[發(fā)明專(zhuān)利]CMOS圖像傳感器及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410172641.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105097850B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李杰;李文強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 格科微電子(上海)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 分類(lèi)號(hào): H01L27/146
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 鄭立柱

1.一種背照式CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述CMOS圖像傳感器包括：

光電二極管，通過(guò)在第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二導(dǎo)電類(lèi)型區(qū)域，從而形成光電二極管，其中，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型區(qū)域作為光生載流子收集區(qū)；

浮置擴(kuò)散區(qū)，形成于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體襯底內(nèi)，具有第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜；以及

傳輸晶體管，所述的傳輸晶體管的源極為所述光電二極管的所述第二導(dǎo)電類(lèi)型區(qū)域、漏極為所述浮置擴(kuò)散區(qū)；所述的傳輸晶體管還包括多晶硅柵極，所述多晶硅柵極覆蓋傳輸晶體管的傳輸溝道區(qū)域，并至少部分覆蓋所述光電二極管；所述多晶硅柵極采用非均勻摻雜，使得所述傳輸晶體管的溝道區(qū)內(nèi)的電勢(shì)呈階梯形分布，

其中所述傳輸晶體管還包括柵氧化層，所述傳輸晶體管的溝道區(qū)在與所述柵氧化層接觸的情況下從所述源極延伸至所述漏極，并且

其中非均勻摻雜的所述多晶硅柵極包括至少兩個(gè)柵極子區(qū)域，其中靠近所述光電二極管的第一柵極子區(qū)域具有第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s，所述第一柵極子區(qū)域至少部分覆蓋所述光電二極管，靠近所述浮置擴(kuò)散區(qū)的第二柵極子區(qū)域具有第二導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s，所述第二柵極子區(qū)域至少部分覆蓋所述傳輸晶體管的溝道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述傳輸晶體管還包括位于所述光電二極管的第二導(dǎo)電類(lèi)型區(qū)域與所述半導(dǎo)體襯底表面之間的具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的隔離區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述多晶硅柵極沿靠近所述浮置擴(kuò)散區(qū)經(jīng)過(guò)所述傳輸晶體管溝道至所述光電二極管依次包括：所述第二柵極子區(qū)域、第四柵極子區(qū)域具有第二導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜、第三柵極子區(qū)域具有第一導(dǎo)電類(lèi)型輕摻雜、所述第一柵極子區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述多晶硅柵極沿靠近所述浮置擴(kuò)散區(qū)至靠近所述光電二極管依次包括：所述第二柵極子區(qū)域、未經(jīng)摻雜的第三柵極子區(qū)域、所述第一柵極子區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的多晶硅柵極表面上還覆蓋有金屬硅化物層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述的第一導(dǎo)電類(lèi)型為P型，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型為N型。

7.一種背照式CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，包括：

在第一導(dǎo)電類(lèi)型摻雜半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)域，從而形成光電二極管，其中，所述第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜區(qū)域作為光生載流子收集區(qū)；

形成位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體襯底內(nèi)的浮置擴(kuò)散區(qū)，所述浮置擴(kuò)散區(qū)具有第二導(dǎo)電類(lèi)型摻雜；

形成傳輸晶體管，所述的傳輸晶體管的源極為所述光電二極管的所述第二導(dǎo)電類(lèi)型區(qū)域，漏極為所述浮置擴(kuò)散區(qū)；所述的傳輸晶體管還包括多晶硅柵極，所述多晶硅柵極覆蓋所述傳輸晶體管的溝道區(qū)，并至少部分覆蓋所述光電二極管，其中所述傳輸晶體管還包括柵氧化層，所述傳輸晶體管的溝道區(qū)在與所述柵氧化層接觸的情況下從所述源極延伸至所述漏極；

采用非均勻摻雜形成所述多晶硅柵極，使得沿靠近所述浮置擴(kuò)散區(qū)至靠近所述光電二極管的所述傳輸晶體管溝道區(qū)域中電勢(shì)呈階梯形分布；

形成位于所述襯底上表面的若干金屬互聯(lián)層；并且

其中非均勻摻雜的所述多晶硅柵極包括至少兩個(gè)柵極子區(qū)域，其中靠近所述光電二極管的第一柵極子區(qū)域具有第一導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s，所述第一柵極子區(qū)域至少部分覆蓋所述光電二極管，靠近所述浮置擴(kuò)散區(qū)的第二柵極子區(qū)域具有第二導(dǎo)電類(lèi)型重?fù)诫s，所述第二柵極子區(qū)域至少部分覆蓋所述傳輸晶體管的溝道。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，先形成所述傳輸晶體管其余部分，再形成位于所述第一導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體襯底內(nèi)的所述浮置擴(kuò)散區(qū)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CMOS圖像傳感器的形成方法，其特征在于，形成所述傳輸晶體管的步驟前，還包括：在所述光電二極管的所述第二導(dǎo)電類(lèi)型區(qū)域至所述半導(dǎo)體襯底表面之間形成具有第一導(dǎo)電類(lèi)型的隔離區(qū)。