[发明专利]半导体感光器件及其制造方法和应用

权利要求书

1.一种半导体感光器件，其特征在于：包括：

一个具有第一种掺杂类型的半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的具有第二种掺杂类型的源区和漏区以及一个与漏区相同掺杂类型且相连接的掩埋掺杂阱区；

在所述的掩埋掺杂阱区内形成的具有第一种掺杂类型的区域并与所述的掩埋掺杂阱区形成感光二极管；

在所述半导体衬底内形成的介于所述源区和掩埋掺杂阱区之间的一个沟道区域；

在所述沟道区域之上形成的覆盖整个沟道区域的第一层绝缘薄膜；

在该第一层绝缘薄膜之上形成的一个作为电荷存储节点的具有导电性的浮栅区；

所述的浮栅区和所述掩埋掺杂阱区之间通过去除第一层绝缘薄膜而形成的一个接触窗口而直接连接；

覆盖在所述浮栅区之上的第二层绝缘薄膜；

以及在所述第二层绝缘薄膜之上形成的控制栅极。

2.如权利要求1所述的半导体感光器件，其特征在于：所述半导体衬底为单晶硅、绝缘体上硅、锗化硅或砷化镓。

3.如权利要求1所述的半导体感光器件，其特征在于：所述绝缘薄膜是由二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者高介电常数的绝缘体形成。

4.如权利要求3所述的半导体感光器件，其特征在于：所述第一层绝缘薄膜厚度范围为10-200埃，所述第二层绝缘薄膜厚度范围为20-200埃。

5.如权利要求1所述的半导体感光器件，其特征在于：所述浮栅区是由多晶硅、钨、氮化钛、氮化钽或者合金材料形成，其形成的导体层的厚度范围为20-300纳米。

6.如权利要求1所述的半导体感光器件，其特征在于：所述第一种掺杂类型为p型杂质掺杂，第二种掺杂类型为n型杂质掺杂；或者，所述第一种掺杂类型为n型杂质掺杂；第二种掺杂类型为p型杂质掺杂。

7.如权利要求1所述的半导体感光器件，其特征在于：所述控制栅极完全覆盖或者部分覆盖所述浮栅区。

8.一种半导体感光器件的制造方法，其特征在于：包括如下步骤，

在半导体衬底上形成浅槽隔离或者硅局部氧化结构； 

进行离子注入，形成掺杂阱和用于产生光电效应的p-n结结构；

形成第一层绝缘薄膜；

在所述第一层绝缘薄膜中刻蚀出浮栅接触窗口；

形成第一层导电薄膜并各向异性刻蚀第一层导电薄膜形成多个相互分离的浮栅区；

以第二层绝缘薄膜覆盖在所述浮栅区上；

形成第二层导电薄膜；

对第二层导电薄膜进行刻蚀，形成控制栅结构；

进行MOS管的源漏掺杂；

进行电极隔离与电极形成；

进行金属互连，同时形成光通道，使光可以照射到所述的用于产生光电效应的p-n结上。

9.如权利要求8所述的半导体感光器件的制造方法，其特征在于：所述半导体衬底为单晶硅、绝缘体上硅、锗化硅或砷化镓。

10.如权利要求8所述的半导体感光器件的制造方法，其特征在于：所述第一层绝缘薄膜为二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者高介电常数的绝缘体，其厚度范围为10-200埃。

11.如权利要求8所述的半导体感光器件的制造方法，其特征在于：所述浮栅区通过所述的浮栅接触窗口与所述光电效应p-n结的一端接触。

12.如权利要求8所述的半导体感光器件的制造方法，其特征在于：所述第一层导电薄膜为多晶硅、钨、氮化钛或者合金材料，其形成的导体层的厚度范围为20-300纳米。

13.如权利要求8所述的半导体感光器件的制造方法，其特征在于：用于产生光电效应的p-n结结构的两端分别连接浮栅区和漏区，所述p-n结是硅基p-n同质结，或者是SiGe、InGaAs、GaN、GaAs、Si组合形成的异质结。

14.一种由权利要求1所述的半导体感光器件形成的图像传感芯片，其特征在于：包含至少一个由所述半导体感光器件形成的阵列和对所述阵列进行控制的逻辑电路。

15.如权利要求14所述的图像传感芯片，其特征在于：所述半导体感光器件阵列由多个所述的半导体感光器件、多条字线、多条位线和多条源线组成，其中所述多 条字线中的任意一条与多条位线中的任意一条的组合可以选择控制任意一个所述的半导体感光器件，所述多条源线中的任意一条与所述半导体感光器件的源区相连接，所述多条字线中的任意一条与所述半导体感光器件的控制栅极相连接，所述多条位线中的任意一条与所述半导体感光器件的漏区相连接。