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TWI629773B - 影像感測器及影像感測器製造之方法 - Google Patents

影像感測器及影像感測器製造之方法 Download PDF

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TWI629773B
TWI629773B TW105134234A TW105134234A TWI629773B TW I629773 B TWI629773 B TW I629773B TW 105134234 A TW105134234 A TW 105134234A TW 105134234 A TW105134234 A TW 105134234A TW I629773 B TWI629773 B TW I629773B
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樂群 劉
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豪威科技股份有限公司
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Abstract

一種影像感測器包含經安置於半導體材料中之一光電二極體。該光電二極體係經形成為一陣列之複數個光電二極體中之一者。該影像感測器亦包含經安置於該半導體材料中之一浮動擴散部，且該浮動擴散部係毗鄰於該複數個光電二極體中之該光電二極體而安置。一轉移閘極經安置以將在該個別光電二極體中產生之影像電荷轉移至該浮動擴散部中。周邊電路經安置於該半導體材料中，且包含至該半導體材料之一第一電觸點。一第一矽化物層經安置於該浮動擴散部上，一第二矽化物層經安置於該轉移閘極上，且一第三矽化物層經安置於至該半導體材料之該第一電觸點上。

Description

影像感測器及影像感測器製造之方法
本發明一般而言係關於影像感測器，且特定而言但非排他性地係關於電接觸增強。
影像感測器已變得普遍存在。其廣泛用於數位靜態相機、蜂巢式電話、安全攝影機以及醫學、汽車及其他應用中。用於製作影像感測器之技術持續快速地發展。舉例而言，對較高分辨率及較低電力消耗之需求已促進了此等裝置之進一步小型化及整合。 半導體裝置效能(包含影像感測器裝置效能)與裝置內所採用之金屬-半導體接面之類型直接相關。取決於金屬之功函數及半導體之導電/價帶邊緣之位置，可形成具有一系列廣泛的電特性之接面。若存在金屬之功函數與半導體之導電/價帶邊緣之位置之間的一實質不匹配，則可形成一肖特基(Schottky)障壁。儘管一肖特基障壁之構造在其中期望半導體與金屬之間的未受阻礙之電荷轉移之某些應用中(例如，在肖特基二極體、肖特基電晶體及金屬-半導體場效應電晶體中)係合意的，但一肖特基障壁可抑制裝置效能。
本文中闡述用於影像感測器接觸增強之一設備及方法的實例。在以下說明中，陳述眾多特定細節以提供對實例之一透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識到，可在無該等特定細節中之一或多者的情況下或藉助其他方法、組件、材料等來實踐本文中所闡述的技術。在其他例項中，為避免使特定態樣模糊，並未詳細展示或闡述眾所周知之結構、材料或操作。 在本說明書通篇中對「一項實例」或「一項實施例」之提及意指結合該實例所闡述之一特定特徵、結構或特性係包含於本發明之至少一項實例中。因此，在本說明書通篇之各種位置中出現的片語「在一項實例中」或「在一項實施例中」未必全部指示同一實例。此外，特定特徵、結構或特性可係以任何適合方式組合於一或多項實例中。 在本說明書通篇中，使用數個技術術語。除非本文中具體定義或其使用之內容脈絡將另外清晰地暗示，否則此等術語應呈現其在所屬技術中之普遍含義。應注意，元件名稱及符號可在本文件內互換地使用(例如 ，Si與矽)；然而，兩者皆具有相同含義。圖 1A 係一實例性影像感測器100之一俯視圖之一圖解說明。值得注意的係，影像感測器100之所繪示俯視圖省略隔離層141、複數個金屬互連件131及閘極氧化物151，以便避免使下伏裝置架構(參見下文圖 1B )模糊。在所繪示實例中，影像感測器100包含：半導體材料101、複數個光電二極體103 (經配置成光電二極體陣列105)、轉移閘極107、浮動擴散部109、矽化物層111及周邊電路121。如所展示，複數個光電二極體103經配置成包含四個光電二極體103之一陣列105。四個轉移閘極107經安置於複數個光電二極體103之中心中，且經定位以將影像電荷自複數個光電二極體103轉移至浮動擴散部109中。浮動擴散部109係位於四個光電二極體103之中心中且係圓形的。在一項實例中，轉移閘極107包含多晶矽且可為經摻雜的。儘管所繪示實例展示四個光電二極體103，但在一或多項實例中，複數個光電二極體103可包含經耦合至浮動擴散部109之任何數目個光電二極體103，包含兩個、六個及八個光電二極體。另外，光電二極體陣列105之定向可不為正方形的，且可採取任何其他組態，諸如圓形或諸如此類。此外，儘管在所繪示實例中，周邊電路121係安置於半導體材料101之右邊緣上，但周邊電路121可係安置於圍繞光電二極體陣列105之任何位置中，且可環繞光電二極體陣列105。圖 1B 係圖 1A 之實例性影像感測器100之如沿著線A-A’切割之一剖面圖解說明。在所繪示實例中，半導體材料101包含安置於半導體材料101中之複數個光電二極體103，且複數個光電二極體103形成一陣列105。在諸多實例中，複數個光電二極體103可包含安置於閘極氧化物151與半導體材料101之界面處之一p+釘紮層。浮動擴散部109安置於半導體材料101中，且浮動擴散部109係毗鄰於複數個光電二極體103中之一個別光電二極體103而安置。轉移閘極107經安置以將在個別光電二極體103中產生之影像電荷轉移至浮動擴散部109中。閘極氧化物151安置於轉移閘極107與半導體材料101之間。應注意，周邊電路121中之閘極氧化物151之厚度可不同於光電二極體陣列105中之閘極氧化物151之厚度。此外，在一或多項實例中，一選擇性蝕刻層可安置於閘極氧化物151上(在閘極氧化物151與隔離層141之間)以促進閘極氧化物151及下伏半導體材料101之選擇性蝕刻。在所繪示實例中，轉移閘極107之一第一橫向邊緣安置於個別光電二極體103上面，且轉移閘極107之一第二橫向邊緣安置於浮動擴散部109上面。周邊電路121亦安置於半導體材料101中且包含至半導體材料101之第一電觸點123。周邊電路121亦包含具有源極端子125及轉移閘極108之電晶體112。在一項實例中，至半導體材料101之第一電觸點123由可包含一種氧化物或重摻雜半導體材料之淺溝渠隔離部114隔離。 在所繪示實例中，第一矽化物層111b安置於浮動擴散部109上，第二矽化物層111c安置於轉移閘極107上，且第三矽化物層111d安置於至半導體材料101之第一電觸點123上以減小一接觸電阻。值得注意的係，矽化物層111a亦係一第二矽化物層(如同第二矽化物層111c)且安置於另一轉移閘極107上。第一矽化物層111b、第二矽化物層111c及第三矽化物層111d可包含同一種材料組合物。在一項實例中，全部三個矽化物層包含Cox Siy 或Nix Siy 。然而，在另一實例中，該等矽化物層可包含Tix Siy 或任何其他適當矽或金屬基化合物。應提及，在全部前述實例中，矽化物化學結構可採取理想化學計量組態(例如 ，CoSi2 )或可由用於製作矽化物層之處理步驟導致之任何其他化學計量組態(例如 ，CoSi1.5 )。另外，第一矽化物層111b、第二矽化物層111c及第三矽化物層111d可包含碳、氮或氧之一植入元素以幫助防止金屬擴散至下伏電極結構中。 如所展示，隔離層141 (或多個隔離層)可係接近於半導體材料101而安置，且轉移閘極107係安置於半導體材料101與隔離層141之間。在所繪示實例中，複數個金屬互連件131係安置於隔離層141中且該複數個金屬互連件經電耦合至第一矽化物層111b、第二矽化物層111c及第三矽化物層111d。在一項實例中，複數個金屬互連件131包含鋁、鎢、銅或任何其他適合材料。金屬互連件131之材料組合物可經調諧以降低矽化物層與金屬互連件131之間的接觸電阻。 在圖 1B 中所繪示之實例中，周邊電路121可包含一電晶體112、第四矽化物層111e及第五矽化物層111f。如所展示，第四矽化物層111e可係安置於電晶體112之源極端子125上，且第五矽化物層111f可係安置於電晶體112之閘極108上，以減小一接觸電阻。應注意，周邊電路121可包含若干個其他電路，且可具有經耦合至與若干個其他電路相關聯之電極之其他矽化物層及互連件。舉例而言，在一項實例中，周邊電路121可包含控制電路及讀出電路，其中控制電路控制複數個光電二極體103之操作，且讀出電路自複數個光電二極體103讀出影像資料。 儘管未繪示，但在一項實例中，一彩色濾光器層可係與複數個光電二極體103光學對準。彩色濾光器層可包含紅色、綠色及藍色濾光器，其可係配置成一拜耳(Bayer)圖案、EXR圖案、X-trans圖案或諸如此類。然而，在一不同或相同實例中，彩色濾光器層可包含紅外線濾光器、紫外線濾光器或隔離EM光譜之不可見部分的其他濾光器。在相同或一不同實例中，一微透鏡層係形成於彩色濾光器層上。微透鏡層可係由在彩色濾光器層之表面上圖案化之一光活性聚合物製造而成。一旦在彩色濾光器層之表面上圖案化聚合物之矩形塊，便可將該等塊熔化(或回流)以形成微透鏡之圓頂狀結構特性。 在一或多項實例中，諸如光電二極體之間的釘紮井及電隔離結構等若干個其他裝置架構可存在於影像感測器100中/存在於其上。在一項實例中，影像感測器100之內部組件可係由電隔離結構及/或光學隔離結構環繞。此可幫助減小影像感測器100中之雜訊。電隔離可藉由圍繞著個別光電二極體在半導體材料101中蝕刻隔離溝渠而完成，該等隔離溝渠可接著用半導體材料、氧化物材料或諸如此類來填充。光學隔離結構可藉由在經安置於一彩色濾光器層下面之半導體材料101的表面上構造一反射柵格而形成。光學隔離結構可係與複數個光電二極體光學對準。 在操作中，影像感測器100在光子到達複數個光電二極體103時獲取影像電荷。然後將一轉移信號施加至轉移閘極107，以將經累積影像電荷轉移至浮動擴散部109中以讀出至讀出電路。由於幾乎所有此等電通信皆需要自一半導體至一金屬觸點或反之自一金屬觸點至一半導體之電荷轉移，因此在半導體與金屬之間進行良好電接觸係必要的。根據本發明之教示之實例藉由在半導體材料101與金屬互連件131之間採用一中間矽化物層來降低接觸電阻且增強影像感測器效能。圖 2 係圖解說明包含圖 1A 及圖 1B 之影像感測器之一成像系統之一項實例之一方塊圖。成像系統200包含像素陣列205、控制電路221、讀出電路211及功能邏輯215。在一項實例中，像素陣列205係光電二極體或影像感測器像素(例如 ，像素P1、P2…、Pn)之一個二維(2D)陣列。如所圖解說明，光電二極體係配置成若干列(例如 ，列R1至Ry)及若干行(例如 ，行C1至Cx)以獲取一人、地點、物件等之影像資料，該影像資料可然後用於再現該人、地點、物件等之一個2D影像。然而，該等列及行不必係線性的，且可取決於使用情形而採取其他形狀。 在一項實例中，在像素陣列205中之每一影像感測器光電二極體/像素已獲取其影像資料或影像電荷之後，該影像資料由讀出電路211讀出且然後被轉移至功能邏輯215。讀出電路211可經耦合以自像素陣列205中之複數個光電二極體讀出影像資料且可包含於周邊電路(例如 ，周邊電路121)中。在各種實例中，讀出電路211可包含放大電路、類比轉數位(ADC)轉換電路或其他電路。功能邏輯215可僅存儲該影像資料或甚至藉由應用後影像效應(例如 ，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來更改/操縱該影像資料。在一項實例中，讀出電路211可沿著讀出行線(所圖解說明)一次讀出一列影像資料或可使用多種其他技術(未圖解說明)讀出該影像資料，諸如一串列讀出或同時對所有像素之一全並行讀出。 在一項實例中，控制電路221耦合至像素陣列205以控制像素陣列205中之複數個光電二極體之操作，且可包含於周邊電路(例如 ，周邊電路121)中。舉例而言，控制電路221可產生用於控制影像獲取之一快門信號。在一項實例中，快門信號係用於同時啟用像素陣列205內之所有像素以在一單個獲取窗期間同時擷取其各別影像資料之一全域快門信號。在另一實例中，快門信號係一滾動快門信號，使得在連續獲取窗期間依序啟用每一列像素、每一行像素或每一像素群組。在另一實例中，使影像獲取與照明效果(諸如一閃光)同步。 在一項實例中，成像系統200可包含於一數位相機、移動電話、膝上型電腦或諸如此類中。另外，成像系統200可耦合至若干個其他硬體，諸如一處理器、記憶體元件、輸出(USB埠、無線傳輸器、HDMI埠等)、照明/閃光設備、電輸入(鍵盤、觸控顯示器、追蹤墊、滑鼠、麥克風等)及/或顯示器。若干個其他硬體/軟體可將指令遞送至成像系統200、自成像系統200提取影像資料或操縱由成像系統200供應之影像資料。圖 3A 至圖 3D 展示用於形成圖 1A 及圖 1B 之影像感測器(例如 ，影像感測器100)之一實例性程序300。圖 3A 至圖 3D 中之某些或所有圖在程序300中出現之次序不應被認為係限制的。而是，受益於本發明之熟習此項技術者將理解，可以未圖解說明之多種次序或甚至並行地執行程序300中之某些程序。圖 3A 圖解說明提供半導體材料301及在隔離層341中蝕刻接觸孔。在所繪示實例中，提供半導體材料301，且該半導體材料包含安置於半導體材料301中之複數個光電二極體303及安置於半導體材料301中之浮動擴散部309。亦提供周邊電路321，且該周邊電路安置於半導體材料301中且包含至半導體材料301之第一電觸點323。在形成圖 3A 中所繪示之裝置之前，形成轉移閘極307，且轉移閘極307經安置以將影像電荷自複數個光電二極體303中之一個別光電二極體303轉移至浮動擴散部309。而且，在半導體材料301之一表面上形成隔離層341。在一項實例中，在隔離層341中蝕刻接觸孔可包含用光阻劑(負性的或者正性的)將隔離層341之表面圖案化及使用一濕式蝕刻或乾式蝕刻來達成所要接觸孔。在所繪示實例中，接觸孔自隔離層341之表面延伸至其各別電極。取決於所接觸之電極，亦可在閘極氧化物351中蝕刻接觸孔。應注意，儘管在光電二極體陣列305區域中僅繪示三個接觸孔且在周邊電路321區域中僅繪示三個接觸孔，但連接至若干個其他裝置架構之更多接觸孔可安置於兩個區域中，此乃因圖 3A 繪示一高度簡化之剖面圖解說明。此外，值得注意的係，在某些實例中，一選擇性蝕刻停止層可安置於閘極氧化物351上以幫助促進蝕刻程序。圖 3B 係藉由將沈積材料送至接觸孔中而在接觸區上選擇性地沈積矽層310 (例如 ，矽層310a至310f)之一圖解說明。在所繪示實例中，矽層310係犧牲性的，且矽層310將植入有元素(以防止金屬擴散至下伏結構中)。矽層310隨後在金屬化程序期間被完全消耗以形成矽化物層311。取決於待形成之金屬矽化物之厚度，矽層310可在厚度上介於自數奈米至數十奈米之範圍內。矽層310可使用原子層沈積、分子束磊晶、化學氣相沈積或諸如此類來沈積。圖 3C 係植入雜質元素且消耗矽層310以形成矽化物層311之一圖解說明。在進行矽化之前，將諸如碳、氮、氧或諸如此類之雜質植入於矽層310中，且該等雜質可防止金屬擴散至若干個下伏裝置架構中。此可經由一低劑量離子植入程序(例如 ，1014 atoms/cm3 )實現。在雜質植入之後，經由一金屬化程序完全消耗矽層310以形成一金屬矽化物。在一項實例中，金屬化程序可包含：自矽層310移除一自然氧化物層；在矽層310上氣相沈積金屬；進行熱循環以將矽層310轉換為一金屬-矽化合物(例如 ，CoSix )；濕式清潔矽層310以移除未反應之金屬；及再次進行熱循環以形成具有所要化學計量組態(例如 ，CoSi2 )之一金屬-矽化合物。結果係第一矽化物層311b安置於接觸孔中且安置於浮動擴散部309上，第二矽化物層311c安置於接觸孔中且安置於轉移閘極307上，且第三矽化物層311d安置於接觸孔中且安置於至半導體材料301之第一電觸點323 (例如 ，p+觸點)上。在所繪示實例中，第一矽化物層311b、第二矽化物層311c及第三矽化物層311d包含同一種材料組合物，諸如Cox Siy 或Nix Siy 。然而，在一不同實例中，矽化物層311可具有彼此當中不同之材料組合物，且可包含其他金屬(諸如Co、Ni、Ta、Ti、Zn、In、Pb、Ag等)及半導體元件。圖 3D 係在隔離層341中形成金屬互連件331之一圖解說明。金屬互連件331電耦合至第一矽化物層311b、第二矽化物層311c及第三矽化物層311d且可經由熱蒸發或諸如此類而沈積。可經由化學機械拋光將殘餘金屬自隔離層341之表面移除。金屬互連件331可包含鋁、鎢、銅或其他適合導電材料，且可與第一矽化物層311b、第二矽化物層311c及第三矽化物層311d形成歐姆(Ohmic)接觸。 包含發明摘要中所闡述內容之本發明之所圖解說明實例之以上說明並非意欲為窮盡性的或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然出於說明性目的而在本文中闡述本發明之特定實例，但如熟習相關技術者將認識到，在本發明之範疇內各種修改係可能的。 鑒於上文詳細說明可對本發明做出此等修改。隨附申請專利範圍中所使用之術語不應被理解為將本發明限於說明書中所揭示之特定實例。而是，本發明之範疇將完全由隨附申請專利範圍來判定，該申請專利範圍將根據所建立之請求項解釋原則來加以理解。
100‧‧‧實例性影像感測器/影像感測器
101‧‧‧半導體材料
103‧‧‧光電二極體
105‧‧‧光電二極體陣列/陣列
107‧‧‧轉移閘極
108‧‧‧轉移閘極/閘極
109‧‧‧浮動擴散部
111‧‧‧矽化物層
111a‧‧‧矽化物層/第二矽化物層
111b‧‧‧第一矽化物層
111c‧‧‧第二矽化物層
111d‧‧‧第三矽化物層
111e‧‧‧第四矽化物層
111f‧‧‧第五矽化物層
112‧‧‧電晶體
114‧‧‧淺溝渠隔離部
121‧‧‧周邊電路
123‧‧‧第一電觸點
125‧‧‧源極端子
131‧‧‧金屬互連件
141‧‧‧隔離層
151‧‧‧閘極氧化物
200‧‧‧成像系統
205‧‧‧像素陣列
211‧‧‧讀出電路
215‧‧‧功能邏輯
221‧‧‧控制電路
300‧‧‧實例性程序/程序
301‧‧‧半導體材料
303‧‧‧光電二極體
305‧‧‧光電二極體陣列
307‧‧‧轉移閘極
309‧‧‧浮動擴散部
310a‧‧‧矽層
310b‧‧‧矽層
310c‧‧‧矽層
310d‧‧‧矽層
310e‧‧‧矽層
310f‧‧‧矽層
311b‧‧‧第一矽化物層
311c‧‧‧第二矽化物層
311d‧‧‧第三矽化物層
321‧‧‧周邊電路
323‧‧‧第一電觸點
331‧‧‧金屬互連件
341‧‧‧隔離層
351‧‧‧閘極氧化物
A-A’‧‧‧線
C1至Cx‧‧‧行
P1至Pn‧‧‧像素
R1至Ry‧‧‧列
參考以下各圖來闡述本發明之非限制性及非窮盡性實例，其中除非另有規定，否則遍及各種視圖，相似元件符號指示相似部件。圖 1A 係根據本發明之教示之一實例性影像感測器之一俯視圖之一圖解說明。圖 1B 係根據本發明之教示之圖 1A 之實例性影像感測器之一剖面圖解說明。圖 2 係圖解說明根據本發明之教示之包含圖 1A 及圖 1B 之影像感測器之一成像系統之一項實例之一方塊圖。圖 3A 至圖 3D 展示根據本發明之教示之用於形成圖 1A 至圖 1B 之影像感測器之一實例性程序。 遍及圖式之數個視圖，對應元件符號指示對應組件。熟習此項技術者將瞭解，各圖中之元件係為簡單及清晰起見而圖解說明的，且未必按比例繪製。舉例而言，為幫助改良對本發明之各種實施例的理解，各圖中之元件中之某些元件的尺寸可能相對於其他元件被誇大。而且，通常未繪示在一商業上可行之實施例中有用或必需之常見而眾所周知的元件，以便促進對本發明之此等各種實施例之一較不受阻擋的觀察。

Claims (13)

  1. 一種影像感測器製造方法，其包括：提供安置於半導體材料中之包含於複數個光電二極體中之一光電二極體及安置於該半導體材料中之一浮動擴散部；提供安置於該半導體材料中之周邊電路，該周邊電路包含至該半導體材料之一第一電觸點；形成一轉移閘極，該轉移閘極安置以將影像電荷自該光電二極體轉移至該浮動擴散部；在該半導體材料之一表面上沈積一隔離層；在該隔離層中蝕刻接觸孔；藉由在該等接觸孔中沈積一矽層及將該矽層金屬化，以在該等接觸孔中形成安置於該浮動擴散部上之一第一矽化物層、安置於該轉移閘極上之一第二矽化物層，及安置於至該半導體材料之該第一電觸點上之一第三矽化物層，其中沈積該矽層時，該矽層包含未經摻雜的(undoped)之矽；及在該隔離層中形成若干金屬互連件，其中該等金屬互連件經電耦合至該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層，其中形成該等金屬互連件包含在該等接觸孔中沈積該等金屬互連件。
  2. 如請求項1之方法，其中該等金屬互連件與該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層形成歐姆接觸。
  3. 如請求項2之方法，其中該等金屬互連件包含鋁、鎢或銅中之至少一者。
  4. 如請求項1之方法，其中該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層包含同一種材料組成(material composition)。
  5. 如請求項4之方法，其中該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層包含CoxSiy。
  6. 如請求項4之方法，其中該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層包含NixSiy。
  7. 如請求項4之方法，其中在該第一矽化物層中之一金屬、在該第二矽化物層中之該金屬及在該第三矽化物層中之該金屬不被各別併入(incorporated)至該浮動擴散部、該轉移閘極及至該半導體材料之該第一電觸點中。
  8. 如請求項7之方法，進一步包括在將該矽層金屬化以防止該金屬併入至該浮動擴散部、該轉移閘極及該第一電觸點之前，以碳、氮或氧中之一者摻雜安置於該等接觸孔中之該矽層。
  9. 如請求項8之方法，其中在摻雜之後，在該等接觸孔中之該矽層包含碳、氮或氧中之該者大約1014atoms/cm3之一濃度。
  10. 如請求項1之方法，其中在該隔離層中之該等接觸孔中沈積該矽層包含經由磊晶(epitaxy)在該等接觸孔中生長該矽層。
  11. 如請求項9之方法，其中該磊晶包括原子層沈積、分子束磊晶、化學氣相沈積中之至少一者。
  12. 如請求項1之方法，其中當形成該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層時，藉由矽化物使該矽層完全消耗(completely consumed)。
  13. 如請求項12之方法，其中沈積該矽層包括沈積一厚度的該矽層，且其中該第一矽化物層、該第二矽化物層及該第三矽化物層具有與該厚度相同之一厚度。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107871755A (zh) * 2017-11-08 2018-04-03 德淮半导体有限公司 图像传感器及其制造方法
US10861892B2 (en) * 2018-11-21 2020-12-08 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Low-light-level CMOS image sensor pixel
JP2021019058A (ja) * 2019-07-18 2021-02-15 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
US11335716B2 (en) * 2019-12-24 2022-05-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photosensing pixel, image sensor and method of fabricating the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060125007A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Omnivision Technologies, Inc. Local interconnect structure and method for a CMOS image sensor
US20060255381A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Micron Technology, Inc. Pixel with gate contacts over active region and method of forming same
US20070091190A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Shin Iwabuchi Solid-state imaging apparatus and camera
US20090079010A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Juanita Deloach Nickel silicide formation for semiconductor components
CN103681705A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 株式会社东芝 固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5670417A (en) * 1996-03-25 1997-09-23 Motorola, Inc. Method for fabricating self-aligned semiconductor component
TW454254B (en) * 1998-05-20 2001-09-11 Winbond Electronics Corp Method to manufacture devices with elevated source/drain
KR100510997B1 (ko) * 2000-06-29 2005-08-31 주식회사 하이닉스반도체 복합 반도체소자의 접합전극 형성방법
US6890854B2 (en) * 2000-11-29 2005-05-10 Chartered Semiconductor Manufacturing, Inc. Method and apparatus for performing nickel salicidation
US8405751B2 (en) * 2009-08-03 2013-03-26 International Business Machines Corporation Image sensor pixel structure employing a shared floating diffusion
US8247319B1 (en) * 2011-02-07 2012-08-21 International Business Machines Corporation Method to enable the process and enlarge the process window for silicide, germanide or germanosilicide formation in structures with extremely small dimensions
US9305949B2 (en) * 2013-11-01 2016-04-05 Omnivision Technologies, Inc. Big-small pixel scheme for image sensors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060125007A1 (en) * 2004-12-09 2006-06-15 Omnivision Technologies, Inc. Local interconnect structure and method for a CMOS image sensor
US20060255381A1 (en) * 2005-05-10 2006-11-16 Micron Technology, Inc. Pixel with gate contacts over active region and method of forming same
US20070091190A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Shin Iwabuchi Solid-state imaging apparatus and camera
US20090079010A1 (en) * 2007-09-26 2009-03-26 Juanita Deloach Nickel silicide formation for semiconductor components
CN103681705A (zh) * 2012-09-14 2014-03-26 株式会社东芝 固体拍摄装置的制造方法及固体拍摄装置

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