專(zhuān)利名稱(chēng)：圖像傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像傳感器及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖像傳感器是一種用于將光圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的半導(dǎo)體器件。圖像傳感
器可劃分為電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS)圖像傳感器(CIS)。
通常，CIS采用金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管以切換方式依次檢測(cè) 輸出。根據(jù)采用控制電路與信號(hào)處理電路作為外圍電路的CMOS技術(shù)，MOS 晶體管的數(shù)量與像素的數(shù)量一致。
通常，CIS包含用于接收光和產(chǎn)生光電荷的光電二極管以及根據(jù)單位像 素排列的MOS晶體管。
MOS晶體管可包含轉(zhuǎn)移晶體管、復(fù)位晶體管、存取晶體管、以及選擇晶 體管。轉(zhuǎn)移晶體管將產(chǎn)生在連接的光電二極管中的光電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴(kuò)散 區(qū)。復(fù)位晶體管將浮置擴(kuò)散區(qū)的電位設(shè)置到預(yù)定的電平，并通過(guò)將光電荷放 電來(lái)復(fù)位浮置擴(kuò)散區(qū)。存取晶體管充當(dāng)源極跟隨緩沖放大器，其中將浮置擴(kuò) 散區(qū)的電壓施加到柵極。通過(guò)切換操作，選擇晶體管執(zhí)行尋址。
通常，轉(zhuǎn)移晶體管包含柵極、用于運(yùn)送電荷的溝道、以及作為浮置擴(kuò) 散區(qū)的漏極(下文中，將漏極稱(chēng)為浮置擴(kuò)散區(qū))。
在轉(zhuǎn)移晶體管的通常操作中，當(dāng)光入射到光電二極管時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光電荷， 并且開(kāi)啟轉(zhuǎn)移晶體管的柵極。然后，降低由溝道控制的閾值電壓，并且將產(chǎn) 生在光電二極管中的光電荷通過(guò)溝道移動(dòng)到浮置擴(kuò)散區(qū)。
隨著CIS變得日益集成化，單位像素的尺寸減少了并且光響應(yīng)區(qū)(即， 光電二極管)的尺寸也減少了。
通過(guò)光電二極管結(jié)區(qū)的高電場(chǎng)，常常產(chǎn)生漏電流。
因此，需要通過(guò)改變圖像傳感器的光電二極管的結(jié)構(gòu)來(lái)改善暗態(tài)漏電流的特性，使得在不影響電荷轉(zhuǎn)移效率的情況下，可以減小光電二極管的電場(chǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供一種圖像傳感器及其制造方法，該圖像傳感器能夠 減小光電二極管中的結(jié)區(qū)的電場(chǎng)，從而抑制漏電流，改善光電二極管的性能。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖像傳感器可包括柵極，位于半導(dǎo)體襯底上；溝道 區(qū)，位于所述柵極下方的所述半導(dǎo)體襯底中；第一p-型慘雜區(qū)，位于所述柵 極的第一側(cè)并且與所述溝道區(qū)相鄰；第二p-型摻雜區(qū)，位于所述第一p-型摻 雜區(qū)下方并且與所述柵極間隔開(kāi)；n-型摻雜區(qū)，位于所述半導(dǎo)體襯底中，其 中至少一部分所述n-型摻雜區(qū)位于所述第二 p-型摻雜區(qū)下方；以及浮置擴(kuò)散 區(qū)，位于所述柵極的第二側(cè)。
在另一實(shí)施例中， 一種圖像傳感器的制造方法可包括如下步驟在半導(dǎo) 體襯底中形成溝道區(qū)；在所述溝道區(qū)上形成柵極；在所述柵極的第一側(cè)形成 第一p-型摻雜區(qū)；在所述第一p-型摻雜區(qū)下方形成第二p-型摻雜區(qū)，其中所 述第二 p-型摻雜區(qū)與所述柵極間隔開(kāi)；在所述半導(dǎo)體襯底中形成n-型摻雜 區(qū)，其中至少一部分所述n-型摻雜區(qū)位于所述第二p-型摻雜區(qū)下方；以及在
所述柵極的第二側(cè)形成浮置擴(kuò)散區(qū)。
本發(fā)明能夠減小光電二極管中的結(jié)區(qū)的電場(chǎng)，抑制漏電流，改善光電二 極管的性能。
在附圖和以下的描述中將闡述一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。根據(jù)具體實(shí)施 方式和附圖以及權(quán)利要求書(shū)，本發(fā)明的其它特征對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將 變得清楚。


圖1至圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的制造工藝的橫截面 視圖。
圖6中的(a)是示出摻雜濃度與摻雜深度的關(guān)系曲線的圖表。 圖6中的(b)是示出電場(chǎng)與摻雜深度的關(guān)系曲線的圖表。
具體實(shí)施例方式
5當(dāng)此處使用術(shù)語(yǔ)"上"或"上方"或"其上"時(shí)，如果涉及層、區(qū)、圖 案或結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解，該層、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)直接在另一個(gè)層或結(jié)構(gòu)上，或 者也可以存在中間層、中間區(qū)、中間圖案或中間結(jié)構(gòu)。當(dāng)此處使用術(shù)語(yǔ)"下" 或"下面"時(shí)，如果涉及層、區(qū)、圖案或結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解，該層、區(qū)、圖案 或結(jié)構(gòu)直接在另一個(gè)層或結(jié)構(gòu)下，或者也可以存在中間層、中間區(qū)、中間圖 案或中間結(jié)構(gòu)。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的橫截面視圖。
圖像傳感器可包括柵極50、溝道區(qū)40、第一p-型摻雜區(qū)60、第二p-型摻雜區(qū)70、 n-型摻雜區(qū)80、以及浮置擴(kuò)散區(qū)100。柵極50可設(shè)置在半導(dǎo) 體襯底10上，溝道區(qū)40可設(shè)置在位于柵極50下的半導(dǎo)體襯底IO中。第一 p-型摻雜區(qū)60可設(shè)置在柵極50的一側(cè)并且鄰近和接觸溝道區(qū)40。第二 p-型摻雜區(qū)70可以與柵極50相間隔，并且設(shè)置在第一 p-型摻雜區(qū)60下。
可在第一 p-型摻雜區(qū)60和第二 p-型摻雜區(qū)70下設(shè)置n-型摻雜區(qū)80。 可在柵極50的與第一 p-型摻雜區(qū)60相對(duì)的一側(cè)設(shè)置浮置擴(kuò)散區(qū)100。
在實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底10可為重?fù)诫s的，型^++)襯底?？稍诎雽?dǎo)體 襯底10上設(shè)置輕摻雜的p-型層(p-Epi)。該p-Epi層可通過(guò)執(zhí)行外延工藝而形 成。
可在柵極50的一側(cè)設(shè)置光電二極管(PD)，包括第一p-型摻雜區(qū)60、 第二 p-型摻雜區(qū)70、以及n-型摻雜區(qū)80?？稍跂艠O50的另一側(cè)設(shè)置浮置擴(kuò) 散區(qū)100。
可設(shè)置第一p-型摻雜區(qū)60以使其接觸溝道區(qū)40。在實(shí)施例中，第二p-型摻雜區(qū)70可以與柵極50間隔開(kāi)并且設(shè)置在第一 p-型摻雜區(qū)60下方，以 與第一 p-型摻雜區(qū)60具有階梯式結(jié)構(gòu)?？稍诎ǖ谝?p-型摻雜區(qū)60與第二 p-型慘雜區(qū)70的半導(dǎo)體襯底10的深區(qū)中設(shè)置n-型摻雜區(qū)80，使得n-型摻雜 區(qū)80設(shè)置在第一p-型摻雜區(qū)60與第二p-型摻雜區(qū)70下方。此外，n-型摻 雜區(qū)80可延伸至位于溝道區(qū)40下方的區(qū)。
這樣，光電二極管可以具有PNP結(jié)構(gòu)。雖然通過(guò)實(shí)例描述了 PNP光電 二極管，但本發(fā)明的實(shí)施例并不局限于此。
在實(shí)施例中，第一^型摻雜區(qū)60可由高濃度，型雜質(zhì)^++)形成，第二 p-型摻雜區(qū)70可由低濃度p-型雜質(zhì)(p—)形成。例如，第一 p-型摻雜區(qū)60與第
6二 p-型摻雜區(qū)70分別可包含BF2或硼(B)離子，n-型摻雜區(qū)80可包含砷(As) 或磷(P)離子。
在實(shí)施例中，設(shè)置在第一p-型摻雜區(qū)60下方的第二p-型慘雜區(qū)70的寬 度可以小于第一p-型摻雜區(qū)60的寬度。也就是說(shuō)，第二p-型摻雜區(qū)70可與 柵極50間隔開(kāi)，并且與第一p-型摻雜區(qū)60具有階梯式結(jié)構(gòu)。同樣，第二p-型摻雜區(qū)70的深度比第一 p-型摻雜區(qū)60的深度大出約2倍至約10倍。
這樣，可在n-型摻雜區(qū)80與第一 p-型摻雜區(qū)60之間設(shè)置輕摻雜的第二 p-型摻雜區(qū)70，以形成光電二極管的頂部結(jié)區(qū)并且減少頂部結(jié)電場(chǎng)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器可以包括階梯式結(jié)構(gòu)的光電二極管的 p-型摻雜區(qū)，所以可在保持從光電二極管到轉(zhuǎn)移晶體管的溝道的轉(zhuǎn)移特性的 同時(shí)，減少光電二極管的頂部結(jié)電場(chǎng)。這樣，可將由于高電場(chǎng)而發(fā)生的光電 二極管的異常漏電流最小化。這能夠改善暗噪聲或噪點(diǎn)(hotpixel)特性。
現(xiàn)在將參照?qǐng)D1至圖5描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像傳感器的制造方法。
參見(jiàn)圖1，可在半導(dǎo)體襯底10上形成柵極50。
半導(dǎo)體襯底10可為重?fù)诫s的，型襯底( ++)，而且，在實(shí)施例中，可在 半導(dǎo)體襯底10上執(zhí)行外延工藝以形成輕摻雜的p-型層(p-Epi)。
可形成器件隔離層20，以在半導(dǎo)體襯底10的預(yù)定區(qū)中定義有源區(qū)和場(chǎng) 區(qū)。器件隔離層20可通過(guò)任意本領(lǐng)域公知的適合的工藝形成，例如，淺溝 槽隔離(STI)工藝。
半導(dǎo)體襯底10可以包括第一 p-型阱區(qū)31和第二 p-型阱區(qū)32。第一 p-型阱區(qū)31可與位于柵極50 —側(cè)的器件隔離層20相鄰。第二 p-型阱區(qū)32可 形成在位于柵極相對(duì)側(cè)的半導(dǎo)體襯底10上。在實(shí)施例中，可在柵極50下 方形成一部分第二p-型阱區(qū)。
為了控制閾值電壓并且能夠移動(dòng)電荷，可在半導(dǎo)體襯底10的表面注入 雜質(zhì)離子以形成溝道區(qū)40。
柵極50可形成在位于由器件隔離層20定義的有源區(qū)中的半導(dǎo)體襯底10 上?？刹捎萌我獗绢I(lǐng)域公知的適合工藝形成柵極50，例如通過(guò)沉積和圖案化 柵極電介質(zhì)和柵極導(dǎo)電層來(lái)形成柵極50。例如，可以以包含多晶硅、金屬(例 如鉤)和金屬硅化物的單層或多層結(jié)構(gòu)形成柵極導(dǎo)電層。參見(jiàn)圖2，可在柵極50的一側(cè)形成第一 p-型摻雜區(qū)60?？赏ㄟ^(guò)注入高 濃度(p—)的p-型慘雜劑形成第一 p-型摻雜區(qū)60。例如，通過(guò)注入高濃度的 BF2或B離子可以形成第一 p-型摻雜區(qū)60。
在實(shí)施例中，可通過(guò)先形成暴露半導(dǎo)體襯底10的位于柵極50 —側(cè)的部 分的光致抗蝕劑圖案200，之后采用光致抗蝕劑圖案200作為離子注入掩模 執(zhí)行離子注入工藝，來(lái)形成第一p-型摻雜區(qū)60。當(dāng)執(zhí)行離子注入工藝時(shí)，可 以在半導(dǎo)體襯底10中注入高濃度p-型摻雜劑。在離子注入工藝的過(guò)程中， 可以使用大約為0°至15。的傾斜角。
在特定實(shí)施例中，可以通過(guò)以大約為10keV至40keV的注入能量注入 BF2離子，來(lái)形成第一p-型摻雜區(qū)60。
因此，可在半導(dǎo)體襯底10表面的淺區(qū)中形成第一 p-型摻雜區(qū)60。
參見(jiàn)圖3，可在第一 p-型摻雜區(qū)60下方形成第二 p-型摻雜區(qū)70。
可通過(guò)注入低濃度(p-)的p-型摻雜劑形成第二 p-型摻雜區(qū)70。也就是說(shuō)， 第二p-型摻雜區(qū)70中的雜質(zhì)濃度可低于第一p-型摻雜區(qū)60中的雜質(zhì)濃度。 例如，通過(guò)注入低濃度的BF2或B離子，可形成第二p-型摻雜區(qū)70。在實(shí) 施例中，可以比第一 p-型摻雜區(qū)60的深度大出約2倍至約10倍的深度形成 第二p-型摻雜區(qū)70。
在實(shí)施例中，可采用光致抗蝕劑圖案200作為離子注入掩模，通過(guò)離子 注入工藝，形成第二p-型摻雜區(qū)70。當(dāng)執(zhí)行離子注入工藝時(shí)，可在半導(dǎo)體襯 底10中注入低濃度的p-型摻雜劑。在離子注入工藝的過(guò)程中，可使用大約 10。至45。的傾斜角。此處，光致抗蝕劑圖案200可以是用于第一p-型摻雜區(qū) 60的光致抗蝕劑圖案200。
在特定實(shí)施例中，可通過(guò)以約60 keV至約160 keV的注入能量和約 0.5xl012cm—2至約3xl(^cm-2的摻雜劑量注入BF2離子，來(lái)形成第二 p-型摻 雜區(qū)70。
在替代實(shí)施例中，可通過(guò)以約15keV至約20keV的注入能量和約 0.5xl012 cnf2至3xl012 cm—2的摻雜劑量注入B離子，來(lái)形成第二 p-型摻雜區(qū) 70。
由于可采用比第一 p-型摻雜區(qū)60更大的能量在第二 p-型摻雜區(qū)70上執(zhí) 行離子注入工藝，所以第二p-型摻雜區(qū)70可形成在第一p-型摻雜區(qū)60下方。在某些實(shí)施例中，p-型摻雜分布可具有有助于減小電場(chǎng)強(qiáng)度的階梯式形狀。
同樣，由于通過(guò)具有傾斜角的離子注入工藝形成第二p-型摻雜區(qū)70，所 以第二p-型摻雜區(qū)70可與柵極50的邊緣間隔開(kāi)。也就是說(shuō)，在某些實(shí)施例 中，由于通過(guò)具有約10。至約45。的傾斜角的離子注入工藝來(lái)形成第二p-型摻 雜區(qū)70，所以第二p-型摻雜區(qū)70可與柵極50相間隔。因此，這使得能夠改 善溝道區(qū)40和隨后形成的n-型摻雜區(qū)80之間的電荷轉(zhuǎn)移特性。例如，在一 實(shí)施例中，第二p-型摻雜區(qū)70與柵極50之間的空隙可形成為約0.05pm至 約0.25 jim。
參見(jiàn)圖4，可在位于第一 p-型摻雜區(qū)60和第二 p-型摻雜區(qū)70下方的半 導(dǎo)體襯底10中形成n-型摻雜區(qū)80。通過(guò)注入n-型雜質(zhì)(nO)可形成n-型摻雜 區(qū)80。例如，通過(guò)注入As或P離子可形成n-型摻雜區(qū)80?？稍诎雽?dǎo)體襯 底10的比第二 p-型摻雜區(qū)70更深的區(qū)中形成n-型摻雜區(qū)80。
在實(shí)施例中，可采用光致抗蝕劑圖案200作為離子注入掩模，通過(guò)離子 注入工藝，形成n-型摻雜區(qū)80。在離子注入工藝的過(guò)程中，可以以約0。至 約15。的傾斜角將n-型摻雜劑注入到半導(dǎo)體襯底10中。例如，可通過(guò)以比第 二 p-型摻雜區(qū)70高出約2倍至約10倍的注入能量執(zhí)行離子注入工藝，形成 n-型摻雜區(qū)80。因此，n-型摻雜區(qū)80可形成在半導(dǎo)體襯底IO的深區(qū)中。光 致抗蝕劑圖案200可為形成第一 p-型摻雜區(qū)60和/或第二 p-型摻雜區(qū)70時(shí) 所使用的光致抗蝕劑圖案200。
如上所述，可形成包括第一 p-型摻雜區(qū)60、第二 p-型摻雜區(qū)70、 n-型 摻雜區(qū)80以及半導(dǎo)體襯底10的PNP光電二極管。第二 p-型摻雜區(qū)70可形 成在第一p-型摻雜區(qū)60與n-型摻雜區(qū)80之間，以幫助減小結(jié)電場(chǎng)。雖然通 過(guò)實(shí)例描述了 PNP光電二極管，但本發(fā)明的實(shí)施例并不局限于此。
因此，盡管已經(jīng)描述了順序形成第一 p-型摻雜區(qū)60、第二 p-型摻雜區(qū) 70以及n-型摻雜區(qū)80的方法，但本發(fā)明的實(shí)施例并不局限于此。例如，可 在第一p-型摻雜區(qū)60之前形成第二p-型摻雜區(qū)70和n-型摻雜區(qū)80。在另 一實(shí)施例中，可在形成n-型摻雜區(qū)80和第一 p-型摻雜區(qū)60之后形成第二 p-型摻雜區(qū)70。
雖然未示出，但在一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)由后續(xù)工藝形成間隔件90，然 后采用間隔件90作為離子注入掩模執(zhí)行離子注入工藝，來(lái)設(shè)置第二 p-型摻
9雜區(qū)70。這樣，第二 p-型摻雜區(qū)70可與柵極50相間開(kāi)，并且與第一 p-型 摻雜區(qū)60具有階梯式結(jié)構(gòu)。同樣，可省略用于形成第二 p-型摻雜區(qū)70的額 外掩模工藝，從而簡(jiǎn)化工藝。
參見(jiàn)圖5，可在柵極50的側(cè)壁上形成間隔件90，并且可形成浮置擴(kuò)散 區(qū)100以接收位于柵極50的一側(cè)上的光電二極管中所產(chǎn)生的光電子。在實(shí) 施例中，可形成暴露半導(dǎo)體襯底10位于柵極50 —側(cè)的一部分的光致抗蝕劑 圖案(未示出)，之后采用光致抗蝕劑圖案作為離子注入掩模以形成LDD 區(qū)。其后，可去除光致抗蝕劑圖案，在柵極50的側(cè)壁上形成間隔件卯。然 后，可在柵極50的該側(cè)注入高濃度的n-型雜質(zhì)，以形成浮置擴(kuò)散區(qū)IOO。
圖6中的(a)是示出摻雜濃度與摻雜深度的關(guān)系曲線的圖表。x軸代表 摻雜深度，y軸代表雜質(zhì)的摻雜濃度。圖6中的(b)是示出電場(chǎng)與摻雜深度 的關(guān)系曲線的圖表。xl軸代表?yè)诫s深度，yl軸代表雜質(zhì)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
參見(jiàn)圖6中的(a)，參數(shù)值8表示n-型摻雜區(qū)的分布，參數(shù)值6表示 p-型摻雜區(qū)的分布，參數(shù)值5表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由n-型和p-型摻雜區(qū) 形成的網(wǎng)狀摻雜分布(net d叩ing profile)(其中(n-型摻雜分布)+ (p-型 摻雜分布)=(網(wǎng)狀變化))。特別地，p-型摻雜區(qū)的分布具有和第一 p-型 摻雜區(qū)60和第二p-型摻雜區(qū)70—致的階梯式形狀。因此，網(wǎng)狀摻雜分布也 顯示為階梯式形狀。
參見(jiàn)圖6中的(b)，參數(shù)值600和700分別表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 光電二極管的電場(chǎng)特性和現(xiàn)有技術(shù)的光電二極管的電場(chǎng)特性。盡管未示出， 現(xiàn)有技術(shù)的光電二極管包括p-型半導(dǎo)體襯底、n-型摻雜區(qū)、高濃度p-型摻雜 區(qū)、以及頂部結(jié)區(qū)(C)。 n-型摻雜區(qū)與高濃度p-型摻雜區(qū)連接的點(diǎn)具有高電場(chǎng) 特性，因此呈現(xiàn)高斯分布。由于根據(jù)本發(fā)明的p-型摻雜分布具有階梯式形狀， 所以頂部結(jié)區(qū)(C)具有比現(xiàn)有技術(shù)彎曲的低電場(chǎng)特性。同時(shí)，圖6中的(b) 的參數(shù)字母(D)表示下部結(jié)區(qū)。
p-型摻雜分布示出階梯形狀，并且頂部結(jié)區(qū)(C)中的電場(chǎng)減小了，從而抑 制了由于高電場(chǎng)產(chǎn)生的漏電流，并且也抑制了暗噪聲和噪點(diǎn)問(wèn)題。這能夠改 善圖像傳感器的質(zhì)量。
同樣，在維持第一p-型慘雜區(qū)60不變的同時(shí)，可形成下部第二p-型摻 雜區(qū)70，從而改善產(chǎn)生在光電二極管中的光電子的轉(zhuǎn)移效率。此外，在某些實(shí)施例中，由于可以以形成第一p-型摻雜區(qū)60時(shí)使用的光致抗蝕劑圖案200來(lái)形成第二 p-型摻雜區(qū)70，所以可在沒(méi)有額外掩模工藝的情況下形成第二 p-型摻雜區(qū)70，從而改善了圖像傳感器的質(zhì)量以及圖像傳感器制造方法的效率。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在光電二極管的頂部結(jié)區(qū)中，可在第一p-型慘雜區(qū)和n-型慘雜區(qū)之間形成低濃度第二p-型摻雜區(qū)，從而減少了頂部結(jié)區(qū)的電場(chǎng)。因此，可減少產(chǎn)生在頂部結(jié)區(qū)的電場(chǎng)強(qiáng)度，以減少由于電場(chǎng)強(qiáng)度引起的漏電流，改善暗噪聲和噪點(diǎn)特性。
在本說(shuō)明書(shū)中對(duì)于"一個(gè)實(shí)施例"、"一實(shí)施例"、"示例性實(shí)施例"等的任意引用表示結(jié)合該實(shí)施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本公開(kāi)內(nèi)容的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中各個(gè)位置中的這種短語(yǔ)的出現(xiàn)不必都涉及相同的實(shí)施例。此外，當(dāng)結(jié)合任意實(shí)施例描述特定特征、結(jié)構(gòu)或特性時(shí)，可認(rèn)為在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所屬范圍內(nèi)，可結(jié)合其它實(shí)施例實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或特性。
盡管對(duì)實(shí)施例的描述中結(jié)合了其中多個(gè)示例性實(shí)施例，但可以理解的是本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以推導(dǎo)出許多其它變化和實(shí)施例，并落入本公開(kāi)內(nèi)容的原理的精神和范圍之內(nèi)。特別是，可以在該公開(kāi)、附圖和所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)對(duì)組件和/或附件組合設(shè)置中的排列進(jìn)行多種變化和改進(jìn)。除組件和/或排列的變化和改進(jìn)之外，其他可選擇的應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1. 一種圖像傳感器，包括柵極，位于半導(dǎo)體襯底上；溝道區(qū)，位于所述柵極下方的所述半導(dǎo)體襯底中；第一p-型摻雜區(qū)，位于所述柵極的第一側(cè)并且與所述溝道區(qū)相鄰；第二p-型摻雜區(qū)，位于所述第一p-型摻雜區(qū)下方并且與所述柵極間隔開(kāi)；n-型摻雜區(qū)，位于所述半導(dǎo)體襯底中，其中至少一部分所述n-型摻雜區(qū)位于所述第二p-型摻雜區(qū)下方；以及浮置擴(kuò)散區(qū)，位于所述柵極的第二側(cè)。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一p-型慘雜區(qū)的雜質(zhì)濃 度高于所述第二 p-型摻雜區(qū)的雜質(zhì)濃度。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第一 p-型摻雜區(qū)的寬度 大于所述第二 p-型摻雜區(qū)的寬度。
4. 如權(quán)利要求3所述的圖像傳感器，其中所述第一 p-型摻雜區(qū)與所述 第二 p-型摻雜區(qū)形成為階梯式形狀。
5. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述第二 p-型摻雜區(qū)的深度 比所述第一 p-型摻雜區(qū)的深度大出約2倍至約10倍。
6. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述浮置擴(kuò)散區(qū)與所述溝道區(qū)相鄰。
7. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，還包括 第一p-型阱區(qū)，位于所述n-型摻雜區(qū)的一側(cè)；以及 第二p-型阱區(qū)，位于所述半導(dǎo)體襯底中，其中所述浮置擴(kuò)散區(qū)設(shè)置在所述第二p-型阱區(qū)中。
8. 如權(quán)利要求7所述的圖像傳感器，其中所述第二 p-型阱區(qū)的一部分 位于所述柵極下方。
9. 如權(quán)利要求7所述的圖像傳感器，其中所述第二 p-型阱區(qū)與所述溝 道區(qū)相鄰。
10. —種圖像傳感器的制造方法，包括如下步驟 在半導(dǎo)體襯底中形成溝道區(qū)； 在所述溝道區(qū)上形成柵極； 在所述柵極的第一側(cè)形成第一 p-型摻雜區(qū)；在所述第一 p-型摻雜區(qū)下方形成第二 p-型摻雜區(qū)，其中所述第二 p-型摻雜區(qū)與所述柵極間隔開(kāi)；在所述半導(dǎo)體襯底中形成n-型摻雜區(qū)，其中至少一部分所述n-型摻雜區(qū) 位于所述第二p-型摻雜區(qū)下方；以及在所述柵極的第二側(cè)形成浮置擴(kuò)散區(qū)。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述第一p-型摻雜區(qū)的步驟包 括采用離子注入掩模執(zhí)行第一離子注入工藝，形成所述第二 p-型慘雜區(qū)的歩 驟包括采用所述離子注入掩模執(zhí)行第二離子注入工藝。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中所述第二離子注入工藝以約10°至 約45。的傾斜角進(jìn)行。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述n-型摻雜區(qū)在形成所述第一 p-型摻雜區(qū)與形成所述第二 p-型摻雜區(qū)之前形成。
14. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述第一 p-型摻雜區(qū)的雜質(zhì)濃度 大于所述第二 p-型摻雜區(qū)的雜質(zhì)濃度。
15. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述第一p-型摻雜區(qū)的步驟包 括以約0。至約15。的傾斜角執(zhí)行離子注入工藝。
16. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述第二p-型摻雜區(qū)的步驟包 括以約10°至約45°的傾斜角執(zhí)行離子注入工藝。
17. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述第一 p-型摻雜區(qū)的步驟包 括以第一注入能量執(zhí)行第一離子注入工藝，形成所述第二 p-型摻雜區(qū)的步驟 包括以第二注入能量執(zhí)行第二離子注入工藝，所述第二注入能量比所述第一 注入能量高出約2倍至約10倍。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中形成所述n-型摻雜區(qū)的步驟包括以 第三注入能量執(zhí)行第三離子注入工藝，所述第三注入能量比所述第二注入能 量高出約2倍至約10倍。
19. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述第二p-型摻雜區(qū)的步驟包 括采用位于所述柵極的所述第一側(cè)的間隔件作為離子注入掩模，來(lái)執(zhí)行離子 注入工藝。
20. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述n-型摻雜區(qū)的步驟包括以 約0°至約15。的傾斜角執(zhí)行離子注入工藝。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像傳感器及其制造方法。該圖像傳感器可包括柵極、溝道區(qū)、第一p-型摻雜區(qū)、第二p-型摻雜區(qū)、n-型摻雜區(qū)以及浮置擴(kuò)散區(qū)。柵極可以設(shè)置在半導(dǎo)體襯底上，溝道區(qū)可設(shè)置在位于柵極下的半導(dǎo)體襯底中。第一p-型摻雜區(qū)可以設(shè)置在柵極的一側(cè)并與溝道區(qū)相鄰。第二p-型摻雜區(qū)設(shè)置在第一p-型摻雜區(qū)下方并且與柵極間隔開(kāi)。n-型摻雜區(qū)可設(shè)置在第一p-型摻雜區(qū)與第二p-型摻雜區(qū)下方，浮置擴(kuò)散區(qū)可設(shè)置在柵極的另一側(cè)。本發(fā)明能夠減小光電二極管中的結(jié)區(qū)的電場(chǎng)，從而抑制漏電流，改善光電二極管的性能。
文檔編號(hào)H01L27/146GK101471358SQ200810182180
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者金鐘玟 申請(qǐng)人:東部高科股份有限公司