发明名称 具有多重掺杂布植之光电二极之影像感测器与像素感测器
摘要 本发明系揭露一种利用具有多种N型掺杂物之主动像素。上述像素包含形成于半导体基板中之光电二极体。光电二极体系为形成于P型区域内部之N-区域。N-区域系由砷布植与磷布植所构成。再者,像素包含一传递电晶体形成于光电二极体与浮置节点之间,并且将一讯号由光电二极体选择性的传递至节点。最后,像素包含一放大电晶体由浮置节点所控制。
申请公布号 TWI298205 申请公布日期 2008.06.21
申请号 TW094135123 申请日期 2005.10.07
申请人 欧尼影像科技股份有限公司 发明人 霍沃德E. 罗德兹
分类号 H01L31/101(200601AFI20080221VHTW);H01L21/265(200601ALI20080221VHTW) 主分类号 H01L31/101(200601AFI20080221VHTW)
代理机构 代理人 林静文 台北市松山区八德路3段230号8楼
主权项 1.一种像素,包含: 一光电二极体形成于一半导体基板之中,该光电二 极体系为一N-区域形成于一P型区域之内,该N-区域 系由依一第一N型掺杂物之布植以及一第二N型掺 杂物之布植所构成,其中该第一N型掺杂物具有一 扩散性不同于该第二N型掺杂物,该第一N型掺杂物 系完全由该第二N型掺杂物所围绕。 2.如专利申请范围第1项之像素,其中该光电二极体 具有一P+固定层位于该半导体基板之表面以及该N- 区域之上。 3.如专利申请范围第1项之像素,其中该第一N型掺 杂物系为砷,以及该第二N型掺杂物系为磷。 4.如专利申请范围第1项之像素,其中该第一N型掺 杂物系为锑,以及该第二N型掺杂物系为磷。 5.如专利申请范围第1项之像素,其中该第一N型掺 杂物之峰値浓度系大致上与第二N型掺杂物之峰値 浓度位于相同位置。 6.如申请专利范围第1项之像素,更包含:(1)一传递 电晶体形成于该光电二极体与一浮置节点之间,并 且用以选择性将一讯号从该光电二极体传递至该 浮置节点,以及(2)一放大电晶体由该浮置节点所控 制。 7.如申请专利范围第1项之像素,更包含一重设电晶 体用以重设该浮置节点至一参考电位。 8.如申请专利范围第1项之像素,其中该像素系加入 一电荷耦合元件(CCD)影像感测器。 9.如申请专利范围第1项之像素,其中该像素系加入 一互补式金氧半导体(CMOS)影像感测器。 10.如申请专利范围第7项之像素,其中该像素系为3T 、4T、5T、6T或7T之部分结构。 11.一种像素,包含: 一光电二极体形成于一半导体基板之中,该光电二 极体系为一N-区域形成于一P型区域之内,该N-区域 系由依一第一N型掺杂物之布植以及一第二N型掺 杂物之布植所构成,其中该第一N型掺杂物具有一 扩散性不同于该第二N型掺杂物,该第一N型掺杂物 系完全由该第二N型掺杂物所围绕;以及 一P+固定层形成于该半导体基板之表面以及该N-区 域之上。 12.如申请专利范围第11项之像素,该第一N型掺杂物 系为砷,以及该第二N型掺杂物系为磷。 13.如申请专利范围第11项之像素,其中该第一N型掺 杂物系为锑,以及该第二N型掺杂物系为磷。 14.如申请专利范围第11项之像素,其中该像素系加 入一电荷耦合元件(CCD)影像感测器。 15.如申请专利范围第11项之像素,其中该像素系加 入一互补式金氧半导体(CMOS)影像感测器。 16.一种像素,包含: 一光电二极体形成于一半导体基板之中,该光电二 极体系为一P-区域形成于一N型区域之内,该P-区域 系由依一第一P型掺杂物之布植以及一第二P型掺 杂物之布植所构成,其中该第一P型掺杂物具有一 扩散性不同于该第二P型掺杂物,该第一P型掺杂物 系为硼,以及该第二P型掺杂物系为铟。 17.如申请专利范围第16项之像素,其中该光电二极 体具有一N+固定层位于该半导体基板之表面以及 该P-区域之上。 18.如申请专利范围第16项之像素,其中该第一N型掺 杂物系大致上由该第二N型掺杂物所围绕。 19.如申请专利范围第16项之像素,更包含:(1)一传递 电晶体形成于该光电二极体与一浮置节点之间,并 且用以选择性将一讯号从该光电二极体传递至该 浮置节点,以及(2)一放大电晶体由该浮置节点所控 制。 20.如申请专利范围第16项之像素,其中该像素系加 入一电荷耦合元件(CCD)影像感测器。 21.如申请专利范围第16项之像素,其中该像素系加 入一互补式金氧半导体(CMOS)影像感测器。 22.如申请专利范围第16项之像素,其中该像素系为3 T、4T、5T、6T或7T之部分结构。 23.一种像素,包含: 一光电二极体形成于一半导体基板之中,该光电二 极体系为一P-区域形成于一N型区域之内,该P-区域 系由依一第一P型掺杂物之布植以及一第二P型掺 杂物之布植所构成,其中该第一P型掺杂物具有一 扩散性不同于该第二P型掺杂物,该第一P型掺杂物 系为硼,以及该第二P型掺杂物系为铟;以及 一N+固定层形成于该半导体基板之表面以及该P-区 域之上。 24.如申请专利范围第23项之像素,其中该第一P型掺 杂物系大致上由该第二P型掺杂物所围绕。 25.一种光电二极体,形成于一半导体基板之中,该 光电二极体系为一N-区域形成于一P型区域之内,该 N-区域系由依一第一N型掺杂物之布植以及一第二N 型掺杂物之布植所构成,其中该第一以及第二N型 掺杂物具有不同的扩散性,该第一N型掺杂物系完 全由该第二N型掺杂物所围绕。 26.如申请专利范围第25项之光电二极体,其中该第 一N型掺杂物系为砷,以及该第二N型掺杂物系为磷 。 27.如申请专利范围第25项之光电二极体,其中该光 电二极体具有一P+固定层位于该半导体基板之表 面以及该N-区域之上。 28.如申请专利范围第25项之光电二极体,其中该第 一N型掺杂物系为锑,以及该第二N型掺杂物系为磷 。 29.一种光电二极体,形成于一半导体基板之中,该 光电二极体系为一P-区域形成于一N型区域之内,该 P-区域系由依一第一P型掺杂物之布植以及一第二P 型掺杂物之布植所构成,其中该第一以及第二P型 掺杂物具有不同的扩散性,该第一P型掺杂物系为 硼,以及该第二P型掺杂物系为铟。 30.如申请专利范围第29项之光电二极体,其中该光 电二极体具有一N+固定层位于该半导体基板之表 面以及该P-区域之上。 31.如申请专利范围第29项之光电二极体,其中该第 一P型掺杂物系大致上由该第二P型掺杂物所围绕 。 32.一种于P型半导体基板上形成一光电二极体之方 法,该光电二极体系为一N-区域形成于该P型区域之 内,该方法包含: 将一第一N型掺杂物布植入该半导体基板;以及 将一第二N型掺杂物布植入该半导体基板, 其中该第一以及第二N型掺杂物之结合物于该半导 体基板中形成该N-区域,其中该第一N型掺杂物具有 一扩散性不同于该第二N型掺杂物,该第一N型掺杂 物系完全由该第二N型掺杂物所围绕。 33.如申请专利范围第32项之于P型半导体基板上形 成一光电二极体之方法,其中该第一N型掺杂物系 为砷或锑,以及该第二N型掺杂物系为磷。 34.如申请专利范围第32项之于P型半导体基板上形 成一光电二极体之方法,更包含形成一P+固定层位 于该半导体基板之表面以及该N-区域之上。 35.一种于N型半导体基板上形成一光电二极体之方 法,该光电二极体系为一P-区域形成于该N型区域之 内,该方法包含: 将一第一P型掺杂物布植入该半导体基板;以及 将一第二P型掺杂物布植入该半导体基板, 其中该第一以及第二P型掺杂物之结合物于该半导 体基板中形成该P-区域,其中该第一P型掺杂物具有 一扩散性不同于该第二P型掺杂物,该第一P型掺杂 物系为硼,以及该第二P型掺杂物系为铟。 36.如申请专利范围第35项之于N型半导体基板上形 成一光电二极体之方法,更包含形成一N+固定层位 于该半导体基板之表面以及该P-区域之上。 37.如申请专利范围第35项于N型半导体基板上形成 一光电二极体之方法,其中该第二P型掺杂物大致 上围绕该第一P型掺杂物。 图式简单说明: 第一图系为习知技术之四电晶体(four transistor(4T)) 像素显示详细于基板中形成之光电二极体之结合 横切面示意图。 第二图系为根据本发明之光电二极体与所形成的 像素之结合横切面示意图。 第三图系为根据第二图之光电二极体显示N-层之 杂质轮廓之结合横切面示意图。 第四图系为根据本发明之制造光电二极体之方法 之流程示意图。
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