用于CMOS图像传感器像素的方形栅极源极跟随器制造技术

描述了用于实现与互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器像(CIS)素集成的方形栅极源极跟随器(SGSF)晶体管的技术。SGSF晶体管可以具有带有源区域的有源层，其包括与两个源区域中的每个源区域分离以形成平行电流沟道的漏极区域。方形栅极结构层包括主栅极区域和侧栅极区域，每个主栅极区域都设置在相应的一个电流沟道上方，而侧栅极区域耦合到主栅极区域。在特定的物理宽度(W)和电流沟道长度(L)的情况下，平行电流沟道可以类似于尺寸为2W和相同的L的传统线性源极跟随器发挥作用。与可比尺寸为W和L的传统源极跟随器晶体管相比，SGSF实施方式可以提供许多特征，包括更高的帧率、更低的功耗和更低的噪声。低的功耗和更低的噪声。低的功耗和更低的噪声。

【技术实现步骤摘要】
用于CMOS图像传感器像素的方形栅极源极跟随器


[0001]本专利技术总体上涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。更具体地，实施例涉及用于与CMOS图像传感器(CIS)像素集成的方形栅极源极跟随器晶体管设计。

技术介绍

[0002]许多现代电子应用包括基于互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器(CIS)技术的集成数码相机和/或其它成像系统。CIS通常可以包括像素阵列，每个像素包括单个光传感器(例如光电二极管)，或者多个光传感器的组合。每个像素还可以包括支持硬件，例如源极跟随器晶体管，用于将光传感器的光学响应转换成相应的电信号，以供其它部件使用。像素的性能可以与其大小有关。例如，增加像素中光电二极管区域的大小可以增加光电二极管的全阱电容(FWC)，这有助于支持更高的动态范围、更高的对比度和/或其它图像性能改进。类似地，增加源极跟随器晶体管的有源区域可以改善像素的噪声性能，例如增加其信噪比(SNR)。
[0003]对于任何给定的像素大小，光传感器和源极跟随器晶体管必须共享覆盖区(footprint)。这样，光传感器和源极跟随器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种源极跟随器晶体管，包括：有源层，所述有源层包括漏极掺杂区域，所述漏极掺杂区域通过第一电流沟道与第一源极掺杂区域分离并且通过第二电流沟道与第二源极掺杂区域分离；以及方形栅极层，所述方形栅极层包括：第一主栅极区域，所述第一主栅极区域在所述第一电流沟道上方，设置于所述漏极掺杂区域的第一侧；第二主栅极区域，所述第二主栅极区域在所述第二电流沟道上方，设置于与所述漏极掺杂区域的所述第一侧相对的所述漏极掺杂区域的第二侧；以及侧栅极区域，所述侧栅极区域设置于所述漏极掺杂区域的第三侧，以将所述第一主栅极区域电耦合到所述第二主栅极区域。2.根据权利要求1所述的源极跟随器晶体管，还包括：边缘隔离区域，所述边缘隔离区域沿着对应于所述漏极区域的所述第三侧的所述源极跟随器晶体管的第一边缘延伸，使得所述侧栅极区域至少部分地与所述边缘隔离区域重叠。3.根据权利要求2所述的源极跟随器晶体管，其中，所述边缘隔离区域是浅沟槽隔离(STI)区域。4.根据权利要求1所述的源极跟随器晶体管，其中，所述侧栅极区域是第一侧栅极区域，并且所述源极跟随器晶体管还包括：第二侧栅极区域，所述第二侧栅极区域设置在与所述漏极区域的所述第三侧相对的所述漏极区域的第四侧，以进一步将所述第一主栅极区域电耦合到所述第二主栅极区域。5.根据权利要求4所述的源极跟随器晶体管，还包括：第一边缘隔离区域，所述第一边缘隔离区域沿着对应于所述漏极区域的所述第三侧的所述源极跟随器晶体管的第一边缘延伸，使得所述第一侧栅极区域至少部分地与所述第一边缘隔离区域重叠；以及第二边缘隔离区域，所述第二边缘隔离区域沿着对应于所述漏极区域的所述第四侧的所述源极跟随器晶体管的第二边缘延伸，使得所述第二侧栅极区域至少部分地与所述第二边缘隔离区域重叠。6.根据权利要求1所述的源极跟随器晶体管，还包括：漏极触点，所述漏极触点与所述漏极掺杂区域物理连接并电耦合；第一源极触点，所述第一源极触点与所述第一源极掺杂区域物理连接并电耦合；第二源极触点，所述第二源极触点与所述第二源极掺杂区域物理连接并电耦合；以及栅极触点，所述栅极触点与所述第一主栅极区域物理连接并电耦合，并且经由所述侧栅极区域与所述第二主栅极区域电耦合。7.根据权利要求1所述的源极跟随器晶体管，其中，所述第一电流沟道和所述第二电流沟道各自具有相同的标称沟道长度。8.根据权利要求1所述的源极跟随器晶体管，其中：所述源极跟随器晶体管具有宽度W；并且所述第一电流沟道和所述第二电流沟道中的每个电流沟道都具有标称沟道长度(L)；并且
0.6W≤L≤W。9.根据权利要求1所述的源极跟随器晶体管，其中：所述有源层具有衬底结构；所述漏极掺杂区域、所述第一源极掺杂区域和所述第二源极掺杂区域中的每一个掺杂区域是所述衬底结构的相应的n型掺杂区域；所述第一电流沟道和所述第二电流沟道中的每一个电流沟道对应于所述衬底结构的相应的p型掺杂区域；所述方形栅极层具有多晶硅结构；并且所述多晶硅结构的所述第一主栅极区域和所述第二主栅极区域通过薄的二氧化硅层与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高云飞，吴泰锡，萧锦文，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：