[实用新型]低寄生感光灵敏度全局曝光图像传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于全局曝光图像传感器感测技术领域，涉及一种可收集寄生光生电荷的低寄生感光灵敏度全局曝光图像传感器。

背景技术

图像传感器是一种高集成度和高光灵敏度的固态光学成像器件，其工作原理如图1所示：光线照射光电二极管产生光电效应，传感器将光学信号转化为信号电荷并转移到存储节点处寄存。但在工艺制作中，存储节点上不可避免的存在寄生p-n结，当光照射寄生p-n结产生寄生光生电荷，这种寄生光生电荷与处于存储状态的信号电荷累加而导致信号失真，从而使图像传感器的寄生感光灵敏度增大。因此需要对寄生p-n结产生的光生电荷进行收集。

为了抑制寄生p-n结上的光生电荷效应，通常采用遮挡光线照射的方式保护存储节点，如在p-n结表层镀金属层以避免光线垂直照射节点，但这种方式仍无法避免光线透过表层金属间隙入射半导体，同时由于过多的表层金属遮挡会降低图像传感器的像素填充效率，因此表面能够应用于遮挡光线的区域很小，这就需要新的技术来抑制存储节点上寄生光电效应的产生。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够有效收集寄生光生电荷的低寄生感光灵敏度全局曝光图像传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型的低寄生感光灵敏度全局曝光图像传感器电荷包括衬底及生长在衬底上的存储节点，其特征在于所述衬底上靠近存储节点寄生p-n结的区域生长保护区；存储节点和保护区均为n+型半导体，保护区接高电位。

所述的保护区由多个保护柱组成，多个保护柱均匀分布在存储节点周围。

所述的保护区由多个保护柱组成，多个保护柱沿平行于存储节点长度的方向均匀分布。

所述保护柱为正方形，其边长一般在0.1～60um之间，相邻保护柱之间的间隙t在0.1-0.56um之间，保护柱与存储节点4之间的间隙w在0.1um-0.56um之间。

所述的保护区三面围绕存储节点形成保护开环。

所述的保护区平行于存储节点的长度方向形成保护层。

本实用新型在衬底上靠近存储节点寄生p-n结的区域制作保护区，当漏光照射存储节点产生寄生光生电荷时，靠近保护区的p-n结产生的寄生光生电荷会被连接高电位的n+型半导体保护区收集，减少了进入存储节点的寄生光生电荷，从而避免了信号失真，提高了图像传感器的感光灵敏度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明

图1是现有技术的图像传感器寄生光生电荷干扰示意图。

图2是本实用新型的低寄生感光灵敏度全局曝光图像传感器电荷存储结构剖面图。

图3是典型5T像素架构的全局曝光图像传感器电路原理图。

图4是本实用新型实施例1的结构示意图。

图5是本实用新型实施例2的结构示意图。

图6是本实用新型实施例3的结构示意图。

图7是本实用新型实施例4的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，现有的图像传感器一般包括衬底1和制作于衬底1上的光电二极管2、信号转移栅3和存储节点4。光电二极管2产生的信号电荷经信号转移栅3转移到存储节点4处寄存。存储节点4上存在的寄生p-n结产生寄生光生电荷，这种寄生光生电荷与处于存储状态的信号电荷累加而导致信号失真，从而使图像传感器的寄生感光灵敏度增大。

如图2所示，本实用新型的低寄生感光灵敏度全局曝光图像传感器电荷存储结构包括衬底1及制作于衬底1上的存储节点4。所述衬底1上靠近存储节点4寄生p-n结的区域制作有保护区6；存储节点4和保护区6均为n+型半导体，保护区6接高电位VDD。当漏光照射存储节点4产生寄生光生电荷5时，靠近保护区6的p-n结产生的寄生光生电荷5会被连接高电位VDD的n+型半导体保护区6收集。

下面以典型5-T像素架构的图像传感器为例加以具体说明。

如图3和图4所示，典型5-T像素架构工作原理如下：