[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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080041345.1
• 申請(qǐng)日: 2010-09-02
• 公開（公告）號(hào): 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(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H01L27/146
• 分類號(hào): 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

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固態(tài)圖像傳感器件領(lǐng)域；更具體地，本發(fā)明涉及基于CMOS的像素傳感器單元器件、制造基于CMOS的像素傳感器單元器件的方法和用于基于CMOS的像素傳感器單元器件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

當(dāng)前的基于CMOS(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)的圖像傳感器依賴于所使用的快門系統(tǒng)而遭受到兩種缺陷之一。在滾動(dòng)快門系統(tǒng)中，像素傳感器單元在不同時(shí)間進(jìn)行曝光。在全局快門系統(tǒng)中，來自像素傳感器單元的信號(hào)強(qiáng)度可以變化。在這兩種情況下，均產(chǎn)生不太理想的圖像。因此，在本領(lǐng)域中存在對(duì)緩解上文所描述的缺陷和限制的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一方面是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；在該半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中的浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，該半導(dǎo)體層的第三區(qū)域位于該第一區(qū)域與該第二區(qū)域之間并且與該第一區(qū)域和該第二區(qū)域鄰接；以及在該半導(dǎo)體層中的介電隔離，該介電隔離圍繞該第一區(qū)域、該第二區(qū)域和該第三區(qū)域，該介電隔離與該第一區(qū)域、該第二區(qū)域和該第三區(qū)域以及該光電二極管主體鄰接，該介電隔離不與該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，該第二區(qū)域的部分置于該介電隔離與該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間。

本發(fā)明的第二方面是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；在該半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中形成浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，該半導(dǎo)體層的第三區(qū)域位于該第一區(qū)域與該第二區(qū)域之間并且與該第一區(qū)域和該第二區(qū)域鄰接；以及在該半導(dǎo)體層中形成介電隔離，該介電隔離圍繞該第一區(qū)域、該第二區(qū)域和該第三區(qū)域，該介電隔離與該第一區(qū)域、該第二區(qū)域和該第三區(qū)域以及該光電二極管主體鄰接，該介電隔離不與該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，該第二區(qū)域的部分置于該介電隔離與該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間。

本發(fā)明的第三方面是一種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，包括有形地體現(xiàn)在機(jī)器可讀介質(zhì)中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，該設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)用于設(shè)計(jì)、制造或測(cè)試集成電路，該設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)包括描述像素傳感器單元的信息，該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；在該半導(dǎo)體層的第二區(qū)域中的浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)，該半導(dǎo)體層的第三區(qū)域位于該第一區(qū)域與該第二區(qū)域之間并且與該第一區(qū)域和該第二區(qū)域鄰接；以及在該半導(dǎo)體層中的介電隔離，該介電隔離圍繞該第一區(qū)域、該第二區(qū)域和該第三區(qū)域，該介電隔離與該第一區(qū)域、該第二區(qū)域和該第三區(qū)域以及該光電二極管主體鄰接，該介電隔離不與該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)鄰接，該第二區(qū)域的部分置于該介電隔離與該浮動(dòng)擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)之間。

以下描述本發(fā)明的這些和其它方面。

附圖說明

本發(fā)明的特征在隨附的權(quán)利要求書中闡明。然而，通過以連同附圖閱讀的方式參考說明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，將最佳地理解本發(fā)明本身，在附圖中：

圖1A為俯視圖并且圖1B、圖1C、圖1D和圖1E為穿過圖1A的相應(yīng)的線1B-1B、1C-1C、1D-1D和1E-1E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例制造像素傳感器單元；

圖2A為俯視圖并且圖2B、圖2C、圖2D和圖2E為穿過圖2A的相應(yīng)的線2B-2B、2C-2C、2D-2D和2E-2E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例繼續(xù)制造像素傳感器單元；

圖3A為俯視圖并且圖3B、圖3C、圖3D和圖3E為穿過圖3A的相應(yīng)的線3B-3B、3C-3C、3D-3D和3E-3E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例繼續(xù)制造像素傳感器單元；

圖4A為俯視圖并且圖4B、圖4C、圖4D和圖4E為穿過圖4A的相應(yīng)的線4B-4B、4C-4C、4D-4D和4E-4E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例繼續(xù)制造像素傳感器單元；

圖5A為俯視圖并且圖5B、圖5C、圖5D和圖5E為穿過圖5A的相應(yīng)的線5B-5B、5C-5C、5D-5D和5E-5E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例繼續(xù)制造像素傳感器單元；

圖5F為穿過圖5A的線5B-5B的、圖示了柵極結(jié)構(gòu)的橫截面；

圖6A為俯視圖并且圖6B、圖6C、圖6D和圖6E為穿過圖6A的相應(yīng)的線6B-6B、6C-6C、6D-6D和6E-6E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例繼續(xù)制造像素傳感器單元；

圖7A為俯視圖并且圖7B、圖7C、圖7D和圖7E為穿過圖7A的相應(yīng)的線7B-7B、7C-7C、7D-7D和7E-7E的橫截面，其圖示了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例繼續(xù)制造像素傳感器單元；