图像传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种图像传感器，其包括：光电二极管，其通过在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区；第一导电类型隔离层，其形成于所述半导体衬底的内部，位于所述光电二极管区域的上部第一导电类型半导体衬底的内部、接触位于第一导电类型隔离层的侧部；第一电极部，其形成于所述半导体衬底的表面，并接触于所述第一重掺杂区域；第二电极部，其覆盖形成于所述第一导电类型隔离层上的部分区域；传输管的栅极区域，形成于所述半导体衬底的上表面；浮置扩散区域，其具有第二导电类型重掺杂，其接触于所述栅极区域形成于所述半导体衬底内部。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种图像传感器，其包括：光电二极管，其通过在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区；第一导电类型隔离层，其形成于所述半导体衬底的内部，位于所述光电二极管区域的上部第一导电类型半导体衬底的内部、接触位于第一导电类型隔离层的侧部；第一电极部，其形成于所述半导体衬底的表面，并接触于所述第一重掺杂区域；第二电极部，其覆盖形成于所述第一导电类型隔离层上的部分区域；传输管的栅极区域，形成于所述半导体衬底的上表面；浮置扩散区域，其具有第二导电类型重掺杂，其接触于所述栅极区域形成于所述半导体衬底内部。【专利说明】图像传感器
本专利技术涉及半导体器件的领域，更具体地，涉及一种能够防止暗电流产生的图像传感器。
技术介绍
图像传感器是构成数字摄像头的重要组成部分，是一种将光学图像转换成电学信号的设备，它被广泛地应用在数码相机、移动终端、便携式电子装置和其他电子光学设备中。图像传感器可分为CO) (Charge Coupled Device,电荷f禹合元件)和CMOS(Complementary Metal Semiconductor,互补型金属氧化物半导体元件)图像传感器两大类。CXD图像传感器除了大规模应用于数码相机外，还广泛应用于摄像机、扫描仪、以及工业领域等。而CMOS图像传感器由于其高度集成化、低功率损耗和局部像素可编程随即读取等优点，可适用于数码相机、PC摄像机、移动通信产品等领域。CXD图像传感器和CMOS图像传感器都是采用光电二极管(Photodiode orPhotodetector)收集入射光，并将其转换为能够进行图像处理的电荷。但是采用光电二极管的图像传感器，在没有入射光时可能仍会产生不期望的输出电流，该不期望的输出电流被公知为“暗电流”，暗电流是在无外界光照的条件下，光电二极管PN结由载流子的热激发产生的电流，其主要光电二极管中收集的电荷的扩散产生或者器件表面和内部的缺陷以及有害的杂质引起。来自光电二极管的暗电流可能作为被处理图像中的噪声出现，从而减低画面质量，而过量的暗电流可能导致图像劣化。因此，在图像传感器的制造中，将光电二极管中的暗电流减到最小是重要的。为了减少暗电流，通常会在形成光电二极管的衬底表面掺杂离子以形成钉扎(pinning)层，该钉扎层通常与衬底接触以使得其具有相同电势，当光电二极管完全耗尽时，光电二极管的电势被钉扎在恒定值，并且表面的缺陷被钉扎层包围，从而减少暗电流。然而，由于传统图像传感器中的光电二极管的钉扎层具有不稳定电位，不能实现稳定的钉扎，表面的缺陷产生的噪声电荷由于扩散作用，仍然有一部分会流入光电二极管中形成暗电流。因此，希望提供一种能够有效防止暗电流产生的图像传感器。此外，光生载流子被表面的缺陷俘获和释放的过程会引起表面电势的变化，从而产生噪声。因此，希望提供一种能有效防止缺陷的影响、减小暗电流的图像传感器结构。公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够有效防止暗电流产生的图像传感器。为了实现上述目的，本专利技术提供一种图像传感器，该图像传感器包括:光电二极管，其通过在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区；第一导电类型隔离层，其形成于所述第一导电类型半导体衬底的内部，位于所述光电二极管区域的上部；第一重掺杂区域，其具有第二导电类型，形成于所述第一导电类型半导体衬底的内部、接触位于第一导电类型隔离层的侧部；第一电极部，其形成于所述第一导电类型半导体衬底的表面，并接触于所述第一重掺杂区域；第二电极部，其覆盖形成于所述第一导电类型隔离层上的部分区域；传输管的栅极区域，形成于所述第一导电类型半导体衬底的上表面；浮置扩散区域，其具有第二导电类型重掺杂，其接触于所述栅极区域形成于所述第一导电类型半导体衬底内部；提供第一电压于所述第一电极部，使得与其电连接的第一重掺杂区域和第一导电类型隔离层之间产生电势差，使得由于半导体衬底表面的缺陷产生的第二导电类型的载流子经第一电极导出，防止暗电流的产生。优选地，所述第一导电类型为P型，第二导电类型为N型，收集的光生载流子是电子，所述第一电压为正电压，致使P型的隔离层在靠近半导体衬底上表面的部分为高电势，P型的隔离层于远离半导体衬底上表面的部分为低电势，N型的光生载流子收集区是高电势；半导体衬底表面缺陷产生的噪声电子被第一电极部的高电压导出，进而防止暗电流的产生。优选地，所述第一导电类型为N型，第二导电类型为P型，收集的光生载流子是空穴，所述第一电压为负电压，致使N型的隔离层于靠近半导体衬底上表面的部分为低电势，N型的隔离层于远离半导体衬底上表面的部分为高电势，P型的光生载流子收集区是低电势；半导体衬底表面缺陷产生的噪声空穴被第一电极部的低电压导出，防止暗电流的产生。优选地，提供第二电压于所述第二电极部，于所述第一导电类型隔离层接近于所述第二电极部的区域形成耗尽层区域，有效的改变第一导电类型隔离层上表面的电势。优选地，提供第二电压于所述第二电极部，在所述第一导电类型隔离层接近于所述第二电极部的区域形成反型掺杂区域，有效的改变第一导电类型隔离层上表面的电势。优选地，所述第二电极部为多晶硅材质或金属材质。优选地，所述图像传感器还包括:形成于所述图像传感器外围的浅沟道隔离区域。优选地，所述第一导电类型半导体衬底包括第一导电类型基底与外延于所述基底上的第一导电类型外延层。优选地，所述第一电极部采用金属导电电极。本专利技术的有益效果是:本专利技术通过在半导体衬底的表面形成一第一电极部并对其施加适当的电压，并且通过在覆盖形成于所述第一导电类型隔离层上的部分区域形成第二电极部，同时对所述第一电极部和第二电极部分别施加第一电压和第二电压，通过所述施加的第一电压使得与该第一电极部电连接的第一重掺杂区域和第一导电类型隔离层之间产生电势差，以及通过所述施加的第二电压有效的改变第一导电类型隔离层上表面的电势，从而将由于半导体器件表面的缺陷以及有害的杂质引起载流子通过第一电极部和第二电极部导出，从而达到防止暗流产生的目的。【专利附图】【附图说明】通过说明书附图以及随后与说明书附图一起用于说明本专利技术某些原理的【具体实施方式】，本专利技术所具有的其它特征和优点将变得清楚或得以更为具体地阐明。图1为根据本专利技术的第一实施例的图像传感器的像素的剖面图。图2为根据本专利技术的第二实施例的图像传感器的像素的剖面图。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本专利技术的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本专利技术某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本专利技术的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。【具体实施方式】在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，包括:光电二极管，其通过在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区；第一导电类型隔离层，其形成于所述第一导电类型半导体衬底的内部，位于所述光电二极管区域的上部；第一重掺杂区域，其具有第二导电类型，形成于所述第一导电类型半导体衬底的内部、接触位于第一导电类型隔离层的侧部；第一电极部，其形成于所述第一导电类型半导体衬底的表面，并接触于所述第一重掺杂区域；第二电极部，其覆盖形成于所述第一导电类型隔离层上的部分区域；传输管的栅极区域，其形成于所述第一导电类型半导体衬底的上表面；浮置扩散区域，其具有第二导电类型重掺杂，其接触于所述栅极区域形成于所述第一导电类型半导体衬底内部；提供第一电压于所述第一电极部，使得与其电连接的第一重掺杂区域和第一导电类型隔离层之间产生电势差，进而使得由于半导体衬底表面的缺陷产生的第二导电类型的载流子经第一电极导出，防止暗电流的产生。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31