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混合衬底上，混合衬底由SOI衬底和半导体衬底组成。器件单元结构包括MOS晶体管和感光结构。MOS晶体管形成于SOI衬底半导体顶层上，MOS晶体管的沟道区由半导体顶层组成。感光结构包括嵌入式PN二极管，嵌入式PN二极管包括形成于半导体外延层表面区域中的第一导电类型重掺杂的第一电极区以及由第一电极区底部的半导体外延层和半导体顶层组成的第二电极区。MOS晶体管底部的介质埋层底部位置的第一界面作为光生载流子收集端。第一电极区通过接触孔连接到由正面金属层组成的第一电极。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。本发明专利技术能扩大耗尽区，增加光生载流子分离和迁移速率。

【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、现有传统的图像传感器主要包括电荷耦合器件(ccd)和cmos图像传感器(cis)，该两种技术发展已较为成熟且得到广泛应用，但基于电荷传输的工作机理，该两种技术具有无法克服的劣势，如结构复杂、功耗高、量子效率等。为克服传统图像传感器的种种不足，专利技术人曾提出基于全耗尽绝缘层上硅衬底(soi)的光电原位有源像素传感器(pisd)，其应用soi衬底的界面耦合效应作为光电传感机理，对于n衬底p型pisd，其中，n型衬底表示soi衬底中的底部的半导体主体层为n型掺杂，p型pisd表示形成于soi衬底的半导体顶层中的mos晶体管为pmos，半导体主体层和半导体顶层的材料通常为硅，当在n衬底p型pisd的衬底加上正电脉冲时，在氧化埋层/衬底下方形成耗尽层，光照后该耗尽层内产生的光生空穴将在耗尽区电场作用下转移至氧化埋层/衬底界面下方，并通过界面耦合效应增本文档来自技高网...

【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混合衬底上，所述混合衬底由SOI衬底和半导体衬底组成；

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晶体管形成于由浅沟槽隔离围成的第一有源区中，所述浅沟槽隔离的底部区域进入到所述半导体主体层中。

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3所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述MOS晶体管为NM...

【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混合衬底上，所述混合衬底由soi衬底和半导体衬底组成；

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晶体管形成于由浅沟槽隔离围成的第一有源区中，所述浅沟槽隔离的底部区域进入到所述半导体主体层中。

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3所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述mos晶体管为nmos，所述源区和所述漏区都为n型重掺杂；

5.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：所述器件单元结构的周侧形成有深沟槽隔离；

6.如权利要求5所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：在所述深沟槽隔离的深沟槽侧面形成有第一导电类型的第一包层。

7.如权利要求5所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述第一电极区覆盖的面积占所述深沟槽隔离所围区域范围内的所述半导体衬底的面积的10％～100％。

8.如权利要求6所述的光电原位有源像素传感器，其特征在于：所述器件单元结构还包括：

9.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。

10.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：万景，曲垚儒，邵华，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：