[发明专利]图像传感器及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是涉及一种图像传感器及其制作方法。

背景技术

图像传感器是将光学信号转化为电信号的半导体器件。图像传感器包括用于感光的光电二极管（photo diode，PD）和用于将所感测的光转化为电信号的逻辑电路。所述逻辑电路中通常包括有转移晶体管，所述光电二极管通过所述转移晶体管连接浮置扩散区（Floating Diffusion，FD）。当图像传感器工作时，通过使打开传输管打开，而使得所述光电二极管中的光生载流子通过传输管的沟道传输至所述浮置扩散区。

现有图像传感器中，光生载流子从光电二极管传输至浮置扩散区的传输效率低。更多关于图像传感器光生载流子传输效率的资料请参考公开号为CN101752395A（公开日2010年6月23日）的中国专利申请。

为此，亟需一种新的图像传感器及其制作方法，以提高光生载流子的传输效率。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种图像传感器及其制作方法，以提高光生载流子的传输效率。

为解决上述问题，本发明提供一种图像传感器的制作方法，包括：

A：在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区，并在所述第一导电类型半导体衬底内形成位于所述光电二极管上方的第一导电类型隔离层；

B：形成第二导电类型浅掺杂区域和位于第二导电类型浅掺杂区域下部的第一导电类型浅掺杂区域；所述第二导电类型浅掺杂区域通过所述第一导电类型浅掺杂区域隔离于所述光电二极管的第二导电类型区域；

C：通过沉积工艺、图形化工艺形成传输管的栅极结构，所述栅极结构位于第一导电类型半导体衬底上表面；所述栅极结构覆盖所述第二导电类型浅掺杂区的全部区域或部分区域；

D：通过掺杂工艺形成具有第二导电类型重掺杂的浮置扩散区，所述浮置扩散区接触于第二导电类型浅掺杂区域。

可选的，所述步骤A中，所述光电二极管的所述第二导电类型区域与所述第一导电类型隔离层具有自对准的特性。

可选的，所述步骤B中，所述第二导电类型浅掺杂区域与所述第一导电类型浅掺杂区域具有自对准的特性。

可选的，所述步骤B中，在所述第一导电类型半导体衬底的表面涂布光刻胶，使用第一掩模板，经过光刻工艺的曝光和显影，经过掺杂工艺使所述第二导电类型浅掺杂区域与所述第一导电类型浅掺杂区域成形。

可选的，所述步骤B中，在所述第一导电类型半导体衬底的表面涂布光刻胶，使用第一掩模板，经过光刻工艺的曝光和显影后，于所述光刻胶形成刻蚀至半导体衬底表面的凹槽，通过掺杂工艺于对应于所述凹槽的半导体衬底内的区域形成第二导电类型浅掺杂区域；对所述凹槽的内侧壁进行刻蚀，使凹槽内侧壁之间形成的开口增大；随后于对应于所述凹槽的第一导电类型半导体衬底内的区域掺杂形成所述第一导电类型浅掺杂区域。

可选的，所述栅极结构覆盖于所述第一导电类型隔离层与所述第二导电类型浅掺杂区域。

可选的，所述步骤C中，形成所述栅极结构包括：通过热氧化工艺、图形化工艺依次形成栅氧化层、覆盖于所述栅氧化层的栅极层、以及位于所述栅极层两侧的栅极侧墙。

可选的，第一导电类型为P型时，第二导电类型为N型；第一导电类型为N型时，第二导电类型为P型。

可选的，所述载流子为电子或空穴。

为解决上述问题，本发明还提供了一种图像传感器，包括：

光电二极管，通过在第一导电类型半导体衬底内形成第二导电类型区域，从而形成光电二极管，其中，所述第二导电类型区域作为光生载流子收集区；

第一导电类型隔离层，形成于所述第一导电类型半导体衬底的内部，位于所述光电二极管区域的上方；

第二导电类型浅掺杂区域，形成于所述第一导电类型半导体衬底的内部；

第一导电类型浅掺杂区域，形成于所述第二导电类型浅掺杂区域下部；所述第二导电类型浅掺杂区域通过所述第一导电类型浅掺杂区域隔离于所述光电二极管的第二导电类型区域；

传输管的栅极结构，对应于所述第一导电类型隔离层形成于所述第一导电类型半导体衬底的上表面；所述栅极结构覆盖所述第二导电类型浅掺杂区的全部区域或部分区域；

浮置扩散区，具有第二导电类型重掺杂，接触并形成于所述第二导电类型浅掺杂区域的侧部，所述第二导电类型重掺杂区域位于相对于第二导电类型浅掺杂区域远离第一导电类型隔离层的一端。