DE60034389T2 - Festkörperbildaufnahmevorrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Hirofumi Shinagawa-ku Sumi
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung und insbesondere Metall-Oxid-Halbleiter (MOS) oder Komplementär-Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS) Festkörperbildaufnahmevorrichtungen und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • 2. Beschreibung der verwandten Technik
  • Als eine Art von Festkörperbildaufnahmevorrichtung sind MOS oder CMOS Festkörperbildaufnahmevorrichtungen bekannt, die Einheitspixel enthalten, welche jeweils einen Fotodiodensensor und eine Schaltvorrichtung aufweisen und mittels fotoelektrischer Umwandlung im Sensor angesammelte Signalladungen lesen, die Ladung in eine Spannung oder einen Strom wandeln und diese ausgeben. Bei der MOS oder CMOS Festkörperbildaufnahmevorrichtung werden MOS Transistoren oder CMOS Transistoren beispielsweise als Schaltvorrichtungen zur Pixelauswahl sowie als Schaltvorrichtungen zum Lesen von Signalladungen verwendet. Ebenso werden MOS Transistoren oder CMOS Transistoren in umgebenden Schaltkreisen wie einem horizontalen Abtastschaltkreis und einem vertikalen Abtastschaltkreis verwendet, so dass ein Vorteil darin besteht, dass die Transistoren zusammen mit den Schaltvorrichtungen hergestellt werden können.
  • Bisher wurden die Sensoren von Pixel in einer MOS oder CMOS Festkörperbildaufnahmevorrichtung unter Verwendung von Transistoren mit pn-Übergängen als Sensoren derart ausgebildet, dass die Pixel in Form einer X-Y Matrix über eine Vorrichtungsisolationsschicht, die von lokaler Oxidation herrührt, d. h. eine sogenannte „LOCOS (local Oxidation of silicon) Schicht" darstellt, isoliert werden.
  • Wie in 21 gezeigt ist, wird eine als Sensor zu verwendende Fotodiode 1 durch Ausbilden eines p-Typ Halbleiterwannengebiets 3 auf z. B. einem n-Typ Siliziumsubstrat, Ausbilden einer Vorrichtungsisolationsschicht (LOCOS Schicht) 4 über eine lokale Oxidation, und Ausführen einer Innenimplantation eines n-Typ Fremdstoffs 6 wie Arsen (As) oder Phosphor (P) in die Oberfläche des p-Typ Halbleiterwannengebiets 3 durch einen dünnen Isolationsfilm (z. B. einen SiO2 Film), so dass eine n-Typ Halbleiterschicht 7 ausgebildet wird, erzeugt.
  • Innerhalb des Sensors (Fotodiode) 1 ist es erforderlich, dass eine Verarmungsschicht vergrößert wird, um die fotoelektrische Wandlungseffizienz zu erhöhen, so dass selbst in einer tieferen Stelle fotoelektrisch gewandelte Signalladung verwendet werden kann.
  • Um den n-Typ Fremdstoff 6 bei der Ausbildung der als Sensor zu verwendenden Fotodiode 1 zu dotieren, wird eine Ionenimplantation mit Hilfe einer zum Schutz weiterer Gebiete auf der Vorrichtungsisolationsschicht 4 ausgerichteten Fotolackschicht 8 durchgeführt, siehe 21. Somit tritt ein pn-Übergang j am Abschluss A der Vorrichtungsisolationsschicht 4 auf. Es ist bekannt, dass eine Verspannung Kristalldefekte wie Versetzungen am Abschluss A der Vorrichtungsisolationsschicht 4 erzeugt. Falls somit die Verarmungsschicht, die durch einen Rückwärtsbetrieb des pn-Übergangs j erzeugt wird, in dem die Kristalldefekte aufweisenden Gebiet am Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht auftritt, so wird ein Leckstrom durch das elektrische Feld vergrößert. Falls der Leckstrom im Sensor (Fotodiode) 1 vergrößert wird, wird eine Signalladung erzeugt und generiert einen Dunkelstrom, selbst falls kein Licht einfällt. Da der Dunkelstrom durch die Kristalldefekte bedingt ist weist jeder Sensor 1 einen verschieden großen Dunkelstrom auf, was somit eine Nichtgleichmäßigkeit der Bildqualität mit sich bringt.
  • US 4,484,210 betrifft eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung mit reduziertem Bildnachlauf. Es werden eine Mehrzahl von Licht-Ladungs-Wandlungsgebieten in einem Halbleitersubstrat ausgebildet, wobei das Halbleitersubstrat einen Leitfähigkeitstyp aufweist, der verschieden ist von demjenigen der Licht-Ladungs-Wandlungsgebiete. Ein Ladungs-Spannungs-Wandlungsgebiet, das im Halbleitersubstrat ausgebildet ist, wandelt die von den Licht-Ladungs-Wandlungsgebieten erzeugte elektrische Ladung in eine Spannung um. Es ist wenigstens eine Ladungstransfersektion in einem Halbleitersubstrat ausgebildet, um die von dem Licht-Ladungs-Wandlungsgebiet erzeugte elektrische Ladung zum Ladungs-Spannungs-Wandlungsgebiet zu befördern. Es ist wenigstens ein Ladungstransfer-Gateabschnitt im Halbleitersubstrat ausgebildet und dieser weist eine Gateelektrode auf, um einen Transfer der elektrischen Ladungen von den Licht- Ladungs-Wandlungsgebieten zum Ladungstransferabschnitt zeitlich zu steuern. Es werden Pulse mit vorgegebenem Pulspotential erzeugt und an die Gateelektrode in dem Ladungstransfer-Gateabschnitt angelegt.
  • JP 10 308507 A betrifft eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung und deren Anwendungssystem. Es wird eine pn-Übergangsoberfläche ausgebildet, um eine Kristallfehlanpassung in einem in der Nähe einer Isolationsschicht um einen fotoelektrischen Umwandlungsteil vorhandenen Siliziumbereich zu verhindern, wie etwa einer Fotodiode in einer pn-Übergangsverarmungsschicht einer Fotodiode, die einander im Halbleiterbereich überlappen. Es wird ein p+-Gebiet zur Isolation in einem Bereich ausgebildet, in dem kein n-Typ Gebiet unterhalb der Isolationsschicht ausgebildet wird. Eine Tiefe des n-Typ Gebiets von einer Bereichsoberfläche eines fotoelektrischen Umwandlungsteils wird tiefer gestaltet im Vergleich zur Tiefe der Isolationsschicht von einer Bereichsoberfläche eines fotoelektrischen Umwandlungsbereichs.
  • GB 2 335 793 A beschreibt eine Bildaufnahmevorrichtung mit einer Mehrzahl von Einheitspixel, von denen jeder eine Sensoreinheit mit einem fotoelektrischen Umwandlungsgebiet als auch einen Isolationsgate-Transistor zum Auslesen einer elektrischen Signalladung von der Sensoreinheit aufweist. Das fotoelektrische Umwandlungsgebiet der Sensoreinheit ist derart aufgebaut, dass dieses eine Fotodiode darstellt und eine Gateelektrode des MOS Isolationsgate-Transistors ist als Muster ausgebildet, bei dem der mittlere Teil über dem mittleren Bereich der Fotodiode positioniert ist. Die Anordnung des Gates in Bezug auf die Fotodiode ermöglicht es dem Transistor, bei geringer Auslesespannung betrieben zu werden.
  • GB 2 324 651 A betrifft einen Festkörperbildaufnahmesensor. Der Festkörperbildaufnahmesensor weist ein Halbleitersubstrat eines ersten Leitfähigkeitstyps mit einem oder mehreren darin ausgebildeten fotosensitiven Pixel auf, wobei das fotoempfindliche Gebiet von dem oder jedem Pixel über das Halbleitersubstrat und eine oder mehrere Fremdstoffschichten eines zweiten Leitfähigkeitstyps, die innerhalb eines aktiven Gebiets des Halbleitersubstrats vorliegen, ausgebildet werden. Das fotoempfindliche Gebiet weist eine oder mehrere Randbereiche auf, die über eine Isolation definiert werden, die das aktive Gebiet des Halbleitersubstrats von den anderen aktiven Gebieten desselben trennen, und die Dotierstoffdichte des Fremdstoffs im Randbe reich/den Randbereichen des fotoempfindlichen Gebiets ist im Wesentlich limitiert.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Somit ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung bereitzustellen, die derart gestaltet ist, dass die fotoelektrische Wandlungseffizienz in Sensorbereichen erhöht werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung anzugeben, die derart gestaltet ist, dass ein vom Leckstrom herrührender Dunkelstrom reduziert werden kann, und es soll auch ein Verfahren zum Herstellen der Vorrichtung angegeben werden.
  • Die Erfindung gibt eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Herstellungsverfahren hierfür gemäß dem Patentanspruch 6 an.
  • Hierzu werden gemäß einem Aspekt der Erfindung vorhergehende Aufgaben durch Bereitstellung einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, die pn-Übergangssensorabschnitte aufweist, die wie Pixel von einer Vorrichtungsisolationsschicht isoliert werden. Die Festkörperbildaufnahmevorrichtung weist ein zweites Halbleiterwannengebiet von einem ersten Leitfähigkeitstyp auf, das zwischen einem ersten Halbleiterwannengebiet von einem ersten Leitfähigkeitstyp und der Vorrichtungsisolationsschicht ausgebildet ist. Falls die Vorrichtung betrieben wird, erstreckt sich in der Vorrichtung eine Verarmungsschicht jedes Sensorabschnitts zum ersten Halbleiterwannengebiet, das unterhalb von jedem der Sensorabschnitte liegt.
  • Vorzugsweise wird das zweite Halbleiterwannengebiet gleichzeitig mit den Halbleiterwannengebieten, die nach der Ausbildung der Vorrichtungsisolationsschicht in einem CMOS Transistor erzeugt werden, ausgebildet.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung werden die vorangehenden Aufgaben durch Bereitstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, die pn-Übergangssensorabschnitte aufweist, die wie Pixel von einer von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht isoliert werden. Die Festkörperbildaufnahmevorrichtung enthält ein Halbleitergebiet eines Leitfähigkeitstyps, der entgegengesetzt ist zum Leitfähigkeitstyp eines Ladungsansammlungsgebiets jedes Sensorabschnitts und das Halbleitergebiet ist zwischen dem Ladungsansammlungsgebiet jedes Sensorabschnitts und der Vorrichtungsisolationsschicht ausgebildet.
  • Vorzugsweise enthält die Festkörperbildaufnahmevorrichtung zudem ein zweites Halbleiterwannengebiet, das zwischen der Vorrichtungsisolationsschicht und einem ersten Halbleiterwannengebiet unterhalb der Vorrich tungsisolationsschicht ausgebildet ist, und bei Betrieb der Vorrichtung erstreckt sich die Verarmungsschicht von jedem der Sensorabschnitte zum ersten Halbleiterwannengebiet, das unterhalb von jedem der Sensorabschnitte liegt.
  • Das Halbleitergebiet kann durch Erstreckung eines Bereichs eines zweiten Halbleiterwannengebiets, das zwischen der Vorrichtungsisolationsschicht und einem ersten Halbleiterwannengebiet unterhalb der Vorrichtungsisolationsschicht liegt, erzeugt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die vorangehenden Aufgaben durch Bereitstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, die pn-Übergangssensorabschnitte aufweist, die wie Pixel von einer aus einer Grabenisolation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht isoliert werden. Die Festkörperbildaufnahmevorrichtung enthält ein Halbleitergebiet eines Leitfähigkeitstyps, der zum Leitfähigkeitstyp eines Ladungsansammlungsgebiets jedes Sensorabschnitts entgegengesetzt ist, und das Halbleitergebiet ist derart ausgebildet, dass sich dieses von der Vorrichtungsisolationsschicht zu einem Pixelgebiet erstreckt.
  • Vorzugsweise wird das Halbleitergebiet vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp durch Ausdehnen eines Bereichs eines Halbleiterwannengebiets erzeugt.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die vorangehenden Aufgaben durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, wobei das Verfahren den Schritt des Ausbildens eines Halbleitergebiets durch Innenimplantation nach dem Ausbilden einer von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht beinhaltet, wobei die Vorrichtungsisolationsschicht Pixel entsprechende pn-Übergangssensorabschnitte isoliert; der Leitfähigkeitstyp des Halbleitergebiets ist entgegengesetzt zum Leitfähigkeitstyp eines Ladungsansammlungsgebiets in jedem der Sensorabschnitte; und ein Abschluss des Halbleitergebiets ist zur Seite der Abschnitte positioniert, abgesehen von einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht.
  • In bevorzugter Weise wird das Halbleitergebiet durch ein zweites Halbleiterwannengebiet zwischen einem ersten Halbleiterwannengebiet und der Vorrichtungsisolationsschicht gebildet.
  • Bei dem Verfahren kann das Halbleitergebiet nach dem Ausbilden der Vorrichtungsisolationsschicht durch Ausbilden eines zweiten Halbleiterwannengebiets, das sich zum ersten Halbleiterwannengebiet erstreckt, unterhalb der Vorrichtungsisolationsschicht erzeugt werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die vorangehenden Aufgaben durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ausbilden einer von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht, wobei die Vorrichtungsisolationsschicht Pixel entsprechende pn-Übergangssensorabschnitte isoliert, und Ausbilden einer Gateelektrode eines Auslesetransistors, der mit jedem der Sensorabschnitte verbunden ist; und Ausbilden eines Halbleitergebiets durch Innenimplantation mit einem zum Leitfähigkeitstyp des Ladungsansammlungsgebiets jedes Sensorabschnitts entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp, so dass ein Abschluss des Halbleitergebiets an der Seite der Sensorabschnitte positioniert ist, abgesehen von einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht, wobei die Gateelektrode als Referenzposition benutzt wird.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die vorangehenden Aufgaben durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, wobei das Verfahren den Schritt des Ausbildens eines Halbleitergebiets mit einem zum Leitfähigkeitstyp eines Ladungsansammlungsgebiets in jedem der pn-Übergangssensorabschnitte entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp enthält, um eine von einer Grabenisolation herrührende Vorrichtungsisolationsschicht, welche die Pixel entsprechenden pn-Übergangssensorabschnitte isoliert, zu umgeben.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden die vorangehenden Aufgaben durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gelöst, wobei das Verfahren nach dem Ausbilden von Gräben in einem Halbleitersubstrat zur Isolation von Pixel entsprechenden pn-Übergangssensorabschnitten und nach dem Ausbilden eines Halbleitergebiets von einem zum Leitfähigkeitstyp eines Ladungsansammlungsgebiets jedes Sensorabschnitts entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp zur Umschließung jedes Grabens den Schritt des Ausbildens einer Vorrichtungsisolationsschicht durch Einlassen eines Isolationsmaterials in jeden Graben umfasst.
  • Erfindungsgemäß kann die fotoelektrische Wandlungseffizienz in Sensorabschnitten in einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung vergrößert werden, wodurch es möglich wird, eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung mit höherer Empfindlichkeit anzugeben.
  • Erfindungsgemäß können Sensorabschnitte mit hoher fotoelektrischer Wandlungseffizienz und einem niedrigen Dunkelstrom ohne Erhöhung der Produktionsschritte ausgebildet werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm zu einer Ausführungsform einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 2 zeigt ein Schaltkreisdiagramm eines weiteren Beispiels eines Einheitspixels in einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 3 zeigt ein Schaltkreisdiagramm eines weiteren Beispiels eines Einheitspixels einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer Ausführungsform eines Sensors in einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 5 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 7A bis 7D zeigen Querschnittsansichten eines Verfahrens zum Herstellen der Sensoren von 5 und 6;
  • 8 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 9A bis 9E zeigen Querschnittsansichten eines Verfahrens zum Herstellen des Sensors von 8;
  • 10A zeigt eine Draufsicht auf einen Hauptteil einer Ausführungsform einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung, die mit einem Sensor gemäß der Erfindung ausgestattet ist, und 10B zeigt ein Ersatzschaltdiagramm eines Einheitspixels des Sensors;
  • 11 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII, XIII-XII, XIII in 10A in dem Fall, in dem der die Erfindung darstellende Sensor von 8 enthalten ist;
  • 12 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie XII, XIII-XII, XIII in 11 in dem Fall, in dem der die Erfindung darstellende Sensor von 6 enthalten ist;
  • 13A bis 13C zeigen Querschnittsansichten zur Darstellung eines Verfahrens zum Herstellen eines CMOS Transistors, der im Umgebungsschaltkreis einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung enthalten ist;
  • 14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 15 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 16 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 17 zeigt eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Sensors in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 18A und 18B zeigen Verfahrensabläufe eines Verfahrens (gemäß einer Ausführungsform der Erfindung) zum Herstellen eines Sensorabschnitts, der durch Grabenvorrichtungsisolation erzielt wird;
  • 19A, 19B und 19C zeigen Verfahrensabläufe eines Verfahrens (gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung) zum Herstellen eines Sensorabschnitts, der durch Grabenvorrichtungsisolation erzielt wird;
  • 20A, 20B und 20C zeigen Verfahrensabläufe eines Verfahrens (gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung) zum Herstellen eines Sensorabschnitts, der durch Grabenvorrichtungsisolation erzielt wird; und
  • 21 zeigt eine Querschnittsansicht eines Hauptteils eines Sensorabschnitts in einer herkömmlichen Festkörperbildaufnahmevorrichtung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigte eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung, z.B. ein CMOS Typ, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung 10 enthält: ein Bildaufnahmegebiet, das erzeugt wird durch Bereitstellen einer Mehrzahl von Einheitspixel 14 in Matrixform, wobei jedes Einheitspixel eine Fotodiode (d.h. einen pn-Übergangssensor) 11 zur Durchführung einer fotoelektrischen Umwandlung, eine Vertikal-Auswahlschaltungsvorrichtung (z. B. einen MOS Transistor) 13 zum Auswählen eines Pixels und eine Ausleseschaltungsvorrichtung (z. B. ein MOS Transistor) 12 enthält; einen Vertikal-Abtastschaltkreis 16 zum Ausgeben vertikaler Abtastpulse ΦV [ΦV1, ... ΦVm, ... ΦVm+k, ...] an vertikale Auswahlleitungen, an welche gewöhnlich die Steuerelektroden (sogenannte „Gateelektroden") der Vertikal-Auswahlschaltvorrichtungen 13 für jede Zeile angeschlossen sind; vertikale Signalleitungen 17, an welche die Hauptelektroden der Ausleseschaltungsvorrichtungen 12 jeder Spalte ge meinsam angeschlossen sind; Auslesepulsleitungen 8, die an Hauptelektroden der Vertikal-Auswahlschaltungsvorrichtungen 13 angeschlossen sind; Horizontal-Schaltvorrichtungen (z. B. MOS Transistoren) 20, deren Hauptelektroden an die vertikalen Signalleitungen 17 und horizontalen Signalleitungen 19 angeschlossen sind; einen horizontalen Abtastschaltkreis 21, der an die Steuerelektroden (sogenannte „Gateelektroden") der horizontalen Schaltungsvorrichtungen 20 und an die Auslesepulsleitungen 18 angeschlossen ist; und einen an die horizontalen Signalleitungen 19 angeschlossenen Verstärker 22.
  • In jedem Einheitspixel 14 ist eine Hauptelektrode der Ausleseschaltungsvorrichtung 12 an die Fotodiode 11 angeschlossen, und eine weitere Hauptelektrode der Schaltungsvorrichtung 12 ist an die jeweilige vertikale Signalleitung 17 angeschlossen. Eine Hauptelektrode der Vertikal-Auswahlschaltungsvorrichtung 13 stellt die Steuerelektrode (sogenannte „Gatelelektrode") der Ausleseschaltungsvorrichtung 12 dar, während eine weitere Hauptelektrode der Schaltungsvorrichtung 13 mit der jeweiligen Auslesepulsleitung 18 verbunden ist, und die Steuerelektrode (sogenannte „Gateelektrode") ist mit der jeweiligen vertikalen Auswahlleitung 15 verbunden.
  • Über den horizontalen Abtastschaltkreis 21 werden horizontale Abtastpulse ΦH [ΦH1, ... ΦHn, ... ΦHn +1, ...] an die Steuerelektroden (sogenannte „Gateelektrode") der horizontalen Schaltungsvorrichtungen 20 angelegt, und horizontale Auslesepulse ΦHR [ΦHR 1, ... ΦHR n, ... ΦHR n+1, ...] werden an die Auslesepulsleitungen 18 angelegt.
  • Der spezielle Betrieb der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 10 ist wie folgt.
  • Die Vertikal-Auswahlschaltungsvorrichtung 13, die vertikale Abtastpulse ΦVm von dem vertikalen Abtastschaltkreis 16 und den Auslesepuls ΦHR n von dem horizontalen Abtastschaltkreis 21 empfängt, erzeugt einen Puls als Produkt der Pulse ΦVm und ΦHR n und verwendet den Produktpuls zur Ansteuerung der Steuerelektrode der Ausleseschaltungsvorrichtung 12, wobei Signalladung, die fotoelektrisch von der Fotodiode 11 umgewandelt wurde, über die vertikale Signalleitung 17 ausgelesen wird.
  • Die Signalladung wird während einer horizontalen Periode des Bildes über die horizontale Schaltungsvorrichtung 20, die über den horizontalen Abtastpuls ΦHn vom horizontalen Abtastschaltkreis 21 angesteuert wird, zur horizontalen Signalleitung 19 geführt. Der Verstärker 22 wandelt die Signalladung in eine Signalspannung um und gibt diese aus.
  • Der Aufbau des Einheitspixels 14 ist nicht auf oben erläuterte Ausführung beschränkt, sondern kann verschiedenartig modifiziert werden, wie beispielsweise in 2 und 3 gezeigt ist.
  • In 2 enthält ein Einheitspixel 14 eine Fotodiode 11 und einen Auslese-MOS Transistor 12, der mit dieser verbunden ist. Eine Hauptelektrode des Auslese-MOS Transistors 12 ist an eine vertikale Signalleitung 17 angeschlossen, und die Gateelektrode ist an eine vertikale Auswahlleitung 15 angeschlossen.
  • In 3 enthält ein Einheitspixel 14 eine Fotodiode 11, einen Auslese-MOS Transistor 21, einen Floating Diffusion (FD) Verstärkungs-MOS Transistor 22, einen FD Rückstell-MOS Transistor 23, und einen Vertikal-Auswahl-MOS Transistor 24. Eine Hauptelektrode des Auslese-MOS Transistors 21 ist an die Fotodiode 11 angeschlossen, und eine weitere Hauptelektrode des Transistors 21 ist an eine Hauptelektrode des FD Rückstell-MOS Transistors 23 angeschlossen. Der FD Verstärkungs-MOS Transistor 22 ist zwischen eine weitere Hauptelektrode des FD Rückstell-MOS Transistors 23 und eine Hauptelektrode des Vertikal-Auswahl-MOS Transistors 24 geschaltet. Die Gateelektrode des FD Verstärkungs-MOS Transistors 22 ist mit einem Floating Diffusions (FD)-Punkt am Mittelpunkt des Auslese-MOS Transistors 21 und des FD Rückstell-MOS Transistors 23 verbunden. Die Gateelektrode des Auslese-MOS Transistors 21 ist mit einer vertikalen Ausleseleitung 25 verbunden. Eine weitere Hauptelektrode des FD Rückstell-MOS Transistors 23 ist mit einer Leistungsversorgung VDD verbunden, und die Gateelektrode des Transistors 23 ist an eine horizontale Rückstellleitung 28 angeschlossen. Eine weitere Hauptelektrode des Vertikal-Auswahl-MOS Transistors 24 ist an eine vertikale Signalleitung 26 angeschlossen und die Gateelektrode des Transistors 24 ist an eine vertikale Auswahlleitung 27 angeschlossen.
  • 4 zeigt eine Abänderung des Transistors 11 in der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 10.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 111 als Abänderung wird ausgebildet durch: Ausbilden eines ersten Halbleiterwannengebiets 32 von einem ersten Leitfähigkeitstyp, z. B. einem p-Typ, auf einem Silizium-Halbleitersubstrat 31 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines n-Typs; Ausbilden eines Halbleitergebiets mit hohem Widerstand, z. B. eines n-Typ Halbleitergebiets geringer Konzentration 33 auf dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32; Ausbilden eines zweiten p-Typ Halbleitergebiets 35, das sich unterhalb einer von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht (z. B. LOCOS Schicht) 34, welche den Sensor 111 für jedes Pixel isoliert, bis zu dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 erstreckt; und Ausbilden eines n-Typ Halbleitergebiets hoher Konzentration 36 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 33 geringer Konzentration, das durch die Vorrichtungsisolationsschicht 34 isoliert wird, so dass ein pn-Übergang j zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 33 geringer Konzentration und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 erzeugt wird, und sich eine Verarmungsschicht des Sensorabschnitts während des Betriebs zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 erstreckt.
  • Das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 wird in vorgegebener Tiefe des Substrats 31 erzeugt, und das n-Typ Halbleitergebiet geringer Konzentration 33 wird im Oberflächengebiet des Substrats erzeugt, so dass dieses über das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 getrennt ist. Das n-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 36 wirkt als wesentliches Ladungsansammlungsgebiet.
  • Es ist ebenso möglich, einen Sensoraufbau zu realisieren, bei dem ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 an der Grenzfläche zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 36 hoher Konzentration und einem isolierenden Film (z. B. SiO2 Film) 37 ausgebildet wird. In dem Sensor 111 sind pn-Übergänge j zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 36 hoher Konzentration und dem p-Typ Halbleitergebiet 38 hoher Konzentration und zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 33 niedriger Konzentration und dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 35 ausgebildet.
  • Das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 35 kann gleichzeitig mit z.B. einer p-Typ Halbleiterwanne eines CMOS Transistors eines umgebenden Schaltkreises ausgebildet werden.
  • Nachdem in dem CMOS Transistor eine Feldisolationsschicht (sogenannte „Vorrichtungsisolationsschicht") 52 durch lokale Oxidation ausgebildet wurde, wie in 13A bis 13C gezeigt ist, wird ein p-Typ Halbleiterwannengebiet 55 (siehe 13A) durch Ausführen einer Innenimplantation mit einem p-Typ Fremdstoff 54 wie Bor in einem Vorrichtungsausbildungsgebiet mit Hilfe einer Fotolackschicht 53 als Maske erzeugt.
  • Danach werden Gateelektroden 57, die z. B. aus polykristallinem Silizium bestehen, auf dem p-Typ Halbleiterwannengebiet 55 und dem n-Typ Halbleitersubstrat 51 als weiteres Vorrichtungsausbildungsgebiet (siehe 13B) erzeugt, während zwischenliegend Gateisolationsfilme 56 bereitgestellt werden.
  • Danach erfolgt unter Verwendung der jeweiligen Gatelektrode 57 als Maske eine selbstjustierte Ionenimplantation eines n-Typ Fremdstoffs in das p-Typ Halbleiterwannengebiet 55 zur Ausbildung eines n-Typ Sourcegebiets 58S und eines Draingebiets 58D, so dass ein n-Kanal MOS Transistor 59 ausgebildet wird, und es erfolgt einen Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs in das n-Typ Halbleitersubstrat 51 zur Ausbildung eines p-Typ Sourcegebiets 61S und eines Draingebiets 61D, so dass ein p-Kanal MOS Transistor 62 ausgebildet wird, wodurch ein CMOS Transistor erzielt wird.
  • Ein Verfahren, bei dem das Ausbilden des p-Typ Halbleiterwannengebiets 55 nach dem Ausbilden der Feldisolationsschicht 52 erfolgt, wird als sogenannter „retrograder p-Wannen Prozess" bezeichnet.
  • Das oben erläuterte zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 35 in 4 kann gleichzeitig mit dem p-Typ Halbleiterwannengebiet 55 in 13 ausgebildet werden. Somit kann der Sensor 111, bei dem die Erstreckung einer unten erläuterten Verarmungsschicht vertieft ist, um eine fotoelektrische Wandlungseffizienz zu erhöhen, ohne Vergrößerung der Anzahl der Herstellungsschritte ausgebildet werden.
  • Zusätzlich wird das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 35 nach dem Ausbilden der Vorrichtungsisolationsschicht 34 erzeugt, wie in 4 gezeigt ist. Somit kann das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 35 selektiv unterhalb der Vorrichtungsisolationsschicht 34, abgesehen von dem Sensorausbildenden Gebiet, erzeugt werden, ohne durch eine Diffusion aufgrund der thermischen Verarbeitung während der Ausbildung der Vorrichtungsisolationsschicht beeinflusst zu werden.
  • Bei der Festkörperbildaufnahmevorrichtung 10 mit den Sensoren 111 dieser Ausführungsform werden durch selektives Ausbilden des zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führenden zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 35 unterhalb von lediglich der Vorrichtungsisolationsschicht 34 und außerhalb vom Sensorgebiet, sowie Ausbilden von pn-Übergängen mit dem n-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 36, dem n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 Fotodioden, d. h. Sensoren 111, ausgebildet, wobei die Erstreckung der Verarmungsschicht in jedem Sensor 111 während des Betriebs zunimmt, und selbst in einer tiefen Lage fotoelektrisch erzeugte Signalladung in dem n-Typ Halbleitergebiet 36 hoher Konzentration als Ladungsansammlungsgebiet angesammelt werden kann. Dadurch nimmt die fotoelektrische Umwandlungseffizienz zu, wodurch es möglich wird, eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung mit erhöhter Empfindlichkeit zu erzielen.
  • 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 (siehe 1) gemäß der Erfindung.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 112 gemäß dieser Ausführungsform dient der Vergrößerung der fotoelektrischen Umwandlungseffizienz und der Reduzierung eines Dunkelstroms aufgrund von Leckstrom.
  • Der Sensor 112 wird ähnlich zur vorangehenden Beschreibung ausgebildet durch: Ausbilden eines ersten Halbleiterwannengebiets 32 eines ersten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines p-Typs, auf ein Halbleitersubstrat 31 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines n-Typs; Ausbilden eines n-Typ Halbleitergebiets 33 niedriger Konzentration auf dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32; Ausbilden eines n-Typ Halbleitergebiets 36 hoher Konzentration auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 33 niedriger Konzentration, wobei eine Pixelisolation mittels einer von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht 34 erfolgt; und Ausbilden eines pn-Übergangs j zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 33 niedriger Konzentration und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, so dass sich eine Verarmungsschicht des Sensors während des Betriebs zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 erstreckt.
  • In dieser Ausführungsform ist insbesondere ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 351, das zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führt, unterhalb der Vorrichtungsisolationsschicht 34 zur Pixelisolation ausgebildet, und ein Teil 351a des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 wird gleichzeitig bereitgestellt und erstreckt sich zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 36 und der Vorrichtungsisolationsschicht 34, wobei zwischenliegend ein wesentliches Ladungsansammlungsgebiet des Sensors ausgebildet ist.
  • Mit anderen Worten ist ein Abschluss des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 derart ausgebildet, dass dieses an der Sensorseite abseits von einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 positioniert ist, und ein Abschluss des n-Typ Halbleitergebiets 36 als Ladungsansammlungsgebiet des Sensors 112 derart bereitgestellt ist, dass dieses einen verlängerten Bereich des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351a berührt. Im Sensor 112 sind ebenso pn-Übergänge j zwischen jedem n-Typ Halbleitergebiet 33 oder 36 und dem verlängerten Bereich des p-Typ Halbleiterwannengebiets 351a ausgebildet.
  • 7A bis 7C zeigen ein Verfahren zum Herstellen des Sensors 112.
  • Zunächst wird, wie in 7A gezeigt ist, nach dem Ausbilden einer Vorrichtungsisolationsschicht 34 durch lokale Oxidation auf der Oberfläche eines n-Typ Halbleitersubstrats 31 ein vorgegebenes Fotolackmuster 41, bei dem ein Fotolackabschluss 41a auf der Sensorseite (im aktiven Gebiet einer Fotodiode) abseits von einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 positioniert ist, ausgebildet, um ein Gebiet zum Ausbilden des Sensorabschnitts im Substrat 31 zu bedecken. Die Fotolackschicht 41 wird als Maske zum Durchführen einer Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs 42 genutzt, wobei ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 ausgebildet wird. Das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 wird derart ausgebildet, dass ein Abschluss desselben, nämlich ein Abschluss des verlängerten Bereichs 351a auf der Seite zum Ausbilden des Sensorabschnitts positioniert ist, wobei diese Seite abseits von einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 liegt.
  • Dann wird, wie in 7B gezeigt ist, nach dem Entfernen der Fotolackschicht 43 durch Ionenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs 43 in das gesamte Gebiet zum Ausbilden des Sensorabschnitts, das den Abschnitt unterhalb der Vorrichtungsisolationsschicht 34 umfasst, ein erstes p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, das den unteren Abschnitt des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 berührt, in einer vorgegebenen Tiefe des Substrats 31 ausgebildet. Durch Ausbilden des ersten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32 wird ein n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 einschließlich eines isolierten Bereichs des Substrats 31 in einem Gebiet ausgebildet, das von dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 und dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 umgeben ist.
  • Nachfolgend wird, wie in 7C gezeigt ist, durch Ausbilden einer Fotolackschicht 44 in einem Abschnitt abgesehen von dem den Sensor ausbildenden Gebiet und durch Ionenimplantation eines n-Typ Fremdstoffs 45 ein als Ladungsansammlungsgebiet dienendes n-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 36 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets niedriger Konzentration 33 ausgebildet. Dies bildet pn-Übergänge j zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 33 und dem ersten Halbleiterwannengebiet 32, und zwischen jedem n-Typ Halbleitergebiet 36 oder 33 und dem verlängerten Bereich 351a des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets aus, wodurch die gewünschte Fotodiode, nämlich der Sensor 112 ausgebildet wird.
  • Die Fremdstoffkonzentrationen der Gebiete sind wie folgt:
    zweites Halbleiterwannengebiet 351 > n-Typ Halbleitergebiet 36; und n-Typ Halbleitergebiet 36 > n-Typ Halbleitergebiet 33.
  • Bei einer mit oben beschriebenem Sensor 112 ausgestatteten Festkörperbildaufnahmevorrichtung können durch Ausbilden des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets (sogenanntes „Kanalstoppgebiet") 351, das sich zur Sensorseite über den Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 erstreckt, die pn-Übergänge der Fotodiode, die den Sensor 112 ausbilden, vom Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 mit Kristalldefekten wie Versetzungen isoliert werden; mit anderen Worten kann die Verarmungsschicht über ein Halbleitergebiet in der Umgebung der Vorrichtungsisolationsschicht 34 bei rückwärts betriebenen pn-Übergängen fernab vom Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 erzeugt werden.
  • Somit wird die Erzeugung eines Leckstroms in der Umgebung der Vorrichtungsisolationsschicht 34 unterdrückt und der Dunkelstrom nimmt ab.
  • Auf ähnliche Weise wie in 4 bilden die Gebiete 36 und 33 im Sensor 112 ein n-Typ Halbleitergebiet aus, das in Verbindung mit dem zweiten Halbleiterwannengebiet 351 die Fotodiode darstellt, so dass die Ausdehnung der Verarmungsschicht größer wird und die fotoelektrische Umwandlungseffizienz erhöht werden kann.
  • Entsprechend dem in 7A bis 7C gezeigten Herstellungsverfahren wird die Innenimplantation zur Ausbildung des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 nach dem Ausbilden der Vorrichtungsisolationsschicht 34 verwendet. Somit liegt kein Einfluss der thermischen Verarbeitung bei der Ausbildung der Vorrichtungsisolationsschicht 34 vor. Mit anderen Worten, kann das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 ohne erneute Diffusion mit örtlicher Präzision erzeugt werden.
  • Beim Ausbilden des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 mit dem verlängerten Bereich 351a auf der Sensorseite, abseits des Abschlusses der Vorrichtungsisolationsschicht 34, wird dessen Ausrichtung zur Vorrichtungsisolationsschicht 34 erleichtert. Somit lässt sich das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 auf einfache und genaue Weise ausbilden. Zusätzlich zu dieser Ausführungsform kann das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 gleichzeitig zusammen mit dem p-Typ Wannengebiet 55 bei der Herstellung des in 13A bis 13C gezeigten CMOS Transistors im umgebenden Schaltkreis erzeugt werden. Somit liegt keine Erhöhung in der Anzahl der Produktionsschritte vor.
  • 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 (siehe 1) gemäß der Erfindung.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 113 gemäß dieser Ausführungsform wird derart ausgebildet, dass bei obigem in 5 gezeigten Sensoraufbau, ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 zwischen einem als Ladungsansammlungsgebiet verwendeten n-Typ Halbleitergebiet 36 und einem oberen isolierenden Film 37 erzeugt wird und ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 berührt. Weitere Komponenten stimmen mit denjenigen von 5 überein. Somit werden die entsprechenden Komponenten mit denselben Bezugskennzeichen bezeichnet und auf eine Beschreibung wird verzichtet.
  • Der Sensor 113 kann derart hergestellt werden, dass nach der Innenimplantation zur Ausbildung des n-Typ Halbleitergebiet 36 von 7C ein p-Typ Halbleitergebiet 38 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 36 mittels Ionenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs 46 ausgebildet wird, wie in 7D gezeigt ist.
  • Bei einer mit dem Sensor 113 gemäß dieser Ausführungsform ausgestatteten Festkörperbildaufnahmevorrichtung können bei Einsatz einer Struktur mit einem p-Typ Halbleitergebiet 38 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 36 alle von den im Gate eines Auslese-MOS Transistors (nicht gezeigt) verschiedenen pn-Übergänge im Volumen bereitgestellt werden. Mit anderen Worten lässt sich der Dunkelstrom im Sensor 113 zusätzlich zu den Auswirkungen des Sensors 112 in 5 noch weiter reduzieren, da die Verarmungsschicht von einer Grenzfläche zum oberen isolierenden Film 37 des Sensors, d. h. einer Si-SiO2 Grenzfläche, entfernt positioniert ist.
  • 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 (siehe 1) gemäß dieser Erfindung.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 114 gemäß dieser Ausführungsform wird auf ähnliche Weise wie vorhergehend beschrieben ausgebildet durch: Ausbilden eines ersten Halbleiterwannengebiets 32 eines ersten Leitfähigkeitstyps, z. B. p-Typ, auf einem Substrat 31 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, z.B. n-Typ; Ausbilden eines n-Typ Halbleitergebiets niedriger Konzentration 33 auf dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32; Ausbilden eines n-Typ Halbleitergebiets hoher Konzentration 36 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets niedriger Konzentration 33, wobei eine Pixelisolation mittels einer von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht 34 erzeugt wird; und Ausbilden eines pn-Übergangs j zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, so dass sich eine Verarmungsschicht des Sensors während des Betriebs zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 erstreckt.
  • In dieser Ausführungsform ist insbesondere ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 352, das einen Abschluss 352a an einer zum Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 weiter innen gelegenen Position aufweist und zu einem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führt, unterhalb einer Vorrichtungsisolationsschicht 34 zur Pixelisolation ausgebildet und ein p-Typ Halbleitergebiet, d. h. ein sogenanntes "p-Typ Stöpselgebiet 39" ist zwischen einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 und einem n-Typ Halbleitergebiet 36, das als Ladungsansammlungsgebiet verwendet wer den soll, ausgebildet. Das p-Typ Stöpselgebiet 39 ist derart ausgebildet, dass dieses mit dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 verbunden ist.
  • Zusätzlich ist in 8 ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 an der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 36 derart ausgebildet, dass dieses das p-Typ Stöpselgebiet 39 teilweise berührt. In dem Sensor 114 sind pn-Übergänge j um jedes n-Typ Halbleitergebiet 36 oder 33, das p-Typ Halbleitergebiet 38, das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 352, und das p-Typ Stöpselgebiet 39 ausgebildet.
  • 9A bis 9E zeigen ein Verfahren zum Herstellen des Sensors 114.
  • Zunächst wird nach dem Ausbilden einer von einer lokalen Oxidation stammenden Vorrichtungsisolationsschicht 34 auf der Oberfläche eines n-Typ Halbleitersubstrats 31, siehe 9A, eine vorgegebene Fotolackmusterschicht 64 ausgebildet, die ein Gebiet zum Ausbilden eines Sensors bedeckt und einen Abschluss 64a auf der Vorrichtungsisolationsschicht 34 aufweist, und die Fotolackschicht 64 wird als Maske zum Durchführen einer Ionenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs 42 verwendet, wodurch ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 entsteht. Das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 ist derart ausgebildet, dass dessen Abschluss 352a weiter innen liegt als der Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34. Das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 wird gleichzeitig mit einem Prozess ausgebildet, der das p-Typ Halbleiterwannengebiet 55 des CMOS Transistors im umgebenden Schaltkreis auf oben erläuterte Weise erzeugt.
  • Dann wird, wie in 9B gezeigt ist, nach dem Entfernen der Fotolackschicht 64, ein erstes p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, das den unteren Abschnitt des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 352 berührt, in einer vorgegebenen Tiefe des Substrats 31 durch Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs auf das gesamte Gebiet zum Ausbilden des Sensorabschnitts erzeugt, wobei hierbei der untere Abschnitt der Vorrichtungsisolationsschicht 34 eingeschlossen ist. Durch Ausbilden des ersten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32 wird ein n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 einschließlich eines isolierten Bereichs des Substrats 31 in einem vom ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 und dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 umgebenen Gebiet ausgebildet.
  • Dann wird, wie in 9C gezeigt ist, eine vorgegebene Fotolackmusterschicht 65, die das Gebiet zum Ausbilden des Sensorabschnitts bedeckt und einen Abschluss 65A aufweist, auf der Sensorseite (im aktiven Gebiet einer Fotodiode) und vom Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 entfernt, ausgebildet. Durch Maskieren der Fotolackschicht 65 und Durchführen einer Ionenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs 66 wird ein p-Typ Stöpselgebiet 39 ausgebildet. Das p-Typ Stöpselgebiet 39 wird derart ausgebildet, dass ein Abschluss desselben in dem den Sensorabschnitt ausbildenden Gebiet abseits des Abschlusses der Vorrichtungsisolationsschicht 34 positioniert ist. Mit anderen Worten wird dieses Gebiet derart ausgebildet, dass sich dieses vom Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 aus erstreckt.
  • Nachfolgend wird durch Ausbilden einer Fotolackschicht 44 auf einem Bereich, der von dem den Sensor ausbildenden Gebiet verschieden ist, und Durchführen einer Innenimplantation eines n-Typ Fremdstoffs, ein als Ladungsansammlungsgebiet dienendes n-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 36 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets niedriger Konzentration 33 ausgebildet, siehe 9D.
  • Nachfolgend wird, wie in 9E gezeigt ist, durch Ionenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs 46 ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 36 derart ausgebildet, dass dieses das p-Typ Stöpselgebiet 39 berührt. Mit oben erläutertem Verfahren wird die gewünschte Fotodiode oder mit anderen Worten der Sensor 114, in dem Haupt-pn-Übergänge bei jedem n-Typ Halbleitergebiet 36 oder 33 und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 ausgebildet sind, erzielt.
  • Bei diesem Aufbau sind die Fremdstoffkonzentrationen der Gebiete wie folgt:
    p-Typ Halbleitergebiet 38 > n-Typ Halbleitergebiet 36;
    p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 > n-Typ Halbleitergebiet 33; und
    p-Typ Stöpselgebiet 39 > n-Typ Halbleitergebiet 36.
  • Gemäß einer mit dem Sensor 114 dieser Ausführungsform ausgestatteten Festkörperbildaufnahmevorrichtung lassen sich durch Ausbilden des p-Typ Stöpselgebiets (als Kanalstoppgebiet verwendet) 39 zwischen dem Abschluss der von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolationsschicht 34 und dem als Ladungsansammlungsgebiet des Sensors 114 zu verwendenden n-Typ Halbleitergebiet 36 pn-Übergänge der Fotodiode, die den Sensor 114 ausbilden, vom Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34, die Kristalldefekte wie Versetzungen aufweist, trennen, d.h. über das Halbleitergebiet in der Umgebung des Abschlusses der Vorrichtungsisolationsschicht 34, wodurch die Verarmungsschicht bei Rückwärtsbetrieb der pn-Übergänge an einer Position erzeugt werden kann, die von der Vorrichtungsisolationsschicht 34 entfernt liegt. Somit lässt sich die Erzeugung eines Leckstroms in der Umgebung des Abschlusses der Vorrichtungsisolationsschicht 34 unterdrücken und es kann ein Dunkelstrom reduziert werden.
  • Gleichzeitig wird die Erstreckung der Verarmungsschicht, wie oben erläutert, vergrößert, wodurch die fotoelektrische Umwandlungseffizienz erhöht werden kann.
  • Falls zudem ein Aufbau verwendet wird, bei dem das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 352 weiter innen im Vergleich zur Vorrichtungsisolationsschicht 34 ausgebildet ist und bei dem das p-Typ Stöpselgebiet 39 zwischen dem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 und dem n-Typ Halbleitergebiet 36 des Sensors 114 ausgebildet ist, lässt sich der Abstand zwischen dem Gateabschluss des Auslese-MOS-Transistors und dem Abschluss des p-Typ Stöpselgebiets 39 genauer einstellen.
  • Mit anderen Worten werden die Sensorstruktur in 8 und die Sensorstruktur in 6 verglichen.
  • Wird angenommen, dass jeder der Querschnittsaufbauten des Sensors 114 in 8 und des Sensor 113 in 6 dem Querschnittsaufbau entlang der Linie VI, VIII-VI, VIII der einen Hauptabschnitt eines Bildaufnahmegebiets in 10 darstellenden Draufsicht entspricht, so ist die Querschnittsansicht der Linie XII, XIII-XII, XIII, die eine Gateelektrode 71 eines Auslese-MOS-Transistors in 11 kreuzt, für den Sensor 114 wie in 11 und für den Sensor 113 wie in 12. 10B zeigt ein Ersatzschaltbild des Einheitspixels von 10A. In der Draufsicht von 10A zeigt ein schraffierter Bereich die Vorrichtungsisolationsschicht 34, die von lokaler Oxidation herrührt, als auch ein Abschluss 34a der Vorrichtungsisolationsschicht. Der invers schraffierte Bereich kennzeichnet den verlängerten Bereich 351a des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 oder des p-Typ Stöpselgebiets 39. Ein Auslese-MOS-Transistor 12 weist eine L-förmige Auslesegateelektrode 71 auf. Ein vertikaler Auswahl-MOS-Transistor 13 weist eine Gateelektrode auf, die mit einer vertikalen Auswahlleitung 15 verbunden ist. Eine vertikale Signalleitung 17 und ein den Auslese-MOS-Transistor 12 darstellendes Source-Drain Gebiet 73 sind mit einem Kontaktbereich 171 verbunden und die Gateelektrode 71 ist mit einem Source-Drain Gebiet des vertikalen Auswahl-MOS-Transistors 13 über eine Leitung (z. B. Al-Leitung) verbunden, die nicht dargestellt ist, sowie mit Kontaktbereichen 172, 173. Ein weiteres Source-Drain Gebiet des vertikalen Auswahl-MOS-Transistors 13 ist mit einer Pulsleitung 18 über einen Kontaktbereicht 174 verbunden.
  • In den Querschnittsstrukturen in 11 und 12 ist ein p-Typ Fremdstoff mit niedriger Konzentration in ein Kanalgebiet 72 unterhalb einer Gateelektrode 71, die den Auslese-MOS Transistor 12 darstellt, dotiert. Jede Struktur beinhaltet einen Gateisolationsfilm 77 aus SiO2, usw., und Seitenwände 74 aus SiO2, usw.
  • Im Falle des Aufbaus des Sensors 112 wird ein Ionenimplantationsprozess ohne verbleidende Form durchgeführt, mit anderen Worten, erfolgt vorhergehend ein Ionenimplantationsprozess in das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351, wie in 12 gezeigt ist. Somit werden das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 und die Gateelektrode 71 jeweils mit dem zur Vorrichtungsisolationsschicht 34 ausgerichteten zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 und der zur Vorrichtungsisolationsschicht 34 ausgerichteten Gateelektrode 71 ausgebildet. Somit können das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 351 und die Gateelektrode 71 nicht direkt zueinander ausgerichtet werden.
  • Mit anderen Worten erfolgt eine Ausrichtung beim Ausbilden des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 351 und der Gateelektrode 71 unter Zuhilfenahme eines als Referenzpunkt p dienenden Abschlusses der Vorrichtungsisolationsschicht 34, dessen Form aufrechterhalten wird, wie in 12 gezeigt ist. Damit treten Schwankungen in entsprechenden Abständen d1 und d2 auf, und die Genauigkeit des Abstands D1 zwischen der Gateelektrode 71 und dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 351, der genau sein sollte, nimmt ab, so dass die charakteristischen Schwankungen zwischen den Losen zunehmen können.
  • Im Falle des in 11 gezeigten Sensors 114 wird umgekehrt nach dem Ausbilden einer Auslesegateelektrode 71 ein p-Typ Stöpselgebiet 39 durch Ionenimplantation ausgebildet, während ein Abschluss der Gateelektrode 71 als Referenz dient. Dadurch nimmt die Ausrichtungsgenauigkeit zwischen der Gateelektrode 71 und dem p-Typ Stöpselgebiet 39 zu und damit auch die Genauigkeit des Abstands D2 zwischen der Gateelektrode 71 und dem p-Typ Stöpselgebiet 39. Hierdurch kann sich die Öffnungsfläche des Sensorabschnitts ausweiten, wodurch das Ausrichtungsfenster abnimmt. Ebenso können Schwankungen zwischen Losen reduziert werden.
  • Beim Aufbau des Sensors 114 in 8 und 11 sollte der Dunkelstrom weiter reduziert werden durch Ausbilden des p-Typ Halbleitergebiets 38 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 36 und Bereitstellen aller pn-Übergänge in Bereichen im Volumen abgesehen vom Bereich des Gateabschluss. Andernfalls kann ein Aufbau, bei dem das p-Typ Halbleitergebiet 38 weggelassen wird, eingesetzt werden.
  • 14 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 (siehe 1) gemäß dieser Erfindung.
  • Ein Sensor 115 wird ausgebildet durch: Ausbilden einer von lokaler Oxidation stammender Vorrichtungsisolationsschicht 34 nach dem Erzeugen eines p-Typ Halbleiterwannengebiets 31 eines ersten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines p-Typs, auf einem Halbleitersubstrat eines zweiten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines n-Typs; Ausbilden eines als Ladungsansammlungsgebiets zu verwendenden n-Typ Halbleitergebiets 82 im Vorrichtungsisolationsgebiet; Ausbilden eines pn-Übergangs zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 82 und dem p-Typ Halbleiterwannengebiet 81, so dass eine Fotodiode erzeugt wird; und Ausbilden eines p-Typ Stöpselgebiets 39 zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 82 und einem Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34.
  • Der Sensor 115 weist einen Aufbau auf, bei dem das p-Typ Stöpselgebiet 39 zum Aufbau von 15 hinzugefügt wurde.
  • Ebenso kann in einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung, die mit oben beschriebenem Sensor 115 ausgestattet ist, durch Ausbilden des p-Typ Stöpselgebiets 39 zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 82 und der Vorrichtungsisolationsschicht 34 der Leckstrom am Abschluss der Vorrichtungsisolationsschicht 34 unterdrückt werden, und damit kann der Dunkelstrom reduziert werden.
  • Jede der oben erläuterten Ausführungsformen beschreibt einen Fall, bei dem die von lokaler Oxidation herrührende Isolationsschicht als Vorrichtungsisolationsschicht für eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung verwendet wird.
  • Diese Erfindung kann auf Festkörperbildaufnahmevorrichtungen übertragen werden, die als Vorrichtungsisolationsschicht eine aus einer Grabenisolation stammende Vorrichtungsisolationsschicht nutzen, eine sogenannte „STI (Shallow Trench Isolation)". Die Grabenvorrichtungsisolation ermöglicht eine Mikro-Herstellung und eine hohe Integration von Pixel verglichen mit der von lokaler Oxidation herrührenden Vorrichtungsisolation.
  • Nachfolgend wird unter Zuhilfenahme der 15 bis 17 eine auf eine Festkörperbildaufnahmevorrichtung übertragene Ausführungsform mit Grabenvorrichtungsisolation erläutert.
  • 15 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 in der oben beschriebenen Festkörperbildaufnahmevorrichtung 10.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 116 wird ausgebildet, indem in einem Halbleitersubstrat 31 von einem zweiten Leitfähigkeitstyp, z. B. einem n-Typ, eine Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 bestehend aus einem Graben 91 zur Pixelisolation und einer Isolationsschicht 92 aus z. B. SiO2, die im Graben 91 eingebettet ist, erzeugt wird sowie durch wie oben erläutertes aufeinander folgendes Ausbilden eines ersten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32, eines n-Typ Halbleitergebiets niedriger Konzentration 33 darauf, eines als Ladungsansammlungsgebiet zu verwendenden n-Typ Halbleitergebiet 36 darauf, und eines p-Typ Halbleitergebiets hoher Konzentration 38 zwischen der Oberfläche des Gebiets 36 und einem Isolationsfilm 37 in einem Pixelgebiet auf dem n-Typ Halbleitersubstrat 31.
  • In dieser Ausführungsform wird insbesondere ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 94, das zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führt, abgesehen von der Seite des Sensors 116, ausgebildet, und ein Bereich des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 94 dehnt sich in die Seite des Pixelgebiets des Sensors 116 hinein aus und umgibt die Grenzflächen des Grabens 91 des Grabenvorrichtungsisolationsgebiets 93 zur Pixelisolation.
  • In dieser Ausführungsform wird der Graben 91 näherungsweise in einer das n-Typ Halbleiterwannengebiet niedriger Konzentration 33 erreichenden Tiefe ausgebildet. Das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 wird derart ausgebildet, dass dieses in einem Bereich endet, welcher der Unterseite der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 im zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 entspricht. Das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 wird derart ausgebildet, dass jeder Bereich sich in gleichmäßiger Tiefe zum Graben 93 befindet.
  • 16 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 (siehe 1) gemäß dieser Erfindung.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 117 gemäß dieser Ausführungsform wird auf ähnliche wie oben erläuterte Weise ausgebildet, indem in einem Halbleitersubstrat 31 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines n-Typs, eine Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 bestehend aus einem Graben 91 zur Pixelisolation und einer Isolationsschicht 92 aus z. B. SiO2, die im Graben 91 eingebettet ist, erzeugt wird sowie durch aufeinander folgendes Ausbilden eines ersten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32, eines n-Typ Halbleitergebiets niedriger Konzentration 33 darauf, eines als Ladungsansammlungsgebiet zu verwendenden n-Typ Halbleiterwannengebiets 36 darauf, und eines p-Typ Halbleitergebiets hoher Konzentration 38 zwischen der Oberfläche des Gebiets 36 und einem isolierenden Film 37 in einem Pixelgebiet auf dem n-Typ Halbleitersubstrat 31.
  • In dieser Ausführungsform wird insbesondere ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 94, das zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führt, abgesehen von der Seite des Sensors 116, ausgebildet, und ein Bereich des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 erstreckt sich in die Seite des Pixelgebiets des Sensors 117 hinein aus, so dass die Grenzflächen des Grabens 91 der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 umgeben sind.
  • In dieser Ausführungsform wird das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 überall ausgebildet, und der Graben 91 der Grabenvorrichtungsisola tionsschicht 93 wird derart ausgebildet, dass dieser zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führt. Bezüglich des Grabens 91 sind dessen Unterseite und die Seiten von den ersten und zweiten p-Typ Halbleiterwannengebieten 32 und 94 umgeben.
  • 17 zeigt eine weitere Ausführungsform des Sensors 11 (siehe 1) gemäß dieser Erfindung.
  • Ein Sensor (Fotodiode) 118 gemäß dieser Ausführungsform wird auf wie oben erläuterte ähnliche Weise ausgebildet durch: Ausbilden, in einem Halbleitersubstrat 31 eines zweiten Leitfähigkeitstyps, z. B. eines n-Typs, von einer Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 bestehend aus einem Graben 91 zur Pixelisolation und einer Isolationsschicht 92 aus z. B. SiO2, die im Graben 91 eingebettet ist; Ausbilden eines p-Typ Stöpselgebiets hoher Konzentration 95 an den Grenzflächen des Grabens 91; und aufeinanderfolgendes Ausbilden eines ersten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32, eines n-Typ Halbleiterwannengebiets niedriger Konzentration 33 darauf, eines als Ladungsansammlungsgebiets zu verwendenden n-Typ Halbleitergebiets 36 darauf, und eines p-Typ Halbleitergebiets hoher Konzentration 38 zwischen der Oberfläche des Gebiets 36 und einem isolierenden Film 37 in einem Pixelgebiet auf dem n-Typ Halbleitersubstrat 31. Das p-Typ Stöpselgebiet hoher Konzentration 95 bedeckt alle Grenzflächen des Grabens zwischen der isolierenden Schicht 92 und Silizium (Si).
  • In dieser Ausführungsform wird insbesondere ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 94, das zum ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 führt, abgesehen von der Seite des Sensors 118 ausgebildet, und ein Bereich des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 94 erstreckt sich in die Seite des Pixelgebiets des Sensors 117 hinein und umgibt die Grenzflächen des Grabens 91 der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93.
  • In dieser Ausführungsform wird der Graben 91 bis zum n-Typ Halbleitersubstrat 31 hin ausgebildet, und das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 liegt überall vor. Der Graben 91 weist eine Seite auf, die allumfassend von den ersten und zweiten p-Typ Halbleiterwannengebieten 32 und 94 umgeben ist.
  • 18A bis 20C zeigen Herstellungsverfahren zur Umsetzung oben erläuterter Sensoren 116, 117 und 118.
  • Das Herstellungsbeispiel in 18A und 18B wird unten stehend erläutert.
  • Zunächst wird, wie in 18A gezeigt ist, ein isolierender Film 37, der z. B. aus SiO2 besteht, auf einem n-Typ Halbleitersubstrat 31 ausgebildet, und ein Graben 91 zur Grabenisolation wird zusammen mit dem isolie renden Film 30 auf dem Halbleitersubstrat 31 erzeugt. Nachfolgend wird ein aktives Gebiet, das in einem Abstand d1 vom Abschluss des Grabens 91 getrennt ist, mit anderen Worten eine Fotolackmaske 97, ausgebildet und durch Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs wird ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 über die Fotolackmaske 97 auf dem Halbleitersubstrat 31 und in die Seite des Pixelgebiets reichend ausgebildet.
  • Hierbei wird das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 um die Seiten und eine Unterseite des Grabens 91 mit ausreichender Breite und Tiefe ausgebildet.
  • Nachfolgend wird, wie in 18B gezeigt ist, unter Zuhilfenahme von chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) zur Einbettung eines isolierenden Films im Graben 91, z. B. eines SiO2 Films 92, und durch Planarisierung desselben eine Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 bestehend aus dem Graben 91 und dem eingebetteten isolierenden Film 92 ausgebildet.
  • Danach wird, abgesehen vom Pixelgebiet, eine Fotolackmaske 99 derart ausgebildet, dass ein Abschluss derselben auf der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 positioniert ist. Durch selektive Ionenimplantation von p-Typ und n-Typ Fremdstoffen über die Fotolackmaske 99 in das Pixelgebiet wird ein erstes p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, das mit dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 verbunden ist, an tiefer Stelle im Substrat 31 erzeugt, und ein n-Typ Halbleiterwannengebiet 36, das als Ladungsansammlungsgebiet verwendet werden soll, wird auf der Oberfläche des Substrats 31 erzeugt, und es wird ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 an der Grenzfläche zwischen dem n-Typ Halbleitergebiet 36 und dem isolierenden Film 37 mit Verbindung zum zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 erzeugt.
  • Ein Bereich des Substrats 31 zwischen dem oberen n-Typ Halbleitergebiet 36 und dem p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 wird als n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 verwendet.
  • Die Ionenimplantation für das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, das n-Typ Halbleitergebiet 36 und das p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 ist in einer Darstellung gezeigt. Jedoch können der Zweckmäßigkeit halber verschiedene Verfahren zum Ausbilden weiterer Bereiche genutzt werden.
  • Mit diesem Verfahren wird der gewünschte Sensor ausgebildet. Dieser Sensor wird als sogenannter "Löcheransammlungsdioden (HAD)" Sensor ausgebildet mit dem p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38, den n-Typ Halbleitergebieten 36 und 33, und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32.
  • Nun wird das Produktionsbeispiel in 19A bis 19C beschrieben. Zunächst wird, wie in 19A gezeigt ist, ein aus z. B. SiO2 bestehender isolierender Film 37 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets 31 ausgebildet und es wird ein Graben 91 zur Grabenisolation im Halbleitergebiet 31 zusammen mit dem isolierenden Film 37 erzeugt.
  • Dann wird, abgesehen vom Graben 91 und einem durch einen vorgegebenen Abstand d2 von den Abschlüssen des Grabens 91 isolierten Bereich, eine Fotolackmaske 101 auf der gesamten Oberfläche des anderen Bereichs erzeugt. Mittels Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs wird über die Fotolackmaske 101 eine p-Typ Halbleiterschicht hoher Konzentration zum Verbinden eines ersten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32 und eines zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 32, mit anderen Worten eine sogenannte „p-Typ Halbleiterstöpselschicht" 95, ausgebildet.
  • Die p-Typ Halbleiterstöpselschicht 95 wird um die Seiten und die Unterseite des Grabens 91 zur Bedeckung des Grabens 91 erzeugt.
  • Dann wird, wie in 19B gezeigt ist, mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) zur Einbettung eines isolierenden Films im Graben 91, z.B. eines SiO2 Films 92, und Planarisierung desselben eine Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 bestehend aus dem Graben 91 und dem eingebetteten isolierenden Film 92 ausgebildet.
  • Nachfolgend wird eine Fotolackmaske 103 derart ausgebildet, dass ein Abschluss derselben auf der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93, abgesehen vom Pixelgebiet, liegt. Durch selektive Ionenimplantation von p-Typ und n-Typ Fremdstoffen wird über die Fotolackmaske 103 ein erstes p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, das mit dem p-Typ Stöpselgebiet 95 verbunden ist, an tiefer Stelle im Substrat 31 erzeugt, und es wird ein n-Typ Halbleitergebiet 36, das als Ladungsansammlungsgebiet verwendet werden soll, an der Oberfläche des Substrats 31 erzeugt, und es wird ebenso ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38, das mit dem p-Typ Stöpselgebiet 35 verbunden ist, an der Grenzfläche des n-Typ Halbleitergebiets 36 mit dem isolierenden Film 37 erzeugt.
  • Ein Bereich des Substrats 31 zwischen dem oberen n-Typ Halbleitergebiet 36 und dem p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 wird als n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 verwendet.
  • Die Ionenimplantation für das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, das n-Typ Halbleitergebiet 36 und das p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 ist in einer Darstellung gezeigt. Jedoch können der Zweckmäßigkeit halber verschiedenartige Prozesse zum Ausbilden weiterer Bereiche genutzt werden.
  • Nachfolgend wird, wie in 19C gezeigt ist, eine Fotolackmaske 104 im Pixelgebiet ausgebildet, wobei die Fotolackmaske 104 über einen vorgegebenen Abstand d1 entlang des p-Typ Stöpselgebiets 95 von einem Abschluss des Grabens 91 der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 getrennt ist. Mittels Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs wird über die Fotolackmaske 104 ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 derart ausgebildet, dass sich ein Teil desselben von der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 zum Pixelgebiet erstreckt.
  • Das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 und das zweite p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 sind über das p-Typ Stöpselgebiet 95 miteinander verbunden.
  • Über dieses Verfahren wird der gewünschte Sensor ausgebildet.
  • Nun wird das Herstellungsbeispiel von 20A bis 20C beschrieben.
  • Zunächst wird, wie in 20A gezeigt ist, ein isolierender Film 37 aus z. B. SiO2, usw., auf der Oberfläche eines n-Typ Halbleitersubstrats 31 ausgebildet und es wird ein Graben 92 zur Grabenisolation zusammen mit dem isolierenden Film 37 auf dem Halbleitersubstrat 31 erzeugt. Nachfolgend wird mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD) zur Einbettung eines isolierenden Films, etwa eines SiO2 Films 92, im Graben 91 und durch Planarisierung desselben eine Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 bestehend aus dem Graben 91 und dem eingebetteten isolierenden Film 92 ausgebildet.
  • Nachfolgend wird, abgesehen vom Pixelgebiet, das von der Grabenisolationsvorrichtung 93 getrennt ist, eine Fotolackmaske 105 erzeugt. Mittels selektiver Ionenimplantation wird über die Fotolackmaske 105 ein als Ladungsansammlungsgebiet zu verwendendes n-Typ Halbleitergebiet 38 auf der Oberfläche des Substrats 31 ausgebildet und es wird ein p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 auf der Oberfläche des p-Typ Halbleitergebiets 38 erzeugt.
  • Obwohl die Ionenimplantation für das n-Typ Halbleitergebiet 36 und das p-Typ Halbleitergebiet hoher Konzentration 38 in einer Darstellung gezeigt sind, können bei Zweckmäßigkeit verschiedene Prozesse zum Ausbilden der weiteren Bereiche genutzt werden.
  • Nachfolgend wird, wie in 20B gezeigt ist, eine Fotolackmaske 106 im Pixelgebiet ausgebildet, die im Abstand d1 vom Abschluss des Grabens 91 der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 getrennt ist. Mittels Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs wird über die Fotolackmaske 106 ein zweites p-Typ Halbleiterwannengebiet 94 derart ausgebildet, dass sich ein Teil desselben von der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 zum Pixelgebiet erstreckt.
  • Nachfolgend wird, wie in 20C gezeigt ist, mittels einer allumfassenden Innenimplantation eines p-Typ Fremdstoffs ein mit der Unterseite des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 94 verbundenes erstes p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 an tiefer Stelle im Substrat 31 erzeugt. Ein Bereich des Substrats 31 zwischen dem oberen n-Typ Halbleitergebiet 36 und dem ersten p-Typ Halbleiterwannengebiet 32 wird als n-Typ Halbleitergebiet niedriger Konzentration 33 genutzt.
  • Mit diesem Verfahren wird der gewünschte Sensor ausgebildet.
  • Der oben beschriebene Sensor 116 in 15 kann z. B. gemäß dem Herstellungsbeispiel in 19A und 19B und dem Herstellungsbeispiel in 20A bis 20C erzeugt werden. Wird, mit anderen Worten, die Unterseite des zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiets 94 flacher als das erste p-Typ Halbleiterwannengebiet 32, und ist ein dazwischenliegender Bereich ein n-Halbleitergebiet 33, so kann die Herstellung dadurch ermöglicht werden, dass die Ionenimplantation in 19A und 19B zur Verbindung der ersten und zweiten p-Typ Halbleitergebiete 32 und 94 verwendet wird, als auch durch den Einsatz der Stöpselionenimplantation in 20A bis 20C.
  • Der oben erläuterte Sensor 117 in 16 lässt sich z. B. gemäß dem Herstellungsbeispiel in 20A bis 20C erzeugen.
  • Gemäß einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung, die mit oben erläuterten Sensoren 116, 117 und 118 ausgestattet ist, werden das p-Typ Halbleitergebiet 94 oder die p-Typ Halbleitergebiete 94 und 95 derart ausgebildet, dass diese sich von der Vorrichtungsgrabenisolationsschicht 93 zu den n-Typ Halbleitergebieten 33 und 36 des Sensors erstrecken. Mit anderen Worten wird die Halbleitergrenzfläche mit der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93, welche die Sensoren 116, 117 oder 118 isoliert, von einem p-Typ Halbleitergebiet umgeben, z. B. dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 94, den ersten und zweiten Halbleiterwannengebieten 32 und 94, oder dem p-Typ Stöpselgebiet 95 und dem zweiten p-Typ Halbleiterwannengebiet 94, usw.
  • An der Halbleitergrenzfläche zur Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 liegen Kristalldefekte wie Versetzungen vor. Diese Grenzfläche mit Kristalldefekten ist in ein p-Typ Halbleitergebiet von einem Leitfähigkeitstyp eingebettet, der entgegengesetzt ist zum Leitfähigkeitstyp des n-Typ Halbleitergebiets 36, welches das Ladungsansammlungsgebiet des Sensors darstellt.
  • Über diesen Aufbau kann der die Sensoren 116, 117 oder 118 ausbildende pn-Übergang der Fotodiode von der Grenzfläche der Vorrichtungsgra benisolationsschicht 93, welche Kristalldefekte wie Versetzungen enthält, getrennt werden, und falls der pn-Übergang in Rückwärtsrichtung betrieben wird, lässt sich eine Verarmung an der Grenzfläche der Grabenvorrichtungsisolationsschicht 93 und in deren Umgebung verhindern.
  • Damit kann die Erzeugung eines von der Grenzfläche und deren Umgebung herrührenden Leckstroms unterdrückt werden und damit lässt sich der Dunkelstrom reduzieren.
  • Falls der Sensorabschnitt als HAD Sensor ausgebildet wird, bei dem das p-Typ Halbleitergebiet 38 auf der Oberfläche des n-Typ Halbleitergebiets ausgebildet ist, liegen alle pn-Übergänge im Volumen, abgesehen von denjenigen am Abschluss des Gates, so dass der Dunkelstrom weiter reduziert werden kann.
  • In den vorangehenden Ausführungsformen wurden Fälle beschrieben, bei denen die Erfindung auf eine CMOS Festkörperbildaufnahmevorrichtung übertragen wurde. Jedoch kann diese Erfindung auch auf eine MOS Festkörperbildaufnahmevorrichtung übertragen werden.

Claims (10)

  1. Festkörperbildaufnahmevorrichtung mit Pixel, die eine pn Fotodiodenstruktur aufweisen und jeweils durch eine Isolationsstruktur isoliert sind, wobei jedes Pixel enthält: ein erstes Halbleitergebiet (36) eines zweiten Leitfähigkeitstyps, das in der Oberfläche eines Halbleitersubstrats (31) des zweien Leitfähigkeitstyps ausgebildet ist und ein Ladungsansammlungsgebiet der pn Fotodiodenstruktur definiert; ein zweites Halbleitergebiet (33) vom zweiten Leitfähigkeitstyp mit einer im Vergleich zum ersten Halbleitergebiet (36) geringeren Fremdstoffkonzentration, das unterhalb des ersten Halbleitergebiets (36) ausgebildet ist; ein drittes Halbleitergebiet (32) eines ersten Leitfähigkeitstyps, das unterhalb des zweiten Halbleitergebiets (33) ausgebildet ist und das zweite Halbleitergebiet (33) vom Halbleitersubstrat (31) trennt; eine Pixelisolationsstruktur vom Oxidtyp (34,93), die in der Oberfläche des Halbleitersubstrats (31) neben dem ersten Halbleitergebiet (36) ausgebildet ist; ein viertes Halbleitergebiet (35,351,352,94) des ersten Leitfähigkeitstyps, das zwischen der Pixelisolationsstruktur (94,93) und dem dritten Halbleitergebiet (32) ausgebildet ist; wobei im zweiten Halbleitergebiet (33) während eines Betriebs der Vorrichtung ein Verarmungsgebiet ausgebildet ist, das sich zum dritten Halbleitergebiet (32) hinunter erstreckt.
  2. Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei ein fünftes Halbleitergebiet (38) des ersten Leitfähigkeitstyps zwischen dem ersten Halbleitergebiet (36) und einem oberen Isolationsfilm (37) ausgebildet ist.
  3. Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei die Isolationsstruktur eine Grabenisolationsstruktur oder eine LOCOS Struktur ist.
  4. Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei das vierte Halbleitergebiet vom ersten Leitfähigkeitstyp (351,94) sich lateral über die Pixelisolationsstruktur (34,93) in Richtung des zweiten Halbleitergebiets (33) erstreckt.
  5. Festkörperbildaufnahmevorrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche, wobei ein sechstes Halbleitergebiet eines ersten Leitfähigkeitstyps (39) zwischen einem Abschluss der Isolationsstruktur (34) und dem ersten Halbleitergebiet (36) ausgebildet ist in Verbindung zum vierten Halbleitergebiet (352).
  6. Verfahren zum Herstellen einer Festkörperbildaufnahmevorrichtung mit eine pn Fotodiode enthaltenden Pixel, umfassend die Schritte: Ausbilden einer Pixelisolationsstruktur vom Oxidtyp (34,93), die in der Oberfläche eines Halbleitersubstrats (31) eines zweiten Leitfähigkeitstyps ausgebildet ist; Ausbilden eines vierten Halbleitergebiets (35,351,352,94) eines ersten Leitfähigkeitstyps unterhalb der Pixelisolationsstruktur (34,93), das sich nach unten in das Halbleitersubstrat (31) erstreckt; Ausbilden eines dritten Halbleitergebiets (32) des ersten Leitfähigkeitstyps in der Tiefe des Halbleitersubstrats (31) mit Kontakt zum vierten Halbleitergebiet (35,351,352,94); gekennzeichnet durch Ausbilden eines ersten Halbleitergebiets (36) des zweiten Leitfähigkeitstyps in der Oberfläche des Halbleitersubstrats (31), so dass ein zweites Halbleitergebiet (33) des zweiten Leitfähigkeitstyps mit einer im Vergleich zum ersten Halbleitergebiet (36) niedrigeren Fremdstoffkonzentration zwischen dem ersten Halbleitergebiet (36) und dem dritten Halbleitergebiet (32) ausgebildet ist;
  7. Verfahren nach Patentanspruch 6 mit dem zusätzlichen Schritt Ausbilden eines fünften Halbleitergebiets (38) des ersten Leitfähigkeitstyps zwischen dem ersten Halbleitergebiet (36) und einem vorhergehend ausgebildeten oberen Isolationsfilm (37).
  8. Verfahren nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei die Isolationsstruktur (34,93) als Grabenisolationsstruktur oder als LOCOS Struktur ausgebildet wird.
  9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 bis 8, wobei das vierte Halbleitergebiet eines ersten Leitfähigkeitstyps (35,351,352,94) derart ausgebildet ist, dass es sich lateral über die Pixelisolationsstruktur (34) hinaus zum zweiten Halbleitergebiet (33) erstreckt.
  10. Verfahren nach einem der Patentsansprüche 6 bis 9 mit dem zusätzlichen Schritt Ausbilden eines sechsten Halbleitergebiets eines ersten Leitfähigkeitstyps (39) zwischen einem Abschluss der Isolationsstruktur (34) und dem ersten Halbleitergebiet (36), so dass dieses mit dem vierten Halbleitergebiet (352) verbunden ist.
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Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4988086B2 (ja) * 2000-06-13 2012-08-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置及びその製造方法並びに抵抗器及び半導体素子
JP3688980B2 (ja) * 2000-06-28 2005-08-31 株式会社東芝 Ｍｏｓ型固体撮像装置及びその製造方法
JP3759435B2 (ja) * 2001-07-11 2006-03-22 ソニー株式会社 Ｘ−ｙアドレス型固体撮像素子
US20030038336A1 (en) * 2001-08-22 2003-02-27 Mann Richard A. Semiconductor device for isolating a photodiode to reduce junction leakage and method of formation
US7109535B1 (en) * 2001-08-22 2006-09-19 Ess Technology, Inc. Semiconductor device for isolating a photodiode to reduce junction leakage
US6504196B1 (en) * 2001-08-30 2003-01-07 Micron Technology, Inc. CMOS imager and method of formation
JP4235787B2 (ja) * 2001-10-03 2009-03-11 ソニー株式会社 固体撮像素子の製造方法
JP2003142674A (ja) 2001-11-07 2003-05-16 Toshiba Corp Ｍｏｓ型固体撮像装置
KR20030037655A (ko) * 2001-11-07 2003-05-14 주식회사 하이닉스반도체 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100813800B1 (ko) * 2001-12-21 2008-03-13 매그나칩 반도체 유한회사 암전류 특성과 전하저장능력을 향상시킨 이미지센서 및 그제조방법
KR100776151B1 (ko) * 2001-12-27 2007-11-16 매그나칩 반도체 유한회사 고집적 이미지센서 제조 방법
KR100813801B1 (ko) * 2001-12-27 2008-03-13 매그나칩 반도체 유한회사 광감도를 향상시키기 위한 이미지센서 및 그 제조 방법
KR100838466B1 (ko) * 2001-12-27 2008-06-16 매그나칩 반도체 유한회사 고집적 이미지센서 제조 방법
KR100494030B1 (ko) * 2002-01-10 2005-06-10 매그나칩 반도체 유한회사 이미지센서 및 그 제조 방법
US6864516B2 (en) * 2002-02-28 2005-03-08 Advanced Micro Devices, Inc. SOI MOSFET junction degradation using multiple buried amorphous layers
JP4282049B2 (ja) * 2002-02-28 2009-06-17 キヤノン株式会社 半導体装置、光電変換装置及びカメラ
JP3702854B2 (ja) * 2002-03-06 2005-10-05 ソニー株式会社 固体撮像素子
JP3908572B2 (ja) * 2002-03-18 2007-04-25 株式会社東芝 半導体素子
JP3986051B2 (ja) * 2002-04-30 2007-10-03 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置、電子機器
JP3840203B2 (ja) 2002-06-27 2006-11-01 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置を用いたカメラシステム
JP4107890B2 (ja) * 2002-06-27 2008-06-25 富士通株式会社 光導波路デバイス
KR100893054B1 (ko) * 2002-07-05 2009-04-15 매그나칩 반도체 유한회사 크로스토크를 방지할 수 있는 이미지센서 및 그 제조 방법
KR100873292B1 (ko) * 2002-07-15 2008-12-11 매그나칩 반도체 유한회사 소자 격리 특성을 향상시킨 이미지센서 및 그 제조 방법
KR20040008912A (ko) * 2002-07-19 2004-01-31 주식회사 하이닉스반도체 이미지센서의 하이브리드 소자분리 방법
US7091536B2 (en) * 2002-11-14 2006-08-15 Micron Technology, Inc. Isolation process and structure for CMOS imagers
US7087944B2 (en) 2003-01-16 2006-08-08 Micron Technology, Inc. Image sensor having a charge storage region provided within an implant region
US6949445B2 (en) * 2003-03-12 2005-09-27 Micron Technology, Inc. Method of forming angled implant for trench isolation
FR2855655B1 (fr) * 2003-05-26 2005-08-19 Commissariat Energie Atomique Detecteur de rayonnement infrarouge photovoltaique a grille conductrice independante et tridimensionnelle
US7148528B2 (en) * 2003-07-02 2006-12-12 Micron Technology, Inc. Pinned photodiode structure and method of formation
KR100508864B1 (ko) * 2003-10-23 2005-08-17 동부아남반도체 주식회사 씨모스 이미지 센서 및 이의 제조 방법
US7354789B2 (en) * 2003-11-04 2008-04-08 Dongbu Electronics Co., Ltd. CMOS image sensor and method for fabricating the same
JP4514188B2 (ja) * 2003-11-10 2010-07-28 キヤノン株式会社 光電変換装置及び撮像装置
KR100784417B1 (ko) * 2004-03-17 2007-12-11 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 광검출 소자 및 광검출 소자의 제어 방법
JP2005327858A (ja) * 2004-05-13 2005-11-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置
KR100698069B1 (ko) * 2004-07-01 2007-03-23 동부일렉트로닉스 주식회사 씨모스 이미지 센서의 제조방법
KR100659382B1 (ko) * 2004-08-06 2006-12-19 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP4646577B2 (ja) * 2004-09-01 2011-03-09 キヤノン株式会社 光電変換装置、その製造方法及び撮像システム
JP2006073736A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Canon Inc 光電変換装置、固体撮像装置及び固体撮像システム
JP4691990B2 (ja) * 2005-01-05 2011-06-01 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
JP4742602B2 (ja) * 2005-02-01 2011-08-10 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法
KR100642760B1 (ko) * 2005-03-28 2006-11-10 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP4718875B2 (ja) * 2005-03-31 2011-07-06 株式会社東芝 固体撮像素子
US8686481B2 (en) * 2005-04-29 2014-04-01 Trixell Semiconductor device with an image sensor and method for the manufacturing of such a device
JP2006339533A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Sanyo Electric Co Ltd 半導体装置
KR100699844B1 (ko) * 2005-06-10 2007-03-27 삼성전자주식회사 이미지 센서의 제조 방법
CN100416845C (zh) * 2005-07-12 2008-09-03 北京思比科微电子技术有限公司 低衬底漏电流的空穴积累型有源像素及其制造方法
US8446508B2 (en) * 2005-07-27 2013-05-21 Sony Corporation Solid state imaging device with optimized locations of internal electrical components
US7800146B2 (en) * 2005-08-26 2010-09-21 Aptina Imaging Corporation Implanted isolation region for imager pixels
US7875916B2 (en) 2005-09-28 2011-01-25 Eastman Kodak Company Photodetector and n-layer structure for improved collection efficiency
KR100752646B1 (ko) * 2005-10-01 2007-08-29 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 이의 제조 방법
JP2007242697A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Canon Inc 撮像装置および撮像システム
JP2008034772A (ja) * 2006-08-01 2008-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法およびカメラ
US7521278B2 (en) * 2006-10-17 2009-04-21 Eastman Kodak Company Isolation method for low dark current imager
KR100935269B1 (ko) * 2007-12-27 2010-01-06 주식회사 동부하이텍 이미지 센서 및 그 제조방법
US20090243025A1 (en) * 2008-03-25 2009-10-01 Stevens Eric G Pixel structure with a photodetector having an extended depletion depth
JP2010050374A (ja) * 2008-08-25 2010-03-04 Seiko Instruments Inc 半導体装置
US8618458B2 (en) * 2008-11-07 2013-12-31 Omnivision Technologies, Inc. Back-illuminated CMOS image sensors
JP2010206178A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc 光電変換装置、及び光電変換装置の製造方法
JP2010206181A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc 光電変換装置及び撮像システム
JP5538922B2 (ja) * 2009-02-06 2014-07-02 キヤノン株式会社 固体撮像装置の製造方法
JP2010212319A (ja) 2009-03-09 2010-09-24 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器および固体撮像装置の製造方法
US8138531B2 (en) * 2009-09-17 2012-03-20 International Business Machines Corporation Structures, design structures and methods of fabricating global shutter pixel sensor cells
JP2012142560A (ja) 2010-12-15 2012-07-26 Canon Inc 固体撮像装置およびその製造方法ならびにカメラ
JP5950507B2 (ja) * 2011-05-02 2016-07-13 キヤノン株式会社 半導体装置の製造方法およびｃｍｏｓイメージセンサーの製造方法
CN103620783B (zh) 2011-06-23 2016-08-17 松下电器产业株式会社 固体摄像装置
JP6273571B2 (ja) 2011-11-22 2018-02-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像装置
US20150162367A1 (en) * 2013-12-05 2015-06-11 Himax Imaging, Inc. Semiconductor structure for suppressing hot cluster and method of forming semiconductor for suppressing hot cluster
JP2016092178A (ja) 2014-11-04 2016-05-23 株式会社リコー 固体撮像素子
JP6396775B2 (ja) * 2014-12-03 2018-09-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 撮像装置
JP2017045879A (ja) * 2015-08-27 2017-03-02 株式会社東芝 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
JP2017054932A (ja) * 2015-09-09 2017-03-16 株式会社東芝 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
JP6911767B2 (ja) * 2016-04-25 2021-07-28 ソニーグループ株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
JP7121468B2 (ja) * 2017-02-24 2022-08-18 ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器
JP2020088293A (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換システム、移動体
JP2019114797A (ja) * 2019-02-20 2019-07-11 株式会社東芝 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
JP6682674B2 (ja) * 2019-02-27 2020-04-15 株式会社東芝 固体撮像装置および固体撮像装置の製造方法
CN111952398A (zh) * 2019-05-17 2020-11-17 清华大学 一种平衡探测器及其制备方法
JP7176483B2 (ja) * 2019-06-24 2022-11-22 信越半導体株式会社 半導体基板の評価方法および評価用半導体基板

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4484210A (en) * 1980-09-05 1984-11-20 Nippon Electric Co., Ltd. Solid-state imaging device having a reduced image lag
JPH07107928B2 (ja) * 1986-03-25 1995-11-15 ソニー株式会社 固体撮像装置
JPH01248658A (ja) * 1988-03-30 1989-10-04 Nec Corp 固体撮像素子
JPH0316263A (ja) * 1989-06-14 1991-01-24 Hitachi Ltd 固体撮像素子
JPH04286361A (ja) * 1991-03-15 1992-10-12 Sony Corp 固体撮像装置
JPH05145056A (ja) * 1991-11-19 1993-06-11 Hitachi Ltd 固体撮像素子
KR930017195A (ko) * 1992-01-23 1993-08-30 오가 노리오 고체촬상소자 및 그 제법
JPH06275809A (ja) * 1993-03-22 1994-09-30 Hitachi Ltd 固体撮像素子
JPH07161958A (ja) * 1993-12-09 1995-06-23 Nec Corp 固体撮像装置
US5736756A (en) * 1994-09-29 1998-04-07 Sony Corporation Solid-state image sensing device with lght shielding film
US5625210A (en) * 1995-04-13 1997-04-29 Eastman Kodak Company Active pixel sensor integrated with a pinned photodiode
KR100192954B1 (ko) * 1996-07-18 1999-06-15 김광호 수직형 전달게이트를 가지는 전하결합형 고체촬상소자 및 그 제조방법
JPH1098176A (ja) * 1996-09-19 1998-04-14 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP3455655B2 (ja) * 1997-03-03 2003-10-14 株式会社東芝 固体撮像装置および固体撮像装置応用システム
GB2324651B (en) * 1997-04-25 1999-09-01 Vlsi Vision Ltd Improved solid state image sensor
JPH11274462A (ja) * 1998-03-23 1999-10-08 Sony Corp 固体撮像装置
US6215165B1 (en) * 1998-06-17 2001-04-10 Intel Corporation Reduced leakage trench isolation
US6287886B1 (en) * 1999-08-23 2001-09-11 United Microelectronics Corp. Method of forming a CMOS image sensor

Also Published As

Publication number Publication date
JP4604296B2 (ja) 2011-01-05
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