專(zhuān)利名稱(chēng)：雙極結(jié)晶體管及具有該結(jié)構(gòu)的cmos圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙極結(jié)晶體管和具有該雙極結(jié)晶體管的CMOS圖像傳感器背景技術(shù)圖像傳感器是一種將光圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感器可 以是電荷耦合器件(CCD)，其中各金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電容器可處 于彼此鄰近的位置、可存儲(chǔ)電荷載流子，并且可進(jìn)一步傳輸這些電荷載流子。 可選擇地，圖像傳感器也可以是CMOS (互補(bǔ)MOS)圖像傳感器，其采用 切換的工作方式。CMOS器件可包括與像素個(gè)數(shù)相當(dāng)?shù)亩鄠€(gè)MOS晶體管。 CMOS器件可包括外圍電路、控制電路和信號(hào)處理電路，并且可使用這些 電路連續(xù)檢測(cè)輸出。CMOS圖像傳感器可通過(guò)在單位像素中形成光電二極管和MOS晶體管 以及以切換的工作方式檢測(cè)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生圖像。在制造CMOS圖像傳感器的現(xiàn)有工藝中，可通過(guò)對(duì)外延層進(jìn)行CMOS 處理來(lái)制造NPN元件。圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的水平型NPN雙極結(jié)晶體管元件的示圖，圖2是 示出圖1中所示的水平型NPN雙極結(jié)晶體管元件的橫截面圖。參照?qǐng)D1和圖2，水平型NPN雙極結(jié)晶體管元件可包括位于P型半導(dǎo)體 襯底100上的淺溝槽隔離(STI)區(qū)160，其可作為器件隔離區(qū)，此外該水平 型NPN雙極結(jié)晶體管元件還可包括P阱112和N阱110。N型發(fā)射極E、 P型基極B和N型集電極C可形成在P阱112中；N型 護(hù)環(huán)(N-ISO)可形成在N阱110中，并且可使得P阱112與其外圍隔開(kāi)。STI區(qū)160可形成在發(fā)射極E和基極B之間以及集電極C和N型護(hù)環(huán) (N-ISO)之間，并且可分隔各區(qū)。在發(fā)射極E、基極B和集電極C的上層可形成有發(fā)射極接觸區(qū)126、集
電極接觸區(qū)130和基極接觸區(qū)128，其中所述發(fā)射極接觸區(qū)126和集電極接 觸區(qū)130可注入有高濃度的N型離子，基極接觸區(qū)128可注入有P型離子。 N型護(hù)環(huán)(N-ISO)區(qū)的上層可形成有護(hù)環(huán)接觸區(qū)，其中所述護(hù)環(huán)接觸區(qū)可 注入有高濃度的N型離子。發(fā)射極接觸區(qū)126、集電極接觸區(qū)130、基極接觸區(qū)128和N型護(hù)環(huán) (N-ISO)區(qū)分別與金屬電極133a、 133b、 133c和133d接觸?？尚纬删哂邪l(fā)射極和集電極兩者的P阱，其中允許從N型發(fā)射極E注入 的電子流向N型集電極C，并可在正常激活模式下形成水平集電極電流IC。然而，在雙極結(jié)晶體管元件BJT中，集電極電流IC與基極電流IB的比 (即IC/IB)可稱(chēng)為共發(fā)射極電流增益(P)，并且可作為用以確定元件DC 性能的重要屬性?，F(xiàn)有技術(shù)存在這樣的問(wèn)題，即，由于基極層較寬，所以現(xiàn)有技術(shù)中的水 平型雙極結(jié)晶體管(BJT)元件的電流增益較小。例如，水平型雙極結(jié)晶體 管(BJT)元件的電流增益可小于具有垂直流向電流的垂直型雙極結(jié)晶體管 元件的電流增益。此外，由于在考慮到元件結(jié)構(gòu)的情況下電流可能不均勻，所以難以預(yù)料 和模擬電流。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施例涉及一種CMOS圖像傳感器。本發(fā)明實(shí)施例涉及一種水 平型雙極結(jié)晶體管及其制造方法，和具有該元件的CMOS圖像傳感器及其制 造方法。本發(fā)明實(shí)施例涉及一種雙極結(jié)晶體管及其制造方法，以及具有該元件的 CMOS圖像傳感器及其制造方法，其通過(guò)同時(shí)形成光電二極管區(qū)域可簡(jiǎn)化制 造工藝，獲得較大電流增益，并可簡(jiǎn)化電流期望值。在本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種雙極結(jié)晶體管，包括在半導(dǎo)體襯底上形 成有至少一個(gè)外延層的半導(dǎo)體器件、在該半導(dǎo)體襯底和該外延層的至少兩個(gè) 層上垂直疊置的第一電導(dǎo)率的集電極區(qū)、在該半導(dǎo)體襯底和該外延層的至少 兩個(gè)層上垂直疊置的與該集電極區(qū)鄰近的第一電導(dǎo)率的發(fā)射極區(qū)、以及在該 半導(dǎo)體襯底和該外延層上形成的第二電導(dǎo)率的基極區(qū)。
在本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種雙極結(jié)晶體管的制造方法，包括以下步驟: 制備第二導(dǎo)電襯底；通過(guò)在該第二導(dǎo)電襯底中注入第一導(dǎo)電離子來(lái)形成第一 集電極區(qū)和第一發(fā)射極區(qū)；在該第二導(dǎo)電襯底上形成第一外延層，并通過(guò)在 該第一外延層中注入該第一導(dǎo)電離子來(lái)形成與該第一集電極區(qū)連接的第二 集電極區(qū)和與該第一發(fā)射極區(qū)連接的第二發(fā)射極區(qū)；通過(guò)在該第一外延層中 注入該第一導(dǎo)電離子來(lái)形成與該第二集電極區(qū)連接的第三集電極區(qū)和與該 第二發(fā)射極區(qū)連接的第三發(fā)射極區(qū)；在該第一外延層上形成第二外延層和淺 溝槽隔離區(qū)；通過(guò)在該第二外延層中注入第二導(dǎo)電雜質(zhì)來(lái)形成P阱，并通過(guò) 在該第二外延層中注入該第一導(dǎo)電雜質(zhì)來(lái)形成與該第三集電極區(qū)連接的第 四集電極區(qū)和與該第三發(fā)射極區(qū)連接的第四發(fā)射極區(qū)；通過(guò)在該第二外延層 中注入該第一導(dǎo)電離子來(lái)在該第四集電極區(qū)上形成集電極接觸區(qū)和在該第 四發(fā)射極區(qū)上形成發(fā)射極接觸區(qū)；和通過(guò)在該第二外延層中注入第二導(dǎo)電離 子來(lái)形成基極接觸區(qū)。在本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種具有雙極結(jié)晶體管的CMOS圖像傳感器， 包括第一電導(dǎo)率的紅色光電二極管、第一電導(dǎo)率的第一集電極區(qū)、以及第 一電導(dǎo)率的第一發(fā)射極區(qū)，形成于第二導(dǎo)電襯底上；第一外延層，具有與所 述紅色光電二極管連接的第一電導(dǎo)率的第一插塞、與所述第一集電極區(qū)連接 的第二集電極區(qū)、以及與所述第一發(fā)射極區(qū)連接的第二發(fā)射極區(qū)；第一電導(dǎo) 率的綠色光電二極管、與所述第一外延層中的第二集電極區(qū)連接的第三集電 極區(qū)、以及與所述第一外延層中的第二發(fā)射極區(qū)連接的第三發(fā)射極區(qū)，其中 綠色光電二極管通過(guò)在所述第一外延層中注入離子而形成；第二外延層，具 有與所述綠色光電二極管連接的第一電導(dǎo)率的第二插塞、與所述第三發(fā)射極 區(qū)連接的第四發(fā)射極區(qū)、以及與所述第三集電極區(qū)連接的第四集電極區(qū)；第 一電導(dǎo)率的藍(lán)色光電二極管、與形成于所述第二外延層上的所述第四發(fā)射極 區(qū)連接的第一電導(dǎo)率的發(fā)射極接觸區(qū)、以及與形成于所述第二外延層上的所 述第四集電極區(qū)連接的第一電導(dǎo)率的集電極區(qū)；和第二電導(dǎo)率的基極接觸 區(qū)，形成在所述第二外延層上。在本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種具有雙極結(jié)晶體管的CMOS圖像傳感器制 造方法以及用以限定光電二極管區(qū)域和雙極結(jié)晶體管形成區(qū)域的方法，包括 如下步驟制備第二導(dǎo)電襯底；通過(guò)在該第二導(dǎo)電襯底中注入第一導(dǎo)電離子 來(lái)形成紅色光電二極管、第一集電極區(qū)、和第一發(fā)射極區(qū)；在該第二導(dǎo)電襯 底上形成第一外延層，并通過(guò)在該第一外延層中注入該第一導(dǎo)電離子來(lái)形成 與該紅色光電二極管連接的第一插塞、與該第一集電極區(qū)連接的第二集電極 區(qū)和與該第一發(fā)射極區(qū)連接的第二發(fā)射極區(qū)；通過(guò)在該第一外延層中注入該 第一導(dǎo)電離子來(lái)形成綠色光電二極管、與該第二集電極區(qū)連接的第三集電極 區(qū)和與該第二發(fā)射極區(qū)連接的第三發(fā)射極區(qū)；在該第一外延層上形成第二外 延層和淺溝槽隔離區(qū)；通過(guò)在該第二外延層中注入該第二導(dǎo)電雜質(zhì)來(lái)形成P 阱，并通過(guò)在該第二外延層中注入第一導(dǎo)電雜質(zhì)來(lái)形成第二插塞、與該第三 集電極區(qū)連接的第四集電極區(qū)和與該第三發(fā)射極區(qū)連接的第四發(fā)射極區(qū)；通 過(guò)在該第二外延層中注入該第一導(dǎo)電離子來(lái)形成藍(lán)色光電二極管、以及與該 第四集電極區(qū)連接的集電極接觸區(qū)和與該第四發(fā)射極區(qū)連接的發(fā)射極接觸 區(qū)；和通過(guò)在該第二外延層中注入第二導(dǎo)電離子來(lái)形成基極接觸區(qū)。


圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)的水平型NPN雙極結(jié)晶體管元件的示圖。 圖2是示出圖1中所示的水平型NPN雙極結(jié)晶體管元件的橫截面圖。 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在CMOS圖像傳感器中的光電二極管區(qū) 域和雙極結(jié)晶體管區(qū)域的橫截面圖。圖4是示出圖3的雙極結(jié)晶體管區(qū)域的示圖。圖5A至圖5K是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙極結(jié)晶體管的制造過(guò)程的 示圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D3，在光電二極管區(qū)域中，形成于半導(dǎo)體襯底上的P型半導(dǎo)體襯 底200可形成有紅色光電二極管區(qū)域252?？缮L(zhǎng)第一外延層210，并通過(guò) 在P型第一外延層210上注入高濃度離子來(lái)形成第一插塞254。因此，通過(guò) 在第一外延層210上注入P型離子所形成的P型第一外延層210可連接至紅 色光電二極管區(qū)域252，并且可提取信號(hào)?？尚纬删哂泄庵驴刮g劑圖案(未示出)的P型第一外延層210。第一外 延層210的一部分可注入有離子。P型第一外延層210可形成有綠色光電二
極管區(qū)域256?？稍诎G色光電二極管區(qū)域256的P型第一外延層210上 生長(zhǎng)第二外延層220，并且第二外延層220可形成有淺溝槽隔離區(qū)域260， 用以限定有源區(qū)?？稍诘诙庋訉?20上形成光致抗蝕劑圖案(未示出)?？赏ㄟ^(guò)在第二 外延層220上注入離子來(lái)形成光致抗蝕劑圖案(未示出)和第二插塞258?？赏ㄟ^(guò)執(zhí)行阱工藝在包含STI區(qū)260的P型第二外延層220上形成光致 抗蝕劑圖案(未示出)?？赏ㄟ^(guò)注入離子在與紅色光電二極管區(qū)域252連接 的第一插塞254上形成第二插塞258，也可形成與綠色光電二極管區(qū)域256 連接的第二插塞258?？稍赑型第二外延層220上形成光致抗蝕劑圖案，并且可通過(guò)注入離子 來(lái)形成藍(lán)色光電二極管區(qū)域259?？纱怪迸帕屑t色光電二極管區(qū)域252、綠色光電二極管區(qū)域256和藍(lán)色 光電二極管區(qū)域259，以形成一個(gè)像素。參照?qǐng)D3和圖4，示出由發(fā)射極區(qū)、集電極區(qū)和基極區(qū)(共同)形成的 第一和第二 NPN雙極結(jié)晶體管。在第一 NPN雙極結(jié)晶體管中，集電極電流IC可從第一發(fā)射極區(qū)El流 向第一集電極區(qū)C1。在本發(fā)明實(shí)施例中，由于第一發(fā)射極區(qū)E1和第一集電 極區(qū)C1的正對(duì)面積較大，所以與此對(duì)應(yīng)的大量電流可均勻流動(dòng)。在本發(fā)明實(shí)施例中，在第二NPN雙極結(jié)晶體管的集電極中，電流IC可 從第二發(fā)射極區(qū)E2流向第二集電極區(qū)C2。由于第二發(fā)射極區(qū)E2和第二集 電極區(qū)C2的正對(duì)面積小于第一 NPN雙極結(jié)晶體管，所以小于第一 NPN雙 極結(jié)晶體管的集電極電流可均勻流動(dòng)。在本發(fā)明實(shí)施例中，第一和第二 NPN雙極結(jié)晶體管的基極區(qū)B可以共用。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，可形成具有不同電流增益的雙極結(jié)晶體管。 在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的NPN雙極結(jié)晶體管中，當(dāng)在P型半導(dǎo)體襯底200上形成紅色光電二極管區(qū)域252時(shí)，也可形成N型的第一集電極區(qū)202和第一發(fā)射極區(qū)214。當(dāng)形成第一插塞254時(shí)，在第一NPN雙極結(jié)晶體管中，可形成N型第 二集電極區(qū)203和N型第二發(fā)射極區(qū)215，其中所述N型第二集電極區(qū)203
被配置為與第一集電極區(qū)202連接，所述N型第二發(fā)射極區(qū)215被配置為與 第一發(fā)射極區(qū)214連接。當(dāng)在第一外延層210上形成綠色光電二極管區(qū)域256時(shí)，在第一 NPN 雙極結(jié)晶體管中，可在第一外延層210上形成N型第三發(fā)射極區(qū)216和N 型第三集電極區(qū)204，其中所述N型第三發(fā)射極區(qū)216被配置為與第二發(fā)射 極區(qū)215連接，所述N型第三集電極區(qū)204被配置為與第二集電極區(qū)203連 接。在本發(fā)明實(shí)施例中，可形成具有第三發(fā)射極區(qū)216a和第三集電極區(qū)204a 的第二NPN雙極結(jié)晶體管。在本發(fā)明實(shí)施例中，在第一 NPN雙極結(jié)晶體管中，第一至第三發(fā)射極 區(qū)214、 215和216可被連接，并以垂直方向形成，以及第一至第三集電極 區(qū)202、 203和204可被連接，并以垂直方向形成。在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)形成第二插塞258時(shí)，在第一NPN雙極結(jié)晶體 管中，可形成第四集電極區(qū)205，以使其可接觸第三集電極區(qū)204并可連接 至其上的層，以及可形成第四發(fā)射極區(qū)218，以使其可接觸發(fā)射極區(qū)217并 可連接至其上的層。在本發(fā)明實(shí)施例中，在第二 NPN雙極結(jié)晶體管中，可形成第四發(fā)射極 區(qū)217a和第四集電極區(qū)205a，其中所述第四發(fā)射極區(qū)217a可連接至第三發(fā) 射極區(qū)216a，所述第四集電極區(qū)205a可連接至第三集電極區(qū)204a。在本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)在第二外延層220上形成藍(lán)色光電二極管區(qū)域259 時(shí)，可在第四發(fā)射極區(qū)217上形成N型發(fā)射極接觸區(qū)218，以及可形成與第 四集電極區(qū)205接觸的N型集電極接觸區(qū)206。在本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射極區(qū)214和集電極區(qū)202等可形成有與P型基 極接觸區(qū)228分離的光致抗蝕劑圖案。在本發(fā)明實(shí)施例中，在發(fā)射極E、基極B和集電極C之間可以是分隔各 區(qū)的STI區(qū)260?；鶚O區(qū)B可以由半導(dǎo)體襯底200、第一外延層210和第二外延層220形成。因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一 NPN雙極結(jié)晶體管可注入有電子，一 并 使電子從第一至第四發(fā)射極區(qū)214、 215、 216和217移向第一至第四集電極
區(qū)202、 203、 204和205。在本發(fā)明實(shí)施例中，在NPN雙極結(jié)晶體管元件BJT中，集電極電流(IC) 與基極電流IB的比(即IC/IB)可稱(chēng)為共發(fā)射極電流增益(3)，因此根據(jù) NPN雙極結(jié)晶體管的結(jié)構(gòu)，集電極電流可在水平方向均勻流動(dòng)，從而增加了 電流量。因此如果制造出與現(xiàn)有技術(shù)的雙極結(jié)晶體管元件具有相同面積的雙 極結(jié)晶體管元件，則能夠獲得較大的電流增益。在本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)第一 NPN雙極結(jié)晶體管和第二 NPN雙極結(jié)晶 體管可知，通過(guò)改變發(fā)射極區(qū)E和集電極區(qū)C的大小以及基極層寬度可以制 造出具有各種電流增益的雙極結(jié)晶體管。圖5A至圖5K示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的雙極結(jié)晶體管的制造過(guò)程。參照?qǐng)D5A，可制備半導(dǎo)體襯底200，并且可向襯底200中注入P型離子 (例如硼離子)，以制備P型半導(dǎo)體襯底200。參照?qǐng)D5B，可在P型半導(dǎo)體襯底200上形成第一光致抗蝕劑圖案281 。 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，P型半導(dǎo)體襯底200可通過(guò)第一光致抗蝕劑圖案281中 的開(kāi)口而暴露，并且可以幾十keV能量注入N型離子(例如As離子)。這 樣可形成紅色光電二極管252 (見(jiàn)圖3)，并且可同時(shí)形成第一集電極區(qū)202 和第一發(fā)射極區(qū)214?？扇コ谝还庵驴刮g劑圖案281 。參照?qǐng)D5C，可在P型半導(dǎo)體襯底200上形成第一外延層210，其中在所 述p型半導(dǎo)體襯底200上形成有第一集電極區(qū)202。參照?qǐng)D5D，可將P型離子(例如硼(B)離子)注入到第一外延層210， 以制備P型第一外延層210。參照?qǐng)D5E，可在P型第一外延層210上形成第二光致抗蝕劑圖案282， 并且可形成第一插塞254 (見(jiàn)圖3)。此時(shí)，可以幾百至幾千keV能量向通 過(guò)第二光致抗蝕劑圖案282的開(kāi)口而暴露的第一外延層210中注入N型離子 (例如As離子)來(lái)形成第二集電極區(qū)203和第二發(fā)射極區(qū)215?？扇コ诙庵驴刮g劑圖案282。參照?qǐng)D5F，可在P型第一外延層210上形成第三光致抗蝕劑圖案283， 并且可形成藍(lán)色光電二極管256 (見(jiàn)圖3)。此時(shí)，可以幾十keV能量向通
過(guò)第三光致抗蝕劑圖案283的開(kāi)口而暴露的P型第一外延層210中注入N型 離子(例如As離子)來(lái)形成第三集電極區(qū)204和第三發(fā)射極區(qū)216。 可去除第三光致抗蝕劑圖案283。參照?qǐng)D5G，可在P型第一外延層210上形成第二外延層220。 可在第二外延層220上形成淺溝槽隔離260，作為隔離區(qū)。 參照?qǐng)D5H，可在第二外延層220上形成第四光致抗蝕劑圖案284，其中 在所述第二外延層220上形成有P阱221，并且可形成有第二插塞(見(jiàn)圖3)。 此時(shí)，可以幾千keV能量向通過(guò)第四光致抗蝕劑圖案284的開(kāi)口而暴露的第 二外延層220中注入N型離子(例如As離子)來(lái)形成第四集電極區(qū)205和 第四發(fā)射極區(qū)217?？扇コ谒墓庵驴刮g劑圖案284。參照?qǐng)D51，可在第二外延層220上形成第五光致抗蝕劑圖案285，并且 可形成藍(lán)色光電二極管區(qū)域259 (見(jiàn)圖3)。此時(shí)，可在第四發(fā)射極區(qū)217 上形成發(fā)射極接觸區(qū)219，以及可在第四集電極區(qū)205上形成集電極接觸區(qū) 206?？扇コ谖骞庵驴刮g劑圖案285。參照?qǐng)D5J，可在第二外延層220上形成第六光致抗蝕劑圖案286，并且 可向通過(guò)第六光致抗蝕劑圖案286的開(kāi)口而暴露的一部分第二外延層220中 注入P型離子來(lái)形成基極接觸區(qū)228。最后，可形成如圖5K所示的在雙基 底結(jié)構(gòu)中通過(guò)使用光電二極管工藝形成的NPN雙極結(jié)晶體管。之后，可去除第六光致抗蝕劑圖案286。在本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的NPN雙極結(jié)晶體管結(jié)構(gòu)，集 電極電流可以在水平方向均勻流動(dòng)，從而可增加電流的總量。在制造出與現(xiàn) 有技術(shù)的雙極結(jié)晶體管元件具有相同面積的雙極結(jié)晶體管元件時(shí)，能夠獲得 較大的電流增益。在本發(fā)明實(shí)施例中，根據(jù)第一 NPN雙極結(jié)晶體管和第二 NPN雙極結(jié)晶 體管可知，可通過(guò)改變發(fā)射極區(qū)E和集電極區(qū)C的大小以及基極層寬度來(lái)制 造具有各種電流增益的雙極結(jié)晶體管元件。在本發(fā)明實(shí)施例中，水平型雙極結(jié)晶體管元件(BJT)和具有該元件的 CMOS圖像傳感器可形成光電二極管。在本發(fā)明實(shí)施例中，雙極結(jié)晶體管的 集電極電流可以在水平方向均勻流動(dòng)，從而可增加電流的總量。如某制造出
與現(xiàn)有技術(shù)的雙極結(jié)晶體管元件具有相同面積的雙極結(jié)晶體管元件，則使其 能夠獲得較大的電流增益。
在本發(fā)明實(shí)施例中，可對(duì)疊置的發(fā)射極區(qū)和集電極區(qū)的大小進(jìn)行改變以 及對(duì)基極層寬度進(jìn)行改變，從而可制造具有不同電流增益的雙極結(jié)晶體管元 件。
顯然對(duì)所屬領(lǐng)域普通人員來(lái)說(shuō)可對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變。 因此，本發(fā)明實(shí)施例旨在覆蓋落于所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的修改和改變。應(yīng)理 解的是，當(dāng)提到一個(gè)層在另一層或襯底"上"或"上方"時(shí)，其可以直接位 于該另一層或襯底上，或者也可以在其間插入其它層。
權(quán)利要求
1.一種具有雙極結(jié)晶體管的CMOS圖像傳感器，包括第一電導(dǎo)率的第一光電二極管、第一電導(dǎo)率的第一集電極區(qū)、以及第一電導(dǎo)率的第一發(fā)射極區(qū)，形成于導(dǎo)電襯底上；第一外延層，具有與所述第一光電二極管連接的第一電導(dǎo)率的第一插塞、與所述第一集電極區(qū)連接的第二集電極區(qū)、以及與所述第一發(fā)射極區(qū)連接的第二發(fā)射極區(qū)；第一電導(dǎo)率的第二光電二極管、與所述第二集電極區(qū)連接的第三集電極區(qū)、以及與所述第一外延層中的第二發(fā)射極區(qū)連接的第三發(fā)射極區(qū)，其中所述第二光電二極管通過(guò)在所述第一外延層中注入離子而形成；第二外延層，位于所述第一外延層上，并具有與所述第二光電二極管連接的第一電導(dǎo)率的第二插塞、與所述第三發(fā)射極區(qū)連接的第四發(fā)射極區(qū)、以及與所述第三集電極區(qū)連接的第四集電極區(qū)；第一電導(dǎo)率的第三光電二極管、與所述第四發(fā)射極區(qū)連接的第一電導(dǎo)率的發(fā)射極接觸區(qū)、以及與形成于所述第二外延層上的所述第四集電極區(qū)連接的第一電導(dǎo)率的集電極區(qū)；和第二電導(dǎo)率的基極接觸區(qū)，形成于所述第二外延層上。
2. 如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中所述第一光電二極管 包括紅色光電二極管，所述第二光電二極管包括綠色光電二極管，以及所述 第三光電二極管包括藍(lán)色光電二極管。
3. 如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中所述第一外延層和所 述第二外延層具有第二電導(dǎo)率。
4. 如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中所述第一外延層和所 述第二外延層由具有第二電導(dǎo)率的基極區(qū)限定。
5. 如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中所述第二外延層包括 淺溝槽隔離區(qū)，用以隔離所述發(fā)射極接觸區(qū)、所述集電極接觸區(qū)和所述基極 接觸區(qū)。
6. 如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中通過(guò)注入N型離子形 成第一電導(dǎo)率，以及通過(guò)注入P型離子形成第二電導(dǎo)率。
7. 如權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其中所述第一、第二、第 三和第四發(fā)射極區(qū)與所述第一、第二、第三和第四集電極區(qū)具有第一電導(dǎo)率。
8. —種CMOS圖像傳感器的制造方法，包括以下步驟-制備第二電導(dǎo)率的襯底；通過(guò)在該襯底中注入第一電導(dǎo)率的離子來(lái)形成第一光電二極管、第一集 電極區(qū)和第一發(fā)射極區(qū)；在該襯底上形成第一外延層，并通過(guò)在該第一外延層中注入第一電導(dǎo)率 的離子來(lái)形成與該第一光電二極管連接的第一插塞、與該第一集電極區(qū)連接 的第二集電極區(qū)、以及與該第一發(fā)射極區(qū)連接的第二發(fā)射極區(qū)；通過(guò)在該第一外延層中注入第一電導(dǎo)率的離子來(lái)形成第二光電二極管、 以及與該第二集電極區(qū)連接的第三集電極區(qū)和與該第二發(fā)射極區(qū)連接的第 三發(fā)射極區(qū)；在該第一外延層上形成第二外延層和淺溝槽隔離區(qū)；通過(guò)在該第二外延層中注入第二電導(dǎo)率的雜質(zhì)來(lái)形成P阱，以及通過(guò)在 該第二外延層中注入第一電導(dǎo)率的雜質(zhì)來(lái)形成第二插塞、與該第三集電極區(qū) 連接的第四集電極區(qū)、和與該第三發(fā)射極區(qū)連接的第四發(fā)射極區(qū)；通過(guò)在該第二外延層中注入第一電導(dǎo)率的離子來(lái)形成第三光電二極管、 以及與該第四集電極區(qū)連接的集電極接觸區(qū)和與該第四發(fā)射極區(qū)連接的發(fā) 射極接觸區(qū)；和通過(guò)在該第二外延層中注入第二電導(dǎo)率的離子來(lái)形成基極接觸區(qū)。
9. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中所述第一光電二極管包括紅色 光電二極管，所述第二光電二極管包括綠色光電二極管，以及所述第三光電 二極管包括藍(lán)色光電二極管。
10. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中所述發(fā)射極區(qū)和所述集電極區(qū) 被配置為使得電流從所述第一至第四發(fā)射極區(qū)流向所述第一至第四集電極 區(qū)。
11. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中該半導(dǎo)體襯底、該第一外延層 和該第二外延層形成第二電導(dǎo)率的基極區(qū)。
12. 如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中所述雙極結(jié)晶體管包括NPN 型晶體管。
13.如權(quán)利要求8所述的制造方法，其中通過(guò)注入N型離子形成第一電導(dǎo)率，以及通過(guò)注入p型離子形成第二電導(dǎo)率。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水平型雙極結(jié)晶體管元件(BJT)和具有該元件的CMOS圖像傳感器。在本發(fā)明實(shí)施例中，雙極結(jié)晶體管的集電極電流可以在水平方向均勻流動(dòng)，從而可增加電流的總量。在本發(fā)明實(shí)施例中，可獲得較大電流增益。在本發(fā)明實(shí)施例中，可制造出具有不同電流增益的雙極結(jié)晶體管元件。
文檔編號(hào)H01L21/70GK101132016SQ20071014240
公開(kāi)日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月22日
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