[發(fā)明專利]制造全局快門像素傳感器單元的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080041345.1
• 申請日: 2010-09-02
• 公開（公告）號: CN102498568A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·阿德基松;J·埃爾利斯-莫納格漢;M·雅菲;R·拉塞爾
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L27/148;H04N5/225
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;邊海梅

1.一種像素傳感器單元，包括：

在半導(dǎo)體層的第一區(qū)域中的光電二極管主體；

在所述半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中的浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，所述半導(dǎo)體層的第三區(qū)域位于所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間并且與所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域鄰接；以及

所述半導(dǎo)體層中的介電隔離，所述介電隔離圍繞所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域，所述介電隔離與所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域以及所述光電二極管主體鄰接，所述介電隔離不與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，所述第二區(qū)域的部分置于所述介電隔離與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素傳感器單元，進(jìn)一步包括：

在所述第二區(qū)域中的掩埋電子屏蔽，所述掩埋電子屏蔽與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離和所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的底表面鄰接，所述掩埋電子屏蔽不延伸到所述半導(dǎo)體層的頂表面，所述第二區(qū)域的部分置于所述掩埋電子屏蔽與所述半導(dǎo)體層的所述頂表面之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的像素傳感器單元，其中所述掩埋電子屏蔽在所述第二區(qū)域中的所述介電隔離的底表面下方延伸。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素傳感器單元，進(jìn)一步包括：

介電隔離鈍化層，其與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離鄰接，所述介電隔離鈍化不與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，所述第二區(qū)域的部分置于所述介電鈍化層與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的像素傳感器單元，其中所述介電隔離鈍化層在所述第二區(qū)域中的所述介電隔離的底表面下方延伸。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素傳感器單元，進(jìn)一步包括

釘扎層，其從所述半導(dǎo)體層的頂表面延伸到所述第二區(qū)域中，所述釘扎層與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離鄰接，所述釘扎層不與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)比所述釘扎層在所述第二區(qū)域中延伸得更遠(yuǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素傳感器單元，其中所述半導(dǎo)體層被摻雜為第一摻雜劑類型并且所述光電二極管主體和所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)被摻雜為第二摻雜劑類型，所述第一摻雜劑類型與所述第二摻雜劑類型相反。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的像素傳感器單元，進(jìn)一步包括以下各項(xiàng)中的兩項(xiàng)或更多項(xiàng)：

(i)在所述第二區(qū)域中的掩埋電子屏蔽，所述掩埋電子屏蔽與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離和所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的底表面鄰接，所述掩埋電子屏蔽不延伸到所述半導(dǎo)體層的頂表面，所述第二區(qū)域的部分置于所述掩埋電子屏蔽與所述半導(dǎo)體層的所述頂表面之間；

(ii)介電隔離鈍化層，其與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離鄰接，所述介電隔離鈍化不與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，所述第二區(qū)域的部分置于所述介電鈍化層與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間；以及

(iii)釘扎層，其從所述半導(dǎo)體層的頂表面延伸到所述第二區(qū)域中，所述釘扎層與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離鄰接，所述釘扎層不與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)比所述釘扎層在所述第二區(qū)域中延伸得更遠(yuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的像素傳感器單元，其中所述半導(dǎo)體層、所述電子屏蔽、所述介電隔離鈍化層和所述釘扎層被摻雜為第一摻雜劑類型，并且所述光電二極管主體和所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)被摻雜為第二摻雜劑類型，所述第一摻雜劑類型與所述第二摻雜劑類型相反。

10.一種用于制造像素傳感器單元的方法，包括：

在半導(dǎo)體層的第一區(qū)域中形成光電二極管主體；

在所述半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中形成浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，所述半導(dǎo)體層的第三區(qū)域位于所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域之間并且與所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域鄰接；以及

在所述半導(dǎo)體層中形成介電隔離，所述介電隔離圍繞所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域，所述介電隔離與所述第一區(qū)域、所述第二區(qū)域和所述第三區(qū)域以及所述光電二極管主體鄰接，所述介電隔離不與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，所述第二區(qū)域的部分置于所述介電隔離與所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括：

在所述第二區(qū)域中形成掩埋電子屏蔽，所述掩埋電子屏蔽與所述第二區(qū)域中的所述介電隔離和所述浮動擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)的底表面鄰接，所述掩埋電子屏蔽不延伸到所述半導(dǎo)體層的頂表面，所述第二區(qū)域的部分置于所述掩埋電子屏蔽與所述半導(dǎo)體層的所述頂表面之間。