一种像素结构及图像传感器制造技术

本申请属于半导体技术领域，提供了一种像素结构以及图像传感器，像素结构包括：衬底、传输晶体管栅极、旁路晶体管栅极、辅助离子掺杂区、保护层、介质层以及浮动扩散区，其中，旁路晶体管栅极与传输晶体管栅极设于衬底的第一面并且相邻，辅助离子掺杂区设于传输晶体管栅极及旁路晶体管栅极之间的衬底中，保护层设于传输晶体管栅极和旁路晶体管栅极显露的表面及其周围的衬底的第一面上，介质层设于保护层上，且具有贯通的互连注入接触孔，浮动扩散区设于互连注入接触孔对应的衬底中区域，并且辅助离子掺杂区的外缘超出对应位置的浮动扩散区的外缘；从而解决了图像传感器在高温暗光条件下出现白色像素过多等问题。件下出现白色像素过多等问题。件下出现白色像素过多等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种像素结构及图像传感器


[0001]本申请属于半导体
，尤其涉及一种像素结构及图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器广泛应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)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。随着半导体制造技术的不断进步，图像传感器向着低功耗、高度集成及尺寸更小的技术方向发展。在智能手机、微型监控装置、数字照相机等应用领域中，用于采集图像的传感器芯片越来越趋于小型化。
[0003]在现有的生产工艺中，由于等离子体(Plasma)容易造成像素区域内的晶格损伤或者悬挂键，CMOS图像传感器(CMOS image sensor，CIS)芯片在高温暗光条件下的图像存在较多的白色像素，极大地影响了图像质量等。

技术实现思路

[0004]为了实现上述目的，本申请实施例提供一种像素结构及图像传感器，旨在解决图像传感器在高温暗光条件下出现白色像素过多等问题。
[0005]本申请实施例第一方面提供了一种像素结构，包括：
[0006]衬底，所述衬底具有相对的第一面和第二面；
[0007]传输晶体管栅极，设于所述衬底的第一面；
[0008]旁路晶体管栅极，设于所述衬底的第一面，并与所述传输晶体管栅极相邻；
[0009]辅助离子掺杂区，设于所述传输晶体管栅极及所述旁路晶体管栅极之间的所述衬底中；
[0010]保护层，设于所述传输晶体管栅极和所述旁路晶体管栅极显露的表面及其周围的所述衬底的第一面上；
[0011]介质层，设于所述保护层上，且具有贯通的互连注入接触孔；其中，所述互连注入接触孔对应位于所述传输晶体管栅极和所述旁路晶体管栅极之间的区域，并使得所述互连注入接触孔显露所述衬底的第一面；
[0012]浮动扩散区，设于所述互连注入接触孔对应的所述衬底中区域，其中，所述浮动扩散区的掺杂类型与辅助离子掺杂区的掺杂类型相同，所述辅助离子掺杂区的外缘超出对应位置的所述浮动扩散区的外缘。
[0013]在一个实施例中，所述保护层通过热氧化或者化学沉积的工艺形成。
[0014]在一个实施例中，所述保护层的厚度介于10nm
‑
20nm之间。
[0015]在一个实施例中，所述像素结构还包括：
[0016]多个贯通的电性互连接触孔，多个贯通的所述电性互连接触孔用于对应引出所述像素结构的电极。
[0017]在一个实施例中，所述浮动扩散区靠近所述传输晶体管栅极的一侧与所述传输晶体管栅极之间具有第一间距。
[0018]在一个实施例中，所述浮动扩散区靠近所述旁路晶体管栅极的一侧与所述旁路晶体管栅极之间具有第二间距，所述第一间距大于所述第二间距。
[0019]在一个实施例中，所述旁路晶体管包括复位晶体管或双增益控制晶体管。
[0020]在一个实施例中，所述辅助离子掺杂区的掺杂浓度低于所述浮动扩散区的掺杂浓度。
[0021]在一个实施例中，所述辅助离子掺杂区的掺杂浓度比所述浮动扩散区的掺杂浓度低两个数量级。
[0022]在一个实施例中，所述辅助离子掺杂区两侧外缘与对应的晶体管栅极外缘对准。
[0023]本申请一个实施例第二方面还提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括如上述任意一项所述的像素结构。
[0024]在一个实施例中，所述图像传感器包括像素结构区及外围电路区，其中，所述像素结构设置于像素结构区，且所述外围电路区还设置有外围电路掺杂区。
[0025]本申请实施例提供了一种像素结构以及图像传感器，像素结构包括：衬底、传输晶体管栅极、旁路晶体管栅极、辅助离子掺杂区、保护层、介质层以及浮动扩散区，其中，旁路晶体管栅极与传输晶体管栅极设于衬底的第一面并且相邻，辅助离子掺杂区设于传输晶体管栅极及旁路晶体管栅极之间的衬底中，保护层设于传输晶体管栅极和旁路晶体管栅极显露的表面及其周围的衬底的第一面上，介质层设于保护层上，且具有贯通的互连注入接触孔；其中，互连注入接触孔对应位于传输晶体管栅极和旁路晶体管栅极之间的区域，并使得互连注入接触孔显露衬底的第一面，浮动扩散区设于互连注入接触孔对应的衬底中区域，其中，浮动扩散区的掺杂类型与辅助离子掺杂区的掺杂类型相同，辅助离子掺杂区的外缘超出对应位置的浮动扩散区的外缘，从而解决了图像传感器在高温暗光条件下出现白色像素过多等问题。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本申请一个实施例提供的像素结构的结构示意图；
[0028]图2是本申请一个实施例提供的像素结构的制备方法的流程示意图；
[0029]图3是本申请一个实施例提供的在衬底上形成传输晶体管栅极及旁路晶体管栅极的结构示意图；
[0030]图4是本申请一个实施例提供的在衬底中形成辅助离子掺杂区的结构示意图；
[0031]图5是本申请一个实施例提供的在衬底上形成保护层的结构示意图；
[0032]图6是本申请另一个实施例提供的在连续保护层上形成互连注入接触孔的结构示意图；
[0033]图7是本申请一个实施例提供的浮动扩散区位置结构示意图；
[0034]图8是本申请一个实施例提供的离子注入的结构示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0036]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
[0037]在现有的生产工艺中，由于等离子体容易造成像素区域内的晶格损伤或者悬挂键，从而导致图像传感器芯片在高温暗光条件下的图像存在较多的白色像素，极大地影响了图像的质量。
[0038]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种像素结构，参见图1所示，所述像素结构包括：衬底10、传输晶体管栅极20、旁路晶体管栅极30、辅助离子掺杂区13、保护层40、介质层22以及浮动扩散区12本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种像素结构，其特征在于，包括：衬底，所述衬底具有相对的第一面和第二面；传输晶体管栅极，设于所述衬底的第一面；旁路晶体管栅极，设于所述衬底的第一面，并与所述传输晶体管栅极相邻；辅助离子掺杂区，设于所述传输晶体管栅极及所述旁路晶体管栅极之间的所述衬底中；保护层，设于所述传输晶体管栅极和所述旁路晶体管栅极显露的表面及其周围的所述衬底的第一面上；介质层，设于所述保护层上，且具有贯通的互连注入接触孔；其中，所述互连注入接触孔对应位于所述传输晶体管栅极和所述旁路晶体管栅极之间的区域，并使得所述互连注入接触孔显露所述衬底的第一面；浮动扩散区，设于所述互连注入接触孔对应的所述衬底中区域，其中，所述浮动扩散区的掺杂类型与辅助离子掺杂区的掺杂类型相同，所述辅助离子掺杂区的外缘超出对应位置的所述浮动扩散区的外缘。2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述保护层通过热氧化或者化学沉积的工艺形成。3.如权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述保护层的厚度介于10nm
‑
20nm之间。4.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构还包括：多个贯通的电性互连接触孔，多个贯通的所述电性互连接触孔用于对应引出所述像...

【专利技术属性】
技术研发人员：许书洋，王强，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：