图像传感器制造技术

本公开提供了图像传感器。一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面，并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质并在掩埋栅极结构的一侧设置在半导体基板中；接触，在浮置扩散区上方设置在半导体基板的第一表面上；以及接触屏障区，包括第二类型杂质并在半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间。扩散区之间。扩散区之间。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器


[0001]本专利技术构思总体上涉及图像传感器，更具体地，涉及包括光电二极管的图像传感器。

技术介绍

[0002]图像传感器是一种能够将入射的电磁能(例如可见光)转换为对应的电信号的器件。图像传感器可以包括许多像素，其中每个像素可以包括接收入射光并将入射光转换为对应的电信号的光电二极管区域。也就是，可以使用在光电二极管区域中产生的电荷来生成电信号。
[0003]在许多同时期和新出现的应用中期望减小图像传感器的整体尺寸(例如，增大图像传感器的集成密度)。因此，必须减小像素的单位尺寸以及在每个像素内的构成元件和部件的尺寸。然而，不幸地，像素尺寸的减小以及构成像素的元件和部件的尺寸的相应减小导致增大的泄漏电流。

技术实现思路

[0004]本专利技术构思的实施方式提供表现出减小的泄漏电流的图像传感器。
[0005]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；接触，在浮置扩散区上方设置在半导体基板的第一表面上；以及接触屏障区(contact barrier region)，包括第二类型杂质并在半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间。
[0006]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；接触，在浮置扩散区上方设置在半导体基板的第一表面上；以及接触屏障区，包括不同于第一类型杂质的第二类型杂质，并在半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间。
[0007]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；像素分隔结构，设置在穿过半导体基板的像素沟槽中以限定多个像素；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；低掺杂区，包括第一类型杂质并设置在浮置扩散区和掩埋栅极结构之间，并且在半导体基板中设置在浮置扩散区周围；接触，在浮置扩散区上方设置在半导体基板的第一表面上；接触屏障区，包括不同于第一类型杂质的第二类型杂质，并在半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间；以及屏障杂质区，包括第二类型杂质并设置在半导体基板中以围绕
浮置扩散区。
[0008]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；以及屏障杂质区，设置在半导体基板中以围绕浮置扩散区。
[0009]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质和第二类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；接触，在浮置扩散区上方设置在半导体基板的第一表面上；以及接触屏障区，包括第二类型杂质并在半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间，其中第一类型杂质包括磷和砷中的至少一种，第二类型杂质包括碳和锗中的至少一种。
[0010]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；层间绝缘膜，设置在半导体基板的第一表面上；接触，设置在穿过层间绝缘膜的接触孔中并在浮置扩散区上方；以及接触屏障区，包括不同于第一类型杂质的第二类型杂质，并在暴露于接触孔的底部处的半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间。
[0011]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质和第二类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；层间绝缘膜，设置在半导体基板的第一表面上；接触，设置在穿过层间绝缘膜的接触孔中并在浮置扩散区上方；以及接触屏障区，包括第二类型杂质并在暴露于接触孔的底部处的半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间。
[0012]根据本专利技术构思的一方面，一种图像传感器可以包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从半导体基板的第一表面延伸到半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质和第二类型杂质并在半导体基板中设置在掩埋栅极结构的一侧；层间绝缘膜，设置在半导体基板的第一表面上；接触，设置在穿过层间绝缘膜的接触孔中并在浮置扩散区上方；接触屏障区，包括第二类型杂质，并在暴露于接触孔的底部处的半导体基板中设置在接触和浮置扩散区之间；以及屏障杂质区，设置在半导体基板中以围绕浮置扩散区。
附图说明
[0013]本专利技术构思的某些优点、益处、特征和相关方面以及本专利技术构思的制作和使用可以通过将以下详细描述与附图一起进行考虑而被更清楚地理解，附图中：
[0014]图1是示出根据本专利技术构思的实施方式的图像传感器的平面图(例如俯视图或布局图)；
[0015]图2是在图1中指示的区域“II”的放大图；
[0016]图3是沿着图2中的线A1
‑
A1'截取的剖视图；
[0017]图4是沿着图2中的线A2
‑
A2'截取的剖视图；
[0018]图5是在图3中指示的区域“CX1”的放大图；
[0019]图6是根据本专利技术构思的实施方式的图像传感器的等效电路图；
[0020]图7是示出根据本专利技术构思的实施方式的图像传感器的剖视图；
[0021]图8是示出根据本专利技术构思的实施方式的图像传感器的剖视图；
[0022]图9是在图8中指示的区域“CX1”的放大图；
[0023]图10是示出根据本专利技术构思的实施方式的图像传感器的剖视图；
[0024]图11是示出根据本专利技术构思的实施方式的图像传感器的透视图；
[0025]图12、图13、图14、图15、图16、图17A、图17B、图18、图19、图20、图21、图22、图23、图24、图25和图26(在下文统称为“图12至图26”)是示出根据本专利技术构思的实施方式的用于图像传感器的制造方法的剖视图；
[0026]图27、图28和图29是示出根据本专利技术构思的实施方式的用于图像传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：半导体基板，包括第一表面和第二表面，并且还包括光电转换区；掩埋栅极结构，设置在从所述半导体基板的所述第一表面延伸到所述半导体基板中的掩埋栅极沟槽中；浮置扩散区，包括第一类型杂质并在所述掩埋栅极结构的一侧设置在所述半导体基板中；接触，在所述浮置扩散区上方设置在所述半导体基板的所述第一表面上；以及接触屏障区，包括第二类型杂质并在所述半导体基板中设置在所述接触和所述浮置扩散区之间。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述接触屏障区的底表面具有从所述半导体基板的所述第一表面起的小于或等于的高度。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第二类型杂质包括碳和锗中的至少一种。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第二类型杂质具有在从1E19原子/cm3至5E21原子/cm3的范围内的浓度。5.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：屏障杂质区，包括所述第二类型杂质并设置在所述半导体基板中以围绕所述浮置扩散区。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其中所述第二类型杂质具有1E19原子/cm3至5E21原子/cm3的浓度。7.根据权利要求5所述的图像传感器，其中所述屏障杂质区包括：顶区域，设置在所述浮置扩散区上；和底区域，围绕所述浮置扩散区的底部和侧面。8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中所述顶区域设置在比所述接触屏障区低的水平处。9.根据权利要求7所述的图像传感器，其中所述顶区域与所述接触屏障区垂直地间隔开设置。10.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：低掺杂区，设置在所述浮置扩散区和所述掩埋栅极结构之间，并在所述半导体基板中在所述浮置扩散区附近，其中所述浮置扩散区包括具有第一类型杂质浓度的第一类型杂质，所述低掺杂区包括具有比所述第一类型杂质浓度低的第二类型杂质浓度的第一类型杂质。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述浮置扩散区包括第一类型杂质，所述低掺杂区包括所述第一类型杂质，以及所述第一类型杂质包括磷和砷中的至少一种。12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述浮置扩散区包括第一类型杂质和第二类型杂质，所述低掺杂区包括所述第一类型杂质，所述第一类型杂质包括磷和砷中的至少一种，以及
所述第二类型杂质包括碳和锗中的至少一种。13.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：像素分隔结构，设置在穿过所述半导体基板的像素沟槽中；平面栅极结构，设置在所述半导体基板的所述第一表面上；以及滤色器，设置在所述半导体基板的所述第二表...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢铉弼，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：