[發(fā)明專利]小尺寸CMOS圖像傳感器像素結構及生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210143666.3
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN102683372A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設計）人: 姚素英;孫羽;高靜;徐江濤;史再峰;高志遠
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種小尺寸CMOS圖像傳感器像素結構，其特征是，由一種雜質半導體構成光電二極管N埋層外層，由另一種雜質半導體構成光電二極管N埋層內層，構成光電二極管N埋層內層的雜質半導體比構成N埋層外層雜質半導體濃度大、擴散系數小，N埋層的內層形狀為開口向左的U型，U型中間部位由P型摻雜注入形成P插入層，P插入層范圍左側始自光電二極管區(qū)域左側邊界，右側最遠距離傳輸管X處，X范圍最大值不大于整個光電二極管N埋層寬度，最小值趨向于零但始終大于零，N埋層的外層N埋層的內層全部包埋。

2.如權利要求1所述的小尺寸CMOS圖像傳感器像素結構，其特征是，擴散系數大的雜質半導體是磷，擴散系數小的雜質半導體是砷。

3.如權利要求1所述的小尺寸CMOS圖像傳感器像素結構，其特征是，所述的像素結構尺寸成比例變化構成大像素CMOS圖像傳感器像素結構。

4.一種小尺寸CMOS圖像傳感器像素結構生成方法，其特征是，包括下列步驟：選擇使用擴散系數不同的磷P和砷AS共同形成N埋層，在第一步注入時使用擴散系數較大的磷注入形成N埋層外層，其濃度比第二步砷注入濃度要小，第二步形成砷注入層時，其濃度比第一步磷注入濃度更大，同時控制注入能量使得最終達到擴散系數較大的磷注入層將擴散系數較小的砷注入層全部包埋的N埋層結構，砷注入層為U型，在U型中間注入P型插入層。

5.如權利要求4所述的像素結構生成方法，其特征是，所述步驟細化為：在摻雜濃度為1×10¹⁵/cm³的P型外延層內注入低濃度的磷形成N埋層外層結構，其注入能量范圍為70KeV～220KeV，摻雜濃度范圍為1×10¹⁰/cm3至1×10¹³/cm³；再注入比N埋層外層濃度更高的砷形成雙雜質包埋的光電二極管N埋層內層，其注入能量范圍為70KeV～290KeV，摻雜濃度范圍為1×10¹¹/cm3～2.5×10¹³/cm³；使用新掩膜版，掩膜版開口范圍為，左側始自光電二極管N埋層左邊界，右側為距離傳輸管X距離處，在此窗口范圍內，注入P型摻雜的二氟化硼，最終形成P插入層，P插入層注入能量范圍為10千電子伏～100千電子伏，摻雜濃度范圍為1×10¹¹/cm3～5×10¹³/cm³，并最終形成由不同擴散系數雜質共同構成的內嵌光電二極管結構，其形狀為開口向左的U型。

6.如權利要求4所述的像素結構生成方法，其特征是，若選擇同時使用擴散系數不同的N型摻雜組合，選擇范圍是氮、磷、砷、銻、鉍。

7.如權利要求4所述的像素結構生成方法，其特征是，P型插入層開口為向右，即由左側插入光電二極管N埋層。