一種背照式圖像傳感器像素及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種背照式圖像傳感器像素及其制作方法，圖像傳感器像素中，復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管制作在半導(dǎo)體基體的正面，電荷傳輸晶體管制作在半導(dǎo)體基體的內(nèi)部，光電二極管制作在晶體管器件下方的半導(dǎo)體基體中；電荷傳輸晶體管的溝道包括漂浮有源區(qū)、N型離子區(qū)、光電二極管N型區(qū)三部分，三部分相互接觸，并且N型離子區(qū)位于漂浮有源區(qū)下方，光電二極管N型區(qū)位于N型離子區(qū)下方；相鄰像素的光電二極管之間設(shè)置有P型離子隔離區(qū)。光電二極管最大程度地占據(jù)了整個像素面積，擴(kuò)大了光電二極管有源區(qū)的填充率，有效提高了背照式圖像傳感器像素的感光靈敏度。
【專利說明】一種背照式圖像傳感器像素及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像傳感器像素，尤其涉及一種背照式圖像傳感器像素及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器包括前照式圖像傳感器和背照式圖像傳感器兩種結(jié)構(gòu)，背照式圖像傳感器一般會采用小面積的像素，以便節(jié)省芯片面積，降低生產(chǎn)成本。隨著像素單元面積的減小，像素的感光靈敏度參數(shù)越來越受到關(guān)注，像素感光靈敏度主要與像素中的光電二極管面積相關(guān)，光電二極管面積占據(jù)像素面積的比例越高，相比相同面積像素的感光靈敏度就會越高。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的背照式圖像傳感器所采用的像素結(jié)構(gòu)，如圖1所示。圖1中，101為光電二極管區(qū)域，101’為相鄰像素的光電二極管區(qū)，102為P型阱區(qū)，103為P型離子隔離區(qū)，用來隔離相鄰的光電二極管，104為電荷傳輸晶體管，105為復(fù)位晶體管，106為源跟隨晶體管，107為選擇晶體管；其中，Pipi為半導(dǎo)體基體，STI為邏輯工藝中的淺槽隔離區(qū)，N+區(qū)為晶體管器件源漏有源區(qū)。圖1所示，晶體管器件制作在半導(dǎo)體正面，光電二極管區(qū)域與晶體管器件區(qū)域各占據(jù)一定面積，入射光線從背面射入光電二極管101中。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中的背照式圖像傳感器像素結(jié)構(gòu)中，制作在硅基體正面的晶體管器件占據(jù)了像素的一定面積，因此擠占了光電二極管在像素中的面積比例；從背面入射而來的光線有一部分會射入到圖1所示的晶體管器件區(qū)域，而不會射入到101區(qū)，從而引起入射光損失，降低了像素的感光靈敏度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種高感光靈敏度的背照式圖像傳感器像素及其制作方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素，包括光電二極管、電荷傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管、漂浮有源區(qū)，所述復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管制作在半導(dǎo)體基體的正面，所述電荷傳輸晶體管制作在半導(dǎo)體基體的內(nèi)部，所述光電二極管制作在晶體管器件下方的半導(dǎo)體基體中；
[0008]所述電荷傳輸晶體管的溝道包括漂浮有源區(qū)、N型離子區(qū)、光電二極管N型區(qū)三部分，三部分相互接觸，并且N型離子區(qū)位于漂浮有源區(qū)下方，光電二極管N型區(qū)位于N型離子區(qū)下方；
[0009]相鄰像素的光電二極管之間設(shè)置有P型離子隔離區(qū)。
[0010]本發(fā)明的上述的背照式圖像傳感器像素的制作方法，所述P型離子隔離區(qū)、光電二極管N型區(qū)、N型離子區(qū)的工藝制作在淺槽隔離工藝之前，包括步驟:
[0011]a、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.3um ；
[0012]b、P型離子注入，注入?yún)^(qū)深度大于等于1.5um，注入?yún)^(qū)P型離子濃度為lE+17Atom/cm3 ?lE+18Atom/cm3 ；
[0013]c、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，P型離子隔離區(qū)形成；
[0014]d、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口 ；
[0015]e、N型離子注入，注入?yún)^(qū)距離半導(dǎo)體基體表面大于等于0.6um,注入?yún)^(qū)N型離子濃度為 5E+15Atom/cm3 ?lE+18Atom/cm3 ；
[0016]f、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，光電二極管N型離子區(qū)形成；
[0017]g、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口 ；
[0018]h、N型離子注入，注入?yún)^(qū)上與漂浮有源區(qū)接觸，下與光電二極管N型離子區(qū)接觸，此注入?yún)^(qū)離子濃度5E+15Atom/cm3?5E+17Atom/cm3 ；
[0019]1、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，所述N型離子區(qū)形成。
[0020]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的背照式圖像傳感器像素及其制作方法，由于晶體管器件制作在半導(dǎo)體基體正面，沒有擠占光電二級，光電二極管最大程度地占據(jù)了整個像素面積，填充率最大化。因此，本發(fā)明擴(kuò)大了光電二極管有源區(qū)的填充率，有效提高了背照式圖像傳感器像素的感光靈敏度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的背照式圖像傳感器像素的切面示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素的切面示意圖。
[0023]圖3是從背面方向看本發(fā)明背照式圖像傳感器像素的平面示意圖。
[0024]圖4是從正面方向看本發(fā)明背照式圖像傳感器像素的平面示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成P型離子隔離區(qū)前的切面示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成P型離子隔離區(qū)步驟中的旋涂光刻膠并顯影示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成P型離子隔離區(qū)步驟中的P型離子注入示意圖。
[0028]圖8是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成P型離子隔離區(qū)步驟中的清洗光刻膠示意圖。
[0029]圖9是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成光電二極管N型區(qū)步驟中的旋涂光刻膠并顯影示意圖。
[0030]圖10是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成光電二極管N型區(qū)步驟中的N型離子注入示意圖。
[0031]圖11是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成光電二極管N型區(qū)步驟中的清洗光刻膠示意圖。
[0032]圖12是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成N型離子區(qū)步驟中的旋涂光刻膠并顯影示意圖。
[0033]圖13是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成N型離子區(qū)步驟中的N型離子注入示意圖。
[0034]圖14是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成N型離子區(qū)步驟中的清洗光刻膠示意圖。
[0035]圖15是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極前的切面示意圖。
[0036]圖16是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的淀積氮化硅保護(hù)層示意圖。
[0037]圖17是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的旋涂光刻膠并顯影示意圖。
[0038]圖18是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的干法離子刻蝕氮化硅示意圖。
[0039]圖19是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的清洗光刻膠示意圖。
[0040]圖20是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的干法離子刻蝕硅基體示意圖。
[0041]圖21是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的生成薄氧層示意圖。
[0042]圖22是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的淀積多晶娃不意圖。
[0043]圖23是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的化學(xué)機(jī)械研磨示意圖。
[0044]圖24是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極步驟中的干法離子刻蝕氮化硅保護(hù)層示意圖。
[0045]圖25是本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素制作工藝中的形成電荷傳輸晶體管柵極完畢時的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]下面將對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0047]本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0048]包括光電二極管、電荷傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管、漂浮有源區(qū)，所述復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管制作在半導(dǎo)體基體的正面，所述電荷傳輸晶體管制作在半導(dǎo)體基體的內(nèi)部，所述光電二極管制作在晶體管器件下方的半導(dǎo)體基體中；
[0049]所述電荷傳輸晶體管的溝道包括漂浮有源區(qū)、N型離子區(qū)、光電二極管N型區(qū)三部分，三部分相互接觸，并且N型離子區(qū)位于漂浮有源區(qū)下方，光電二極管N型區(qū)位于N型離子區(qū)下方；
[0050]相鄰像素的光電二極管之間設(shè)置有P型離子隔離區(qū)。
[0051]所述光電二極管N型區(qū)距離半導(dǎo)體基體表面大于等于0.6um，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅在半導(dǎo)體基體中的深度為0.4um?lum，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅在半導(dǎo)體基體中的寬度大于等于漂浮有源區(qū)的寬度，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅在半導(dǎo)體基體中的厚度為0.1um?0.2um。
[0052]所述光電二極管為N型光電二極管，所述電荷傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管為N型晶體管。
[0053]所述光電二極管N型區(qū)與電荷傳輸晶體管的溝道的交疊區(qū)小于等于0.2um，并且與相鄰像素的電荷傳輸晶體管的柵極的距離至少0.1um ；
[0054]所述P型離子隔離區(qū)位于電荷傳輸晶體管柵極多晶硅下方，所述P型離子隔離區(qū)深度大于等于1.5um,寬度為0.1um?0.3um ；
[0055]所述光電二極管N型區(qū)與P型離子隔離區(qū)的距離大于等于0.05um。
[0056]所述N型離子區(qū)的N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?5E+17Atom/cm3,所述光電二極管N型區(qū)的N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?lE+18Atom/cm3，所述P型離子隔離區(qū)的P型離子濃度為 lE+17Atom/cm3 ?lE+18Atom/cm3。
[0057]所述N型離子是磷離子或砷離子，所述P型離子為硼離子。
[0058]本發(fā)明的上述的背照式圖像傳感器像素的制作方法，其較佳的【具體實(shí)施方式】是:
[0059]所述P型離子隔離區(qū)、光電二極管N型區(qū)、N型離子區(qū)的工藝制作在淺槽隔離工藝之前，包括步驟:
[0060]a、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.3um ；
[0061]b、P型離子注入，注入?yún)^(qū)深度大于等于1.5um，注入?yún)^(qū)P型離子濃度為lE+17Atom/cm3 ?lE+18Atom/cm3 ；
[0062]C、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，P型離子隔離區(qū)形成；
[0063]d、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口 ；
[0064]e、N型離子注入，注入?yún)^(qū)距離半導(dǎo)體基體表面大于等于0.6um,注入?yún)^(qū)N型離子濃度為 5E+15Atom/cm3 ?lE+18Atom/cm3 ；
[0065]f、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，光電二極管N型離子區(qū)形成；
[0066]g、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口 ；
[0067]h、N型離子注入，注入?yún)^(qū)上與漂浮有源區(qū)接觸，下與光電二極管N型離子區(qū)接觸，此注入?yún)^(qū)離子濃度5E+15Atom/cm3?5E+17Atom/cm3 ；
[0068]1、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，所述N型離子區(qū)形成。
[0069]所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅工藝制作在淺槽隔離工藝之后，并制作在晶體管器件多晶硅柵工藝之前，包括步驟:
[0070]al、淀積氮化娃保護(hù)層,其厚度為150nm?200nm ；
[0071]bl、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.2um ；
[0072]Cl、干法離子刻蝕，將光刻膠開口出裸露的氮化硅刻蝕掉；
[0073]dl、清洗光刻膠，將氮化硅表面上的光刻膠全部去掉；
[0074]el、干法離子刻蝕，刻蝕裸露的硅體，刻蝕深度為0.4um?lum，形成硅缺口 ；
[0075]f 1、氧氣環(huán)境下，高溫加熱，其溫度為650攝氏度?850攝氏度，在裸露的硅體表面生成一層薄氧化物，氧化物厚度為4nm?15nm ；
[0076]gl、淀積多晶硅，將硅缺口填平；
[0077]h1、化學(xué)機(jī)械研磨，將氮化硅保護(hù)層上面的多晶硅研磨去掉；
[0078]il、干法離子刻蝕，將氮化硅保護(hù)層去掉，電荷傳輸晶體管的柵極形成。
[0079]本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素及其制作方法，像素結(jié)構(gòu)中將復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管和選擇晶體管制作在半導(dǎo)體基體正面，電荷傳輸晶體管制作在半導(dǎo)體基體內(nèi)部，光電二極管制作在晶體管器件下方的半導(dǎo)體基體中。由于晶體管器件制作在半導(dǎo)體基體正面，沒有擠占光電二級，光電二極管最大程度地占據(jù)了整個像素面積，填充率最大化。因此，本發(fā)明擴(kuò)大了光電二極管有源區(qū)的填充率，有效提高了背照式圖像傳感器像素的感光靈敏度。
[0080]具體實(shí)施例:
[0081]本發(fā)明優(yōu)化了背照式圖像傳感器像素的結(jié)構(gòu)，使光電二極管最大程度地占據(jù)像素面積，即光電二極管的填充率最大化。提高了背照式圖像傳感器像素的感光靈敏度。
[0082]圖2所示，為本發(fā)明的背照式圖像傳感器像素切面示意圖。圖2中，201為光電二極管N型電荷收集區(qū)，201’為相鄰像素的光電二極管N型電荷收集區(qū)，202為邏輯P型離子阱區(qū)，203為P型離子隔離區(qū)，204為電荷傳輸晶體管，204’為相鄰像素的電荷傳輸晶體管，205為復(fù)位晶體管，206為源跟隨晶體管，207為選擇晶體管，208為N型離子區(qū)，208’為相鄰像素的N型離子區(qū)，209為薄氧化層。其中，F(xiàn)D為漂浮有源區(qū)，F(xiàn)D’為相鄰像素的漂浮有源區(qū)，Vdd為電源電壓，STI為淺槽隔離區(qū)，N+區(qū)為晶體管源漏有源區(qū)，Pipi為硅的P型外延層半導(dǎo)體基體。所述光電二極管為N型光電二極管，所述205?207為N型晶體管并且制作在半導(dǎo)體基體正面，所述204制作在半導(dǎo)體基體內(nèi)部。光電二極管201制作在晶體管器件下方的半導(dǎo)體基體中；201的溝道由漂浮有源區(qū)FD、208、201部分三部分組成，三者相互接觸，并且208位于FD下方，201位于208下方；相鄰像素的201和201’之間設(shè)置有P型離子隔離區(qū)203。所述光電二極管為N型光電二極管，204?207為N型晶體管，208和208’區(qū)的N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?5E+17Atom/cm3 ；201與204溝道的交疊區(qū)域小于等于
0.2um,201與204’的柵極多晶硅的距離至少0.1um, 201區(qū)的N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?lE+18Atom/cm3, 201區(qū)距離半導(dǎo)體基體正表面大于等于0.6um ；204的柵極多晶娃在半導(dǎo)體基體中的深度為0.4um?lum,其寬度大于等于FD的寬度,其厚度為0.1um?0.2um ；203區(qū)的深度大于等于1.5um,寬度為0.1um?0.3um, P型離子濃度為lE+17Atom/cm3?lE+18Atom/cm3, 203區(qū)位于電荷傳輸晶體管204柵極多晶硅下方，203區(qū)與201區(qū)的距離大于等于0.05um。所述N型離子可以是磷離子也可以是砷離子，所述P型離子為硼離子。
[0083]圖3是在圖2的背面方向看本發(fā)明的圖像傳感器像素的平面示意圖。其中301標(biāo)記的是本發(fā)明的像素單元，從背面方向看到的，201和201’為光電二極管N型區(qū)域，光電二極管之間的203區(qū)為P型離子隔離區(qū)。
[0084]圖4是在圖2的正面方向看本發(fā)明的圖像傳感器像素的平面示意圖。其中，204?207與圖2中的204?207對應(yīng)，203與圖2和圖3中的203對應(yīng)，F(xiàn)D、VdcU輸出、ST1、FD’分別與圖2中的FD、Vdd、輸出、ST1、FD’對應(yīng)；301為標(biāo)記本發(fā)明像素單元，與圖3中的301標(biāo)記的位置相同。
[0085]所述P型離子隔離區(qū)203、光電二極管N型區(qū)201、N型離子區(qū)208的工藝制作在淺槽隔離區(qū)工藝之前，如圖5所示。其步驟如下:
[0086]首先，旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.3um,如圖6所示；
[0087]進(jìn)一步，P型離子注入，注入?yún)^(qū)深度大于等于1.5um，注入?yún)^(qū)P型離子濃度為lE+17Atom/cm3?lE+18Atom/cm3,如圖7所不，其中203為P型離子隔離區(qū)；
[0088]進(jìn)一步，清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，P型離子隔離區(qū)形成，如圖8所示；
[0089]進(jìn)一步，旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，如圖9所示；
[0090]進(jìn)一步，N型離子注入，注入?yún)^(qū)距離半導(dǎo)體基體表面大于等于0.6um,注入?yún)^(qū)N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?lE+18Atom/cm3，如圖10所示，其中201和201’為光電二極管N型區(qū)；
[0091]進(jìn)一步，清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，光電二極管N型離子區(qū)形成，如圖11所示；
[0092]進(jìn)一步，旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，如圖12所示；
[0093]進(jìn)一步，N型離子注入，注入?yún)^(qū)上與漂浮有源區(qū)接觸，下與光電二極管N型離子區(qū)接觸,此注入?yún)^(qū)離子濃度5E+15Atom/cm3?5E+17Atom/cm3，如圖13所示，其中208和208’為N型離子區(qū)；
[0094]進(jìn)一步，清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，所述N型離子區(qū)形成，如圖14所示；
[0095]所述P型離子隔離區(qū)203、光電二極管N型區(qū)201、N型離子區(qū)208的工藝制作完畢。
[0096]所述電荷傳輸晶體管204的柵極多晶硅工藝制作在淺槽隔離工藝之后，并制作在晶體管器件多晶硅柵工藝之前，如圖15所示，STI為淺槽隔離區(qū)，202為邏輯P型區(qū)；其步驟如下:
[0097]首先,淀積氮化娃保護(hù)層,其厚度為150nm?200nm,如圖16所示；
[0098]進(jìn)一步，旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.2um，如圖17所示；
[0099]進(jìn)一步，干法離子刻蝕，將光刻膠開口出裸露的氮化硅刻蝕掉，如圖18所示；
[0100]進(jìn)一步，清洗光刻膠，將氮化硅表面上的光刻膠全部去掉，如圖19所示；
[0101]進(jìn)一步，干法離子刻蝕，刻蝕裸露的硅體，刻蝕深度為0.4um?lum，形成硅缺口，如圖20所示；
[0102]進(jìn)一步，氧氣環(huán)境下，高溫加熱，其溫度為650攝氏度?850攝氏度，在裸露的硅體表面生成一層薄氧化物，氧化物厚度為4nm?15nm，如圖21所示，其中209為薄氧化物層；
[0103]進(jìn)一步，淀積多晶娃，將娃缺口填平，如圖22所不；
[0104]進(jìn)一步，化學(xué)機(jī)械研磨，將氮化硅保護(hù)層上面的多晶硅研磨去掉，如圖23所示；
[0105]進(jìn)一步，干法離子刻蝕，將氮化硅保護(hù)層去掉，電荷傳輸晶體管的柵極形成，如圖24所示；
[0106]所述電荷傳輸晶體管204的柵極多晶硅工藝制作完畢，制作完畢后的示意圖如圖25所示。
[0107]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種背照式圖像傳感器像素，包括光電二極管、電荷傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管、漂浮有源區(qū)，其特征在于，所述復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管制作在半導(dǎo)體基體的正面，所述電荷傳輸晶體管制作在半導(dǎo)體基體的內(nèi)部，所述光電二極管制作在晶體管器件下方的半導(dǎo)體基體中； 所述電荷傳輸晶體管的溝道包括漂浮有源區(qū)、N型離子區(qū)、光電二極管N型區(qū)三部分，三部分相互接觸，并且N型離子區(qū)位于漂浮有源區(qū)下方，光電二極管N型區(qū)位于N型離子區(qū)下方； 相鄰像素的光電二極管之間設(shè)置有P型離子隔離區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背照式圖像傳感器像素，其特征在于，所述光電二極管N型區(qū)距離半導(dǎo)體基體表面大于等于0.6um，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅在半導(dǎo)體基體中的深度為0.4um?lum，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅在半導(dǎo)體基體中的寬度大于等于漂浮有源區(qū)的寬度，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅在半導(dǎo)體基體中的厚度為0.1um ?0.2um。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的背照式圖像傳感器像素，其特征在于，所述光電二極管為N型光電二極管，所述電荷傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、源跟隨晶體管、選擇晶體管為N型晶體管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背照式圖像傳感器像素，其特征在于，所述光電二極管N型區(qū)與電荷傳輸晶體管的溝道的交疊區(qū)小于等于0.2um，并且與相鄰像素的電荷傳輸晶體管的柵極的距離至少0.1um ； 所述P型離子隔離區(qū)位于電荷傳輸晶體管柵極多晶硅下方，所述P型離子隔離區(qū)深度大于等于1.5um,寬度為0.1um?0.3um ； 所述光電二極管N型區(qū)與P型離子隔離區(qū)的距離大于等于0.05um。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的背照式圖像傳感器像素，其特征在于，所述N型離子區(qū)的N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?5E+17Atom/cm3，所述光電二極管N型區(qū)的N型離子濃度為5E+15Atom/cm3?lE+18Atom/cm3,所述P型離子隔離區(qū)的P型離子濃度為lE+17Atom/cm3?lE+18Atom/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的背照式圖像傳感器像素，其特征在于，所述N型離子是磷離子或砷離子，所述P型離子為硼離子。
7.—種權(quán)利要求1至14任一項(xiàng)所述的背照式圖像傳感器像素的制作方法，其特征在于，所述P型離子隔離區(qū)、光電二極管N型區(qū)、N型離子區(qū)的工藝制作在淺槽隔離工藝之前，包括步驟: a、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.3um ； b、P型離子注入,注入?yún)^(qū)深度大于等于1.5um,注入?yún)^(qū)P型離子濃度為lE+17Atom/cm3?lE+18Atom/cm3； C、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，P型離子隔離區(qū)形成； d、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口； e、N型離子注入，注入?yún)^(qū)距離半導(dǎo)體基體表面大于等于0.6um，注入?yún)^(qū)N型離子濃度為5E+15Atom/cm3 ?lE+18Atom/cm3 ； f、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，光電二極管N型離子區(qū)形成； g、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口； h、N型離子注入，注入?yún)^(qū)上與漂浮有源區(qū)接觸，下與光電二極管N型離子區(qū)接觸，此注入?yún)^(qū)離子濃度 5E+15Atom/cm3 ?5E+17Atom/cm3 ； 1、清洗光刻膠，將硅體表面上光刻膠全部去掉，所述N型離子區(qū)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的背照式圖像傳感器像素的制作方法，其特征在于，所述電荷傳輸晶體管的柵極多晶硅工藝制作在淺槽隔離工藝之后，并制作在晶體管器件多晶硅柵工藝之前，包括步驟: al、淀積氮化娃保護(hù)層,其厚度為150nm?200nm ； bl、旋涂光刻膠并顯影，在預(yù)定區(qū)域開口，其開口寬度為0.1um?0.2um ； cl、干法尚子刻蝕,將光刻膠開口出裸露的氮化娃刻蝕掉； dl、清洗光刻膠，將氮化硅表面上的光刻膠全部去掉； el、干法離子刻蝕，刻蝕裸露的硅體，刻蝕深度為0.4um?lum，形成硅缺口 ； H、氧氣環(huán)境下，高溫加熱，其溫度為650攝氏度?850攝氏度，在裸露的硅體表面生成一層薄氧化物，氧化物厚度為4nm?15nm ；gl、淀積多晶娃，將娃缺口填平； h1、化學(xué)機(jī)械研磨，將氮化硅保護(hù)層上面的多晶硅研磨去掉； il、干法離子刻蝕，將氮化硅保護(hù)層去掉，電荷傳輸晶體管的柵極形成。
【文檔編號】H01L27/146GK104201182SQ201410449040
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】郭同輝, 曠章曲 申請人:北京思比科微電子技術(shù)股份有限公司