光电原位有源像素传感器及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种光电原位有源像素传感器，器件单元结构形成于双埋层SOI衬底上。双埋层SOI衬底包括：半导体主体层、第二介质埋层、半导体中间层、第一介质埋层和半导体顶层。感光结构包括半导体中间层以及和半导体中间层相接触的第一半导体外延层和第一欧姆接触区。第一欧姆接触区通过顶部的接触孔连接到第一电极。在器件单元结构的周侧还形成有深沟槽隔离，深沟槽隔离的底部表面达到第二介质埋层中。在深沟槽隔离外侧还形成有第二半导体外延层和第二欧姆接触区。深沟槽隔离和第二介质埋层使感光结构和周侧的第二半导体外延层和半导体主体层相隔离，以抑制相邻的器件单元结构之间的串扰。本发明专利技术还公开了一种光电原位有源像素传感器的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件，特别涉及一种光电原位有源像素传感器(photoelectron in-situ sensing device，pisd)。本专利技术还涉及一种光电原位有源像素传感器的制造方法。

技术介绍

1、现有传统的与硅兼容的图像传感器主要有cmos图像传感器(cis)和电荷耦合器件(ccd)，为了克服这两种代表性光电传感器的劣势，专利技术人曾提出全耗尽绝缘层上硅衬底(soi)的光电原位有源像素传感器，实现了高灵敏度的单晶体管光电原位有源像素传感。pisd将有源像素传感器所需的所有功能集成到一个晶体管中，包括光电转换、电荷积分、放大和随机选通，因此，它比传统cis更加紧凑。

2、但是，在基于传统绝缘层上硅衬底结构的pisd中，因为光电子在衬底中的迁移，传感器不同像素之间的串扰非常严重，故有必要对pisd的像素间的串扰进行降低。

技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种光电原位有源像素传感器，能减少像素即器件单元结构之间的串扰。为此，本专利技术还提供一种光电原位有源像素传本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种光电原位有源像素传感器，其特征在于，器件单元结构形成于双埋层SOI衬底上；

2.如权利要求1所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述MOS晶体管形成于第一有源区中；

3.如权利要求2所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述MOS晶体管的栅极结构为平面栅，所述栅极结构形成于所述半导体顶层的顶部表面上，被所述栅极结构所述覆盖的所述半导体顶层作为所述沟道区；

4.如权利要求1所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述器件单元结构中的所述MOS晶体管的数量为一个。

5.如权利要求1所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：在...

【技术特征摘要】

1.一种光电原位有源像素传感器，其特征在于，器件单元结构形成于双埋层soi衬底上；

2.如权利要求1所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述mos晶体管形成于第一有源区中；

3.如权利要求2所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述mos晶体管的栅极结构为平面栅，所述栅极结构形成于所述半导体顶层的顶部表面上，被所述栅极结构所述覆盖的所述半导体顶层作为所述沟道区；

4.如权利要求1所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述器件单元结构中的所述mos晶体管的数量为一个。

5.如权利要求1所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：在曝光工作状态下，所述第一电极连接第一耗尽电压，所述第一耗尽电压使所述感光结构的所述半导体中间层和第一半导体外延层产生耗尽并形成第一耗尽区，所述第一耗尽电压还使所述第一耗尽区中产生的第一导电类型的光生载流子转移到所述mos晶体管底部的所述第一介质埋层和所述半导体中间层之间的第一界面处，所述第一界面处的所述光生载流子通过界面耦合效应使所述mos晶体管的阈值电压变化；

6.如权利要求3所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述第二欧姆接触区通过顶部的接触孔连接到由正面金属层组成的第二电极；

7.如权利要求3所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述第二半导体外延层和所述半导体主体层的掺杂浓度都为1e15cm-3～1e17cm-3；

8.如权利要求1至7中任一权项所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：第一导电类型为n型，第二导电类型为p型；或者，第一导电类型为p型，第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：万景，蒋玉龙，曹雅静，曹永峰，陈昊瑜，周利民，雷海波，
申请(专利权)人：上海华力集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：