[發明專利]圖像傳感器的像素單元及其形成方法

有效

• 申請號: 201410084191.4
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103811510A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 饒金華;張克云
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H01L21/8238
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

1.一種圖像傳感器的像素單元，其特征在于，包括：

襯底；

位于襯底內的光電二極管、第一浮置擴散區和第二浮置擴散區，所述光電二極管、第一浮置擴散區和第二浮置擴散區相互分立；

位于襯底表面的第一柵極結構，所述第一柵極結構具有第一端和第二端，所述第一柵極結構的第一端位于光電二極管和第一浮置擴散區之間，用于構成傳輸晶體管，所述第一柵極結構的第二端位于第一浮置擴散區和第二浮置擴散區之間，用于構成控制晶體管，所述傳輸晶體管的閾值電壓低于控制晶體管的閾值電壓，所述傳輸晶體管和控制晶體管共用柵極信號；

位于襯底表面的復位晶體管，用于使第一浮置擴散區和第二浮置擴散區復位。

2.如權利要求1所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，所述傳輸晶體管和控制晶體管為NMOS晶體管；所述傳輸晶體管的源極與光電二極管連接，所述傳輸晶體管的漏極與第一浮置擴散區連接；所述控制晶體管的源極與第一浮置擴散區連接，所述控制晶體管的漏極與第二浮置擴散區連接。

3.如權利要求1所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，所述第一柵極結構包括：位于襯底表面的第一柵介質層、以及位于第一柵介質層表面的第一柵極，所述第一柵極與傳輸信號連接。

4.如權利要求1所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，所述復位晶體管包括第一復位晶體管和第二復位晶體管，所述第一復位晶體管用于復位第一浮置擴散區，所述第二復位晶體管用于復位第二浮置擴散區。

5.如權利要求4所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，所述襯底表面具有第二柵極結構，所述第二柵極結構具有第一端和第二端，所述第二柵極結構的第一端用于構成第一復位晶體管，所述第二柵極結構的第二端用于構成第二復位晶體管。

6.如權利要求5所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，所述第二柵極結構包括：位于襯底表面的第二柵介質層、以及位于第二柵介質層表面的第二柵極，所述第二柵極與復位信號連接。

7.如權利要求4所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，所述第一復位晶體管和第二復位晶體管為NMOS晶體管；所述第一復位晶體管的源極與第一浮置擴散區連接，所述第一復位晶體管的漏極與高電平連接；所述第二復位晶體管的源極與第二浮置擴散區連接，所述第二復位晶體管的漏極與高電平連接。

8.如權利要求1所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，還包括：源跟隨晶體管，用于放大輸出信號，所述源跟隨晶體管的柵極與第一浮置擴散區連接，所述源跟隨晶體管的源極和漏極分別與輸出端和高電平連接。

9.如權利要求8所述的圖像傳感器的像素單元，其特征在于，還包括：位于源跟隨晶體管和輸出端之間的選擇晶體管，用于選擇輸出信號，所述選擇晶體管的柵極與選擇信號連接，所述選擇晶體管的源極和漏極分別與源跟隨晶體管的源極和輸出端連接。

10.一種如權利要求1至9任一項所述圖像傳感器的像素單元的形成方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底內形成光電二極管、第一浮置擴散區和第二浮置擴散區；

在襯底表面形成第一柵極結構，所述第一柵極結構的第一端位于光電二極管和第一浮置擴散區之間，用于構成傳輸晶體管，所述第一柵極結構的第二端位于第一浮置擴散區和第二浮置擴散區之間，用于構成控制晶體管；

在所述襯底內和表面形成復位晶體管，用于使第一浮置擴散區和第二浮置擴散區復位。