[发明专利]具有横向溢流排出通道的图像传感器

说明书

技术领域

本申请一般地涉及用于数码相机和其它类型的图像捕获装置的图像传感器，尤其涉及具有横向溢流排出通道和沟道截断区的图像传感器。

背景技术

典型的电子图像传感器包括以二维阵列排列的多个光敏摄像元件(“像素”)。像素响应于冲击像素的光积累电荷载流子，并且每个像素具有能够存储的最大量的电荷。当像素收集的电荷载流子的总数超过该像素的电荷容量并且过量电荷溢出到相邻像素时，发生称为“高光溢出”的现象。一种已知的抗高光溢出技术在像素内形成横向溢流排出通道(LOD)，以提供用于在电荷载流子溢出到相邻像素之前从像素排出过量电荷载流子的装置。

图1至图3示出根据现有技术的形成横向溢流排出通道和沟道截断区的方法。最初，如图1所示，在基底或者阱102上方形成绝缘层100。然后，在绝缘层100上方形成氮化物层104。

图2例示在氮化物层104上形成、并被形成图案(pattern)以形成具有W₁宽度的开口的掩膜层200。将氮化物层104在开口中露出的部分蚀刻掉。通常将氮化物层104过蚀刻以适应氮化物层104的厚度变化。该过蚀刻去除绝缘层100的一部分202。然后，将杂质掺入基底102(用箭头表示)，以形成沟道截断204。沟道截断204防止电荷载流子溢出到水平相邻的像素。

然后，去除掩膜层200，并且在剩余的氮化物层104和绝缘层100的露出部分上形成另一掩膜层300(图3)。将掩膜层300形成图案以形成具有W₂宽度的开口，并且将氮化物层104的第二开口中露出的部分蚀刻掉。再次，通常将氮化物层104过蚀刻以考虑氮化物层104的厚度的变化，由此去除绝缘层100的另一部分302。然后，将杂质掺入基底102(用箭头表示)，以形成横向溢流排出通道304。

为了确保在形成横向溢流排出通道302之前去除横向溢流排出通道区域上面的全部氮化物层104，W₂通常与W₁交叠，产生交叠区域306。当如图2和图3所示蚀刻氮化物层104时，将绝缘层100的位于交叠区域306的部分308蚀刻两次。该双蚀刻能够完全去除部分308，由此露出基底102的顶表面并且允许在随后的处理步骤期间损坏基底表面。露出或者损坏基底102的顶表面可能潜在地导致基底102的污染，并且在图像传感器中产生缺陷，诸如，例如群缺陷(cluster defect)。

发明内容

使用双掩膜层处理制造横向溢流排出通道和沟道截断。在绝缘层上方形成第一掩膜层。绝缘层布置在具有第一导电类型的基底、层或者阱上。将第一掩膜层形成图案以产生一个或更多个第一开口。然后，将具有与该基底、层或者阱相同导电类型的杂质经由第一开口掺入并且到该基底、层或者阱中以形成一个或更多个沟道截断。

然后，在第一掩膜层上形成第二掩膜层，并且形成图案以产生一个或更多个第二开口。每个第二开口布置在各个第一开口的部分中，并且第二掩膜层的部分布置在第一开口的剩余部分中。然后，将具有与第一导电类型相反的第二导电类型的一种或更多种杂质经由每个第二开口掺入并且到每个沟道截断中以形成横向溢流排出通道。由于双掩膜层，每个横向溢流排出通道的一个边缘与各个沟道截断的边缘对准，或者大致对准。然后，将第一和第二掩膜层去除，并且使用已知制造步骤进一步处理器件。

发明的有益效果

本发明包括在不损坏任何下层的情况下形成一个或更多个横向溢流排出通道的优点。另外，本发明提供用于以最小特征大小制造横向溢流排出通道和沟道截断的准确和可重复的方法。这在高分辨率图像传感器中尤其有益。

附图说明

参照附图将更好地理解本发明的实施例。附图的元件不必相对彼此的大小绘制。

图1至图3示出根据现有技术形成横向溢流排出通道和沟道截断区域的方法；

图4是根据本发明实施例中的图像捕获装置的简化框图；

图5是图4所示的根据本发明实施例中的图像传感器406的简化框图；

图6是图5所示的根据本发明实施例中的像素500的简化图；

图7至图12是图6中的像素500的一部分的沿着线A-A’的截面图，例示根据本发明实施例形成横向溢流排出通道610和沟道截断608的方法；以及

图13至图15是图6中的像素500的一部分的沿着线A-A’的截面图，例示根据本发明的实施例能够代替图8至图10所示的技术进行的替代技术。

具体实施方式