專(zhuān)利名稱(chēng)：用于高量子效率的傾斜釘扎光電二極管及形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及用于高量子效率的改進(jìn)的光電二極管。
背景技術(shù)：
目前半導(dǎo)體業(yè)使用不同類(lèi)型的基于半導(dǎo)體的成像器，諸如電荷耦合器件(CCD)、光電二極管陣列、電荷注入器件和混合型焦平面陣列等等。
因?yàn)镃CD技術(shù)的固有缺陷和費(fèi)用，CMOS成像器已經(jīng)目益用作低成本成像器件。CMOS成像器電路包括焦平面像素單元陣列，每一個(gè)單元都包括光電二極管、光門(mén)(photogate)或光電導(dǎo)體，位于襯底攙雜區(qū)的上面，用以在襯底的下面部分累積光生成的電荷。讀出電路連接到每個(gè)像素單元，并包括電荷轉(zhuǎn)移部分，其在襯底上該光電二極管、光門(mén)或光電導(dǎo)體附近形成，后者具有電荷檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，一般是浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，連接到源跟隨器輸出晶體管的柵極。該成像器可以包括至少一個(gè)晶體管，用以將電荷從襯底的電荷累積區(qū)傳輸至浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，還有一個(gè)晶體管，用以在電荷轉(zhuǎn)移之前將擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)復(fù)位至預(yù)定電荷水平。
在傳統(tǒng)CMOS成像器內(nèi)，像素單元的有源元件完成以下必要功能(1)光子到電荷的轉(zhuǎn)換；(2)積累鏡像電荷；(3)伴以電荷放大的電荷到浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移；(4)在將電荷轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)以前使該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)復(fù)位至已知狀態(tài)；(5)選擇一個(gè)像素讀出；和(6)輸出和放大代表像素電荷的信號(hào)。浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)上的電荷通過(guò)源跟隨器輸出晶體管轉(zhuǎn)換為像素輸出電壓。CMOS成像器像素的光敏元件一般是耗盡型pn結(jié)光電二極管或光門(mén)下的場(chǎng)致耗盡區(qū)。
例如，在授予Rhodes等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,204,524、授予Rhodes等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,310,366以及授予Rhodes等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,326,652中描述了示例性CMOS成像電路以及成像電路各種CMOS元件的功能的詳細(xì)說(shuō)明，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文中。
圖1舉例說(shuō)明了一個(gè)示例性CMOS傳感器像素4晶體管(4T)單元10的半導(dǎo)體晶片片段的示意性頂視圖。正如下面將要描述的，CMOS傳感器像素單元10包括在襯底下面部分的光生成的電荷累積區(qū)21。該區(qū)域21是形成為圖2所示的釘扎(pinned)光電二極管11，后者形成為襯底20內(nèi)pnp結(jié)構(gòu)的一部分。釘扎光電二極管之所以稱(chēng)為“釘扎”，是因?yàn)楫?dāng)該光電二極管完全耗盡時(shí)，該光電二極管內(nèi)的電位被釘至一個(gè)恒定值。但是，應(yīng)該明白，CMOS傳感器像素單元10可以包括光門(mén)、光電導(dǎo)體或其它圖像電荷轉(zhuǎn)換器件，代替釘扎光電二極管，作為光生成的電荷用的初始累積區(qū)21。
圖1的CMOS圖像傳感器10具有轉(zhuǎn)移柵極30，用以將在電荷累積區(qū)21產(chǎn)生的光電電荷轉(zhuǎn)移到浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)(檢測(cè)節(jié)點(diǎn))25。浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)25還連接到源跟隨器晶體管的柵極50。該源跟隨器晶體管向行選擇訪問(wèn)晶體管提供輸出信號(hào)，后者具有柵極60，用以選擇性地將輸出信號(hào)選通至端子32。具有柵極40的復(fù)位晶體管在每個(gè)電荷從電荷累積區(qū)21轉(zhuǎn)移出去以前將浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)25復(fù)位至指定電荷水平。
電荷累積區(qū)21形成為釘扎光電二極管11，后者具有p型層24、n型區(qū)域26和p型襯底20。釘扎光電二極管11包括兩個(gè)p型區(qū)域20、24和在釘扎電壓下完全耗盡的n型光電二極管區(qū)域26。攙雜的源極/漏極區(qū)域22(圖1)，最好具有n型導(dǎo)電性，設(shè)置在晶體管柵極40、50、60的兩側(cè)。與轉(zhuǎn)移柵極30相鄰的浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)25最好也是n型的。例如在授予Gee等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,320,617、授予Stevens等人的美國(guó)專(zhuān)利No.6,306,676和授予Lee等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,903,021等中描述了示例性釘扎光電二極管以及各種光電二極管元件功能的詳細(xì)說(shuō)明。
圖2還舉例說(shuō)明了在鄰近電荷累積區(qū)21的活動(dòng)層20中形成的溝槽隔離區(qū)15。溝槽隔離區(qū)15一般利用傳統(tǒng)的STI工藝或利用硅的局部氧化工藝(LOCOS)形成。在圖2中也舉例說(shuō)明了在CMOS圖像傳感器10上形成的半透明或透明的絕緣層55。用傳統(tǒng)的處理方法形成例如絕緣層55中的觸點(diǎn)32(圖1)，以便提供到源極/漏極區(qū)域22、浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)25以及連接到柵極的其它接線(xiàn)的電連接，以及CMOS圖像傳感器10中的其它連接。
一般在CMOS圖像傳感器，諸如圖1-2的CMOS圖像傳感器單元10中，入射光使電子集合在區(qū)域26。由具有柵極50的源跟隨器晶體管產(chǎn)生的最大輸出信號(hào)與要從區(qū)域26提取的電子數(shù)成比例。最大輸出信號(hào)隨著區(qū)域26的電子容量或可接受性而增大以收集電子。釘扎光電二極管的電子能力一般取決于圖像傳感器的攙雜水平和注入到活動(dòng)層的攙雜劑。
在CMOS圖像傳感器的制造中，將光電二極管中的暗電流減到最小是重要的。暗電流一般歸因于釘扎光電二極管11電荷收集區(qū)21中的泄漏，它強(qiáng)烈取決于CMOS圖像傳感器的攙雜注入情況。電連接區(qū)域23(圖2)中的高攙雜劑濃度一般會(huì)增大暗電流。另外，光電二極管耗盡區(qū)內(nèi)或附近的缺陷和捕捉點(diǎn)強(qiáng)烈地影響所產(chǎn)生暗電流的幅度。暗電流是從光電二極管耗盡區(qū)內(nèi)或附近的捕捉點(diǎn)產(chǎn)生的電流的結(jié)果；作為耗盡區(qū)中高電場(chǎng)的結(jié)果能帶至能帶的隧道效應(yīng)誘發(fā)載流子產(chǎn)生；來(lái)自光電二極管橫向側(cè)壁的結(jié)泄漏；以及來(lái)自絕緣角例如應(yīng)力誘發(fā)和捕捉推動(dòng)的隧道效應(yīng)。
與圖2釘扎光電二極管11相聯(lián)系的一個(gè)共同問(wèn)題是，作為轉(zhuǎn)移柵極重疊區(qū)27(圖2)中柵極誘發(fā)漏極泄漏(GIDL)的結(jié)果的暗電流產(chǎn)生。轉(zhuǎn)移柵極重疊區(qū)27處于柵極30下面，并允許n型光電二極管耗盡區(qū)26和擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)25之間的電連接。作為轉(zhuǎn)移柵極重疊區(qū)27(圖2)的結(jié)果，在該區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)一個(gè)不希望有的勢(shì)壘電位，當(dāng)光電二極管11完全耗盡時(shí)，影響電荷從光電二極管11的完全轉(zhuǎn)移。
CMOS成像器一般還有作為不能充分收集和存儲(chǔ)在區(qū)域26收集的電荷的結(jié)果而造成的信噪比不良和動(dòng)態(tài)范圍不良的問(wèn)題。由于光子在區(qū)域26產(chǎn)生的電子收集，像素電信號(hào)的大小非常小，所以像素的信噪比和動(dòng)態(tài)范圍應(yīng)該盡可能高。
因此，需要一種在CMOS成像器中使用的改進(jìn)的有源像素光電傳感器，它呈現(xiàn)出減少的暗電流，并降低了出現(xiàn)在光電二極管附近柵極結(jié)構(gòu)下面重疊區(qū)中的不希望有的勢(shì)壘電位。還需要一種制造呈現(xiàn)這些改進(jìn)的有源像素光電傳感器的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種釘扎光電二極管，其中釘扎層從像素傳感器單元的轉(zhuǎn)移柵極的電有效區(qū)域橫向移位預(yù)定距離。釘扎層與通過(guò)傾斜(angled)注入形成的電荷收集區(qū)接觸。電荷收集區(qū)注入的角度可設(shè)計(jì)(tailor)成使得電荷收集區(qū)接觸像素傳感器單元的轉(zhuǎn)移柵極的相鄰邊緣，并從而使柵極重疊區(qū)和不希望有的勢(shì)壘電位最小化。
在另一方面，本發(fā)明提供一種通過(guò)在襯底的一個(gè)從像素傳感器單元的轉(zhuǎn)移柵極的電有效部分橫向移位預(yù)定距離的區(qū)域中注入所需攙雜劑來(lái)形成釘扎光電二極管的第一導(dǎo)電型釘扎表面層的方法。第二導(dǎo)電型的攙雜區(qū)是通過(guò)在橫向移位的釘扎層下面進(jìn)行傾斜注入并與之接觸形成的。第二導(dǎo)電型的所需攙雜劑以非0度角注入，其中0度定義為垂直于硅襯底。
根據(jù)以下結(jié)合附圖和舉例說(shuō)明的本發(fā)明示例性實(shí)施例提供的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的這些及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)。


圖1是示例性CMOS圖像傳感器像素的頂部平面圖；
圖2是圖1CMOS圖像傳感器沿線(xiàn)2-2′得到的示意性剖面圖；圖3是CMOS圖像傳感器像素的示意性剖面圖，舉例說(shuō)明了按照本發(fā)明的釘扎光電二極管的制造和處理的初始階段；圖4是圖3CMOS圖像傳感器片段在圖3所示之后處理階段的示意性剖面圖；圖5是圖4的CMOS圖像傳感器像素的頂部平面圖；圖6是圖3CMOS圖像傳感器像素在圖4所示之后處理階段的示意性剖面圖；圖7是圖3CMOS圖像傳感器像素在圖6所示之后處理階段的示意性剖面圖；圖8是圖7CMOS圖像傳感器像素的頂部平面圖；圖9是圖3CMOS圖像傳感器像素在圖7所示之后處理階段的示意性剖面圖；圖10是按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例在圖4所示之后處理階段的圖4CMOS圖像傳感器像素的示意性剖面圖；圖11是圖10所示之后處理階段的圖4CMOS圖像傳感器像素的示意性剖面圖；圖12是圖11所示之后處理階段的圖4CMOS圖像傳感器像素的示意性剖面圖；圖13是圖12所示之后處理階段的圖4CMOS圖像傳感器像素的示意性剖面圖；圖14是部分類(lèi)似于圖5中舉例說(shuō)明的制造階段上按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例制造的3T像素傳感器單元的頂部平面圖；圖15是部分類(lèi)似于圖8中舉例說(shuō)明的圖14中舉例說(shuō)明之后制造階段的圖14 3T像素傳感器單元的頂部平面圖；圖16是在圖15中舉例說(shuō)明之后制造階段的沿線(xiàn)2-2′得到的圖14的3T像素傳感器單元的示意性剖面圖；圖17舉例說(shuō)明包括按照本發(fā)明制造的CMOS圖像傳感器的計(jì)算機(jī)處理器系統(tǒng)的原理示意圖；圖18是在類(lèi)似于圖5所示的制造階段上CCD圖像傳感器的示意性頂視圖；圖19是類(lèi)似于圖8所示的制造階段上圖18的CCD圖像傳感器的示意性部分視圖。
具體實(shí)施例方式
在以下的詳細(xì)說(shuō)明中參照附圖，這些附圖形成本發(fā)明一部分，并以舉例說(shuō)明方式給出可以實(shí)施本發(fā)明的具體實(shí)施例。下面充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例，以使本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且要明白，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，也可以利用其它實(shí)施例，而且在結(jié)構(gòu)上、邏輯上和電氣上可以改變。
術(shù)語(yǔ)“晶片”和“襯底”應(yīng)理解為基于半導(dǎo)體的材料，包括硅、硅-絕緣體(SOI)或硅-藍(lán)寶石(SOS)技術(shù)、攙雜和未攙雜半導(dǎo)體、由基半導(dǎo)體基礎(chǔ)和其它半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)支持的硅外延層。另外，當(dāng)在以下描述中說(shuō)到“晶片”或“襯底”時(shí)，可利用以前的工序來(lái)在基半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)內(nèi)或上形成區(qū)域或結(jié)。另外，半導(dǎo)體不必是基于硅的，而是可以基于硅鍺、硅-絕緣體、硅-藍(lán)寶石、鍺或砷化鎵等等。
術(shù)語(yǔ)“像素”是指圖像元素單元，包含光電傳感器和將電磁輻射轉(zhuǎn)換為電信號(hào)用的晶體管。出于舉例說(shuō)明的目的，在附圖中舉例說(shuō)明并在這里描述一個(gè)代表性的像素，一般成像器中所有像素的制造將以類(lèi)似方式同時(shí)進(jìn)行。
現(xiàn)參見(jiàn)附圖，其中相同元件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，圖9和13舉例說(shuō)明了兩個(gè)示例性實(shí)施例的像素傳感器單元100(圖9)和200(圖13)，其具有各自的釘扎光電二極管199、299，其中各自的釘扎表面層188、288從柵極結(jié)構(gòu)130的有效區(qū)域橫向移位并與通過(guò)傾斜注入形成的各自電荷收集區(qū)126、226接觸。
現(xiàn)將參照?qǐng)D3-9描述形成圖9中舉例說(shuō)明的結(jié)構(gòu)的工藝。圖3示出了沿與圖2中一樣視圖的剖面圖的襯底110。出于舉例說(shuō)明目的，襯底110是一個(gè)硅襯底。但是，如上面指出的，本發(fā)明同樣適用于其它半導(dǎo)體襯底。
圖3還舉例說(shuō)明了隔離區(qū)155，它是在襯底110內(nèi)形成的，并用電介質(zhì)材料填充，電介質(zhì)材料可以是氧化物材料例如氧化硅、諸如SiO或SiO2、氮氧化物、氮化物材料諸如氮化硅、碳化硅、高溫聚合物或其它適用的電介質(zhì)材料。但是，在優(yōu)選實(shí)施例中，隔離區(qū)155是淺溝槽隔離區(qū)，而電介質(zhì)材料是高密度等離子體(HDP)氧化物，一種具有有效填充窄溝槽的高能力的材料。因而，為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在本申請(qǐng)中，說(shuō)到隔離區(qū)155時(shí)指的是淺溝槽隔離區(qū)155。淺溝槽隔離區(qū)155具有約1000至4000埃的深度，最好是約2000埃的深度。
在圖3中還舉例說(shuō)明了在硅襯底110上形成的多層轉(zhuǎn)移柵極堆疊130。轉(zhuǎn)移柵極堆疊130包括在硅襯底110上生長(zhǎng)或沉積的氧化硅的第一柵極氧化物層131、攙雜多晶硅或其它適當(dāng)導(dǎo)電材料的導(dǎo)電層132和第二絕緣層133，后者可以由例如氧化硅(二氧化硅)、氮化物(氮化硅)、氮氧化物(硅氮氧化物)、ON(氧化物-氮化物)、NO(氮化物-氧化物)或ONO(氧化物-氮化物-氧化物)形成。第一和第二絕緣層131、133和導(dǎo)電層132可以用傳統(tǒng)沉積方法例如化學(xué)汽相沉積(CVD)或等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)等等形成。
盡管下面將參照在其各側(cè)沒(méi)有形成側(cè)壁間隔區(qū)的轉(zhuǎn)移柵極堆疊130描述本發(fā)明的實(shí)施例，但是應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于此實(shí)施例。相應(yīng)地，本發(fā)明還設(shè)想在轉(zhuǎn)移柵極的各側(cè)形成絕緣側(cè)壁間隔區(qū)的柵極堆疊。必要時(shí)，該側(cè)壁間隔區(qū)可以用例如二氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、ON、NO、ONO或TEOS等等形成。
另外和必要時(shí)，也可以在多層?xùn)艠O堆疊130內(nèi)導(dǎo)電層132和第二絕緣層133之間形成硅化物層(未示出)。在成像器電路設(shè)計(jì)中所有其它晶體管的柵極結(jié)構(gòu)最好還可具有另外形成的硅化物層。該硅化物層可以是硅化鈦、硅化鎢、硅化鈷、硅化鉬或硅化鉭。這個(gè)增加的導(dǎo)電層也可以是阻擋層/難熔金屬，諸如TiN/W或WNx/W，或者它可以完全由WNx形成。
絕緣層121可以在包括STI區(qū)155和轉(zhuǎn)移柵極130的襯底110上形成，亦如圖3所示。絕緣層121最好可以是用氧化或沉積方法形成的氧化物層，并且厚度約10埃至3000埃，約20埃至約1000埃更好。盡管下面參照在包括轉(zhuǎn)移柵極130的襯底110上形成的絕緣層121來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)該明白，本發(fā)明還設(shè)想下面描述的實(shí)施例不形成絕緣層121。
在圖3中還舉例說(shuō)明了第一導(dǎo)電型的攙雜層或阱120，舉例來(lái)說(shuō)p型的。如先有技術(shù)已知的，p型阱120可以在襯底110內(nèi)通過(guò)在像素單元有效區(qū)域正下方的襯底區(qū)域內(nèi)注入p型攙雜劑而形成。p型阱120可以在淺溝槽隔離(STI)155和柵極堆疊130形成之后形成。但應(yīng)該明白，p型阱120還可以在淺溝槽隔離(STI)155和/或柵極堆疊130形成之前形成。p型阱120中的注入劑量是在約1×1011至約3×1014原子/cm2的范圍內(nèi)，并且最好在約1×1012至約3×1013原子/cm2的范圍內(nèi)。
在形成STI區(qū)域155和轉(zhuǎn)移柵極130之后，接著在圖3的結(jié)構(gòu)上形成第一光刻膠層177，厚度約1000埃至約20000埃，如圖4所示。使第一光刻膠層177形成圖案，以在襯底110上面大致柵極結(jié)構(gòu)130的邊緣和隔離區(qū)155之間的區(qū)域上獲得第一開(kāi)口178，在此要形成一個(gè)電荷累積區(qū)。
如在圖4舉例說(shuō)明的，使第一光刻膠層177形成圖案，使得在開(kāi)口178的一側(cè)，第一光刻膠層177完全覆蓋隔離區(qū)155，并延伸到光電二極管區(qū)域101，在這里將形成光電二極管。在開(kāi)口178的另一側(cè)，第一光刻膠層177只部分地覆蓋柵極結(jié)構(gòu)130。這樣，第一光刻膠層177在距離代表柵極結(jié)構(gòu)130電有效部分的柵極導(dǎo)線(xiàn)132的側(cè)壁預(yù)定的第一偏移距離D1(圖4)內(nèi)不覆蓋柵極結(jié)構(gòu)130。預(yù)定的第一偏移距離D1為約100埃至約6000埃，約300埃至約2000埃更好。
圖5舉例說(shuō)明了圖4結(jié)構(gòu)的頂部平面圖。
利用第二導(dǎo)電型、舉例來(lái)說(shuō)n型的攙雜劑進(jìn)行第一次攙雜劑傾斜注入179(圖4)，以通過(guò)像素單元有效區(qū)域正下方的襯底110的光電二極管區(qū)域101區(qū)域中的第一開(kāi)口178(圖4)注入離子，來(lái)形成n型區(qū)域126，如在圖6舉例說(shuō)明的。注入的n-攙雜區(qū)126與轉(zhuǎn)移柵極130的邊緣對(duì)齊，并形成光敏電荷存儲(chǔ)區(qū)，用以收集光生成的電子。
對(duì)于本發(fā)明，術(shù)語(yǔ)“傾斜注入”定義為以與襯底110成非0度角的入射角進(jìn)行的注入，其中0度垂直于硅襯底。因而，術(shù)語(yǔ)“傾斜注入”是指以與襯底成0度以上90度以下角的入射角進(jìn)行的注入。
第一次離子傾斜注入179(圖4)可以通過(guò)如下方式進(jìn)行將襯底110放入離子注入機(jī)中，并通過(guò)第一開(kāi)口178(圖4)，以10keV到1MeV的能量，30keV到300keV更好，將適當(dāng)?shù)膎型攙雜劑離子注入襯底110，以形成n-攙雜區(qū)126。如圖4舉例說(shuō)明的，n型攙雜劑諸如砷、銻或磷可相對(duì)于柵極結(jié)構(gòu)130從右到左的方向并例如在(x，y)平面上注入。n-攙雜區(qū)126(圖6)的注入劑量是在約1×1011到約1×1014原子/cm2的范圍內(nèi)，并且最好是在約5×1011至約1×1013原子/cm2的范圍內(nèi)。必要時(shí)，可采用多次能量注入，以便設(shè)計(jì)n-攙雜區(qū)126的輪廓。
第一次攙雜劑注入179的角度可以設(shè)計(jì)成使n型區(qū)域126大致與柵極結(jié)構(gòu)130的邊緣一致，并與STI區(qū)域155分隔開(kāi)第二偏移距離D2(圖6)。第二偏移距離D2為約0埃到約5000埃，約500埃到約3000埃更好。
第一次攙雜劑傾斜注入179的角度是注入能量及第一偏移距離D1(圖4)的函數(shù)。相應(yīng)地，第一偏移量距離D1可以通過(guò)注入角度和注入能量嚴(yán)密控制。第一次傾斜注入179可以與襯底110成0度至約60度的入射角進(jìn)行，約3度至約30度更好。
在第一次傾斜注入179(圖4)之后，通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)，諸如例如氧等離子體，除去第一光刻膠層177。在此該結(jié)構(gòu)在圖6中描繪。
接著在絕緣層121上形成第二光刻膠層167(圖7)，厚度約1000埃到約20000埃。用掩模使第二光刻膠層167(圖7)形成圖案，以獲得第二開(kāi)口168。這樣，在第二開(kāi)口168的一側(cè)，第二光刻膠層167重疊柵極130。在第二開(kāi)口168的另一側(cè)，第二光刻膠層167在STI區(qū)域155(圖7中最右的STI區(qū)域)上延伸距離D3。第三偏移距離D3(圖7)可以是約0埃至約5000埃，約300埃至約1500埃更好。作為傾斜注入的結(jié)果，p型注入289從晶體管130的柵極邊緣移位距離x＝D4＝t+H tanθ，其中“t”是絕緣層121的側(cè)壁厚度，“H”是柵極堆疊的高度，包括晶體管柵極堆疊130上面的絕緣層121的厚度。距離D4約為0埃至約5000埃，約300埃至約3000埃更好。
圖8舉例說(shuō)明了圖7結(jié)構(gòu)的頂部平面圖。
第二次攙雜劑傾斜注入189(圖7)利用第一導(dǎo)電型、舉例來(lái)說(shuō)p型的攙雜劑進(jìn)行，以便通過(guò)第二開(kāi)口168(圖7)將離子注入像素單元有效區(qū)域正下方并橫向重疊STI區(qū)域155距離D3的襯底區(qū)域，形成一個(gè)p型釘扎表面層188，如在圖9舉例說(shuō)明的。第二次傾斜注入189可以如下方式進(jìn)行在相對(duì)于柵極結(jié)構(gòu)130從左到右的方向，并例如在(x，y)平面上，以與襯底110成約0度至約60度的入射角，約0度至約30度的入射角更好。
如圖9所示，注入的p型釘扎表面層188與隔離區(qū)155的邊緣對(duì)齊并與之接觸，并從柵極堆疊130橫向移位偏移距離D4，取決于注入187的注入角度。這樣，通過(guò)從柵極結(jié)構(gòu)130橫向移位，p型釘扎層188避免在轉(zhuǎn)移柵極區(qū)域附近形成任何勢(shì)壘，并消除了任何轉(zhuǎn)移柵極重疊區(qū)的發(fā)生，其影響電荷從電荷收集區(qū)126至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)125的轉(zhuǎn)移，還保證了通過(guò)p型阱120到襯底的良好電連接。
離子注入可通過(guò)如下方式進(jìn)行將襯底110放入離子注入機(jī)，并通過(guò)第二開(kāi)口168(圖7)，以500eV至100keV，最好是1keV至30keV的能量，將適當(dāng)?shù)膒型攙雜劑離子注入襯底110，來(lái)形成p型釘扎表面層188。p型攙雜劑諸如硼、鈹、銦或鎂可用于第二次注入。p型釘扎表面層188(圖9)的注入劑量在約1×1012至約1×1014原子/cm2的范圍內(nèi)，約4×1012至約4×1013原子/cm2更好。
在圖7的第二次傾斜注入189之后，通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)，諸如例如氧等離子體，除去第二光刻膠層167，以形成pnp光電二極管199，包括區(qū)域188和126，如在圖9舉例說(shuō)明的。還相對(duì)電荷收集區(qū)126并鄰近柵極結(jié)構(gòu)130，通過(guò)先有技術(shù)已知的方法，形成浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)125。
作為傾斜注入形成電荷收集區(qū)126和釘扎表面層188的結(jié)果，和傳統(tǒng)的0度注入相比，在具有傾斜注入和橫向移位的釘扎表面層188和傾斜注入的電荷收集區(qū)126的光電二極管199中，離子注入溝道效應(yīng)減少了。另外，通過(guò)傾斜注入形成的n型攙雜區(qū)126與轉(zhuǎn)移柵極130的邊緣對(duì)齊，并消除了轉(zhuǎn)移柵極重疊區(qū)，如上所述，其一般發(fā)生在轉(zhuǎn)移柵極130的下面。因而，消除了影響電荷從n型電荷收集區(qū)126至浮動(dòng)擴(kuò)散區(qū)125轉(zhuǎn)移的任何不希望有的勢(shì)壘電位。
然后通過(guò)眾所周知的方法，形成包括復(fù)位晶體管、源跟隨器晶體管和行選擇晶體管的像素傳感器單元100的器件。還可以用傳統(tǒng)的工藝步驟來(lái)形成觸點(diǎn)和接線(xiàn)，以連接?xùn)艠O線(xiàn)及像素單元100中的其他連接。例如，整個(gè)表面可以覆蓋有例如二氧化硅、BSG、PSG或BPSG的鈍化層，其被CMP平面化和蝕刻，以提供觸點(diǎn)孔，然后對(duì)其進(jìn)行金屬化，以根據(jù)需要提供到復(fù)位柵極、轉(zhuǎn)移柵極及其他像素柵極結(jié)構(gòu)的觸點(diǎn)。還可用傳統(tǒng)的到其它電路結(jié)構(gòu)的多層導(dǎo)體和絕緣體，來(lái)互連像素傳感器單元的結(jié)構(gòu)。
圖10-13舉例說(shuō)明了本發(fā)明的又一實(shí)施例，按照該實(shí)施例通過(guò)傾斜注入只形成電荷收集區(qū)226(圖13)。圖10的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于圖7的結(jié)構(gòu)；但是，圖10的結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)直表面p型注入(定義為以約0度的角度注入)，用以形成釘扎層288(圖11)，而不像第一實(shí)施例那樣進(jìn)行傾斜注入189。
進(jìn)行直注入169(圖10)，以將p型離子諸如硼或銦注入襯底表面正下面并從柵極結(jié)構(gòu)130橫向移位距離“t”的襯底110的區(qū)域，如圖11所示，對(duì)應(yīng)于側(cè)壁絕緣體121的厚度。以500eV至約100keV的能量，約1keV至30keV更好，通過(guò)開(kāi)口168(圖10)，將p型攙雜劑離子注入襯底110，以形成從柵極堆疊130的電有效區(qū)域橫向移位約10埃至約3000埃、約20埃至約1000埃更好的偏移距離“t”的p型釘扎表面層288。這是通過(guò)調(diào)整沉積絕緣層121的厚度達(dá)到的。p型釘扎層288(圖11)的注入劑量在約1×1012至約1×1014原子/cm2的范圍內(nèi)，約4×1012至約4×1013原子/cm2更好。
圖12-13舉例說(shuō)明通過(guò)類(lèi)似于上述形成n型攙雜區(qū)126(圖6-9)的方法形成n型區(qū)域226。因而，相對(duì)于柵極130具有從右到左方向的攙雜劑傾斜注入179a(圖12)是通過(guò)在第二光刻膠層177(圖12)內(nèi)形成的開(kāi)口178進(jìn)行的。傾斜注入179a是利用第二導(dǎo)電型、舉例來(lái)說(shuō)是n型的攙雜劑進(jìn)行的，以將離子注入像素單元的有效區(qū)域和橫向移位的釘扎層288正下方的襯底區(qū)域，以形成n型攙雜區(qū)226，如在圖13舉例說(shuō)明的。如在第一實(shí)施例中，注入的n-攙雜區(qū)126對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)移柵極130，并形成光敏電荷存儲(chǔ)區(qū)，用以收集光生成的電子。
攙雜劑傾斜注入179a(圖12)可通過(guò)如下方式進(jìn)行將襯底110放入離子注入機(jī)中，并通過(guò)開(kāi)口178(圖12)以10keV至1MeV的能量，約30keV至300keV更好，將適當(dāng)?shù)膎型攙雜劑離子注入襯底110，以形成位于p型釘扎層288下面的n-攙雜區(qū)226。n型攙雜劑諸如砷、銻或磷相對(duì)于柵極結(jié)構(gòu)130從右到左的方向注入。n-攙雜區(qū)226(圖13)中的注入劑量在約1×1011至約1×1014原子/cm2的范圍內(nèi)，并最好在約5×1011至約1×1013原子/cm2的范圍內(nèi)。必要時(shí)，還可以采用多次能量注入來(lái)設(shè)計(jì)n-攙雜區(qū)226的輪廓。
像在在上述實(shí)施例中一樣，在攙雜劑傾斜注入179a之后，通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)除去光刻膠層177，以完成由區(qū)域288和226形成的pnp光電二極管299的形成，如在圖13舉例說(shuō)明的。
盡管上述實(shí)施例的描述已經(jīng)參照了pnp光電二極管的形成，諸如具有在各自釘扎層188、288附近形成的n型電荷收集區(qū)的pnp光電二極管199(圖9)和299(圖13)，但應(yīng)該明白，本發(fā)明不限于此實(shí)施例。相應(yīng)地，本發(fā)明同樣可應(yīng)用于包括通過(guò)傾斜注入形成的p型電荷收集區(qū)的n-p-n光電二極管。當(dāng)然，所有結(jié)構(gòu)的攙雜劑和導(dǎo)電型將相應(yīng)地變化，而且轉(zhuǎn)移柵極對(duì)應(yīng)于PMOS晶體管。本發(fā)明還可應(yīng)用于p-n或n-p光電二極管，也就是說(shuō)，不包括“釘扎”或“表面”層的光電二極管。
另外，盡管本發(fā)明已經(jīng)在上面參照4T像素單元諸如像素傳感器單元100(圖9)和200(圖13)進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明同樣適用于三晶體管(3T)單元、五晶體管(5T)單元或六晶體管(6T)單元。如先有技術(shù)已知的，3T像素單元不同于4T像素單元之處在于省去了轉(zhuǎn)移晶體管。5T像素單元不同于4T像素單元之處在于加上一個(gè)光閘晶體管或CMOS光門(mén)晶體管。例如，圖14-16舉例說(shuō)明具有釘扎光電二極管399的3T像素單元300(圖16)的形成，該釘扎光電二極管包括釘扎表面層388，其從復(fù)位晶體管柵極40的有效區(qū)域橫向移位并與通過(guò)傾斜注入形成的電荷收集區(qū)326接觸。釘扎表面層388和電荷收集區(qū)326的形成是通過(guò)類(lèi)似于形成釘扎表面層188、288和電荷收集區(qū)126、226所用的方法進(jìn)行的，如上面參照?qǐng)D3-13描述的。圖14部分類(lèi)似于圖5，并舉例說(shuō)明電荷收集區(qū)326形成以前光刻膠層177中開(kāi)口378的示意性頂部平面圖。圖15部分地類(lèi)似于圖8，并舉例說(shuō)明電荷收集區(qū)326形成之后和表面層388形成以前光刻膠層167中的開(kāi)口368的示意性頂部平面圖。
在圖17中舉例說(shuō)明了連接具有按照本發(fā)明構(gòu)造的像素的CMOS成像器的典型基于處理器的系統(tǒng)600?；谔幚砥鞯南到y(tǒng)是具有可包括CMOS成像器的數(shù)字電路的示例性系統(tǒng)。這樣一個(gè)系統(tǒng)可以包括但不限于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、照相機(jī)系統(tǒng)、掃描儀、機(jī)器視覺(jué)、車(chē)輛導(dǎo)航、視頻電話(huà)、監(jiān)視系統(tǒng)、自動(dòng)聚焦系統(tǒng)、星體跟蹤系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、用于高清晰度電視的圖像穩(wěn)定系統(tǒng)和數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)，這些都可以利用本發(fā)明。
基于處理器的系統(tǒng)，諸如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如通常包括中央處理單元(CPU)644，例如微處理器，它通過(guò)總線(xiàn)652與輸入/輸出(I/O)裝置646通信。CMOS成像器642通過(guò)總線(xiàn)652與該系統(tǒng)通信。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)600還包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)648，而且可以包括外圍設(shè)備，諸如軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器654和光盤(pán)(CD)ROM驅(qū)動(dòng)器656或閃存卡657，它們也通過(guò)總線(xiàn)652與CPU 644通信。還可希望將處理器654、CMOS圖像傳感器642和存儲(chǔ)器648集成在單個(gè)IC芯片上。
盡管本發(fā)明已在上面參照作為CMOS成像器一部分的4T像素單元進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明同樣適用于光電二極管，諸如具有在作為CCD成像器一部分的各自釘扎層188、288附近形成的n型電荷收集區(qū)的pnp光電二極管199(圖9)和299(圖13)。例如，圖18舉例說(shuō)明CCD成像器700的頂部俯視圖，示出了類(lèi)似于圖5的光電二極管n型注入?yún)^(qū)178。圖19舉例說(shuō)明圖18的CCD成像器700的一部分和光電二極管p型注入?yún)^(qū)168，其類(lèi)似于圖8。
上述描述和附圖應(yīng)該只看作是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明特征和優(yōu)點(diǎn)的說(shuō)明性的示例性實(shí)施例。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對(duì)具體工藝條件和結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改和替代。相應(yīng)地，本發(fā)明不應(yīng)限于上面的描述和附圖，而只由所附權(quán)利要求書(shū)的范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種成像器件用的光電二極管，所述光電二極管包括第一導(dǎo)電型的第一層，其在襯底中形成，并從電荷轉(zhuǎn)移晶體管的柵極的電有效部分橫向移位約0埃至約5000埃的距離；以及第二導(dǎo)電型的電荷收集區(qū)，其在所述第一層的下面形成，用以累積光生成的電荷，所述電荷收集區(qū)鄰近所述晶體管柵極，所述柵極將在所述電荷收集區(qū)累積的電荷轉(zhuǎn)移到所述第二導(dǎo)電型的攙雜區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述第一層從所述電有效部分橫向移位約300埃至約3000埃。
3.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述第一層是表面層。
4.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述第一層與在所述襯底內(nèi)形成的隔離區(qū)接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述第一導(dǎo)電型是p型，而所述第二導(dǎo)電型是n型。
6.如權(quán)利要求5所述的光電二極管，其中所述第一層以從大約1×1012至約1×1014原子/cm2的注入劑量用p型攙雜劑攙雜。
7.如權(quán)利要求5所述的光電二極管，其中所述電荷收集區(qū)以約1×1011至約1×1014原子/cm2的注入劑量用n型攙雜劑攙雜。
8.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述光電二極管是pnp光電二極管。
9.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述成像器件是3T、4T、5T或6T成像器件中的一種。
10.如權(quán)利要求1所述的光電二極管，其中所述成像器件是CCD成像器件。
11.一種圖像像素，包括晶體管的柵極結(jié)構(gòu)，其在半導(dǎo)體襯底上形成；以及光電二極管，其與所述柵極相鄰，所述光電二極管包括第一導(dǎo)電型的釘扎層和位于所述釘扎層下面的第二導(dǎo)電型的攙雜區(qū)，所述釘扎層從所述柵極的電有效部分橫向移位約0埃至約5000埃的距離，并且所述攙雜區(qū)與所述柵極的所述電有效部分由柵極側(cè)壁隔開(kāi)。
12.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述釘扎層從所述柵極橫向移位約300埃至約3000埃的距離。
13.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述釘扎層與在所述半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成的隔離區(qū)相鄰并與之接觸。
14.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述第一導(dǎo)電型是p型，而所述第二導(dǎo)電型是n型。
15.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述釘扎層用選自由硼、鈹、銦和鎂構(gòu)成的組的攙雜劑攙雜。
16.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述釘扎層以從大約1×1012至約1×1014原子/cm2的注入劑量用硼攙雜。
17.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述光電二極管是pnp光電二極管。
18.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述光電二極管是CMOS成像器的一部分。
19.如權(quán)利要求11所述的圖像像素，其中所述光電二極管是CCD成像器的一部分。
20.一種圖像傳感器的光電二極管，包括第一導(dǎo)電型的表面層，其鄰近轉(zhuǎn)移晶體管的柵極，所述柵極在硅襯底上形成；以及第二導(dǎo)電型的攙雜區(qū)，其位于所述表面層的下面，至少一部分所述攙雜區(qū)位于所述柵極和所述表面層之間，所述釘扎層從所述柵極橫向移位約0埃至約5000埃的距離。
21.如權(quán)利要求20所述的光電二極管，其中所述表面層從所述柵極橫向移位約300埃至約3000埃的距離。
22.如權(quán)利要求20所述的光電二極管，其中所述表面層與在所述硅襯底內(nèi)形成的隔離區(qū)相鄰并與之接觸。
23.如權(quán)利要求20所述的光電二極管，其中所述表面層和所述攙雜區(qū)都位于所述第一導(dǎo)電型的攙雜層內(nèi)。
24.如權(quán)利要求20所述的光電二極管，其中所述表面層以從約1×1012至約1×114原子/cm2的注入劑量用磷攙雜。
25.如權(quán)利要求20所述的光電二極管，其中所述圖像傳感器是CMOS成像器。
26.如權(quán)利要求20所述的光電二極管，其中所述圖像傳感器是CCD成像器。
27.一種CMOS成像器系統(tǒng)，包括(i)處理器；以及(ii)CMOS成像器件，其耦合到所述處理器，所述CMOS成像器件包括場(chǎng)隔離區(qū)，其在襯底中形成；以及像素，其鄰近所述場(chǎng)隔離區(qū)，所述像素包括鄰近轉(zhuǎn)移晶體管柵極的pnp光電二極管，所述pnp光電二極管還包括p型表面層和位于所述p型表面層下面的n型攙雜區(qū)，所述p型表面層從所述柵極的電有效部分橫向移位約0埃至約5000埃的距離。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述p型表面層從所述柵極的所述電有效部分橫向移位約300埃至約3000埃。
29.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述p型表面層鄰近所述場(chǎng)氧化物區(qū)域并與之接觸。
30.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述p型表面層和所述n型攙雜區(qū)都位于p型攙雜區(qū)內(nèi)。
31.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中所述p型表面層以從大約1×1012至約1×1014原子/cm2的注入劑量用硼攙雜。
32.一種形成像素傳感器單元的光電二極管的方法，所述方法包括在襯底上形成晶體管的柵極；在所述襯底中形成第一導(dǎo)電型的第一攙雜層，所述第一攙雜層從所述柵極的電有效部分橫向移位預(yù)定距離；以及通過(guò)在第一方向并以與所述襯底成不同于零度角的入射角在所述第一攙雜層下面的所述襯底的第一區(qū)域內(nèi)注入所述第二導(dǎo)電型的離子，而在所述襯底中并在所述第一攙雜層的下面形成第二導(dǎo)電型的攙雜區(qū)。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一攙雜層是通過(guò)以與所述襯底成不同于零度角的入射角注入所述第一導(dǎo)電型的離子形成的。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一攙雜層通過(guò)以與所述襯底成約零度角的入射角注入所述第一導(dǎo)電型的離子形成。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一方向是相對(duì)于所述柵極從右到左并進(jìn)入所述襯底的方向。
36.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一攙雜層具有在從約1×1012至約1×1014原子/cm2范圍內(nèi)的注入劑量。
37.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一攙雜層形成為從所述柵極的所述電有效部分橫向移位約0埃至約5000埃。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，其中所述第一攙雜層形成為從所述柵極的所述電有效部分橫向移位約300埃至約3000埃。
39.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述形成所述第一攙雜層的動(dòng)作還包括在所述襯底和所述柵極上形成光刻膠層，并對(duì)所述光刻膠層形成圖案和進(jìn)行蝕刻，以暴露所述襯底的第二區(qū)域，所述第二區(qū)域位于所述柵極和所述至少一個(gè)隔離區(qū)之間，所述第二區(qū)域與所述柵極隔開(kāi)所述預(yù)定距離。
40.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述形成所述第二導(dǎo)電型的所述攙雜區(qū)的動(dòng)作還包括在所述襯底和所述柵極上形成光刻膠層，并對(duì)所述光刻膠層形成圖案和進(jìn)行蝕刻，以暴露位于所述柵極的側(cè)壁和所述至少一個(gè)隔離區(qū)之間的所述襯底的所述第一區(qū)域。
41.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述注入所述第二導(dǎo)電型的離子的動(dòng)作還包括以不同于零度角的所述入射角在位于所述柵極和所述至少一個(gè)隔離區(qū)之間的所述襯底的所述第一區(qū)域內(nèi)定向攙雜劑。
42.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述攙雜區(qū)具有在從大約1×1011至約1×1014原子/cm2范圍內(nèi)的注入劑量。
43.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電型是p型，而所述第二導(dǎo)電型是n型。
44.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述光電二極管是pnp光電二極管。
45.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述光電二極管是CMOS成像器的一部分。
46.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述光電二極管是CCD成像器的一部分。
47.一種形成光電二極管的方法，所述方法包括在硅襯底中形成至少一個(gè)淺溝槽隔離區(qū)；在所述硅襯底上形成晶體管柵極，并與所述至少一個(gè)淺溝槽隔離區(qū)分隔開(kāi)；在所述硅襯底內(nèi)形成第一導(dǎo)電型的第一攙雜層；通過(guò)在第一方向并以與所述硅襯底成不同于零度的入射角注入離子，在所述第一攙雜層形成所述第一導(dǎo)電型的第二攙雜層，所述第二攙雜層與所述隔離區(qū)接觸，并從所述晶體管柵極的電有效區(qū)域橫向移位預(yù)定距離；以及通過(guò)在第二方向并以與所述硅襯底成不同于零度的入射角注入離子，在所述第一攙雜層形成第二導(dǎo)電型的攙雜區(qū)。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第二攙雜層具有在從約1×1012至約1×1014原子/cm2范圍內(nèi)的注入劑量。
49.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第二攙雜層從所述晶體管柵極的所述電有效區(qū)域橫向移位約0埃至約5000埃。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述第二攙雜層從所述晶體管柵極的所述電有效區(qū)域橫向移位約300埃至約3000埃。
51.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述形成所述攙雜區(qū)的動(dòng)作還包括在所述第二攙雜層和所述轉(zhuǎn)移柵極之間形成至少一部分所述攙雜區(qū)。
52.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述攙雜區(qū)具有從約1×1011至約1×1014原子/cm2范圍內(nèi)的注入劑量。
53.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述第一方向與所述第二方向相反。
54.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述光電二極管是CMOS成像器的一部分。
55.如權(quán)利要求47所述的方法，其中所述光電二極管是CCD成像器的一部分。
56.一種形成pnp光電二極管的方法，所述方法包括在襯底內(nèi)形成至少一個(gè)場(chǎng)氧化物區(qū)域；在所述襯底上形成晶體管柵極，并與所述至少一個(gè)場(chǎng)氧化物區(qū)域分隔開(kāi)；在所述襯底內(nèi)形成第一p型攙雜層；在所述晶體管柵極和所述場(chǎng)氧化物區(qū)域上形成光刻膠層；對(duì)所述光刻膠層形成圖案，以形成在第一位置和第二位置之間延伸的第一開(kāi)口，所述第一位置對(duì)應(yīng)于光電二極管區(qū)域上的第一點(diǎn)，而所述第二位置對(duì)應(yīng)于所述場(chǎng)氧化物區(qū)域上的第二點(diǎn)；通過(guò)所述第一開(kāi)口進(jìn)行第一次傾斜注入，以在所述第一p型攙雜層形成p型表面層，所述p型表面層從在所述襯底上形成的柵極結(jié)構(gòu)的電有效區(qū)域橫向移位；以及進(jìn)行第二次傾斜注入，以在所述第一p型攙雜層形成n型攙雜區(qū)，所述n型攙雜區(qū)位于所述p型表面層下面。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述p型表面層從所述晶體管柵極的所述電有效區(qū)域橫向移位預(yù)定距離。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述預(yù)定距離是約0埃至約5000埃。
59.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述p型表面層具有在從約1×1012至約1×1014原子/cm2范圍內(nèi)的注入劑量。
60.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述n型攙雜區(qū)具有在從約1×1011至約1×1014原子/cm2范圍內(nèi)的注入劑量。
61.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述pnp光電二極管是CMOS成像器的一部分。
62.如權(quán)利要求56所述的方法，其中所述pnp光電二極管是CCD成像器的一部分。
全文摘要
公開(kāi)了一種釘扎光電二極管，其具有從柵極結(jié)構(gòu)的電有效區(qū)域橫向移位的第一導(dǎo)電型表面層和通過(guò)傾斜注入形成的第二導(dǎo)電型電荷收集區(qū)。電荷收集區(qū)注入的角度可以設(shè)計(jì)成使該電荷收集區(qū)與該像素傳感器單元的轉(zhuǎn)移柵極的相鄰邊緣接觸，因此將柵極重疊區(qū)和不希望有的勢(shì)壘電位減到最小。
文檔編號(hào)H01L27/146GK1860610SQ200480027984
公開(kāi)日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2004年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者H·E·羅德斯 申請(qǐng)人:微米技術(shù)有限公司