種具備該固態影像拾取器件之影像拾取裝置。
在固態影像拾取器件中，為了補償歸因於正在推進之像素小型化之電荷儲存容量的減少，除現存感測器單元之電荷儲存區域以外，已提議另外亦在該電荷儲存區域下方形成導電類型與其相同之的雜質區域。
另外，已提議一電荷儲存單元，其中將具有不同能量之離子複數次地注入至一電荷儲存區域下方中以形成複數個雜質區域，繼之以與一已知電荷儲存區域組合(參見(例如)日本專利特許公開案第2002-164529號)。
在此專利申請案中，描述一種CCD(電荷耦合器件)固態影像拾取器件。關於CMOS(互補金氧半導體)固態影像拾取器件，可在感測器單元之儲存影像拾取區域之下同樣形成複數個雜質區域，藉此組態一電荷儲存單元。
在圖5A及圖5B中展示以此方式組態之CMOS固態影像拾取器件的示意性組態圖(截面圖)。圖5A為與一轉移閘極垂直之一面處之截面圖，且圖5B為沿著圖5A之線X-X'所截取的截面圖。
將注意，儘管在該特許公開專利申請案第2002-164529號中提及一第一電荷儲存單元及一第二電荷儲存單元，但在本文中將迄今已知之電荷儲存區域稱為主電荷儲存區域且將該下部雜質區域稱為電荷儲存子區域。
在圖5A及圖5B中所展示之固態影像拾取器件經組態以使得個別像素藉由P+
器件隔離區域53而隔離，且感測器單元之光電二極體(PD)及電荷轉移部分形成於藉由該器件隔離區域53隔離的內部。在諸圖中，藉由51指示一半導體基板(亦即，一半導體基板或一半導體基板及形成於其上之一半導體磊晶層)，且藉由52指示一形成為內埋於該半導體基板51中的p-
半導體井區域。一溢流障壁係藉由該半導體井區域52形成。
在此固態影像拾取器件中，一n型電荷儲存子區域特別形成於感測器單元之n+
型電荷儲存區域54之下。該電荷儲存子區域係由三個n型雜質區域構成，該等n型雜質區域如自下方查看包括一第一電荷儲存子區域61、一第二電荷儲存子區域62及一第三電荷儲存子區域63。
相比僅在深處形成電荷儲存區域54之狀況，由第一電荷儲存子區域61、第二電荷儲存子區域62及第三電荷儲存子區域63所形成之該電荷儲存子區域起作用以增加電荷儲存容量。
以此方式，在使像素小型化時補償電荷儲存容量之減少及抑制如將由像素小型化所引起之靈敏度下降變為可能的。
另外，可有效地轉移在光電二極體之深區域處經光電轉換之光電子。
可藉由不同能量位準之n型雜質離子注入相繼形成第一電荷儲存子區域61、第二電荷儲存子區域62及第三電荷儲存子區域63。
在圖6中展示圖5B之截面處之電位分佈圖。
如在圖6中所展示，藉由該等電荷儲存子區域61、62、63之形成而形成在深度方向上延伸之電位分佈。
當n型雜質經受離子注入之多級循環以形成電荷儲存子區域時，可設計沿著此深度之此電位。
如將自圖5A所見，出於改良靈敏度之目的而形成之電荷儲存子區域61、62、63僅形成於該電荷儲存區域54下方(亦即，在光電二極體內部)。
此係出於抑制白點惡化且亦抑制歸因於在光電二極體之深部分處之釘紮降級的所儲存電荷之溢流的目的。
亦在具備此電荷儲存子區域之該結構中，隨著推進像素小型化，光電二極體之有效面積減少。
在圖5B之截面處，在p+
器件隔離區域之間的距離變得比在圖5A之截面處的距離窄。
因此，在光電二極體之深部分中，由於由器件隔離區域53及半導體井區域52所引起之p型雜質的有效濃度增加，因此電位受到頸縮。參看圖7說明此情形。
圖7展示在將圖5B之截面結構疊加於圖6之電位圖上之後的器件隔離區域53及半導體井區域52(該兩者係p型雜質區域)。
如圖7中所展示，p型雜質區域(亦即，器件隔離區域53及半導體井區域52)之增加之有效濃度使n型雜質區域相對於其電位而頸縮，如由箭頭所指示。
此導致不大可能將空乏層延伸至該深度且靈敏度可採用比設計值低的值。
當然，如在日本特許公開專利申請案第2002-164529號中所闡明，當與僅在深處形成電荷儲存區域之狀況相比時，提供電荷儲存子區域連同朝深度方向延伸電位之效應而減輕電位頸縮。
然而，與像素小型化中之其他進展結合，僅提供電荷儲存子區域不會變得令人滿意。
因此，進一步創新變成有必要的以保證與像素小型化相關聯之靈敏度。
為了解決上文之問題，本技術之實施例預期提供一種固態影像拾取器件及其製造方法，其中若進一步推進像素小型化，可保證令人滿意之靈敏度，且亦提供一種包括該固態影像拾取器件之固態影像拾取裝置。
本發明之該實施例之該固態影像拾取器件係由包括一感測器單元之像素構成之一器件，該感測器單元在其中能夠進行光電轉換。
包括一半導體基板及形成於該半導體基板中且充當一感測器單元之一第一導電類型的電荷儲存區域。
進一步包括一由該第一導電類型之一雜質區域製成之電荷儲存子區域，該電荷儲存子區域以複數個層形成於該半導體基板中在充當一主電荷儲存區域之該電荷儲存區域之下，且其中該複數個層中之至少一或多者係完全跨越該像素而形成。
此外，形成於該半導體基板中之一器件隔離區域使像素彼此隔離，且由一第二導電類型之一雜質區域製成。
本發明之實施例之用於製造一固態影像拾取器件的方法係構成像素之方法，該等像素各自包括能夠進行光電轉換之一感測器單元。
該方法包括在一半導體基板內完全跨越像素而形成由一第一導電類型之一雜質區域製成之一電荷儲存子區域，且形成由該第一導電類型之一雜質區域製成之一電荷儲存子區域的複數個層。
另外，該方法包括：在該半導體基板中形成一器件隔離區域，該器件隔離區域隔離像素且由一第二導電類型之一雜質區域製成；及在該半導體基板中在該電荷儲存子區域之該複數個層上形成充當一感測器單元之該第一導電類型之一電荷儲存區域。
本發明之實施例之該影像拾取裝置包括：一聚焦光學單元，其聚焦入射光；一固態影像拾取器件，其接收由該聚焦光學單元聚焦且經受光電轉換之入射光；一信號處理單元，其處理由該固態影像拾取器件中進行之光電轉換所獲得的一信號。
根據本發明之實施例之該固態影像拾取器件，由該第一導電類型之一雜質區域製成之該電荷儲存子區域的複數個層形成於該半導體基板中在充當一主電荷儲存區域之該第一導電類型之該電荷儲存區域下方。當與僅在深處形成一電荷儲存區域之狀況相比時，可藉由提供該電荷儲存子區域來朝深度方向延伸電位。
另外，因為該電荷儲存子區域之該複數個層中之至少一或多者係完全跨越像素而形成，所以可增加該感測器單元之深度處的該第一導電類型之該雜質之一有效劑量。此導致減輕自該電荷儲存子區域周圍之該第二導電類型之該雜質區域的電位頸縮，且允許該感測器單元中之一電位分佈沿著一深度方向擴展並亦允許該感測器單元中之空乏層沿著一深度方向延伸，藉此使得該感測器單元中之一飽和電荷量能夠增加。
根據本發明之實施例之用於製造一固態影像拾取器件的方法，在一半導體基板中完全跨越像素而形成由一第一導電類型之一雜質區域製成之一電荷儲存子區域，且形成由該第一導電類型之一雜質區域製成的該電荷儲存子區域之複數個層，該複數個層包括完全跨越該等像素而形成之該電荷儲存子區域。此使得一固態影像拾取器件能夠製成為具有一結構，在該結構中一感測器單元中之空乏層沿著一深度方向延伸，藉此確保該感測器單元中之一增加的飽和電荷量。
根據本發明之實施例之一影像拾取裝置，該固態影像拾取裝置包括本發明之此固態影像拾取器件使得可在該影像拾取器件中增加該感測器單元中的一飽和電荷量，從而確保令人滿意之靈敏度。
根據本發明之實施例，該固態影像拾取器件使得一感測器單元中之一飽和電荷量能夠增加，藉此改良該感測器單元之該靈敏度。
因此，若推進像素小型化，則可保證令人滿意之靈敏度。因此，可使像素小型化，其中存在以下可能性：可增加像素數目且可實現固態影像拾取器件之尺寸減小。
根據本發明之實施例，若一固態影像拾取器件之像素數目增加或一固態影像拾取器件尺寸減小，則可實現靈敏度令人滿意之一固態影像拾取裝置。
現描述用於進行本發明之實施例。
該描述係按以下次序進行。
1. 第一實施例(固態影像拾取器件)
2. 第二實施例(影像拾取裝置)
<1. 第一實施例>
在圖1A及圖1B中展示根據本發明之第一實施例之固態影像拾取器件的示意性組態圖(截面圖)。圖1A展示與一轉移閘極以直角相交之面之截面圖，且圖1B展示沿著圖1A的線A-A'所截取的截面圖。
此固態影像拾取器件經組態以在由矽或其他半導體製成之n-
半導體基板1之表面上形成感測器單元之光電二極體(PD)、呈轉移閘極7之形式之電荷轉移單元及浮動擴散(FD)6。
關於半導體基板1，可使用一半導體基板(矽基板或其類似者)或一半導體基板及形成於其上之一半導體磊晶層。
一p型半導體井區域2形成為內埋於該半導體基板1中。
此半導體井區域2係跨越像素區域之整個表面或該固態影像拾取器件之晶片的整個表面而形成，且使該基板與像素單元彼此隔離。借助於此半導體井區域2形成一溢流障壁。
個別像素藉由在該半導體井區域2上方之p+
器件隔離區域3而隔離。在藉由該器件隔離區域3隔離之內部，形成充當一感測器單元之光電二極體(PD)及電荷轉移單元。
在該光電二極體之部分處，形成一n+
電荷儲存區域4，且在該電荷儲存區域4之表面上形成用於抑制一暗電流的p+
正電荷儲存區域5。
在電荷轉移單元處，經由一薄的閘極絕緣膜(圖中未展示)在半導體基板1之表面上形成一轉移閘極7且在轉移閘極7之側壁處形成由一絕緣層製成的側壁8。
該轉移閘極7可由(例如)多晶矽形成。
在提供於該圖之左側之該器件隔離區域3的表面中，形成一n+
浮動擴散(FD)6。
該浮動擴散6及該感測器單元之正電荷儲存區域5分別形成為設定於適當位置處，其中該轉移閘極7在其外部。
將注意，作為圖1A之組態之變化，可在適當位置形成該正電荷儲存區域5，其中側壁8之外邊緣在轉移閘極7之外側。
轉移閘極7用以在該光電二極體與該浮動擴散6之間轉移電荷。浮動擴散6儲存經轉移之電荷。
電荷儲存子區域形成於電荷儲存區域4下方且如自下方查看包括三個n型雜質區域：一第一電荷儲存子區域11、一第二電荷儲存子區域12及一第三電荷儲存子區域13。
此等電荷儲存子區域11、12、13形成於p型半導體井區域2上方，亦即，在半導體井區域2與電荷儲存區域4之間的深度位置處。
在該等p+
器件隔離區域3之間的距離在圖1B之截面處變得比在圖1A之截面處窄，就像圖5B中所展示的截面一樣。
因此，關於圖1B之截面之組態，由於來自器件隔離區域3及半導體井區域2之p型雜質的有效濃度增加，因此電位在該光電二極體之深部分處受頸縮。
為了避免此情形，在此實施例中，該第一電荷儲存子區域11(其係三個電荷儲存子區域11、12、13當中最內部的子區域)形成為延伸至器件隔離區域3。亦即，第一電荷儲存子區域11係完全跨越該像素而形成。
現在圖2中展示圖1B之截面處之電位分佈圖。
由於第一電荷儲存子區域11形成為足夠寬以延伸至器件隔離區域3，因此可形成如圖2中所展示之此電位分佈，其相比圖6中所展示之電位分佈沿著深度方向延伸。
此係因為在該光電二極體之深部分中之n型雜質的有效劑量可藉由第一電荷儲存子區域11之寬形成而增加，以使得可減輕自周圍p型雜質區域2、3之電位的頸縮。
由於可沿著深度方向加寬電位分佈，因此可朝深度方向伸長光電二極體內之空乏層，從而導致改良之靈敏度。
更佳地，完全跨越該像素而形成之第一電荷儲存子區域11形成於距半導體基板1之該表面不小於1 μm之深度的位置處。
此使得空乏層能夠在不小於1 μm之深度處延伸，藉此獲得對可見光之長波長區域中之光的令人滿意之靈敏度。
根據此實施例之固態影像拾取器件可以下文中所說明之方式製成。
最初，如圖3A中所展示，藉由p型雜質之離子注入21跨越半導體基板1之整體或半導體基板1之特定深度位置處之影像拾取區域的整體而形成充當溢流障壁之p型半導體井2。
接下來，如圖3B中所展示，藉由n型雜質之離子注入22在半導體井區域2上方跨越半導體基板1之整體而形成一第一電荷儲存子區域11。
接下來，如圖3C中所展示，將一抗蝕劑23用作遮罩，藉由n型雜質之離子注入24在第一電荷儲存子區域11上相繼形成一第二電荷儲存子區域12及一第三電荷儲存子區域13。
將注意，用於形成第一電荷儲存子區域11之離子注入、用於形成第二電荷儲存子區域12之離子注入及用於形成第三電荷儲存子區域13的離子注入係以不同能量來進行(能量量值之次序為第一>第二>第三)。
接下來，如圖3D中所展示，將一抗蝕劑25用作遮罩，藉由p型雜質之離子注入26形成一p+
器件隔離區域3以便圍繞感測器單元之光電二極體。
在此階段，p型雜質之注入量經選擇以便使離子注入之n型雜質達成完全跨越半導體基板1。此使得在器件隔離區域3與光電二極體之間的邊界區域處之電位能夠經設計以防止散輝現象(blooming)、色彩混合及白點惡化。
藉由以此方式形成p+
器件隔離區域3，針對每一像素隔離n型第一電荷儲存子區域11。
隨後，如圖3E中所展示，分別形成電荷儲存區域4、正電荷儲存區域5、浮動擴散(FD)6、轉移閘極7及側壁8。此等可藉由迄今已知之技術來形成。
舉例而言，在形成該轉移閘極7之後，當使用轉移閘極7作為遮罩時，藉由n型雜質之離子注入形成n+
電荷儲存區域4且藉由p型雜質之離子注入形成p+
正電荷儲存區域5。在轉移閘極7之側壁上形成由絕緣層製成之側壁8，且將此側壁8用作遮罩，藉由n型雜質之離子注入形成浮動擴散(FD)6。
此後，必要時，可分別形成一彩色濾光片、一晶片上透鏡及上部佈線層。
以此方式，可製成圖1A及圖1B中所展示之固態影像拾取器件。
根據此實施例之固態影像拾取器件，第一電荷儲存子區域11(其係三個n型電荷儲存子區域11、12、13中之最下層)形成為延伸至器件隔離區域3，且因此第一電荷儲存子區域11完全跨越該像素而形成。此使得在該光電二極體之深度處之n型雜質的有效劑量能夠增加，且因此可減輕自周圍p型雜質區域2、3之電位的頸縮以朝深度方向加寬電位分佈。
更明確而言，可沿著深度方向伸長光電二極體中之空乏層且可增加飽和電荷量，藉此改良光電二極體之靈敏度。
因此，根據該實施例之固態影像拾取器件，若使一像素小型化，則確保令人滿意之靈敏度。因此，可藉由像素小型化實現固態影像拾取器件之像素數目增加及尺寸減小。
藉由上文所敘述之實施例，僅第一電荷儲存區域11係跨越該像素而形成，且第二電荷儲存區域12及第三電荷儲存區域13僅形成於電荷儲存區域4之下方一部分處。
在複數個電荷儲存子區域形成於該電荷儲存區域下方之本發明中，完全跨越該像素而形成之電荷儲存子區域之數目係任意的。
因此，在形成如圖1A及圖1B中所展示之三個電荷儲存子區域11、12、13之狀況下，可完全跨越該像素而形成任意數目個子區域。
更佳地，完全跨越像素而形成之該等電荷儲存子區域經組態以便形成於一位置上方，該位置之深度在距半導體基板1之表面不小於1 μm處。
將注意，代替像上文所敘述之製造方法之完全跨越該半導體基板或影像拾取區域而形成電荷儲存子區域的狀況，可在使用針對每一像素具有一開口之遮罩的同時藉由離子注入形成完全跨越該像素而形成之電荷儲存子區域。
如在上文所敘述之製造方法中，當該子區域係完全跨越該半導體基板或影像拾取區域而形成且在一器件隔離區域形成後針對每一像素而隔離時，容易之形成得以確保。
在上文之實施例中，儘管本發明適用於CMOS類型之固態影像拾取器件(其中針對每一像素提供浮動擴散(FD)6)，但本發明亦可適用於其他類型之固態影像拾取器件。
舉例而言，本發明可適用於如在前述日本特許公開專利申請案中之CCD固態影像拾取器件。
在上文之實施例中，電荷儲存區域4形成為一n型區域，其中一p+
正電荷儲存區域形成於其表面上。
在本發明中，與上文之實施例相反(關於導電類型)，包括一p型電荷儲存區域及形成於其上的n+
負電荷儲存區域之此組態係可能的。在此狀況下，p型雜質區域之複數個層形成於電荷儲存區域下方以供用作電荷儲存子區域，且p型雜質區域之該複數個層中之至少一或多者係完全跨越該像素而形成。
<2. 第二實施例>
在圖4中展示根據本發明之第二實施例之影像拾取裝置的示意性組態圖(方塊圖)。此影像拾取裝置包括(例如)視訊攝影機、數位靜態相機或用於行動電話之相機。
如圖4中所展示，一影像拾取裝置500具有具備一固態影像拾取器件(圖中未展示)之一影像拾取單元501。
在影像拾取單元501之上游提供用於入射光聚集及影像聚焦之聚焦光學系統502。在影像拾取單元501之下游，連接信號處理器503，該信號處理器具有驅動影像拾取單元501之驅動電路及處理經光電轉換成該固態影像拾取器件中之影像之信號的信號處理電路。可將在該信號處理器503中處理之影像信號記憶於一影像記憶體(圖中未展示)中。
在此影像拾取裝置500中，可將本發明之固態影像拾取器件(諸如，上文所描述之實施例的固態影像拾取器件)用作一固態影像拾取器件。
根據該實施例之影像拾取裝置500，使用本發明之固態影像拾取器件，亦即，經組態以在推進像素小型化之情況下確保令人滿意之靈敏度的固態影像拾取器件(如上文所描述)。
此情形為有利的，此係因為若固態影像拾取器件之像素數目增加或若固態影像拾取器件尺寸減小，則可組態獲得令人滿意之靈敏度之影像拾取裝置500。
將注意，本發明之影像拾取裝置不限於圖4中所展示之組態，而可適用於利用固態影像拾取器件之類型的影像拾取裝置。
舉例而言，固態影像拾取器件可採用形成為一晶片之形式或可呈具有影像拾取功能之模組的形式，其中共同地封裝影像拾取單元及信號處理器或光學系統。
本發明之影像拾取裝置可適用於(例如)具有一相機或影像拾取功能之行動器件及多種影像拾取裝置。在廣泛意義上，「影像拾取」包括指紋偵測器及其類似者。
本發明不應解釋為受限於上文所敘述之彼等實施例，而可在不脫離本發明之範疇的情況下採用各種變化及修改。
本發明含有與在2010年6月14日在日本專利局申請之日本優先專利申請案JP 2010-135612中所揭示之標的有關的標的，該案之全文在此以引用之方式併入。
熟習此項技術者應理解，取決於設計要求及其他因素，各種修改、組合、子組合及改變可發生，只要其在隨附之申請專利範圍或其等效物之範疇內。
1．．．半導體基板
2．．．P型半導體井區域
3．．．器件隔離區域
4．．．電荷儲存區域
5．．．正電荷儲存區域
6．．．浮動擴散(FD)
7．．．轉移閘極
8．．．側壁
11．．．第一電荷儲存子區域
12．．．第二電荷儲存子區域
13．．．第三電荷儲存子區域
21．．．離子注入
22．．．離子注入
23．．．抗蝕劑
24．．．離子注入
25．．．抗蝕劑
26．．．離子注入
51．．．半導體基板
52．．．p-
半導體井區域
53．．．器件隔離區域
54．．．n+
電荷儲存區域
61．．．第一電荷儲存子區域
62．．．第二電荷儲存子區域
63．．．第三電荷儲存子區域
500．．．影像拾取裝置
501．．．影像拾取單元
502．．．聚焦光學系統
503．．．信號處理器
圖1A及圖1B分別為根據本發明之第一實施例之固態影像拾取器件的示意性組態圖(截面圖)；
圖2為對應於圖1B之截面圖之部分的電位分佈圖；
圖3A至圖3E分別為展示製造圖1A及圖1B之固態影像拾取器件之方法的程序圖；
圖4為根據本發明之第二實施例之影像拾取裝置的示意性組態圖(方塊圖)；
圖5A及圖5B分別為具有一結構之固態影像拾取器件之示意性組態圖(截面圖)，在該結構中電荷儲存子區域形成於主電荷儲存區域之下；
圖6為對應於圖5B之截面圖之部分的電位分佈圖；及
圖7為說明在圖5A及圖5B之固態影像拾取器件中之電位變化的視圖。
1．．．半導體基板
2．．．P型半導體井區域
3．．．器件隔離區域
4．．．電荷儲存區域
5．．．正電荷儲存區域
6．．．浮動擴散(FD)
7．．．轉移閘極
8．．．側壁
11．．．第一電荷儲存子區域
12．．．第二電荷儲存子區域
13．．．第三電荷儲存子區域
Claims (4)
- 一種一包括複數個像素的類型之固態影像拾取器件，每一像素經組態以包括能夠進行光電轉換之一感測器單元，該影像拾取器件包含：一半導體基板；一第一導電類型之一電荷儲存區域，其形成於該半導體基板中且經組態而為該感測器單元及一主要電荷儲存區域；一電荷儲存子區域，其由該第一導電類型之一雜質區域製成，該電荷儲存子區域於該半導體基板中在該電荷儲存區域下方包含複數個層；及一器件隔離區域，其於該半導體基板中，經組態使該等像素彼此隔離，該器件隔離區域由一第二導電類型之一雜質區域製成，其中至少一電荷儲存子區域層延伸跨越每一像素至該器件隔離區域。
- 如請求項1之固態影像拾取器件，其中對於每一像素，完全跨越該像素而形成之該電荷儲存子區域係形成於距該半導體基板之一表面不小於1μm的一深度處。
- 如請求項1之固態影像拾取器件，其進一步包含一半導體井區域，其係完全跨越每一像素而形成於該半導體基板中在該電荷儲存子區域下方，且係由該第二導電類型之一雜質區域製成。
- 一種影像拾取裝置，其包含： 一聚焦光學單元，其聚焦入射光；一包含複數個像素之固態影像拾取器件，每一像素經組態以包括能夠進行光電轉換之一感測器單元，該固態影像拾取器件進一步包括：(a)一半導體基板；(b)一第一導電類型之一電荷儲存區域，其於該半導體基板中且經組態而為該感測器單元及一主電荷儲存區域；(c)一電荷儲存子區域，其由該第一導電類型之一雜質區域製成，該電荷儲存子區域於該半導體基板內在該電荷儲存區域下方包含複數個層；及(d)一器件隔離區域，其於該半導體基板中，經組態使該等像素彼此隔離，該器件隔離區域由一第二導電類型之一雜質區域製成；其中至少一電荷儲存子區域層延伸跨越每一像素至該器件隔離區域，及一信號處理器，其處理由該固態影像拾取器件進行之該光電轉換所獲得之一信號。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070052056A1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device and method of manufacturing same |
| TW201001688A (en) * | 2008-03-25 | 2010-01-01 | Eastman Kodak Co | A photodetector having an extended depletion depth |
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|---|---|---|---|---|
| US20070052056A1 (en) * | 2005-09-05 | 2007-03-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device and method of manufacturing same |
| TW201001688A (en) * | 2008-03-25 | 2010-01-01 | Eastman Kodak Co | A photodetector having an extended depletion depth |
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