用于形成图像传感器的方法及图像传感器技术

本公开涉及一种用于形成图像传感器的方法，包括：形成第一光电二极管；在所述第一光电二极管之上形成第二光电二极管；以及在所述第二光电二极管之上形成第三光电二极管，其中，通过在一个导电类型的半导体材料层上形成另一导电类型的半导体材料层来形成所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个。本公开还涉及一种图像传感器。本公开能够避免离子注入对半导体材料的损伤。

【技术实现步骤摘要】
用于形成图像传感器的方法及图像传感器
本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及一种用于形成图像传感器的方法及图像传感器。
技术介绍
图像传感器用于将入射光转化为电信号。图像传感器包括光电二极管的阵列，入射光的光子到达光电二极管之后被吸收并产生载流子，从而产生电信号。不同波长的光，在半导体材料中被完全吸收的深度是不同的。可利用该特性改进图像传感器的结构。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，提供了一种用于形成图像传感器的方法，包括：形成第一光电二极管；在所述第一光电二极管之上形成第二光电二极管；以及在所述第二光电二极管之上形成第三光电二极管，其中，通过在一个导电类型的半导体材料层上形成另一导电类型的半导体材料层来形成所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个。根据本公开的第二方面，提供了一种图像传感器，包括：第一光电二极管；第二光电二极管，所述第二光电二极管位于所述第一光电二极管之上；以及第三光电二极管，所述第三光电二极管位于所述第二光电二极管之上，其中，所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个包括一个导电类型的半导体材料层以及形成在所述一个导电类型的半导体材料层之上的另一导电类型的半导体材料层。根据本公开的第二方面，提供了一种图像传感器，包括：第一光电二极管；第二光电二极管，所述第二光电二极管位于所述第一光电二极管之上；第三光电二极管，所述第三光电二极管位于所述第二光电二极管之上；第一隔离层，所述第一隔离层位于所述第一和第二光电二极管之间；以及第二隔离层，所述第二隔离层位于所述第二和第三光电二极管之间。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些实施例的图像传感器的结构的示意图。图2是示意性地示出图1的图像传感器中的一个光电二极管的结构的示意图。图3是示意性地示出根据本公开的一些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些实施例的图像传感器的结构的示意图。图5是示意性地示出图4的图像传感器在与图像传感器的主表面平行的平面图中的结构的示意图。图6至9是分别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各个步骤处的图像传感器的截面图的示意图。图10至12是分别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各个步骤处的图像传感器的平面图的示意图。图13是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图14是示意性地示出图6中的A区域的结构的示意图。图15至20是分别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各个步骤处的图像传感器的截面图的示意图。图21至23是分别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各个步骤处的图像传感器的平面图的示意图。图24至26是分别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各个步骤处的图像传感器的截面图的示意图。图27是示意性地示出根据本公开的一些实施例的图像传感器的结构的示意图。图28至53是分别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各个步骤处的图像传感器的截面图或平面图的示意图。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。在一些实施例中，如图1所示，本公开的图像传感器可以包括第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2和第三光电二极管PD3。其中，第二光电二极管PD2位于第一光电二极管PD1之上，并且第三光电二极管PD3位于第二光电二极管PD2之上。其中，第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2和第三光电二极管PD3中的一个或多个形成为如图3所示的结构，即包括一个导电类型的半导体材料层(如PD1-1、PD2-1或PD3-1)以及形成在一个导电类型的半导体材料层之上的另一导电类型的半导体材料层(如PD1-2、PD2-2或PD3-2)。优选地，位于上面的另一导电类型的半导体材料层(如PD1-2、PD2-2或PD3-2)是通过在一个导电类型的半导体材料层(如PD1-1、PD2-1或PD3-1)上进行外延生长处理而形成的。在一些实施例中，第一光电二极管PD1包括一个导电类型的半导体材料层PD1-1以及位于PD1-1之上的另一导电类型的半导体材料层PD1-2，第二光电二极管PD2包括一个导电类型的半导体材料层PD2-1以及位于PD2-1之上的另一导电类型的半导体材料层PD2-2，第三光电二极管PD3包括一个导电类型的半导体材料层PD3-1以及位于PD3-1之上的另一导电类型的半导体材料层PD3-2。其中，一个导电类型的半导体材料层PD1-1、PD2-1和PD3-1之间的导电类型可以相同或者不同，相应地，另一导电类型的半导体材料层PD1-2、PD2-2和PD3-2之间的导电类型可以相同或者不同。本领域技术人员可以理解，半导体材料并无限制，可以根据实际应用来选取，例如可以是硅、锗、锗硅等。相比于现有技术中的通过在一个导电类型的半导体材料层中注入形成另一导电类型的区域而形成的光电二极管，本公开的这些实施例中的图像传感器中的光电二极管，能够容易地有效地控制两个半导体材料层的厚度，并且避免了离子注入过程对半导体材料的损伤，还使得PN结的面积增加从而对光生载流子的收集更为有效。在一些实施例中，一个导电类型的半导体材料层(如PD1-1、PD2-1或PD3-1)可以是P型半导体材料层，另一导电类型的半导体材料层(如PD1-2、PD2-2或PD3-2)可以是N型半导体材料层。在一些实施例中，优选地，一个导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成图像传感器的方法，其特征在于，包括：形成第一光电二极管；在所述第一光电二极管之上形成第二光电二极管；以及在所述第二光电二极管之上形成第三光电二极管，其中，通过在一个导电类型的半导体材料层上形成另一导电类型的半导体材料层来形成所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个。

【技术特征摘要】
1.一种用于形成图像传感器的方法，其特征在于，包括：形成第一光电二极管；在所述第一光电二极管之上形成第二光电二极管；以及在所述第二光电二极管之上形成第三光电二极管，其中，通过在一个导电类型的半导体材料层上形成另一导电类型的半导体材料层来形成所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在一个导电类型的半导体材料层上外延生长另一导电类型的半导体材料层来形成所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在N型的半导体材料层上形成P型的半导体材料层来形成所述第一、第二和第三光电二极管中的一个或多个。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述N型半导体材料层的掺杂浓度高于所述P型半导体材料层的掺杂浓度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述第一和第二光电二极管之间形成第一隔离层；以及在所述第二和第三光电二极管之间形成第二隔离层。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一、第二和第三光电二极管的材料均为第一半导体材料，其中，通过如下处理来形成所述第一隔离层：在所述第一光电二极管上通过外延生长第二半导体材料而形成第一牺牲层；在所述第一牺牲层上通过外延生长第一半导体材料而形成所述第二光电二极管；通过刻蚀处理将所述第一牺牲层刻蚀掉而形成第一空腔；以及在所述第一空腔中填充电介质材料，以及通过如下处理来形成所述第二隔离层：在所述第二光电二极管上通过外延生长第二半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明，吴孝哲，林宗贤，吴龙江，薛超，朱晓彤，
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