【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及图像传感器，尤其涉及一种具有环绕式结构的图像传感器像素及其制备方法。
技术介绍
1、图像传感器已经广泛用于消费电子、安防、工业等领域，随着对高分辨率图像的需求不断增长，图像传感器的像素越来越密集，单一像素结构的体积越来越小，像素结构中与光电二极管接触的传输栅的尺寸也随之需要缩小。然而，传输栅的不断缩小将会影响像素的满井容量(full well capacity,fwc)，进而影响到图像的动态范围和噪声性能。现有的图像传感器在设计时需要在像素尺寸、满井容量之间进行平衡，难以在减小像素尺寸的同时兼顾满井容量。
技术实现思路
1、本申请实施例解决的技术问题是提供一种具有环绕式结构的图像传感器像素及其制备方法，能够在提高图像传感器分辨率的同时保持整体成像性能。
2、为解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供一种具有环绕式结构的图像传感器像素，包括：半导体衬底、光电二极管、浮动扩散点、传输栅；所述光电二极管位于所述半导体衬底中，所述光电二极管响应于入射光生成光生电荷；所述传输栅，用于将所述光生电荷传输到所述浮动扩散点；所述浮动扩散点，用于存储从所述光电二极管转移的光生电荷；其中，所述传输栅与所述浮动扩散形成环绕式栅极-漏极结构，所述传输栅为闭合结构，环绕所述浮动扩散点设置；或者所述浮动扩散点为闭合结构，环绕所述传输栅设置。
3、可选的，所述传输栅为垂直传输栅，所述传输栅为闭合结构，所述传输栅闭合围成的区域形成传输沟道，所述浮动扩散点位于所述传输沟道的顶
4、可选的，所述传输栅为垂直传输栅，所述浮动扩散点为闭合结构，所述传输栅垂直于所述像素结构顶面，所述传输栅的底面靠近所述光电二极管。
5、可选的，所述传输栅进一步包括：多晶硅结构以及设置在多晶硅结构表面的氧化层，所述氧化层的材料包括氧化硅、氧化铪、氧化钛中的一种或多种。
6、可选的，所述传输栅为闭合结构，环绕所述浮动扩散点设置，所述传输栅中远离所述浮动扩散点一侧的氧化层的厚度大于靠近所述浮动扩散点一侧的氧化层的厚度。
7、可选的，所述传输栅中靠近所述浮动扩散点一侧的氧化层的厚度范围为5nm～15nm，所述传输栅中远离所述浮动扩散点一侧的氧化层的厚度范围为20nm～200nm。
8、第二方面，本申请实施例提供一种图像传感器像素阵列，包括多所述的图像传感器像素，相邻的两个图像传感器像素之间形成有深沟槽隔离结构，所述深沟槽隔离结构为部分深度dti隔离，所述深沟槽隔离结构从所述图像传感器像素结构的底面竖直延伸到所述图像传感器像素内部的预设位置；或者所述深沟槽隔离结构为全深度dti隔离，所述深沟槽隔离结构从所述图像传感器像素结构的底面竖直延伸到所述图像传感器像素的顶面。
9、可选的，所述深沟槽隔离结构为部分深度dti隔离，所述深沟槽隔离结的顶面与所述的图像传感器像素顶面之间采用p型掺杂区域和浅沟槽隔离结构进行隔离。
10、第二方面，本申请实施例提供一种图像传感器，包括所述的图像传感器像素阵列。
11、第三方面，本申请实施例提供一种具有环绕式结构的图像传感器像素的制造方法包括以下步骤：提供半导体衬底，所述半导体衬底形成有像素层，所述像素层包括光电二极管；在所述半导体衬底表面刻蚀形成第一沟槽；向所述第一沟槽填充氧化物，形成第一填充结构；刻蚀所述第一填充结构，形成第二沟槽，刻蚀后剩余的第一填充结构为闭合结构，作为后续形成的传输栅的氧化层；在所述第二沟槽内填充多晶硅，形成第二填充结构；刻蚀部分第二填充结构，形成第三沟槽，刻蚀后剩余的第二填充结构为闭合结构，作为后续形成的传输栅的多晶硅结构；在所述第三沟槽填充氧化物，形成第三填充结构；刻蚀部分所述第三填充结构，形成第四沟槽，刻蚀后剩余的第三填充结构为闭合结构，作为后续形成的传输栅的氧化层；向所述第四沟槽填充硅，形成第四填充结构，所述第四填充结构用于后续形成浮动扩散点。
12、与现有技术相比，本申请实施例的技术方案具有以下优点：
13、本申请利用所述传输栅与所述浮动扩散形成环绕式栅极-漏极结构，所述传输栅为闭合结构，环绕所述浮动扩散点设置；或者所述浮动扩散点为闭合结构，环绕所述传输栅设置，从而可以确保在亚微米尺寸像素中维持较高的满井容量，能够在提高图像传感器分辨率的同时保持整体成像性能。
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1.一种具有环绕式结构的图像传感器像素，其特征在于，包括：半导体衬底、光电二极管、浮动扩散点、传输栅；
2.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅为垂直传输栅，所述传输栅为闭合结构，所述传输栅闭合围成的区域形成传输沟道，所述浮动扩散点位于所述传输沟道的顶部，所述光电二极管位于所述传输沟道的底部。
3.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅为垂直传输栅，所述浮动扩散点为闭合结构，所述传输栅垂直于所述像素结构顶面，所述传输栅的底面靠近所述光电二极管。
4.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅进一步包括：多晶硅结构以及设置在多晶硅结构表面的氧化层，所述氧化层的材料包括氧化硅、氧化铪、氧化钛中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅为闭合结构，环绕所述浮动扩散点设置，所述传输栅中远离所述浮动扩散点一侧的氧化层的厚度大于靠近所述浮动扩散点一侧的氧化层的厚度。
6.如权利要求5所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅中靠近所述浮动扩散点一
7.一种图像传感器像素阵列，其特征在于，包括多个如权利要求1-6任一权利要求所述的图像传感器像素，相邻的两个图像传感器像素之间形成有深沟槽隔离结构，
8.如权利要求7所述的图像传感器像素，其特征在于，所述深沟槽隔离结构为部分深度DTI隔离，所述深沟槽隔离结的顶面与所述的图像传感器像素顶面之间采用P型掺杂区域和浅沟槽隔离结构进行隔离。
9.一种图像传感器，其特征在于，包括如权利要求7、8任一权利要求所述的图像传感器像素阵列。
10.一种具有环绕式结构的图像传感器像素的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种具有环绕式结构的图像传感器像素，其特征在于，包括：半导体衬底、光电二极管、浮动扩散点、传输栅；
2.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅为垂直传输栅，所述传输栅为闭合结构，所述传输栅闭合围成的区域形成传输沟道，所述浮动扩散点位于所述传输沟道的顶部，所述光电二极管位于所述传输沟道的底部。
3.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅为垂直传输栅，所述浮动扩散点为闭合结构，所述传输栅垂直于所述像素结构顶面，所述传输栅的底面靠近所述光电二极管。
4.如权利要求1所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅进一步包括：多晶硅结构以及设置在多晶硅结构表面的氧化层，所述氧化层的材料包括氧化硅、氧化铪、氧化钛中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的图像传感器像素，其特征在于，所述传输栅为闭合结构，环绕所述浮动扩散点设置，所述传输栅中远离所述浮动扩...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵凯，郑浩平，赵钰迪，董俊辰，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：
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