專利名稱：Cmos影像感應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像感應(yīng)器，尤其是關(guān)于具有能有效減少無(wú)照電流噪聲的結(jié)構(gòu)的CMOS影像感應(yīng)器。
背景技術(shù)：
通常，CMOS影像感應(yīng)器是采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)制造工藝來(lái)制造的。與電荷耦合器件(CCD)影像感應(yīng)器相比，采用FET制造工藝制造的CMOS影像感應(yīng)器具有功耗低、成本低和集成度高等優(yōu)點(diǎn)。但是CMOS影像感應(yīng)器有很高的無(wú)照電流噪聲，這是它的缺點(diǎn)。
結(jié)合參考

圖1和圖2，我們將介紹傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器存在的問題和缺點(diǎn)。
圖1是傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器的平面示意圖，圖2是圖1中沿著2a-2a’線的剖視圖。
如圖1和圖2所示，傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器基本原理和組成部分如下一個(gè)基板1上加工形成的一個(gè)光電二極管2，這樣當(dāng)接收到光線時(shí)，就會(huì)有電流產(chǎn)生，中轉(zhuǎn)門3將光電二極管產(chǎn)生的電流傳送到浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)4，氧化物絕緣淺槽5將每個(gè)CMOS影像感應(yīng)器隔絕起來(lái)。
傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器還包括重置開關(guān)FET7，用于向浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)4輸入重置信號(hào)，將該區(qū)內(nèi)的剩余的電流釋放掉；源隨器FET8，是做為緩沖放大器的源隨器的；選擇開關(guān)晶體管9，用于執(zhí)行轉(zhuǎn)換和尋址任務(wù)。
在傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器中，有兩種類型的無(wú)照電流噪聲。
第一種無(wú)照電流噪聲是由光電二極管產(chǎn)生的。就是說(shuō)，第一種無(wú)照電流噪聲是由于光電二極管表面和感光基層之間形成的P-N結(jié)的耗損區(qū)產(chǎn)生的。
第二種無(wú)照電流噪聲是由光電二極管2和絕緣淺槽5之間的接觸面產(chǎn)生的。在此，在光電二極管2和絕緣淺槽之間產(chǎn)生的大量的第二種無(wú)照電流噪聲遠(yuǎn)比光電二級(jí)管2產(chǎn)生的第一種無(wú)照電流噪聲大得多。因此，第二種無(wú)照電流噪聲被認(rèn)為是主要的無(wú)照電流噪聲。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是解決上述現(xiàn)有技術(shù)帶來(lái)的至少一個(gè)問題和缺點(diǎn)。
本發(fā)明的一方面提供了一種CMOS影像感應(yīng)器，能有效地減少無(wú)照電流噪聲，并且能提高光電二級(jí)管到浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)之間的電流傳輸性能。
為了達(dá)到本發(fā)明上述目的以及其他方面的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種CMOS影像感應(yīng)器，包括在基板上加工形成的一個(gè)光電二極管；一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)，在水平方向上，浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)和光電二極管的之間的距離是預(yù)先設(shè)定的，而且浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)包圍著光電二極管；一個(gè)中轉(zhuǎn)門，在光電二級(jí)管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)之間的邊界區(qū)形成，使得中轉(zhuǎn)門光電二級(jí)管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)重疊；在基板上加工形成絕緣淺槽，使得在水平方向上，絕緣淺槽離開浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)一定的距離。
光電二極管可以加工成圓形或橢圓形外形，在CMOS影像感應(yīng)器的中心部分，中轉(zhuǎn)門可以加工成圓廊形或圓環(huán)形。
光電二級(jí)管、中轉(zhuǎn)門、浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)以及絕緣淺槽互相都是對(duì)稱結(jié)構(gòu)。
浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)的外形是矩形的，在矩形的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)中心是個(gè)空心的。
由于具有上述的結(jié)構(gòu)，CMOS影像感應(yīng)器能有效地減少光電二極管和絕緣淺槽之間地?zé)o照電流噪聲，這是因?yàn)楣庠凑盏焦怆姸?jí)管上產(chǎn)生電流可以從周圍各個(gè)方向通過中轉(zhuǎn)門傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)。
圖1是傳統(tǒng)技術(shù)制造的CMOS影像感應(yīng)器的平面圖；圖2是圖1中沿著2a-2a’線的剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器的平面圖；圖4是圖3中根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器沿著4a-4a’線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參考下面的最佳實(shí)施例的詳細(xì)介紹和附圖，就很容易理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，也能更好的理解達(dá)到這些優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)所采用的途徑和方法。
在下文中，參考圖3和圖4，將詳細(xì)介紹依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器。
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器的平面圖，圖4是本發(fā)明實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器沿著圖3中4a-4a’線的剖視圖。
參見圖3和圖4，本發(fā)明實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器包括在基板上加工形成的一個(gè)光電二極管20，用于在接收光能后產(chǎn)生電流；一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40，和光電二級(jí)管間隔一定的距離并包圍著光電二級(jí)管；一個(gè)中轉(zhuǎn)門30，在光電二級(jí)管20和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40之間的邊界區(qū)形成，并與光電二級(jí)管20和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40重疊；和一個(gè)絕緣淺槽50，用于防止相鄰影像感應(yīng)器之間的互相干擾。
請(qǐng)參看圖4，在本發(fā)明的CMOS影像感應(yīng)器中，中轉(zhuǎn)門30、浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40以及絕緣淺槽40相對(duì)于光電二級(jí)管都是對(duì)稱的。
如果光電二級(jí)管20是圓形的，浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40包圍著光電二級(jí)管20形成，而且在水平方向上，浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40與光電二級(jí)管20有一定的距離。浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40是圓形或矩形，其中間部分有一圓形的空腔，使得光電二級(jí)管20可置于這個(gè)空腔中。中轉(zhuǎn)門30在垂直方向上距離光電二級(jí)管20和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40有一定的距離形成。在光電二級(jí)管20和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40之間的邊界區(qū)形成中轉(zhuǎn)門30，這樣中轉(zhuǎn)門30的區(qū)域就與光電二級(jí)管20區(qū)域和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40的區(qū)域重疊。中轉(zhuǎn)門30是環(huán)形的平面，中間部分有圓形的空心，使得光電二極管20置于空心中。
基板10上加工形成的絕緣淺槽50圍繞著浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40，這是為了抑制相鄰的CMOS影像感應(yīng)器之間的干擾。
在下文中，將詳細(xì)介紹本發(fā)明實(shí)施例的CMOS影像感應(yīng)器的工作原理。
當(dāng)光線照到基板10上的光電二極管20上，光電二極管就會(huì)產(chǎn)生電流。光電二級(jí)管產(chǎn)生的電流通過其周圍的中轉(zhuǎn)門30傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40。
如果光電二級(jí)管20是圓形的或橢圓形的，中轉(zhuǎn)門30也圍繞著光電二級(jí)管20形成一個(gè)環(huán)形。這樣，光電二級(jí)管20產(chǎn)生的電流就可以從周圍各個(gè)方向通過中轉(zhuǎn)門傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40。因此，中轉(zhuǎn)門30的電流傳輸效率就有了提高。
電流先傳輸?shù)街修D(zhuǎn)門30，然后在傳輸至在中轉(zhuǎn)門30周圍的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40。因?yàn)楦?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40是圍繞著中轉(zhuǎn)門30圓形外邊分布的，并且同時(shí)圍繞著光電二極管20，其面積很大。在將電流釋放到絕緣淺槽區(qū)50之前，從光電二級(jí)管傳過來(lái)的電流先被傳輸?shù)骄哂泻艽竺娣e的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40了，因此，光電二級(jí)管20和絕緣淺槽50之間無(wú)照電流噪聲，就大大減少了。
進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，也就是，傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40的電流要傳輸?shù)浇^緣淺槽50是很難的，因此就避免了相鄰CMOS影像感應(yīng)器之間的互相干擾。
如上所述，本發(fā)明的CMOS影像感應(yīng)器的結(jié)構(gòu)是浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40包圍著光電二極管20，在各個(gè)方向上，浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40比鄰著光電二極管20，也就是說(shuō)，浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40比鄰著光電二極管20的所有邊緣，因此，光電二級(jí)管產(chǎn)生的電流能從周圍各個(gè)方向傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40，這樣電流的傳輸效率就提高了。也就是說(shuō)，電流在傳輸?shù)浇^緣淺槽50之前，早就傳輸?shù)搅烁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40了，無(wú)照電流噪聲就減少了。
因?yàn)楸景l(fā)明的CMOS影像感應(yīng)器還具有下列結(jié)構(gòu)中轉(zhuǎn)門30和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)40都圍繞著光電二極管20，所以相鄰的CMOS影像感應(yīng)器上光電二級(jí)管之間的距離比傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器要大。這樣，由絕緣淺槽50隔開的相鄰的CMOS影像感應(yīng)器之間的互相干擾就大大減少了。
綜上所述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，對(duì)于沒有實(shí)質(zhì)上離開本發(fā)明的最佳實(shí)施例的原理，可以進(jìn)行很多變化和改進(jìn)。因此，公開的本發(fā)明的實(shí)施例只是為了對(duì)本發(fā)明進(jìn)行一般意義的介紹和說(shuō)明，并不是為了限制的目的，本發(fā)明只由附帶的權(quán)利要求進(jìn)行限定。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，所有從附帶的權(quán)利要求解釋的方式、范圍和等同物的變化、改進(jìn)被為包括在本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明中的CMOS影像感應(yīng)器具有下列優(yōu)點(diǎn)。
首先，該CMOS影像感應(yīng)器具有很高的性能，因?yàn)楫?dāng)有光照到光電二級(jí)管上時(shí)，光電二級(jí)管產(chǎn)生的電流能有效的傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)。
第二，和傳統(tǒng)的CMOS影像感應(yīng)器相比，該CMOS影像感應(yīng)器光電二級(jí)管和絕緣淺槽之間的無(wú)照電流噪聲相對(duì)較小。
第三，因?yàn)橹修D(zhuǎn)門與光電二級(jí)管重疊，并且在各個(gè)方向上包圍著光電二極管，中轉(zhuǎn)門在各個(gè)方向上也毗鄰著浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)，所以從光電二極管到浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)的電流傳輸效率就提高了。
權(quán)利要求
1.一種CMOS影像感應(yīng)器，它包括基板上形成的光電二級(jí)管；基板上形成的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)，與光電二極管有一定的距離并且圍繞著光電二極管；一個(gè)中轉(zhuǎn)門，與光電二極管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)有一定的距離，形成光電二級(jí)管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)之間的邊界區(qū)域，使得中轉(zhuǎn)門與光電二級(jí)管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)重疊；一個(gè)絕緣淺層，與浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)有一定的距離。
2.權(quán)利要求1所述的CMOS影像感應(yīng)器，其中的光電二極管是圓形或橢圓形的。
3.權(quán)利要求1所述的CMOS影像感應(yīng)器，其中的中轉(zhuǎn)門在其中間部分有圓形的空腔。
4.權(quán)利要求1所述的CMOS影像感應(yīng)器，其中的中轉(zhuǎn)門的形狀是圓形的。
5.權(quán)利要求3所述的CMOS影像感應(yīng)器，其中的中轉(zhuǎn)門的截面、浮動(dòng)擴(kuò)散放大器的截面、絕緣淺槽截面都是對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求1所述的CMOS影像感應(yīng)器，其中的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)是矩形的。
7.權(quán)利要求6所述的CMOS影像感應(yīng)器，其中的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)在其中間部分有圓形的空腔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CMOS影像感應(yīng)器，它包括基板上加工形成的光電二極管；基板上加工形成的浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)，浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)與光電二級(jí)管有一定的距離并且圍繞著光電二級(jí)管；一個(gè)中轉(zhuǎn)門，中轉(zhuǎn)門與光電二極管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)也有一定的距離，在光電二極管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)之間形成邊界區(qū)，因此，中轉(zhuǎn)門與光電二級(jí)管和浮動(dòng)擴(kuò)散放大器區(qū)重疊。
文檔編號(hào)H04N5/369GK1959996SQ200610090020
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者李相埈, 崔梁圭, 張東潤(rùn) 申請(qǐng)人:韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院