The present disclosure relates to an image sensor and a manufacturing method thereof. An image sensor including a substrate having at least one pixel unit formed in the substrate is provided. Each pixel unit includes a floating diffusion structure comprising: a first floating diffusion region formed near the upper surface of the substrate; a second floating diffusion region formed below the first floating diffusion region in the substrate and physically separated from the first floating diffusion region, in which the substrate is of the first doping type, the first floating diffusion region and the second floating diffusion region are of the first doping type. The second type of doping; and the control unit. The control unit comprises a gate, which is embedded in the substrate and extends downward from the upper surface of the substrate, and a gate dielectric layer formed in the substrate and surrounded by the bottom and side walls of the gate. The gate is adjacent to the first floating diffusion zone and the second floating diffusion zone through the gate dielectric layer to control the connection and disconnection of the first floating diffusion zone and the second floating diffusion zone.
【技术实现步骤摘要】
图像传感器及其制造方法
本公开涉及半导体领域,具体而言,涉及图像传感器及其制造方法。
技术介绍
为了提高图像传感器的分辨率,期望图像传感器的单位面积中能够集成越来越多的像素单元,相应地,像素单元的尺寸就需要不断减小,这对单个像素单元的性能带来了影响。例如,随着尺寸减小,像素单元的对通过辐射感测而产生的电荷的存储容量会降低,导致在高强光情况下出现晕光(blooming),引起图像失真。例如,当图像传感器中的某个像素单元接收到了高强度的辐射照射时,像素单元中的光电转换单元所产生的电荷(例如,电子e)超出了像素单元中用于存储电荷的存储区域的容量上限,该像素单元因此不能正确地感测辐射,同时,超出上限的电荷还可能溢出到与该像素单元相邻的其他像素单元,使得其他像素单元也无法正常感测辐射,从而引发晕光现象。像素单元的尺寸越小,晕光现象也就越容易发生。这里,术语“辐射”包括但不限于光辐射,例如,可见光、红外线、紫外线等。因此,存在对于性能更为优越的图像传感器的需求。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种新颖的图像传感器以及用于制造该图像传感器的方法。根据本公开的第一方面,提供了一种图像传感器,其包括:衬底,具有形成在衬底中的至少一个像素单元,每个像素单元包括浮置扩散结构,浮置扩散结构包括:第一浮置扩散区,形成在衬底中邻近上表面处;第二浮置扩散区,形成在衬底中第一浮置扩散区的下方,并且与第一浮置扩散区物理地隔开,其中,衬底为第一掺杂类型,第一浮置扩散区和第二浮置扩散区为第二掺杂类型;以及控制部,包括:栅极,嵌入在衬底中并且从衬底的上表面起向下延伸,以及栅极电介质层,形成在衬 ...
【技术保护点】
1.一种图像传感器,其特征在于,所述图像传感器包括:衬底,具有形成在所述衬底中的至少一个像素单元,每个像素单元包括浮置扩散结构,所述浮置扩散结构包括:第一浮置扩散区,形成在所述衬底中邻近上表面处;第二浮置扩散区,形成在所述衬底中所述第一浮置扩散区的下方,并且与所述第一浮置扩散区物理地隔开,其中,所述衬底为第一掺杂类型,所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区为第二掺杂类型;以及控制部,包括:栅极,嵌入在所述衬底中并且从所述衬底的上表面起向下延伸,以及栅极电介质层,形成在所述衬底中并且围绕所述栅极的底壁和侧壁;其中,所述栅极经由所述栅极电介质层与所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区邻接,以用于控制所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区的连通和断开。
【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:衬底,具有形成在所述衬底中的至少一个像素单元,每个像素单元包括浮置扩散结构,所述浮置扩散结构包括:第一浮置扩散区,形成在所述衬底中邻近上表面处;第二浮置扩散区,形成在所述衬底中所述第一浮置扩散区的下方,并且与所述第一浮置扩散区物理地隔开,其中,所述衬底为第一掺杂类型,所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区为第二掺杂类型;以及控制部,包括:栅极,嵌入在所述衬底中并且从所述衬底的上表面起向下延伸,以及栅极电介质层,形成在所述衬底中并且围绕所述栅极的底壁和侧壁;其中,所述栅极经由所述栅极电介质层与所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区邻接,以用于控制所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩散区的连通和断开。2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,其中,当对所述栅极施加的电压满足阈值条件时,在所述衬底的通过所述栅极电介质层与所述栅极邻接的部分处形成反型层,所述反型层使得所述第一浮置扩散区与所述第二浮置扩散区连通。3.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述控制部还包括:掺杂层,形成在所述衬底中并且围绕所述栅极电介质层的底壁和侧壁,其中,所述掺杂层与所述第一浮置扩散区和所述第二浮置扩...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄增智,倪凌云,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
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