[發明專利]一種CMOS圖像傳感器及其制備方法

在審

• 申請號: 202210654955.3
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN115084298A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 呂堅;馮燕;楊勝洲;劉佳燦;闕隆成
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L31/0352
• 分類號: H01L31/0352;H01L27/146
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 宋海霞

1.一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，包括位于襯底上的鉗位光電二極管和轉移晶體管；

所述鉗位光電二極管包括P型外延層以及多個像素單元，所述像素單元包括：N型埋層、P型鉗位層和P型埋層；

P型埋層由至少兩個P型子埋層交疊分布，多個N型埋層將P型埋層包裹在內，P型鉗位層形成于N型埋層的上方；

P型外延層將P型鉗位層和N型埋層包裹在內。

2.根據權利要求1所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，至少兩個P型子埋層縱向交疊分布構成P型埋層，N型埋層包裹在P型埋層的四周。

3.根據權利要求2所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述N型埋層包括至少一個橫向N型子埋層和至少四個縱向N型子埋層，縱向N型子埋層沿P型埋層四周分布，橫向N型子埋層分布在縱向N型子埋層的右側。

4.根據權利要求3所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述P型埋層形成的截面為矩形，P型埋層和縱向N型子埋層形成的截面為矩形，P型鉗位層、N型埋層和P型埋層形成的截面為矩形。

5.根據權利要求3所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，

P型埋層的摻雜濃度大于P型外延層的摻雜濃度；

P型鉗位層的摻雜濃度大于P型埋層的摻雜濃度；

橫向N型子埋層的摻雜濃度大于縱向N型子埋層的摻雜濃度；

位于P型埋層頂部的縱向N型子埋層摻雜濃度大于位于P型埋層兩側的縱向N型子埋層的摻雜濃度；

位于P型埋層兩側的縱向N型子埋層摻雜濃度相等；

位于P型埋層兩側的縱向N型子埋層摻雜濃度大于位于P型埋層底部的縱向N型子埋層摻雜濃度。

6.根據權利要求5所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，P型鉗位層和P型子埋層的摻雜濃度為1.0*10¹¹cm^-3～9.0*10¹²cm^-3；

橫向N型子埋層和縱向N型子埋層的摻雜濃度為1.0*10¹¹cm^-3～1.0*10¹³cm^-3。

7.根據權利要求1所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，還包括柵介質層和隔離結構，P型外延層底部排布在襯底上，隔離結構包圍在P型外延層兩側，柵介質層覆蓋在P型外延層和隔離結構頂部。

8.根據權利要求1所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，所述轉移晶體管包括：柵極、漏極和源極，所述鉗位光電二極管與轉移晶體管的源極連接。

9.根據權利要求7所述的一種CMOS圖像傳感器，其特征在于，柵介質層與隔離結構連接處設置有浮空節點。

10.一種制備權利要求1-9任意一項所述CMOS圖像傳感器的方法，其特征在于，包括步驟：

步驟一：提供一P型摻雜的襯底；

步驟二：在所述P型摻雜的襯底上形成鉗位光電二極管和轉移晶體管；所述鉗位光電二極管包括P型外延層以及多個像素單元，所述像素單元包括：N型埋層、P型鉗位層和P型埋層；P型埋層由至少兩個P型子埋層交疊分布，多個N型埋層將P型埋層包裹在內，P型鉗位層形成于N型埋層的上方；P型外延層將P型鉗位層和N型埋層包裹在內；

步驟三：將轉移晶體管與鉗位光電二極管連接，所述轉移晶體管包括柵極、漏極和源極，且轉移晶體管的源極與鉗位光電二極管連接。