專利名稱：Cmos圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器，并且尤其涉及ー種CMOS圖像傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
CMOS圖像傳感器相對(duì)于CO) (Charge Coupled Device)而言,具有集成度高,功耗低，成本低等優(yōu)勢(shì)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。它的感光単元，即所象素，是用來完成光電轉(zhuǎn)換的，它對(duì)于圖像的品質(zhì)起著決定性的作用。
象素最常見的是3T和4T結(jié)構(gòu)。圖I和圖2示出了ー種4T結(jié)構(gòu)的象素。如圖I所示，光電ニ極管11、傳輸晶體管12、復(fù)位管13、源跟隨晶體管14、行選通晶體管15制備在有源區(qū)中。其中，光電ニ極管11用來將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，從而達(dá)到感光的目的。具體而言，光電ニ極管11在入射光照射下產(chǎn)生光生載流子，當(dāng)傳輸晶體管12開啟時(shí)，電子被浮置擴(kuò)散區(qū)FD收集，同時(shí)源跟隨晶體管14的源極跟隨柵壓的變化，柵壓的變化在行選通晶體管15開啟時(shí)被讀取，從而產(chǎn)生電信號(hào)。通過開啟復(fù)位管13可以對(duì)浮置擴(kuò)散區(qū)FD進(jìn)行復(fù)位。但是在現(xiàn)有的象素結(jié)構(gòu)中，在光電ニ極管11受到強(qiáng)光照射的情況下，超出阱容量的光生載流子會(huì)溢出到相鄰的像素，結(jié)果是造成圖像的串?dāng)_或者光暈。針對(duì)該問題，一種解決方法是將光電ニ極管11和浮置擴(kuò)散區(qū)FD之間的勢(shì)壘做得低ー些，使得溢出的電子容易被拉到浮置擴(kuò)散區(qū)FD。然而，仍然需要其他的技術(shù)用于減輕或者消除圖像串?dāng)_或者光暈。

發(fā)明內(nèi)容
前述的降低光電ニ極管11和浮置擴(kuò)散區(qū)FD之間的勢(shì)壘的方法存在的一個(gè)問題是通常光電ニ極管11和浮置擴(kuò)散區(qū)FD是由不同的光刻步驟定義的，因此，就整個(gè)傳感器芯片表面而言，不同像素的光電ニ極管11和浮置擴(kuò)散區(qū)FD之間的距離并不是均勻的，從而導(dǎo)致不同像素之間的橫向抗暈(lateral overflow drain)的效果不均勻。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了ー種CMOS圖像傳感器，包括半導(dǎo)體基片，包括第一有源區(qū)，其中，所述第一有源區(qū)中包括光電ニ極管，晶體管，以及第二有源區(qū)，其中，所述第二有源區(qū)鄰近所述光電ニ極管的阱，并且具有與所述光電ニ極管的阱相同的導(dǎo)電類型，所述第二有源區(qū)連接到參考電位，其中，所述第二有源區(qū)和所述光電ニ極管的阱通過一次離子注入形成。在一個(gè)例子中，所述第一有源區(qū)還包括至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)，所述橫向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間，所述橫向摻雜區(qū)的寬度等于或者大于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的寬度。在一個(gè)例子中，所述至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。在一個(gè)例子中，所述第一有源區(qū)還包括第一縱向摻雜區(qū)，所述第一縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。在一個(gè)例子中，所述第一有源區(qū)還包括第二縱向摻雜區(qū)，所述第二縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的上方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。在一個(gè)例子中，所述第一有源區(qū)還包括至少ー個(gè)縱向摻雜區(qū)，所述縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。在一個(gè)例子中，所述第一有源區(qū)包括兩個(gè)光電ニ極管，所述第二有源區(qū)位于所述兩個(gè)光電ニ極管的阱之間。在一個(gè)例子中，所述第一有源區(qū)還包括連接到所述第二有源區(qū)的重?fù)诫s區(qū)，所述重?fù)诫s區(qū)具有與所述第二有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面，提供一種用于制造本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體基片上形成第一有源區(qū)；在所述第一有源區(qū)中同時(shí)形成光電ニ極管的阱以及鄰近所述阱的第二有源區(qū)；形成所述第二有源區(qū)與參考電位的電學(xué)連接。在一個(gè)例子中，所述光電ニ極管的阱以及第ニ有源區(qū)是通過離子注入形成的。在一個(gè)例子中，所述方法還包括在所述第一有源區(qū)中同時(shí)形成至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)，其中，所述橫向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間，所述橫向摻雜區(qū)的寬度等于或者大于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的寬度。在一個(gè)例子中，所述方法還包括在所述第一有源區(qū)中形成第一縱向摻雜區(qū)，其中，所述第一縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。在一個(gè)例子中，所述方法還包括在所述第一有源區(qū)中形成第二縱向摻雜區(qū)，其中，所述第二縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的上方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。


參考以下的附圖可更好地理解本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中的部件未必按比例繪制圖I是ー種4T結(jié)構(gòu)像素的俯視圖；圖2是圖I的4T結(jié)構(gòu)像素的沿箭頭示出的方向的剖面圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例的像素示意圖；圖3b是圖3a示出的實(shí)施例的一個(gè)變化例；圖3c是圖3a示出的實(shí)施例的另ー個(gè)變化例；圖4a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的另ー個(gè)實(shí)施例的示意圖；圖4b是圖4a示出的實(shí)施例的一個(gè)變化例；圖4c是圖4a示出的實(shí)施例的另一個(gè)變化例；圖4d是圖4a示出的實(shí)施例的又一個(gè)變化例；圖5a是圖4a示出的實(shí)施例的像素俯視圖5b是圖4a示出的實(shí)施例的一個(gè)示例性剖面圖；圖5c是圖4a示出的實(shí)施例的又一個(gè)示例性剖面圖；圖6a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的像素示意圖；圖6b是圖6a示出的實(shí)施例的一個(gè)示例性剖面圖；圖6c是圖6a示出的實(shí)施例的又一個(gè)示例性剖面圖；圖7a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的像素示意圖；圖7b是圖7a示出的實(shí)施例的一個(gè)示例性剖面圖；圖8a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖；
圖8b是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖；以及圖9是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。在上述的各附圖中，相似的附圖標(biāo)記應(yīng)被理解為表示相同、相似或者相應(yīng)的特征或功能。
具體實(shí)施例方式在以下優(yōu)選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施例并不旨在窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實(shí)施例?？梢岳斫猓诓黄x本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所限定。在以下的具體描述中，參考了所附的附圖。附圖構(gòu)成了本發(fā)明的一部分，在附圖中通過示例的方式示出了能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的特定的實(shí)施例。就這一點(diǎn)而言，方向性的術(shù)語，例如“左”、“右” “頂部”、“底部”、“前”、“后”、“引導(dǎo)”、“向前”、“拖后”等，參考附圖中描述的方向使用。因此本發(fā)明的實(shí)施例的部件可被置于多種不同的方向，方向性的術(shù)語是用于示例的目的而非限制性的?？梢岳斫?，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所限定。根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，該CMOS圖像傳感器包括半導(dǎo)體基片(例如，N型或者P型硅片)，該半導(dǎo)體基片包括第一有源區(qū)(例如，外延生在在半導(dǎo)體基片上的P型外延層)，如圖3a所示，該第一有源區(qū)中包括光電ニ極管11、晶體管12、13、14、15，以及第二有源區(qū)31。以下詳細(xì)說明第二有源區(qū)31。第二有源區(qū)31鄰近光電ニ極管11的阱(該阱的位置和面積即如圖3a中標(biāo)號(hào)為11的方框示意性示出的)，并且第二有源區(qū)31具有與光電ニ極管的阱相同的導(dǎo)電類型，也就是說，在光電ニ極管的阱是N型的情況下，第二有源區(qū)31也是N型的，在光電ニ極管的阱是P型的情況下，第二有源區(qū)31也是P型的。進(jìn)ー步地，第二有源區(qū)31連接到參考電位VKEF。并且，第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱通過一次離子注入形成。需要說明的是，參考電位Vkef的含義是在光電ニ極管的阱是N型的情況下，該參考電位Vkef是相比于光電ニ極管的阱較高的電位，在光電ニ極管的阱是P型的情況下，該參考電位Vkef是相比于光電ニ極管的阱較低的電位；還需要說明的是，參考電位Vkef可以是與復(fù)位電位相同的電位(其可以通過將第二有源區(qū)31連接到標(biāo)號(hào)為16的連接點(diǎn)實(shí)現(xiàn))，參考電位Vkef也可以是與復(fù)位電位不同的電位。圖3a中雖然沒有示出第二有源區(qū)31和參考電位Vkef的連接構(gòu)成，本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，可以通過通孔、金屬層等將第二有源區(qū)31連接到需要的電位，將ー個(gè)區(qū)域連接到ー個(gè)電位的具體構(gòu)成、方式在此不做詳述。以下說明如圖3a示出的、根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)第二有源區(qū)31鄰近光電ニ極管11的阱而設(shè)置并且連接到參考電位Vkef，因此當(dāng)CMOS圖像傳感器受到強(qiáng)光照射的情況下，超出光電ニ極管11的阱容量的光生載流子被拉到第二有源區(qū)31，從而減少或者避免了光生載流子溢出到相鄰像素，由于第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱通過一次離子注入形成，因此就整個(gè)傳感器芯片表面而言，各個(gè)像素的第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱之間的距離Dl是相同的，因此各個(gè)像素的抗暈效果是 相同的，從而得到抗暈效果均勻的CMOS圖像傳感器。圖3b是圖3a示出的實(shí)施例的一個(gè)變化例，如圖所示，第二有源區(qū)31鄰近光電ニ極管11的阱的左側(cè)而設(shè)置，由于第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱通過一次離子注入形成，各個(gè)像素的第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱之間的距離D2是相同的。圖3c是圖3a示出的實(shí)施例的另ー個(gè)變化例，如圖所示，第二有源區(qū)31鄰近光電ニ極管11的阱的右側(cè)而設(shè)置，由于第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱通過一次離子注入形成，各個(gè)像素的第二有源區(qū)31和光電ニ極管11的阱之間的距離D3是相同的。需要說明的是，第二有源區(qū)31可以相對(duì)于光電ニ極管11的阱設(shè)置成任何適合的距離和方位。例如，第二有源區(qū)31距離光電ニ極管11的阱越近，溢出載流子越容易被拉到第二有源區(qū)31，而用于產(chǎn)生光電信號(hào)的光生載流子被拉到第二有源區(qū)31的傾向也相應(yīng)地増加，可以根據(jù)實(shí)際的抗暈需要、傳感器具體構(gòu)成等調(diào)整第二有源區(qū)31相對(duì)于光電ニ極管11的阱的距離和方位。圖4a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的另ー個(gè)實(shí)施例的示意圖。在該實(shí)施例中，第一有源區(qū)還包括兩個(gè)橫向摻雜區(qū)41。具體地，該橫向摻雜區(qū)41具有與第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，也就是說，在第一有源區(qū)是P型的情況下，橫向摻雜區(qū)41也是P型的，在第一有源區(qū)是N型的情況下，橫向摻雜區(qū)41也是N型的。進(jìn)ー步地，該橫向摻雜區(qū)41位于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間，并且，橫向摻雜區(qū)41的寬度大于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的寬度，從而該兩個(gè)橫向摻雜區(qū)41分別覆蓋該阱的相鄰角部和第二有源區(qū)31的相鄰角部。除了能夠?qū)崿F(xiàn)圖3a的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)外，圖4a的實(shí)施例還能夠?qū)崿F(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)由于該兩個(gè)橫向摻雜區(qū)41占據(jù)了光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的靠外側(cè)的部分，因此光生載流子從光電ニ極管11向第二有源區(qū)31泄放的通道(如圖中箭頭所示出的)被限制了，其結(jié)果是用于產(chǎn)生光電信號(hào)的光生載流子被拉到第二有源區(qū)31的傾向降低了，同時(shí)在強(qiáng)光條件下超出阱容量的載流子仍然能夠被泄放。除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，圖4a的實(shí)施例還可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)該兩個(gè)或者更多的橫向摻雜區(qū)41可以在一次光刻中定義，通過一次離子注入或者擴(kuò)散完成，從而被限制的載流子通道的尺寸在整個(gè)傳感器芯片上是均勻的。此外，由于抗暈的效果與該被限制的載流子通道相對(duì)于光電ニ極管11的阱和第ニ有源區(qū)31之間的間隙的位置不敏感，因此對(duì)于橫向摻雜區(qū)41相對(duì)于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31的套刻精度要求不高，因此圖4a的實(shí)施例在エ藝上簡(jiǎn)單易行。圖4b是圖4a示出的實(shí)施例的一個(gè)變化例，在該例子中，橫向摻雜區(qū)41的寬度等于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的寬度，仍然能夠得到被限制的光生載流子流動(dòng)路徑。圖4c是圖4a示出的實(shí)施例的另ー個(gè)變化例，在該例子中，橫向摻雜區(qū)41的寬度等于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的寬度，仍然能夠得到被限制的光生載流子流動(dòng)路徑。

圖4d是圖4a示出的實(shí)施例的又一個(gè)變化例,在該例子中，第一有源區(qū)還包括三個(gè)橫向摻雜區(qū)41，該三個(gè)橫向摻雜區(qū)41設(shè)置成允許兩個(gè)被限制的光生載流子流動(dòng)路徑。圖5a是圖4a示出的實(shí)施例的像素俯視圖，圖5b是圖4a示出的實(shí)施例的沿著直線5-5’的ー個(gè)不例性剖面圖，如圖所不，橫向摻雜區(qū)41在Z方向上從芯片表面延伸至一定的深度，例如，可以是大致等于第二有源區(qū)31的深度。橫向摻雜區(qū)41可以通過例如離子擴(kuò)散來形成。圖5c是圖4a示出的實(shí)施例的又一個(gè)示例性剖面圖，如圖所示，橫向摻雜區(qū)41在Z方向上從芯片表面以下延伸至一定的深度，例如，可以是大致等于第二有源區(qū)31的深度。橫向摻雜區(qū)41可以通過例如離子注入來形成。圖6a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的像素示意圖，在該實(shí)施例中，第一有源區(qū)還包括縱向摻雜區(qū)61。具體地，該縱向摻雜區(qū)61具有與第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，也就是說，在第一有源區(qū)是P型的情況下，縱向摻雜區(qū)61也是P型的，在第一有源區(qū)是N型的情況下，縱向摻雜區(qū)61也是N型的。進(jìn)ー步地，該縱向摻雜區(qū)61位于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間，并且，縱向摻雜區(qū)61的寬度大于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的寬度。圖6b是圖6a示出的實(shí)施例的一個(gè)示例性剖面圖，在該構(gòu)成中，第一有源區(qū)包括一個(gè)縱向摻雜區(qū)61，位于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的(Z方向上的)上方，從而將光生載流子的流動(dòng)路徑限制在間隙的下方。圖6c是圖6a示出的實(shí)施例的又一個(gè)示例性剖面圖，在該構(gòu)成中，第一有源區(qū)包括兩個(gè)縱向摻雜區(qū)61，位于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的(Z方向上的)上方和下方，從而將光生載流子的流動(dòng)路徑限制在間隙的中間部分。除了能夠?qū)崿F(xiàn)圖3a的實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)外，圖6a的實(shí)施例還能夠?qū)崿F(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)由于該兩個(gè)縱向摻雜區(qū)61占據(jù)了光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的一部分，因此光生載流子從光電ニ極管11向第二有源區(qū)31泄放的通道(如圖中箭頭所示出的)被限制了，其結(jié)果是用于產(chǎn)生光電信號(hào)的光生載流子被拉到第二有源區(qū)31的傾向降低了，同時(shí)在強(qiáng)光條件下超出阱容量的載流子仍然能夠被泄放。除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，圖6c的實(shí)施例還可以實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)可以通過控制離子注入的能量從而控制該兩個(gè)或者更多的縱向摻雜區(qū)61在Z方向上的距離，從而被限制的載流子通道的尺寸在整個(gè)傳感器芯片上是均勻的，從而抗暈效果在傳感器芯片上是均勻的，因此圖6a_c的實(shí)施例在エ藝上簡(jiǎn)單易行。圖7a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的像素示意圖，在該例子中，第一有源區(qū)包括兩個(gè)橫向摻雜區(qū)41和一個(gè)縱向摻雜區(qū)61，圖7b是圖7a示出的實(shí)施例的沿著曲線7-7’的剖面圖，如圖所示，縱向摻雜區(qū)61位于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的(Z方向上的)下方,從而兩個(gè)橫向摻雜區(qū)41和一個(gè)縱向摻雜區(qū)61共同限制了光生載流子的流動(dòng)路徑，如圖7b中箭頭所示出的。如前述部分公開的，在圖7示出的實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以再包括ー個(gè)縱向摻雜區(qū)，位于光電ニ極管11的阱和第二有源區(qū)31之間的間隙的(Z方向上的)上方。圖8a是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖，如圖所示，兩個(gè)光電ニ極管11、11’共享ー個(gè)第二有源區(qū)31作為強(qiáng)光條 件下的光生載流子溢出路徑，可以在光刻步驟中定義成第二有源區(qū)31與兩個(gè)光電ニ極管11、11’的距離分別相等，從而得到相同的抗暈效果。圖8b是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖，如圖所示，兩個(gè)光電ニ極管11、11’共享ー個(gè)第二有源區(qū)31作為強(qiáng)光條件下的光生載流子溢出路徑，進(jìn)ー步地，第二有源區(qū)31與兩個(gè)光電ニ極管11、11’之間還分別設(shè)置有橫向摻雜區(qū)41。根據(jù)前文的公開，圖8b的實(shí)施例的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)ー步包括縱向摻雜區(qū)61。圖9是根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖，第一有源區(qū)還包括連接到第二有源區(qū)31的重?fù)诫s區(qū)，該重?fù)诫s區(qū)具有與所述第二有源區(qū)31相同的導(dǎo)電類型，從而降低第二有源區(qū)31的接觸電阻。根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)方面，提供一種用于根據(jù)本發(fā)明的CMOS圖像傳感器的方法，包括以下步驟在半導(dǎo)體基片上形成第一有源區(qū)；在所述第一有源區(qū)中同時(shí)形成光電ニ極管的阱以及鄰近所述阱的第二有源區(qū)；形成所述第二有源區(qū)與參考電位的電學(xué)連接。在一個(gè)例子中，所述光電ニ極管的阱以及第ニ有源區(qū)是通過離子注入形成的。在一個(gè)例子中，所述方法還包括在所述第一有源區(qū)中同時(shí)形成至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)，其中，所述橫向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間，所述橫向摻雜區(qū)的寬度等于或者大于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的寬度。在一個(gè)例子中，所述方法還包括在所述第一有源區(qū)中形成第一縱向摻雜區(qū)，其中，所述第一縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。在一個(gè)例子中，所述方法還包括在所述第一有源區(qū)中形成第二縱向摻雜區(qū)，其中，所述第二縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的上方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部?？梢岳斫?，上述描述的實(shí)施例僅用于描述而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改和變形，只要不偏離本發(fā)明的精神和范圍。上述的修改和變形被認(rèn)為是本發(fā)明和所附權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求所限定。此夕卜，權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明的限制。動(dòng)詞“包括”和其變形不排除出現(xiàn)權(quán)利要求中聲明以外的其他的元件或步驟。在元件或步驟之前的不定冠詞“一”不排除出現(xiàn)多個(gè)這樣的元件或步驟。
權(quán)利要求
1.ー種CMOS圖像傳感器，包括 半導(dǎo)體基片，包括第一有源區(qū)， 其中，所述第一有源區(qū)中包括光電ニ極管，晶體管，以及第二有源區(qū)， 其中，所述第二有源區(qū)鄰近所述光電ニ極管的阱，并且具有與所述光電ニ極管的阱相同的導(dǎo)電類型，所述第二有源區(qū)連接到參考電位，其中，所述第二有源區(qū)和所述光電ニ極管的阱通過一次離子注入形成。
2.如權(quán)利要求I所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一有源區(qū)還包括至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)，所述橫向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間，所述橫向摻雜區(qū)的寬度等于或者大于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的寬度。
3.如權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。
4.如權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一有源區(qū)還包括第一縱向摻雜區(qū)，所述第一縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。
5.如權(quán)利要求4所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一有源區(qū)還包括第二縱向摻雜區(qū)，所述第二縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的上方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。
6.如權(quán)利要求I所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一有源區(qū)還包括至少ー個(gè)縱向摻雜區(qū)，所述縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。
7.如權(quán)利要求I所述的CMOS圖像傳感器，其中，所述第一有源區(qū)包括兩個(gè)光電ニ極管，所述第二有源區(qū)位于所述兩個(gè)光電ニ極管的阱之間。
8.如權(quán)利要求I所述的CMOS圖像傳感器，所述第一有源區(qū)還包括連接到所述第二有源區(qū)的重?fù)诫s區(qū)，所述重?fù)诫s區(qū)具有與所述第二有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型。
9.一種用于制造權(quán)利要求I所述的CMOS圖像傳感器的方法，包括以下步驟 在半導(dǎo)體基片上形成第一有源區(qū)， 在所述第一有源區(qū)中同時(shí)形成光電ニ極管的阱以及鄰近所述阱的第二有源區(qū)， 形成所述第二有源區(qū)與參考電位的電學(xué)連接。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述光電ニ極管的阱以及第ニ有源區(qū)是通過離子注入形成的。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括 在所述第一有源區(qū)中同時(shí)形成至少兩個(gè)橫向摻雜區(qū)， 其中，所述橫向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間，所述橫向摻雜區(qū)的寬度等于或者大于所述光電ニ極管的阱與所述第二有源區(qū)之間的間隙的寬度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括 在所述第一有源區(qū)中形成第一縱向摻雜區(qū)，其中，所述第一縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的下方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括 在所述第一有源區(qū)中形成第二縱向摻雜區(qū)， 其中，所述第二縱向摻雜區(qū)具有與所述第一有源區(qū)相同的導(dǎo)電類型，位于所述間隙的上方，覆蓋所述阱的相鄰角部以及所述第二有源區(qū)的相鄰角部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種CMOS圖像傳感器及其制造方法。該CMOS圖像傳感器，包括半導(dǎo)體基片，包括第一有源區(qū)，其中，所述第一有源區(qū)中包括光電二極管，晶體管，以及第二有源區(qū)，其中，所述第二有源區(qū)鄰近所述光電二極管的阱，并且具有與所述光電二極管的阱相同的導(dǎo)電類型，所述第二有源區(qū)連接到參考電位，其中，所述第二有源區(qū)和所述光電二極管的阱通過一次離子注入形成。
文檔編號(hào)H04N5/374GK102683368SQ20121007482
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者趙立新, 霍介光 申請(qǐng)人:格科微電子(上海)有限公司