图像传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种图像传感器，包括：光电二极管，所述光电二极管位于第一导电类型半导体衬底内的第二导电类型区域；第一氧化层，所述第一氧化层位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面上；转移管的栅极区域，所述转移管的栅极区域位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面并且对应于转移管的沟道区区域；第二氧化层，所述第二氧化层位于所述栅极区域的表面；第一电极部，所述第一电极部部分地覆盖于对应于所述栅极区域表面的第二氧化层，并且对应于光电二极管的区域，部分铺设于半导体衬底上表面的绝缘层上；以及浮置扩散区域，所述浮置扩散区域采用第二导电类型重掺杂，并且位于所述第一导电类型半导体衬底的内部。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本技术涉及半导体器件的领域，更具体地，涉及一种图像传感器。
技术介绍
图像传感器是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。图像传感器按照元件的不同，可分为CCD(Charge Coupled Device，电荷親合元件)和CMOS (Complementary Metaloxide Semiconductor，互补型金属氧化物半导体元件)图像传感器两大类。 CCD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、速度快、成本低等优点，可适用于数码相机、PC摄像机、移动通信产品等领域。 随着图像传感器的持续快速的发展，促进了其进一步的小型化和集成。CCD图像传感器和CMOS图像传感器都是采用光电转换区域，一般采用光电二极管(Photod1de orPhotodetector)收集入射光，并将其转换为能够进行图像处理的光电荷。现有的CMOS图像传感器中，若干个像素单元组成的像素阵列接收入射光，收集光子。像素单元往往采用3T、4T或5Τ的结构，以4Τ为例，由转移晶体管(Transfer Transistor，TX)、复位晶体管(Reset Transistor, RST)、源跟随晶体管(Source-Follower Transistor, SF)、行选通管(Row Selector Transistor，RSEL)，3T结构中不包括转移晶体管，基本的工作原理为:通过光电转换形成光生载流子，产生模拟信号，通过对像素阵列的行选通并进行列读取，读出每列的模拟信号，进行后续的运算增益放大、模数转换等信号处理过程。 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，其主要由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。 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。并且，光生载流子转移的过程中被缺陷俘获会导致有效数量的下降，降低图像传感器的成像质量。 因此，希望提供一种有利于减少缺陷的影响、降低暗电流并能有效转移光生载流子的图像传感器。 公开于该技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本技术的一般
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，本技术的目的在于提供一种电荷有效收集和转移的图像传感器。 为了达到上述目的，本技术提供一种图像传感器，包括: [0011 ] 光电二极管，所述光电二极管位于第一导电类型半导体衬底内的第二导电类型区域； 第一氧化层，所述第一氧化层位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面上； 转移管的栅极区域，所述转移管的栅极区域位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面并且对应于转移管的沟道区区域； 第二氧化层，所述第二氧化层位于所述转移管的栅极区域的表面； 第一电极部，所述第一电极部部分地覆盖对应于所述转移管的栅极区域表面的第二氧化层，并且对应于光电二极管的区域部分铺设于半导体衬底上表面的绝缘层上；以及 浮置扩散区域，所述浮置扩散区域采用第二导电类型重掺杂，并且位于所述第一导电类型半导体衬底的内部。 为了实现上述目的，本技术还提供一种图像传感器，包括: 光电二极管，所述光电二极管位于第一导电类型半导体衬底内的第二导电类型区域； 第一氧化层，所述第一氧化层位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面上； 第一电极部，所述第一电极部位于所述第一氧化层的上表面并且对应于光电二极管的区域； 第二氧化层，所述第二氧化层位于所述第一电极部的表面； 转移管的栅极区域，所述栅极区域部分地覆盖于对应于所述第一电极部表面的第二氧化层，并且对应于转移管的沟道区区域部分铺设于半导体衬底上表面的绝缘层上；以及 浮置扩散区域，所述浮置扩散区域采用第二导电类型重掺杂，并且位于所述第一导电类型半导体衬底的内部。 第一导电类型隔离层，所述第一导电类型隔离层位于所述第一导电类型半导体衬底的内部，并且位于所述光电二极管的区域的上部。 优选地，所述第二氧化层包裹于所述转移管的栅极区域。 优选地，所述第二氧化层包裹于所述第一电极部。 优选地，所述转移管的栅极区域包括，栅氧化层和覆盖于所述栅氧化层的栅电极层O 优选地，所述栅电极层为多晶硅、金属或可导电的化合物以及它们的组合。 优选地，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型；或者所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。 优选地，所述第二导电类型区域作为光生载流子的收集区，其中所述光生载流子为电子或空穴。 优选地，所述第一电极部为多晶硅、金属或可导电的化合物以及它们的组合。 本技术的有益效果在于:本技术的图像传感器通过形成转移管的栅电极与第一电极部及限定两者的位置关系，在两者之间铺设氧化绝缘层，并通过对转移晶体管的栅电极与第一电极部在光生载流子积分收集阶段、转移阶段加不同的电压信号，使光生载流子在衬底内表面的次表面堆积及转移，因此，载流子不会接触且依附于半导体衬底的内表面的缺陷，减少缺陷的影响，并有利于光生载流子更好地收集和转移。 通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本技术的某些原理的【具体实施方式】，本技术的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。 【附图说明】 图1为根据本技术的第一实施例的图像传感器的像素的剖面图。 图2为复位之后开始积分阶段的图像传感器的电势曲线图。 图3为积分完毕阶段的图像传感器的电势曲线图。 图4为开始读取信号阶段的表面沟道类型图像传感器的电势曲线图。 图5为开始读取信号阶段的埋沟沟道类型图像传感器的电势曲线图。 图6为信号读取完成阶段的表面沟道类型图像传感器的电势曲线图。 图7为信号读取完成阶段的埋沟沟道类型图像传感器的电势曲线图。 图8为根据本技术的第二实施例的图像传感器的像素的剖面图。 图9为根据本技术的第三实施例的图像传感器的像素的剖面图。 图10为本技术的第一实施例的图像传感器的形成方法的流程图。 图11为根据本技术的第二实施例的图像传感器的形成方法的流程图。 应当了解，所附附图并非按比例地显示了本技术的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本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。 在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本技术的同样的或等同的部分。 【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技术。但是本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：光电二极管，所述光电二极管位于第一导电类型半导体衬底内的第二导电类型区域；第一氧化层，所述第一氧化层位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面上；转移管的栅极区域，所述转移管的栅极区域位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面并且对应于转移管的沟道区区域；第二氧化层，所述第二氧化层位于所述转移管的栅极区域的表面；第一电极部，所述第一电极部部分地覆盖对应于所述转移管的栅极区域表面的第二氧化层，并且对应于光电二极管的区域部分铺设于半导体衬底上表面的绝缘层上；以及浮置扩散区域，所述浮置扩散区域采用第二导电类型重掺杂，并且位于所述第一导电类型半导体衬底的内部。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括: 光电二极管，所述光电二极管位于第一导电类型半导体衬底内的第二导电类型区域； 第一氧化层，所述第一氧化层位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面上； 转移管的栅极区域，所述转移管的栅极区域位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面并且对应于转移管的沟道区区域； 第二氧化层，所述第二氧化层位于所述转移管的栅极区域的表面； 第一电极部，所述第一电极部部分地覆盖对应于所述转移管的栅极区域表面的第二氧化层，并且对应于光电二极管的区域部分铺设于半导体衬底上表面的绝缘层上；以及 浮置扩散区域，所述浮置扩散区域采用第二导电类型重掺杂，并且位于所述第一导电类型半导体衬底的内部。2.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括: 光电二极管，所述光电二极管位于第一导电类型半导体衬底内的第二导电类型区域； 第一氧化层，所述第一氧化层位于所述第一导电类型半导体衬底的上表面上； 第一电极部，所述第一电极部位于所述第一氧化层的上表面并且对应于光电二极管的区域； 第二氧化层，所述第二氧化层位于所述第一电极部的表面； 转移管的栅极区域，所述转移管的栅极区域部分地覆盖于对应于所述第一电极部表面的第二氧化层，并且对应于转移管的沟道区区...

【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：新型
国别省市：上海;31