P型摻雜區(qū)域170被抽到N型摻雜區(qū)域160，再進(jìn)一步到達(dá)凸起結(jié)構(gòu)150而被抽走。并且由于僅形成一個第一 P型摻雜區(qū)域170，制作工藝簡單，工藝成本低。
[0064]本實(shí)施例所提供的背照式圖像傳感器中，通過設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)150，以及與凸起結(jié)構(gòu)150下方半導(dǎo)體襯底100內(nèi)的第一 P型摻雜區(qū)域170和N型摻雜區(qū)域160，使得所述背照式圖像傳感器具有能夠抽取溢出電荷的能力，從而使所述背照式圖像傳感器性能提高。
[0065]本實(shí)施例所提供的背照式圖像傳感器中，在呈兩行兩列的四個像素組成的像素組合中，所述像素組合的兩側(cè)各有一個凸起結(jié)構(gòu)150，如圖1所示。由以上分析可知，一個凸起結(jié)構(gòu)150意味著一個溢出電荷抽取位置。而平均下來，本實(shí)施例中，每兩個像素對應(yīng)一個凸起結(jié)構(gòu)150，并且各凸起結(jié)構(gòu)150位置分布均勻，因此，所述背照式圖像傳感器能夠較好地克服浮散現(xiàn)象，性能得到大幅提高。
[0066]需要說明的是，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，在呈兩行兩列的四個像素組成的像素組合中，也可以在所述像素組合的四側(cè)各設(shè)置有一個凸起結(jié)構(gòu)，并在所述凸起結(jié)構(gòu)下方設(shè)置第一 P型摻雜區(qū)域和N型摻雜區(qū)域等結(jié)構(gòu)以形成溢出電荷抽取系統(tǒng)。此時，每像素對應(yīng)一個凸起結(jié)構(gòu)，并且各凸起結(jié)構(gòu)位置分布均勻且密集，因此，所述背照式圖像傳感器能夠更好地克服浮散現(xiàn)象。在本實(shí)用新型另外一些實(shí)施例中，像素的組合方式也可以不同，例如兩個像素共用一個浮置擴(kuò)散區(qū)，形成一個像素組合，或者每個像素單獨(dú)具有一個浮置擴(kuò)散區(qū)。此時，也可以相應(yīng)地在每個所述像素組合或每個像素之間制作一個或多個由凸起結(jié)構(gòu)、第一 P型摻雜區(qū)域和N型摻雜區(qū)域等結(jié)構(gòu)形成的電荷抽取系統(tǒng)。本實(shí)用新型對此不作限定。
[0067]本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供另一種背照式圖像傳感器，請參考圖4。圖4中僅示出了所述背照式圖像傳感器的局部剖面結(jié)構(gòu)，并且參考圖3可知，圖4為所述背照式圖像傳感器在凸起結(jié)構(gòu)及其周邊位置的剖面示意圖。更多有關(guān)本實(shí)施例背照式圖像傳感器的結(jié)構(gòu)內(nèi)容可參考前述實(shí)施例相應(yīng)內(nèi)容。
[0068]請參考圖4，所述背照式圖像傳感器包括半導(dǎo)體襯底200。半導(dǎo)體襯底200具有光電二極管感光區(qū)(未標(biāo)注)。光電二極管感光區(qū)上方具有柵極220。
[0069]本實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底200為硅襯底。在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，半導(dǎo)體襯底200也可以為鍺襯底、鍺硅襯底、II1- V族元素化合物襯底、碳化硅襯底或其疊層結(jié)構(gòu)襯底，或絕緣體上硅襯底，還可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他合適的半導(dǎo)體材料襯底。
[0070]所述背照式圖像傳感器還包括像素陣列(未示出)，所述像素陣列包括陣列排布的多個像素(圖4顯示了一個像素的部分結(jié)構(gòu))，所述像素包括上述光電二極管感光區(qū)。所述像素還包括浮置擴(kuò)散區(qū)(未示出)和轉(zhuǎn)移晶體管(柵極220為所述轉(zhuǎn)移晶體管的一部分)。此外，所述像素還包括其它晶體管(未示出)。
[0071]本實(shí)施例中，多個所述像素可以共用一個所述浮置擴(kuò)散區(qū)，也可以是一個所述像素具有一個所述浮置擴(kuò)散區(qū)。并且，可以如前述實(shí)施例所述，每四個呈兩行兩列排布的所述像素共用一個所述浮置擴(kuò)散區(qū)，而所述浮置擴(kuò)散區(qū)呈柱狀結(jié)構(gòu)(未示出)。
[0072]本實(shí)施例中，所述柱狀結(jié)構(gòu)可以為單晶硅材質(zhì)或者多晶硅材質(zhì)。
[0073]請參考圖4，所述背照式圖像傳感器還包括凸起結(jié)構(gòu)250。凸起結(jié)構(gòu)250高出于電荷收集區(qū)域?qū)?yīng)的半導(dǎo)體表面，亦即半導(dǎo)體襯底200表面。凸起結(jié)構(gòu)250適于抽取所述電荷收集區(qū)域中的溢出電荷，即適于抽取光電二極管感光區(qū)中的溢出電荷。由于凸起結(jié)構(gòu)250適于抽取光電二極管感光區(qū)中的溢出電荷，因而能夠防止所述背照式圖像傳感器的像素發(fā)生浮散現(xiàn)象，從而能夠提高所述背照式圖像傳感器的性能。
[0074]本實(shí)施例中，凸起結(jié)構(gòu)250也可以為單晶硅材質(zhì)或者多晶硅材質(zhì)。并且，可以在形成所述柱狀結(jié)構(gòu)時，同時形成凸起結(jié)構(gòu)250。但是，所述柱狀結(jié)構(gòu)和凸起結(jié)構(gòu)250也可以分別形成。
[0075]本實(shí)施例中，凸起結(jié)構(gòu)250具有從頂部至底部濃度呈階梯遞減的N型摻雜。也就是說，凸起結(jié)構(gòu)250的最頂部具有相對最濃的N型摻雜，凸起結(jié)構(gòu)250的最底部具有相對最輕的N型摻雜，而它們之間的N型摻雜濃度呈逐漸變化。這種摻雜情形有助于凸起結(jié)構(gòu)250抽取光電二極管感光區(qū)中的溢出電荷。
[0076]需要說明的是，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，當(dāng)所述凸起結(jié)構(gòu)全部為N型摻雜區(qū)域時，所述N型摻雜區(qū)域還同時延伸至凸起結(jié)構(gòu)下方的部分區(qū)域。
[0077]請繼續(xù)參考圖4，所述背照式圖像傳感器還包括第一 P型摻雜區(qū)域270，第一 P型摻雜區(qū)域270位于凸起結(jié)構(gòu)250下方的半導(dǎo)體襯底200內(nèi)。
[0078]本實(shí)施例中，第一 P型摻雜區(qū)域270的摻雜濃度范圍可以為lE16atom/cm3?lE18atom/cm3。第一 P型摻雜區(qū)域270的摻雜考慮的是保證將所述光電二極管感光區(qū)進(jìn)行隔離，防止在未進(jìn)行溢出電荷抽取操作時，正常的光電荷進(jìn)入到凸起結(jié)構(gòu)250中。同時，需要保證第一 P型摻雜區(qū)域270的形成不影響到其它結(jié)構(gòu)。因此，本實(shí)施例將第一 P型摻雜區(qū)域270的慘雜濃度范圍設(shè)置在lE16atom/cm3?lE18atom/cm 3。
[0079]本實(shí)施例中，凸起結(jié)構(gòu)250的寬度(未標(biāo)注)范圍為0.1ym?0.5 μπι。凸起結(jié)構(gòu)250的寬度影響到凸起結(jié)構(gòu)250的面積大小。凸起結(jié)構(gòu)250的寬度在0.1 ym以上，以保證凸起結(jié)構(gòu)250的面積能夠較大，從而保證凸起結(jié)構(gòu)250能夠與導(dǎo)電結(jié)構(gòu)形成良好的接觸，以有利于后續(xù)對溢出電荷的抽取。同時，各像素之間的半導(dǎo)體襯底200空白區(qū)域(空白區(qū)域指未制作器件的區(qū)域)較小，而凸起結(jié)構(gòu)250需要設(shè)置在相應(yīng)的空白區(qū)域中，因此，設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)250的寬度在0.5 μπι以下，以保證凸起結(jié)構(gòu)250的制作不影響到其它結(jié)構(gòu)，例如不影響光電二極管感光區(qū)的感光面積，并且防止凸起結(jié)構(gòu)250產(chǎn)生較大寄生電容。
[0080]本實(shí)施例中，凸起結(jié)構(gòu)250的高度范圍可以為0.1 μπι?1.0 μπι。凸起結(jié)構(gòu)250的高度是影響其對溢出電荷抽取能力的重要因素。如果凸起結(jié)構(gòu)250的高度太大，后續(xù)所加正壓無法較好地作用在由第一 P型摻雜區(qū)域270和凸起結(jié)構(gòu)250構(gòu)成的PN結(jié)中，因此，抽取效果不佳。并且，如果凸起結(jié)構(gòu)250的高度太大，凸起結(jié)構(gòu)250的制作難度增大，對凸起結(jié)構(gòu)250的摻雜工藝也難以進(jìn)行。因此，需要控制凸起結(jié)構(gòu)250的高度在1.0 ym以下。但是，如果凸起結(jié)構(gòu)250的高度太小，電壓形成的電場會直接作用在光電二極管感光區(qū)，從而導(dǎo)致在沒有出現(xiàn)溢出電荷的情況下，光電二極管感光區(qū)內(nèi)的正常光電子仍然被“吸入”第一P型摻雜區(qū)域270的情況，導(dǎo)致暗電流上升。因此，設(shè)置凸起結(jié)構(gòu)250的高度在0.1 ym以上。
[0081]請繼續(xù)參考圖4，所述背照式圖像傳感器還包括N型摻雜區(qū)域260，N型摻雜區(qū)域260位于半導(dǎo)體襯底200內(nèi)且連接凸起結(jié)構(gòu)250。在凸起結(jié)構(gòu)250加正壓時，將使得光電二極管感光區(qū)產(chǎn)生的溢出電荷躍過第一 P型摻雜區(qū)域270，而到達(dá)N型摻雜區(qū)域260，進(jìn)而被凸起結(jié)構(gòu)250所加正電壓抽走。
[0082]本實(shí)施例中，N型摻雜區(qū)域260位于凸起結(jié)構(gòu)250底部下方。而第一 P型摻雜區(qū)域270位于N型摻雜區(qū)域260底部。
[0083]需要說明的是，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，N型摻雜區(qū)域也可以部分延伸至凸起結(jié)構(gòu)底部的部分區(qū)域，例如凸起結(jié)構(gòu)底部占整體高度四分之一或五分之一的部分也作為N型摻雜區(qū)域的一部分。
[0084]本實(shí)施例中，第一 P型摻雜區(qū)域270的厚度范圍為0.5 μπι?3.0 μπι。由于本實(shí)施例所提供的背照式圖像傳感器，因此，整個半導(dǎo)體襯底200的厚度通常也較小，例如為3.5 μ m?4.0 μ m，此時，設(shè)置第一 P型摻雜區(qū)域270的厚度范圍為0.5μπι?3.0ym可以保證第一 P型摻雜區(qū)域270能夠在足夠范圍內(nèi)保證所述光電二極管感光區(qū)中的正常光電荷不進(jìn)入N型摻雜區(qū)域260。
[0085]本實(shí)施例中，第一 P型摻雜區(qū)域270到凸起結(jié)構(gòu)250底部的距離范圍恰好為N型摻雜區(qū)域260的厚度范圍。即第一 P型摻雜區(qū)域270從N型摻雜區(qū)域260底部開始，延伸到凸起結(jié)構(gòu)250下方一定深度(具體深度為第一 P型摻雜區(qū)域270的厚度)。
[0086]需要說明的是，在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，第一 P型摻雜區(qū)域270也可以離凸起結(jié)構(gòu)250底部具有一定距離，此距離可以為O μπι?0.5 μm，只需保證第一 P型摻雜區(qū)域270能夠與N型摻雜區(qū)域260和凸起結(jié)構(gòu)250形成PN結(jié)。也就是說，此時只需要保證N型摻雜區(qū)域260和第一 P型摻雜區(qū)域270相鄰。
[0087]本實(shí)施例中，N型摻雜區(qū)域260的厚度范圍為0.05 μπι?0.50 μπι。N型摻雜區(qū)域260是與第一 P型摻雜區(qū)域270構(gòu)成PN結(jié)的N型半導(dǎo)體區(qū)域，一方面它與凸起結(jié)構(gòu)250的底部直接連接，另一方面，至少它的底部與第一 P型摻雜區(qū)域270連接。因此，為了保證第一 P型摻雜區(qū)域