[發明專利]一種CMOS圖像傳感器像素結構及其制備、使用方法

有效

• 申請號: 201811598009.1
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109599408B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 韓恒利;龔婧
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十四研究所
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 盧勝斌

1.一種CMOS圖像傳感器像素結構，所述像素結構包括P型襯底，其特征在于，所述P型襯底包括由下至上設置的P型光敏區、N型倍增區以及至少一個像元區域；所述像元區域位于P型襯底的頂部，所述像元區域上形成有深N阱電子通道，并連通至N型倍增區。

2.根據權利要求1所述的一種CMOS圖像傳感器像素結構，其特征在于，所述P型襯底形成的厚度為一微米至一毫米。

3.一種CMOS圖像傳感器像素結構的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

S1、根據探測所需的波長選擇合適摻雜濃度以及合適厚度的P型襯底；

S2、在所述P型襯底的頂部的形成有至少一個像元區域；

S3、通過擴散或摻雜的方式在P型襯底上形成N型倍增區和P型光敏區；

S4、采用注入或擴散的方式在像元區域制作深N阱，從而連通像元區域至倍增區。

4.根據權利要求3所述的一種CMOS圖像傳感器像素結構的制備方法，其特征在于，所述倍增區采用N型雜質進行摻雜，其摻雜濃度為1.0×10¹⁸/cm³至1.0×10²¹/cm³。

5.根據權利要求3所述的一種CMOS圖像傳感器像素結構的制備方法，其特征在于，所述光敏區采用P型雜質進行摻雜，其摻雜濃度為1.0×10¹³/cm³至1.0×10²¹/cm³。

6.根據權利要求3所述的一種CMOS圖像傳感器像素結構的制備方法，其特征在于，步驟S4中深N阱摻雜有N型雜質，其摻雜濃度在1.0×10¹¹/cm³至1.0×10¹⁸/cm³。

7.一種用于權利要求1或2所述的CMOS圖像傳感器像素結構的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步驟：

1）在光敏區施加-200V至0V范圍內的電壓，使得倍增區內形成10⁵V/cm以上的電場；

2）在光生載流子到達所述倍增區時，形成倍增，通過深N阱通道被收集并轉換成電壓輸出。