[發明專利]圖像傳感器及其形成方法

在審

• 申請號: 201910360963.5
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110085612A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 魏代龍
• 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: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 武振華;吳敏

一種圖像傳感器及其形成方法，所述圖像傳感器包括：半導體襯底，所述半導體襯底具有光電感應單元；光電二極管組，位于所述光電感應單元內；控制柵極，位于所述光電感應單元，所述控制柵極自所述半導體襯底表面沿所述中心軸向所述半導體襯底內部延伸；多個第一浮置擴散區，所述第一浮置區域是指所述光電感應單元的圍繞所述控制柵極的部分；多個第二浮置擴散區，所述第二浮置區域是指所述光電感應單元的圍繞所述第一浮置區域的部分。本發明方案在減小器件面積和維持較高靈敏度的同時，可以通過利用第二浮置擴散區，有機會選擇適當的浮置擴散區以改變總電容大小。

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器及其形成方法。

背景技術

圖像傳感器是攝像設備的核心部件，通過將光信號轉換成電信號實現圖像拍攝功能。以CMOS圖像傳感器(CMOS Image Sensors，CIS)器件為例，由于其具有低功耗和高信噪比的優點，因此在各種領域內得到了廣泛應用。

在形成現有的CIS像素器件的過程中，通常先在半導體襯底內形成光電二極管(Photo Diode，PD)，在半導體襯底的表面形成控制柵極(Gate)，進而在控制柵極的另一側的半導體襯底內形成浮置擴散區(Floating Diffusion，FD)，其中，相鄰的像素器件可以共用該浮置擴散區。

然而，上述CIS的占用面積較大，且浮置擴散區的面積有限，導致生產成本較高。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種圖像傳感器及其形成方法，在減小器件面積和維持較高靈敏度的同時，可以通過利用第二浮置擴散區，有機會選擇適當的浮置擴散區以改變總電容大小。

為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種圖像傳感器，包括：半導體襯底，所述半導體襯底具有光電感應單元；光電二極管組，位于所述光電感應單元內，且所述光電二極管組中的多個光電二極管圍繞所述光電感應單元的中心軸分布；控制柵極，位于所述光電感應單元，所述控制柵極自所述半導體襯底表面沿所述中心軸向所述半導體襯底內部延伸；多個第一浮置擴散區，在第一浮置區域圍繞所述光電感應單元的中心軸分布，所述多個第一浮置擴散區與所述多個光電二極管一一對應，所述第一浮置區域是指所述光電感應單元的圍繞所述控制柵極的部分；多個第二浮置擴散區，在第二浮置區域圍繞所述光電感應單元的中心軸分布，所述多個第二浮置擴散區與所述多個第一浮置擴散區一一對應，所述第二浮置區域是指所述光電感應單元的圍繞所述第一浮置區域的部分。

可選的，所述圖像傳感器還包括：多個傳輸柵極，位于所述半導體襯底的表面，所述多個傳輸柵極與所述多個第二浮置擴散區一一對應，每個第二浮置擴散區位于對應的傳輸柵極一側的半導體襯底內，每個第二浮置擴散區對應的第一浮置擴散區位于對應的傳輸柵極的另一側的半導體襯底內。

可選的，所述第一浮置區域與所述第二浮置區域的面積之和小于等于所述光電感應單元的表面的面積，所述光電感應單元的表面平行于所述半導體襯底的表面。

可選的，所述控制柵極的頂部表面高于或齊平于所述半導體襯底的表面。

可選的，所述圖像傳感器還包括：隔離區，位于所述第一浮置擴散區與所述第二浮置擴散區之間。