图像传感器及形成图像传感器的方法技术

本公开涉及一种图像传感器，包括钉扎光电二极管，所述钉扎光电二极管包括形成在第二导电类型的半导体材料层中的第一导电类型的第一区域和第二导电类型的第二区域，其中，所述第一区域和所述第二区域的接触表面为凹凸不平的表面。本公开还涉及一种形成图像传感器的方法。本公开能提高钉扎光电二极管的电荷容量。

Image sensor and method for forming image sensor

The present disclosure relates to an image sensor including a pinned photodiode comprising a first region of the first conductive type and a second region of the second conductive type formed in a semiconductor material layer of the second conductive type, wherein the contact surface of the first region and the second region is concave. A convex surface. The disclosure also relates to a method of forming an image sensor. The disclosure can improve the charge capacity of pinning photodiodes.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及形成图像传感器的方法
本公开涉及半导体
，具体来说，涉及一种图像传感器及形成图像传感器的方法。
技术介绍
图像传感器广泛应用于各种成像。随着人们对成像精度的要求不断提高，图像传感器的像素尺寸不断减小，伴随而来的是光收集能力和电荷存储能力的下降。因此，存在对新技术的需求。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种新的图像传感器及形成图像传感器的方法。根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，包括钉扎光电二极管，所述钉扎光电二极管包括形成在第二导电类型的半导体材料层中的第一导电类型的第一区域和第二导电类型的第二区域，其中，所述第一区域和所述第二区域的接触表面为凹凸不平的表面。根据本公开的第二方面，提供了一种形成图像传感器的方法，包括：在第二导电类型的半导体材料层中，形成第一导电类型的第一区域；以及在所述半导体材料层中、在所述第一区域之上，形成第二导电类型的第二区域，从而形成钉扎光电二极管，其中，所述第一区域和所述第二区域的接触表面为凹凸不平的表面。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。图2是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。图3是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。图4是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。图5是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。图6是示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图。图7A至7F是分别示意性地示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的一些步骤处的图像传感器的截面的示意图。图8A至8E是分别示意性地示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的一些步骤处的图像传感器的截面的示意图。图9A至9G是分别示意性地示出了在根据本公开一个示例性实施例来形成图像传感器的一个方法示例的一些步骤处的图像传感器的截面的示意图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的专利技术并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。在本公开中，对“一个实施例”、“一些实施例”的提及意味着结合该实施例描述的特征、结构或特性包含在本公开的至少一个实施例、至少一些实施例中。因此，短语“在一个实施例中”、“在一些实施例中”在本公开的各处的出现未必是指同一个或同一些实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以任何合适的组合和/或子组合来组合特征、结构或特性。参照图1和2，为示意性地示出根据本公开的一个实施例的图像传感器的结构的示意图，该图像传感器包括钉扎光电二极管。钉扎光电二极管包括半导体材料层30、第一区域10和第二区域20。其中，第一区域10为第一导电类型(例如N型)，第二区域20和半导体材料层30为第二导电类型(例如P型)。第一区域10形成在半导体材料层30中并和半导体材料层30形成第一结，第二区域20位于第一区域10之上并和第一区域10形成第二结。其中，第一区域10和第二区域20的接触表面(即形成第二结的部分)为凹凸不平的表面。本公开的图像传感器中的钉扎光电二极管具有较高的电容，能够满足小像素图像传感器的需求，避免由于电容太小导致电荷溢出到相邻像素，提高图像传感器的性能。凹凸不平的表面的截面(在垂直于图像传感器的主表面的平面的方向的截面)的形状可以为如图1所示的锯齿状、也可以为如图2所示的方波状，本领域技术人员可以理解，凹凸不平的表面的截面的形状还可以为任何其他合适的形状，例如，阶梯状、波浪状、不规则形状等。在一些实施例中，第二区域20包括具有第一厚度的多个第一部分21和具有第二厚度的一个或多个第二部分22，第一厚度不等于第二厚度。虽然在图1、2中示出的是第一部分21的第一厚度小于第二部分22的第二厚度，但本领域技术人员可以理解，附图仅仅是示意性的，也可以是第一部分21的第一厚度大于第二部分22的第二厚度。第一部分21和第二部分22在与图像传感器的主表面平行的平面图中的分布可以是多种多样的，图3至5试图例举出了几个示例。其中，在图3所示的例子里，在与图像传感器的主表面平行的平面图中，第一部分21和第二部分22均成条状并且间隔排列，即与第一部分21相邻的为第二部分22，与第二部分22相邻的为第一部分21。在图4所示的例子里，第一部分21为分布在第二部分22中的矩形，优选地，第一部分21以预定的间隔均匀地分布在第二部分22中，第二部分22围绕第一部分21。在图5所示的例子里，第一部分21为分布在第二部分22中的圆形，优选地，第一部分21以预定的间隔均匀地分布在第二部分22中，第二部分22围绕第一部分21。本领域技术人员可以理解，附图中所示的第一部分21和第二部分22在与图像传感器的主表面平行的平面图中的分布仅仅是示意性的，并不能用来限制第一部分21和第二部分22的形状、位置、尺寸(例如，图3中第一部分21和第二部分22的宽度、图4中第一部分21的边长的尺寸、图5中第一部分21的半径等)、密度(例如，图3中第一部分21和第二部分22分布的密集程度、图4、5中第一部分21在第二部分22中分布的密集程度等)、排列方式等。图3至5仅仅是第一部分21和第二部分22分布情况的几个示例，本领域技术人员可以理解，第一部分21和第二部分22的形状、位置、尺寸、密度、排列方式等还可以为任何其他合适的情况。通过调整第一部分21和第二部分22的形状、位置、尺寸、密度、排列方式、厚度差等，能够调整钉扎光电二极管的电容量。例如，在一些情况下，第一部分21和/或第二部分22的分布的密度越大，即第一部分21在第二部分22中分布的预定间隔越小，则钉扎光电二极管的电容量越大。在一些情况下，第一部分21和第二部分22的厚度差越大，则钉扎光电二极管的电容量越大。在一些实施例中，第一厚度和第二厚度中较小的一个的范围为较大的一个的范围为在一些情况下，第一部分21和/或第二部分22的尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括钉扎光电二极管，所述钉扎光电二极管包括形成在第二导电类型的半导体材料层中的第一导电类型的第一区域和第二导电类型的第二区域，其中，所述第一区域和所述第二区域的接触表面为凹凸不平的表面。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括钉扎光电二极管，所述钉扎光电二极管包括形成在第二导电类型的半导体材料层中的第一导电类型的第一区域和第二导电类型的第二区域，其中，所述第一区域和所述第二区域的接触表面为凹凸不平的表面。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第二区域包括具有第一厚度的多个第一部分和具有第二厚度的一个或多个第二部分，所述第一厚度不等于所述第二厚度，其中，在与所述图像传感器的主表面平行的平面图中，所述第一部分和所述第二部分间隔排列。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第二区域包括具有第一厚度的一个或多个第一部分和具有第二厚度的第二部分，所述第一厚度不等于所述第二厚度，其中，在与所述图像传感器的主表面平行的平面图中，所述第二部分围绕所述第一部分。4.根据权利要求2或3所述的图像传感器，其特征在于，所述第一厚度和所述第二厚度中较小的一个的范围为较大的一个的范围为5.根据权利要求2或3所述的图像传感器，其特征在于，所述第一部分和所述第二部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄增智，龙海凤，李天慧，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32