TWI695496B - 半導體裝置及其製造方法及ｃｍｏｓ影像感測器 - Google Patents
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Abstract
提供一種半導體裝置及製造此半導體裝置之方法。半導體裝置包括基板、光感測特徵、負氧化層、閘極介電層及傳輸閘極。光感測特徵用以在基板中偵測入射輻射。負氧化層是在光感測特徵之上。閘極介電層是在負氧化層之上。傳輸閘極是在閘極介電層之上。
Description
本揭示係關於一種半導體裝置及其製造方法，特別係關於含有負氧化層的半導體裝置及其製造方法。
諸如互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor；CMOS)影像感測器(CMOS image sensor；CIS)被用於感測朝向半導體基板投射之入射輻射，且被廣泛用於諸如視訊攝影機、數位靜態攝影機等等之各種應用中。此等裝置利用畫素或影像感測器元素之陣列來收集光子能量以將影像轉換成為電信號。
CMOS影像感測器之畫素包括光偵測器，諸如光電二極體、光閘極偵測器或光電晶體。然而，在製造CMOS影像感測器期間可能存在缺陷，從而產生畫素雜訊。因此，CMOS影像感測器必須不斷地改良以便獲得更加令人滿意的裝置。
本揭示提供一種半導體裝置，其包含一基板、一光感測特徵、一負氧化層、一閘極介電層及一傳輸閘極。光感測特徵用以在基板中偵測一入射輻射，負氧化層在光感測特徵及基板之上，閘極介電層在負氧化層之上，傳輸閘極(Trans fer gate)在閘極介電層之上。負氧化層具有第一垂直投影於基板上，傳輸閘極具有第二垂直投影於基板上，第一垂直投影與第二垂直投影間隔開來。
本揭示提供一種CMOS影像感測器，其包括基板、光電二極體、負氧化層、閘極介電層及傳輸閘極。基板具有第一類型導電性。光電二極體在該基板中，且包括具有第一類型導電性的第一光感測特徵及具有第二類型導電性的第二光感測特徵，第二光感測特徵於第一光感測特徵下。負氧化層完全位於光電二極體的第一光感測特徵上。閘極介電層在負氧化層與基板之上。傳輸閘極在閘極介電層之上。負氧化層具有第一垂直投影於基板上，傳輸閘極具有第二垂直投影於基板上，第一垂直投影與第二垂直投影間隔開來。
本揭示提供一種製造半導體裝置的方法，其包括以下步驟：提供具有第一類型導電性的基板；形成光電二極體於基板中；形成負氧化層於光電二極體上，其中負氧化層具有第一垂直投影於基板上；形成閘極介電層於負氧化層及基板上；以及在閘極介電層上形成傳輸閘極，其中傳輸閘
極具有第二垂直投影於基板上，第一垂直投影與第二垂直投影間隔開來。
100:半導體裝置
110:基板
120:淺溝槽隔離特徵
130:井形區域
140:光感測特徵
142:第二光感測特徵
144:第一光感測特徵
150:負氧化層
160:閘極介電層
170:傳輸閘極
180:高溫氧化物層
182:互連層
190:第三光感測特徵
200:背側照明式COMS影像感測器
300:入射輻射
L1:長度
L2:長度
S1:前側
S2:背側
本案之態樣當與附圖一起閱讀時則可從以下詳細說明中最佳地理解。應注意，根據行業中之標準方法，各種特徵不必按比例繪製。實際上，為了論述清晰起見，各種特徵之尺寸可任意地增加或減小。
第1圖至第9圖為根據一些實施例的在製造半導體裝置之各階段之橫剖面圖。
第10圖為根據一些實施例的背側照明式CMOS影像感測器之橫剖面圖。
以下揭示內容提供了用於實施所提供之標的之不同特徵的許多不同實施例，或實例。在下文中描述元件或佈置之特定實例以簡化本案。當然，此等實例僅為實例且不意欲作為限制。例如，在隨後描述中之第一特徵在第二特徵之上或上方的形式可包括其中第一特徵及第二特徵直接接觸形成之實施例，且亦可包括其中在第一特徵與第二特徵之間可形成附加特徵，以使得第一特徵與第二特徵可以不直接接觸之實施例。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及
/或字母。此重複是為了簡化及清晰之目的，且就其本身不指定所論述之各個實施例及/或配置之間的關係。
除非上下文明確地另外指示，否則單數形式「一(a)」、「一(an)」及「此(the)」亦包括複數個指示物。因此，除非上下文明確地另外指示，否則對一閘極堆疊之引用亦包括具有兩個或兩個以上此等閘極堆疊之態樣。貫穿本說明書對「一個實施例」或「一實施例」之引用意謂結合本實施例描述之特定特徵、結構或特性被包括在本案之至少一個實施例中。因此，貫穿本說明書各處的用語「在一個實施例中」或「在一實施例中」的出現不必全部代表相同實施例。此外，在一或多個實施例中，特定特徵、結構或特性可以任何適當方式結合。此外，為了便於描述，可在本文中使用諸如「在......之下(beneath)」、「在......下方(below)」、「下部(lower)」、「在......上方(above)」、「上部(upper)」等之空間相對術語來描述如在附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示之定向之外的在使用或操作中之裝置的不同定向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或處於其他定向)且本文使用之空間相對描述詞可同樣相應地解釋。
對於各式各樣的影像感測器(例如：CMOS影像感測器)來說，靈敏度及雜訊降低之改良是重要的問題。特定言之，流經例如光電倍增管(photomultiplier tube；PMT)、光電二極體(photodiode；PD)或電荷耦合元件(charge-coupled device；CCD)之光感測特徵的過量漏電
流為一種雜訊來源。亦即，即使畫素處於黑暗之中，畫素仍顯示有亮光源的存在。此有缺陷的畫素被稱為「白色畫素」，因為無論影像的入射輻射是否出現，此有缺陷的畫素可能總是顯示「白色」。特定言之，此白色畫素係由所謂的「鳥嘴(bird's beak)」效應(亦即，鳥嘴感應之不需要的電流)所產生。過量及不想要的漏電流會在於製造期間經受過量機械應力的區域中產生，或對於裝置操作期間經受過度電應力的區域發生。由此等過量應力產生之一些微小缺陷可產生漏電流。
抑制暗電流產生的傳統技術是在光感測區域上植入P+層。為了藉由以高濃度執行離子植入至光感測區域中來形成足夠的P+層，因為光感測區域可能被離子植入而損壞，所以高溫退火對於活化注入的雜質是必須的。然而，在此情況下，會發生雜質擴散且光感測區域之光電轉換特性退化。因此，藉由植入及退火來形成P+層並不是可取的。另一方面，當以低濃度執行離子植入以減小由離子植入引起的損壞時，P+層的摻雜劑濃度降低。結果，具有低摻雜劑濃度的此P+層不足以降低暗電流。簡言之，難以在藉由抑制雜質擴散來維持所需光電轉換特性之同時實現足夠的P+層及降低暗電流。
為了解決上述問題，本案提供一種半導體裝置及製造此半導體裝置之方法，此半導體裝置對於防止且降低漏電流是有益的。因此，改良了白色畫素的現象。
第1圖至第9圖為根據一些實施例的在製造半導體裝置之各階段之橫剖面圖。現參看第1圖，提供了基板110及在基板110中之淺溝槽隔離(shallow trench isolation；STI)特徵120。應注意，為了簡單及清晰之目的已省略了一些結構。基板110具有前側S1及背側S2，其中基板可為半導體基板，包括矽及/或鍺；化合物半導體基板，包括碳化矽、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦，及/或銻化銦；合金半導體基板，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP，及/或GaInAsP；或上述各者之組合。此外，基板110可以是絕緣體上半導體(semiconductor on insulator；SOI)、矽上III-V族(諸如矽上GaN)基板或矽上石墨烯基板。基板110具有第一類型之導電性，此導電性可以為N型導電性或P型導電性。在一些實施例中，第一類型之導電性為P型導電性。例如，基板110為輕微摻雜的P型半導體基板，諸如P型磊晶層(P-epi)。淺溝槽隔離特徵120為一積體電路特徵，此特徵防止相鄰半導體裝置元件(諸如畫素)之間的電流洩漏。淺溝槽隔離特徵120典型地在形成電晶體(諸如傳輸閘極)之前，在半導體裝置之製造過程早期期間產生。淺溝槽隔離120之製造過程包括蝕刻作為基板110中之溝槽的某些開口，沉積一或多個介電材料(諸如二氧化矽)以填充溝槽，且使用諸如化學機械研磨(chemical-mechanical polishing；CMP)之技術來移除過量介電材料。
現參看第2圖，在於基板110中形成淺溝槽隔離特徵120之後，井形區域130實質上在淺溝槽隔離特徵120之下形成。井形區域130可輕微或中度地摻雜有具有第一類型導電性之摻雜劑。在一些實施例中，第一類型之導電性可為N型或P型導電性。摻雜劑濃度可取決於半導體裝置之最大電壓要求。在一些實施例中，井形區域130可藉由使用P型摻雜劑利用佈植機離子植入而形成，此P型摻雜劑諸如硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)或上述各者之組合。佈植機可藉由佈植機之不同能量值提供摻雜劑濃度及離子穿透深度之良好控制。例如，當佈植機之能量值增加時，離子穿透深度變得更深。
現參看第3圖，在各種實施例中，具有第二類型之導電性之第二光感測特徵142形成於接近前側S1的基板110中。與第一類型之導電性相反的第二類型之導電性可以為N型或P型導電性。在一些實施例中，第二類型之導電性為N型導電性以使得第二光感測特徵142是N型光電二極體，此N型光電二極體可以藉由離子植入N型摻雜劑來形成，此N型摻雜劑諸如氮(N)、磷(P)、砷(As)或上述各者之組合。在一些實施例中，N型光電二極體為N型固定光電二極體(NPPD)。
現參看第4圖，具有第一類型之導電性的第一光感測特徵144形成於接近前側S1的基板110中且位於第二光感測特徵142上。換言之，第二光感測特徵142實質上在第一光感測特徵144之下。如第4圖中所示，第一光感測特
徵144與第二光感測特徵142共面。第一類型之導電性可為N型或P型導電性。在一些實施例中，第一類型之導電性為P型導電性，以使得第一光感測特徵144是P型光電二極體，此P型光電二極體係藉由使用P型摻雜劑離子植入而形成，此P型摻雜劑諸如硼(B)、鋁(Al)、鎵(Ga)或上述各者之組合。在一些實施例中，P型光電二極體為部分固定光電二極體(partially pinned photodiode；PPPD)或固定光電二極體(pinned photodiode；PPD)。結果，光感測特徵140係藉由第一光感測特徵144及第二光感測特徵142而形成，且在基板110中用以偵測入射輻射。在一些實施例中，光感測特徵140為光電二極體。在一些實施例中，光感測特徵140及基板110從而形成用於感測入射輻射之P-N-P接面區域。換言之，P-N-P接面區域亦為光感測區域及光電轉換區域。在操作期間，到達光感測特徵140之入射輻射可產生光電荷或光電子，可在P-N-P接面區域中收集且累積光電荷或光電子。光電子可經由傳輸閘極(未圖示)傳送且可轉換成為數位信號。所產生的光電子量與在P-N-P接面區域中吸收之光子數目的強度成比例。
現參看第5圖，負氧化層150係在前側S1上的光感測特徵140之上形成且用以增強隔離、避免表面電子散射，抑制界面缺陷且減小漏電流。特定言之，因為在負氧化層150中存在一些負電荷，所以負氧化層150可能吸引光感測特徵140及基板110中之電洞以累積於負氧化層150之下或累積於負氧化層150與光感測特徵140之間，以使得暗電
流之電子得以抑制。此外，即使產生暗電流之電子，此等累積之電洞亦可消除電子。換言之，在負氧化層150與光感測特徵140之間累積的電洞藉由消除暗電流之電子來保護光感測區域。結果，負氧化層150能夠抑制洩漏電流之產生以使得白畫素減少。
此外，與藉由在光感測區域上植入P+層來抑制與減少暗電流產生之傳統技術相比，使用負氧化層150以保護光感測區域可以不像離子植入一樣損壞光感測區域。此外，負氧化層150可以低溫製程形成，而非以與傳統技術一樣的高溫退火形成，使得雜質擴散問題可以被改善，並且光感測區域之光電轉換特性可避免退化。
在一些實施例中，負氧化層150包括氧化鉿(HfO)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO3)、氧化鉭(Ta2O5)、氧化鈦(TiO2)，或上述各者之組合的材料。負氧化層150可藉由任何適當的沉積製程形成。沉積製程之實例包括但不限於原子層沉積(atomic layer deposition；ALD)、化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)、低壓化學氣相沉積(low pressure chemical vapor deposition；LPCVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition；PVD)、濺射及旋塗。
如第5圖中所示，在一些實施例中，負氧化層150與光感測特徵140直接接觸。換言之，負氧化層150與第一光感測特徵144及第二光感測特徵142直接接觸，因為第一光感測特徵144與第二光感測特徵142共面。結果，負
氧化層150接近於光感測區域，以使得暗電流之電子的產生可得以抑制或消除。
此外，如第5圖中所示，負氧化層150係部分地在光感測特徵140之上。更特定言之，負氧化層150係完全地在光感測特徵140之第一光感測特徵144之上，但部分地在光感測特徵140之第二光感測特徵142之上。負氧化層150之一邊緣與第一光感測特徵144之一邊緣對準，且負氧化層150之另一邊緣朝向第一光感測特徵144之另一邊緣延伸以完全覆蓋第一光感測特徵144，可保護光感測特徵140之實施區域不受漏電流之影響。此外，因為負氧化層150係部分地在光感測特徵140之上且從而部分地在第二光感測特徵142之上，所以可能在後續製程中形成的傳輸閘極(未圖示)與第二光感測特徵142之間存在重疊。在一些實施例中，負氧化層150之長度L1大於第一光感測特徵144之長度L2，以使得第一光感測特徵144可得以完全地由負氧化層150所覆蓋。在一些實施例中，負氧化層150之長度L1等於第一光感測特徵144之長度L2(未圖示)，且負氧化層150在第一光感測特徵144之正上方。
現參看第6圖，閘極介電層160形成於負氧化層150之上。閘極介電層160用於促進傳輸閘極或連接線之後續形成，且將傳輸閘極170與下層光感測特徵140及基板中之S/D區域(未圖示)分離。閘極介電層160可由二氧化矽、氮化矽或其他高介電常數介電材料製成。如第6圖中所示，負氧化層150是在光感測特徵140與閘極介電層160之間。
在一些實施例中，取決於傳輸閘極(未圖示)之操作電壓，閘極介電層160具有在10埃至5000埃之範圍中的厚度。
現參看第7圖，傳輸閘極170形成於閘極介電層160上以控制通道區域中之電荷載子之流動，此通道區域形成於閘極介電層160之下的光感測特徵140與S/D區域(未圖示)之間。如第7圖中所示，在傳輸閘極170與第二光感測特徵142之間存在重疊。傳輸閘極170可由任何適當的導電材料製成。適當的導電材料之實例包括但不限於，多晶矽(polysilicon；poly)、高度摻雜矽、鋁(Al)、諸如鎢(W)之耐火金屬、矽化物(例如，TiSi、MoSi、TaSi或WSi)及上述各者之組合。例如，傳輸閘極170可為單層或多層。此外，傳輸閘極170之製造過程包括在閘極介電層150上形成傳輸閘極層，且隨後圖案化傳輸閘極層以形成傳輸閘極170。傳輸閘極層可藉由原子層沉積、化學氣相沉積、低壓化學氣相沉積、物理氣相沉積或旋塗來形成，且可藉由諸如反應性離子蝕刻(reactive ion etching；RIE)之蝕刻圖案化。
現參看第8圖，高溫氧化物(high temperature oxide；HTO)層180形成於閘極介電層160及傳輸閘極170上。例如，高溫氧化物層180可藉由快速熱化學氣相沉積形成。其次，間隙壁(未圖示)係使用諸如化學氣相沉積之傳統沉積製程形成於傳輸閘極170之側壁上。間隙壁可由任何適當的材料製成。適當的材料之實例包括但不限於二氧化矽(SiO2)、氮化矽(SiN)、碳氮化矽(SiCN)及其他高介電常
數介電材料。此外，因為負氧化層150係在光感測特徵140之上，所以剛好在負氧化層150上方的高溫氧化物層180之部分可薄於高溫氧化物層180之其他部分。因此，可以避免不利地影響電氣效能之高溫氧化物層180之額外熱預算。
現參看第9圖，具有與第一類型之導電性相反的第二類型之導電性的第三光感測特徵190形成於接近第一側S1且接近傳輸閘極170的基板110中。與第一類型之導電性相反的第二類型之導電性可以為N型或P型導電性。在一些實施例中，具有N型導電性之第三光感測特徵190為浮動擴散(floating diffusion；FD)區域，輕微摻雜的汲極(lightly doped drain；LDD)或S/D區域。第三光感測特徵190可以藉由離子植入N型摻雜劑來形成，此N型摻雜劑諸如氮(N)、磷(P)、砷(As)或上述各者之組合。如第9圖中所示，在傳輸閘極170與第三光感測特徵190之間存在重疊。在其他實施例中，第三光感測特徵190之邊緣與傳輸閘極170之邊緣對準(未圖示)。
在一些實施例中，畫素包括光感測特徵140、傳輸閘極170，及第三光感測特徵190，其中光感測特徵140之第一光感測特徵144具有P型導電性、光感測特徵140之第二光感測特徵142具有N型導電性且第三光感測特徵190具有N型導電性。例如，第一光感測特徵144為P型固定光電二極體(P-type pinned photodiode；PPPD)，第二光感測特徵142為N型固定光電二極體(N-type pinned photodiode；NPPD)且第三光感測特徵190為浮動擴散
(floating diffusion；FD)區域。即使在第9圖中圖示僅一個畫素，但是應理解，半導體裝置100可包括用於形成畫素陣列之複數個畫素。傳輸閘極170為用於在畫素中將電荷自裝置一側傳送至另一側的開關電晶體之閘極。在一些實施例中，傳輸閘極170係用於將電荷自光感測特徵140傳送至第三光感測特徵190。此外，當間隙壁(未圖示)在第三光感測特徵190之後形成或甚至根本沒有形成時，第三光感測特徵190可藉由與傳輸閘極170自對準(self-aligned；SA)形成。或者，當間隙壁在第三光感測特徵190之前形成時，第三光感測特徵190可藉由與間隙壁自對準而形成。
半導體裝置100包括基板110、基板110中之光感測特徵140、光感測特徵140之上的負氧化層150、負氧化層150之上的閘極介電層160、閘極介電層160之上的傳輸閘極170，以及在閘極介電層160及傳輸閘極170之上的高溫氧化物層180。在一些實施例中，因為入射輻射係自基板110之前側S1或自基板110之背側S2朝向光感測特徵140導引，所以半導體裝置100可以為前側照明(frontside illuminated；FSI)CMOS影像感測器或背側照明式(backside illuminated；BSI)CMOS影像感測器。若入射輻射係自背側S2朝向光感測特徵140導引且在第一側S1上形成互連層(未圖示)，則此半導體裝置100為背側照明式CMOS影像感測器。
現參看第10圖，此圖圖示根據一些實施例的背側照明式CMOS影像感測器之橫剖面圖。背側照明式COMS
影像感測器200包括在基板110中配置以偵測入射輻射300之光感測特徵140，及在高溫氧化物層180之上的互連層182。在一些實施例中，光感測特徵140為光電二極體。為了簡單及清晰起見，第9圖及第10圖中之相似特徵的編號相同。互連層182可包括複數個介電層，諸如層間介電質(inter-layer dielectrics；ILD)或金屬間介電質(inter-metal dielectrics)，及複數個金屬層(未圖示)，上述各者可由眾所熟知的半導體處理技術形成。如第10圖中所示，光感測特徵140係在入射輻射300與互連層182之間。此外，在包括光感測特徵140、傳輸閘極170及第三光感測特徵190之畫素形成於基板中之後，基板110可從背側S2薄化以減小基板110之厚度，以幫助入射輻射300更容易地到達光感測特徵140。例如，薄化方法可藉由化學機械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)或毯覆蝕刻製程執行。背側照明式COMS影像感測器200與半導體裝置100之間的差異在於背側照明式COMS影像感測器200進一步包括在高溫氧化物層180之上的互連層182。此差異不影響實施例中之各元件之功能，且因此背側照明式COMS影像感測器200具有與半導體裝置100相同之功能及優點。
此外，因為光感測特徵140是在入射輻射300與互連層182之間，所以背側照明式COMS影像感測器200為入射輻射300提供了用於到達光感測特徵140之暢通路徑，以使得入射輻射300可避開由金屬層及互連層182之介電層產生的妨礙。光感測特徵140暴露於來自基板110之背
側S2的入射輻射300，因此，不需要建立穿過前側S1至光感測特徵140之路徑。
上文論述之本案之實施例具有優於現有方法及系統之優點。包括負氧化層之半導體裝置對於防止或減小漏電流之產生是有益的。負氧化層係在光感測區域之上形成且用以增強隔離，避免表面電子散射，抑制界面缺陷且降低漏電流。特定言之，因為在負氧化層中存在一些負電荷，所以負氧化層可吸引電洞在負氧化層之下且在負氧化層與光感測區域之間累積，以使得暗電流電子之產生可得以抑制或減少。此外，即使產生暗電流之電子，此等累積之電洞亦可消除電子。結果，保護光感測區域之負氧化層能夠抑制或降低漏電流之產生，以使得白畫素之現象得以改良。此外，與藉由在光感測區域上植入P+層來抑制暗電流產生之傳統技術相比，使用負氧化層以保護光感測區域可以不像離子植入一樣損壞光感測區域。此外，負氧化層可以低溫製程形成，而不是以與傳統技術一樣的高溫退火形成，以使得雜質擴散問題可被改善且光感測區域之光電轉換特性可避免退化。此外，因為負氧化層係在光電二極體之上，所以剛好在負氧化層上方的高溫氧化物層之部分可薄於高溫氧化物層之其他部分。因此，可以避免不利地影響電氣效能之高溫氧化物層之額外熱預算。
在本案之各種實施例中，半導體裝置包括基板、光感測特徵、負氧化層、閘極介電層及閘極介電層。光感測特徵用以在基板中偵測入射輻射。負氧化層是在光感測
特徵之上。閘極介電層是在負氧化層之上。傳輸閘極是在閘極介電層之上。
在本案之各種實施例中，CMOS影像感測器包括基板、光電二極體、負氧化層、閘極介電層及閘極介電層。基板具有第一類型之導電性。基板中之光電二極體包括具有第一類型之導電性的第一光感測特徵，及在第一光感測特徵之下具有第二類型之導電性的第二光感測特徵。負氧化層係完全地在光電二極體之第一光感測特徵之上。閘極介電層是在負氧化層之上。傳輸閘極是在閘極介電層之上。
在本案之各種實施例中，製造半導體裝置之方法包括以下操作。提供了具有第一類型之導電性的基板。在基板中形成光電二極體。在光電二極體之上形成負氧化層。在負氧化層之上形成閘極介電層。在閘極介電層之上形成傳輸閘極。
上文概述了若干實施例之特徵，以便熟習此項技術者可較佳地理解本案之態樣。熟習此項技術者應瞭解，熟習此項技術者可容易地使用本案作為用於設計或變更其他製程及結構之基礎，此等其他製程及結構用於執行本文引入之實施例的相同目的及/或達成此等實施例之相同優點。熟習此項技術者亦應瞭解，此等同等構造不背離本案之精神及範疇；且熟習此項技術者可在不背離本案之精神及範疇之情況下進行各種變化、替換或變更。
110:基板
120:淺溝槽隔離特徵
130:井形區域
140:光感測特徵
142:第二光感測特徵
144:第一光感測特徵
150:負氧化層
160:閘極介電層
170:傳輸閘極
180:高溫氧化物層
182:互連層
190:第三光感測特徵
200:背側照明式COMS影像感測器
300:入射輻射
S1:前側
S2:背側
Claims (10)
- 一種半導體裝置，包含：一基板；一光感測特徵，用以在該基板中偵測一入射輻射，其中該光感測特徵包含一第一光感測特徵及一第二光感測特徵；一負氧化層，在該光感測特徵及該基板之上，其中該負氧化層之一邊緣與該第一光感測特徵之一邊緣對準，且該負氧化層之另一邊緣朝向該第一光感測特徵之另一邊緣延伸以完全覆蓋該第一光感測特徵；一閘極介電層，在該負氧化層之上；及一傳輸閘極，在該閘極介電層之上，其中該負氧化層具有一第一垂直投影於該基板上，該傳輸閘極具有一第二垂直投影於該基板上，該第一垂直投影與該第二垂直投影間隔開來。
- 如請求項1所述之半導體裝置，其中該負氧化層包括HfO、Al2O3、ZrO3、Ta2O5、TiO2、或其組合的材料。
- 如請求項1所述之半導體裝置，其中該負氧化層與該光感測特徵直接接觸。
- 如請求項1所述之半導體裝置，進一步包括在該傳輸閘極上方的一互連層，其中該光感測特徵在該入射輻射和該互連層之間。
- 一種CMOS影像感測器，包括：一基板，具有一第一類型導電性；一光電二極體，在該基板中，且包括具有該第一類型導電性的一第一光感測特徵及具有一第二類型導電性的一第二光感測特徵，該第二光感測特徵於該第一光感測特徵下；一負氧化層，其中該負氧化層之一邊緣與該第一光感測特徵之一邊緣對準，且該負氧化層之另一邊緣朝向該第一光感測特徵之另一邊緣延伸以完全位於該光電二極體的該第一光感測特徵上；一閘極介電層，在該負氧化層與該基板之上；及一傳輸閘極，在該閘極介電層之上，其中該負氧化層具有一第一垂直投影於該基板上，該傳輸閘極具有一第二垂直投影於該基板上，該第一垂直投影與該第二垂直投影間隔開來。
- 如請求項5所述之CMOS影像感測器，其中該負氧化層的長度大於該第一光感測特徵的長度。
- 如請求項5所述之CMOS影像感測器，其中該負氧化層包括HfO、Al2O3、ZrO3、Ta2O5、TiO2、或其組合的材料。
- 一種半導體裝置的製造方法，包括： 提供具有一第一類型導電性的一基板；形成一光電二極體於該基板中，包括形成一第二光感測特徵以及在該第二光感測特徵上形成一第一光感測特徵；形成一負氧化層於該光電二極體上，使得該負氧化層之一邊緣與該第一光感測特徵之一邊緣對準，且該負氧化層之另一邊緣朝向該第一光感測特徵之另一邊緣延伸以完全覆蓋該第一光感測特徵，其中該負氧化層具有一第一垂直投影於該基板上；形成一閘極介電層於該負氧化層及該基板上；以及在該閘極介電層上形成一傳輸閘極，其中該傳輸閘極具有一第二垂直投影於該基板上，該第一垂直投影與該第二垂直投影間隔開來。
- 如請求項8所述之製造方法，其中該第二光感測特徵具有與該基板中的該第一類型導電性相反的一第二類型導電性，且該第一光感測特徵具有該第一類型導電性。
- 如請求項9所述之製造方法，進一步包括在該基板中形成具有該第二類型導電性的一第三光感測特徵。
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