[發明專利]像素單元、圖像傳感器及其制造方法

在審

• 申請號: 201811402972.8
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109346496A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張超
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 張小穩

本公開涉及像素單元、圖像傳感器及其制造方法。根據本公開的一個方面，提供了一種像素單元，所述像素單元形成在半導體襯底中，所述像素單元包括：光電二極管，能夠響應于入射光而生成電荷；浮動擴散部，位于光電二極管的至少一部分之上；以及勢壘區，位于光電二極管與浮動擴散部之間，以將光電二極管和浮動擴散部隔離開；其中勢壘區被配置用于控制由光電二極管生成的電荷從光電二極管到浮動擴散部的傳輸。

技術領域

本公開整體地涉及電子器件，并且具體來說，涉及像素單元、圖像傳感器以及制造像素單元和圖像傳感器的方法。

背景技術

圖像傳感器常在電子設備諸如單反相機、普通數碼相機、攝像機、手機、汽車電子和計算機等等中用來捕獲圖像。本領域中一直存在對改善的圖像傳感器的需求。

發明內容

本公開的目的之一是提供像素單元、圖像傳感器和制造像素單元及圖像傳感器的方法。

根據本公開的一個方面，提供了一種像素單元，所述像素單元形成在半導體襯底中，所述像素單元包括：光電二極管，能夠響應于入射光而生成電荷；浮動擴散部，位于光電二極管的至少一部分之上；以及勢壘區，位于光電二極管與浮動擴散部之間，以將光電二極管和浮動擴散部隔離開；其中勢壘區被配置用于控制由光電二極管生成的電荷從光電二極管到浮動擴散部的傳輸。

根據本公開的另一方面，提供了一種圖像傳感器，所述圖像傳感器具有形成在半導體襯底中的像素單元陣列，所述像素單元陣列中的像素單元包括：光電二極管，能夠響應于入射光而生成電荷；浮動擴散部，位于光電二極管的至少一部分之上；以及勢壘區，位于光電二極管與浮動擴散部之間，以將光電二極管和浮動擴散部隔離開；其中勢壘區被配置用于控制由光電二極管生成的電荷從光電二極管到浮動擴散部的傳輸；以及其中圖像傳感器還包括多個隔離區，所述多個隔離區至少將像素單元陣列中的像素單元的光電二極管間隔開。

根據本公開的又一方面，提供了一種形成像素單元的方法，包括：提供具有第一導電類型的半導體襯底，所述半導體襯底具有主表面；在半導體襯底中形成具有與第一導電類型相反的第二導電類型的摻雜區，所述摻雜區和與摻雜區鄰接設置的半導體襯底的一部分形成光電二極管；形成具有第一導電類型的勢壘區，形成具有第二導電類型的浮動擴散部，其中，所述浮動擴散部被形成為位于摻雜區的至少一部分之上，并且勢壘區被形成為位于摻雜區與浮動擴散部之間，以將摻雜區與浮動擴散部隔離開。

根據本公開的又另一方面，提供了一種形成圖像傳感器的方法，包括：提供具有第一導電類型的半導體襯底，所述半導體襯底具有主表面；在半導體襯底中形成具有與第一導電類型相反的第二導電類型的摻雜區，所述摻雜區和與摻雜區鄰接設置的半導體襯底的至少一部分形成光電二極管；在半導體襯底中形成第一導電類型的多個隔離區，所述多個隔離區從半導體襯底的主表面延伸到比摻雜區更深的位置以將所述光電二極管間隔為多個光電二極管；形成與多個光電二極管對應地設置的具有第一導電類型的多個勢壘區，形成與多個光電二極管對應地設置的具有第二導電類型的多個浮動擴散部，其中所述多個浮動擴散部中的各浮動擴散部被形成為位于相應的光電二極管的摻雜區的至少一部分之上，并且多個勢壘區中的各勢壘區被形成為位于對應的光電二極管的摻雜區與對應的浮動擴散部之間，以將對應的摻雜區與對應的浮動擴散部隔離開。

通過以下參照附圖對本公開的示例性實施例的詳細描述，本公開的其它特征及其優點將會變得更為清楚。

附圖說明

構成說明書的一部分的附圖描述了本公開的示例性實施例，并且連同說明書一起用于解釋本公開的原理。

參照附圖，根據下面的詳細描述，可以更加清楚地理解本公開，其中：

圖1示出了典型的CMOS 4T有源像素傳感器(APS)單元的一部分的示意圖，其中傳輸晶體管包括表面溝道。

圖2示出了根據本公開的一個或多個示例性實施例的像素單元的一部分的簡化的示意性截面圖。