[發明專利]防止圖像彌散的圖像傳感器及其制作方法

有效

• 申請號: 201410404748.8
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104134677B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 郭同輝;曠章曲
• 申請（專利權）人: 北京思比科微電子技術股份有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司11260
• 代理人: 鄭立明,趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種圖像傳感器，尤其涉及一種防止圖像彌散的圖像傳感器及其制作方法。

背景技術

圖像傳感器已經被廣泛地應用于數碼相機、移動手機、醫療器械、汽車和其他應用場合。特別是制造CMOS(互補型金屬氧化物半導體)圖像傳感器技術的快速發展，使人們對圖像傳感器的輸出圖像品質有了更高的要求。

現有技術中的圖像傳感器芯片，所采集到圖像中的亮點或亮線區域會大于實際物象尺寸。例如，所拍照的相片中含有發光強烈的太陽、汽車頭燈、白熾燈或反光強烈的亮光物象時，這些物象會大于實際尺寸，太陽和燈光等亮光區域變得比實際尺寸大的多，這種現象在圖像領域被稱為圖像彌散。

現有技術中的圖像傳感器，其像素部分的切面示意圖如圖1所示，101為光電二極管，102和103為相鄰的光電二極管，光電二極管置于半導體P型半導體基體中，104為隔離光電二極管作用的P型阱區，STI為淺槽隔離區。

上述技術方案存在的缺陷是：

當光電二極管101受到強光照射，101阱內因電荷太滿而溢出到P型半導體基體中，溢出的過多電荷會繞過P型阱104區，進而漂移到臨近的光電二極管102和103阱內，即102和103受到了101的電荷串擾；當102或103因為101的電荷串擾而飽和后，102左側的光電二極管或103右側的光電二極管也會受到102或103的電荷串擾，進而彌散開來。這將使受到串擾的像素信號不能反映真實光照，引起飽和像素數量比實際增多，并且會造成圖像顏色失真，此現象稱為圖像彌散現象。所以，存在圖像彌散現象的圖像傳感器，不能正確采集到強光物體臨近的物體信息，因此降低了圖像的質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種圖像質量高的防止圖像彌散的圖像傳感器及其制作方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的防止圖像彌散的圖像傳感器，包括感光像素陣列，所述感光像素陣列中的每個像素包含置于半導體基體中的N型光電二極管，所述感光像素陣列區域設置N型導電層，所述N型導電層位于所述光電二極管的下方，所述感光像素陣列周圍設置有抽取電荷N型區，所述抽取電荷N型區與所述N型導電層相互連接。

本發明的上述的防止圖像彌散的圖像傳感器的制作方法，所述制作方法在多晶硅工藝之前，包括如下步驟：

A、在氧氣環境下，高溫加熱，在裸露的硅表面生成犧牲氧化層，此氧化層厚度為10nm～15nm；

B、第一次旋涂光刻膠并顯影，在預定區域開口；

C、第一次N型離子注入，在半導體基體內部形成電荷導電層，電荷導電層在半導體基體中的垂直寬度為0.1um～0.5um，深度至少為1um，N型離子濃度至少為1.5E+15Atom/cm³；

D、第一次清洗光刻膠，將硅表面上的光刻膠全部去掉；

E、第二次旋涂光刻膠并顯影，在預定區域開口；

F、第二次N型離子注入，形成抽取電荷N型區，抽取電荷N型區的N型離子濃度至少7E+16Atom/cm³。

G、第二次清洗光刻膠，將硅表面上的光刻膠全部去掉；

H、干法離子刻蝕，將硅表面上的犧牲氧化層去掉。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的防止圖像彌散的圖像傳感器及其制作方法，由于所述圖像傳感器感光像素陣列中設置了N型導電層，像素陣列周圍設置了抽取電荷N型區，光電二極管飽和時的外溢電荷被光電二極管底部的導電層吸收，進而通過抽取電荷N型區被抽離感光像素區域，所以外溢電荷不會串擾到臨近像素的光電二極管中。因此，通過采用本發明的圖像傳感器，可防止圖像彌散現象的發生，提高圖像的質量。

附圖說明

圖1為現有技術中的圖像傳感器像素陣列中的光電二極管及其周圍的切面示意圖；

圖2中a區為本發明實施例中的圖像傳感器像素陣列中的光電二極管及其周圍的切面示意圖；

圖2中b區為本發明實施例中的圖像傳感器像素陣列周圍的切面示意圖；

圖3為本發明實施例中的圖像傳感器像素陣列及其周圍的平面示意圖；

圖4為本發明實施例中的圖像傳感器制作工藝中的高溫氧化步驟示意圖；

圖5為本發明實施例中的圖像傳感器制作工藝中的第一次旋涂光刻膠并顯影步驟的示意圖；

圖6為本發明實施例中的圖像傳感器制作工藝中的第一次N型離子注入步驟示意圖；

圖7為本發明實施例中的圖像傳感器制作工藝中的第一次清洗光刻膠步驟示意圖；