[发明专利]小尺寸CMOS图像传感器像素结构及生成方法

权利要求书

1.一种小尺寸CMOS图像传感器像素结构，其特征是，由一种杂质半导体构成光电二极管N埋层外层，由另一种杂质半导体构成光电二极管N埋层内层，构成光电二极管N埋层内层的杂质半导体比构成N埋层外层杂质半导体浓度大、扩散系数小，N埋层的内层形状为开口向左的U型，U型中间部位由P型掺杂注入形成P插入层，P插入层范围左侧始自光电二极管区域左侧边界，右侧最远距离传输管X处，X范围最大值不大于整个光电二极管N埋层宽度，最小值趋向于零但始终大于零，N埋层的外层N埋层的内层全部包埋。

2.如权利要求1所述的小尺寸CMOS图像传感器像素结构，其特征是，扩散系数大的杂质半导体是磷，扩散系数小的杂质半导体是砷。

3.如权利要求1所述的小尺寸CMOS图像传感器像素结构，其特征是，所述的像素结构尺寸成比例变化构成大像素CMOS图像传感器像素结构。

4.一种小尺寸CMOS图像传感器像素结构生成方法，其特征是，包括下列步骤：选择使用扩散系数不同的磷P和砷AS共同形成N埋层，在第一步注入时使用扩散系数较大的磷注入形成N埋层外层，其浓度比第二步砷注入浓度要小，第二步形成砷注入层时，其浓度比第一步磷注入浓度更大，同时控制注入能量使得最终达到扩散系数较大的磷注入层将扩散系数较小的砷注入层全部包埋的N埋层结构，砷注入层为U型，在U型中间注入P型插入层。

5.如权利要求4所述的像素结构生成方法，其特征是，所述步骤细化为：在掺杂浓度为1×10¹⁵/cm³的P型外延层内注入低浓度的磷形成N埋层外层结构，其注入能量范围为70KeV～220KeV，掺杂浓度范围为1×10¹⁰/cm3至1×10¹³/cm³；再注入比N埋层外层浓度更高的砷形成双杂质包埋的光电二极管N埋层内层，其注入能量范围为70KeV～290KeV，掺杂浓度范围为1×10¹¹/cm3～2.5×10¹³/cm³；使用新掩膜版，掩膜版开口范围为，左侧始自光电二极管N埋层左边界，右侧为距离传输管X距离处，在此窗口范围内，注入P型掺杂的二氟化硼，最终形成P插入层，P插入层注入能量范围为10千电子伏～100千电子伏，掺杂浓度范围为1×10¹¹/cm3～5×10¹³/cm³，并最终形成由不同扩散系数杂质共同构成的内嵌光电二极管结构，其形状为开口向左的U型。

6.如权利要求4所述的像素结构生成方法，其特征是，若选择同时使用扩散系数不同的N型掺杂组合，选择范围是氮、磷、砷、锑、铋。

7.如权利要求4所述的像素结构生成方法，其特征是，P型插入层开口为向右，即由左侧插入光电二极管N埋层。