[發明專利]一種CMOS圖像傳感器像素結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201910816107.6
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110534537B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 楊翠;彭國良;陳育良;毛維;張建奇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種CMOS圖像傳感器像素結構，包括:襯底(1)、外延層(2)、淺溝槽隔離層(3)、柵氧化層(4)、多晶硅柵(5)、鈍化層(6)，襯底(1)的下面淀積有漏極(11)，外延層(2)的右上角淀積有源極(10)，多晶硅柵(5)的上面淀積有泵柵電極(8)和傳輸柵電極(9)，泵柵電極(8)和傳輸柵電極(9)的上面淀積有像素互聯金屬(7)，并在外延層(2)上設有電荷存儲區(21)、光電響應區域(22)和閾值電壓調整區(23)，其特征在于：

所述的電荷存儲區(21)，由預存儲節點(211)、預存儲節點保護隔離(212)和浮空擴散節點(213)構成，且預存儲節點(211)在預存儲節點保護隔離(212)的上部；

所述的光電響應區域(22)，由鉗位層(221)、勢壘調整層(222)、P型阱區(223)和光電二極管的N型區(224)構成，且鉗位層(221)在勢壘調整層(222)的上部，P型阱區(223)在光電二極管的N型區(224)的兩側；

所述的閾值電壓調整區(23)，由N型溝道調整層(231)和P型溝道調整層(232)構成，且N型溝道調整層(231)在P型溝道調整層(232)的左側；

所述的多晶硅柵(5)，由泵柵(51)和傳輸柵(52)構成，且泵柵(51)位于P型溝道調整層(232)的上部，傳輸柵(52)位于N型溝道調整層(231)的上部。

2.根據權利要求1所述的結構，其特征在于，預存儲節點(211)的雜質濃度x與預存儲節點保護隔離(212)的雜質濃度y之間的關系：y＝|3×10¹³ln(x)-9×10¹⁴|，且雜質濃度范圍為1×10¹¹＜x＜5×10¹⁴，雜質濃度單位：cm^-3。

3.根據權利要求1所述的結構，其特征在于：

所述鉗位層(221)的結深a為0.1μm～0.2μm；

所述光電二極管的N型區(224)的結深b為1.0μm～2.0μm。

4.根據權利要求1所述的結構，其特征在于：

所述泵柵(51)的長度c為0.8μm～2.0μm，厚度d為0.2μm～0.3μm；

所述傳輸柵(52)的長度e為0.4μm～1.0μm，厚度f為0.2μm～0.3μm。

5.根據權利要求1所述的結構，其特征在于：

所述P型阱區(223)，由浮空擴散節點保護隔離層(2231)、傳輸柵閾值調整層(2232)和P型阱(2233)三部分構成，該浮空擴散節點保護隔離層(2231)位于傳輸柵閾值調整層(2232)的上部，該傳輸柵閾值調整層(2232)位于P型阱(2233)的上部；

所述光電二極管的N型區(224)，由傾斜注入區(2241)和非傾斜注入區(2242)兩部分構成，且傾斜注入區(2241)位于非傾斜注入區(2242)的上部。