发明名称 用于成像的光感测器之暗电流抑制
摘要 一种具有一区域化于一氧化物隔离区域与一光感测器之间之富卤素区域之像素单元。该富卤素区域防止自该隔离区域至该光感测器中之泄漏,藉此抑制影像器之暗电流。
申请公布号 TWI259591 申请公布日期 2006.08.01
申请号 TW093126717 申请日期 2004.09.03
申请人 麦克隆科技公司 发明人 坎卓 毛利
分类号 H01L31/062 主分类号 H01L31/062
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种像素单元,其包含: 一光感测器,其具有与一半导体基板相关联之一第 一掺杂区域及一第二掺杂区域; 一隔离区域,其形成于该基板内;及 一富卤素区域,其至少区域化于该隔离区域之一侧 壁区域处。 2.如请求项1之像素单元,其中该富卤素区域在该隔 离区域与该光感测器之间。 3.如请求项1之像素单元,其中该富卤素区域形成有 一选自由氟、氯、溴、碘及氟、氯、溴与碘之任 何组合所组成之群的离子。 4.如请求项1之像素单元,其中该富卤素区域与该光 感测器之该第一掺杂区域重叠。 5.如请求项1之像素单元,其中该富卤素区域具有一 自该半导体基板之一表面之约300至约800的深 度。 6.如请求项1之像素单元,其中该富卤素区域具有一 自约51013/cm3至约51015/cm3之卤素离子浓度。 7.如请求项1之像素单元,其进一步包含一电连接至 读出电路之电荷收集区域。 8.如请求项7之像素单元,其进一步包含一形成于该 光感测器与该电荷收集区域之间且连接该光感测 器与该电荷收集区域之转移电晶体。 9.一种积体电路,其包含: 一像素单元阵列,该阵列之至少一像素单元包含: 一半导体基板,其具有一形成于其中之隔离区域; 一光感测器,其具有与该半导体基板相关联之一第 一掺杂区域及一第二掺杂区域; 一富卤素区域,其在该隔离区域下方且在该光感测 器与该隔离区域之间;及 讯号处理电路,其形成于该半导体基板中且电连接 至该阵列,用于接收与处理代表一由该阵列所获得 之影像的像素讯号并用于提供代表该影像之输出 资料。 10.如请求项9之积体电路,其中该富卤素区域形成 有一选自由氟、氯、溴、碘及氟、氯、溴与碘之 任何组合所组成之群的离子。 11.如请求项9之积体电路,其中该富卤素区域具有 一自该半导体基板之一表面之约300至约800的 深度。 12.如请求项9之积体电路,其中该富卤素区域具有 一自约51013/cm3至约51015/cm3之卤素浓度。 13.如请求项9之积体电路,其中该至少一像素单元 进一步包含一形成于该半导体基板中之电荷收集 区域。 14.如请求项13之积体电路,其中该至少一像素单元 进一步包含一形成于该电荷收集区域与该光感测 器之间之转移电晶体。 15.一种影像处理系统,其包含: 一处理器; 一成像装置,其耦合至该处理器,该成像装置包含 一含有复数个像素单元之成像阵列,至少一像素单 元包含: 一半导体基板,其具有一富卤素区域; 一隔离区域,其位于该富卤素区域内;及 一光感测器,其具有与该半导体基板相关联之一第 一掺杂区域及一第二掺杂区域;及 读出电路,其位于该半导体基板内,该读出电路提 供来自该光感测器的讯号。 16.一种像素单元,其包含: 一半导体基板,其具有形成于其中之渠沟; 一富卤素区域,其由自该半导体基板之一顶部表面 约300至800而形成; 一光感测器,其具有与该半导体基板相关联之一第 一掺杂区域及一第二掺杂区域;及 一隔离区域,其形成于该半导体基板之该等渠沟内 。 17.如请求项16之像素单元,其中该富卤素区域形成 有一选自由氟、氯、溴、碘及氟、氯、溴与碘之 任何组合所组成之群的离子。 18.如请求项16之像素单元,其进一步包含一与该富 卤素区域相关联且电连接至读出电路之电荷收集 区域。 19.如请求项18之像素单元,其进一步包含一与该富 卤素区域相关联且位于该光感测器与该电荷收集 区域之间之转移电晶体。 20.如请求项19之像素单元,其进一步包含一与该富 卤素区域相关联而形成且电连接至该电荷收集区 域之重设电晶体。 21.一种积体电路,其包含: 一像素单元阵列,该阵列之至少一像素单元包含: 一半导体基板,其具有形成于其中之至少一渠沟; 一卤化低常数介电材料,其形成于该至少一渠沟内 ;及 一光感测器,其具有与该半导体基板相关联之一第 一掺杂区域及一第二掺杂区域;及 讯号处理电路,其形成于该半导体基板中且电连接 至该阵列,用于接收与处理代表一由该阵列所获得 之影像的像素讯号并用于提供代表该影像之输出 资料。 22.如请求项21之积体电路,其中该卤化低常数介电 材料形成有一选自由氟、氯、溴、碘及氟、氯、 溴与碘之任何组合所组成之群的离子。 23.如请求项21之积体电路,其中该卤化低常数介电 材料由氟化矽氧化物形成。 24.如请求项21之积体电路,其中该卤化低常数介电 材料对于该半导体基板之一最上表面系平坦的。 25.一种形成一像素单元之方法,该方法包含以下动 作: 于一半导体基板中形成一渠沟; 形成一至少区域化于该渠沟之一侧壁区域之富卤 素区域; 用一介电材料填充该渠沟;及 形成一具有与该半导体基板相关联之一第一掺杂 区域及一第二掺杂区域之光感测器。 26.如请求项25之方法,其中形成一富卤素区域之该 动作包含用一选自由氟、氯、溴、碘及氟、氯与 碘之任何组合所组成之群的离子来掺杂该基板。 27.如请求项26之方法,其中藉由离子植入来执行掺 杂该基板之该动作。 28.如请求项26之方法,其中藉由一高密度电浆沈积 处理而并入卤素来执行掺杂该基板之该动作。 29.如请求项26之方法,其中藉由卤素离子之固体源 扩散来执行掺杂该基板之该动作。 30.如请求项25之方法,其中该富卤素区域形成于一 自该半导体基板之一表面之约300至约800之深 度处。 31.如请求项25之方法,其中所形成之该富卤素区域 具有一自约51013/cm3至约51015/cm3之卤素浓度。 32.如请求项25之方法,其中该光感测器之该第一掺 杂区域被形成为与该富卤素区域重叠。 33.如请求项25之方法,其进一步包含于形成该富卤 素区域之该步骤之前在该半导体基板上提供一遮 罩之动作。 34.如请求项25之方法,其进一步包含在该半导体基 板中形成一电荷收集区域之动作。 35.如请求项34之方法,其进一步包含于该光感测器 与该电荷收集区域之间形成一转移电晶体之动作 。 36.一种形成一积体电路之方法,该方法包含: 形成一像素单元阵列,藉由以下步骤形成该阵列之 至少一像素单元; 形成一具有形成于其中之至少一渠沟之半导体基 板; 至少在该至少一渠沟之一底部部分与一侧壁区域 处形成一富卤素区域;及 形成一具有与该半导体基板相关联之一第一掺杂 区域及一第二掺杂区域之光感测器;及 在该半导体基板中形成讯号处理电路且将该讯号 处理电路电连接至该阵列,用于接收与处理代表一 由该阵列所获得之影像的像素讯号并用于提供代 表该影像之输出资料。 37.一种形成一影像处理系统之方法,该方法包含: 提供一处理器; 形成一耦合至该处理器之成像装置,该成像装置包 含一含有复数个像素单元之成像阵列,藉由以下步 骤形成至少一像素单元: 在一半导体基板中形成复数个渠沟; 在该等渠沟之每一渠沟内形成一卤化低常数介电 材料;及 形成一具有与该半导体基板相关联之一第一掺杂 区域及一第二掺杂区域之光感测器;及 在该半导体基板中形成讯号处理电路且将该讯号 处理电路电连接至该阵列,用于接收与处理代表一 由该阵列所获得之影像的像素讯号并用于提供代 表该影像之输出资料。 38.如请求项37之方法,其中该卤化介电层由氟化矽 氧化物形成。 39.如请求项37之方法,其进一步包含以下步骤:平坦 化该卤化低常数介电材料,使得该卤化低常数介电 材料对于该半导体基板之一最上表面系平坦的。 图式简单说明: 图1说明习知像素单元之部分横截面图; 图2说明根据本发明之例示性实施例所建构之像素 单元的部分横截面图; 图3-6说明图2中所说明之像素单元之制造阶段; 图7说明根据本发明之第二例示性实施例所建构之 像素单元的部分横截面图; 图8说明根据本发明之第三例示性实施例所建构之 像素单元的部分横截面图; 图9说明根据本发明之第四例示性实施例所建构之 像素单元的部分横截面图; 图10说明根据本发明之第六例示性实施例所建构 之像素单元的部分横截面图; 图11为并入根据本发明之实施例所建构之至少一 像素单元之CMOS影像器的方块图;及 图12为并入图11之根据本发明之例示性实施例之 CMOS影像器之处理器系统的示意图。
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