防止图像弥散的图像传感器及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种图像质量高的防止图像弥散的图像传感器及其制作方法，包括感光像素阵列，感光像素阵列中的每个像素包含置于半导体基体中的N型光电二极管，感光像素阵列区域设置N型导电层，N型导电层位于所述光电二极管的下方，感光像素阵列周围设置有抽取电荷N型区，抽取电荷N型区与所述N型导电层相互连接。光电二极管饱和时的外溢电荷被光电二极管底部的导电层吸收，进而通过抽取电荷N型区被抽离感光像素区域，外溢电荷不会串扰到临近像素的光电二极管中，可防止图像弥散现象的发生，提高图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
防止图像弥散的图像传感器及其制作方法
本专利技术涉及一种图像传感器，尤其涉及一种防止图像弥散的图像传感器及其制作方法。
技术介绍
图像传感器已经被广泛地应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造CMOS(互补型金属氧化物半导体)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。现有技术中的图像传感器芯片，所采集到图像中的亮点或亮线区域会大于实际物象尺寸。例如，所拍照的相片中含有发光强烈的太阳、汽车头灯、白炽灯或反光强烈的亮光物象时，这些物象会大于实际尺寸，太阳和灯光等亮光区域变得比实际尺寸大的多，这种现象在图像领域被称为图像弥散。现有技术中的图像传感器，其像素部分的切面示意图如图1所示，101为光电二极管，102和103为相邻的光电二极管，光电二极管置于半导体P型半导体基体中，104为隔离光电二极管作用的P型阱区，STI为浅槽隔离区。上述技术方案存在的缺陷是：当光电二极管101受到强光照射，101阱内因电荷太满而溢出到P型半导体基体中，溢出的过多电荷会绕过P型阱104区，进而漂移到临近的光电二极管102和103阱内，即102和103受到了101的电荷串扰；当102或103因为101的电荷串扰而饱和后，102左侧的光电二极管或103右侧的光电二极管也会受到102或103的电荷串扰，进而弥散开来。这将使受到串扰的像素信号不能反映真实光照，引起饱和像素数量比实际增多，并且会造成图像颜色失真，此现象称为图像弥散现象。所以，存在图像弥散现象的图像传感器，不能正确采集到强光物体临近的物体信息，因此降低了图像的质量。专利技术内容本专利技术的目的是提供一种图像质量高的防止图像弥散的图像传感器及其制作方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的防止图像弥散的图像传感器，包括感光像素阵列，所述感光像素阵列中的每个像素包含置于半导体基体中的N型光电二极管，所述感光像素阵列区域设置N型导电层，所述N型导电层位于所述光电二极管的下方，所述感光像素阵列周围设置有抽取电荷N型区，所述抽取电荷N型区与所述N型导电层相互连接。本专利技术的上述的防止图像弥散的图像传感器的制作方法，所述制作方法在多晶硅工艺之前，包括如下步骤：A、在氧气环境下，高温加热，在裸露的硅表面生成牺牲氧化层，此氧化层厚度为10nm～15nm；B、第一次旋涂光刻胶并显影，在预定区域开口；C、第一次N型离子注入，在半导体基体内部形成电荷导电层，电荷导电层在半导体基体中的垂直宽度为0.1μm～0.5μm，深度至少为1μm，N型离子浓度至少为1.5E+15Atom/cm3；D、第一次清洗光刻胶，将硅表面上的光刻胶全部去掉；E、第二次旋涂光刻胶并显影，在预定区域开口；F、第二次N型离子注入，形成抽取电荷N型区，抽取电荷N型区的N型离子浓度至少7E+16Atom/cm3。G、第二次清洗光刻胶，将硅表面上的光刻胶全部去掉；H、干法离子刻蚀，将硅表面上的牺牲氧化层去掉。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的防止图像弥散的图像传感器及其制作方法，由于所述图像传感器感光像素阵列中设置了N型导电层，像素阵列周围设置了抽取电荷N型区，光电二极管饱和时的外溢电荷被光电二极管底部的导电层吸收，进而通过抽取电荷N型区被抽离感光像素区域，所以外溢电荷不会串扰到临近像素的光电二极管中。因此，通过采用本专利技术的图像传感器，可防止图像弥散现象的发生，提高图像的质量。附图说明图1为现有技术中的图像传感器像素阵列中的光电二极管及其周围的切面示意图；图2中a区为本专利技术实施例中的图像传感器像素阵列中的光电二极管及其周围的切面示意图；图2中b区为本专利技术实施例中的图像传感器像素阵列周围的切面示意图；图3为本专利技术实施例中的图像传感器像素阵列及其周围的平面示意图；图4为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的高温氧化步骤示意图；图5为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的第一次旋涂光刻胶并显影步骤的示意图；图6为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的第一次N型离子注入步骤示意图；图7为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的第一次清洗光刻胶步骤示意图；图8为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的第二次旋涂光刻胶并显影步骤的示意图；图9为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的第二次N型离子注入步骤示意图；图10为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的第二次清洗光刻胶步骤示意图；图11为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺中的干法离子刻蚀步骤示意图；图12为本专利技术实施例中的图像传感器制作工艺完毕后的切面示意图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术的防止图像弥散的图像传感器，其较佳的具体实施方式是：包括感光像素阵列，所述感光像素阵列中的每个像素包含置于半导体基体中的N型光电二极管，其特征在于，所述感光像素阵列区域设置N型导电层，所述N型导电层位于所述光电二极管的下方，所述感光像素阵列周围设置有抽取电荷N型区，所述抽取电荷N型区与所述N型导电层相互连接。所述N型导电层与所述N型光电二极管隔开，所述N型导电层与所述N型光电二极管的间隔距离为至少为0.1μm。所述N型导电层在半导体基体中的垂直宽度为0.1μm～0.5μm、深度至少为1μm。所述N型导电层的N型离子浓度至少为1.5E+15Atom/cm3。所述抽取电荷N型区在半导体基体中的水平宽度至少为0.3μm。所述抽取电荷N型区的N型离子浓度至少为7E+16Atom/cm3。所述抽取电荷N型区外接电势，所述外接电势的范围为0.1V～0.5V。本专利技术的上述的防止图像弥散的图像传感器的制作方法，其较佳的具体实施方式是：所述制作方法在多晶硅工艺之前，包括如下步骤：A、在氧气环境下，高温加热，在裸露的硅表面生成牺牲氧化层，此氧化层厚度为10nm～15nm；B、第一次旋涂光刻胶并显影，在预定区域开口；C、第一次N型离子注入，在半导体基体内部形成电荷导电层，电荷导电层在半导体基体中的垂直宽度为0.1μm～0.5μm，深度至少为1μm，N型离子浓度至少为1.5E+15Atom/cm3；D、第一次清洗光刻胶，将硅表面上的光刻胶全部去掉；E、第二次旋涂光刻胶并显影，在预定区域开口；F、第二次N型离子注入，形成抽取电荷N型区，抽取电荷N型区的N型离子浓度至少7E+16Atom/cm3。G、第二次清洗光刻胶，将硅表面上的光刻胶全部去掉；H、干法离子刻蚀，将硅表面上的牺牲氧化层去掉。所述N型离子注入可以是磷离子注入，也可以是砷离子注入。本专利技术的防止图像弥散的图像传感器及其制作方法，设置有溢出电荷导流通道，进而防止采集的图像产生弥散现象，同时消除强光图像的周围像素颜色失真的问题。本专利技术在现有技术的基础上，从改善图像传感器工艺结构着手，在感光像素阵列区域设置有N型导电层，用来吸收因光电二级饱和而溢出的过多电荷；通过设置在感光像素阵列周围的抽取电荷N型区，将N型导电层中的电荷抽离感光像素区域。因此，本专利技术的结构可有效解决感光像素阵列中的电荷串扰问题。由于所述图像传感器感光像素阵列中设置了N型导电层，像素阵列周围设置了抽取电荷N型区；光电二极管饱和时的外溢电荷被光电二极管底部的导电层吸收，进而通过抽取电荷N型区被抽离感光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止图像弥散的图像传感器，包括感光像素阵列，所述感光像素阵列中的每个像素包含置于半导体基体中的N型光电二极管，其特征在于，所述感光像素阵列区域设置N型导电层，所述N型导电层位于所述光电二极管的下方，所述感光像素阵列周围设置有抽取电荷N型区，所述抽取电荷N型区与所述N型导电层相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种防止图像弥散的图像传感器，包括感光像素阵列，所述感光像素阵列中的每个像素包含置于半导体基体中的N型光电二极管，其特征在于，所述感光像素阵列区域设置N型导电层，所述N型导电层位于所述光电二极管的下方，所述感光像素阵列周围设置有抽取电荷N型区，所述抽取电荷N型区与所述N型导电层相互连接；所述N型导电层与所述N型光电二极管隔开，所述N型导电层与所述N型光电二极管的间隔距离为至少为0.1μm；所述N型导电层在半导体基体中的垂直宽度为0.1μm～0.5μm、深度至少为1μm；所述N型导电层的N型离子浓度至少为1.5E+15Atom/cm3。2.根据权利要求1所述的防止图像弥散的图像传感器，其特征在于，所述抽取电荷N型区在半导体基体中的水平宽度至少为0.3μm。3.根据权利要求2所述的防止图像弥散的图像传感器，其特征在于，所述抽取电荷N型区的N型离子浓度至少为7E+16Atom/cm3。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述抽取电荷N型区外接电势，所述外接电势的范围...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭同辉，旷章曲，
申请(专利权)人：北京思比科微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11