專利名稱：互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器，更特別地，涉及一種具有埋入溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的CMOS圖像傳感器。
背景技術(shù)：
因?yàn)榕c電荷耦合器件(CCD)不同，CMOS圖像傳感器可以在低電壓下工作，比CCD消耗更小的功率并具有更低的制造成本，所以CMOS已經(jīng)逐漸地應(yīng)用在采用電池的便攜應(yīng)用設(shè)備中，比如膝上計(jì)算機(jī)、手持掃描儀和視頻蜂窩電話等。
圖1是示出通常的CMOS有源像素傳感器電路的框圖。參考圖1，該CMOS有源像素傳感器電路包括控制電路400、行解碼器100、行驅(qū)動器200、像素陣列300、列解碼器600和列驅(qū)動器500。
像素陣列300包括以預(yù)定數(shù)目的行和列布置的多個(gè)像素。在像素陣列300中的每行像素由行選擇線同時(shí)接通，而每列像素則由列選擇線選擇性地輸出。
像素陣列300中設(shè)置了多條行選擇線和列選擇線。行選擇線選擇性地由行驅(qū)動器200響應(yīng)于行解碼器100的輸出信號而啟動，而列選擇線則由列驅(qū)動器500響應(yīng)于列解碼器600的輸出信號而啟動?？刂齐娐?00控制解碼器100和600以選擇適當(dāng)?shù)男芯€和列線。因此，對于像素陣列300中的每個(gè)像素，由解碼器100和600提供行地址和列地址。
圖2是示出了CMOS圖像傳感器的示例，其用于構(gòu)建圖1的CMOS有源像素傳感器電路中的像素陣列。參考圖2，該CMOS圖像傳感器包括光電二極管11、傳遞晶體管13、復(fù)位晶體管15、源輸出晶體管17和行選擇晶體管18。此外，該CMOS圖像傳感器包括負(fù)載晶體管19，用于將輸出線LO電連接到低電源電壓VSS。每個(gè)晶體管13、15、17、18和19都是基礎(chǔ)NMOS晶體管。
如圖2所示，當(dāng)光施加到光電二極管11上時(shí)，流經(jīng)光電二極管11的電流響應(yīng)于光的強(qiáng)度而變化。當(dāng)流經(jīng)光電二極管11的電流變化時(shí)，浮動節(jié)點(diǎn)NF的電壓和傳遞到輸出線LO的輸出信號PO變化了。輸出信號PO是圖像數(shù)據(jù)。
在圖2的CMOS圖像傳感器中，因?yàn)榫w管13、15、17、18和19都是基礎(chǔ)NMOS晶體管，所以晶體管13、15、17、18和19可能產(chǎn)生閃爍噪聲。
在美國專利No.6,630,701中，公開了使用埋入溝道NMOS晶體管來構(gòu)建CMOS圖像傳感器。例如，美國專利No.6,630,701公開了一種技術(shù)，其通過使用在它們的源極區(qū)域和漏極區(qū)域所存在的相同雜質(zhì)來輕摻雜NMOS晶體管的溝道區(qū)域，以減少對NMOS晶體管下的襯底的電荷損耗。
但是，該技術(shù)沒有減少足夠的由NMOS晶體管所產(chǎn)生的閃爍噪聲。此外，在美國專利No.6,630,701中的CMOS圖像傳感器可以具有低的閾值電壓和大的開路電流。所以，可能從CMOS圖像傳感器輸出錯(cuò)誤的信號。
圖3A和3B是在美國專利No.6,621,125中公開的埋入溝道NMOS晶體管和埋入溝道PMOS晶體管的橫截面視圖。圖3A和3B的埋入溝道NMOS和PMOS晶體管同靜電放電保護(hù)電路一起使用，該靜電放電保護(hù)電路能夠最小化在該靜電放電保護(hù)電路上的柵極氧化層附近流過的電流的效應(yīng)。
參考圖3A，埋入溝道NMOS晶體管包括P型襯底30、P+離子摻雜區(qū)32、第一N+摻雜區(qū)34、第二N+摻雜區(qū)36和N摻雜區(qū)38。P+離子摻雜區(qū)32形成在P型襯底30上，并且作為柵極端子。第一N+摻雜區(qū)34形成在P型襯底30中，并且作為源極區(qū)，第二N+摻雜區(qū)36形成在P型襯底30中，并且作為漏極區(qū)。N摻雜區(qū)38形成在P型襯底30中的第一N+摻雜區(qū)34和第二N+摻雜區(qū)36之間且在P+離子摻雜區(qū)32之下。
參考圖3B，埋入溝道PMOS晶體管包括N型襯底40、N+離子摻雜區(qū)42、第一P+摻雜區(qū)44、第二P+摻雜區(qū)46和N摻雜區(qū)48。N+離子摻雜區(qū)42形成在N型襯底40上，并且作為柵極端子。第一P+摻雜區(qū)44形成在N型襯底40中，并且作為源極區(qū)，第二P+摻雜區(qū)46形成在N型襯底40中，并且作為漏極區(qū)。P摻雜區(qū)48形成在N型襯底40中的第一P+摻雜區(qū)44和第二P+摻雜區(qū)46之間且在N+離子摻雜區(qū)42之下。
在美國專利No.6,245,607中公開了一種可以減少閃爍噪聲的埋入溝道MOS晶體管。如美國專利No.6,245,607所公開的那樣，該埋入溝道MOS晶體管是這樣形成的，通過在源極區(qū)和漏極區(qū)之間的體區(qū)中而非在與柵極絕緣體層相鄰的襯底表面上注入溝道層，將柵氧化物設(shè)置在溝道層的緊上方，以及使用與沉積在溝道區(qū)域上方的柵極氧化物層上的源極/漏極的導(dǎo)電性相反的材料來對柵電極的導(dǎo)電材料進(jìn)行摻雜。
雖然已經(jīng)開發(fā)了各種技術(shù)以減少CMOS圖像傳感器中的閃爍噪聲，但是存在對于減少閃爍噪聲和增強(qiáng)從其輸出的圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的CMOS圖像傳感器的需求。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的實(shí)施例中，CMOS圖像傳感器具有光轉(zhuǎn)換裝置和源輸出晶體管。光轉(zhuǎn)換裝置響應(yīng)于入射光的能量產(chǎn)生電流信號和改變浮置節(jié)點(diǎn)的電壓。源輸出晶體管具有摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有與第一導(dǎo)電類型材料互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域以及具有第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道。所述埋入溝道形成在所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間且在所述柵極區(qū)之下。此外，所述源輸出晶體管放大所述浮置節(jié)點(diǎn)的電壓以產(chǎn)生第一信號。
所述埋入溝道摻雜有第一導(dǎo)電類型材料，其中，所述埋入溝道的摻雜濃度小于所述源極區(qū)或漏極區(qū)的摻雜濃度。所述埋入溝道可以通過離子注入技術(shù)形成。
所述第一導(dǎo)電類型材料可以是N型材料，第二導(dǎo)電類型材料可以是P型材料。所述第一導(dǎo)電類型材料可以是P型材料，第二導(dǎo)電類型材料可以是N型材料。所述第一導(dǎo)電類型材料可以是屬于元素周期表第V族的元素，所述第二導(dǎo)電類型材料可以是屬于元素周期表第III族的元素。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，CMOS圖像傳感器包括光轉(zhuǎn)換裝置和第一至第五晶體管。光轉(zhuǎn)換裝置響應(yīng)于入射光的能量產(chǎn)生電流信號和改變浮置節(jié)點(diǎn)的電壓。第一至第五晶體管每個(gè)具有摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有與第一導(dǎo)電類型材料互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域以及具有第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道，所述埋入溝道形成在所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間且在所述柵極區(qū)之下。
所述第一晶體管放大所述浮置節(jié)點(diǎn)的電壓以產(chǎn)生第一信號，所述第二晶體管響應(yīng)于行選擇信號將所述第一信號輸出到輸出端子，所述第三晶體管響應(yīng)于傳遞信號將所述光轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號傳遞到所述浮置節(jié)點(diǎn)，所述第四晶體管響應(yīng)于復(fù)位信號復(fù)位所述浮置節(jié)點(diǎn)，且所述第五晶體管將輸出線電連接到低電源電壓。


根據(jù)對附圖中所圖示的發(fā)明的示范性實(shí)施例的說明，本發(fā)明的前述以及其它優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。附圖并非按比例繪制，相反強(qiáng)調(diào)對本發(fā)明原理的圖示說明。整個(gè)附圖中，類似的參考標(biāo)號表示類似的元件。
圖1是示出通常的CMOS有源像素傳感器電路的框圖；圖2是示出了CMOS圖像傳感器的示例，其用于構(gòu)建圖1的CMOS有源像素傳感器電路中的像素陣列；圖3A和3B分別是通常的埋入溝道NMOS晶體管和通常的埋入溝道PMOS晶體管的橫截面視圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的電路圖；圖5是圖4的CMOS圖像傳感器用在半導(dǎo)體集成電路中時(shí)的橫截面視圖；圖6是圖5所示CMOS圖像傳感器的兩個(gè)晶體管的橫截面視圖；圖7是示出了CMOS圖像傳感器中包括根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的埋入溝道MOS晶體管的源輸出晶體管的電勢分布和CMOS圖像傳感器中包括基礎(chǔ)NMOS晶體管的源輸出晶體管的電勢分布的曲線圖；圖8是圖示包括根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的埋入溝道MOS晶體管的源CMOS圖像傳感器的輸出晶體管的閃爍噪聲和包括基礎(chǔ)NMOS晶體管的CMOS圖像傳感器中的源輸出晶體管的閃爍噪聲的模擬示意圖。
具體實(shí)施例方式
這里將對本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。但是，這里所公開的特定結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)僅出于描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例的目的。
應(yīng)該理解，雖然這里使用第一、第二等術(shù)語來描述各種元件，但是這些元件并不限制于這些術(shù)語。這些術(shù)語用于使一個(gè)元件與另一個(gè)元件相區(qū)別。例如，第一元件可以被稱為第二元件，同樣地，第二元件也可以被稱為第一元件，而不會脫離本發(fā)明的范圍。如本文所使用的，術(shù)語“和/或”包括所列項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)的任意和所有組合。
應(yīng)該理解，當(dāng)提及元件“連接”或“耦合”到另一個(gè)元件時(shí)，它可以直接連接或耦合到其它元件上，或可以有中間元件存在。比較而言，當(dāng)提及“直接連接”或“直接耦合”到另外的元件時(shí)，則沒有中間元件存在。用于描述元件之間的關(guān)系的其它措詞也應(yīng)該以類似的方式解釋(例如，“在...之間”和“直接在...之間”，“相鄰”和“直接相鄰”等)。
這里所使用的術(shù)語是出于描述具體實(shí)施例的目的，而非意于限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式也應(yīng)包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還應(yīng)該理解，術(shù)語“包括”、“包含”和/或“含有”在本文使用時(shí)，表明存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，但是并不排出還存在其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件，及其組合。
除非另外定義，本文所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所通常理解的相同含義。還應(yīng)該理解，比如由通常使用的字典所定義的那些術(shù)語的含義應(yīng)當(dāng)解釋為與它們在相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)境中所具有的含義相一致，而不應(yīng)該以理想化或過度正式的意味進(jìn)行解釋，除非本文這樣明確定義過。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMOS圖像傳感器的電路圖。參考圖4，該CMOS圖像傳感器包括光電二極管121、傳遞晶體管123、復(fù)位晶體管125、源輸出晶體管127和行選擇晶體管128。此外，該CMOS圖像傳感器包括負(fù)載晶體管129，用于將輸出線LO電連接到低電源電壓VSS。
源輸出晶體管127是埋入溝道CMOS晶體管BCMT。源輸出晶體管127具有摻雜了第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)和摻雜了第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)。此外，源輸出晶體管127具有摻雜有第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)，以及形成在源極區(qū)和漏極區(qū)域之間和柵極區(qū)之下的具有第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道，該第二導(dǎo)電類型材料與第一導(dǎo)電類型材料互補(bǔ)。源輸出晶體管127放大浮動節(jié)點(diǎn)NF的電壓。除源輸出晶體管127之外，每個(gè)晶體管123、125、127、128和129也可以是埋入溝道CMOS晶體管BCMT。
現(xiàn)在將描述圖4的CMOS圖像傳感器的操作。
如圖4所示，當(dāng)光施加到光電二極管121上時(shí)，流經(jīng)光電二極管121的電流將響應(yīng)于光的強(qiáng)度而變化。當(dāng)流經(jīng)光電二極管11的電流變化時(shí)，浮動節(jié)點(diǎn)NF的電壓和傳遞到輸出線LO的輸出信號PO變化了。輸出信號PO是圖像數(shù)據(jù)。
當(dāng)復(fù)位信號RST具有邏輯低狀態(tài)和傳遞信號TX具有邏輯高狀態(tài)時(shí)，當(dāng)光施加到光電二極管121上時(shí)，電流流經(jīng)光電二極管121。因?yàn)閺?fù)位信號RST處于邏輯低狀態(tài)和傳遞信號TX處于邏輯高狀態(tài)，復(fù)位晶體管125關(guān)斷，而傳遞晶體管123接通。所以浮動節(jié)點(diǎn)NF的電壓減少了。此時(shí)，如果行選擇信號ROW處于邏輯高狀態(tài)，那么行選擇晶體管128接通，而源輸出晶體管127的柵極端子的電壓VP輸出到輸出線LO。在檢測下一圖像之前，浮動節(jié)點(diǎn)NF由復(fù)位晶體管125復(fù)位。當(dāng)施加到光電二極管121的光的強(qiáng)度變強(qiáng)時(shí)，源輸出晶體管127的柵極端子的電壓VP減少，并且輸出信號PO減少。
還是如圖4所示，負(fù)載晶體管129響應(yīng)于電壓負(fù)載信號VLN而接通。
圖5是圖4的CMOS圖像傳感器用在半導(dǎo)體集成電路中時(shí)的橫截面視圖，圖6是圖5所示的兩個(gè)晶體管的橫截面視圖。
參考圖5，CMOS圖像傳感器形成在P阱241上。P阱241可以是襯底或是形成在襯底上的阱。場氧化層232形成在P阱241上以隔離位于它們之間的單元，比如像素單元。三個(gè)區(qū)域236、237和238在P阱241中摻雜有N型材料。摻雜區(qū)域236將光電二極管221電連接到傳遞晶體管231。
絕緣層231形成在光柵極233和埋入溝道230之間。此外，絕緣層231形成在傳遞晶體管223的柵極234和埋入溝道230之間。此外，絕緣層231形成復(fù)位晶體管225的柵極234和埋入溝道230之間。傳遞晶體管223和復(fù)位晶體管225的柵極234形成為P+多晶硅，該P(yáng)+多晶硅摻雜有高濃度的P型材料。
還是如圖5所示，埋入溝道區(qū)域230是N型摻雜區(qū)，并且形成在P阱241中及在光電二極管221的光柵極233、傳遞晶體管223和復(fù)位晶體管225以下。光電二極管221、傳遞晶體管223和復(fù)位晶體管225中每個(gè)具有形成在它們的柵極233和234側(cè)面上的間隔物。摻雜有N型材料的三個(gè)區(qū)域236、237和238用摻雜有高濃度的N型材料的N+硅形成，并且作為連接線和源極區(qū)及漏極區(qū)。摻雜有N型材料的埋入溝道區(qū)域230具有較區(qū)域236、237和238的摻雜濃度要低的摻雜濃度。源輸出晶體管227和行選擇晶體管228通過擴(kuò)散接觸線240耦合到作為浮置擴(kuò)散區(qū)的區(qū)237。
N型材料可以由屬于元素周期表中第V族的元素構(gòu)成，并且P型材料可以由屬于元素周期表中第III族的元素構(gòu)成。埋入溝道可以通過使用離子注入技術(shù)完成。
參考圖6，源輸出晶體管227和行選擇晶體管228每個(gè)都可以是埋入CMOS晶體管。此外，源輸出晶體管227和行選擇晶體管228可以與圖5所示的傳遞晶體管223或復(fù)位晶體管225相似的方式形成。
圖7是示出了CMOS圖像傳感器中包括根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的埋入溝道MOS晶體管的源輸出晶體管的電勢分布和CMOS圖像傳感器中包括基礎(chǔ)NMOS晶體管的源輸出晶體管的電勢分布的曲線圖。
在圖7中，BCN_POTENIAL_1.5V表示當(dāng)1.5V施加到埋入溝道MOS晶體管的柵極時(shí)的電勢分布，而SCN_POTENIAL_1.5V表示當(dāng)1.5V施加到基礎(chǔ)NMOS晶體管的柵極時(shí)的電勢分布。BCN_POTENIAL_2.0V表示當(dāng)2.0V施加到埋入溝道MOS晶體管的柵極時(shí)的電勢分布，而SCN_POTENIAL_2.0V表示當(dāng)2.0V施加到基礎(chǔ)NMOS晶體管的柵極時(shí)的電勢分布。BCN_POTENIAL_2.5V表示當(dāng)2.5V施加到埋入溝道MOS晶體管的柵極時(shí)的電勢分布，而SCN_POTENIAL_2.5V表示當(dāng)2.5V施加到基礎(chǔ)NMOS晶體管的柵極時(shí)的電勢分布。
參考圖7，與由基礎(chǔ)MOS晶體管組成的源輸出晶體管相反，作為埋入溝道MOS晶體管的源輸出晶體管在距它形成于其上的襯底的表面的預(yù)定距離處具有最大的分布。因此，當(dāng)作為電流路徑的溝道形成得遠(yuǎn)離柵極絕緣體時(shí)，流經(jīng)源輸出晶體管的電流受到表面狀態(tài)的影響較少。換句話說，根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的埋入溝道MOS晶體管可以具有低的閃爍噪聲。
圖8是圖示包括根據(jù)本發(fā)明示范性實(shí)施例的埋入溝道MOS晶體管的源CMOS圖像傳感器的輸出晶體管的閃爍噪聲和包括基礎(chǔ)NMOS晶體管的CMOS圖像傳感器中的源輸出晶體管的閃爍噪聲的模擬示意圖。
參考圖8，可以注意到，使用埋入溝道MOS晶體管BCNMOS的CMOS圖像傳感器的輸出晶體管具有比使用基礎(chǔ)NMOS晶體管BCNMOS的CMOS圖像傳感器中的源輸出晶體管要低的閃爍噪聲。
因此，通過實(shí)施使用埋入溝道MOS晶體管的CMOS圖像傳感器，CMOS圖像傳感器的閃爍噪聲可以降低，而從CMOS圖像傳感器輸出的圖像數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也得以增強(qiáng)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，雖然上述CMOS圖像傳感器包括埋入溝道NMOS晶體管，但是埋入溝道PMOS晶體管也可以用于替代埋入溝道NMOS晶體管或與NMOS晶體管結(jié)合。
盡管已經(jīng)詳細(xì)地示出了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，可以對進(jìn)行各種修改、替換和變化而不會脫離權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的范圍。
本申請要求于2004年11月25日遞交的韓國專利申請第2004-97671號的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容以引用方式結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，包括光轉(zhuǎn)換裝置，配置來響應(yīng)于入射光的能量產(chǎn)生電流信號和改變浮置節(jié)點(diǎn)的電壓；以及源輸出晶體管，具有摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有與所述第一導(dǎo)電類型材料互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域、以及具有所述第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道，所述埋入溝道形成在所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間且在所述柵極區(qū)之下，其中，所述源輸出晶體管放大所述浮置節(jié)點(diǎn)的電壓以產(chǎn)生第一信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述埋入溝道摻雜有第一導(dǎo)電類型材料，其中，所述埋入溝道的摻雜濃度小于所述源極區(qū)或漏極區(qū)的摻雜濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料是N型材料，第二導(dǎo)電類型材料是P型材料，或所述第一導(dǎo)電類型材料是P型材料，第二導(dǎo)電類型材料是N型材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料由屬于元素周期表第V族的元素構(gòu)成，所述第二導(dǎo)電類型材料由屬于元素周期表第III族的元素構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，還包括行選擇晶體管，配置來響應(yīng)于行選擇信號將所述第一信號輸出到輸出端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述行選擇晶體管具有摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有所述第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域、以及形成在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間并具有所述第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述埋入溝道摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料，其中，所述埋入溝道的摻雜濃度小于所述源極區(qū)或漏極區(qū)的摻雜濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料是N型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是P型材料，或所述第一導(dǎo)電類型材料是P型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是N型材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，還包括傳遞晶體管，配置來響應(yīng)于傳遞信號將所述光轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號傳遞到所述浮置節(jié)點(diǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述傳遞晶體管具有摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有所述第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域、以及形成在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間并具有所述第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述埋入溝道摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料，其中，所述埋入溝道的摻雜濃度小于所述源極區(qū)或漏極區(qū)的摻雜濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料是N型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是P型材料，或所述第一導(dǎo)電類型材料是P型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是N型材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，還包括復(fù)位晶體管，配置來響應(yīng)于復(fù)位信號復(fù)位所述浮置節(jié)點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述復(fù)位晶體管具有摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有所述第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域、以及形成在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間并具有所述第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述埋入溝道摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料，其中，所述埋入溝道的摻雜濃度小于所述源極區(qū)或漏極區(qū)的摻雜濃度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料是N型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是P型材料，或所述第一導(dǎo)電類型材料是P型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是N型材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述光電轉(zhuǎn)換裝置是光電二極管。
18.一種互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，包括光轉(zhuǎn)換裝置，配置來響應(yīng)于入射光的能量產(chǎn)生電流信號和改變浮置節(jié)點(diǎn)的電壓；以及第一至第五晶體管，每個(gè)都具有摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有與所述第一導(dǎo)電類型材料互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域以及具有所述第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道，所述埋入溝道形成在所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間且在所述柵極區(qū)之下。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一晶體管放大所述浮置節(jié)點(diǎn)的電壓以產(chǎn)生第一信號，所述第二晶體管響應(yīng)于行選擇信號將所述第一信號輸出到輸出端子，所述第三晶體管響應(yīng)于傳遞信號將所述光轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號傳遞到所述浮置節(jié)點(diǎn)，所述第四晶體管響應(yīng)于復(fù)位信號復(fù)位所述浮置節(jié)點(diǎn)，且所述第五晶體管將輸出線電連接到低電源電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述埋入溝道摻雜有所述第一導(dǎo)電類型材料，其中，所述埋入溝道的摻雜濃度小于所述源極區(qū)或漏極區(qū)的摻雜濃度。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述埋入溝道是通過使用離子注入技術(shù)形成的。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料是N型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是P型材料，或所述第一導(dǎo)電類型材料是P型材料，所述第二導(dǎo)電類型材料是N型材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體圖像傳感器，其中，所述第一導(dǎo)電類型材料由屬于元素周期表第V族的元素構(gòu)成，所述第二導(dǎo)電類型材料由屬于元素周期表第III族的元素構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有埋入溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的CMOS圖像傳感器。該CMOS圖像傳感器具有光轉(zhuǎn)換裝置和源輸出晶體管。光轉(zhuǎn)換裝置響應(yīng)于入射光的能量產(chǎn)生電流信號和改變浮置節(jié)點(diǎn)的電壓。源輸出晶體管具有摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的源極區(qū)域、摻雜有第一導(dǎo)電類型材料的漏極區(qū)域、摻雜有與第一導(dǎo)電類型材料互補(bǔ)的第二導(dǎo)電類型材料的柵極區(qū)域以及具有第一導(dǎo)電類型材料的埋入溝道。所述埋入溝道形成在所述源極區(qū)和漏極區(qū)之間且在所述柵極區(qū)之下。此外，所述源輸出晶體管放大所述浮置節(jié)點(diǎn)的電壓以產(chǎn)生第一信號。
文檔編號H04N5/351GK1881600SQ20051012689
公開日2006年12月20日 申請日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者安正卓, 淺羽哲朗, 金利泰, 金廷妍, 黃圣仁 申請人:三星電子株式會社