背照式图像传感器制造技术

本实用新型专利技术提出一种背照式图像传感器，包括：半导体材料层；位于半导体材料层的光电二极管；转移晶体管、浮置扩散区、源跟随晶体管、复位晶体管；其中，所述光电二极管为P型掺杂区域；所述源跟随晶体管为鳍式场效应晶体管，所述源跟随晶体管的沟道区区域为横梁结构，所述横梁结构具有顶面和两个侧面，源跟随晶体管的栅极覆盖所述顶面和两个侧面的至少其中一面；所述源跟随晶体管为NMOS晶体管，由于通过N型掺杂区域隔离源跟随晶体管底部的P型掺杂区域与光电二极管的P型掺杂区域，降低了工艺难度，并且由于源跟随晶体管底部的P型掺杂区域与光电二极管的P型掺杂区域间距相对较大，可以有效避免两者连通，从而保证图像传感器性能。

Back illuminated image sensor

The utility model provides a backlit image sensor, which comprises a semiconductor material layer, a photodiode located in the semiconductor material layer, a transfer transistor, a floating diffusion region, a source-following transistor and a reset transistor, wherein the photodiode is a P-type doping region, and the source-following transistor is a fin-type field effect. The channel region of the source-follower transistor is a beam structure having a top face and two sides, and the gate of the source-follower transistor covers at least one side of the top face and two sides; the source-follower transistor is a NMOS transistor, which isolates the source-follower transistor through a N-type doping region. The P-doped region at the bottom of the source-follower transistor and the P-doped region of the photodiode reduce the process difficulty, and because the distance between the P-doped region at the bottom of the source-follower transistor and the P-doped region of the photodiode is relatively large, the connection between the two can be effectively avoided, thus ensuring the performance of the image sensor.

【技术实现步骤摘要】
背照式图像传感器
本技术涉及一种背照式图像传感器。
技术介绍
图像传感器是将光信号转化为电信号的半导体器件。与CCD的制造工艺相比，CMOS图像传感器的制造工艺与标准的CMOS工艺兼容，具备低功耗、易集成、低成本等特点，因此CMOS图像传感器被越来越广泛的应用在各种电子设备中。典型的CMOS图像传感器的结构，通常包括用于感光的光电二极管，以及转移晶体管、浮置扩散区、源跟随晶体管、复位晶体管等。传统的CMOS图像传感器采用正面照射，但是采用这种机制在光电二极管的上方存在着各种金属层或氧化层等等，会导致很大的光损失。因此，背照式CMOS图像传感器，也就是采用从衬底的远离电路层的一侧进行照射的机制的图像传感器为业界广泛使用，以增加光线的光通量，并防止相邻图像传感器像素单元件的光线串扰。图1示出一种现有的背照式图像传感器的部分结构，该背照式图像传感器包括：半导体材料层10；位于半导体材料层10的光电二极管20，所述光电二极管20为N型掺杂区域；以及源跟随晶体管50，所述源跟随晶体管50为NMOS晶体管，包括栅极53，沟道区区域52为平面结构，栅极53于沟道区区域52上方。其中，所述源跟随晶体管50的N型掺杂区域（N阱）51与所述光电二极管的N型掺杂区域20之间由P型掺杂区域进行隔离。然而，由于P型掺杂区域的面积及深度较大，对离子注入工艺要求较高，工艺上常常难以实现，并且由于源跟随晶体管50底部的N型掺杂区域（N阱）51与光电二极管的N型掺杂区域20的间距较小，非常容易造成连通，从而对图像传感器性能造成影响。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种背照式图像传感器，降低工艺难度，提高图像传感器性能。基于以上考虑，本技术提供一种背照式图像传感器，包括：半导体材料层；位于半导体材料层的光电二极管；转移晶体管、浮置扩散区、源跟随晶体管、复位晶体管；其中，所述光电二极管为P型掺杂区域；所述源跟随晶体管为鳍式场效应晶体管，所述源跟随晶体管的沟道区区域为横梁结构，所述横梁结构具有顶面和两个侧面，源跟随晶体管的栅极覆盖所述顶面和两个侧面的至少其中一面；所述源跟随晶体管为NMOS晶体管。优选的，所述源跟随晶体管的横梁结构底部对应的半导体材料层具有P型掺杂区域，所述P型掺杂区域与光电二极管的P型掺杂区域之间由N型掺杂区域隔离。优选的，相邻光电二极管之间由N型掺杂区域隔离。优选的，所述光电二极管的上部具有N型钉扎层。优选的，所述浮置扩散区为横梁结构，所述浮置扩散区耦接于源跟随晶体管的栅极。本技术的背照式图像传感器，光电二极管设置为P型掺杂区域，源跟随晶体管设置为NMOS鳍式场效应晶体管，通过N型掺杂区域隔离源跟随晶体管底部的P型掺杂区域（P阱）与光电二极管的P型掺杂区域，从而降低工艺难度，并且由于源跟随晶体管底部的P型掺杂区域（P阱）与光电二极管的P型掺杂区域间距相对较大，可以有效避免两者连通短路，从而保证图像传感器性能。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技术某些原理的具体实施方式，本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为现有技术的背照式图像传感器的结构示意图；图2为本技术的背照式图像传感器的结构示意图。具体实施方式在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本技术一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本技术的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本技术的所有实施例。可以理解，在不偏离本技术的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本技术的范围由所附的权利要求所限定。图2示出本技术的背照式图像传感器，该背照式图像传感器包括：半导体材料层100；位于半导体材料层100的光电二极管200，所述光电二极管200为P型掺杂区域；转移晶体管400、浮置扩散区300、源跟随晶体管500、复位晶体管（未示出）；其中，所述源跟随晶体管500为NMOS鳍式场效应晶体管（FinFet），包括沟道区区域520和栅极530，所述沟道区区域520为横梁结构，所述横梁结构具有顶面和两个侧面，源跟随晶体管500的栅极530覆盖所述顶面和两个侧面的至少其中一面，在此示出为覆盖所述顶面以及两个侧面,在一实施例中沟道区区域520为N型掺杂区域，此时为埋沟结构，在另一实施例中沟道区区域520位P型掺杂区域，此时为表面沟道结构。所述源跟随晶体管500的横梁结构底部对应的半导体材料层具有P型掺杂区域510（P阱），所述P型掺杂区域510（P阱）与光电二极管的P型掺杂区域200之间由N型掺杂区域600隔离。优选的，相邻光电二极管200之间由N型掺杂区域600隔离，避免相邻像素单元之间的连通和串扰。优选的，所述光电二极管200的上部具有N型钉扎层210，减少来自界面处的缺陷对光电二极管200的影响。优选的，所述浮置扩散区300也采用横梁结构，所述浮置扩散区300耦接于源跟随晶体管500的栅极530，减小图像传感器的像素尺寸，提高图像传感器的整体性能。本技术的背照式图像传感器，光电二极管设置为P型掺杂区域，源跟随晶体管设置为NMOS鳍式场效应晶体管，通过N型掺杂区域隔离源跟随晶体管底部的P型掺杂区域（P阱）与光电二极管的P型掺杂区域，从而降低工艺难度，并且由于源跟随晶体管底部的P型掺杂区域（P阱）与光电二极管的P型掺杂区域间距相对较大，可以有效避免两者连通短路，从而保证图像传感器性能。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背照式图像传感器，其特征在于，包括：半导体材料层；位于半导体材料层的光电二极管；转移晶体管、浮置扩散区、源跟随晶体管、复位晶体管；其中，所述光电二极管为P型掺杂区域；所述源跟随晶体管为鳍式场效应晶体管，所述源跟随晶体管的沟道区区域为横梁结构，所述横梁结构具有顶面和两个侧面，源跟随晶体管的栅极覆盖所述顶面和两个侧面的至少其中一面；所述源跟随晶体管为NMOS晶体管。

【技术特征摘要】
1.一种背照式图像传感器，其特征在于，包括：半导体材料层；位于半导体材料层的光电二极管；转移晶体管、浮置扩散区、源跟随晶体管、复位晶体管；其中，所述光电二极管为P型掺杂区域；所述源跟随晶体管为鳍式场效应晶体管，所述源跟随晶体管的沟道区区域为横梁结构，所述横梁结构具有顶面和两个侧面，源跟随晶体管的栅极覆盖所述顶面和两个侧面的至少其中一面；所述源跟随晶体管为NMOS晶体管。2.根据权利要求1所述的背照式图像传感器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立新，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